全 文 ：24卷 8期 草　业　科　学 47　
Vol. 24 , No. 8 PRAT ACULT URA L SCIENCE 8 /2007
牧草研究 夏季高温条件下香根草耐旱性研究　　
刘金根 ,刘红霞 ,王波 ,高文玲 ,卞新民
(南京农业大学农学院 ,江苏 南京 210095)
摘要:夏季高温条件下香根草 Vetiv eria ziz anioides 耐旱能力很强 ,在高温干旱条件下停水可持续 24 ～ 42 d
之久 。试验研究表明:高温条件下随着受旱时间的推移 , 地上部生长受到抑制 , 分蘖下降 , 株高降低 ,茎叶含
水量下降 ,叶片受伤害程度变重 , 同时地下部根系生长也受到抑制 , 根体积和根生物量几乎不再增加;不同
高温条件下香根草的耐旱能力不同 ,温度高 , 香根草受伤害就越重 、越明显 , 持续耐旱时间变短 , 返青复活的
可能性变小。
关键词:香根草;高温;土壤含水量;耐旱性
中图分类号:Q948. 112+2　　　文献标识码:A　　　文章编号:1001-0629(2007)08-0047-05
* 　香根草 Vet iveria z izanioides是禾本科 C4 植
物 ,原产于热带 ,具有良好的水土保持功能 ,过去
几十年里在全球的热带和亚热带地区迅速推广应
用。近年来 ,在水土保持 、公路和铁路边坡的保
护 、水库 、堤坝 、河岸的稳固 、风沙地的防风固沙 、
金属尾矿和采石场的复垦 、污染水体的净化 、垃圾
场和工业污染区的生态恢复等方面得到广泛应
用 ,并取得了良好的效果[ 1 , 2] 。然而 ,在实际工程
应用中自然气候条件和土壤条件是限制香根草立
苗和生长的主要因子[ 3-5] ,在生境恶劣的工程边坡
上香根草被用来护坡时 ,温度和土壤水分因子尤
为关键[ 6-9] ,因此拟从温度和水分两因子角度研究
香根草的高温耐旱性 。
1　材料与方法
1. 1 试验设计　试验设温度和水分二因素 。试
验安排在四周敞式的玻璃大棚内进行 ,温度设 2
个水平 ,即在玻璃大棚内再搭建另一个小塑料拱
棚形成温度差异来实现;每个温度水平再分设控
水和不控水 2 个水平 ,共 4个处理 ,即:处理 Ⅰ为
塑料小拱棚外的不控水处理;处理 Ⅱ为塑料小拱
棚外的控水处理;处理 Ⅲ为塑料小拱棚内的不控
水处理;处理Ⅳ为塑料小拱棚内的控水处理。
2005年 5 月 15 日将香根草苗植入塑料桶
中。栽植时每桶装过筛土 8. 5 kg ,香根草苗根部
保留 5 cm ,茎叶保留 20 cm 长 ,每桶 3个分蘖栽
成 1穴 ,栽后压实根际土壤 ,并浇足定根活棵水。
7月 17日每桶均加水至土壤饱和 ,并对盆栽苗编
号。再按试验要求随机将一半盆栽苗移入搭建好
的小塑料棚内 ,并将其中一部分盆栽苗设作控水
处理 ,其它盆栽苗设为不控水处理 ,小塑料棚外的
另一半保留盆栽苗也参照此方法设置成控水和不
控水 2个处理水平 。小塑料拱棚内 、外分别悬挂
一温度计 ,记录微域环境实际气温 ,不控水处理为
试验期间不定期补充水分至原量。
1. 2 调查内容及方法　从 7月 17日起大约每
10 d 1期 ,分别在 4个处理中随机取出 3盆 。首
先用土钻从盆中竖直取出土样 , 测定土壤含水
量 ,再测量每盆香根草的株高 、分蘖 、叶绿素 、叶
片伤害率 、绿色茎叶含水量 ,然后刈割地上部茎
叶 ,测定其生物量 ,最后将根部冲洗干净 ,测定
根部有关指标 ,如根体积 、干根质量 、根茎比 。
另外 ,每期还分别从 2 种温度处理的控水处理
盆栽苗中随机取出 3盆 ,补水至土壤饱和水状
态 ,观察是否能复活及复活返青所需时间 。试
验期间记载每天 14:00 的当地气温及不定期观
测记录温度计指示值 。
*收稿日期:2006-07-14
基金项目:江苏省环保科技项目(2005012)
作者简介:刘金根(1969-),男 ,江苏建湖人 ,讲师 ,博士 ,现从
事生态恢复和景观生态研究。
E mai l:jingenliu@163. com
通讯作者:卞新民
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试验中补充水量采用称重法 ,叶绿素测定采
用 SPAD-502型叶绿素仪测定 ,伤害率采用电导
仪法测定 ,土壤含水量采用105 ℃烘干法 ,叶片含
水量和干生物量测定采用烘干法 ,即 105 ℃杀青
后 80 ℃烘干至恒量 ,根体积采用排水法[ 10 , 11] 。
2　结果与分析
2. 1 土壤含水量动态　从 2005 年 7 月 17日
起 ,不控水处理不定期补水至原量 ,控水处理不浇
水 ,试验期间测定土壤含水量(表 1)。从表 1中
可以看出 ,处理 Ⅱ和处理Ⅳ起始土壤水分迅速下
降 ,但后期下降缓慢 ,这可能是因为后期香根草茎
叶大量枯萎 ,降低了水分的蒸腾作用 ,同时根系形
态发生变化 ,以利于保水[ 7-15] 。处理 Ⅰ和处理 Ⅲ
由于不定期补水 ,土壤含水量呈现不规则变化。
从表中还可以推断出香根草土壤凋萎水分含量临
界值的大致范围 ,但这个参数与生长期间的外界
温度相关 。值得一提的是 ,在试验初期(7月 27
日)尽管处理Ⅳ所处微域环境气温比处理Ⅱ高 ,但
处理Ⅳ土壤含水量比处理 Ⅱ高 ,可能因为小塑料
拱棚覆盖影响了水分蒸散 。
表 1　土壤水分动态变化 %
处理 测定时间(月-日)
7-17 7-27 8-10 8-19 8-28
Ⅰ 54. 01 19. 53 19. 31 18. 32 27. 76
Ⅱ 54. 01 10. 92 8. 32 7. 64 6. 85
Ⅲ 54. 01 29. 56 18. 56 31. 72 20. 90
Ⅳ 54. 01 11. 84 7. 78 7. 53 6. 63
　注:土壤饱和水分含量为 54. 01%。
2. 2 叶绿素测定　2005年 7月 27日分别测定
了 4个处理香根草叶片叶绿素含量 ,各处理每盆
随机选取 2张叶片 ,对叶片基部 、中部和顶部分别
测定叶绿素含量(表 2)。结果显示:每张叶片叶
绿素含量呈现由基部至顶部逐渐降低的趋势;尽
管处理Ⅲ和处理Ⅳ土壤水分含量分别比处理 Ⅰ和
处理 Ⅱ高 ,但处理Ⅰ和处理 Ⅱ叶绿素值均高于处
理Ⅲ和处理Ⅳ ,可能是因为小塑料棚遮光的原
故[ 14-20] 。此外 ,处理 Ⅲ土壤水分高于处理Ⅳ ,而处
理Ⅲ叶绿素却低于处理Ⅳ,这与靖元孝等[ 15] 的研
究结论不完全一致 ,具体原因有待进一步探讨 。
2. 3 叶片电导率的测定　分别在 7 月 27 日
和 8月 10日对香根草叶片的电导率进行了测定
(表 3)。表中显示:随着时间的推移 ,叶片伤害
率呈现增加趋势[ 7 , 8 , 14 , 17-20] ;7月 27 日这一期 ,处
理Ⅳ的伤害率小于处理 Ⅱ ,但 8 月 10日处理Ⅳ
的伤害率大于处理 Ⅱ ,这与土壤含水量是一致
的(表 1 、3)。
表 2　不同处理香根草叶片叶绿素含量 %
处理 叶片基部 叶片中部 叶片顶部 平均值
Ⅰ 42. 05 40. 90 39. 08 40. 68
Ⅱ 40. 65 39. 77 37. 77 39. 39
Ⅲ 40. 03 37. 56 33. 23 36. 94
Ⅳ 40. 75 38. 33 35. 35 38. 14
表 3　香根草叶片伤害率动态变化 %
时间
(月-日) 处理
伤害率
(t-ck /z-ck)
伤害率
(t /z)
伤害率
(t /ck)
7-27
Ⅰ - 0. 241 1
Ⅱ 0. 127 0. 971 0. 270
Ⅲ - 0. 187 1
Ⅳ 0. 029 0. 265 1. 320
8-10
Ⅰ - 0. 145 1
Ⅱ 0. 409 0. 438 9. 258
Ⅲ - 0. 126 1
Ⅳ 0. 433 0. 457 10. 744
　注:“ t”表示处理电导率 ,“ z”表示煮沸电导率 ,“ ck”表示
对照电导率。
2. 4香根草部分形态指标　从表 4可看出 ,随
着时间的推移 ,地上部生长受到抑制 ,茎叶含水量
下降 ,表现出青枯症状 ,叶片失水后形态发生相应
变化 ,沿叶片中脉折叠 ,以减小叶片蒸腾面积 ,同
时分蘖下降 ,株高降低。对于控水处理 ,茎叶含水
量起初下降幅度大 ,随时间推移下降幅度变小 ,这
可能与茎叶形态适应性变化及土壤含水量变化趋
势有关;从地下部根系生长发育情况来看 ,随着高
温干旱的持续 ,根系生长也逐渐受到抑制 ,根体积
和根生物量逐渐停止增加 , 高温干旱后逐步显
现[ 7-9 , 12-15 , 20-23] 。
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表 4　试验期间香根草地上部和地下部部分形态指标动态
测定时间(月-日) 处理 茎叶含水量(%) 分蘖数(个) 株高(cm) 根体积(cm3) 干根质量(g) 根茎比
7-27
Ⅰ 77. 37 7. 0 127. 0 17. 6 2. 70 0. 26
Ⅱ 66. 82 8. 3 108. 7 12. 1 2. 43 0. 32
Ⅲ 78. 66 6. 0 109. 0 7. 4 1. 00 0. 16
Ⅳ 77. 03 6. 0 109. 7 10. 0 1. 20 0. 20
8-10
Ⅰ 77. 41 13. 0 126. 0 36. 3 4. 47 0. 24
Ⅱ 50. 27 7. 7 100. 3 13. 9 2. 37 0. 34
Ⅲ 77. 21 4. 0 148. 0 31. 2 4. 06 0. 17
Ⅳ 48. 81 6. 0 108. 0 7. 6 1. 49 0. 26
8-19
Ⅰ 76. 98 - - 50. 0 7. 20 0. 16
Ⅱ 38. 95 - - 14. 3 2. 26 0. 20
Ⅲ 78. 10 - - 19. 0 2. 00 0. 14
Ⅳ 42. 73 - - 9. 9 1. 40 0. 20
8-28
Ⅰ 76. 15 - - 79. 2 9. 60 0. 29
Ⅱ 31. 63 - - 11. 8 2. 20 0. 26
Ⅲ 78. 43 - - 32. 1 4. 20 0. 14
Ⅳ 40. 64 - - 9. 6 1. 40 0. 17
　注:8-19 和 8-28 2 期香根草地上部基本枯萎 , 故未记载其株高与分蘖数。
2. 5 控水处理补水后返青复活情况　每期
分别从 2个控水处理中随机抽出 3盆 ,补水至土
壤水饱和 , 然后观察记载其返青复活情况(表
5)。从表中可以看出 ,尽管补水后返青率和返青
时间会受外界气候的影响 ,但试验中停水后 2种
温度下香根草都可安全度过(停水持续时间)
24 d ,可见香根草具有较强的抗高温耐旱能力 。
并且 ,温度高 ,香根草受伤害就越重 、越明显 ,持
续耐旱时间短 ,返青复活可能性小 ,而温度低时 ,
受伤害程度呈逐渐加重的趋势 ,表现为持续耐旱
时间长 ,返青复活的可能大 。本试验中小拱棚外
的处理 Ⅱ甚至可以持续耐旱(停水持续时间)
42 d。因盆栽试验处理重复数少 ,故不便进行返
青率统计 。
表 5　每期控水处理补水后返青复活情况
测定时间
(月-日) 处理
补水后返青所需
时间(d) 补水后返青情况 备　　注
7-27 Ⅱ 1 3盆全部返青 叶片吸水后由萎蔫状灰白色变为正常的青绿色Ⅳ 1 3盆全部返青 叶片吸水后由萎蔫状灰白色变为正常的青绿色
8-10 Ⅱ 4 3盆全部返青 未完全枯萎 , 青叶伸长现青Ⅳ 6 3盆全部返青 未完全枯萎 , 青叶伸长现青
8-19 Ⅱ 7 2盆返青 未完全枯萎 , 青叶伸长现青Ⅳ 未返青
8-28 Ⅱ 8 1盆返青 基部蘖芽长出新嫩分蘖Ⅳ 未返青
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2. 6 试验期间不定期观察的时间及温度　
根据试验期间观察的时间及温度结果对比分析
(图1 、表 6)发现 ,单棚和双棚中温度呈极显著差
异 ,表明设计单 、双棚处理形成温度级差设想是合
理的 ,而且进一步分析显示不同气温条件下单棚与
双棚增温的效果大致呈现一定规律 ,即气温从 26 ～
28 ℃开始单棚内温度每升高 1 ℃,双棚升高 5 ℃,
然后气温每递增 2 ℃,单棚增温效果呈倍数增长 ,
双棚增温效果则递增 3 ℃,最高温度可达 55 ℃,由
此可看出香根草具有超强的抗高温耐干旱能力。
图 1　2005 年夏季 7 、8 月南京市 14:00 时气温
表 6　试验期间单棚(塑料拱棚外)和双棚(塑料拱棚内)
中实际温度部分记录值
记录时间(月-日-时) 单棚温度(℃) 双棚温度(℃)
7-27-12:00 35 49
7-27-15:00 33 39
8-05-16:00 32 39
8-06-16:00 28 30
8-20-10:00 28 36
8-26-8:00 25 28
8-27-9:00 26 29
8-28-14:00 29 33
8-29-9:00 29 36
8-29-14:00 32 38
8-30-10:00 30 38
8-30-14:00 26 33
8-31-18:00 25 28
9-04-12:00 30 39
9-04-16:00 28 35
9-08-18:00 27 30
平均值 28. 94bB 35. 00aA
　注:表中数字后大小写字母分别表示在 0. 01 、0. 05 水平
上差异显著性。
3　结论与讨论
高温干旱引起植株地上部和地下部根系外
部形态和内部生理生态性质的变化 ,不但抑制
香根草地上部生长 ,引起叶片形态发生相应形
态变化 ,还影响叶片的正常生理功能 ,导致叶绿
素下降 ,叶片伤害率加重;尽管高温干旱起初可
以小幅促进根系生长 ,但随着高温干旱持续发
展 ,根系生长亦会明显受抑制 ,根体积和根生物
量将处于停滞状态 。试验期间通过对不定期观
察单 、双棚中的温度进行方差分析 ,每日高温时
段棚中温度表现出极显著差异 ,说明试验设计
是合理的 。
试验中香根草表现出较强的抗逆性 ,在夏季
高温干旱条件下停水持续时间可达 24 ～ 42 d ,甚
至更久 ,复水后仍可返青复活 ,这在生态环境恶劣
的工程边坡地植被恢复中具有非同寻常的意义。
在实际工程边坡防护时 ,只要调查掌握边坡所在
位置的温度等自然因素和坡面土壤水分的时空分
布规律 ,就可以据此预测和判断该边坡是否适宜
种植香根草 。
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Study on drought tolerance capacity of Vetiveria zizanioides under
the condition of high temperature in summer
LIU Jin-gen , LIU Hong-xia , WANG Bo , GAO Wen-ling , BIAN Xin-min
(Co lleg e of Ag riculture , Nanjing Agricul tural Universi ty , Nanjing 210095 , China)
Abstract:Drought tolerance capacity of Vet iveria z izanioides is much bet te r under high temperature
in summer. It can to lerate drought f rom 24 to 42 day s. Results indicate that wi th time going on under
high temperature g row th of aboveg round parts is rest rained , ti llers dropping , height declining , water
content o f stem and leaf falling , leaf being hurt more severely , and unde rg round g row th of
V. z izanioides is also rest rained , volume o f V. ziz anioides and ro ot biomass of V. z izanioides almost
no longer rising. Drought to lerance capaci ty of V. z izanioides appeared different under dif ferent high
temperature , and higher the temperature is , the more seve re and obvious V. zizanioides gets hurt ,
shor ter drought tolerance duration becomes , and less probabili ty of recovery becomes.
Key words:Vetiveria zizanioides;high temperature;water content of soil;drought tolerance capacity
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