При решении частных и общих вопросов солеустойчивости растений нередко возникает необходимость в применении методов, позволяющих в строго контролируемых условиях определять токсичность солей и степень солеустойчивости растений.
Существующие в настоящее время методы определения токсичности солей и солеустойчивости растений можно разделить на следующие три группы: лабораторные, вегетационные и полевые.
Наиболее распространенным методом определения солеустойчивости растений является учет энергии прорастания семян растений на засоленном субстрате. Проращивание семян проводят в растворах солей или на фильтровальной бумаге, песке, почве, смоченных растворами солей определенной концентрации. Снижение интенсивности прорастания семян на растворах солей, по сравнению с контролем, является показателем степени солеустойчивости испытуемых семян. Подобным способом легко определить степень токсичности отдельных ионов и солей, а также поступление воды в семена в зависимости от концентрации солей. Кроме того, этот метод позволяет выявить наиболее солеустойчивые сорта и сопоставить солеустойчивость семян различных сельскохозяйственных культур. Основа этого метода покоится на признании того, что реакция семян на соли при прорастании отражает солеустойчивость растения на последующих этапах его развития
В обстоятельных исследованиях В. С. Шардакова (1948) была доказана возможность определения солеустойчивости растений на самых ранних фазах их развития— прорастания семян. При характеристике солеустойчивости сортов хлопчатника были использованы многие показатели и, в частности, скорость набухания и энергия прорастания семян, скорость роста корешков. Согласно данным В. С. Шардакова, семена солеустойчивых сортов, по сравнению с несолеустойчивыми, в условиях засоления характеризуются большей скоростью набухания, более высокой энергией прорастания и более интенсивным ростом корешков. Однако, по мнению этого автора, из всех испытанных способов определения солеустойчивости растений на самых ранних фазах развития лучшие результаты дает отбор семян по размерам (длине) после набухания их в воде. Практический интерес представляет то, что этот способ может использоваться не только при сравнительной характеристике сортов, но и при массовом отборе наиболее солеустойчивых экземпляров в пределах каждого сорта.
При массовом отборе солеустойчивых экземпляров в пределах сорта, распространенного в районах с засоленными почвами, может быть использован метод Л. И. Сергеева (1936а). Суть этого метода заключается в следующем: семена, собранные с растений (пшеница), произрастающих на засоленной почве, проращиваются в течение двух дней на растворах солей (0,3—0,4-молярного раствора NaCl). Затем как проросшие, так и непроросшие семена высаживаются в засоленную почву (0,2—0,3-молярного раствора NaCl). Результаты опытов Л. И. Сергеева показали, что растения, выросшие из семян, проросших на солевом растворе, по ряду признаков (процент всхожести, рост и развитие, сухой вес растения) оказались более стойкими к засолению, чем растения, развившиеся из непроросших семян.
Метод, предложенный А. А. Рихтером и Е. К. Дворецкой (1930), основан на определении чувствительности устьичного аппарата к действию солей и главным образом катиона натрия. Катионы обладают свойством способствовать распаду крахмала в замыкающих клетках, вследствие чего осмотическое давление в них повышается, вызывая тем самым раскрытие устьичных щелей. Листья
для исследования по этому методу берутся в вечернее время, когда устьица плотно закрыты и переполнены крахмалом. Затем срезы эпидермиса, взятые с нижней стороны листа, погружаются в растворы хлористого натрия разной концентрации и через определенные промежутки времени просматриваются под микроскопом. Меньшая скорость раскрывания устьиц при определенной концентрации хлористого натрия является показателем солеустойчивости растения.
П. А. Генкель (1950) разработал новый микроскопический метод оценки степени солеустойчивости, основанный на прямом определении токсического действия солей на ткани растения. Суть этого метода заключается в том, что срезы верхнего эпидермиса листа погружаются на несколько часов в одномолярный раствор хлористого натрия, а затем подсчитывается число плазмолизированных (живых) клеток. Количество этих клеток является мерилом степени солеустойчивости растения. Многократная проверка метода, как указывает П. А. Генкель, показала его полную применимость для оценки солеустойчивости.
В свое время мы (Строгонов и Остапенко, 1941) предложили метод определения солеустойчивости растений по интенсивности разрушения хлорофилла у отрезанных листьев, помещенных черешками в водную вытяжку из засоленной почвы или в растворы солей. Этот метод основан на признании наличия устойчивой системы хлорофилл — белок у растений, обладающих повышенной солеустойчивостью (Строгонов и Иваницкая, 1954). Техника этого метода весьма проста и заключается в следующем. Листья растений, срезанные под водой, в зависимости от цели опыта помещаются в водную вытяжку из засоленной почвы, в засоленную грунтовую воду или в растворы солей. Вышеуказанные растворы должны иметь достаточно высокую концентрацию солей (2—4%). Контролем служат листья, погруженные черешками в воду, свободную от солей. Для предохранения листьев от подвядания опыт проводится на рассеянном свете.
Показателем степени солеустойчивости растений является быстрота появления солевых пятен вследствие разрушения хлорофилла под влиянием солей. У солеустойчивых растений разрушение хлорофилла начинается обычно значительно позже и идет менее интенсивно, чем у несолеустойчивых растений. Следует отметить, что этот метод применим лишь к таким растениям, которые выращиваются в условиях засоления.
В своей работе П. А. Генкель и С. С. Колотова (1943) при определении солеустойчивых растений рекомендуют выдерживать листья не на рассеянном, а на прямом солнечном свете. Этому методу был придан количественный характер, и степень повреждения листьев солями определялась по пятибалльной системе. По данным П. А. Генкель и С С. Колотовой, солевые пятна на листьях лучше всего образуются в растворах сернокислого натрия и хлористого кальция, причем листья верхних ярусов характеризуются большей устойчивостью к солям по сравнению с более старыми нижерасположенными листьями.
По данным И. Захарьянц (1947), наблюдаемая определенная зависимость между показателями проницаемости протоплазмы листьев хлопчатника и его солеустойчивостью может также служить диагностическим признаком. Таким образом, в настоящее время уже имеются методы, которые позволяют быстро и относительно точно установить степень солеустойчивости растений, не затрачивая длительного времени на вегетационные или полевые опыты,
Вегетационные методы позволяют проводить опыты по определению степени токсичности солей и солеустойчивости растений начиная от прорастания семян до плодоношения растений. Опытные растения выращиваются в железных или стеклянных сосудах в условиях оранжереи или вегетационного домика. В зависимости от поставленной цели растения выращиваются на почве (почвенные культуры), песке (песчаные культуры) или питательном растворе (водные культуры). Возможность регулирования и контролирования условий выращивания растений (водный режим, минеральное питание, солевой режим) позволяют проводить опыты в строго контролируемых условиях, что способствует решению многих важных вопросов солеустойчивости растений. В частности, такие важные вопросы, как отношение галофитов к засолению и значение уравновешенности солевых растворов для растений были решены именно с помощью вегетационного метода. Этот метод позволяет изучать изменение степени токсичности солей и солеустойчивости растений в зависимости от условий их водоснабжения и минерального питания. Наряду с этим накоплен большой экспериментальный материал по сравнительной оценке солеустойчивости различных сортов и видов, а также по изменению степени солеустойчивости растений в зависимости от их возраста. С помощью вегетационного метода были проведены интересные и важные наблюдения за поведением растений, произрастающих при постепенном и внезапном засолении. Иначе говоря, вегетационный метод дает возможность решать самые разнообразные вопросы солеустойчивости растений.
Однако с помощью вегетационного метода все же нельзя создать для растений всех тех условий произрастания, которые имеются в поле. С целью получения более достоверных данных, отвечающих научным и особенно практическим запросам, используются полевые методы.