全 文 ：不灌溉条件下戈壁型伊犁蒿的
抗旱特性及蒸腾耗水量的研究＊
司马义·巴拉提
(新疆喀什师范学院化学系 , 844000)
【提要】 在不灌溉条件下对戈壁型伊犁蒿的叶片水势 、植物体自然含水量和蒸腾耗水量等与
环境因子之间的关系进行了研究。研究结果表明 , 戈壁型伊犁蒿的水势 、自然含水量和蒸腾强度随
土壤含水量的减少而降低 ,主要是随生育期而降低。在分枝期(5 月)叶片水势 、自然含水量和蒸腾
强度值高 ,在开花期(9月)最低 ,但蒸腾耗水量在现蕾初期(7 月)最高 , 在分枝期(5 月)最低。
关键词: 戈壁型伊犁蒿 抗旱特性 蒸腾耗水量
中国图书资料分类号:Q949
A Research on the Drought Resistance and Water Consumption by Evaproration of
Artemisia transi liensis Poljak-Gobi Type Under Non-Irrigation Condition.Ismayil·
Barat(Teaching and Research Group of Biology , Department of Chem istry , Kashgar
Teacher s Col lege , Kashgar 844000):Grassland of China , No.3 , 1998 , pp.33 ～
38.
This paper dealt wi th the relation between the w ater potent ial in leaves , plant water
content , water consumption by evaporation of Artem isia transi liensis Poljak -Gobi
type and environmental factors.The result showed that w ater potential , plant water
content and intensity of evaporation lowered as the water content of soil decreased.
Water potential , plant water content and evaporation intensity of leaves gained the
highest value in branching stage (May)and falled to the low est point in blooming stage
(September).Water consumption throuth evapo ration reached the highest point in
budding stage (July), while in branching stage (May)falled to the low est point.
Key words: Gobi -type Artem isia transil iensis , Drought resistance , Water
consumpt ion through evaporation
戈壁型伊犁蒿(Artemisia transiliensis
Poljak -Gobi type)是 蒿 属 绢蒿 组(Sect
seriphidium Bess)的多年生半灌木植物 ,广泛
分布于新疆的大部分干旱荒漠 ,具有抗旱性
强 、产量高 、品质好 、耐牧 、寿命长的优点 ,是
冬 、春 、秋三季家畜喜食的优良牧草。关于戈
壁型伊犁蒿的解剖构造 、染色体核型 、种子生
＊本文在新疆喀什师范学院 1997年学术会上宣读 ,
并在院化学系 1997年学术会上获一等奖。
作者简介:司马义·巴拉提 ,男 , 维吾尔族 , 41 岁 ,副教
授 ,自治区有突出贡献的优秀专家。 1987年硕士研究生毕
业 ,现主要从事巴旦属植物组织培养技术的研究 ,已发表论
文 11篇 , 获省级科技进步二等奖 1项 , 地区级科技成果二
等奖 2项。
收稿日期:1997-07-11;修改稿 1998-03-25收到。
中 国 草 地
Grassland of China
1998 , No.3 , pp.33 ～ 38
态学特性 、生物学特性和品质等方面的研究
已有报道 ,但对有关抗旱生理特性的研究尚
未见报道。因此 ,本文对戈壁型伊犁蒿的水
势 、蒸腾强度 、自然含水量和蒸腾耗水量等与
环境因子之间的关系进行细致地研究 ,以求
为大力开发和合理利用伊犁蒿草场提供科学
依据 。
1 材料和方法
1.1 试验区自然概况
本试验在乌鲁木齐老满城新疆农业大学
试验地进行。老满城为荒漠灰钙土 ,土壤肥
力中等 ,海拔 850m ,年均气温 6.5℃,年均降
水量 245mm ,年蒸发量 2193.6mm ,相对湿度
为 56%,无霜期为 150d。
1.2 试验材料
播种用的戈壁型伊犁蒿种子采集于乌鲁
木齐亚马利克山一带 。供试材料为播种当年
的植株。
1.3 试验方法
土壤含水量均采用烘干称重法测定 ,从
0 ～ 10cm 、10 ～ 30cm 和 30 ～ 50cm 土层取样。
水势采用小液流法测定 ,均取不同植株中部
叶片 ,分别在上午(乌鲁木齐时间)8时 、中午
12时 、下午 18时测定 ,每 10 ～ 15d 测定一
次 ,重复三次。自然含水量采用烘干称重法
测定。气孔观察采用酒精固定法取材 ,取不
同植株中部小叶片上下表皮 ,直接在显微镜
下观察 。将好材料用固绿染色 ,用无水酒精
脱水 5min ,最后用加拿大树胶封片。7月 20
日分别在上午 8 时 、中午 12时和晚 19时进
行观察测定。蒸腾强度采用快速称重法测
定 ,每个测定日内分别在 8时 、14时 、20时进
行测定 ,重复四次。每隔 10 ～ 15d测定一次 ,
每月测定一次鲜叶量 ,然后按以下公式计算
蒸腾耗水量:
蒸腾耗水量(立方)=蒸腾强度×蒸腾时
间×鲜叶量。
蒸腾时间每日按 12h计算。
2 结果与分析
2.1 土壤含水量与叶片水势的关系
植物的水势是衡量植物体水分状况的一
个重要生理指标 ,也是衡量一种植物抗旱性
强弱的重要指标。一般植物体水势很低时也
能正常生长的植物抗旱性较强 ,反之则弱 。
叶片水势高低一般与土壤含水量 、大气湿度
和温度有密切的关系 ,土壤含水量和大气湿
度高时叶片水势也高 ,反之就低 。戈壁型伊
犁蒿生长初期 ,土壤含水量很高(0 ～ 10cm 土
层的含水量在 30%以上),所以叶片水势也
较高 。随生育期的延长 ,土壤含水量和水势
大大降低(表 1 ,图 1),一般水势越低植物体
水分亏缺越严重 。可见 ,戈壁型伊犁蒿能忍
受非常严重的水分亏缺。它在 0 ～ 10cm 土
层的含水量为 4.5%、10 ～ 30cm 土层的含水
量为 9.3%、30 ～ 50cm 土层的含水量为
10.86%和叶片水势为-16.87bar时都能正
常生长 ,开花结实。在戈壁型伊犁蒿的幼苗
期 ,0 ～ 10cm 土层的含水量较高 ,这有利于幼
苗根系的发育 。从分枝后期开始 , 0 ～ 10cm
土层含水量已降到 10%以下 ,但 10 ～ 30cm
和 30 ～ 50cm 土层的含水量仍在 15%以上 ,
这时戈壁型伊犁蒿的根系已扎到 50cm 以下
深度 ,因此它已能吸收土壤深层的水分了 。
戈壁型伊犁蒿的水势与驼绒藜和紫花苜蓿相
比 ,接近驼绒藜且变化规律一致 ,但苜蓿的水
势比戈壁型伊犁蒿和驼绒藜高得多。另外 ,
在土壤含水量很低的情况下(8%～ 10%),没
有发现戈壁型伊犁蒿发生萎蔫现象 。由此可
见 ,戈壁型伊犁蒿的抗旱性较强。
34 中 国 草 地 1998年
表 1 不同深度土壤的含水量和戈壁型伊犁蒿的水势
测定日期(日/月) 土壤 含 水量(%)
0～ 10cm 10～ 30cm 30～ 50cm 0～ 50cm
叶 片水 势(-bar)
戈壁型伊犁蒿 驼绒藜 紫花苜蓿
10/ 4 30.63 21.9 17.61 23.38
24/ 4 23.3 18.9 19.55 20.58
17/ 5 16.5 17.66 18.36 17.5 7.7
29/ 5 19.4 20.5 21.7 20.5 3.4
11/ 6 14.5 16.3 19 16.5 5.6
21/ 6 16 18 19.3 17.7 4.4
2/ 7 13 16 18.1 15.7 7.24 3.4 1
15/ 7 9.5 14 17.3 13.48 3.9 3.4 1.2
25/ 7 8 12 13 10.1 6.5 6 3
7/ 8 6.3 10 9 8.4 9.22 8.72 1.4
18/ 8 5.5 9.3 10.2 8.2 10.6 10.13 2.3
28/ 8 4.4 9 11 8.22 12 10.53 4.33
18/ 9 7 13 10.3 9.99 8.1 8 3.4
29/ 9 9.4 12.8 12.3 11.5 16.87 15.72
图 1 土壤含水量和戈壁型伊犁蒿的水势曲线
2.2 戈壁型伊犁蒿植物体自然含水量
植物体含水量的多少是影响植物生理活
动的重要因素 ,也是衡量抗旱性强弱的重要
指标。在干旱的新疆地区 ,种草更应该考虑
植物保水能力的强弱 。如果在干旱条件下植
物体含水量高 ,说明保水力强 、抗旱性强 。戈
壁型伊犁蒿在无灌溉的条件下 ,各生育期的
含水量都比较高 ,在夏季气温 30 ～ 40℃的情
况下也能保证其生理活动的水分供应。据报
道 ,梭梭 、柽柳和大沙枣的总含水量分别为
78.86%、57.22%和 62.89%。戈壁型伊犁
蒿与上述植物相比 ,含水量差别不大。从整
个生育期来看 ,戈壁型伊犁蒿的含水量在分
枝期达 72.9%,现蕾期为 62.9%,开花期为
58.2%,结实期为 63.9%。用水势比较来
看 ,8月和 9月戈壁型伊犁蒿的水势很低 ,分
别为-12bar和-16.87bar ,但植物体含水量
较高 。这说明束缚水含量较高 ,保水力和抗
旱性较强 。
2.3 戈壁型伊犁蒿叶表皮毛 、气孔密度和气
35第 3期 司马义·巴拉提 不灌溉条件下戈壁型伊犁蒿的抗旱特性及蒸腾耗水量的研究
孔开放度
戈壁型伊犁蒿叶表皮上蛛丝状毛密度较
大 ,它在遮挡强光 、减少蒸腾方面起着很重要
的作用 。下表皮毛比上表皮毛多 ,下表皮为
107根/mm2 ,上表皮为 89 根/mm2 。气孔密
度也较大 ,下表皮气孔比上表皮多 ,而且气孔
开放度也比上表皮气孔大 ,上表皮 、下表皮气
孔数分别为127个/mm2 和 169个/mm2 。从
气孔开放的时间和开放度来看 ,白天大多数
气孔基本处于关闭状态 ,气孔开放和关闭与
温度有密切的关系。气孔主要随温度的升高
而关闭 ,早晨 8时气孔基本开放 ,而且开放度
大 ,开放气孔占总气孔数的 83%,气孔横径
为 1.23μm 。从上午 10点钟开始 ,关闭气孔
数增多 , 开放气孔数占 47%, 气孔横径为
0.66μm 。到中午 12时气孔基本关闭 ,开放气
孔只占 19%,气孔横径为 0.18μm 。从晚 19
点钟以后 ,气孔又趋于开放 。从上下表皮气
孔开放度来看 ,下表皮气孔开放度比上表皮
气孔大 ,这是因为对下表皮没有强光辐射 ,气
孔开放度在一定程度上决定蒸腾强度的大
小。蒸腾强度一般随温度的升高而增强 ,而
戈壁型伊犁蒿的气孔随温度的升高逐渐关
闭 ,它在高温下通过关闭气孔能大大降低蒸
腾强度 ,这是戈壁型伊犁蒿在炎热的干旱条
件下能抗高温和抗旱的重要特点。观察结果
见表 2。
表 2 戈壁型伊犁蒿叶表皮毛 、气孔密度和气孔开放度
时间 毛密度(根/mm2) 气孔密度(个/mm2)上表皮 下表皮 上表皮 下表皮
气孔开放率
(%)
气孔横径(μm) 气孔纵径(μm)
上表皮 下表皮 上表皮 下表皮
早 8时 89 107 127 169 83 1.23 1.34 5.72 6.20
1 0 时 89 107 127 169 47 0.60 1.12 6.52 6.65
1 2 时 89 107 127 169 19 0.18 0.20 7.10 8.05
1 6 时 89 107 127 169 18 0.12 0.16 8.91 9.40
晚 19时 89 107 127 169 22 0.12 0.18 8.30 8.80
2.4 蒸腾强度及蒸腾系数
生态环境条件对植物蒸腾强度的影响是
很复杂的 。一般来说 ,蒸腾强度随气温升高 、
相对湿度的降低和土壤含水量的增加而加
快。从实验结果可以看出 ,当土壤含水量增
高时 ,戈壁型伊犁蒿的蒸腾速度加快 ,土壤含
水量降低时 ,蒸腾速度也减慢 。测定结果见
表 3。
表 3 戈壁型伊犁蒿的蒸腾强度与环境因子的关系
日期
(日/月)
蒸腾 强度(g/ g·h)
戈壁型伊犁蒿 山地型伊犁蒿 驼绒藜 紫花苜蓿
平均气温(℃)
平均相对湿 度(%)
0～ 50cm土壤含水量(%)
降 水量(mm)
上旬 中旬 下旬
17/ 5 1.18 1.12 - - 20.5 39.0 17.5 13.2 20.7 2.7
29/ 5 1.78 2.09 - - 16.8 51.0 20.5
11/ 6 1.24 1.04 - - 13.7 72 16.5 3.4 23.7 11.2
21/ 6 1.47 1.61 - - 26.3 30 17.7
15/ 7 1.2 0.32 0.66 1.48 26.5 31 13.48
25/ 7 0.4 0.72 0.24 2.29 22.3 45 10.1 1 6.1 0.5
7/ 8 1.0 0.8 0.31 1.28 22.4 48 8.4
18/ 8 0.28 0.8 0.41 0.99 24.4 27 8.2 3.2 2.1 -
28/ 8 0.36 0.69 0.49 1.74 20.6 31 8.22
18/ 9 0.29 0.47 0.37 1.22 20.4 32 9.99
29/ 9 0.22 0.39 0.46 1.31 20.1 37 11.5 45.8 - -
36 中 国 草 地 1998年
从表 3可以看出 ,5 月 29日为测日内蒸
腾强度最高的一天 ,也是土壤含水量最高的
一天 。因为 5月 27日 、28日都有降雨 ,降水
量为 2mm , 29日气温较高(16.8℃),当天 0
～ 50cm 土层土壤含水量为 20.5%。因此 ,
戈壁型伊犁蒿和山地型伊犁蒿的蒸腾强度都
很高 ,分别为 1.78g/g·h 和 2.09g/g·h。另
外 ,8月 18日 0 ～ 50cm 土层土壤含水量最
低 ,为 8.2%,所以该日戈壁型伊犁蒿的蒸腾
强度最低 ,只有 0.28g/g·h;山地型伊犁蒿为
0.79g/g·h;驼绒藜为 0.41g/g·h。因紫花苜
蓿是灌溉植物 ,它的蒸腾强度仍然很高 ,为
1.74g/g·h。从 8月 18日以后 ,土壤含水量
虽然有所增加 ,但戈壁型伊犁蒿的蒸腾强度
还是很低 ,而且有逐渐降低的趋势。蒸腾强
度除了受土壤含水量的影响外 ,还会受到气
温和相对湿度的影响 。从一天内不同时间的
蒸腾情况来看 ,戈壁型伊犁蒿的蒸腾强度随
气温升高而加快 ,上午蒸腾量少 ,中午多 ,下
午又减少。从整个生育期来看 ,在生长前期
戈壁型伊犁蒿的蒸腾强度较大 ,生长中期和
后期较小 。戈壁型伊犁蒿与其它植物相比 ,
蒸腾强度与驼绒藜基本一致 ,比山地型伊犁
蒿和紫花苜蓿低得多。以上结果说明 ,戈壁
型伊犁蒿的抗旱性强。从蒸腾系数来看 ,戈
壁型伊犁蒿的蒸腾系数在 5月份最高 , 9月
份最低 ,而且低于驼绒藜 。戈壁型伊犁蒿在
8月份制造1g干物质需要20 0.36g水 , 9月
表 4 戈壁型伊犁蒿与几种植物蒸腾系数的比较
月份 戈壁型伊犁蒿 山地型伊犁蒿 驼绒藜 紫花苜蓿
5 1805.6 2294.7 - -
6 850 1456 - 1231.8
7 519.12 265 - 1269
8 200.36 244.7 148.24 -
9 134.7 274.8 145.27 -
平均 701.95 907 - -
份需要 134.7g 水 , 在全生育期平均需要
701.95g 水;山地型伊犁蒿则需 907g 水 。戈
壁型伊犁蒿在 5月份蒸腾系数高的原因 ,主
要是它在前期生长很慢 ,积累的干物质量很
少 ,但蒸腾需要的水分较多 ,所以蒸腾系数就
高。结果见表 4。
2.5 戈壁型伊犁蒿的蒸腾耗水量
植物的不同时期蒸腾耗水量主要取决于
植物的蒸腾量和鲜叶量 ,蒸腾量和鲜叶量越
大蒸腾耗水量就越多。戈壁型伊犁蒿在 5月
份蒸腾量最高 , 鲜叶量(956.85 kg/hm2)最
少 ,蒸腾耗水量为 507.70m3/hm2;7 月份鲜
叶量为 5670kg/hm2 ,蒸腾耗水量为1954.5
m3/hm2;9月份蒸腾量最少 ,鲜叶量(9870.9
kg/hm2)最高 ,蒸腾耗水量为895.5m3/hm 2;5
～ 9 月总耗水为 5277.9m3/hm2 。从各月耗
水量来看 ,7月份蒸腾耗水量最高 ,占总蒸腾
耗水量的 37%;5月份蒸腾耗水量最低 ,占总
蒸腾耗水量的 9.6%。虽然戈壁型伊犁蒿的
总耗水量比山地型伊犁蒿高 ,但按其相同鲜
叶量折算 ,耗水量比山地型伊犁蒿低得多(表
5)。
表 5 戈壁型伊犁蒿各月蒸腾耗水量
植物名称 月份 蒸腾强度(g/ g·h)
蒸腾支出水量
(g/g·月)
鲜叶量
(kg/ hm2)
蒸腾耗水量
(m3/ hm2)
总蒸腾耗水量
(m3/ hm2)
每月蒸腾耗水量占总耗水量的
(%)
戈壁型伊犁蒿 5 1.48 530.6 956.85 507.7 9.6
6 1.35 486 1800 874.8 16.5
7 0.93 344.86 5670 1945.5 5277.9 37
8 0.56 206.8 5055 1045.4 19.8
9 0.25 90.72 9870.9 895.5 16.8
山地型伊犁蒿 5 1.64 609.7 1647.3 1004.4 31.6
6 1.23 478.8 1829.4 875.9 27.5
7 0.54 202 1817.85 367.2 3175.7 11.5
8 0.76 281.6 1899 534.8 16.8
9 0.43 155.8 2525.1 393.4 12.36
37第 3期 司马义·巴拉提 不灌溉条件下戈壁型伊犁蒿的抗旱特性及蒸腾耗水量的研究
从乌鲁木齐市 16年的降水分析情况来
看 ,乌鲁木齐市每年平均降水量为 245mm ,
其中生 育期 内(4 ～ 10 月)降水 量为
158.3mm 。若按降水有效系数 0.85折算 ,全
年每公顷地可以获得 2020.05m3 水。
按戈壁型伊犁蒿的蒸腾耗水量来计算 ,
大气降水远远满足不了其水分需要 ,因此戈
壁型伊犁蒿的生长发育除了靠大气降水外 ,
还要通过吸收土壤深层水分来满足自己的水
分需求。
3 小结
3.1 戈壁型伊犁蒿的水势随土壤含水量的
降低而降低 ,主要是随生育期而降低。它能
忍受非常严重的水分亏缺 ,一般 0 ～ 50cm 土
层的含水量降到 8%、水势降到-16.87bra时
都能正常生长和开花结实 ,没有发现萎蔫现
象。戈壁型伊犁蒿的水势变化与驼绒藜接
近。
3.2 戈壁型伊犁蒿在不灌溉的条件下各生
育期的含水量都较高 ,达 58%以上。但 8 ～ 9
月份的水势很低 ,为-12 ～ 16.87bra ,说明束
缚水含量较高 ,保水力较强。
3.3 戈壁型伊犁蒿叶表皮蛛丝状毛密度大 ,
它在遮挡强光 、减少蒸腾方面起着重要作用。
除了表皮上有大量的毛外 ,还有很多气孔 ,但
气孔的开放时间和不同时间的开放度不同。
白天大多数气孔基本处于关闭状态 ,气孔主
要随温度的升高而关闭。早晨 8时气孔基本
开放 ,而且开放度最大 ,开放气孔占总气孔数
的 83%,气孔横径为 1.23μm 。上午 10时关
闭气孔数增多 ,开放气孔数占 47%。中午 12
时气孔基本关闭 ,开放气孔占 19%,气孔横
径为 0.18μm 。从晚上 19时以后 ,气孔又趋
于开放 。由此可见 ,戈壁型伊犁蒿在高温下
通过关闭气孔能大大降低蒸腾强度 ,这是戈
壁型伊犁蒿在炎热干旱的条件下能抗高温和
抗干旱的重要特点。
3.4 戈壁型伊犁蒿的蒸腾强度随土壤含水
量的降低而减弱 。从各生育期来看 ,在生长
前期土壤含水量高 ,所以蒸腾强度也大。戈
壁型伊犁蒿的蒸腾强度主要随生育期逐渐减
弱 ,5月份最高 ,平均为 1.48 g/g·h ,8月和 9
月份最低 ,平均分别为 0.55 g/g·h和 0.25
g/g·h 。一天之内 ,上午蒸腾量少 ,中午多 ,下
午又减少 。戈壁型伊犁蒿的蒸腾强度与驼绒
藜一致。从蒸腾系数来看 ,戈壁型伊犁蒿的
蒸腾系数在 5月份最高 , 8月 、9月份最低。8
月 、9月份制造 1g 干物质分别需要 200.36g
水和 134.7g 水 。在 5月份因生长很慢 ,积累
干物质量又少 ,所以蒸腾需水多 , 蒸腾系数
高。
3.5 戈壁型伊犁蒿的蒸腾耗水量在 7 月份
最高 ,占总耗水量的 37%, 5月份蒸腾耗水量
最低 ,占总耗水量的 9.6%,5 ～ 9月份总耗水
量为 5277.90m3/hm2 。
3.6 按戈壁型伊犁蒿的蒸腾耗水量计算 ,大
气降水远远满足不了其水分需要 ,因此它的
生长发育除了靠大气降水外 ,还要通过吸收
土壤深层的水分来满足自己的水分需求 。
综上所述 ,戈壁型伊犁蒿在土壤含水量
很低的情况下能保证正常的生长发育 ,保水
力较强 ,炎热的 8 ～ 9 月份蒸腾强度低 、耗水
量少 ,这说明戈壁型伊犁蒿的抗旱性强。因
此 ,在降水量为 200mm左右的没有灌溉条件
的荒漠区可以推广利用戈壁型伊犁蒿。
4 参考文献
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38 中 国 草 地 1998年