当前世界环境

介绍

工业的扩张和污水的排放给土壤和环境带来了巨大的压力。在过去的几十年里，随着经济的快速发展，工业活动大大增加，这造成了严重的环境污染。纺织行业是一个原料、工艺、产品、设备多元化的行业，产业链十分复杂。它对环境的最大影响与一次用水量(80-100米)有关^3./吨成品纺织品)和废水排放(115-175公斤COD/吨成品纺织品，有机化学品范围大，可生物降解性低，颜色和盐度低)。因此，废水的再利用对整个行业来说是一项经济和生态挑战¹．纺织废水中盐的浓度较高，通过在生态系统不同营养水平上的积累，最终对邻近的农田和水体等受体造成严重的环境影响²．

盐度是植物生长过程中主要的非生物胁迫之一，表现为植物生长早期的渗透胁迫和后期的离子胁迫，从而在细胞、组织和整个植株水平上影响植物的生存机制^3、4．超过4 500万公顷的灌溉土地受到盐的影响，占总土地的20%，每年有150万公顷的土地因高盐水平而停产^5、4．因此，利用植物对污染土壤进行自然修复是十分必要的。在许多可行的技术中，植物修复是一种成本效益高、环境无害的盐渍地修复技术。

Sesuvium portulacastrum(L.)是一种重要的盐生植物，是“盐积累”植物中的一员，它在细胞和组织中积累高浓度的盐，并通过发育多肉质来克服盐的毒性。这种植物具有独特的分子和生理灵活性，使其能够在各种非生物胁迫条件下适应和生存^{6 - 17日}．的生长特性Sesuvium在体外条件下，最佳NaCl浓度(100 ~ 400 mM)和体外条件下(200 mM NaCl)的生长速度和卤汁状态均有所提高^{6, 7, 8, 9, 10, 11}．

的能力美国portulacastrum在恶劣的环境条件下生存，承认它是环境保护的可能候选者^{12,6,8,10,13 -17}提供了这种盐生植物对实验盐化农业土壤(生长189天)脱盐能力的证据⁷并确定了试验培养物的生长潜力大麦芽(大麦)在脱盐的土壤上。钠有明显的吸收⁺马齿苋根系中离子的吸收和在地上生物量中的积累可达872 mg⁻¹和4.36克的锅⁻¹(大约1公顷⁻¹）.同样，在对六种盐生植物的研究中，美国海上和美国portulacastrum表现出更大的盐分在其组织中积累和更高的盐碱地盐的减少(在4个月的时间里，1公顷盐碱地分别从盐碱地中吸收了504和474千克氯化钠)。的特征Sesuvium在干旱半干旱区和潜在的农业土壤中，通过重复栽培和收获，利用其组织中积累的大量盐分可降低含盐量。因此，本研究旨在评估植物修复的潜力Sesuvium从受污染和含盐场所去除盐的设备。

材料与方法

取样位置

泰米尔纳德邦纺织城市蒂鲁普尔拥有近720家印染厂，在产生有害废物方面排名第一。据泰米尔纳德邦污染控制委员会估计，蒂鲁普尔每年产生8,33,365.75吨有害废物。土壤样本采集自蒂鲁普尔区Andipalayam、Mangalam和Palayakottai村(图1)。

土壤样本采集

从染织废水污染场地采集土壤样品，进行盆栽试验。这些村庄代表了蒂鲁普尔地区的污染状况，记录了高EC值(4.5至8.5 dSm)¹）.用标准操作程序分析了土壤样品的初始物理化学特征²²．

图1:采样位置 点击此处查看图

植物样品采集和鉴定

皮查瓦拉姆是世界上第二大红树林。皮查瓦拉姆的盐沼区支持许多盐生植物。Sesuvium作为一种沿海植物，它也可以作为一种内陆植物和红树林的伙伴，并显示出对红树林的护理作用。超聚盐植物Sesuvium portulacastrum为修复盐污染土壤，采集了样品。收集到的盐超富集植物经鉴定为Sesuvium portulacastrum通过印度植物调查，并用于评估除盐潜力。的化学成分Sesuvium按标准操作程序对植物进行分析^22日,26日．的扫描电子显微镜图像Sesuvium portulacastrum观察植株的生理变化(图2)。

图2:扫描电镜图像Sesuvium根，叶和芽 点击此处查看图

植物对盐的吸收试验Sesuvium portulacastrum

在蒂鲁普尔县Andipalayam村、Mangalam村和Palayakottai村进行了高EC土壤的盆栽和盐吸收田间研究，以考察其盐吸收潜力、生长和建立Sesuvium portulacastrum植物。每隔一个月采集土壤和植物样品，分析其理化特性即。、pH、EC、Na、K、Ca、Mg、Cl和SO₄²³所扮演的角色Sesuvium植物去除盐的水平。观察表明Sesuvium portulacastrum是一种被证明可以恢复受盐影响的土壤的植物。

盐浓缩

不同浓度(2000、3000、4000和5000 mg kg)对土壤进行富集处理¹)的NaCl。保持不添加盐的对照，研究植物对盐的吸收。Sesuvium portulacastrum在富盐土壤中种植植物，进一步观察植物的盐分吸收、土壤理化特性和生理变化。

统计分析

对调查过程中所研究的各项性状资料，采用²⁴P<0.05)。

结果与讨论

建立Sesuvium portulacastrum在Tirupur区染织废水污染土壤(Andipalayam、Mangalam和Palayakottai村)中观察到，该植物在污染土壤中生长良好。每隔一段时间(月)采集土壤和植物样品，分析其理化特性及其在土壤中所起的作用Sesuvium还研究了植物去除盐水平的方法(图3和图4)。

图3:的影响美国portulacastrum 土壤EC和钠 点击此处查看图

土壤初始EC值为13.04 dSm¹减少到7.37帝斯曼¹(30 DAP)和5.34 dSm¹(60DAP)(图3)。Andipalayam土壤初始EC为8.97 dSm¹下降到5.31 dSm¹(30 DAP)和3.29 dSm¹(60 dap)。在Palayakottai土壤初始EC为4.38 dSm¹降到2.30 dSm¹(30 DAP)和1.24 dSm¹(60 dap)。土壤初始钠含量为3372 mgkg¹在Mangalam村则降至820毫克¹(30 DAP)和643 mgkg¹(60DAP)(图3)。Andipalayam土壤初始钠含量为2412 mgkg¹降至558 MGKG¹(30 DAP)， 365 mgkg¹(60 dap)。在Palayakottai，土壤初始钠含量为1500毫克¹下降到539 MGKG¹(30 DAP)， 361 mgkg¹(60 dap)。

每隔一段时间，……所起的作用Sesuvium通过分析植物的pH、EC、Na、K、Ca和Mg等特性，研究了植物去除盐水平的方法(图4)。

图4:盐在美国portulacastrum 点击此处查看图

的初始EC美国portulacastrum从Pitchavaram收集的植物是12.09 dSm¹增加到19.93 dSm¹Mangalam村土壤(30 DAP)， 19.87 dSm¹Andipalayam村土壤(30 DAP)和17.59 dSm¹在Palayakottai村土壤(30 DAP)。初始钠含量美国portulacastrum在Mangalam村土壤(30DAP)中增加到4.4%，在Andipalayam村土壤(30DAP)中增加到3.7%，在Palayakottai村土壤(30DAP)中增加到3.5%(图4)SesuviumMangalam村土壤中采自Pitchavaram的植物Na: 3.2% ~ 4.4%， K: 1.2% ~ 1.5%， Ca: 0.06% ~ 0.14%， Mg: 0.05% ~ 0.24%，高于其他村土壤。提供了这种盐生植物使实验盐化的农业土壤脱盐的能力的证据⁷并确定了试验培养物的生长潜力大麦芽在脱盐的土壤上。钠有明显的吸收⁺离子的美国portulacastrum根系及其地上生物量可达872毫克植物¹4.36克锅¹．的特征Sesuvium在潜在的农业土壤和干旱半干旱地区，通过重复种植和收获这种作物，可以利用其组织中积累的大量盐分来降低这些地区的含盐量²¹．

盐富集研究

Sesuvium portulacastrum在富盐土壤中种植植物，进一步观察植物的盐分吸收、土壤理化特性和生理变化。

研究发现，在90天的研究期间，在4种钠盐浓度增加的情况下，土壤的EC显著降低(表1)¹土壤EC在90 d内降低80%。在土壤中添加4000 mg / kg的土壤中，EC减少量最大¹食盐的含盐量高达82.5%上90^th的一天。在4种不同浓度的富盐土壤中，4000 mg / kg富盐土壤的EC降低率高达50.6%¹与其他盐浓度相比。Sesuvium在富盐土壤中生长的植物有利于盐的吸收，这在土壤中Na的减少中是显而易见的(表1)。在富盐3000 mg / kg的土壤中，盐的去除率最高¹对NaCl的去除率在90 d内达到81.82%，其次在富集2000 mg / kg的土壤中去除率达到77.4%¹氯化钠盐。在添加了3000 mg / kg的土壤中，在30天内观察到57%的盐分去除¹而在其他浓度下，去除率约为45-49%。

表1:富盐试验中土壤EC和钠含量

NaCl浓度(mgkg)1）	天间隔
	电子商务(dsm1）				Na (mgkg1）
	0	30.	60	90	0	30.	60	90
2000	6.5	5.5	3．5	1.3	1990	1080	750	450
3000	7.7	4．8	4.2	1．8	2970	1250	980	540
4000	12.6	6．8	5.3	2.2	3970	2170	1750	1250
5000	15.8	7.8	6.4	4.9	4980	2530	2010	1550

Sesuvium在富盐土壤中生长的植株表现出较好的生长效果，其指标包括茎长、根长(cm)和生物量(gpot)¹)(表2)。植株的根长在90 d内从平均10.8 cm增加到38.15 cm。在添加2000 MGKG的土壤中，根长增加了73.9%和73.8%¹5000毫克/公斤¹90天内。分别。同样，在添加2000 mgkg的土壤中，茎长增加了73.7%¹盐，而在5000毫克公斤中增加了72.1%¹90天内盐碱化土壤。在植物生物量方面，在5000 mg / kg中生长的植物增加了94.32%¹富盐土壤在90天内，这表明在盐的存在下多肉性增加。

表2:的生长参数Sesuvium portulacastrum在盐富集实验中

NaCl浓度(mgkg)1）	天间隔
	拍摄长度(cm)				根长(cm)				植物生物量1）
	0	30.	60	90	0	30.	60	90	0	30.	60	90
2000	12.5	25.8	37.3	47.6	10.3	22．1	30.5	39.5	25	125	257	350
3000	12.8	28.7	38.2	45.6	11.6	23.5	29.7	33.5	23	157	273	432
4000	13.5	23．8	39.6	48.3	10．8	25.6	30．9	39.5	26	160	289	425
5000	13．8	25.4	37.5	49.5	10.5	22.5	30.6	40.1	23.5	137	235.5	413.5

对土壤和植物样品的分析表明，这些植物能有效地从富含盐分的土壤中吸收盐分。电导率和钠含量均降低Sesuvium不同钠浓度的土壤在90 d内脱除了77.8%的钠。两种盐生植物美国海上和美国portulacastrum在盐碱地中表现出较大的盐分积累和高的盐分还原，特别是在1公顷的盐碱地中，它们在4个月内可以从盐碱地中去除504和474 kg的NaCl³⁷土壤EC和Na下降¹⁷当三个盐生植物Sesuvium portulacastrumlArthrocne mumindicum和碱蓬后L.用于盐渍土的复垦。根据他们的研究，在生物质产量、芽钠浓度和锅面积方面，Sesuvium portulacastrum可以提取14%的盐，这些盐存在于0-1米的土壤中，含水量为10%，盐浓度超过200 mMNaCl。根、梢长和生物量显著增加美国portulacastrum在整个研究期间对植物进行了观察。Sesuvium能否从培养基中最优地吸收盐离子和碳资源并分配到植物的不同部位，从而增加多肉质，从而提高植物的生长、生物量和净光合速率^{6,7,15,20,25 - 27,28 -34}．Sesuvium植物在液泡中积累无机盐，主要是NaCl和细胞质中的有机溶质。Na+进入液泡需要细胞质中的Na+/H+反转运蛋白和H+ atp酶，可能还有PPIases提供质子动力。盐生植物液泡可能有一种改良的脂质组成，以防止Na+泄漏回细胞质¹²．

结论

Sesuvium portulacastrum是一种超积累盐的盐生植物，它将有毒的钠离子分隔开来⁺在液泡和因此膜结合运输系统调节细胞质(钠)⁺K⁺和Ca⁺⁺)和离子积累通过增加液泡体积。在环境方面，这种植物在不同的非生物胁迫条件下的生存潜力已经得到了检验，包括盐度、干旱和重金属积累Sesuvium作为重金属污染指标和预测土壤盐分的有用树种。的特征Sesuvium在干旱半干旱区和潜在的农业土壤中，通过重复栽培和收获，利用其组织中积累的大量盐分可降低含盐量。

确认

作者在此感谢位于哥印拜陀的泰米尔纳德邦农业大学环境科学系开展了这项研究工作。

参考文献

1. Emongor, V.， Nkegbe, E.， Kealotswe, B.， Koorapetse, I.， Sankwasa, S.和keikanetswe, S.哈博罗内工业废水污染指标应用科学学报，5; 147-150(2005)。
2. 李罗思O, Casarci M, Mattioli D, Florio L D，纺织中小企业水再利用的最佳可用技术，海水淡化,206; 614-619(2007)。
3. Bharti, p.k.和chauhan, A.环境生物技术及其应用。探索出版社，新德里。印度，第248页(2013)。
4. 长谷川，彭明明，朱俊凯，bohnert, H. J.。植物对高盐胁迫的细胞和分子响应。植物生理与分子生物学学报，51: 463 - 499(2000)。
5. Munns, R.和Tester, M.耐盐机制。植物生物学年刊，59: 651 - 681(2008)。
6. Abdelly, C, Lachaal, M, Grignon, C, Soltani, a, and Hajji,M。[协会][qh] [qh] [qh] [qh] [qh]Agronomie 15: 557-568(1995)。
7. Rabhi, M.， Giuntini, D.， Castagna, A.， mourini, D.， Baldan, B.， Smaoui, A.， Abdelly, C.和Ranieri,A.。Sesuviumportulacastrum在中、高盐度条件下维持足够的气体交换、色素组成和类囊体蛋白。植物生理学报，2006[16]: 1336-1341 (2010a)。
8. Rabhi, M.， Ferchichi, S.， Jouini, J.， Hamrouni, M. H.， Koyro, H. W.， Ranieri, A.， Abdelly, C.和smaoui, A.Sesuviumportulacastrum为了事先安排好糖生作物成功生长的条件，生物资源技术，2011: 6822 - 6828 (2010 b)。
9. Lokhande, V. H.， Nikam, T. D.， Patade, V. Y.和suprasanna, P.Sesuviumportulacastrum，遗传资源与作物进化，56: 705 - 717(2009)。
10. Lokhande, v.h.， Nikam, t.d.和suprasanna, P。Sesuviumportulacastrum(l)一种有发展前途的盐生植物:在印度的栽培、利用和分布。遗传资源与作物进化，56(5): 741 - 747 (2009 b)。
11. Lokhande, V. H, Srivastava, S.， Patade, V. Y.， Dwivedi, S.， Tripathi, R. D.， Nikam, T. D.和suprasanna, P.Sesuviumportulacastrum(l)l光化层,82(4): 529-534 (2010a)。
12. Lokhande, V. H, Nikam, T. D.和suprasanna, P.盐胁迫下愈伤组织的生化、生理和生长变化Sesuvium portulacastrum，植物细胞与组织器官培养，2012: 17-25 (2010 b)。
13. Lokhande, V. H, Nikam, T. D.和suprasanna, P.盐生植物对等渗透盐和聚乙二醇胁迫的差异渗透调节Sesuviumportulacastrum，作物科学与生物技术学报，2013(4): 251 - 256 (2010 c)。
14. Lokhande, V. H.， Nikam, T. D.， Patade, V. Y.， Ahire, M. L.和suprasanna, P.最佳和超最佳盐度胁迫对抗氧化防御、渗透物和体外生长反应的影响Sesuviumportulacastrum，植物细胞与组织器官培养，2004: 41-49(2011)。
15. Lokhande, V. H, Srivastava, S.， Patade, V. Y.， Dwivedi, S.， Tripathi, R. D.， Nikam, T. D.和suprasanna, P.Sesuviumportulacastrum(l)l光化层,82(4): 529 - 534 (2011 b)。
16. Lokhande, V. H, Srivastava, A. K, Srivastava, S.， Nikam, T. D.和suprasanna, P.氧化还原和能量状态的调节改变是盐生植物耐盐性的关键介质Sesuviumportulacastrum(l)l植物学报，2014(2): 287 - 298 (2011 c)。
17. Moseki, B.和Buru, J. C.Sesuvium portulacastrum(左)。科学研究与论文集，5(1): 35 - 40(2010)。
18. Zaier, H.， Ghnaya, T.， Lakhdar, A.， Baioui, R.， Ghabriche, R.， Mnasri, M.， Sghair, S.， Lutts, S.和abdelly, C.Sesuviumportulacastrum和芸苔属植物juncea:包容与积累。有害物质学报，2003(1-3): 609-615 (2010a)。
19. Zaier, H.， Mudarra, A.， Kutscher, D.， Fernandez de la Campa, m.r, Abdelly, C.和sanz - medel, A.诱导铅结合植物螯合素芸苔属植物juncea和Sesuviumportulacastrum采用正交色谱法、电感耦合等离子体质谱法和基质辅助激光解吸电离飞行时间体质谱法进行研究。AnalyticaChimicaActa 671(1-2): 48-54 (2010b)。
20. Short, d.c.和Colmer, t.d.盐生植物的耐盐性Halosarciapergranulatapergranulata．植物学年鉴，83: 207 - 213(1999)。
21. Ghnaya, T.， Nouairi, I.， Slama, I.， Messedi, D.， Grignon, C.， Abdelly, C.和ghorbel, M. H.镉对两种盐生植物生长和矿质营养的影响:Sesuviumportulacastrum和Mesembryanthemumcrystallinum．植物生理学报，2002(10):1133 - 1140(2005)。
22. 水和废水检验标准方法，第21版。美国公共卫生协会，华盛顿特区(2005年)
23. Ghnaya, T.， Slama, I.， messsedi, D.， Grignon, C.， Ghorbel, m.h.和abdelly, C. Cd2的效应⁺在K⁺、钙⁺两种盐生植物对氮的吸收Sesuviumportulacastrum和Mesembryanthe mumcrystallinum:对增长的影响。光化层,67(1): 72 - 79(2007)。
24. 戈麦斯，K.A.和戈麦斯。A. A.农业研究统计程序，John Wiley and Sons，新德里，680页(1984)。
25. Ravindran, k.c.， Venkatesan, k.k.， Balakrishnan, V.， Cehllappan, k.p.和Balasubramanian, T.印度土壤盐生植物恢复盐碱地的研究，土壤与生物化学，2009 (4):491 - 491:2661 - 2664(2007)。
26. 土壤化学分析．印度普伦蒂斯大厅(私人)有限公司，新德里，第275页(1973)。
27. Venkatesalu, V.和chellapan, K. P.Sesuviumportulacastrum在盐胁迫下，Photosynthetica, 28岁: 313 - 316(1993)。
28. Venkatesalu, V.和chellappan, K. P.光化学特性Sesuvium portulacastrum在氯化钠胁迫下，Photosynthetica, 29岁: 139 - 141 (1993 b)。
29. messsedi, D.， Labidi, N.， Grignon, C.和abdelly, C.盐对盐生植物生长的限制Sesuviumportulacastrum，植物营养与土壤学报，2006: 720 - 725(2004)。
30. Ghnaya, T.， Slama, I.， Messedi, D.， Grignon, C.， Ghorbel, m.h.和abdelly, C. cd诱导盐生植物生长减少SesuviumportulacastrumNaCl处理显著改善。植物学报，2012: 309 - 316 (2007 b)。
31. Slama, I.， Messedi, D.， Ghnaya, T.， SavouÅ•e, A.和abdelly, C.水分缺乏对植物生长和脯氨酸代谢的影响Sesuviumportulacastrum，环境与实验植物学，56: 231 - 238(2006)。
32. Slama, I.， Ghnaya, T.， Hessini, K.， Messedi, D.， Savoure, A.和abdelly, C.甘露醇和聚乙二醇渗透胁迫对甘露醇和聚乙二醇生长和溶质积累影响的比较研究Sesuviumportulacastrum，环境与实验植物学，61: - 17(2007)。
33. Slama, I.， Ghnaya, T.， Messedi, D.， Hessini, K.， Labidi, N.， Savoure, A.和abdelly, C.氯化钠对盐生植物反应的影响Sesuviumportulacastrum在甘露醇诱导的水分胁迫下生长，植物学报，2012: 291 - 299 (2007 b)。
34. Slama, I.， Ghnaya, T.， SavouÅ•e, A.和abdelly, C.长期盐碱化和土壤干燥对玉米生长、水分关系、营养状况和脯氨酸积累的综合影响Sesuviumportulacastrum，ComptesRendusBiologies 331: 442 - 451(2008)。