Галофиты

 

 

 

Содержание

 

 

 

 

Введение…………………………………………………………………… 

Цели и задачи ……………………………………………………………...

Биоэкологические  особенности галофитов……………………………...

Биоэкологическая  характеристика галофитов…………………………...

Наблюдения, учет и анализ……………………………………………….

     Заключение…………………………

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение 

Окружающая  среда является важным фактором, определяющим географическое распространение растений и их продуктивность. Одним из основных, весьма необходимых мероприятий  по сохранению и охране растительного разнообразия и повышения эффективности их использования, является борьба с процессами опустынивания на аридных территориях.

  По  данным временного секретариата  Конвенции по борьбе с опустыниванием (Рио-де-Жанейро, 1992), нигде ситуация  не является столь критической, как на засушливых землях, которые занимают более 1/3 части нашей планеты. Причем наиболее серьезно опустынены районы Азии (более 1,4 млрд.га). 

В Казахстане площадь сельскохозяйственных угодий составляет 222,6 млн. га, из них орошаемые - 2,3 млн. га.  Значительная часть этих земель под влиянием хозяйственной деятельности человека подвержена процессам опустынивания: деградация растительного покрова, дефляция песков, водная эрозия, засоление орошаемых земель, засоление почв, вызванное понижением уровня Аральского моря, техногенное опустынивание, загрязнение почвы промышленными отходами, ядохимикатами и др.

Основные  причины опустынивания земель в  Казахстане те же, что в большинстве  засушливых стран, испытывающих опустынивание: чрезмерный выпас, вызвавший деградацию 49 млн. га пастбищ; несовершенная система земледелия, при которой опустынена третья часть пашни - 10,4 млн. га; разработка месторождений полезных ископаемых - нарушено около 10 млн. га продуктивных сельскохозяйственных земель. Основными причинами деградации земель в Казахстану являются: водная эрозия, истощение почв, перевыпас и перегрузка пастбищ, загрязнение почв и нерациональное землепользование и орошение.

С увеличением  численности населения и систематическим  отчуждением земель для несельскохозяйственных нужд, размер пахотных площадей на одного жителя республики за последние 20 лет уменьшился с 0,43 до 0,3 га, в том числе орошаемых - с 0,27 до 0,21 га. К 2030 г. прогнозируется соответственно 0,18 и 0,1 га.

В природе  окислительный стресс - прямое следствие гипоксии и аноксии, поэтому устойчивые к кислородной недостаточности растения, по-видимому, должны обладать устойчивостью и к этому воздействию. Постоянное или временное переувлажнение характерно для многих регионов Земли, и в том числе для резко-континентального климата Казахстана. Подобные условия способствуют возникновению кислородной недостаточности, при этом ограничивается жизнедеятельность представителей дикой флоры и создаются трудности для возделывания сельскохозяйственных культур. 

Проведено сопоставление продукции АФК  и эффективности работы антиоксидантной  энзиматической системы у растений, различающихся по устойчивости. Использование  электрофоретического метода  и полученные данные электрофореграмм позволили предположить о регуляторном действии антиоксидантных ферментов на гормональную систему растений. Полученные данные позволяют заключить, что растение, устойчивое к дефициту кислорода благодаря эффективно работающей антиоксидантной системе, способно лучше противостоять и окислительному стрессу, а первичной реакцией на стресс у галофита является накопление свободного пролина сначала в корнях, а затем в листьях, наблюдается повышение активности супероксиддисмутазы – фермента, играющего ключевую роль в нейтрализации окислительного действия. Изучение адаптационных механизмов к кислородной недостаточности и окислительному стрессу необходимо для разработки способов выращивания растений на затопляемых почвах, приёмов защиты от повреждения или повышения устойчивости растений, введения в культуру приспособленных к недостатку кислорода растений. Более глубокое представление о механизмах адаптации важно для создания тестовых систем для селекционного отбора устойчивых к затоплению и засолению видов и сортов растений, для программирования урожая различающихся по устойчивости к кислородному дефициту растений. 

Рекомендуется использование галофитов (Aeluropus littoralis, Salsola crassa) и метод прайминга с  Мо для восстановления засоленных земель Казахстана

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Цели и задачи

 Сравнительное  изучение путей адаптации галофитных  растений  к окислительному стрессу.  

В соответствии с указанной целью были поставлены следующие задачи:

1. Определить  степень повреждения растительных  клеток галофитов и галофитов  пероксидом водорода

2. Рассмотреть морфолого-анатомические приспособления корней проростков арабидопсиса при окислительном стрессе.

3. Изучить  действие окислительного стресса  на активность альдегидоксидазы, ксантиндегидрогеназы, супероксиддисмутазы  галофитных растений.

4. Выяснить влияние окислительного стресса на накопление свободного пролина в корнях и листьях галофитов и гликофитов.

5. Определить  качество прорастания семян арабидопсиса  различных генотипов при окислительном  стрессе

6. Изучить с помощью  метода прайминга возможность использования галофитов (Aeluropus littoralis, Salsola crassa) для восстановления засоленных земель Казахстана

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ГАЛОФИТОВ

Мною рассматриваются 34 вида галофитов различных жизненных форм - кустарники, полукустарники, многолетние и однолетние травы. Наибольшее количество видов относится к сем. Chenopodiaceae, несколько - к сем. Asteraceae, Poaceae, Nitrariaceae. Кроме видов местной флоры, нами был интродуци- рован вид из Израиля - Distichlis spicata. Почти все виды имеют кормовое значение и могут быть использованы для создания пастбищ на засоленных землях.

Все растения различаются, прежде всего, реакцией на степень засоленности почв, галотолерантностью. Диапазон минерализованности почвенного раствора, в котором то или иное растение может нормально расти и возобновляться, у разных видов различен. Эти различия позволили нам объединить растения засоленных почв в следующие группы: 1 - гипергалофиты, 2 - эугалофиты, 3 - галогликофиты.

К первой группе относятся растения избыточно засоленных почв. Они развиваются в условиях повышенной минерализации почвенного раствора, при этом сохраняют способность к возобновлению и образованию ценозов на очень сильнозасоленных (хлоридно-сульфатный тип) почвах при сухом остатке 2,3-3,0 (3,5) и С1 > 0,23 %.

Повышенное содержание солей в почве благоприятно сказывается на развитии и накоплении биомассы галофитов. Свойством галофильности обладают большей частью соленакапливающие представители сем. Chenopodiaceae и реже - солевыделяющие. К высокой концентрации почвенного раствора приспособлено относительно небольшое количество видов. Характерными и широко распространёнными растениями данной группы являются следующие доминирующие на солончаках виды: Halocnemum strobilaceum, Halostachys caspica, Climacoptera turcomanica, Suaeda arcuata, Salicornia europaea и др. (Акжигитова,1982).

Представители второй группы - эугалофиты, характеризуются большим диапазоном толерантности к минерализации почвенного раствора, в пределах которого они могут успешно развиваться и сохранять доминирующую роль в ценозах. Эти растения также хорошо приспособлены к сильнозасоленным почвам, однако лучше развиваются и доминируют в сообществах при меньшей засоленности субстрата (сухой остаток - 1,8-2,5%).

По приспособлению это, главным образом, соленакапливающие и солевыделяющие галофиты. Данная группа представлена растениями разных жизненных форм: от деревьев до однолетних трав. Доминирующими и широко распространёнными в этой группе являются Salsola orientalis, Anabasis salsa, Nanophyton erinaceum, Tamarix hispida и др.

К третьей группе - галогликофиты, относятся растения с небольшой солеустойчивостью, у которых выработалась приспособительная реакция к слабозасоленным почвам. Они нормально развиваются и возобновляются при сухом остатке 0,3—0,8 (1)%. Представители этой группы часто встречаются на незасоленных почвах.

Необходимо отметить, что в каждой группе есть виды, которые можно отнести в равной мере и к соседней. Например, Aeluropus litoralis способен доминировать как на сильно, так и на среднезасоленных почвах. У отдельных видов можно предположить наличие разных экологических форм.

Из собранных 34 видов галофитов в полевых опытах положительные результаты дали 25, у остальных была низкая всхожесть (табл. 1).

Таблица 1. Экологические условия произрастания собранных видов галофитов

Название	Жизненная Форма	Экологические условия	Время сбора
1	2	3	4
Suada altissima – сведа высокая	Однолетняя      трава	Оазисные засоленные почвы	Сентябрь
Salicornia europae –солерос европейский	" ” "	Солончаки	- ,, -
Halothamnus subaphyllus – галотамнус малолистный	Кустарник	Грядовобугристые пески, такыры
Salsola paletzkiana – солянка палецкого	- ,, -	Песчаная пустыня	Октябрь
Atriplex dimorphostegia – лебеда диморфная	Однолетняя трава	Песчаная пустыня	" ” "
Atriplex micrantha – Лебеда мелкоцветковая	- ,, -	Солончаки	- ,, -
Kochia prostrata - кохия стелющаяся	Полукустарничек	Мелкозёмистые склоны	- ,, -
Climacoptera turcomanica – климакопте- ра туркменская
Ceratoides papposa - терескен серый	- ,, -	Лёссовые почвы	- ,, -

 

1	2	3	4
Нalocnemum strobilaceum - сарсазан шишковатый		Мокрые Солончаки	Ноябрь
Suaeda acuminata - сведа заострённая	Однолетняя Трава	Оазисные Солончаки	- ,, -
Poa bulbosa - мятлик луковичный	Многолетняя трава	Предгорья, глинистые и песчаные почвы
Haloxylon aphyllum – саксаул чёрный	Кустарник	Солончаки, засоленные такыры	55
Salsola richteri - черкез Рихтера	- ,, -	Песчаная Пустыня	- ,, -
Salsola orientalis - солянка восточная	Полукустарничек	Опесчаненные Такыры	- ,, -
Salsola gemmascens - солянка почечконосная		Глинистые такыры	55
Climacoptera lanata - климакоптера	Однолетняя Трава	Солончаки	- ,, -
Artemisia kemrudica - полынь кемрудская	Многолетняя Трава	Глинистые, засоленные почвы	55
Halostachys caspica - соляноколосник каспийский	Кустарник	Мокрые солончаки	55
Suaeda microphylla — сведа мелколистная	Полукустар- ничек	Мокрые солончаки	- ,, -
Salsola dendroides —солянка Древовидная		Засоленные глинистые почвы	55
Nitraria schoberi - селитрянка Шобера	Кустарник	Пухлые солончаки	Октябрь
Kalidium capsicum -поташник Каспийский	Полукустарничек		55

 

По степени толерантности к засолению все собранные виды были разделены на три группы:

Первая группа - Г нпергалофнты

Haloxylon aphyllum - чёрный саксаул,

Halostachys caspica - соляноколосник каспийский,

Nitraria sober - селитрянка Шобера,

Kalidium capsicum - поташник каспийский,

Suaeda acuminata - сведа заосрённая,

Suaeda altissima - сведа высокая,

Aeluropus litoralis - прибрежница солончаковая,

Salicornia europaea - солерос европейский,

Distichlis spicata - дистихлис колосовидный,

Climacoptera turcomanica - климакоптера туркменская.

Вторая группа - Эугалофиты

Haloxylon aphyllum - черный саксаул,

Halothamnus subaphyllus - галотамнус малолистный, Salsola rishteri - солянка Рихтера,

Salsola gemmascens - солянка почечконосная,

Salsola arbuscula - солянка деревцевидная,

Salsola orientalis - солянка восточная,

Salsola dendroides - солянка древовидная,

Halocharis hispida - галохарис щетинистоволосый,

Artemisia kemrudica - полынь кемрудская,

Atriplex micrantha - лебеда мелкоцветковая,

Climacoptera lanata - климакоптера шерстистая,

DistiMis spicata - дистихлис колосовидный.

Третья группа - Галогликофиты

Salsola paletzkiana - солянка Палецкого,

Salsola dendroides - солянка древовидная,

Ceratoides papposa - терескен серый,

Kochia prostratа - кохия стелющаяся,

Poa bulbosa - мятлик луковичный.

Haloxylon aphyllum, DistKhlis spicata, Salsola dendroides отнесены к двум группам для уточнения степени их толерантности.

 

 

 

БИОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГАЛОФИТОВ

Haloxylon aphyllum - чёрный саксаул. Кустарник сем. Chenopodiaceae - стеблесуккулентный галофит. Для него характерны безлистность, утолщённость клеток эпидермиса. Роль ассимилирующих органов выполняют зелёные побеги, большая часть которых, как и годичные генеративные побеги, опадают в жаркий период. В зависимости от местообитания его размеры варьируют от 1,5 до 10 м. Корневая система мощная, универсального типа, проникает вглубь до 9-10 м. Цветёт ранней весной при среднедекадной температуре воздуха 7-10°С. Период летнего покоя не отмечается. Семенная продуктивность зависит от возраста и метеоусловий. Обильное плодоношение наблюдается в возрасте 6-12 лет.

Вид обладает высокой солеустойчивостью. Семена способны прорастать при 2%-ной концентрации NaCl. Содержание клеточного сока даже у подроста чёрного саксаула значительно выше, чем у белого. У взрослых растений в ассимиляционных тканях накапливается 30-45% водорастворимых солей. Чёрный саксаул выдерживает минерализацию грунтовых вод до 40 г/л; по типу аккумуляции зольных веществ относится к щелочно-натриевым растениям (Акжигитова, 1982).