三种景天科植物抗旱性的研究

摘要：

对3种景天科植物圆叶佛甲草（Sedum lineare）、西德景天（Gynura segetum）、胭脂红景天（Rhodiola rosea）进行了不同梯度的水分胁迫，通过观察胁迫下植株形态变化，以及测定叶片保水力和蒸腾速率的变化，研究了水分胁迫下有关生理指标变化与景天类植物抗旱性的关系。结果表明，随水分胁迫程度加深，3种景天类植物的叶片保水力和蒸腾速率随胁迫程度加深都为先下降后平缓的趋势，胭脂红景天变化范围最大。结合3种景天类植物在水分胁迫下形态的变化，分析表明，圆叶佛甲草的抗旱性高于西德景天和胭脂红景天，是大同地区屋顶绿化的优良材料。

关键词：

景天植物;水分胁迫;抗旱性

中图分类号：S435

文献标识码：A

DOI：1019754/jnyyjs20190330089

引言

目前，在大同城乡绿化中，冬季干冷、夏季湿热的典型大陆性季风气候以及水资源严重缺乏的现实已成为许多园林、屋顶绿化植物生长的限制性因子，使得一些优良地被植物（包括新引进植物）在应用中受到了限制，其优良的绿化造景效果未能充分地表现出来。一般植物在地面生长都困难，在屋顶生长就更难了。

景天科植物中的部分多年生常绿宿根种类，是一种自养型和耐寒型的植物，具有植株低矮、生长整齐、色彩亮绿、花朵繁茂、绿期长、综合抗性强、易管理等优点，且根部极小，能够保存大量的水分，同时在表层土壤状态良好的情况下，景天科植物不需要施肥，不会对屋顶构成威胁，适于进行屋顶绿化。而我国仅有佛甲草、垂盆草在少数城市有小面积的应用，屋顶绿化主要研究工作一直集中在屋顶荷载力、排水和轻质材料的选择上，而有关植物种类的选择近几年才有所涉及。

为此，本研究选用几种景天科植物作为试验对象，为选择抗旱植物、轻养护的绿化植物提供理论依据。

1材料与方法

11实验材料

试验材料为圆叶佛甲草（Sedum lineare）、胭脂红景天（Rhodiola rosea）、西德景天（Gynura segetum），盆栽基质为草炭、蛭石和细沙。圆叶佛甲草20盆、西德景天20盆、胭脂红20盆。

12实验材料处理

将圆叶佛甲草、胭脂红景天、西德景天，用统一规格的塑料花盆装入湿度基本一致的培养土。培养土成分为草炭∶细沙∶蛭石（2∶2∶1），每盆装满培养土后栽植生长状况基本一致的植株，称重后调整重量，使每盆基本一致。3种植物移栽缓苗7d后，进行水分胁迫处理。

参照史燕山的方法将土壤水分含水量分4个等级进行水分胁迫的梯度分级：对照正常浇水（土壤相对含水量为70%～80%）;轻度胁迫（土壤相对含水量为60%～70%）;中度胁迫（土壤相对含水量为50%～60%），重度胁迫（土壤相对含水量为30%～40%）。

当盆中水分自然蒸发至所设置的水分胁迫梯度时，开始记录水分胁迫处理的时间，用称重法控制土壤相对含水量。

13试验方法

131外部形态观察

对各处理1d后的植株长势及萎蔫状况开始进行观察记录，10d后观察复水后各种植物的恢复情况。

132叶片保水力和蒸腾速率测定

采用快速称重法。取同一生长位置叶片置于室内自然风干状态下称重，隔一定时间测定1次，计算不同离体时间叶片累积失水量占总含水量的百分比，以失水百分率来表示叶片保水力。

2结果与分析

21水分胁迫处理植株生长状况

在水分胁迫处理下，连续观察和记录了胭脂红景天、圆叶佛甲草和西德景天植株整体和叶片的变化情况。

如图1、2和3所示，胭脂红景天叶片小且薄;圆叶佛甲草叶片呈圆形，肉质肥厚，随植株的生长将增大;西德景天叶片呈扇形，肉质肥厚。

在轻度胁迫下，3种植物生长均正常，叶片均正常生长，均有幼芽出现，扦插的西德景天植株高度生长变化明显。

在中度胁迫下，胭脂红景天底层叶片开始干枯、掉落，幼芽生长缓慢，植株開始萎蔫;西德景天叶片正常生长但幼芽生长缓慢，个别植株底层叶片在中度胁迫后期出现失水萎蔫，植株生长缓慢;圆叶佛甲草幼芽数量减少，个别叶片干枯凋落。

在重度胁迫下，胭脂红景天叶片出现较严重萎蔫现象，表现为枝条下垂，叶片大量掉落，幼芽死亡，整体植株失水萎蔫;后期叶片边缘发生干枯坏死现象;西德景天植株幼芽无变化，底部叶片逐渐变黄，在重度胁迫后期基本都因失水脱落，上层叶片开始出现萎蔫，植株生长变化不明显;圆叶佛甲草在重度胁迫前期整体长势较好，个别植株底层叶片因失水干枯脱落，在后期因受虫害大量叶片被咬损，虫害传染迅速且幼叶不断被毁，植株整体长势明显下降，以致其中3株死亡。用未遭虫害圆叶佛甲草的茎进行扦插，成活率为100%、生长迅速且长势良好。

总体看，随着干旱胁迫程度加强，3种景天类植物的长势均趋于下降，表现为新萌生的枝叶数减少且生长量下降，以胭脂红景天表现最为明显。圆叶佛甲草、西德景天与对照生长势相比相差较小。

干旱胁迫复水后，对植株长势恢复情况的观察结果表明，3种景天类植物在中度干旱胁迫10d后复水，均能很快恢复正常状态;经重度干旱胁迫处理的植株，在处理10～12d后进行复水，除胭脂红景天，圆叶佛甲草和西德景天均能较快恢复正常。而当重度干旱胁迫处理10d后再持续7d不浇水，胭脂红景天死亡，圆叶佛甲草和西德景天均能逐渐恢复正常。

22水分胁迫对叶片保水力和蒸腾速率的影响

叶片保水力是反映植物调节体内生理机制和适应环境变化的一个重要生理指标。植物叶片保水力强度大小在一定程度上反映了植物调节水分损失的能力及适应逆境的能力。

测定3种景天科植物离体叶片变化状况见表1。

由表1可知，随着失水时间的延长，植株的萎蔫症状逐步加重。胭脂红景天、圆叶佛甲草叶片在自然失水胁迫后先萎蔫经干枯后死亡，西德景天叶片在自然失水胁迫后先变成黄色，再经萎蔫、干枯后死亡。自然失水胁迫第5天，胭脂红景天叶片60%出现萎蔫，叶片翻卷缩小，稍有韧性;第6天，萎蔫叶片就开始呈现干枯状态，叶片部分颜色呈黑红色，稍有韧性;第12天，叶片70%呈干枯状态，颜色全部为黑红色，质地硬脆，面积明显缩小;第22天，叶片全部死亡。自然失水第12天，圆叶佛甲草叶片出现萎蔫，随着失水量的增多，萎蔫叶片数量逐渐增多;第19天，叶片出现干枯，颜色呈深绿色，稍有韧性，卷曲;第28天，叶片硬脆皱缩，出现死亡;第53天，叶片全部死亡。自然失水第4天，西德景天叶片开始出现黄色，持续时间较长，变化不明显;第19天，10%叶片的部分才出现干枯现象，具韧性，无明显卷曲，颜色呈深黄色，随着逐渐失水，干枯部分面积逐渐扩大;第28天，叶片开始死亡，颜色为深黄色，变薄，稍有韧性，无卷曲;第65天后，叶片全部死亡。

测定3种景天科植物蒸腾速率如图4、图5和图6所示，3种景天科植物蒸腾速率都为先下降后平缓趋势。胭脂红景天蒸腾速率在0～000035g·cm-2·h-1之间，圆叶佛甲草蒸腾速率在000004～000018g·cm-2·h-1之间，西德景天蒸腾速率在000002～000012g·cm-2·h-1之间，胭脂红景天蒸腾速率变化范围最大，西德景天蒸腾速率变化范围最小。

圆叶佛甲草与胭脂红景天和西德景天相比，在达到最低蒸腾速率前下降缓和，总体变化平稳，叶片失水致死时间较长，近40d。胭脂红景天最先出现萎蔫，且萎蔫叶片数量是最多的，萎蔫叶片外观效果最差，发干发黄，生命力减退;并且是叶片失水致死时间最短，近20d。西德景天叶片比其他两品种提前出现失水症状，不影响叶片整体外观;叶片失水致死时间最长，近50d。

3结论

当植株遇到缺水时，可能首先利用自身各器官的保水能力来适应，然后通过代谢活动或渗透调节来抵御，最终其细胞膜将受到伤害。抵抗干旱是一种综合的生理过程。根据以上形态学和生理指标的测定结果

综合分析后，结论如下：

在不同水分胁迫下，3种景天科植物的生长状况明显不同。从总体观察结果看，圆叶佛甲草、西德景天具有较强的耐旱能力，胭脂红景天耐旱力相对较弱。

通过对3种景天科植物的蒸腾速率和叶片保水力的测定，将蒸腾速率与叶片至永久萎蔫所用时间结合起来分析表明，3种景天科植物中圆叶佛甲草抗旱力最强，西德景天次之，胭脂红景天最差。

综上所述，3种景天科植物的抗旱性由高至低依次为：圆叶佛甲草>西德景天>胭脂红景天。地区气候环境干燥，需要选择浅根系、低矮健壮的植物，选择能抗风、具有较长时间的耐旱能力、能经受移植、生长不太快的植物。通过本次试验的观察证明，圆叶佛甲草抗旱能力强，且为匍匐生长，易生根，叶片保水力良好等特点，是优良绿化植物材料。

参考文献

[1]

石进朝，解有利，迟全勃.北京景天科野生植物引种栽培試验研究.北京农业职业学院学报，2005，19（3）：21-24.

[2] 赵定国，旷小满.佛甲草在北京越冬试验初报[J].草原与草坪，2005，108（1）：71.

[3] 黄卫昌，秦俊，胡永红，等.屋顶绿化植物的选择——景天类植物在上海地区的应用[J].安徽农业科学，2005，33（6）：1041-1043.

[4] PETER KüESTERS.中德两国屋顶绿化对比[J].技术与市场（园林工程），2004（12）：10-11.

[5] 史燕山，骆建霞，王煦，等.5种草本地被植物抗旱性研究[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2005，33（5）：130-131.

[6] 候福林.植物生理学实验教程[M].北京：科学出版社，2004：44-45.

[7] 钟希琼，叶振邦.综合评价甘蔗的抗旱性及其抗旱生理指标[J].华南农业大学学报，1996，17（3）：83.

[8] 白钊义.浅谈屋顶绿化[J].科技情报开发与经济，2003，13（5）：117-118.

作者简介：

魏晓菲（1982- ），女，山西大同人，本科，中级工程师，研究方向：植物研究。