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塩生植物は、塩分濃度の高い土壌や水域で生育する耐塩性植物で、根や塩水噴霧によって塩水と接触し、半砂漠、マングローブ湿地、沼地や湿原、海岸などに生息します。この単語は、古代ギリシャ語のἅλας (halas)「塩」とφυτόν (phyton)「植物」に由来しています。塩生植物は、解剖学、生理学、生化学において糖質植物とは異なります。[1]塩生植物の一例として、塩性湿地の草であるSpartina alterniflora (スムースコードグラス)が挙げられます。比較的少数の植物種が塩生植物であり、おそらく全植物種の2%に過ぎません。地球上の多くの塩生植物に関する情報は、塩生植物データベースで見つけることができます。
植物種の大部分は糖質植物であり、耐塩性がなく、高塩分によってかなり簡単に損傷を受けます。[2]
分類
塩生植物はさまざまな方法で分類できます。Stocker (1933) によると、主に生息地によって 3 種類に分類されます。
- アクアハリン（水生植物）
- 浮上した塩生植物（茎の大部分が水面より上に残っている）
- 水性塩生植物（植物全体またはほぼ全体が水中に残る）
- 陸生植物
- 湿性塩生植物（沼地に生育）
- 中塩生植物（沼地や乾燥地以外の土地で生育する）
- 乾性塩生植物（乾燥した土地またはほとんど乾燥した土地で生育する）
- 気塩性植物（着生植物と気生植物）
また、アイヴァーセン（1936）によれば、これらの植物は生育する土壌の塩分濃度に応じて分類される。[3]
- 貧塩植物（土壌中の塩化ナトリウムの量が0.01～0.1%）
- 中塩生植物（土壌中の塩化ナトリウムの量が0.1～1%）
- 真塩性植物（土壌中の塩化ナトリウムの量が1%を超える）
比較すると、海水の塩分濃度は約 3.5% です。その他の基準レベルについては、 水の塩分濃度を参照してください。
塩生植物の生息地
塩生植物が繁茂する主な生息地としては、熱帯地方のマングローブ湿地、砂浜や崖の海岸線、塩砂漠や半砂漠、サルガッソー海、干潟や塩性湿地、ケルプの森や藻場、パンノニア 地方の塩湖や塩性ステップ、波打ち際、孤立した内陸の塩性草原、そして人間が塩性化を引き起こした場所などが挙げられる。[4]
耐塩性
真の塩生植物は塩水に耐えるだけでなく、塩水中で最適な成長を示します。[5]
耐塩性（耐塩性）の定量的な指標の1つは、灌漑用水中の溶解固形物のうち植物が耐えられる総量である。海水には通常、1リットルあたり40グラム（g/L）の溶解塩（主に塩化ナトリウム）が含まれている。豆類や米は1～3g/L程度に耐えられ、（ほとんどの作物と同様に）糖質植物とみなされている。その一方で、Salicornia bigelovii（矮性ガラスワート）は溶解固形物70g/Lでもよく育ち、作物としての利用が期待できる塩生植物である。[6]大麦（ Hordeum vulgare）やナツメヤシ（Phoenix dactylifera ）などの植物は、約5g/Lに耐えられ、限界塩生植物とみなされる。[2]
塩生植物による塩分環境への適応は、耐塩性または塩分回避の形をとる場合があります。塩分環境に生息していても高塩分の影響を回避する植物は、「真の」または絶対的な塩生植物ではなく、通性塩生植物と呼ばれることがあります。
例えば、塩分濃度が低い時期（雨期など）に生殖ライフサイクルを完了する短命の植物種は、塩分を許容するのではなく回避していることになります。または、植物種は、葉や塩腺から余分な塩分を排出したり、後に枯れて落ちる葉の塩嚢に塩分を濃縮したりすることで、「正常な」内部塩分濃度を維持している可能性があります。[1]
作物が塩分にさらされる地域での農業生産を向上させるために、植物が塩分ストレスに反応するさまざまなメカニズムの理解を深め、より丈夫な塩生植物を開発することに研究が集中しています。塩分ストレスに対する適応反応は、分子レベル、細胞レベル、代謝レベル、生理学的レベルで特定されています。[7]
例
塩生植物には次のようなものがあります。
用途
バイオ燃料
いくつかの塩生植物は「第3世代」バイオ燃料の原料として研究されている。アッケシソウなどの塩生植物は厳しい環境でも生育でき、通常は食料作物と資源をめぐって競合しないため、バイオディーゼルやバイオアルコールの有望な供給源となる。[6] [8] [9]
植物による浄化
Suaeda salsaのような塩生植物は、土壌から吸収した塩イオンや希土類元素を組織内に蓄えることができる。[10]そのため、塩生植物は周囲の土壌の塩分濃度を調整するための植物修復対策に使用できる。 [11]これらの対策は、環境的に安全で費用対効果の高いプロセスを通じて、以前は居住不可能だった地域で糖質植物が生き残れるようにすることを目的としている。[12] ある地域で塩生植物の密度が高いと、塩分の吸収量が増加し、土壌の塩分濃度が低下する。[10]
塩生植物の種によって吸収能力は異なります。[11] 3つの異なる塩生植物（Atriplex patula、Atriplex hortensis、Atriplex canescans）は、さまざまな期間にわたって道路の塩で汚染された土壌を修復することがわかっています。[12]
参照
- バイオサリニティー – 灌漑用塩水の利用
- 海水に対する作物の耐性 – 海水に対する作物の耐性とは、海水による灌漑によって引き起こされる高塩分濃度に耐える農作物の能力です。
- 耐塩性 – 高塩分への適応
- 作物の耐塩性
- 生物学におけるナトリウム – 生物によるナトリウムの利用
- 土壌塩分濃度 – 土壌中の塩分含有量
- 土壌塩分濃度制御 – 土壌塩分濃度の問題の制御
参考文献
- ^ ab 塩生植物の生理学、TJ FLOWERS、植物と土壌 89、41–56 (1985)
- ^ ab Glenn, EP; et al. (1999). 「塩生植物の耐塩性と作物ポテンシャル」Critical Reviews in Plant Sciences . 18 (2): 227–55. Bibcode :1999CRvPS..18..227G. doi :10.1080/07352689991309207.
- ^ 「塩生植物：塩生植物の分類と特徴」2015年1月29日。
- ^ カプラー、アダム。2019。塩生植物の生息地。塩生植物と気候変動：適応メカニズムと潜在的用途。ミルザ・ハッサンザマン、セルゲイ・シャバラ、藤田正之編。CABインターナショナル。19～37頁。
- ^ Yuan, Fang; Xu, Yanyu; Leng, Bingying; Wang, Baoshan (2019). 「塩が塩生植物の成長に及ぼす有益な影響：形態、細胞、遺伝子」Open Life Sciences : 191. doi :10.1515/biol-2019-0021. PMC 7874760 .
- ^ ab Glenn, EP; Brown, JJ; O'Leary, JW (1998). 「海水による作物の灌漑」、Scientific American、第279巻、第8号、1998年8月、pp. 56–61。
- ^ Gupta, Bhaskar ; Huang, Bingru ( 2014年 4 月 3 日)。「植物の耐塩性のメカニズム: 生理学的、生化学的、分子的特徴」。International Journal of Genomics。2014 : 701596。doi : 10.1155 /2014/ 701596。PMC 3996477。PMID 24804192。
- ^ 「ファクトシート：代替燃料」。IATA。2013年12月。2014年2月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2014年1月28日閲覧。
- ^ Bresdin, Cylphine; Glenn, Edward P.; Brown, J. Jed (2016)、「温室条件下で栽培された Salicornia bigelovii Torr. の野生種 20 種の種子生産と農業特性の比較」、乾燥地帯の食料安全保障のための塩生植物、Elsevier、pp. 67–82、doi :10.1016/b978-0-12-801854-5.00005-4、ISBN 978-0-12-801854-5、 2022年3月5日取得
- ^ ab Liang, Jiaping; Shi, Wenjuan (2021). 「綿花と塩生植物の混植は、マルチングした点滴灌漑下の塩性アルカリ土壌における塩類蓄積を減少させ、土壌の物理化学的性質と作物の生産性を向上させる：3年間のフィールド実験」。Field Crops Research。262：108027。Bibcode：2021FCrRe.26208027L。doi ：10.1016 /j.fcr.2020.108027。S2CID 230576810。
- ^ ab ブリトー、ペドロ;カエターノ、ミゲル。マーティンズ、マルセロ D.イザベル・カサドール（2020年12月）。 「河口堆積物における希土類希土類の移動性と生物学的利用能に対する塩性湿地植物の影響」。トータル環境の科学。759 : 144314.土井:10.1016/j.scitotenv.2020.144314. PMID 33338692。S2CID 229325441 。
- ^ ab Mann, Ellen; Rutter, Allison; Zeeb, Barbara (2020年10月). 「汚染土壌からの道路塩（NaCl）の植物抽出におけるAtriplex属菌の有効性の評価」.環境汚染. 265 (Pt B): 114963. Bibcode :2020EPoll.26514963M. doi :10.1016/j.envpol.2020.114963. PMID 32806446. S2CID 221162683.