全 文 ：收稿日期:2007-11-07;修回日期:2008-02-03
基金项目:新疆维吾尔自治区高校科研计划项目(XJEDU2006S18、
XJEDU2005S06);新疆草地资源与生态自治区重点实验室开放项目
(XJDX0209-2007-01)
作者简介:李培英(1975-),女 , 内蒙古乌盟察右前旗人 ,讲师 ,
在职博士生 ,主要从事草坪方面的科研与教学工作 ,发表论文 20余
篇.
文章编号:1673-5021(2008)03-0059-06
偃麦草种质资源抗旱性评价初步研究
李培英 ,孙宗玖 ,阿不来提
(新疆农业大学草业与环境科学学院/新疆草地资源与生态自治区重点实验室 , 新疆　乌鲁木齐　830052)
摘要:以 20 份偃麦草种质资源为对象 ,通过对干旱胁迫下叶片水分亏缺 、水分散失率 、相对电导率 、可溶性糖含
量及土壤含水量的测定 ,采用隶属函数法对其抗旱性进行综合评价 ,初步筛选出来源于新疆乌鲁木齐永丰乡的 E1 、
E13 及引自北京市农林科学院的 E14 表现出较强的抗旱性;20 份供试的偃麦草材料抗旱性强弱的顺序为 E1>E14
>E13>E15>E17>E20>E9>E16>E19>E8>E18>E12>E7>E4>E10>E3>E6>E11>E2>E5。
关键词:偃麦草;种质资源;抗旱性评价;隶属函数法
中图分类号:S543　　　文献标识码:A
　　偃麦草[ E lytrigria repens(L.)Desr]隶属禾本
科偃麦草属 ,多年生根茎禾草 ,由于其对干旱 、寒冷 、
盐碱环境具有一定的忍耐力 ,因此一直作为小麦远
缘杂交的重要亲本材料加以应用。同时 ,它也是一
种优良牧草 ,是我国新疆 、青海 、内蒙古等省区重要
的牧草资源和重要防风固沙植物[ 1 , 2] 。迄今为止 ,
将它作为一种草坪草资源开发研究相对较少 ,特别
是抗旱性鉴定评价方面报道更少。本研究对引自北
京市农林科学院和采自新疆部分地区的不同生态型
野生偃麦草种质资源进行抗旱性鉴定评价 ,力图筛
选出抗旱性比较好的生态型 ,为进一步培育适宜我
国西北干旱 、半干旱地区园林绿化用的优良 、耐旱新
品种提供依据。
1　材料与方法
1.1　试验材料
供试的偃麦草材料包括从新疆部分地区不同生
境下采集的 17个生态型及从北京市农林科学院引
进的 3个生态型 ,具体采集地点以及相关特性见表
1。所有材料均在新疆农业大学草业与环境科学学
院温室内进行扩繁 , 2007年 3 月 22日将上述材料
移入花盆中(有孔塑料花盆 ,规格为深 24cm ,口径
21cm ,每盆干土3.1kg)。移栽时选择当年生偃麦草
根茎 ,每盆 5根(根茎 2 ～ 3个节),每份材料移栽 6
盆 ,移栽后在温室内恢复生长 。2007 年 4 月 10 日
将生长良好的偃麦草移入网室中 ,待其完全适应外
界自然环境时进行干旱胁迫处理。
1.2　试验设计与处理
1.2.1　试验设计
干旱胁迫试验于 2007年 4月 19日 ～ 5月 18
表 1　偃麦草材料及其原产地
Table 1　The material and origin of E.repens
编号
S erial
number
采集地点
Collect ing site
经度
Longi tu de E
纬度
Latitude N
海拔(m)
Elevation
E1 乌鲁木齐永丰乡 87°18′ 43°30′ 1620
E2 阿勒泰北屯镇 88°03′ 47°18′ 540
E3 阿勒泰北屯镇 87°48′ 47°22′ 552
E4 阿勒泰布尔津县 86°53′ 47°42′ 456
E5 阿勒泰布尔津县 86°52′ 47°43′ 480
E6 阿勒泰福海县 87°27′ 47°13′ 489
E7 阿勒泰哈巴河县 86°26′ 48°04′ 544
E8 阿勒泰红敦乡 88°14′ 47°43′ 741
E9 阿勒泰喇玛昭乡 88°23′ 47°45′ 888
E10 阿勒泰喇玛昭乡 88°11′ 47°17′ 556
E11 阿勒泰市桦林公园 88°07′ 47°52′ 936
E12 乌鲁木齐后峡 87°12′ 43°19′ 1950
E13 乌鲁木齐永丰乡 87°29′ 43°43′ 1120
E14＊ 北京市农林科学院 - - -
E15＊ 北京市农林科学院 - - -
E16＊＊ 乌鲁木齐市南山 - - -
E17＊ 北京市农林科学院 - - -
E18＊＊ 昌吉呼图壁县 - - -
E19 乌鲁木齐三坪农场 - - -
E20 哈密伊吾乡 - - -
　　注:＊为引种 , ＊＊为多年驯化。
Note:＊mean int roduction , ＊＊m ean domest icat ion.
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第 30 卷　第 3 期　　　　　　　　　　中　国　草　地　学　报　　　　　　　　　　2008 年 5 月
　　Vo l.30　No.3　　　　　　　　　　Chinese Journal of G ra ssland 　　　　　　　　　 May　2008　　
日进行。干旱处理时 ,将供试材料所有花盆一次性
灌足水 ,此后直到试验结束不再浇水 ,处理时间为
30d;对照保持正常的水分供应(每 5d 浇 1次水 ,浇
透即可);每处理重复 3次 。为了避免外界降水的影
响 ,在网室上加盖塑料薄膜 ,下雨遮盖 ,晴天打开。
1.2.2　测定项目与方法
干旱胁迫结束后 ,取对照(刚浇透水)与处理同
一功能叶片进行水分饱和亏缺 、土壤含水量 、质膜相
对透性 、可溶性糖含量 、叶片水分散失率及植株死亡
率的测定 ,方法见表 2。各测试指标增加率利用下
列公式计算 ,即增加率(%)=处理/对照×100 ,表示
胁迫后各指标的变异程度 。
表 2　生理指标的测定项目与方法
Table 2　The measured item and method of physiological indexes
序号
Sequence
number
测定项目
M easurement
item s
测定方法
Measu rement
m ethods
1 水分饱和亏缺 烘干称重法[ 3]
2 土壤含水量 烘干法[ 4]
3 质膜相对透性 电导法[ 3]
4 可溶性糖含量 苯酚比色法[ 3]
5 叶片水分散失率 自然干燥法[ 4]
1.2.3　抗旱性的综合评定
采用隶属函数法对各个材料进行综合评定[ 12] ,
利用下列公式分别对各指标变量的测定值进行标准
化处理。X(u)=(x -xmin)/(xmax -xmin),式中 , X为
各个生态型的某一指标测定值;xmax为所用生态型
某一指标测定值内的最大值;xmin为该指标中的最
小值 。如某一个指标与抗性为负相关 ,则用反隶
属函数值 X(u)反 =(xmax -x)/(x max -xmin)进行计
算 ,最后把每一个生态型各指标的抗旱隶属值进行
累加 ,求平均数 ,平均数越大 ,表示抗旱性越强。
1.3　数据处理
用 SPSS11.5统计软件进行数据统计及方差
分析 。
2　结果与分析
2.1　干旱胁迫对叶片水分饱和亏缺的影响
水分饱和亏缺(WSD)是衡量干旱胁迫条件下
植物体叶片水分状况的一个重要指标 ,当植物体内
水分供应不足 、水分代谢受到抑制时 ,WSD可反映
出植物的需水状况 ,且 WSD 上升越快 ,幅度越大 ,
品种抗旱力越弱 ,反之越强[ 5] 。由表 3看出 ,正常灌
溉条件下各材料间叶片水分饱和亏缺值差异不显
著 ,而胁迫后各材料间存在显著差异(P <0.05)。
胁迫后各材料叶片水分饱和亏缺值均明显上升 , E4
胁迫 后水分亏缺值最大 , 增加 率也最高 , 达
755.0%,而 E15增加率最小 ,仅为 181.8%。
表 3　干旱胁迫下叶片水分饱和亏缺测定结果
Table 3　The measurement result of water saturation deficit of leaves under drought stress
编号
Serial
number
处理(%)
Treatment
对照(%)
C heck
增加率(%)
Increasing
rate
编号
S erial
number
处理(%)
T reatmen t
对照(%)
Check
增加率(%)
Increasing
rate
E1 53.8ab 24.5 219.7 E 11 21.6e 6.2 347.4
E2 54.4ab 17.8 305.6 E 12 46.6bcd 10.6 438.5
E3 57.1ab 16.9 337.8 E 13 21.4e 11.7 182.4
E4 65.7 a 8.7 755.0 E 14 46.5bcd 23.6 197.2
E5 56.5ab 11.9 474.5 E 15 37.9cd 20.9 181.8
E6 63.4 a 20.3 312.8 E 16 34.1de 15.4 222.0
E7 53.4ab 9.3 577.6 E 17 63.4a 13.6 466.6
E8 37.9cd 12.2 311.0 E 18 39.1cd 12.6 310.7
E9 51.7abc 16.3 317.8 E 19 21.3e 6.6 321.4
E10 54.6ab 11.7 465.8 E 20 51.6abc 26.9 192.0
　　注:小写字母代表达 0.05显著水平。Note:Low ercase m ean sothernes s i s signifi can t at the 0.05 level.
—60—
中国草地学报　2008年　第 30 卷　第 3 期
2.2　干旱胁迫下土壤含水量的变化
　　土壤含水量直接影响着草坪草体内的水分含
量。当土壤含水量减少时 ,土壤为草坪草提供水分
的能力下降 ,引起植物出现临时萎蔫和永久萎蔫(死
亡),因此周久亚[ 8] 等认为土壤含水量可以作为植物
抗旱性比较的参考指标之一 。由表 4 看出 ,干旱胁
迫使各处理的土壤含水量均出现显著下降 ,下降幅
度为 54.7%～ 79.9%。供试材料中 E1 胁迫后土壤
含水量最低 ,仅为 9.7%,下降率最高 ,为 79.9%,说
明在干旱胁迫下 ,其从土壤中吸收水分能力最强 ,因
而抗旱能力较强;其次下降率较高的有 E10 、E17 、
E6 、E9等 ,下降率最低的 E11 ,仅为 54.7%。
表 4　干旱胁迫下土壤含水量的变化
Table 4　The change of soil water content under drought stress
编号
Serial
number
处理(%)
Treatment
对照(%)
C heck
降低率(%)
Decreasing
rate
编号
S erial
number
处理(%)
T reatmen t
对照(%)
Check
降低率(%)
Decreasing
rate
E1 9.7C 48.4EFG 79.9 E 11 21.2A 46.7FGH 54.7
E2 20.8AB 60.3A 65.5 E 12 17.4ABC 45.8H 61.9
E3 18.5AB 50.2DE 63.2 E 13 19.3AB 48.7EFG 60.4
E4 14.6ABC 49.9 D 70.8 E 14 15.7ABC 53.1C 70.4
E5 20.7AB 48.4EFG 57.3 E 15 18.4AB 48.0EFGH 61.7
E6 14.4ABC 50.3DE 71.4 E 16 20.2AB 49.1EFG 58.8
E7 16.8ABC 46.8FGH 64.2 E 17 13.5ABC 55.7B 75.7
E8 17.4ABC 54.5BC 68.1 E 18 18.2AB 49.4DE 63.1
E9 15.2ABC 52.9C 71.3 E 19 21.8A 53.1C 59.0
E10 12.4 BC 52.6CD 76.5 E 20 17.4ABC 46.7GH 62.8
　　注:大写字母代表达 0.01极显著水平。Note:Capi tal mean sotherness i s signif icant at the 0.01 level.
2.3　干旱胁迫对叶片水分散失率的影响
水分散失率是衡量叶片维持水分能力的重要指
标之一。水分散失率低的植物可以在相当长的一段
时间内不至于失去过多水分 ,这种耐脱水性是抗旱
性的重要标志之一[ 6 , 7] 。由表 5看出 ,干旱胁迫下 ,
表 5　干旱胁迫下水分散失率测定结果
Table 5　The measurement result of water loss rate
of leaves under drought stress
编号
Serial n umber
水分散失率(%)
Water loss rate
编号
S erial number
水分散失率(%)
Water loss rate
E1 0.42f E11 1.29bc
E2 1.85 a E12 1.16bcde
E3 1.26ab E13 0.71ef
E4 0.94def E14 0.98def
E5 1.09bcd E15 0.53f
E6 1.18b E16 0.66ef
E7 0.76ef E17 0.86ef
E8 1.13bcde E18 0.80cdef
E9 0.76ef E19 0.71ef
E10 1.12bcd E20 0.82cdef
　　注:小写字母代表达 0.05显著水平。
Note:Lowercase means otherness is significant at the 0.05 level.
各材料间水分散失率差异显著(P <0.05),其中 E2
叶片水分散失率值最大 , 为 1.85%, E1 最小 , 为
0.42%。说明相同干旱胁迫下 , E2叶片的耐脱水性
最差 ,保水能力差 ,易受外界逆境条件的影响 ,而 E1
叶片耐脱水性最强 ,抗旱性也强 ,其余材料耐脱水性
居于两者之间 。
2.4　干旱胁迫对细胞膜相对透性的影响
干旱胁迫下 ,植物质膜损伤和膜透性的增加是
干旱伤害的本质之一。研究发现原生质膜对干旱最
敏感 ,且膜透性的大小可以反映质膜受伤害的程度 ,
数值越大质膜受伤害程度越大[ 9 , 10] 。表 6 表明 ,正
常灌溉与干旱胁迫条件下各材料间叶片相对电导率
均存在显著差异(P <0.05),且干旱胁迫下各材料
相对电导率均出现显著增加 ,增加率为 107.8%～
416.7%。其中 , E4增加最少 ,E6增加最多 。
2.5　干旱胁迫对可溶性糖含量的影响
可溶性糖是植物体内的渗透调节物质 ,可以增加
细胞原生质浓度 ,从而起到抗脱水作用 ,其含量高低
与植物的抗性有关[ 11] 。由表 7可以看出 ,在正常灌
—61—
李培英　孙宗玖　阿不来提　　偃麦草种质资源抗旱性评价初步研究
表 6　干旱胁迫下叶片相对电导率测定结果
Table 6　The measurement result of relative conductivity of leaves under drought stress
编号
Serial
number
处理(%)
Treatment
对照(%)
C heck
增加率(%)
Increasing
rate
编号
Serial
n umber
处理(%)
T reatmen t
对照(%)
Check
增加率(%)
Increasing
rate
E1 49.6ab 26.7abc 186.0 E11 28.7de 23.3bcde 123.2
E2 29.5de 18.6cde fg 158.5 E12 35.8cd 21.1cde f 169.6
E3 37.2bcd 34.1a 109.1 E13 17.6e 9.7g 181.8
E4 35.4cd 32.9ab 107.8 E14 22.7de 15.6defg 145.2
E5 58.5 a 25.9abcd 225.9 E15 31.1de 24.9abcde 125.0
E6 50.6ab 12.1fg 416.7 E16 23.8de 14.9efg 160.4
E7 46.9abc 15.7de fg 298.6 E17 28.9de 12.9fg 223.5
E8 29.9de 12.2fg 245.1 E18 23.4de 20.6cde f 113.5
E9 56.7 a 16.7cedfg 340.5 E19 22.3de 8.3g 269.4
E10 57.9 a 26.4abc 219.0 E20 30.8de 16.7cdefg 184.0
　　注:小写字母代表达 0.05显著水平。Note:Low ercase m eans othernes s i s signifi can t at the 0.05 level.
表 7　干旱胁迫下叶片可溶性糖含量测定结果
Table 7　The measurement result of soluble sugar content of leaves under drought stress
编号
Serial
number
处理(%)
Treatment
对照(%)
C heck
增加率(%)
Increasing
rate
编号
S erial
number
处理(%)
T reatmen t
对照(%)
Check
增加率(%)
Increasing
rate
E1 0.063cdef 0.017cde 365.6 E11 0.015g 0.011e 135.1
E2 0.021g 0.016cde 132.0 E12 0.051e f 0.017cde 304.7
E3 0.018g 0.017cde 102.4 E13 0.051e f 0.013e 386.9
E4 0.021g 0.015cde 139.5 E14 0.045f 0.016cde 280.6
E5 0.013g 0.012e 105.6 E15 0.060cdef 0.024bcd 252.6
E6 0.086ab 0.035a 245.6 E16 0.045f 0.017cde 273.2
E7 0.076bc 0.020 bcde 376.4 E17 0.095a 0.028 ab 344.9
E8 0.069bcde 0.025bc 276.7 E18 0.020g 0.020bcde 100.0
E9 0.074bcd 0.018e 416.8 E19 0.055def 0.015 de 378.8
E10 0.018g 0.015de 125.7 E20 0.052e f 0.015cde 340.7
　　注:小写字母代表达 0.05显著水平。Note:Low ercase m eans othernes s i s signifi can t at the 0.05 level.
溉与干旱胁迫条件下 ,各材料叶片可溶性糖含量值
均存在显著差异(P <0.05),且胁迫使叶片可溶性
糖含量均出现一定程度的增加 ,但增加比例有所不
同。E18最低 ,几乎未增加;E9 最高 ,增加比例达
416.8%。
2.6　抗旱性综合评价
植物对干旱胁迫的反应综合复杂 ,其抗旱能力
的大小是多种代谢的综合表现 ,因此植物抗旱性鉴
定时应采用多指标进行综合评价。本研究选取叶片
水分饱和亏缺 、叶片水分散失率 、相对电导率 、可溶
性糖含量 、土壤含水量 5个生理指标对供试偃麦草
材料抗旱性进行初步评价 。
为了消除各材料自身的影响 ,使评判结果能更
加客观真实的反映出材料的抗旱能力 ,对各个抗旱
指标的观测值进行标准化处理 ,其中水分饱和亏缺
用干旱胁迫后增加率经标准化处理后的数值来表
示 ,该值的大小与偃麦草的抗旱性成反比;土壤含水
量用试验前后土壤中水分的下降率经标准化处理的
数值来表示 ,该值的大小与抗旱性成正比;叶片水分
散失率标准化处理值的大小与抗旱性成反比;叶片
相对电导率用其值的增加率经标准化处理后的数值
表示 ,与抗旱性成反比;可溶性糖用胁迫前后可溶性
糖含量的增长率值的标准化处理值表示 ,与抗旱性
成正比。用隶属函数法对各材料的抗旱性进行综合
评价 ,隶属函数值越大 ,表明其抗旱能力越强。分析
表明(表 8),供试材料隶属函数综合评价值差异较
大 ,范围在 0.329 ～ 0.904之间。其中 ,排名较前 、抗
旱性较强的材料 ,其水分饱和亏缺 、水分散失率 、相
对电导率 、可溶性糖含量的隶属函数值都比较高 ,而
土壤含水量未呈现此规律性变化 。从阿勒泰地区收
集的材料(E2 ～ E11)抗旱性都比较差 ,排名都在 10
以后 ,而引自北京农林科学院和乌鲁木齐周边地区
的材料抗旱性都较强 ,其中来自于乌鲁木齐市永丰
乡的 2份材料 E1与 E13及引自北京地区的 E14表
现出较强的抗旱性 ,可以作为选育优良抗旱性偃麦
草的亲本材料利用 。
—62—
中国草地学报　2008年　第 30 卷　第 3 期
表 8　干旱胁迫下偃麦草抗旱性综合评价
Table 8　The comprehensive evaluation on drought resistance of germplasm resources of E.repens under drought stress
编号
Serial number
综合评价指标
Comp rehensive evalu at ion indexes
X1 X2 X3 X4 X5
属值
Mem bership
valu e
排序
Sequ encing
E1 0.934 1.000 1.000 0.747 0.838 0.904 1
E2 0.784 0.427 0.000 0.836 0.101 0.430 19
E3 0.728 0.337 0.243 0.996 0.008 0.462 16
E4 0.000 0.638 0.786 1.000 0.125 0.510 14
E5 0.489 0.102 0.417 0.618 0.018 0.329 20
E6 0.771 0.664 0.354 0.000 0.460 0.450 17
E7 0.309 0.376 0.762 0.382 0.873 0.540 13
E8 0.775 0.534 0.501 0.556 0.558 0.585 10
E9 0.763 0.660 0.852 0.247 1.000 0.704 7
E10 0.504 0.864 0.420 0.640 0.081 0.502 15
E11 0.711 0.000 0.391 0.950 0.111 0.433 18
E12 0.552 0.286 0.486 0.800 0.646 0.554 12
E13 0.999 0.224 0.795 0.760 0.906 0.737 3
E14 0.973 0.624 0.774 0.879 0.570 0.764 2
E15 1.000 0.279 0.922 0.944 0.482 0.725 4
E16 0.930 0.162 0.830 0.830 0.547 0.660 8
E17 0.503 0.834 0.852 0.625 0.773 0.717 5
E18 0.775 0.331 0.732 0.982 0.000 0.564 11
E19 0.756 0.171 0.798 0.477 0.880 0.616 9
E20 0.982 0.320 0.723 0.753 0.760 0.708 6
　　注:X1为水分饱和亏缺;X2为土壤含水量;X3为水分散失率;X4为相对电导率;X5为可溶性糖含量。
Note:X1 mean w ater saturation;X2 mean def icit s oi l w ater content;X3 mean water loss rate;X4 mean relat ive conduct ivity;X5 mean solub le
sugar con tent.
3　结论与讨论
目前 ,从野生资源中发掘抗旱性强 、坪用性好的
优良草坪草材料进而选育出新的品系或品种 ,是充
实我国国产草坪草种资源库的手段之一。研究者已
经开展了此类工作 ,如席嘉宾[ 12] 等对从国内收集的
地毯草资源进行抗旱性鉴定评价 ,从中选出了抗旱
型的材料 ,为新品系的选育奠定了基础。本研究通
过对 20份偃麦草材料水分饱和亏缺 、水分散失率 、
相对电导率 、可溶性糖 、土壤含水量指标的测定 ,采
用隶属函数值法对其抗旱性进行评价 ,结果发现来
自乌鲁木齐市永丰乡的 2份材料 E1与 E13表现出
较强的抗旱性 ,可为抗旱新品系选育提供材料 。
本研究采用上述五项指标对偃麦草材料进行抗
旱性分析发现 ,抗旱性强的材料 ,其水分饱和亏缺 、
水分散失率 、相对电导率 、可溶性糖含量的隶属函数
值都比较高 ,这与李源[ 13] 等的研究结果基本一致。
但在土壤含水量却没有呈现出上述规律 , 与席嘉
宾[ 12]等的研究相类似 ,这说明在抗旱性评价中土壤
含水量这个指标与其抗旱性的相关性不强 ,应少采
用。
对所有材料抗旱性排序发现 ,从阿勒泰地区收
集的材料(E2 ～ E11)抗旱性都比较差 ,可能与当地
的降雨量比较高 、生境好有关 ,引自北京农林科学院和
乌鲁木齐周边地区的材料一部分为多年选育的优良材
料 ,其余为采集自较干旱的生境 ,因而抗旱性较强 。
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Study on the Drought Resistance of Germplasm
Resources of Elytrigia repens
LI Pei-ying , SUN Zong-jiu , Abulaiti
(College of Pratacultural and Env ironmental Science , X inj iang Agricul tural Univ ersity ,
K ey Laboratory of Grassland Resource and Ecology of X inj iang , Urumqi 830052 ,China)
Abstract:20 kinds of E ly trigia repens germplasm resources w ere used as tested materials , indexe s inclu-
ding w ater saturation def icit in leaves , water loss rate , rela tive conductivi ty , soluble sugar content and soi l
moisture under drought st ress w ere measured , the drought-resistance of these materials w ere comprehen-
sively evaluated wi th membe rship function method , three ma terials w ith high drought-resistance w ere ob-
tained , including E1 and E13 collected f rom Yongfeng village , U rumqi in Xinjiang , E14 collected f rom
Beijing Academy o f Ag ricultural and Fo rest ry Sciences.The sequence o f drought resistance of 20 E.repens
mate rials w as E1>E14>E13>E15>E17>E20>E9>E16>E19>E8>E18>E12>E7>E4>E10>E3>
E6>E11>E2>E5.
Key words:Ely trigia repens;Germplasm resources;Drought resistance evaluation;Member ship funct ion
method
—64—
中国草地学报　2008年　第 30 卷　第 3 期