全 文 ：2008年第4期 总第149期CAOYEYUXUMU 草业与畜牧
耐旱性是草坪植物抗性的一个重要方面,在水资
源日益紧缺的今天,发现和培育具有较强耐旱能力的
园林绿化植物品种,对于节水以及降低管理成本具有
重要的现实意义。香根草 (Vetiveriazizanioides) 又
名岩兰草,为禾本科多年生草本植物,原产于印度等
热带亚热带国家,我国广东省的吴川地区也有天然的
香根草分布[1]。香根草虽然是一种热带植物,但能适
应较广的气候、土壤和水文条件,是一种非常优秀的
水土保持和环境恢复植物,目前已经广泛地应用在我
国南方地区的水土保持与国土绿化中。在香根草的推
广应用中,水因子是众多生态因子中决定香根草生长
发育以及景观和生态功能能否最大限度发挥的一个关
键因子[2]。在众多的香根草种质资源中,发现或培育
更加耐旱的新品系,将更有利于扩大香根草的应用范
围,进一步确立其耐旱耐粗放管理环保型草坪植物的
地位。本试验对来自国内外不同国家和地区香根草种
质资源耐旱性能的变异情况进行测定和分析,力图筛
选出抗旱性能比较好的生态型品系应用于具体的生产
实践,也为将来我国进一步培育具有自主知识产权的
优良香根草品种提供原始材料。
1 材料与方法
1.1 供试材料
所在实验室对香根草种质资源的分布区域、物候
特征、生态特点以及生物学特性等进行了比较详实的
调查和研究,同时搜集国内外香根草种质资源,建立
了香根草种质资源圃。供试草种为来自该种质资源圃
不同生态型的香根草。各供试香根草生态型的名称及
来源见表1。
1.2 试验方法
1.2.1 离体叶片持水力测定:按农业出版社的作物生
理研究方法[3,4],重复3次。
1.2.2 细胞伤害率的测定:取供试香根草 42株,用
无离子水冲洗2次后,吸干,分成3组,用浓度为0
(对照)、15%和30%的PEG6000进行根际胁迫处理
10h,静止0.5h后取各香根草生态型叶片 (倒二叶)
用 DDS-307型电导率仪 (上海虹益仪器有限公司)
范月君 1,2,席嘉宾 1*,杨国柱 2,张惠霞 3,徐 晖 4
(1.中山大学生命科学学院,广东 广州 510275;2.青海大学草业科学系,青海 西宁 810016;
3.广东省畜牧技术推广总站,广东 广州 510500;4.广州市立名环境科技有限公司,广东 广州 510630)
收稿日期:2008-02-26
基金项目:国家科技部攻关项目 (2004BA522B07-4)、广东省
科技攻关项目 (2005B20201020) 及珠海市科技计划项目
(PC20071037) 资助
作者简介:范月君 (1978-),男,青海乐都人,硕士生。
*通讯作者
摘 要:通过PEG胁迫试验,以叶片持水力、相对电导率、可溶性糖含量和脯氨酸含量的变化为指标,对来自不同国
家和地区的14个香根草种质资源的抗旱性能进行了试验研究和模糊综合评价。结果表明:各香根草种质资源之间的抗旱性
存在着较大差异,其中来自马拉维的Lilongwe、印度的Karnataka和马来西亚的Paritbuntar3个生态型材料的抗旱性较好,
在本研究中被确定为抗旱生态型材料,有望成为将来优良抗旱品种的原始育种材料。
关键词:香根草;种质资源;抗旱性;变异
中图分类号:S543.034 文献标识码:A 文章编号:1673-8403(2008)04-0010-04
香根草种质资源抗旱性的变异研究
表1 供试香根草各生态型的名称及来源
序号 生态型 来源
1 Karnataka 印度
2 Paritbuntar 马来西亚
3 Lilongwe 马拉维
4 Zomba 马拉维
5 Kandy 斯里兰卡
6 Sunshine 美国
7 Malaysia 马来西亚
8 Vetiverianermorlis 广东五华
9 Hofman 美国
10 Monto 澳大利亚
11 Sabakbernam 马来西亚
12 Capital 美国
13 Wild 广东湛江
14 Cultivated 广东广州
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表2 供试香根草离体叶片持水力测定结果
鲜重 干重 持水率 鲜重 干重 持水率 鲜重 干重 持水率 平均持水率
1 0.5248 0.1506 28.7 0.5529 0.2472 44.7 0.348 0.0995 28.6 34.0a
2 0.2447 0.0832 34.0 0.1836 0.0569 31.0 0.1906 0.0657 34.5 33.2a
3 0.6341 0.2252 35.5 0.2729 0.0901 33.0 0.1747 0.0543 31.1 33.2a
4 0.3413 0.1127 33.0 0.3367 0.116 34.5 0.2609 0.0973 37.3 34.9a
5 0.4256 0.1448 33.9 0.2689 0.0946 35.2 0.4189 0.1103 26.3 31.8a
6 0.4643 0.1439 31.0 0.5305 0.137 25.8 0.2842 0.0873 30.7 29.2a
7 0.4663 0.1229 26.4 0.3663 0.1212 33.1 0.2819 0.0908 32.2 30.6a
8 0.6929 0.1967 28.4 0.3615 0.0964 26.7 0.3092 0.098 31.7 28.9a
9 0.3204 0.0941 29.4 0.3764 0.1038 27.6 0.3468 0.1024 29.5 28.8a
10 0.4919 0.1923 39.1 0.4452 0.1001 32.5 0.2391 0.085 35.5 35.7a
11 0.4475 0.1562 34.9 0.3035 0.1358 44.7 0.2931 0.1005 34.3 38.0a
12 0.1642 0.0539 32.9 0.235 0.0763 32.5 0.22 0.0746 33.9 33.1a
13 0.263 0.0701 26.7 0.3675 0.1141 31.1 0.3056 0.0912 29.8 29.2a
14 0.4307 0.1208 28.0 0.2611 0.0752 28.8 0.3812 0.1109 29.1 28.7a
生态型
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
测定电导率。然后将样品试管置于水浴锅内,在沸水
中水浴30min,冷却至室温,测定样本总电导率。以
处理电导值减去对照电导值和处理煮沸后的电导值与
对照煮沸后的电导值的比值来表示细胞的伤害率[5]。
1.2.3 叶片中游离脯氨酸含量的测定[6]:叶片中游离
脯氨酸含量的测定分为两个阶段,第一个阶段为用
10%PEG6000根际胁迫处理5h前各香根草生态型叶
片中游离脯氨酸含量的测定,第二个阶段为用 10%
PEG6000根际胁迫处理5h后各香根草生态型叶片中
游离脯氨酸含量的测定。
1.2.4 可溶性糖含量的测定:取样同方法 (1.2.3),
可溶性糖含量用蒽酮比色法进行测定[7,8]。
1.3 抗旱性的综合评定
本研究采用隶属函数法对各个供试香根草材料的
抗旱性能进行综合评定[9,10]。
2 结果与分析
2.1 离体叶片持水力测定结果
一般抗旱性强的品种,叶片的持水力要高于抗旱
性差的品种。表2表明,供试香根草各品系间叶片平
均持水率都在28.7%～38%之间,虽然各供试香根草
叶片的持水性能差异不是非常显著 (P>0.05),但仍
然存在一定的差异。
注:同列内不同字母表示差异显著 (P<0.05)。
2.2 PEG干旱胁迫下细胞膜透性的测定结果(见图1)
图1表明,随着 PEG处理浓度的增加,供试香
根草细胞受伤害的程度也随之增加,与对照相比,所
有供试香根草材料在干旱胁迫下细胞受伤害的程度都
显著增加 (P<0.05),但各供试香根草材料细胞受伤
害的程度大小各不相同。
伤
害
率
(
%
)
图1 PEG干旱胁迫下供试香根草各生态型细胞膜透性的测定结果
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g、%
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2.3 供试香根草叶片中游离脯氨酸含量的测定结果
(见图2)
一般而言,抗逆性强的植物脯氨酸 (Pro) 维持
积累时间长,维持积累量也较大[11]。由图 2可以看
出,胁迫后各供试香根草叶片中脯氨酸的含量均呈上
升趋势,与胁迫前相比,大部分材料呈显著性递增趋
势(P<0.05)。
脯
氨
酸
含
量
(
%
)
图2 PEG干旱胁迫对各生态型香根草叶片中游离脯氨酸含量的影响
图3 PEG干旱胁迫对各生态型香根草叶片中可溶性糖含量的影响
可
溶
性
糖
含
量
(
%
)
2.4 供试香根草叶片中可溶性糖含量的测定结果 (见
图3)
图3表明,PEG胁迫后,供试香根草叶片中可溶
性糖含量均呈现不同程度增加的趋势,并且存在较大
差异 (P<0.05)。其中 12号 Capital,13号 Wild和
14号Cultivated品系的可溶性糖含量值要显著高于其
他各生态型株系 (P<0.05),增幅最小的是 8号
Vetiverianermorlis株系,仅为0.76%。
2.5 香根草各生态型抗旱性的综合评定
在对各供试草种的抗旱指标进行标准化处理的时
候,为了尽量减少评判误差,使评判结果能更加客观
真实地反应出各供试材料的抗旱能力,对各个抗旱指
标的统计值 (用于标准化处理) 进行了相应的规定和
处理,其中叶片持水力用相对持水率的标准化处理值
表示,该值的大小与香根草的抗旱性成正比;电导率
指标的处理值是用各处理下相对电导率值的平均值经
标准化处理后的数值来表示,该值的大小与香根草的
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,该值的大小与香根草
的抗旱性成正比;脯氨酸用胁迫前后脯氨酸含量的增
长率值的标准化处理值表示,该值的大小与香根草的
抗旱性成反比。各供试材料的抗旱性综合评价的标准
化处理值、隶属值及抗旱性大小排序见表3。
香根草各生态型抗旱性的隶属值越大,说明该
供试草种的抗旱性能也越强。全部供试的14个香根
草生态型的抗旱性大小排序为:Lilongwe>Karnataka>
Paritbuntar>Sabakbernam>Hofman>Monto>Zomba>
Cultivated>Sunshine>Malaysia>Capital>Wild>Vetiveria
nermorlis>Kandy。
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生态型
综合评价指标
隶属值 排序
叶片持水力 相对电导率 脯氨酸 可溶性糖
Karnataka 0.570 0.846 0.845 0.523 0.696 2
Paritbuntar 0.484 0.770 0.802 0.665 0.680 3
Lilongwe 0.484 1.000 0.937 0.712 0.783 1
Zomba 0.667 0.432 0.772 0.338 0.552 7
Kandy 0.333 0.300 0.000 0.000 0.158 14
Sunshine 0.054 0.701 0.454 0.573 0.446 9
Malaysia 0.204 0.339 0.782 0.423 0.437 10
Vetiverianermorlis 0.022 0.376 0.598 0.067 0.266 13
Hofman 0.011 0.711 1.000 0.856 0.645 5
Monto 0.753 0.755 0.349 0.589 0.612 6
Sabakbernam 1.000 0.317 0.407 0.973 0.674 4
Capital 0.473 0.496 0.378 0.045 0.348 11
Wild 0.054 0.000 0.513 0.677 0.311 12
Cultivated 0.000 0.731 0.364 1.000 0.524 8
表3 各生态型香根草各抗旱指标综合评价的隶属标准化处理值和大小排序
3 讨论
生物膜是对水分变化敏感的原初反应部位。干旱
条件常导致植株叶片的原生质结构被伤害从而引起膜
透性增大,使细胞内含物被动外渗;外渗电导率增加
幅度越大,表示受伤越重,抗旱性越弱[12]。本试验在
不同浓度 PEG溶液处理下分别对供试香根草进行干
旱模拟胁迫后发现,供试香根草叶片都不同程度地受
到伤害,表现为抗旱性越强的品系,膜结构破坏程度
较低的现象。PEG溶液胁迫后,供试香根草叶片中脯
氨酸和可溶性糖的含量也都呈现不同程度的增加,也
从另一个方面反映出供试香根草材料之间的抗旱性能
存在着明显的差异。
植物的抗旱性是由多种因素相互作用而构成的一
个较为复杂的综合性状,其中每一个因素与抗旱性本
质之间存在着一定的联系或相关[13]。在干旱逆境条件
下,植物的许多性状和生理生态指标之间会产生较大
的差异,由于不同的抗旱品种(生态型)抗旱的机制不
同,因此单一指标难以全面准确地反映供试材料之间
抗旱性的强弱,而在利用多指标对供试材料进行综合
评价的时候,为全面客观地评价某个品种(生态型)的
抗旱能力,需要使用多个性状和生理生态指标综合评
价供试材料的抗旱性能,这样可以提高抗旱性评价的
可靠性和准确性。本研究通过相关抗旱指标测定值的
模糊综合评价,发现各香根草种质资源之间的抗旱性
还是存在着较大差异,根据研究结果,初步将来自马拉
维的 Lilongwe,印度的 Karnataka和马来西亚的 Parit
buntar3个生态型株系确定为抗旱生态型材料,有望成
为将来优良抗旱香根草品种的原始育种材料。
参考文献
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(下转第16页)
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StudyontheDroughtToleranceofVetiveriazizanioidesGermplasmResources
FANYue-jun1,2,XIJia-bin1*,YANGGuo-zhu2,ZHANGHui-xia3,XUHui4
(1.SchoolofLifeScience,SunYat-senUniversity,Guangzhou510275,China;
2.GrasslandDepartment,QinghaiUniversity,Xining810016,China;
3.Guangdonglivestockextensionservices,Guangzhou510500,China;
4.GuangzhouLimingenvironmentscienceandtechnologylimitedcompany,Guangzhou510630,China)
Abstract:Thedroughttoleranceof14ecotypesofVetiveriazizanioidesgermplasmresourceswasstudiedby
severalphysiologicalindexessuchaswater-holdingcapacityinleaves,electricalconductivityrate,freeproline
contentsandsolublesugarcontent.Theresultsshowedthatobviousdiferenceofdroughttoleranceexistedineach
ecotypeofVetiveriazizanioides,theecotypicmaterialsofLilongwe,KarnatakaandParitbuntarhadtheexcelent
abilityondroughttolerance,andwouldbetheoriginalbreedingmaterialofvarietywithgreatdroughttolerance.
Keywords:Vetiveriazizanioides;Germplasmresources;Droughttolerance;Aberance
(上接第13页)
苜蓿的草层高度达到44cm,干草产量达578kg/hm2,
苜蓿的产草量已占总产量的22%。
3.4 对牧草营养物质含量的影响
于2005年6月建群种抽穗期对草地营养物质含
量进行了测定,结果表明,松土补播改良草地的营养
成分明显高于对照 (见表5)。
表5 草地牧草营养物质含量表
干草产量
(kg/hm2)
营养成分 (%)
水分 粗蛋白 粗脂肪 粗纤维 粗灰分 无氮浸出物 钙 磷
补播改良 2895 6.34 8.28 2.37 31.2 10.16 41.65 0.63 0.089
CK 1594 6.15 6.01 2.08 33.74 10.79 41.23 0.33 0.11
增减率(%) +81.6 +3.1 +37.8 +13.9 -7.5 -5.8 +1.0 +90.9 -19.1
StudyonImprovementofNaturalMowingGrasslandbyScarificationandReplanting
LIYang1,LIXue-feng2,ZHAOWei3
(1.ThekeylaboratoryofgrasslandresourcesandecologyofXinjiangUygarAutonomousRegion,ColegeofPratacultural
EngineeringofXinjiangAgriculturalUniversity,Urumqi830052,China;2.GrasslandStationofXinjiangAutonomous
Region,Urumqi830049,China;3.GrasslandStationofXinjiangMiquan,Miquan831400,China)
Abstract:Thenaturalmowinggrasslandwasimprovedbyscarificationandreplanting.Theresultsshowedthatthe
height,coverage,densityandyieldofgrasswereincreasedremarkablyafterimprovement,andthesoilwasalso
improved.Itseconomicandecologicaleficiencywasremarkable.Thestudywouldprovideareferencetoimprove
grassland,especialythelowlandmeadow.
Keywords:Scarification;Replanting;Improvement;Naturalmowinggrassland
4 经济效益分析
松土补播草地 3年总投入 735元 /公顷,产出
1402.4元 /公顷,3年合计增收 667.4元 /公顷,投
入产出比为1∶1.91,经济效益明显。
5 结论
长期用于割草或刈牧兼用的天然草地形成了坚实的
草皮层,土壤紧实板结,而松土补播改良改善了草地土
壤的理化性质,增加了土壤的蓄水能力,抗旱性增强。
同时,土壤物理状况的变化也促进了土壤微生物活动,
加速了土壤中有机质的分解,提高了土壤肥力。
经松土补播改良的草地,切断了纵横交错的老根
茎,增加了根茎繁殖的新株,草群密度增加。以禾本科
为主的天然割草地,松土补播优良豆科牧草,增加了豆
科牧草成分,改善了草群结构,提高了牧草粗蛋白含量,
草地质量得以改善。松土补播改良可增加冷季饲草的贮
备,缓解草畜矛盾,提高新疆畜牧业生产效益,经济效
益显著,是一项花钱不多、收益高的有效措施。
参考文献
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琴
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