屋顶绿化景天属植物的适应性研究

屋顶绿化景天属植物的适应性研究
摘要:屋顶绿化是改善生态环境､建设低碳城市的重要举措,屋顶绿化植物材料的选择是关系到生态效果好坏的关键因素之一｡分别从耐旱性､耐阴性和耐寒性对佛甲草(Sedum lineare)､垂盆草(Sedum sarmentosum)､景天三七(Sedum aizoon)和白景天(Sedum album)4种景天属植物展开了适应性研究｡结果发现,耐旱性强弱顺序为佛甲草>景天三七>垂盆草>白景天;耐阴性强弱顺序为垂盆草>景天三七>白景天>佛甲草;耐寒性强弱顺序为白景天>佛甲草>垂盆草>景天三七;综合4种景天属植物的适应性研究,结果表明供试品种均能适应当地气候,可以作为武汉地区屋顶绿化植物材料｡
关键词:屋顶绿化;景天属;适应性;生理指标
Adaptability of Several Sedum Plants in Roof Greening
Abstract: Roof greening was an important measure in improving ecological environment and in the low carbon city construction. Choosing appropriate roof greening plant materials was one of the key factors which affected the ecological quality. The adaptability of four Sedum cultivars(Sedum lineare, Sedum sarmentosum, Sedum aizoon and Sedum album) was studied from the shadow resistance, drought resistance and cold tolerance. The drought resistance order was as follows: Sedum lineare > Sedum aizoon > Sedum sarmentosum > Sedum album. The shade resistance order was as follows: Sedum sarmentosum > Sedum aizoon > Sedum album > Sedum lineare. The cold resistance order was: Sedum album > Sedum lineare > Sedum sarmentosum > Sedum aizoon. In general, Four Sedum cultivars could adapt to local climate, and could be used for roof greening.
Key words: roof greening; Sedum; adaptability; physiologic index
随着城市环境恶化加剧,屋顶绿化逐渐走入人们的视野｡屋顶绿化具有较高的生态效益､经济效益和社会效益,它是改p
试验以佛甲草(Sedum lineare)､垂盆草(Sedum sarmentosum)､景天三七(Sedum aizoon)､白景天(Sedum album)为试验材料｡
1.2试验方法
1.2.1耐旱性
1)叶片持水力测定｡采用自然干燥法[1]｡供试材料提前3个月种植,生长环境一致｡试验选取生长健壮､均匀一致的中部完全展开叶于晴朗的天气进行｡
2)叶片相对含水量(RWC)测定｡采用饱和称重法[2]｡在武汉市武湖苗圃基地选取供试品种上部成叶,每次取叶片10片,统一自叶基部剪下,称其鲜重(初始鲜重)后迅速将剪口处插入清水中浸泡5 h后,从水中取出,擦掉叶表面多余水分并称取饱和鲜重｡经105℃､30 min杀青后,85℃下烘干到恒重,称重(干重),按文献[3]的方法计算叶片相对含水量(RWC)｡
试验设4个处理,分别为1､6､13和20 d,每个处理设3次重复,取平均值为该次取样植物叶片的相对含水量｡计算公式如下:
叶片相对含水量=(初始鲜重-干重)/(饱和鲜重-干重)×100%
3)耐旱性评定｡自2009年6月份,开始观察记录上述试验材料旱害等级(表1)及不同等级的株数和百分率,结合抗旱性指标等级(表2),再通过叶片持水力和叶片相对含水量试验,综合判断其耐旱性｡此外,还要根据植株各个部分的变化,以及萎蔫恢复的植株情况进行观察记录,能及时恢复正常者仍可以认为具有抗旱能力｡
耐旱性指标测定方法:
R=(1×x1+2×x2+3×x3+4×x4+5×x5)/∑(x1+x2+x3+x4+x5)
式中,R为耐旱性指标,1､2､3､4､5为不同受害等级;x1､x2､x3､x4､x5为相对于不同受害等级(1､2､3､4､5)株数｡然后按照表2查取耐旱指标及其等级｡
1.2.2耐阴性2009年9月13日上午于湖北生物科技职业学院实训中心,对4种景天属植物做叶绿素试验,各处理3次重复,试验按荧光分析法[4]进行｡
1.2.3耐寒性采用形态指标法｡2008年11月中旬,对引种试验材料进行不同越冬处理,处理分别为大棚内地栽､室外全光照地栽和室外全林下地栽,每种植物每处理200株,持续观察其越冬情况,翌年土壤解冻,植物返青后,在每个小区选择3~4个1 m×1 m的样方,做好标记,逐株观察其耐寒性情况,根据抗寒性指标等级,结合防寒试验综合分析其耐寒性｡
2结果与分析
2.1不同植物的耐旱性
2.1.1叶片持水力叶片持水力是反映植物耐旱能力的最基本和最重要的指标之一｡离体叶片在自然状态下会失去水分,定时测量其重量就可以知道不同植物的叶片的保水能力[5]｡由图1可知,随着时间的延长,几种景天属植物叶片的持水能力各不相同,由趋势图来看,各试验材料的叶片持水力都较强｡离体叶片在室内自然干燥条件下,在前2 h,4种景天属植物的叶片持水力都达到100%;自4 h时始,景天三七､白景天相继转向缓慢失水状态,其中白景天的失水速度快于景天三七;6 h 时,白景天失水速度快于其他几种景天属植物;10 h时,它们的失水速度略有加快的趋势,至24 h时,佛甲草､垂盆草､景天三七和白景天离体叶片的持水力分别是
83.5%､80.3%､79.8%和75.8%｡
2.1.2叶片相对含水量相对含水量大小,反映了植物体内生理生化代谢的活跃程度｡在干旱条件下,相对含水量高的植物其生理功能旺盛,对干旱适应能力强[5,6]｡由图2可见,4种景天属植物的叶片相对含水量各不相同,处理的前6 d,RWC都在上升或平稳上升,这可能是由于植物在水分胁迫初期,呼吸短时间上升,导致根系吸水能力增强,造成其体内相对含水量暂时增高的缘故[5,6];此后,随着胁迫强度增大,这几种景天属植物的叶片相对含水量,都有不同幅度的下降趋势｡在6~13 d期间,降幅最大的是白景天,为12.3个百分点,且一直持续到第20天,表明白景天相对于其他供试品种耐旱适应性差,降幅最小的是佛甲草,表明其耐旱适应性强｡这与郭运青等和张杰关于植物的耐早性研究结果相似｡几种供试景天属植物的耐旱性的强弱为佛甲草>景天三七>垂盆草>白景天｡
2.1.3综合评定法综合表1不同旱害症状的观察和表2耐旱指标等级的计算,确定它们耐旱能力等级,由此判断耐旱能力强弱,结果见表3｡由表3可以看出,几种供试的景天属植物的耐旱能力,除了白景天,其余都达1级指标,即它们的耐旱力都较强,在武汉地区可以安全越夏｡从它们各自的耐旱性指标可以看出,佛甲草的旱害最轻,耐旱性最强,其次是垂盆草和景天三七,它们的耐旱性均都达到1级水平,而白景天耐旱性达到中等水平｡
2.2不同植物的耐阴性
植物的耐阴性是指植物在弱光(低光量子密度)条件下的生存能力,这种能力是一种复合性状,这种性状的保持使植物能适应变化的光量子密度,保持自身的平衡系统,进行正常的生命活动[7]｡通过测定叶绿素总量和叶绿素a/b值,可以对比分析几种景天属植物的耐阴性,测定结果见表4｡
叶绿素是植物的光合色素,叶绿素总量及其叶绿素a/b值与植物的耐阴性存在相关性｡叶绿素a/b值随光量子密度的降低而减低,低的叶绿素a/b能提高植物对远红光的吸收,也就是说叶绿素含量高和叶绿素a/b比值小的植物具有较强的耐阴性｡因而在弱光条件下,具有相对低的叶绿素a/b值和高的叶绿素含量的植物具有较高的光合特性[8]｡根据表4和叶绿素a/b比值2.23的标准可以看出,在4种景天属植物中,垂盆草的叶绿素a､b及叶绿素总含量较高,且它的叶绿素a/b比值最小,说明此种植物对远红光具有较强的吸收能力,也就是说其具有较强的耐阴性;佛甲草的叶绿素a､b及叶绿素总含量低,它的叶绿素a/b比值最大,说明佛甲草的耐阴性相对于其他植物较差｡综合分析其耐阴能力依次为垂盆草>景天三七>白景天>佛甲草｡
2.3不同植物的耐寒性
2008年11月中旬,对4种景天属植物进行不同的越冬处理,结果见表5｡综合表5和表6可见,在武汉地区,几种供试的景天属植物,除了垂盆草和景天三七略有冻害外,基本可以安全越冬,在此安全越冬基础上所做的耐寒性评价结果是白景天>佛甲草>垂盆草>景天三七｡该评价结果同大田观察结果基本一致,说明这4种景天
属植物的耐寒性适应于武汉地区屋顶绿化｡
3小结与讨论
通过上述4种景天属植物的适应性研究,结果表明供试品种均能适应当地气候,可以作为武汉地区屋顶绿化的植物材料｡
1)综合叶片持水力､叶片相对含水量等生理指标和耐旱性等级评定可知,4种景天属植物耐旱性都较强,均能适应武汉地区环境｡4种供试的景天属植物的耐旱性强弱顺序为佛甲草>景天三七>垂盆草>白景天｡在植物的整个生命周期中,水分都发挥着极为重要的作用｡所测定的叶片持水力和植物叶片相对含水量的变化,基本可以反映植物的耐旱能力｡由试验可知,在水分胁迫作用下,叶片的失水速度加快,叶片持水力下降,相对含水量降低,这与张建国[9]的耐旱性研究结果相似｡植物的耐旱能力除了由自身品种决定外,同时还受多种因素影响,如过氧化氢酶(CAT)活性､过氧化物酶(POD)活性､植物叶片的持水力､相对含水量､电解质渗出率等等,其抗旱能力是一个复杂综合过程,仅对某一指标判断植物的抗旱能力,所得到的结果较为片面,有可能偏离实际或者是错误的｡因此,应从多方面并结合其实际分布和生长状况进行综合评定｡
试验在供试植物水分胁迫处理后,分别对4种景天属植物的叶片的持水力､叶片的相对含水量和耐旱性的形态指标等方面,对它们的抗旱能力进行了初步探讨,但由于试验条件的限制,未能进一步对脯氨酸含量､电解质渗出率､过氧化氢酶(CAT)活性等指标进行测定,有待进一步完善｡
2)通过上述分析,同时结合叶绿素含量高和叶绿素a/b比值小的植物具有较强的耐阴性这一理论基础,几种景天属植物中,垂盆草耐阴性最强,佛甲草耐阴性最差,4种景天属植物耐阴性依次为垂盆草>景天三七>白景天>佛甲草｡
由于景天属植物大多数是喜阳植物,所以它们的耐阴性相对较弱｡在供试材料中,只有垂盆草耐阴性较强｡通过叶绿素a/b比值判断植物的耐阴性,是否能完全代表其耐阴能力,还需进一步从实践上进行验证｡
3)在武汉地区,4种景天属植物均可安全越冬(垂盆草和景天三七略有冻害)｡它们的抗寒性评价结果是白景天>佛甲草>垂盆草>景天三七｡
参考文献:
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