真盐生植物盐地碱蓬资源特征与利用开发研究进展

梁继业，赵振勇，刘 畅，左 忠，姜 黎*

（1.塔里木大学植物科学学院，新疆 阿拉尔 843300；2.新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室，新疆 阿拉尔 843300；3.中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830011；4.南京野生植物综合利用研究院，江苏 南京 211111；5.宁夏农林科学院荒漠化治理研究所，甘肃 银川 750002）

盐地碱蓬（Suaeda salsa）为藜科（Chenopodiaceae）碱蓬属（Suaeda），一年生草本真盐植物。盐地碱蓬主要分布于欧洲与亚洲，在我国主要产自东北、内蒙古、河北、山西、陕西北部、宁夏、甘肃北部、青海、新疆及浙江、江苏、山东等沿海地区，常生于盐碱土，尤其会在海滩及湖边形成优势群落［1-2］。例如在山东仅黄河三角洲地区估计盐地碱蓬籽粒年产量至少为4.8 万吨［3-4］。盐地碱蓬可做蔬菜，其籽粒具有出油率高和不饱和脂肪酸含量高含等特征，植物体富含蛋白质、膳食纤维、多糖、色素、黄酮类化合物等，具有较高的食用价值和药用价值［5-7］。种植盐地碱蓬可显著降低土壤含盐量，增加土壤养分，而且获得大量植物体，可用于饲料、饲料添加剂、生物碳及活性碳［8-9］。本文主要综述了有关盐地碱蓬的生物学特征、应用生态和经济价值及开发利用现状，并对盐地碱蓬未来的发展方向提出了建议与展望，以期为进一步合理开发和综合利用盐地碱蓬提供参考。

1 生物学特征

盐地碱蓬，又称翅碱蓬（Suaeda heteroptera），别名盐蓬、盐吸、碱吸、碱葱、盐蒿、蓬子菜，俗名黄须菜，能适应特殊的盐碱生境、具有显著的聚盐能力和集积特征及种子二型性，同时药食两用［10］。

1.1 形态特征

盐地碱蓬为一年生草本植物，生育前期常常绿色，入秋后叶变成紫红色；其根为直根系，根系可达0.50 m；茎直立，圆柱状，光滑无毛，常具紫红色，上下纵纹，株高可达1.6 m；叶互生，条形，半圆柱状，肉质化；团伞花序通常含3～5花，腋生，在分枝上排列成有间断的穗状花序；花两性或兼有雌性，花丝白色，花药淡黄，花粉浓重；花期8 至9 月，果期9 至10月；种子横生，呈双凸镜形或歪卵形，螺旋胚，具有二型性［11］。种植密度能显著影响单株产量和分支数，例如种植密度大，盐地碱蓬分枝少，单株鲜重平均重约为0.5 kg；相反，种植密度小，盐地碱蓬多分枝，且茎秆粗壮，平均单株鲜重约为3 kg［12］。

1.2 生长环境

盐地碱蓬生长在特殊的盐碱生境（海边、盐湖、内陆水库周边及盐渍荒地环境），具有显著的摄盐能力特征，可为典型的盐碱地指示植物；其生境土壤含盐量为mg·kg-1以下、水体含盐量为30 mg·kg-1以下［13-14］。

1.3 分布范围

原分布于欧洲、亚洲以及中国，在我国分布主要分为两大区域：一、以新疆、青海、甘肃、内蒙古、河北、山西、陕西、宁夏、黑龙江、吉林、辽宁为主内陆区域；二、以浙江、江苏、山东、天津、福建等地为主沿海区域。常常生长在盐碱土、海滩、盐湖边［15-16］。

1.4 种子二型性

种子二型性通常是指在同一植株能产生两种类型种子的现象。二型性种子的差异性常常表现在大小、形态、颜色、休眠类型、传播途径等方面不同［17-18］。二型性种子不仅在萌发过程中表现出差异性，同时在植株生长发育过程往往也能表现不同［19-20］。盐地碱蓬是典型的种子二型性植物，同一植株上能产生两种在颜色、形态、休眠类型和萌发等种子性状差异显著的种子（棕色种子和黑色种子）［21］。棕色种子比黑色种子吸水能力更强、萌发率更高、耐盐性更高。以前的研究侧重于生物学方面［22-25］，盐地碱蓬二型性种子植株的食用价值、饲用价值以及其它经济价值是否存在差异还尚不清楚。

2 生物改良与修复

2.1 盐碱地绿色改良

盐地碱蓬可作为盐碱环境的指示植物。种植盐地碱蓬的可有效地降低土壤含盐量，改善土壤理化，增加养分。在干旱区利用盐碱地或沙地种植盐地碱蓬，不仅有利于治理沙尘暴，而且还改善了当地的气候环境［26-28］。

2.2 重金属污染修复

当前，在我国滨海地区盐渍土上由重金属造成污染日益严重，盐地碱蓬作可为修复重金属污染的盐渍土壤首选材料［29-30］。盐地碱蓬不仅有较高的Cd、Pb 和Cs 吸收与转运能力，而且盐地碱蓬对这些重金属离子具有较高的耐性［31-32］。因此，盐地碱蓬作为修复Cd 污染、Pb 污染和Cs 污染等重金属复合污染土壤的试验材料，具有广阔的应用市场和与价值，从而能够作为改善被重金属严重污染的盐碱地土壤而广泛种植。

2.3 石油污染修复

勘探、生产石油及其制品的加工、运输、使用等过程中会因对土壤造成污染，而污染物可通过食物链逐级富集进而会对动物和人体的健康产生副作用。与其他修复石油污染的方法相比，种植盐地碱蓬修复不仅快速、经济，不需要处置场地，适用于大规模修复石油污染的土壤，还可以美化环境［33-34］。研究表明，在石油污染的土壤上反复种植盐地碱蓬可有效地减少土壤中过量的石油污染物，从而使得土壤中污染物的含量降至符合环境质量标准［33］。此外，研究表明碱蓬仅对低污染水平原油降解效率高，显著高于其他处理，主要降解作用发生区为碱蓬根际［34］。

2.4 水体污染修复

目前，更多研究关注水体污染尤其含盐量高的水体污染治理。研究发现，盐地碱蓬做成浮床后可在盐水生境中适应，可除水中大量的氮、磷等污染元素［35］；盐地碱蓬可有效地修复一定含盐量的富营养化水体，在原位修复海水养殖池塘水体具有较好的潜力，可修复与改良沿海滩涂养殖废水［36］。

综上所述，盐地碱蓬作为真盐生植物，在盐地土壤中种植后对土壤起到积极的修复作用，能够增加土壤养分含量、改善土壤肥度、降低土壤中重金属含量，有利于自然生态环境的恢复，而且成本低、来源广，不会造成二次污染。因此，种植盐地碱蓬用于大面积生态环境修复具有重要的现实意义。同时，以盐地碱蓬植物修复为主，采用其他生物、物理、化学等生态修复技术为辅来增强生态修复的强度及效率，实现生态修复的稳定性和可持续发展也是未来生态治理的方向。

3 经济价值

3.1 食用蔬菜

盐地碱蓬具有较高的商品应用开发价值，因株型美观而具有“翡翠珊瑚”的雅称［37］，其生境为污染少的海滨、湖边、荒漠等地，同时其鲜嫩茎叶富含营养，蛋白质、维生素含量、微量元素硒和维生素中的抗坏血酸较高，富含游离氨基酸（18 种以上），特别还具有的海鲜味，口感好，味道鲜美，具有较高的食用价值［38］。不仅可当季鲜食，而且还可晒干贮存［39］。目前，因其具有耐盐碱性极强、适应温度范围广等特点，盐地碱蓬栽培技术简单，正常条件下3月上中旬即可出苗，可春季和秋冬季温室栽培，例如冬季栽培，可亩产1000 kg鲜碱蓬，经济收益高［40］。

盐地碱蓬作为滨海地区常见的野菜，可作为无污染、营养丰富的绿色食品。目前，关于食用盐地碱蓬方式主要包括以下三种：第一种鲜食，例如普通菠菜，收割幼苗或植株顶端幼嫩部分［41］；第二种饮品，以盐地碱蓬为原料，通过适宜的配方（1：0.5料液比，12%白砂糖添加量，0.06%柠檬酸添加量，2.5%蜂蜜添加量，0.05% Vc 护色），可制备一种具有盐地碱蓬特有的清香、开发潜力高的新型饮料［42］；第三种腌菜，可将盐地碱蓬晒成干制产品或做成罐头产品，便于食用、储存和运输。后两种方法不仅延长了盐地碱蓬的可食用期限，而且也为开发和利用盐地碱蓬提供了新思路［43-44］。步营［45］、朱文慧等［46］分别从碱蓬可食角度制作了泡椒风味碱蓬菜和香辣即食碱蓬菜，这两种方法不仅使得盐地碱蓬保持色泽靓丽、鲜脆营养，并且改变人们对碱蓬食品的观念。因此，盐地碱蓬作为一种营养价值高的野菜，具有较大的经济开发潜力，目前已有更多研究加强和推广对盐地碱蓬的开发与利用。

3.2 黄酮类和多糖类

作为一类具有广泛生物活性的天然次生代谢物，黄酮类化合物具有抗氧化、抗癌、抗炎、抗过敏、降血糖、降血脂、免疫调节、抑菌抗毒、抗心血管疾病等药用价值［47］。高健［48］首次采取65%乙醇浸提法尝试从盐地碱蓬中提取黄酮类化合物；为了研究更佳的黄酮提取工艺，提高黄酮提取率，张跃林等［49］改进了提取工艺和分析方法，分析出盐地碱蓬样品中总黄酮的量含为4.84%，回收率为99.4%，其方法不仅得到纯度和产率均较高，而且操作简单方便，采用全物理过程，无任何化学变化及污染，可作为一条理想提取黄酮类物质的有效方法；王记莲等［50］采用正交试验法优化盐地碱蓬中黄酮提取工艺，结合超声波辅助方法，有效地提高了黄酮的提取率，为黄酮的生产工艺奠定了基础；赵学思等［51］研究结果表明盐地碱蓬中黄酮的还原能力、清除DPPH·和·OH 的活性随着生长时期变化而变化，而且对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有较强的抑制作用。公衍玲等［52］通过体外试验证明了盐地碱蓬提取物中总黄酮可以清除羟自由基和氧自由基，并且可以抑制α-淀粉酶和脂肪酶的活性。同时，当今人们对功能特性食品的更多关注和需求，以盐地碱蓬作为开发黄酮类原料具有巨大的市场。

多糖具有调节免疫力、抑制肿瘤及调节血糖等功效，研究发现盐地碱蓬富含多糖［53］。庞庭才［54］等研究探明了提取盐地碱蓬多糖的最佳提取工艺为：料液比1：42.5、NaOH 溶液浓度0.17 mol·L-1、提取温度83.5℃、提取时间3.4 h，按照此条件下可达到8%多糖提取率。碱蓬多糖对·OH、O2-和DPPH·均有明显的清除作用，且清除率随多糖质量浓度的增加而增大，最高清除率分别为89.15%、80.87% 和88.12%。王昭晶分离纯化碱蓬的多糖粗提物SP，获得SPA、SPB，研究表明两者的超氧阴离子清除作用超过维生素Vc［55-56］。

3.3 食用油和生物柴油

盐地碱蓬种籽不仅产量较高，而且油中富含90%以上的不饱和脂肪酸［57］。这些不饱和脂肪酸具有调节血脂、清理血栓、补脑健脑、活化视网膜细胞、促进免疫调节［58］等作用，盐地碱蓬种籽油作为一种新兴的具有营养保健型的食用油。李洪山等［59］从盐地碱蓬籽中提取油脂，探明了其脂肪酸组成及其相对含量，种籽含油约25%，不饱和脂肪酸占总脂肪酸含量的90%以上，分检出7 种脂肪酸，其中亚油酸占68.74%，油酸占13.93%，亚麻酸占4.17%，这些指标均高于常规食用油。我国拥有盐地碱蓬资源，这为不饱和脂肪酸的制备提供了丰富的天然植物原材料，具有广阔的发展前景和巨大的经济效益。

目前，人们正在探寻新型能源取代化石能源。越来越多的研究重视植物油脂与甲醇酯反应而裂解成脂肪酸甲酯（生物柴油），可作为潜在的柴油能源替代品［60］。目前，大豆、油菜籽和棕榈油成为当前世界生产生物柴油的主要原料，然而我国的油脂资源有限，且每年都需要进口大量的油脂［61-62］。因此，迫切需要探索新型能源油料植物来生产生物柴油。例如，探明了盐地碱蓬油制备生物柴油的最佳工艺条件为：1800 r·min-1搅拌强度，1%催化剂用量，6/1 醇油摩尔比，60 min 反应时间，65℃反应温度，其生物柴油产率可达97.03%［64］。因此，盐地碱蓬是一种潜在的草本能源油料植物。中国有3.6×107hm2盐碱地，如果在这些盐碱地上种植耐盐能源植物盐地碱蓬，其产量可达到3000 kg·hm-2，种子出油率可达26%［63］。因此，利用盐地碱蓬油生产生物柴油，不仅具有不与粮食作物争地等优点，而且绿化了海滩，改善了生态环境。

3.4 色素

目前，食品安全问题日益突显，尤其是人工合成色素的安全问题，而天然食用色素属于食品添加剂中的一种，是从动物、植物、微生物或微生物代谢产物中提取出来的，以改变食品的外观颜色和营养特性的添加剂［65］。与合成着色剂相比，作为着色剂食用，天然色素更安全、健康、生理活性更高。其中盐地碱蓬富含色素，生长期一直为绿色，进入生育期（入秋后）叶变成紫红，富含绿色素和甜菜红素，可作为提取天然食物色素的原料。盐地碱蓬富含甜菜红素类，属一种水溶性色素，可作为价值较高的天然食用色素［66-67］。不仅天然、安全、无毒，而且具有例如降低血压和降低血脂的生物功能，可作为当今世界通用的安全无毒天然色素之一。王记莲研究表明，采用盐地碱蓬红色素染色后的棉织物具有良好的抗菌性，能显著抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、绿脓杆菌等细菌［68］。因此，从盐地碱蓬中提取的红色素作为一种天然色素，食用安全、绿色健康，为今后盐地碱蓬中天然色素的应用和天然色素添加剂的发展提供了更为广阔的选择和利用空间。

3.5 膳食纤维

目前，膳食纤维被称为第七种营养素，可有利于促进肠道活动、碳水化合物延缓吸收，有助于通便，可降血脂和降血糖等［69］。美国食品药物管理局推荐的膳食纤维摄入量为成人20～35 g·d-1，盐地碱蓬粗纤维含量10%～20%［70］，盐地碱蓬可作为野生蔬菜中较好的膳食纤维来源［71-72］。有研究表明碱蓬叶提取液具有显著的羟自由基清除率、DPPH 自由基清除能力和铁还原力［73］，同时还表明盐地碱蓬膳食纤维对高脂血症大鼠体重、摄食量、脏器重量、附睾周脂重、肝脏系数及动脉硬化指数具有预防及控制作用，并且对高血脂有降脂作用［74］。

3.6 植物盐和植物碱

植物盐别称蔬菜盐，作为一种新型食用盐，是指从植物有机体进行提取、用纯粹物理流程和工艺、符合低钠盐和多种矿物质微量元素群、各种元素比例符合人体要求的一种平衡盐类，对人体的微量元素平衡、机能调节和新陈代谢及健康具有一定促进作用［75］。陈西广等研究表明盐地碱蓬制得植物盐的产品得率高于1.2%，包括21%～23% NaCl，大约24% KCl，大约30%维生素、氨基酸等有机成分［76］；刘素华等采用响应面法优化提取盐地碱蓬中植物盐，其中水浸出物含量达47.9%［77］。

植物碱：盐地碱蓬全株富含钾盐，从其植株中提取的碳酸钾可广泛应用于印染、玻璃、制药、化学工业等［78］。

3.7 新型饲料和饲料添加剂

盐地碱蓬植株和种子可作为饲料蛋白源，营养价值较高，其氨基酸组成类似于常见的谷类和豆类蛋白质，可作为畜牧饲料，且不受季节性限制，与甜高粱搭配配制特色饲料，可广泛应用于畜牧养殖［79-80］。步迅和杨铮等［81］研究发现盐地碱蓬中蛋白质含量高，且其籽实和叶片营养价值高。因此，盐地碱蓬可作为盐碱土种植上一种具有较大发展潜力的饲料资源。

饲料添加剂是现代饲料工业必不可少的原料，在强化基础饲料营养价值、提高动物生产性能、保持动物健康、改善畜产品品质、节省饲料成本、提高饲料利用率等方面具有明显效果［82］。研究评估了盐地碱蓬以饲料添加剂添加到饲料中，明显促进肉仔鸡的日增重和饲料利用率，但对肉仔鸡的发病率和死亡率的影响不显著［83］。又研究评估了不同盐地碱蓬干草饲喂水平对羔羊肌肉及器官组织中矿物质元素的影响，短期饲喂盐地碱蓬干草未显著影响到羔羊组织中矿物质元素，但长期饲喂会导致动物出现铁和钙过量现象，同时评估了盐地碱蓬作为天然的自然资源，不存在抗药性，也不存在较高的药物残留等［84］。当前，开发盐地碱蓬为饲料添加剂市场前景广阔，然而考虑到盐地碱蓬体内高盐分和矿物质会引起家禽家畜的消化代谢、生理功能等不良反应，在确保安全基础上，盐地碱蓬作为饲料添加剂可以合适的比例添加到饲料中，并加强盐地碱蓬作为饲料添加剂对动物的安全性进行进一步深入研究。

3.8 沿海滩涂景观

盐地碱蓬株型具有极强的观赏价值，高度为30～40 cm，植株中下部无分枝或少分枝，上部分枝间距紧凑，叶片显著肉质化，生长红化期长。自然界的群体密度为250～350 株·m-2，高度较为整齐，入秋后期植株肉质化凸显，整株紫红色，从而形成红色的海洋。目前，由于气候剧烈变化和人类活动过度干扰导致红海滩在退化。因此，可利用海滩涂进行高密度种植，加强滩涂湿地修复、保育生物多样性，并配套海水浇灌，可形成盐地碱蓬“景观型”群落，对加强沿海红海滩的保护和地方经济发展有促进作用［85-86］。

3.9 生物碳和活性炭

盐地碱蓬作为生长在盐碱土壤中的一种本土植物，其耐盐性强，且能产生可观的生物量；与非盐生植物相比，盐地碱蓬具有高灰分、高盐基离子含量、高钙镁离子含量等特点［87-88］。当前利用盐地碱蓬修复盐碱地取得巨大的成绩，但另一个问题是大量盐地碱蓬秸秆无法适当的处理。目前，新的思路是采用生物质热裂解炭化技术将盐土农业产生盐地碱蓬转化为活性炭或生物炭，并再次应用于环境修复和酸性土壤改良等领域。毛明月等研究表明盐地碱蓬生物碳产率、组分与其灰分、全碳氮磷钾以及阳离子含量呈正相关性，但与其原材料木质素含量呈现负相关性［89］。付建鑫等研究探明了制备盐地碱蓬活性炭的最佳工艺参数：质量分数30%H3PO4-ZnCl2，500℃活化温度，80 min活化时间，在此优化条件下盐地碱蓬活性炭的平均产率为43.39%，碘吸附值高于860 mg·g-1，比普通活性炭高37.98%［90］。

4 盐地碱蓬资源的开发与利用展望和前景

盐地碱蓬为藜科碱蓬属一年生真盐生植物，能适应特殊的盐碱生境，具有显著的摄盐能力和集积特征及种子二型性。种植盐地碱蓬，在不影响生态系统的前提下加强其开发利用，不仅可治理内陆大量的盐碱地和滨海地区盐渍土，还有利于推进盐土农业结构优化、改善生态环境、促进当地经济生态可持续发展。广泛开展盐地碱蓬生态价值与经济价值综合开发利用的研究，有关盐地碱蓬的研究可从三个方面入手。

4.1 利用干旱区盐碱土种植盐地碱蓬，发展牧草产业

盐碱土是一种不良的土地类型，由于其恶劣的理化性质限制了绝大多数植物的生长。由于土壤退化、城市化进程等原因，我国可利用耕地日益减少，严重威胁粮食安全，因此，盐碱地的开发利用对保障我国粮食安全方面具有重要战略意义。同时在盐碱土上，种植耐盐碱植物可以达到改善局部生态的作用。在盐碱土上进行栽培野生盐地碱蓬，具有广阔的发展远景，不仅可以达到改良土壤的目的，还可以为这一领域的相关发展带来机遇。

（1）当前利用盐碱地，大力加强与开展盐地碱蓬资源栽培技术与开发利用的研究。

（2）由于施肥及灌溉方法不当导致的设施土壤次生盐渍化问题已日益突出，种植盐地碱蓬可有效解决土壤次生盐渍化问题。

（3）发展海水农业是我国乃至世界一个重要趋势，加强盐地碱蓬之作物化，使成为我国海水蔬菜规模化发展的佼佼者，使盐地碱蓬成为海水蔬菜的另一标志蔬菜。

（4）协调好开发与保护的关系，尤其加强对盐地碱蓬的野生的遗传多样性保护和研究。

4.2 功能性盐地碱蓬蔬菜的研发及其前景

施加微量肥料是种植最常用的田间管理技术措施之一［91］。当前研究硒、锂元素作为微量肥料，例如，外源喷施硒元素显著提高药用菊花主要有效成分和花中硒含量［92］，施加锂肥显著提高罗布麻总黄酮含量和锂含量［93］。因此，深入开展施加微量硒、锂肥对盐地碱蓬蔬菜品质的影响研究，使研发功能性盐地碱蓬蔬菜的前景广阔。

4.3 盐地碱蓬二型性种子在生态与经济价值上的差异

当前，更多关注盐地碱蓬的二型性种子特征在生物学表现，发现在耐盐性、萌发率呈现出显著的差异性，但鲜有研究关注盐地碱蓬二型性种子在修复盐碱地、重金属污染、石油污染、水体污染等方面是否存在差异，同时作为食用蔬菜、黄酮类和多糖类、食用油和生物柴油、色素、膳食纤维、植物盐和植物碱、新型饲料和饲料添加剂、沿海滩涂景观、生物碳和活性炭等也是否存在差异。由于盐地碱蓬两种种子棕色种子先萌发，黑色种子后萌发，可推测上述的生态修复和经济价值产生会存在差异性，因次，可加强盐地碱蓬二型性差异性的深入研究。