热带海岸带耐盐植物筛选与脱盐潜力评估：生长响应机制与生态修复应用

本研究系统评估了加纳海岸带五种耐盐植物（包括海马齿等）在不同盐浓度(0/25/50 dS/m)和土壤类型下的生理响应。通过深度学习图像识别(Pl@ntNet)筛选物种，结合温室实验发现：海马齿(S. portulacastrum)在50 dS/m高盐环境下仍保持较高性能指数(PI)，其根叶Na+/Cl-富集能力显著降低土壤EC/pH值；耕地土壤使相对生长率(RGR)提升5%，而海沙基质促进盐离子吸收。研究为海岸带生态修复提供了重要物种资源和技术参数。

　　

1 引言

海岸带土壤盐渍化正以每年4万公顷的速度侵蚀全球耕地，加纳热带海岸线分布着具有多重应用价值的耐盐植物群落。盐胁迫通过破坏离子稳态(Na⁺/K⁺失衡)、诱发氧化损伤等机制，导致作物减产30-50%。传统脱盐技术如淋洗法成本高昂，而耐盐植物通过独特的盐腺分泌、液泡区隔化等机制，兼具生态修复与经济价值——海马齿等物种可提供饲料、药物原料，其生物质还能转化生物能源。

2 材料与方法

2.1 本土耐盐植物鉴定

采用Pl@ntNet深度学习平台对海岸带50m范围内植被进行图像识别，通过全球植物数据库验证筛选标准：①盐生生态位 ②热带分布 ③繁殖特性。最终选定水蕹菜(I. aquatica)、蒲公英叶莴苣(L. taraxacifolia)、海雀稗(P. vaginatum)、海马齿(S. portulacastrum)和本地对照作物三角叶土人参(T. triangulare)。

2.2 脱盐能力评估实验

采用5×3×2因子设计（物种×盐浓度×土壤类型），设置3个盐梯度模拟海水盐度（0/25/50 dS/m）。耕地土壤为砂质粘壤土（pH5.71），海沙经脱盐处理（pH6.41）。通过每周3次60%田间持水量(FC)灌溉维持盐胁迫，10周后测定：

• 生长参数：相对生长率(RGR)=[ln(最终株高)-ln(初始株高)]/时间差

• 生物量：65℃烘干法测定根冠比

• 土壤指标：电导率(EC)、pH值、Na⁺/Cl^-含量

3 关键发现

盐浓度影响

50 dS/m处理使多数物种RGR降低15-20%，但海马齿性能指数(PI)逆势提升12%。高盐促使土壤EC值上升至8.7dS/m，pH碱化0.5个单位。

土壤类型效应

耕地土壤中植物RGR比海沙高5%，因其含33%粘粒和1.4%有机碳(OC)，而海沙100%砂质导致养分流失。

物种差异

海马齿在50 dS/m时根叶Na⁺积累量达干重3.2%，使土壤Na⁺降低37%；海雀稗保持最高生物量（根干重4.8g/株），而水蕹菜出现叶缘焦枯症状。

4 应用价值

海马齿-海雀稗组合可实现"脱盐-固沙"协同效应：前者每季可移除土壤35%可溶性盐，后者根系网络减少海岸侵蚀60%。该研究为发展"盐土农业"提供了可推广的植物修复模式。