全 文 ：22卷 7期 草　业　科　学 71　
Vol. 22 , No. 7 PRAT ACULT URA L SCIENCE 7 /2005
淹水胁迫对香根草生长及光合生理的影响
刘金祥 ,王铭铭
(湛江师范学院热带草业科学研究所 ,广东 湛江 524048)
摘要:研究了全淹 、半水淹 、对照 3 种处理香根草 Vetiveria zizanioides 在 30 d 后的生长状况 , 以及退水 、复
水 40 d后 3种处理香根草对光合有效辐射(PAR)增强的光合生理响应。以净光合速率(Pn)为例 , 分别为
4. 90 , 4. 37 , 4. 30 μmol /(m2 s);蒸腾速率(T r)分别为 0. 59 , 0. 67 , 0. 93 μmol /(m2 s);水分利用效率
(WUE)分别为 6. 42 , 7. 69 , 6. 77 μmo l /(m2 s), 差异不显著。 3 种处理的综合排序为半淹>全淹>对照。
关键词:淹水胁迫;香根草;光合生理
中图分类号:S688. 4　　　文献标识码:A　　　文章编号:1001-0629(2005)07-0071-03
*　香根草 Vetiveria zizanioides 是一种独特的
禾本科多年生草本植物 ,根深 2 ～ 3 m ,适应性强 ,
能在酸 、碱 、沙壤 、粘土及砾质土上生长 ,且生物量
大 ,生长迅速 、抗性强 ,因而国内外一致认为它是
保持水土恢复地力的最理想的神奇之草[ 1-3] 。近
20年来 ,国际香根草网络 、太平洋周边地区 、欧
洲———地中海 、南非 、西非 、拉丁美洲等近 30个地
区或国家级香根草网络相继成立并在水土保持 、
抗酸 、碱 、盐 、重金属及垃圾污染 ,荒地复垦等方面
进行了大量研究工作[ 4-6] ,但在淹水胁迫的研究方
面仅见简要初报[ 7] ,未见到淹水胁迫对其光合生
理的影响报道 ,笔者拟做进一步的研究 。
1　材料与方法
1. 1 研究地区自然概况　试验于 2003年 3月
在我国香根草惟一原产地湛江地区进行 。地理位
置为北纬 20°55′～ 21°55′,东经 110°11′～ 110°
21′。处北回归线以南的低纬地区 ,属热带亚热带
季风气候 ,终年受海洋气候调节;春季潮湿温暖 ,
夏季酷热多雨 ,冬无严寒;年降水量 1 417 ～ 1 802
mm;年均温 22. 3 ℃,年积温 8 309 ～ 8 519 ℃。
1. 2 试验方法　于 2002 年冬将生长在原产地
湛江吴川市兰石镇的香根草[ 8]连根带土挖回湛江
师范学院 ,常规管理 。于 2003年春返青后将所有
参试植株均剪成 30 cm 高 ,3种处理 。1)全水淹:
将盆栽植株置于高 80 cm ,直径 40 cm 的大桶内 ,
水面完全淹没植株;2)半水淹:植株淹水 2 cm 左
右;3)对照:正常灌水 ,土壤湿度保持在16. 64%左
右。各处理重复 5次 。
试验处理 1个月后 ,对香根草的株高 、叶宽 、
最长根 、新根数 、地上部 、地下部干质量等进行调
查;之后 ,对全淹 、半淹处理进行退水 , 40 d 后用
美国 LI- CO R公司生产的 LI- 6400便携式光合
仪分别对 3种处理进行连续有效光辐射(PAR)
增强对香根草的净光合速率(Pn)、蒸腾速率
(T r)、水分利用率(WUE)的测定和计算。光合
有效辐射设置梯度为:0 , 200 , 500 , 800 , 1 100 ,
1 400 ,1 700 ,2 000 , 2 300 , 2 600 μmol /(m2 s);
CO 2 浓度设置为 350 μmol /mol ,温度(均温)为
36. 70 ℃。改变光合有效辐射 ,最少稳定时间为
60 s ,选择健康的中上部成熟叶片进行测定 ,每处
理重复 3 次 , 测定结果由仪器自动记录 。利用
Excel软件进行统计分析 。
计算公式如下:
水分利用效率:WUE=Pn /T r;
叶片饱和水分亏缺:Wd%=(饱和质量 - 鲜
质量) /(饱和质量- 干质量)×100%;
土壤含水量测定用烘干法 。
* 收稿日期:2004-08-20
基金项目:广东省“千百十”人才基金(Q02113);湛江市科
技攻关项目(2002101);湛江师院自然科学基金
资助
作者简介:刘金祥(1964-),男 ,陕西凤翔人 , 教授 ,博士 , 主
要从事草业科学及生态学的教学研究工作。
E mai l:light long@163. com
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2　结果与分析
2. 1 淹水胁迫下香根草的生长状况　全淹 、
半水淹和对照 3 种处理香根草在 30 d后的生长
状况见表 1。半淹处理的香根草植株最高为
85. 2 cm ,全淹次之为 83. 6 cm , 对照组最低为
79. 8 cm;最长根系依次为半淹>全淹>对照 ,差
异显著;新根个数也有相同的规律 ,但是全淹处理
没有新根 ,半水淹和对照差异极显著;叶片饱和水
分亏缺表示各处理遭遇水分胁迫的程度 ,半淹与
对照 ,差异不大 ,植株生长健状正常 ,叶色深绿。
另外 ,半淹处理株高 、叶宽 、最长根 、新根数 、地上
部 、地下部干质量均高于其它两处理 ,新根长 、根
冠比也处第 2位 。上述数据表明 ,半淹状态是香
根草的较适生境。值得一提的是 ,对照的新根长 、
新根数 、分蘖数均大于全淹 ,可能是由于根系被淹
处于嫌气环境 ,影响了根系发育。
表 1　淹水胁迫下香根草的生长状况
处理 株高(cm)
叶宽
(cm)
新根长
(cm)
最长根
(cm)
新根数
(个数 /株)
分蘖数
(个数 /株)
地上部
干质量
(g /株)
地下部
干质量
(g /株)
根冠比
叶片饱和
水分亏缺
(%)
全淹 83. 6 0. 85 8. 75 36. 0 0 0 1. 50 1. 42 0. 94∶1 1. 86
半淹 85. 2 0. 90 21. 5 48. 7 4. 8 0 2. 12 2. 25 1. 06∶1 5. 12
对照 79. 8 0. 78 27. 2 28. 5 1. 1 0. 9 1. 69 1. 53 0. 91∶1 5. 38
2. 2 退水香根草的 Pn 、Tr 、WUE 对 PAR
增强的响应　退水 3 种处理的 Pn 均随 PA R
的增强而增大(图 1), 以对照增长最快 , PA R到
2 600 μmol /(m2 s)时 Pn为 10. 10 μmol/(m2 s),
此时全淹 、半淹也达最大值 ,分别为 5.82 , 8.90
μmol /(m2 s)。PAR从0升至2 600μmol /(m2 s)
的Pn均值分别为4.90 ,4.37 ,4. 30μmol/(m2 s),差
异不显著。
T r的响应 ,与退水前的变化趋势一致 ,也是
起始时略有降低 , PA R到 500 μmo l /(m2 s)时
再逐渐升高。对照一直高于其它两处理 , PAR到
2 600 μmol /(m2 s)时达最大值 。对照 、全淹 、半
淹分别为 1. 39 , 0. 74 , 1. 03 μmol /(m2 s),均值
分别为 0. 93 ,0. 59 ,0. 67μmol /(m2 s)。
WUE 的变化 ,PAR从 0 ～ 500 μmol /(m2 s)
时 ,WUE逐渐上升(除半淹略降外),以全淹上升
较大 ,此后 ,全淹急速下降 ,其余两处理略为上升 ,
至 1 100 μmol /(m2 s)以后 ,各处理交错平缓前
行。均值以全淹最高 ,为 7. 69 μmol/(m2 s),半
淹最低 6. 42 μmol/(m2 s),对照 6.77μmol/(m2
s),差异不显著。
图 1　退水 、复水后香根草 Pn、Tr、WUE
对 PAR增强的响应
7 /2005 草　业　科　学 (第 22卷 7期) 73　
表 2　香根草各测定项目的综合分值排序
试验处理 株高 叶宽 新根长 最长根 干质量(地上部)干质量(地下部) 根冠比 Pn T r 总和
全淹 4 4 3 3 3 3 3 5 5 33
半淹 5 5 4 5 5 5 4 4 3 40
对照 3 3 5 - 4 4 - 3 4 26
2. 3 香根草对水淹胁迫的适应性排序　从
上述各论述中可以看出 ,香根草 3种处理中 ,各项
目测定值互有高低 、参差不齐 ,很难评定其优劣 。
采用综合评判法[ 9] 按项目第 1名 5 分 ,第 2 名 4
分 ,第 3 名 3 分的标准综合评定(表 2)。在所测
13个项目中半淹处理最优 ,得最高分 40 分 ,全淹
处理次之 ,得 33分 ,对照得 26分。这一结果与香
根草原生地湿生生态特性相一致 。据在我国香根
草惟一原产地吴川市兰石镇的现场调查 ,天然香
根草群落多分布在低湿地段 ,离地面 10 ～ 15 cm
左右即有水分渗出 ,故半淹应是它的原始生境 。
全淹虽然水分充足 ,但毕竟是嫌气胁迫环境 ,又要
遭遇水下的弱光胁迫 ,这对香根草这种阳生植物
显然不适 ,排在第 2。对照的水分状况相对较差 ,
故排在第 3。因此 ,试验为香根草这种水陆两栖
植物广泛用于江 、河 、湖 、海岸 、水库堤岸等水位波
动较大的地区提供了理论依据 。
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Influence of waterlogging stress on the growth and photosynthesis Of Vet iveria zizanioides
LIU Jin-xiang , WANG M ing-ming
(Institute of Tropical Pratacultural Science , Zhanjiang No rmal Col lege , Zhanjiang 524048 , China)
Abstract:This pape r deals w ith the grow th of Vit iver g rass af ter 30 day s , with three t reatments of
full-drow n , half-drow n and normal , and the photosynthesis responses o f three t reatments to different
man-contro lled g radients of pho to synthet ic active radiation (PAR) af ter 40 day s. For example , pho to-
synthetic rates (Pn) are 4. 30 , 4. 37 and 6. 24 μmo l/(m 2 s), respectiv ely ;Transpirat ion rate (Tr)
are 0. 59 , 0. 67 , 0. 93 μmol /(m2 s);and w ater use efficiency (WUE) ranks full-drow n [ 6. 42
μmol /(m2 s)] >half-drow n[ 7. 69 μmo l/(m2 s) ] > no rmal t reatment[ 6. 77 μmo l /(m2 s)].A ll
t reatments af ter relieving the w aterlo gging st ress have no signi ficant dif ference. T he comprehensive
order of the three treatments is that:half-drow n>full-drow n >no rmal treatment.
Key words:waterlo gging stress;vetiver grass;pho tosynthetic phy sio logy