三种景天科植物抗旱性研究论文

三种景天科植物抗旱性的研究

摘要：对三种景天科植物佛甲草（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处理，通过观察胁迫下植株形态变化，测定叶片超氧化物歧化酶（sod）以及根系活力的变化，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，三种景天类植物的根系活力和叶片sod活性随胁迫程度加深而降低，佛甲草降幅最小，而胭脂红景天降幅最大。结合三种景天类植物在水分胁迫下形态的变化，分析表明，佛甲草的抗旱性高于西德景天和胭脂红景天，是北京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；屋顶绿化

中图分类号： s332.4 文献标识码： a 文章编号：

1 序言

目前，在北京城乡绿化中，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[2]。一般植物在地面生长都困难，在屋顶生长就更难了[3]。

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[1]，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[4]，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，且相关的生理生态研究尚未见报道，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[1]。

为此，本研究以用地面绿化中应用效果较好的几种景天科植物作为试验对象，为选择养护成本低、适于大面积推广的屋顶绿化植物提供理论依据。

2 材料与方法

2.1 实验材料

试验材料佛甲草（sedum lineare）、西德景天（gynura segetum）、胭脂红景天（rhodiola rosea）来源于北植创业绿色科技有限公司，盆栽基质为草炭和蛭石。佛甲草12盆、西德景天20盆、胭脂红10盆。

2.2 实验材料处理

将佛甲草、西德景天、胭脂红景天，用统一规格的塑料花盆装入湿度基本一致的园土。选用的园土去掉石块、杂质后过筛；培养土成分为草炭∶细沙∶蛭石（3∶1∶1），每盆装满培养土后栽植生长状况一致的植株，称重，使每盆重量基本一致。三种植物移栽缓苗3d后，进行水分胁迫处理。

参照史燕山的方法[5]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[5]控制土壤相对含水量。

2.3 测定方法

2.3.1sod活性的检测

采用邻苯三酚自氧化法。取1.8ml 100mmol/l tris-hcl缓冲液（ph8.2）、1ml蒸馏水混合后，25℃水浴保温10min，加入0.1ml 的3mmol/l邻苯三酚，测自养化速率（a0）。每隔30s测定一次样品光密度值，测试波长320nm。以未加样品的缓冲液作为参比。2.3.2 根系活力测定

采用α-萘胺法[6]。取待测植株，用水冲洗根部。将根系浸入25μg/mlα-萘胺溶液中，黑暗中静置24-36h后观察根系着色状况进行定性。

定量测定步骤如下：称取待测植株根系1~2g，加入50μg/ml的α-萘胺溶液与pbs（ph7.0）等量混合液50ml，静置10min，吸取2ml待测溶液在510nm处读取od值，根据标准曲线查得相应的α-萘胺浓度。以未放入样品根系的溶液为参比。

3 结果与分析

3.1 水分胁迫对超氧化物歧化酶（sod）活性的影响

植物受到水分胁迫后体内活性氧的积累程度与多种因子有关

[7-8]。超氧化物歧化酶（sod）是细胞抵御活性氧伤害的膜保护系

统，在清除超氧自由基、过氧化氢和过氧化物及阻止或减少羟基自由基形成方面起重要作用。特殊功能是氧自由基的清除剂，在水分胁迫下，植物细胞自由基产生和清除的平衡遭到破坏，过剩的自由基会伤害细胞膜系统，因此sod的活性与植物的耐旱能力密切相关，其高低可以反映植物对干旱逆境抵御能力的大小。

测定三种景天科植物在各种处理下的sod含量，三种不同景天科植物在干旱胁迫下sod含量变化的情况，结果见图1。干旱胁迫下的sod活性变化整体呈先下降后上升又下降的趋势。轻度干旱胁迫的sod活性有大幅下降，原因是因为对照值处

注：对照（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%）

于较好的状态；随着干旱程度的加重，植物叶片内sod活性快速下降，且胭脂红景天的sod活性降幅最大，活性降幅分别为37.22%。中度胁迫后，活性均有上升，尤以西德景天升幅最大，达19.52%。重度胁迫后，sod活性较中度胁迫后均有所下降，其中，胭脂红景天的降幅最大，达25.34%。由此可知，在胁迫处理中后期，西德景天和佛甲草的sod活性变化相对平缓，而胭脂红景天的sod活性变化较为剧烈。

3.2 水分胁迫对根系活力的影响

根系对植物的生命活动具有十分重要的作用。根系活力的高低直接影响到地上部分吸水，吸收矿质离子的能力，而且对根系的合成

代谢和地上部分的同化作用都会产生不利影响，因此胁迫下维持较高根系活力是抗旱能力强的一种体现，与植物抗逆性强弱有关。图2不同水分胁迫下三种景天科植物根系着色情况

注：对照（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%）

植物根系可通过过氧化物酶氧化吸收在根表面的α-萘胺，生成红色α-羟基-1-萘胺，沉淀于根表面，使这部分根染成红色。过氧化物酶活力越强，对α-萘胺的氧化能力越强，染色越深。如图2所示，佛甲草根系的颜色明显深于胭脂红景天和西德景天，西德景天根系颜色比胭脂红景天根系颜色略深，差别不明显。

测定根外α-萘胺含量如图3所示。对照组三种景天科植物未吸收α-萘胺的量明显少于重度胁迫后的未吸收量，对照组中佛甲草未吸收α-萘胺（0.487µg·g-1·min-1）较其它两种植物为最少，其次为西德景天（0.499µg·g-1·min-1），胭脂红景天（0.513µg·g-1·min-1）未吸收量最多；由于胁迫后，根系酶活力降低，使植物根吸收α-萘胺量减少，但是胭脂红景天未吸收α-萘胺量（0.563µg·g-1·min-1）仍为最高，其次为西德景天（0.530µg·g-1·min-1），佛甲草未吸收量（0.513µg·g-1·min-1）仍为最少。

4 结论

当植株遇到缺水时，它可能首先利用自身各器官的保水能力来适