前言
众所周知,农作物一般适宜在中性或者接近中性的土壤生长,绝大多数作物都不适宜在盐碱地生存繁衍。那么问题来了,什么是盐碱地?为何作物在盐碱地难以存活呢?
1.盐碱地的简介
首先,盐碱地是盐土和碱土的总称。盐土主要指含氯化物或硫酸盐较高的盐渍化土壤,土壤呈碱性,但pH不一定很高。碱土是指含碳酸盐或重磷酸盐的土壤,pH较高,土壤呈碱性,盐碱土的有机质含量少,土壤肥力低,理化性状差,对作物有害的阴、阳离子多,作物不易促苗。有资料显示,全世界盐碱地的面积为 95438万公顷。其中,中国盐碱地的面积为9913万公顷。因而碱化度普遍较高,严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存[1]。
2.盐碱地对植物的危害
其次,当土壤中的盐离子浓度过高的时候,大于植物细胞的溶液浓度,这时候会出现什么现象呢?我们在高中就学过,当植物细胞处于外界浓度大于细胞内溶度的时候由于渗透作用导致植物细胞里面的水会流出细胞,就有“水往高处流”这一理论。然后植株失水,影响细胞正常工作,进一步导致细胞死亡,最终导致植株死亡。同时,盐碱地土壤胶体富含钠离子,湿时胶体分散,土壤透气性和透水性降低;干时剧烈收缩,结成硬块,板结情况十分严重,造成耕作困难。此外,高浓度的盐分干扰作物对养分的吸收,会破坏作物对其他离子的吸收,造成作物营养紊乱。同时,土壤溶液中的某些离子会对植物生长产生毒害作用,危害植物体组织[2]。
3.“吃盐植物”在盐碱地的应用的成果
当今世界,人口、粮食、资源、环境等压力不断增大,寻找有效的耕地后备资源并加以整治、利用,是保持耕地动态平衡的主要途径[3]。盐碱地是否可以通过一些技术和方法改良十七变成可以利用的耕地呢?盐碱地面积如此之大,且对植物的危害如此之大,感觉他的气焰甚是“嚣张”,得有大神来治理一下他了。
在2018年11月8号,一条喜讯传来,仿佛在跟我们说治理盐碱地的大神“他来了,他来了,他脚踏祥云过来了”。简讯内容大致是这样的:目前,在克拉玛依市,科研人员选择当地盐碱化最严重的地区种植盐地碱蓬后,每年可从每亩土地中带走盐分431公斤。4年后,试验田每公斤土壤含盐量从40多克下降至10克以下,种植的棉花亩产达到400多公斤。 盐地碱蓬这种植物是“吃盐植物”这一技术的成果之一。“吃盐植物”是中科院新疆生态与地理研究所科研人员通过对新疆盐生植物的物种多样性、盐生植物种子及耐盐性开展研究,最终证明在盐碱地种植盐地碱蓬、盐角草和野榆钱菠菜等植物,每年可从土壤中带走大量盐分,连续3年左右可大幅“淡化”土壤中盐分含量,使其达到耕种标准。
据中科院新疆生态与地理研究所研究员田长彦介绍,新疆除了8.5万平方公里的盐渍化土地之外,现有耕地的32.6%也已出现次生盐渍化,成为农业低产的重要原因之一,每年因土壤盐渍化造成的农业损失高达数十亿元。“吃盐植物”的应用与广泛推广,可以在改善生态环境的同时,让盐渍土地“重获新生”;同时,新疆又拥有丰富的盐生植物资源,目前已发现的就有305种,可以修复盐碱土、有效治理土壤原油污染、吸收铬和铜等重金属,有许多盐生植物还可以用于医药、绿化、饲用、食品加工、纤维和化工等领域,具有很大的开发潜力[4]。
这则喜讯,无疑是给治理盐碱地提供了一剂良药。通过种植一些特殊的“好盐”植物来吸取土壤里面的盐分,达到降低土壤的盐碱度,从而使土壤达到可以种植其他农作物的条件,这种方法既方便又绿色环保,目前确实值得在新疆大部分盐碱地进行推广与应用。近日,巴基斯坦相关单位与中科院新疆生态与地理研究所开展合作,洽谈这项研究成果——“吃盐植物”的技术应用与推广。巴基斯坦与我国新疆自治区接壤, 印度河平原灌区,已经盐渍化和受盐渍化严重威胁的面积占灌溉面积一半以上。 所以,他们国家也急需这项研究成果来解决土地盐碱化问题。可以说,中科院新疆生态与地理研究所“吃盐植物”这一技术的成果,给全世界解决土地盐碱化问题带来了福音。
4.“吃盐植物”的其他用途
“吃盐植物”不仅通过直接种植在盐碱地吸取土壤盐分,而且可以通过基因测序技术,筛选出天然抗盐、抗碱,通过常规育种、杂交与分子标记辅助育种技术将这些基因整合到某些作物里面,直接培育出抗盐、抗碱的作物来适应盐碱地的条件。近年来,由袁隆平院士领衔的青岛海水稻研究发展中心致力于“海水稻”研发,就是利用这样的分子生物学技术来进行培育,并且取得了很不错的效果。同样,新疆的“吃盐植物”也可以通过转基因技术,来培育出抗盐和抗碱的农作物。目前,这项技术可能并是不十分的成熟,但是我相信随着科学技术的发展,以后会逐渐大范围推广,进行生产实践应用。
“吃盐植物”是生物技术治理盐碱地一项重要的研究成果,希望今后出现的环境问题都可以应用生物技术进行治理,达到绿色、环保和高效的目标。
注:以上图片来自百度词条。
参考文献
[1]毛庆莲, 王胜. 国内盐碱地治理趋势探究浅析. 湖北农业科学, 2020, 59(S1): 302-306.
[2]何锦. 大地之殇——盐碱地. 中国自然资源报, 2019,05.
[3]董红云, 朱振林, 李新华, 等. 山东省盐碱地分布、改良利用现状与治理成效潜力分析.山东农业科学, 2017, 49(5): 134-139.
[4]刘杰. 新疆: “吃盐植物”能吃下盐碱还良田. 新华网, 2013.