全 文 ：收稿日期:2006-03-13
＊通讯作者
文章编号:　0490-6756(2006)05-1142-04
岩生植物金发草生长发育对水分的响应
左　宇1 ,李绍才1 , 2 ,杨志荣1 ,赵　建1 , ＊
(1.四川大学生物资源与生态环境教育部重点实验室 , 成都 610064;
2.四川励自生态技术有限公司 ,成都 610031)
摘要:在透光棚玻璃中 ,采用称重补水法将土壤含水量保持在:2%(θ1)、4%(θ2)、6%(θ3)、8%
(θ4)、10%(θ5)、15%(θ6)、20%(θ7)、25%(θ8)、田间持水量(θ9)9 个梯度 ,研究了不同土壤含
水量条件下岩生植物(rock plant)金发草(Pogonatherum paniceum)生长对水分的响应 ,分析了
不同土壤含水量对金发草生长高度 ,分蘖 ,分叶 ,生物量等生长指标的影响.结果表明 ,在土壤
含水量为 6%时 ,金发草仍然能保持正常生长;土壤含水量为极低的 2%和 4%时 ,金发草也能
存活生长 1月之久;在土壤含水量为 20%时 ,金发草生长迅速 ,高度 ,分蘖 ,分叶 ,生物量等指
标均为最高.
关键词:岩生植物;金发草;土壤含水量
中图分类号:Q945　　　文献标识码:A
岩生植物是指生长于覆盖极少土壤或完全裸露岩石表面的植物.岩生植物的共同特点为喜旱 、耐旱 ,
可以在脊薄的土地上生长 ,株体低矮 ,生长缓慢 ,生长期长等等.岩生植物需要利用它们的整个表面吸收雨
露或由岩石上流下的水 ,还必须能够忍耐一定时间内的高度干旱[ 1] ,因此对岩生植物的高耐旱性研究是
有重要意义的.
金发草是禾本科金发草属的一种多年生野生植物[ 2] ,植株较高大 ,秆硬似小竹[ 3] .金发草种群能于风
化岩石 、滑坡裸地等其他植物难以定居发展的恶劣生态环境中生长[ 1] ,并形成成片纯草坪;同时 ,由于金
发草形似小竹 ,有一定的观赏价值[ 4] .因此 ,金发草在工程边坡护理 、水土保持等方面有着广泛应用前景.
近年来 ,对植物水分关系的探讨已成为植物生理生态学研究领域的重要课题之一[ 5] .水分是植物生
存 、生长和发育的限制因子[ 6] .由于金发草可在野外水分极少的岩石裂隙和表面上生长 ,精确研究各种土
壤含水量和其生长发育的对应关系 ,可以得出岩石植物金发草的生长发育对水分的响应关系 ,可为金发草
生态护坡工程中的种植提供水分管理条件 ,还可为进一步研究各种土壤含水量下金发草的生理以及生态
特征打下基础.
1　材料与方法
1.1　研究地点
研究地点位于四川成都西北 50km 的彭州升平镇励自生态公司试验基地(东经 106.2°,北纬 29.5°,平
均海拔 497m).该地区属亚热带湿润季风气候区 ,年平均气温为 16.2℃,年极端最高气温为 37.3℃,年极
端最低气温为 -5.9℃.年降水量为 918.2mm , 雨量主要集中在 7 、8 月 , 月降雨量分别为 225mm 和
229mm .年总日照时数为 1148.9h.最多风向为静风 ,风向频率为 39%.
2006年 10月
第 43卷第 5期
四川大学学报(自然科学版)
Journal of Sichuan University (Natural Science Edi tion)
Oct .2006
Vol.43　No.5
1.2　方法
1.2.1培养试件构成　尺寸为 35cm ×35cm 的紫色砂岩石板;四周用密封胶粘高 6cm 木板 ,木板表面事先
用玻璃胶涂抹使其不透水;木板内放基质紫色砂岩土 5cm;基质上移栽金发草.
1.2.2　植株　采重庆璧山县来凤(东经 106.2度 ,北纬 29.5度 ,海拔 278mm)的金发草种 ,四川彭州励自
公司实验基地 04年 6月播种 ,置于透明防水玻璃棚中 ,土壤水分保持田间持水量;05年 4月 ,选取性状评
价指标较为一致的金发草移栽于培养试件 ,将培养试件置于透明防水玻璃棚中 ,充分供水使其生长成活 ,
20日后统一修剪至 5cm 高 ,并开始梯度供水 ,定株观察金发草生长变化.
1.2.3　梯度供水(测定田间持水量为:29.6%)　将供水梯度设为 9个 ,分别是:2%(θ1)、4%(θ2)、 6%
(θ3)、 8%(θ4)、 10%(θ5)、 15%(θ6)、20%(θ7)、25%(θ8)、田间持水量(θ9).
移栽前试件称重 ,并计算出基质干重和每个试件供水后总重量.
每个梯度 5个重复 ,共 45个试件随机摆放在透明防水玻璃棚内 ,每 5d蛇行交换位置一次.梯度供水
采取称重补水发 ,每次早(8:00)晚(17:30)称重 2次 ,称重后计量喷灌补水 ,保持个梯度含水量 ,并记录每
日供水量.
1.2.4　观察 、测定项目及方法　从05年 5月8日梯度供水开始时开始观测 ,每5d测量一次 ,观测日早 9:
00开始观测.生长高度每株定枝测量 ,精确到 1mm;分蘖数和分叶数计数;05年 7月 2 日生长高度 ,分蘖
数目 ,分叶数目及叶色观察完成后 ,将金发草从基质中取出 ,用水清洗 ,风干 ,测定鲜重;烘干至恒重 ,测定
干重(FA1004N 型电子天平 ,量程 0 ～ 100g ,精确度 0.001g);每日补水时候记录补给水量.各项指标都是
每试件 5定株共 25植株的均值.
2　结果与分析
2.1　不同土壤含水量金发草每月耗水
不同土壤含水量下条件下 ,金发草每月累积耗水量各不相同 ,如表 1所示 , θ1梯度耗水最少 , θ9梯度则
耗水最多.
表 1　各梯度下每试件每月耗水(mL)＊
Tab.1　Water-wastage of each sampleunder different soil moisture content(mL)＊
指标 θ1 θ2 θ3 θ4 θ5 θ6 θ7 θ8 θ9
5 月 125 500 900 1100 2100 3000 4000 4050 4250
6 月 200 800 1600 1800 3400 4900 6450 6600 6950
　　　　　＊表中 5月耗水量为梯度供水开始的 5月 8日到 5月 31日 ,共 24d;
　　　　　　6月耗水量为 6月 1日到 6月 24日 ,共 24d
2.2　不同土壤含水量金发草的生长状况
生长高度是反应植物生长最敏感的标志之一 ,生长高度增加的快慢可以直接反应植物生长速度的快
慢.不同土壤含水量处理的金发草生长情况明显差异.随着土壤含水量的增加 ,金发草高度增加速度加快 ,
到 θ7(土壤含水量 20%)时生长最快 , θ8 、θ9有逐渐有细微减小.35d 后 , θ1梯度下 ,金发草不再长高;40d
后 , θ2梯度下金发草不再长高.金发草的分蘖情况和生长高度趋势基本一致 ,土壤含水量的增加 ,最后的金
发草分蘖数也随之增加 ,梯度供水开始 25d内 , θ6梯度下金发草分蘖数目为同期各梯度中最多 , θ7 、θ8 、θ9 、
逐渐细微减小;25d后 , θ7梯度下 ,金发草分蘖数目为同期各梯度中最多 , θ8 、θ9逐渐细微减小.金发草的分
叶情况:土壤含水量的增加 ,最后的金发草分蘖数也随之增加 , θ7梯度下金发草分叶数目为同期各梯度中
最多 , θ8 、θ9逐渐细微减小.从表2中可以看出 ,在各不同土壤含水量梯度下培养的金发草 ,在θ7 ,即土壤含
水量 20%时 ,生长最好;在生长高度 、分蘖数 、分叶数 、鲜重 、干重各方面都居于各梯度之首.
1143第 5期 左宇等:岩生植物金发草生长发育对水分的响应
表 2　最终各梯度金发草的生长指标
Tab.2　Height , tillow , delamination , w eight of Pogonatherum paniceum under different soil moisture content
土壤含水量 高度(cm) 分蘖(个) 分叶(个) 生物量(鲜重/ g) 生物量(干重/g)
θ1 5.5 7.0 4.4 3.531 1.178
θ2 5.6 7.1 8.0 4.335 1.439
θ3 7.7 7.0 20.3 6.317 1.941
θ4 9.0 7.7 26.3 8.321 2.408
θ5 17.5 9.9 63.5 14.633 3.943
θ6 24.7 13.0 103.3 17.345 4.259
θ7 31.3 13.4 117.3 21.812 5.007
θ8 28.6 12.6 107.8 18.113 4.321
θ9 21.0 10.6 80.9 15.973 4.164
2.3　较低土壤含量梯度下金发草的生长
在土壤含水量为较低的 6%时 ,金发草仍能生长存活 ,高度 、分叶(表 3)等生长数据均不断增长 ,生物
量(鲜重)也由移栽时的 5g 变为 6.317g.
表 3　θ3梯度下金发草高度和分叶随时间的变化
Tab.3　Height and delamination of Pogonatherum paniceum under θ3
指标 5.8 5.13 5.18 5.23 5.28 6.2 6.7 6.12 6.17 6.22 6.27 7.2
高度(cm) 5.0 5.0 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.9 6.3 7.0 7.7
分叶(个) 10.0 10.0 10.0 10.3 10.7 10.8 11.4 11.9 12.1 12.5 15.1 20.3
　　在土壤含水量为 6%时 ,金发草不但能正常生长 ,最终其根冠比也是各水分梯度中最大的(表 4).表中
θ1θ2梯度金发草已开始枯萎.
表 4　各梯度下金发草最终根冠比
Tab.4　The root/ stem ratio of Pogonatherum paniceumunder different soil moisture content
指标 θ1 θ2 θ3 θ4 θ5 θ6 θ7 θ8 θ9
鲜重根冠比 / / 0.98 0.89 0.75 0.67 0.61 0.63 0.66
干重根冠比 / / 1.21 1.04 0.83 0.78 0.72 0.73 0.74
　　在土壤含水量极低的 θ1和 θ2梯度下 ,金发草仍能生长存活 30d , 30d内生长高度缓慢增加 ,30d后保持
不变.θ1梯度下 ,35d内分叶数保持不变 , 35d 开始减少 ,即叶片脱落;θ2梯度下 , 35d 内分叶数缓慢增加 ,
40d开始减少.(表 5 、6)
表 5　θ1梯度下金发草高度和分叶随时间的变化
Tab.5　Height and delamination of Pogonatherum paniceumunder under θ1
指标 5.8 5.13 5.18 5.23 5.28 6.2 6.7 6.12 6.17 6.22 6.27 7.2
高度(cm) 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 5.4 5.4 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5
分叶(个) 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 9.0 8.0 6.5 5.8 4.4
表 6　θ2梯度下金发草高度和分叶随时间的变化
Tab.6　Height and delamination of Pogonatherum paniceum under θ2
指标 5.8 5.13 5.18 5.23 5.28 6.2 6.7 6.12 6.17 6.22 6.27 7.2
高度(cm) 5.0 5.1 5.2 5.3 5.3 5.4 5.4 5.5 5.6 5.6 5.6 5.6
分叶(个) 10.0 10.0 10.0 10.2 10.5 10.7 10.7 10.7 9.7 9.6 8.8 8.0
1144 四川大学学报(自然科学版) 第 43卷
3　讨论
野生金发草种群能于风化岩石 、滑坡裸地等其他植物难以定居发展的恶劣生态环境中生长 ,其生境中
基质含水量极少[ 7] .在本实验找出金发草在紫色砂岩土上的存活土壤含水量为 6%.在土壤含水量为 6%
时 ,金发草仍能生长存活 ,高度 、分叶(表 3)等生长数据均不断增长 ,生物量(鲜重)也由移栽时的 5g 变为
6.317g.和其他多种植物相比 ,金发草生长所需土壤含水量均较低.小麦生长一般需要土壤含水量达到田
间持水量的60%,即一般土壤不低于 18%[ 8] .世界公认的低耗水草坪草结缕草 ,维持正常生长所需要的土
壤含水量高于 8%[ 9] .牧区常用的草坪草紫花苜蓿 ,维持正常生长所需要的土壤含水量也在 12%左右.
在土壤含水量极低的 θ1和 θ2梯度下 ,金发草仍能生长存活 30d , 30d内生长高度缓慢增加 ,30d后保持
不变.θ1梯度下 ,35d内分叶数保持不变 , 35d 开始减少 ,即叶片脱落;θ2梯度下 , 35d 内分叶数缓慢增加 ,
40d开始减少(表 4 、5).世界公认的低耗水草坪草结缕草 ,在土壤含水量为 6%时候 ,30d开始萎蔫;在土壤
函数量为 4%时 ,17d后开始萎蔫[ 9] .所以 ,对比牧区常用的草坪草紫花苜蓿和世界公认的低耗水草坪草结
缕草 ,金发草在低土壤含水量的情况下生长能力较强.
参考文献:
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Growth of Rock Plant Pogonatherum paniceum
under Different Soil Moisture Content
ZUO Y U 1 , LI Shao-cai 1 ,2 , Y ANG Zhi-rong1 ,ZHAO Jian1
(1.Key Laboratory of Bio-resources and Eco-Enviroment ,Ministry of Education ,Chengdu 610064 ,China;
2.Sichuan Lizi Ecological Technology Co.,Ltd ,Chengdu 610031 ,China)
Abstract :Soil moisture content w as controlled separately at 2%(θ1), 4%(θ2), 6%(θ3), 8%(θ4), 10%
(θ5), 15%(θ6), 20%(θ7), 25%(θ8), field moisture capacity(θ9), and Pogonatherum paniceum g row n
under these soil water condi tions were studied.The height , t illow , delamination , weight of Pogonatherum
paniceum were recorded to observe the effect of soil moisture content to Pogonatherum paniceum s g row th.
The results show ed that under low soil moisture content 6%, Pogonatherum paniceum could grow normally ,
and under low er soil moisture content 2% and 4%, it could surviveand grow a month long.Under soil mois-
ture content 20%, Pogonatherum paniceum g row ed best.
Key words:rock plant;Pogonatherum paniceum ;gsoil moisture content
1145第 5期 左宇等:岩生植物金发草生长发育对水分的响应