屋顶绿化植物松叶佛甲草的耐热抗旱性研究
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收 稿 日 期 ：2014-05-26 基 金 项 目 ：广 东 高 校 优 秀 青 年 创 新 人 才 培 养 计 划 项 目 （2012 LYM_0076）；广 东 省 大 学 生 创 新 创 业 计 划 项 目(1134712085) ;国 家 自 然 科 学 基 金 （31200175） 作 者 简 介 ：郭 微 （1982-），男 ，博 士 ，副 教 授 ，E-mail：gwei717 @163.com 通 讯 作 者 ：陈平（1968-），男，硕士，教授，E-mail：turfchen@163. com
1 材料与方法
1.1 试验材料 现阶段轻型屋顶绿化多数是以佛甲草为主的景天
科多年生草本植物，根据田间适应性观察，结合广州的 实际情况以及对植物的初步筛选， 以景天科景天属一 种松叶佛甲草（Sedum mexicanum）为供试材料，原材料 采自广东乐昌。 试验在仲恺农业工程学院科学楼楼顶 塑料大棚内进行，试验采用盆栽法进行，选取相同长度 的健 康茎段进行 扦插繁殖于 30 cm×50 cm×5 cm 的 长 方形种植盆中，待生长健壮，无病虫害，生长势基本一 致时进行试验。 栽植盆土的基质配比为珍珠岩与园林 废弃物按照 1∶3 的比例混合而成，共扩繁 9 盆。 试验前 对所有植物浇透水， 以浇透水后 1 d 作为干旱胁迫基 点，将植物放置于仲恺农大棚内隔绝外部水分，保持通 风，充分模拟自然干旱环境。 1.2 试验方法
中 图 分 类 号 ：S688
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1004-874X （2014）15-0043-04
Study on the heat-tolerance of Sedum mexicanum for green roof
GUO Wei1, LI Ting-ting1, ZHENG Juan-hua1, CHEN Ping1, YU Long-sheng2, SUN Yan-jun3 (1.College of Agriculture and Landscape Architecture, Zhongkai University of Agriculture and Engineering,
细胞伤害率（%）=（T1- T0）/（T2-T0）×100 式 中 ，T1 为 不 同 水 浴 温 度 下 的 电 导 率 值 ，T2 为 沸 水 浴 15 min 之后的电导率值，T0 为对照室温下电导率值。 1.3 数据分析
试验测定数据均采用 Excel、SPSS 软件对测定数据 进行分析。 将处理温度与细胞伤害率采用 Logistic 方程 Y=k/（1+ae-bt）拟合，其中 Y 表示细胞伤害率，t 表示处理 温度，k 表示细胞伤害率的饱和容量、 取值 100，a、b 为 方程参数。 通过直线回归的方法求得 a、b 值及 R2，在数 学上其拐点为 d2y/dt2=0，由 Logistic 方程求得二级导数 得出 t=lna/b，其中 t 值为曲线拐点，求出该曲线拐点时 的 温 度 ，即 为 高 温 半 致 死 温 度[9]。
高温处理试验，处理温度与细胞伤害率之间呈显“S” 型曲线，经显著性检验，符合 Logistic 方程，并根据公式计算得高
温半致死温度为 62.27℃。 与其他景天属植物抗旱耐热性指标比较，松叶佛甲草的抗旱耐热性指标属于较好水平，表
明松叶佛甲草是能较好适应屋顶干旱环境的候选品种。
关键词：轻型屋顶绿化； 松叶佛甲草； 干旱胁迫； 耐热性
Key words: extensive green roof; Sedum mexicanum; drought stress; heat resistance
屋顶绿化不仅能够改善建筑内外热环境、 缓解城 市热岛效应， 还能起到美化城市景观、 改善屋顶蓄排 水、保护建筑物等功能[1-2]。 轻型屋顶绿化又称草坪型屋
根据以往试验，在干旱胁迫下，大部分景天属品种 在干旱胁迫 10 d 后，叶片基本出现发黄，色泽变淡；干 旱胁 迫 15 d 后 出 现 叶 片 失 水 萎 蔫 ； 一 般 在 干 旱 胁 迫 20 d 时，发生明显叶片萎蔫现象，部分植株枯死。 从本 试验结果来看，松叶佛甲草干旱胁迫 0~20 d，生长表现 良好。 到干旱 20 d 后出现下部叶片稍下垂，向内反卷， 干旱 21~28 d 出现部分植物倒伏，表明其抗旱性较好。 2.2 干旱胁迫下植物生理指标变化
Guangzhou 510225, China; 2.Guangzhou Research Institute of Environmental Protection, Guangzhou 510620, China; 3.Shenzhen Park Service, Shenzhen 518036, China)
2 结果与分析
2.1 干旱胁迫下植物形态特征变化 植物在干旱胁迫下通常会表现出表观形态变化，
随着干旱胁迫的持续，植株会出现叶片卷曲、发黄、干 枯脱落等一系列形态变化， 从而反映其耐热性差异[10]。 本试验中供试植物松叶佛甲草对热胁迫反应出不同外 部表现症状，在干旱胁迫下，松叶佛甲草的外观形态逐 渐出现变化： 干旱胁迫 0~14 d， 其外观形态无明显变 化，叶色略变淡，属Ⅰ级损伤；干旱胁迫 14~21 d，下 部 叶片稍下垂，向内反卷，属Ⅱ~Ⅲ级损伤。 干旱胁迫 21~ 28 d，植物部分倒伏，叶色变灰绿色，属Ⅳ级损伤；干旱 胁 迫 28~35 d，出现叶 片 发 黄 ，60%的 叶 片 下 垂 ，内 卷 ， 大部分植株倒伏，属Ⅴ级损伤。
摘 要：以景天科植物松叶佛甲草 Sedum mexicanum 为材料，研究干旱胁迫条件ຫໍສະໝຸດ Baidu其植物形态特征以及生理生
化指标变化，并采用电导率结合 Logistic 方程计算其高温半致死温度。 结果表明，在干旱胁迫条件下，植物形态特征
表现较好，叶片相对含水量的下降和电解质渗出率的增加缓慢，MDA 含量以及可溶性糖含量变化幅度不大。 经梯度
于 2013 年 10 月 11 日至 11 月 8 日期间， 每周采 集 1 次松叶佛甲草叶片进行各项生理指标的测定，并 观察植株的生长状况，叶片采集时间为上午 9:00~9:30， 采集部位为中部的成熟的松叶佛甲草植株叶片， 每项 试验重复 3 次。 1.2.1 植物形态观测 植物形态指标测定根据观测到 植物的生长表现、植株形态（叶片色泽、枯叶量、萎蔫状 况），进行综合评定，分为 5 级。 Ⅰ级：植株正常生长，无 枯死叶片；Ⅱ级：植株生长缓慢，顶部叶片开始出现轻 度萎焉，叶 片反卷，叶 枯 死 量<10％；Ⅲ级 ：植 株 停 止 生 长， 叶片开始出现黄化、 干枯等现象， 叶枯死量约占 40％以下；Ⅳ级 ：主 干 顶 部 叶 片 及 枝 条 严 重 萎 焉 ，底 部 叶片黄化脱落甚至倒 伏， 叶枯死量 约占 60％以下；Ⅴ 级：植株失水严重，部分倒伏死亡，叶枯死量超过 60％。 1.2.2 生理生化指标测定 生理指标测定包括土壤含 水量测定：准确称取土样 100 g，置 105℃的烘箱中烘至 恒重，2 次 的 质 量 差 即 为 土 壤 含 水 量, 土 壤 含 水 量 、叶 片含水量、丙二醛 （MDA）含量与可溶 性糖含量测 定方
广东农业科学 2014 年第 15 期
43
屋顶绿化植物松叶佛甲草的耐热抗旱性研究
郭 微1， 李婷婷1， 郑娟华1， 陈 平1， 俞龙生2， 孙延军3 （1.仲恺农业工程学院园艺园林学院，广东 广州 510225； 2.广州市环境保护科学研究院，广东 广州 510620； 3.深圳市公园管理中心，广东 深圳 518036）
Abstract: Plant morphological characteristics and changes of physiological and biochemical indexes for Sedum mexicanum were studied under the condition of drought stress. And the heat tolerance was measured by electrical conductivity combined with Logistic equation. The results indicated that: S. mexicanum grew well under the drought stress. With the increase of the drought stress, the leaf relative water content decreased while the electrolyte permeability increased slowly. While the changes of MDA content and soluble sugar content were not obvious mainly reasoned by S. mexicanum with a stronger drought resistance. In addition, the relationship between the temperature for leaf species and the relative electricity conductivity varied in a ‘S’ curve model which was accorded with Logistic equation proved by significance test calculated with the formulas. And the half lethal temperature for S. mexicanum was 62.27℃ . Compared with the drought resistance indices of other species in Sedum, the drought resistance index for S. mexicanum belongs to better level which indicated that S. mexicanum, a good candidate, was suitable for the roof of the arid environment.
法 参 照 李 合 生[8]。 1.2.3 相对电导率测定 在受试植物中部采集形态良 好、健康的完全展开的功能叶片，带回实验室后裁剪成 大小一致的片段。 用千分之一天平称取 0.5 g 叶片，置 入含 20 mL 去离子水的试管中，在室温、40、45、50、55、 60、65、70℃条件下，分别水浴加热 15 min，取出后静置 冷却至室温。 用 DDS-1C 型数显电导率仪（上海雷磁仪 器厂）测定各水浴温度下及冷却后电导率值。 通过测定 组织浸出液电导率变化来确定植物组织受伤害的程 度[9]：
通常来说， 屋顶绿化植物的筛选要根据本地自然 环境条件和乡土植物资源来综合选择[7]。 近年来在屋顶
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绿化候选植物的试验推广过程中发现， 适合广州的屋 顶绿化植物种类仍较少、部分种类抗性不强，而且在高 温多雨条件下还易产生肉质茎腐烂、病虫害等问题。 为 了丰富广州地区轻型屋顶绿化植物的多样性和稳定 性，筛选出更多可供推广应用的屋顶绿化植物，我们以 松 叶 佛 甲 草 （Sedum mexicanum）为 供 试 材 料 对 其 在 盆 栽试验下的抗旱性和耐热性进行研究， 通过测定植株 在干旱胁迫下的植物形态特征和生理生化指标变化响 应，研究其抗逆境胁迫性程度，分析其作为屋顶绿化候 选植物的可行性和推广应用潜力， 以期为广州地区屋 顶绿化植物筛选和应用提供依据。
顶绿化、粗放型屋顶绿化，由于其具有屋顶荷载轻、构 建简单、易于管理等优点，近些年来推广较快。 城市建 筑物的屋顶气候条件与地面差异显著， 特别是华南地 区屋顶太阳辐射强烈、风速较大、水分蒸发快，使得耐 热 性 、抗 旱 性 成 为 屋 顶 绿 化 植 物 筛 选 首 要 考 虑 的 指 标[3]。 在轻型屋顶绿化植物筛选及适应性等方面已有不少研 究[4-7]， 多 种 抗 旱 性 强 、耐 瘠 薄 的 景 天 科 植 物 被 选 为 适 合 屋顶栽种的植物， 目前大面积应用的植物种类以景天 属 为 主 [3]。
1 材料与方法
1.1 试验材料 现阶段轻型屋顶绿化多数是以佛甲草为主的景天
科多年生草本植物，根据田间适应性观察，结合广州的 实际情况以及对植物的初步筛选， 以景天科景天属一 种松叶佛甲草（Sedum mexicanum）为供试材料，原材料 采自广东乐昌。 试验在仲恺农业工程学院科学楼楼顶 塑料大棚内进行，试验采用盆栽法进行，选取相同长度 的健 康茎段进行 扦插繁殖于 30 cm×50 cm×5 cm 的 长 方形种植盆中，待生长健壮，无病虫害，生长势基本一 致时进行试验。 栽植盆土的基质配比为珍珠岩与园林 废弃物按照 1∶3 的比例混合而成，共扩繁 9 盆。 试验前 对所有植物浇透水， 以浇透水后 1 d 作为干旱胁迫基 点，将植物放置于仲恺农大棚内隔绝外部水分，保持通 风，充分模拟自然干旱环境。 1.2 试验方法
中 图 分 类 号 ：S688
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1004-874X （2014）15-0043-04
Study on the heat-tolerance of Sedum mexicanum for green roof
GUO Wei1, LI Ting-ting1, ZHENG Juan-hua1, CHEN Ping1, YU Long-sheng2, SUN Yan-jun3 (1.College of Agriculture and Landscape Architecture, Zhongkai University of Agriculture and Engineering,
细胞伤害率（%）=（T1- T0）/（T2-T0）×100 式 中 ，T1 为 不 同 水 浴 温 度 下 的 电 导 率 值 ，T2 为 沸 水 浴 15 min 之后的电导率值，T0 为对照室温下电导率值。 1.3 数据分析
试验测定数据均采用 Excel、SPSS 软件对测定数据 进行分析。 将处理温度与细胞伤害率采用 Logistic 方程 Y=k/（1+ae-bt）拟合，其中 Y 表示细胞伤害率，t 表示处理 温度，k 表示细胞伤害率的饱和容量、 取值 100，a、b 为 方程参数。 通过直线回归的方法求得 a、b 值及 R2，在数 学上其拐点为 d2y/dt2=0，由 Logistic 方程求得二级导数 得出 t=lna/b，其中 t 值为曲线拐点，求出该曲线拐点时 的 温 度 ，即 为 高 温 半 致 死 温 度[9]。
高温处理试验，处理温度与细胞伤害率之间呈显“S” 型曲线，经显著性检验，符合 Logistic 方程，并根据公式计算得高
温半致死温度为 62.27℃。 与其他景天属植物抗旱耐热性指标比较，松叶佛甲草的抗旱耐热性指标属于较好水平，表
明松叶佛甲草是能较好适应屋顶干旱环境的候选品种。
关键词：轻型屋顶绿化； 松叶佛甲草； 干旱胁迫； 耐热性
Key words: extensive green roof; Sedum mexicanum; drought stress; heat resistance
屋顶绿化不仅能够改善建筑内外热环境、 缓解城 市热岛效应， 还能起到美化城市景观、 改善屋顶蓄排 水、保护建筑物等功能[1-2]。 轻型屋顶绿化又称草坪型屋
根据以往试验，在干旱胁迫下，大部分景天属品种 在干旱胁迫 10 d 后，叶片基本出现发黄，色泽变淡；干 旱胁 迫 15 d 后 出 现 叶 片 失 水 萎 蔫 ； 一 般 在 干 旱 胁 迫 20 d 时，发生明显叶片萎蔫现象，部分植株枯死。 从本 试验结果来看，松叶佛甲草干旱胁迫 0~20 d，生长表现 良好。 到干旱 20 d 后出现下部叶片稍下垂，向内反卷， 干旱 21~28 d 出现部分植物倒伏，表明其抗旱性较好。 2.2 干旱胁迫下植物生理指标变化
Guangzhou 510225, China; 2.Guangzhou Research Institute of Environmental Protection, Guangzhou 510620, China; 3.Shenzhen Park Service, Shenzhen 518036, China)
2 结果与分析
2.1 干旱胁迫下植物形态特征变化 植物在干旱胁迫下通常会表现出表观形态变化，
随着干旱胁迫的持续，植株会出现叶片卷曲、发黄、干 枯脱落等一系列形态变化， 从而反映其耐热性差异[10]。 本试验中供试植物松叶佛甲草对热胁迫反应出不同外 部表现症状，在干旱胁迫下，松叶佛甲草的外观形态逐 渐出现变化： 干旱胁迫 0~14 d， 其外观形态无明显变 化，叶色略变淡，属Ⅰ级损伤；干旱胁迫 14~21 d，下 部 叶片稍下垂，向内反卷，属Ⅱ~Ⅲ级损伤。 干旱胁迫 21~ 28 d，植物部分倒伏，叶色变灰绿色，属Ⅳ级损伤；干旱 胁 迫 28~35 d，出现叶 片 发 黄 ，60%的 叶 片 下 垂 ，内 卷 ， 大部分植株倒伏，属Ⅴ级损伤。
摘 要：以景天科植物松叶佛甲草 Sedum mexicanum 为材料，研究干旱胁迫条件ຫໍສະໝຸດ Baidu其植物形态特征以及生理生
化指标变化，并采用电导率结合 Logistic 方程计算其高温半致死温度。 结果表明，在干旱胁迫条件下，植物形态特征
表现较好，叶片相对含水量的下降和电解质渗出率的增加缓慢，MDA 含量以及可溶性糖含量变化幅度不大。 经梯度
于 2013 年 10 月 11 日至 11 月 8 日期间， 每周采 集 1 次松叶佛甲草叶片进行各项生理指标的测定，并 观察植株的生长状况，叶片采集时间为上午 9:00~9:30， 采集部位为中部的成熟的松叶佛甲草植株叶片， 每项 试验重复 3 次。 1.2.1 植物形态观测 植物形态指标测定根据观测到 植物的生长表现、植株形态（叶片色泽、枯叶量、萎蔫状 况），进行综合评定，分为 5 级。 Ⅰ级：植株正常生长，无 枯死叶片；Ⅱ级：植株生长缓慢，顶部叶片开始出现轻 度萎焉，叶 片反卷，叶 枯 死 量<10％；Ⅲ级 ：植 株 停 止 生 长， 叶片开始出现黄化、 干枯等现象， 叶枯死量约占 40％以下；Ⅳ级 ：主 干 顶 部 叶 片 及 枝 条 严 重 萎 焉 ，底 部 叶片黄化脱落甚至倒 伏， 叶枯死量 约占 60％以下；Ⅴ 级：植株失水严重，部分倒伏死亡，叶枯死量超过 60％。 1.2.2 生理生化指标测定 生理指标测定包括土壤含 水量测定：准确称取土样 100 g，置 105℃的烘箱中烘至 恒重，2 次 的 质 量 差 即 为 土 壤 含 水 量, 土 壤 含 水 量 、叶 片含水量、丙二醛 （MDA）含量与可溶 性糖含量测 定方
广东农业科学 2014 年第 15 期
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屋顶绿化植物松叶佛甲草的耐热抗旱性研究
郭 微1， 李婷婷1， 郑娟华1， 陈 平1， 俞龙生2， 孙延军3 （1.仲恺农业工程学院园艺园林学院，广东 广州 510225； 2.广州市环境保护科学研究院，广东 广州 510620； 3.深圳市公园管理中心，广东 深圳 518036）
Abstract: Plant morphological characteristics and changes of physiological and biochemical indexes for Sedum mexicanum were studied under the condition of drought stress. And the heat tolerance was measured by electrical conductivity combined with Logistic equation. The results indicated that: S. mexicanum grew well under the drought stress. With the increase of the drought stress, the leaf relative water content decreased while the electrolyte permeability increased slowly. While the changes of MDA content and soluble sugar content were not obvious mainly reasoned by S. mexicanum with a stronger drought resistance. In addition, the relationship between the temperature for leaf species and the relative electricity conductivity varied in a ‘S’ curve model which was accorded with Logistic equation proved by significance test calculated with the formulas. And the half lethal temperature for S. mexicanum was 62.27℃ . Compared with the drought resistance indices of other species in Sedum, the drought resistance index for S. mexicanum belongs to better level which indicated that S. mexicanum, a good candidate, was suitable for the roof of the arid environment.
法 参 照 李 合 生[8]。 1.2.3 相对电导率测定 在受试植物中部采集形态良 好、健康的完全展开的功能叶片，带回实验室后裁剪成 大小一致的片段。 用千分之一天平称取 0.5 g 叶片，置 入含 20 mL 去离子水的试管中，在室温、40、45、50、55、 60、65、70℃条件下，分别水浴加热 15 min，取出后静置 冷却至室温。 用 DDS-1C 型数显电导率仪（上海雷磁仪 器厂）测定各水浴温度下及冷却后电导率值。 通过测定 组织浸出液电导率变化来确定植物组织受伤害的程 度[9]：
通常来说， 屋顶绿化植物的筛选要根据本地自然 环境条件和乡土植物资源来综合选择[7]。 近年来在屋顶
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绿化候选植物的试验推广过程中发现， 适合广州的屋 顶绿化植物种类仍较少、部分种类抗性不强，而且在高 温多雨条件下还易产生肉质茎腐烂、病虫害等问题。 为 了丰富广州地区轻型屋顶绿化植物的多样性和稳定 性，筛选出更多可供推广应用的屋顶绿化植物，我们以 松 叶 佛 甲 草 （Sedum mexicanum）为 供 试 材 料 对 其 在 盆 栽试验下的抗旱性和耐热性进行研究， 通过测定植株 在干旱胁迫下的植物形态特征和生理生化指标变化响 应，研究其抗逆境胁迫性程度，分析其作为屋顶绿化候 选植物的可行性和推广应用潜力， 以期为广州地区屋 顶绿化植物筛选和应用提供依据。
顶绿化、粗放型屋顶绿化，由于其具有屋顶荷载轻、构 建简单、易于管理等优点，近些年来推广较快。 城市建 筑物的屋顶气候条件与地面差异显著， 特别是华南地 区屋顶太阳辐射强烈、风速较大、水分蒸发快，使得耐 热 性 、抗 旱 性 成 为 屋 顶 绿 化 植 物 筛 选 首 要 考 虑 的 指 标[3]。 在轻型屋顶绿化植物筛选及适应性等方面已有不少研 究[4-7]， 多 种 抗 旱 性 强 、耐 瘠 薄 的 景 天 科 植 物 被 选 为 适 合 屋顶栽种的植物， 目前大面积应用的植物种类以景天 属 为 主 [3]。