文／高雄市立明華國民中學二年級王駿愷、張伶禕、黃紫璇（全國中小學科學展覽會銅牌獎）

在東部的海邊旅遊，發現海灘長著叢叢綠意的盾形植物，尤其陽光下發亮的新生葉，更吸引目光，接近看發現這些毛茸茸構造是一顆顆囊狀的細胞，在台灣海邊不利生存的環境卻有著綠意的植物，這不禁引起我們的疑問，這些植物是如何在鹽度較高的逆境下存活呢？近年，不只台灣劇烈型態的天氣變化除了直接影響人們的生活外，也影響了糧食與蔬菜短缺的危機。

台灣近年的夏天炎熱，多個侵襲台灣颱風也造成了海水倒灌等問題，冬季雖有暖化的態勢，但仍有不少寒流極端天氣型態，對於海邊植物而言更是一個嚴苛的考驗，再加上貧瘠、鹽化的土壤使得生活於這個險惡環境下的植物，演化了許多抗逆機制。查詢文獻後得知，這是台灣原生種海邊植物～番杏，由花蓮區農改場推廣為原生野菜，具極高營養價值，也因為如此，資料偏向於營養及種植介紹，關於番杏如何在逆境下生存的資料相對則較為罕見。在花蓮農改場研究員的協助及種植指導下，我們取得了番杏種子來進行研究，想從種子在鹽逆境的發芽開始，記錄不同鹽逆境下的生長情形，接著由外觀毛茸茸的構造開始觀察，以了解這是否與逆境適應間有所關聯。

鹽化對植物而言，是很重要的生長阻礙，在台灣造成了許多海邊土地無法種植。依鹽害反應不同將為3大類：

❶ 鹽土植物，如紅樹林能忍受NaCl濃度在1.2～3%間。

❷ 能忍受高鹽的非鹽土植物，如番茄。

❸ 淡土植物，在NaCl濃度0.2%時即會造成鹽害傷。因此我們將番杏的鹽逆境濃度設定為0%（淡土環境）、0.5%（一般植物耐鹽上限）、1、2、3%（高鹽度環境）等幾種。

觀察番杏在不同鹽逆境下的生長情形

在不同鹽逆境下的發芽率結果，番杏的發芽率即使在淡水環境中也不高（44%），但在相當1/3海水濃度（1%）下的發芽率，仍有28.67%。對照組的菠菜，雖然0.5%以下的發芽率維持在80%以上，但鹽度提升至1%時，發芽率大幅下降69%。

在鹽逆境下存活率方面，番杏在2%鹽度以下，大致有85%以上存活率，對照組的菠菜，在鹽度提升至1%時，存活率大幅下降約75%，降至24%左右。值得一提的是，番杏在相當海水濃度（3%）處理下，存活率降至12.5%，顯示番杏可能在這個生長期無法耐受較高鹽度。

抗鹽祕技

為了解番杏器官是否具有儲鹽的功能，我們將不同逆境下處理番杏進行烘乾，將根莖葉分開，以測量鹽分含量。由不同部位含鹽情形，可以看出具有囊狀細胞的莖及葉皆能測得鹽分的存在，而根的部分則無法測得鹽分，顯示具有囊狀細胞的莖、葉可能與逆境所關聯。

不同鹽逆境下番杏，不同部位含鹽情形。

研究檢討與未來方向

花東海邊沙岸隨處都可見的番杏，是能耐不良環境的海濱草本植物，面對極端氣候表現，具備耐高溫、抗旱、抗鹽化等特質，農委會花蓮區農業改良場經過調查評估，發現番杏更深具高營養價值，所以近年來積極推薦給民眾食用。但在高鹽海岸環境，究竟小小番杏對抗鹽逆境的機制為何，其實十分耐人尋味。我們嘗試觀察與記錄番杏在鹽逆境下的生長及型態變化，同時也發現有趣的結晶鈣與鈣離子影響抗逆的結果。我們初窺了生命力驚人的番杏是如何在鹽逆境中生存。意外發現葉肉細胞內的結晶鈣結晶與鹽逆境的關聯性，暗示了鈣離子可能扮演了某些角色。實驗結果證實添加鈣離子能提升番杏的抗鹽能力，但究竟鈣離子的角色為何？在其他植物是否有類似的機制存在？這些未來的研究方向都有待更進一步的實驗證實。