Галофит

Солеустойчивое растение

Галофит — это солеустойчивое растение , которое растет в почве или водах с высокой соленостью , контактируя с соленой водой через свои корни или посредством соляного тумана, например, в солончаковых полупустынях, мангровых болотах , топях и топях , а также на морских побережьях. Слово происходит от древнегреческого ἅλας (халас) «соль» и φυτόν (фитон) «растение». Галофиты имеют иную анатомию, физиологию и биохимию, чем гликофиты. ^[1] Примером галофита является солончаковая трава Spartina alterniflora (гладкая вьюнка). Относительно немногие виды растений являются галофитами — возможно, только 2% всех видов растений. Информацию о многих галофитах Земли можно найти в базе данных галофитов.

Подавляющее большинство видов растений — гликофиты , которые не являются солеустойчивыми и довольно легко повреждаются высокой соленостью. ^[2]

Классификация

Галофиты можно классифицировать многими способами. Согласно Стокеру (1933), они в основном бывают 3 видов по местообитанию, а именно:

Аквагалины ( водные растения )
- Надводные галофиты (большая часть стебля остается над уровнем воды)
- Гидрогалофиты (целые или почти целые остатки растений под водой)
Террестро-галины ( наземные растения )
- Гигрогалофиты (растут на болотистых землях)
- Мезогалофиты (растут на незаболоченных, не засушливых землях)
- Ксеро-галофиты (растут на сухих или почти сухих землях)
Аэрогалины ( эпифиты и аэрофиты )

Опять же, по мнению Иверсена (1936), эти растения классифицируются в зависимости от солености почвы, на которой они произрастают. ^[3]

Олигогалофиты (количество NaCl в почве 0,01-0,1%)
Мезогалофиты (количество NaCl в почве 0,1-1%)
Эугалофиты (количество NaCl в почве >1%)

Для сравнения, соленость морской воды составляет около 3,5%. См. соленость воды для других контрольных уровней.

Места обитания галофитов

Основные места обитания галофитов включают мангровые болота, песчаные и скалистые береговые линии в тропиках, соляные пустыни и полупустыни, Саргассово море , илистые отмели и солончаки, леса и заросли водорослей, соляные озера и соляные степи Паннонского региона , полосы омываемых вод , изолированные внутренние солончаковые луга и места, где люди вызвали засоление. ^[4]

Устойчивость к соли

Одной из количественных мер солеустойчивости ( галотолерантности ) является общее количество растворенных твердых веществ в поливной воде, которое может переносить растение. Морская вода обычно содержит 40 граммов на литр (г/л) растворенных солей (в основном хлорида натрия ). Фасоль и рис могут переносить около 1–3 г/л и считаются гликофитами (как и большинство сельскохозяйственных культур ). С другой стороны, Salicornia bigelovii (карликовый солянколистник) хорошо растет при 70 г/л растворенных твердых веществ и является перспективным галофитом для использования в качестве сельскохозяйственной культуры. ^[5] Такие растения, как ячмень ( Hordeum vulgare ) и финиковая пальма ( Phoenix dactylifera ) могут переносить около 5 г/л и могут считаться маргинальными галофитами. ^[2]

Адаптация галофитов к засоленным средам может принимать форму солеустойчивости или избегания соли. Растения, которые избегают воздействия высокой соли, даже если они живут в засоленной среде, могут называться факультативными галофитами, а не «истинными» или облигатными галофитами.

Например, короткоживущий вид растений, который завершает свой репродуктивный жизненный цикл в периоды (например, сезон дождей ), когда концентрация соли низкая, будет избегать соли, а не переносить ее. Или вид растений может поддерживать «нормальную» внутреннюю концентрацию соли, выделяя избыток соли через свои листья, посредством солевых желез или концентрируя соли в солевых пузырях в листьях, которые позже отмирают и опадают. ^[1]

В попытке улучшить сельскохозяйственное производство в регионах, где сельскохозяйственные культуры подвергаются воздействию засоления, исследования сосредоточены на улучшении понимания различных механизмов, посредством которых растения реагируют на стресс засоления, чтобы можно было развить более устойчивые галофиты сельскохозяйственных культур. Адаптивные реакции на стресс засоления были выявлены на молекулярном, клеточном, метаболическом и физиологическом уровнях. ^[6]

Примеры

Некоторые галофиты:

Таксон	Распространенное имя(я)	Тип среды обитания	Тип допуска
Анемопсис калифорнийский	йерба манса , хвост ящерицы	Гигро
Атриплекс	лебеда, лебеда, лебеда	Ксеро
Attalea speciosa	бабассу	Мезо
Panicum virgatum	просо прутьевидное	Мезо, Ксеро
Salicornia bigelovii	солянка карликовая, солянка обыкновенная	Гигро	Eu (морская вода)
Спартина альтернифлора	гладкий кордграсс	Всплыл, Гигро	Eu (морская вода)
Тетрагония тетрагоноидес	зелень варригала, кокихи , морской шпинат	Гигро	Eu (морская вода)
Дуналиелла	(зеленая водоросль)	Гидро	Eu (морская вода)
Sesuvium portulacastrum	морской портулак, портулак прибрежный	Гигро	Eu (морская вода)
Суэда	просачивающиеся водоросли	Гигро	Eu (морская вода)
Галимион портулакоидный	морской портулак	Гигро	Eu (морская вода)
Саркокорния кустарниковая	солянки	?

Использует

Биотопливо

Некоторые галофиты изучаются для использования в качестве прекурсоров биотоплива "3-го поколения". Галофиты, такие как Salicornia bigelovii, могут выращиваться в суровых условиях и, как правило, не конкурируют с продовольственными культурами за ресурсы, что делает их перспективными источниками биодизеля или биоалкоголя . ^[5]^[7]^[8]

Фиторемедиация

Галофиты, такие как Suaeda salsa, могут хранить в своих тканях ионы соли и редкоземельные элементы, поглощенные из почвы. ^[9] Поэтому галофиты можно использовать в мерах фиторемедиации для регулирования уровня солености окружающих почв. ^[10] Эти меры направлены на то, чтобы позволить гликофитам выживать в ранее непригодных для проживания районах с помощью экологически безопасного и экономически эффективного процесса. ^[11] Более высокая концентрация растений-галофитов в одном районе приводит к более высокому поглощению соли и более низкому уровню солености почвы. ^[9]

Различные виды галофитов обладают различной способностью к поглощению. ^[10] Было обнаружено, что три различных вида галофитов ( Atriplex patula , Atriplex hortensis и Atriplex canescans ) восстанавливают почвы, загрязненные дорожной солью , в течение разного периода времени. ^[11]

Смотрите также

Биосалинность – использование соленой воды для орошения
Устойчивость сельскохозяйственных культур к морской воде – Устойчивость сельскохозяйственных культур к морской воде – это способность сельскохозяйственных культур выдерживать высокую соленость, вызванную орошением морской водой.Страницы, отображающие описания викиданных в качестве резерва
Галотолерантность – адаптация к высокой солености
Солеустойчивость сельскохозяйственных культур
Натрий в биологии – Использование натрия организмами
Засоление почвы – Содержание соли в почве
Контроль засоления почвы – Контроль проблемы засоления почвы

Ссылки

^ ab Физиология галофитов, TJ FLOWERS, Plant and Soil 89, 41-56 (1985)
^ ab Glenn, EP; et al. (1999). "Солевая устойчивость и потенциал урожая галофитов". Critical Reviews in Plant Sciences . 18 (2): 227–55. Bibcode : 1999CRvPS..18..227G. doi : 10.1080/07352689991309207.
^ "Галофиты: классификация и признаки галофитов". 29 января 2015 г.
^ Каплер, Адам. 2019. Места обитания галофитов. В: Галофиты и изменение климата: адаптивные механизмы и потенциальное использование. Под редакцией Мирзы Хассануззамана, Сергея Шабалы и Масаюки Фудзиты. CAB International. С. 19-37.
^ ab Гленн, Э.П.; Браун, Дж.Дж.; О'Лири, Дж.У. (1998). «Орошение сельскохозяйственных культур морской водой», Scientific American , т. 279, № 8, август 1998 г., стр. 56-61.
^ Гупта, Бхаскар; Хуан, Бингру (3 апреля 2014 г.). «Механизм устойчивости растений к засолению: физиологическая, биохимическая и молекулярная характеристика». Международный журнал геномики . 2014 : 701596. doi : 10.1155/2014/701596 . PMC 3996477. PMID 24804192 .
^ "Информационный бюллетень: Альтернативные виды топлива". IATA . Декабрь 2013 г. Архивировано из оригинала 2014-02-01 . Получено 2014-01-28 .
^ Bresdin, Cylphine; Glenn, Edward P.; Brown, J. Jed (2016), "Сравнение семенной продуктивности и агрономических признаков 20 диких образцов Salicornia bigelovii Torr. Выращенных в тепличных условиях", Halophytes for Food Security in Dry Lands , Elsevier, стр. 67–82, doi :10.1016/b978-0-12-801854-5.00005-4, ISBN 978-0-12-801854-5, получено 2022-03-05
^ ab Liang, Jiaping; Shi, Wenjuan (2021). «Совмещение хлопка и галофитов снижает накопление солей и улучшает физико-химические свойства почвы и урожайность сельскохозяйственных культур на засоленных и щелочных почвах при мульчированном капельном орошении: трехлетний полевой эксперимент». Field Crops Research . 262 : 108027. Bibcode : 2021FCrRe.26208027L. doi : 10.1016/j.fcr.2020.108027. S2CID 230576810.
^ аб Брито, Педро; Каэтано, Мигель; Мартинс, Марсело Д.; Касадор, Изабель (декабрь 2020 г.). «Влияние солончаковых растений на подвижность и биодоступность РЗЭ в устьевых отложениях». Наука об общей окружающей среде . 759 : 144314. doi : 10.1016/j.scitotenv.2020.144314. PMID 33338692. S2CID 229325441.
^ ab Mann, Ellen; Rutter, Allison; Zeeb, Barbara (октябрь 2020 г.). «Оценка эффективности Atriplex spp. при фитоэкстракции дорожной соли (NaCl) из загрязненной почвы». Environmental Pollution . 265 (Pt B): 114963. Bibcode :2020EPoll.26514963M. doi :10.1016/j.envpol.2020.114963. PMID 32806446. S2CID 221162683.

[:3-1] Физиология галофитов, TJ FLOWERS, Plant and Soil 89, 41-56 (1985)

[Glenn99-2] Glenn, EP; et al. (1999). "Солевая устойчивость и потенциал урожая галофитов". Critical Reviews in Plant Sciences . 18 (2): 227–55. Bibcode : 1999CRvPS..18..227G. doi : 10.1080/07352689991309207.

[Halophytes:_Classification_and_Characters_of_Halophytes-3] "Галофиты: классификация и признаки галофитов". 29 января 2015 г.

[Kapler2019-4] Каплер, Адам. 2019. Места обитания галофитов. В: Галофиты и изменение климата: адаптивные механизмы и потенциальное использование. Под редакцией Мирзы Хассануззамана, Сергея Шабалы и Масаюки Фудзиты. CAB International. С. 19-37.

[:4-5] Гленн, Э.П.; Браун, Дж.Дж.; О'Лири, Дж.У. (1998). «Орошение сельскохозяйственных культур морской водой», Scientific American , т. 279, № 8, август 1998 г., стр. 56-61.

[Gupta-2014-6] Гупта, Бхаскар; Хуан, Бингру (3 апреля 2014 г.). «Механизм устойчивости растений к засолению: физиологическая, биохимическая и молекулярная характеристика». Международный журнал геномики . 2014 : 701596. doi : 10.1155/2014/701596 . PMC 3996477. PMID 24804192 .

[7] "Информационный бюллетень: Альтернативные виды топлива". IATA . Декабрь 2013 г. Архивировано из оригинала 2014-02-01 . Получено 2014-01-28 .

[8] Bresdin, Cylphine; Glenn, Edward P.; Brown, J. Jed (2016), "Сравнение семенной продуктивности и агрономических признаков 20 диких образцов Salicornia bigelovii Torr. Выращенных в тепличных условиях", Halophytes for Food Security in Dry Lands , Elsevier, стр. 67–82, doi :10.1016/b978-0-12-801854-5.00005-4, ISBN 978-0-12-801854-5, получено 2022-03-05

[:0-9] Liang, Jiaping; Shi, Wenjuan (2021). «Совмещение хлопка и галофитов снижает накопление солей и улучшает физико-химические свойства почвы и урожайность сельскохозяйственных культур на засоленных и щелочных почвах при мульчированном капельном орошении: трехлетний полевой эксперимент». Field Crops Research . 262 : 108027. Bibcode : 2021FCrRe.26208027L. doi : 10.1016/j.fcr.2020.108027. S2CID 230576810.

[:1-10] аб Брито, Педро; Каэтано, Мигель; Мартинс, Марсело Д.; Касадор, Изабель (декабрь 2020 г.). «Влияние солончаковых растений на подвижность и биодоступность РЗЭ в устьевых отложениях». Наука об общей окружающей среде . 759 : 144314. doi : 10.1016/j.scitotenv.2020.144314. PMID 33338692. S2CID 229325441.

[:2-11] Mann, Ellen; Rutter, Allison; Zeeb, Barbara (октябрь 2020 г.). «Оценка эффективности Atriplex spp. при фитоэкстракции дорожной соли (NaCl) из загрязненной почвы». Environmental Pollution . 265 (Pt B): 114963. Bibcode :2020EPoll.26514963M. doi :10.1016/j.envpol.2020.114963. PMID 32806446. S2CID 221162683.