全 文 ：第 36卷 第 2期
2007 年 3 月
内蒙古师范大学学报 (自然科学汉文版)
Journal o f Inner M ongo lia No rmal University (Natura l Science Edition)
Vol. 36 No. 2
Mar. 2007
收稿日期:2006- 08- 28
基金项目:内蒙古自然科学基金资助项目(200508010508)
作者简介:吴恩岐(1964- ),男,内蒙古赤峰市人 ,内蒙古师范大学讲师 ,主要从事植物生理学研究.
柄扁桃根系水分共享特性研究
吴恩岐1 , 王怡青2 , 斯琴巴特尔1
(1.内蒙古师范大学 生命科学与技术学院 ,内蒙古 呼和浩特 010022;
2.内蒙古自治区林业科学研究院 ,内蒙古 呼和浩特 010018)
摘　要:研究了沙地灌木柄扁桃根系的水分共享状况. 结果表明 , 柄扁桃根系具有水分共享的潜力 , 在土壤
水分分布不均匀的条件下 , 若主根水分相对丰富而侧根水分相对匮乏 , 则水分可以由主根转移到侧根中;若侧根
水分相对丰富而主根水分相对匮乏 , 则水分可以由侧根转移到主根中 , 主根中的水分可以进行反向运输;若土壤
水分分布均匀 , 则根系水分由侧根向主根转移 ,在主根中水分由形态学上端向下端转移 , 以保证对地上部分的水
分供应.
关键词:柄扁桃;水分共享;根系
中图分类号:Q 945. 17　　文献标识码:A　　文章编号:1001--8735(2007)02--0199-03
柄扁桃(Prunus pedunculata Max im)是蔷薇科李属落叶灌木 ,是优良的防风固沙植物 ,呈零星或片状分
布于毛乌素沙地的东南部和浑善达克沙地[ 1] . 据赵珍[ 2]报道 ,在内蒙古苏尼特右旗境内有大面积的天然柄扁
桃灌木林分布 ,在都呼木苏木集中连片分布有 5. 3×103 hm 2 .在陕西神木县境内的毛乌素沙漠边沿也发现
有 27 ～ 33 hm2 的天然柄扁桃灌木林[ 3] .柄扁桃极耐干旱和贫瘠 ,其分布区的海拔高度为 1 200 ～ 1 300 m ,年
均降水量为 400 mm ,多集中在 7 ～ 9月份 ,年蒸发量为降水量的 4 ～ 8倍 ,年均风速为 2. 2 ～ 2. 7 m /s ,最大风
速为 28 m /s[ 4] .由于生境的进一步恶化和人为破坏 ,柄扁桃数量锐减 ,被列为濒危植物[ 5 , 6] .柄扁桃作为乡土
植物 ,对脆弱荒漠生态系统的稳定和恢复具有极其重要的作用.目前对于柄扁桃的研究刚刚起步 ,人们对其
生理生态特性仍缺乏了解.
降雨量少是干旱 、半干旱地区制约植物生长发育的最重要的环境因素.如果植物对水分的需求大于实际
的供给 ,为维持生长与繁殖 ,就需要寻找新的水资源或更加节约地利用已有的水分资源 ,以满足其正常的代
谢需要[ 7] .水分共享(water sharing)是指植物体不同部位之间转移 、交换水分的过程. 作为一种有效而节约
利用水分资源的方式 ,水分共享具有重要的生理生态学意义[ 8] .本文探讨了柄扁桃根系的水分共享性 ,旨在
了解其水分利用特性.
图 1　实验箱示意图
1　材料与方法
1. 1　实验材料的培养
柄扁桃种子于 2003年 9月采自内蒙古固阳县柄扁桃自然居群. 去掉柄扁桃种
子外面的果皮 ,用自来水冲洗 24 h ,种植于盛有湿沙的培养盘内 ,置于 20 ～ 25 ℃自
然光照的实验室 ,每天定时定量浇水. 幼苗长到 10 cm 左右时移栽到实验箱内
(图 1),待其适应 3 ～ 5 d后进行水分共享实验.
1. 2　实验方法
1. 2. 1　示踪剂的选择　作为示踪剂 ,首先要求能够被植物根系所吸收 ,并能在植
　　　 内蒙古师范大学学报 (自然科学汉文版) 第 36 卷　
物体内运输 , 其次是颜色必须稳定 ,且能够被检测出来. 实验选用红墨水作为示踪剂 ,不同 pH 值对红墨水
颜色的影响如表 1所示. 由表 1可知 ,红墨水不受酸 、碱影响 ,始终呈红色 ,可作为示踪剂.
表 1　不同 pH 条件下红墨水的颜色变化
pH 1. 05 2. 04 2. 78 4. 38 5. 22 7. 78 9. 20 10. 11 11. 16 12. 28 12. 88
红墨水 红 红 红 红 红 红 红 红 红 红 红
1. 2. 2　水分共享的检测　选择生长旺盛 、大小相近的柄扁桃幼苗 9株 ,分为 3组. 第 1 组:供主根含红墨水
的水分 ,使其侧根缺水处理(图 2);第 2组:供侧根含红墨水的水分 ,使其主根缺水处理(图3);第 3组:供主
根含红墨水的水分 ,使部分侧根缺水处理(图 4).具体处理方法如下:
第 1组 ,打开实验箱活动面 ,小心分离出根系 ,把距主根根尖 10 cm 处定为分隔层 ,用塑料薄膜隔开 ,将
薄膜上面的土替换成相对干燥的沙土 ,使其处于干旱胁迫状态.然后把这部分根分为 2 层 ,第 1层左右各选
1根较长的侧根放入盛有该层干燥沙土的小青霉素瓶内 ,分别标为 2 、3号 ,第 2层同样左右各选 1根较长的
侧根放入盛有该层干燥沙土的青霉素瓶内 ,分别标为 4 、5号. 分隔层以下的土仍为原来实验箱的湿沙土 ,把
主根放入盛有该层湿润沙土的青霉素瓶内 ,并滴加几滴红墨水 ,使瓶内土全变成红色. 最后把各部分根用相
应的土填好 ,盖上实验箱的活动面.处理 24 h后 ,观察 2 、3 、4 、5号瓶内的侧根中是否有红墨水出现.
　　 图 2　第 1 组操作示意图　　　　　　　图 3　第 2 组操作示意图　　　　　　　　图 4　第 3 组操作示意图
第 2组处理法与第 1组的不同之处是分隔层以上供湿润沙土以保持湿润 ,分隔层以下供相对干燥的沙
土以进行干旱胁迫处理. 把主根放入盛有相对干燥沙土的青霉素瓶内 ,标为 1号.分隔层以上选择 1 根吸收
旺盛的侧根 ,放入盛有相对湿润沙土的青霉素瓶内 ,滴加几滴红墨水 ,标为 2号.然后把各部分根用相应的土
填好 ,盖上实验箱的活动面 ,处理 24 h后观察 1号瓶内的主根中是否出现红墨水.
第 3组处理法如图 4所示 ,打开实验箱活动面 ,小心分离出根系 ,把分隔层以上的土替换成相对干燥的
沙土 ,以进行干旱胁迫处理 ,并左右各选择 1根侧根放入盛有相对干燥沙土的青霉素瓶内 ,标为 3 、4号. 分隔
层以下仍为原来的湿润沙土 ,选择 1根生长旺盛的侧根 ,放入盛有相对湿润沙土的青霉素瓶内 ,标为 2号.主
根放入盛有相对湿润沙土的青霉素瓶内 ,滴加几滴红墨水.然后把各部分根用相应的土填好 ,盖上实验箱的
活动面 ,处理 24 h后观察 2 、3 、4号瓶内的侧根中是否出现红墨水.
2　结果与分析
2. 1　主根与侧根的水分共享分析
第 1组实验中 , 2 、3 、4 、5号瓶内的侧根中均出现了红墨水 ,表明水分可以从相对丰富的主根转移到相对
200
　第 2 期 吴恩岐 等:柄扁桃根系水分共享特性研究 　　　
短缺的侧根中 ,而且不分上下左右方位.观察时发现整个根的主干中都有红墨水出现 ,由此可以推断 ,红墨水
首先被主根的根尖吸收进入根的主干 ,之后分配到缺水的侧根中.
较普遍的观点认为 ,在蒸腾拉力和根压的作用下 ,水分被侧根根尖吸收后 ,向根的主干运输 ,再向地上部
分运输.而本实验结果表明 ,在柄扁桃根系中水分可以由主根向侧根运输 ,这种负向运输可能是由于主根木
质部水势高而侧根木质部水势低 ,但还有待于进一步研究.
2. 2　侧根与主根的水分共享分析
第 2组实验中 , 1号瓶的主根内出现了红墨水 ,表明水分可以从相对丰富的侧根转移到相对短缺的主根
中.同时也证明 ,在柄扁桃根系中主干的水分可以进行负向运输 ,即水分被 2号瓶中的侧根吸收后运输到根
的主干 ,再向下运输至主根的根尖.显微观察表明 ,水分在主根向下运输的途径是木质部.
2. 3　根系水分共享特性分析
第 3组实验中 , 3 、4号瓶的侧根内出现了红墨水 ,2号瓶的侧根中没有出现红墨水.这是由于 3 、4号瓶中
的侧根缺水 ,水势较低 ,1号瓶中主根吸收的水分就会转移到 3 、4 号瓶中的侧根内 ,以维持水分相对缺乏的
侧根的正常代谢活动 ,而 2号瓶内的侧根处于湿润的沙土中 ,可以吸收到足够的水分 ,水势较高 ,因而不需要
1号瓶内的主根吸收的水分. 这表明根系之所以出现水分共享 ,是由根系各个部位之间存在水势差所引
起的.
3　结论与讨论
水分共享是植物均衡利用水资源 ,以满足各部分水分需求的能力.对植物体内的水分运输 ,人们一直认
为是由蒸腾拉力和根压引起的单向运输过程.而本实验表明 ,在土壤水分分布不均匀的条件下 ,若主根水分
相对丰富而侧根水分相对匮乏 ,则水分由主根转移到侧根 ,出现水分的反向运输;若侧根水分相对丰富而主
根水分相对匮乏 ,则水分由侧根转移到主根中 ,实现主 、侧根共享有限的水分资源 ,并且主根的水分可以由形
态学下端向形态学上端运输;若土壤水分分布均衡 ,则根系水分由侧根向主根转移 ,在主根中由形态学上端
向下端运输 ,以保障对地上部分的水分供应. 总之 ,柄扁桃根系具有水分共享的潜力 ,缺水的根系部位可以由
不缺水的根系部位提供水分而共享水资源 ,从而有效地利用有限的水资源 ,减小水分胁迫的压力 ,以维持各
部分正常的代谢活动.何维明等[ 9] 以酸性品红作为示踪剂 ,对毛乌素沙化草地 4种沙生灌木根系中的水分共
享状况进行的野外实验研究发现 ,只有沙地柏(Sabina vulgaris)和油蒿(Artemisia ordosica)的根系具有共
享水分的潜力 ,沙柳(Sal ix psammophi la)和杨柴(Hedysarum mongolicum)的根系不具有这种潜力.因此 ,
水分共享是否具有普遍性还有待于进一步研究.
参考文献:
[ 1] 　马毓泉. 内蒙古植物志:第 3 卷 [ M] . 呼和浩特:内蒙古人民出版社 , 1989:181 - 182.
[ 2] 　赵珍. 柄扁桃资源及其利用 [ J] . 内蒙古林业科技 , 2004(12):17.
[ 3] 　郭春会 , 罗梦 ,马玉华 , 等. 沙地濒危植物长柄扁桃特性研究进展 [ J] . 西北农林科技大学学报 , 2005 , 33(12):125 - 129.
[ 4] 　符雅儒 , 万子俊. 沙地植物柄扁桃的生物学特性及引种栽培的研究 [ J] . 西北植物学报 , 1996 , 16(5):19 - 23.
[ 5] 　赵一之. 内蒙古珍稀濒危植物图谱 [ M] . 北京:中国农业科技出版社 , 1992:36 - 37.
[ 6] 　李登武 , 党坤良 ,温仲明 , 等. 黄土高原地区种子植物区系中的珍稀濒危植物研究 [ J] . 西北植物学报 , 2004 , 24(12):
2 321 - 2 328.
[ 7] 　Daw son T E. H ydraulic lift and w ater use by plants :implications fo r water balance , pe rformance and plant-plant interac-
tio ns [ J] . Oeco log ia , 1993 , 95:565 - 574.
[ 8] 　Van K leunen M , Stuefe r J F. Quantifying the effects o f recipro ca l assimilate and w ater translo ca tion in a clonal plant by
the use of steam-g irdling [ J] . O ikos , 1999 , 85:135 - 145.
[ 9] 　何维明 , 张新时. 水分共享在毛乌素沙地 4 种灌木根系中的存在状况 [ J] . 植物生态学报 , 2001 , 25(5):630 - 633.
(下转第 204页)
201
　　　 内蒙古师范大学学报 (自然科学汉文版) 第 36 卷　
参考文献:
[ 1] 　中国科学院内蒙古宁夏综合考察队. 内蒙古植被 [ M] . 北京:科学出版社 , 1985:670 - 673.
[ 2] 　赵一之 , 曹瑞 ,朱宗元. 半日花属一新种 [ J] . 植物分类学报 , 2000 , 38(3):294 - 296.
[ 3] 　刘强 , 王平平 ,苗福 , 等. 濒危植物鄂尔多斯半日花种皮结构的研究 [ J] . 天津师范大学学报 , 2003 , 23(3):21 - 23.
[ 4] 　莫日更 , 白学良 ,马毓泉. 半日花花粉形态种内变异及其花粉地理研究 [ J] . 西北植物学报 , 1997 , 17(4):528 - 532.
[ 5] 　慈忠玲 , 张衡 , 刘玲玉. 古地中海孑遗植物-半日花的组织培养 [ J] . 内蒙古大学学报:自然科学版 , 1995 , 26(5):
616 - 619.
[ 6] 　马虹 , 屠骊珠 ,王迎春. 濒危植物半日花的双受精作用及胚和胚乳发育 [ J] . 内蒙古大学学报:自然科学版 , 1999 , 30(1):
91 - 95.
[ 7] 　马虹 , 王迎春 ,郭晓雷. 张宗炳. 濒危植物半日花大 、小孢子发生和雌 、雄配子体形成 [ J] . 内蒙古大学学报:自然科学版 ,
1997 , 28(3):424 - 429.
[ 8] 　李新荣. 我国珍稀茺漠灌木半日花的适宜气候生态引种区的研究 [ J] . 生态学杂志 , 1998 , 17(2):16 - 19.
[ 9] 　曹瑞 , 段飞舟 ,马虹. 残遗植物半日花与四合木生理生态特征的比较 [ J] . 西北植物学报 , 2001 , 21(1):184 - 187.
T oxicity of the Ex tract from Helianthemum
ordosicum Agains t P lutella x y lostella
YANG Wen-si , TIAN Lei , LIU Qiang
(College of Chemistry and Li f e Science , Tianjin Normal University , T ianj in 300074 , China)
Abstract:Toxicity o f ext ract f rom Helianthemum ordosicum against larvae o f P lutella x y lostel la was
studied by micro topical applicat ion and stomach to xici ty studied by leaf in poison. The results showed that
e xt ract o f H. ordosicum had toxicity to P. xy lostel la and the cor rected mortality at 25 g /L is over 70%
af ter seven day s.
Key words:Helianthemum ordosicum ;P lutel la x y lostel la;toxicity
【责任编辑 金淑兰】
(上接第 201页)
Water Sharing in the Roots o f Prunus Pedunculata Maxim
WU En-qi1 , WANG Yi-qing2 , Siqinbateer1
(1. Collegeo f L i f e Sciences and Technology , I nner Mongolia Norma l Univ ersity , H uhhot 010022 , China;
2. I nner Mongolia Academy o f Forestry S cience , Huhhot 010018 , China)
Abstract:Roots w ater sharing o f sandy shrub P runus pedunculata Maxim. w as studied in this pape r.
The resul ts show ed that a potential for w ater sha ring exists in the root sy stem of pedunculata. When w ater
distribution uneven ,branch roo ts w hich are def icit w ater can share the w ate r abso rbed by main ro ots. At
the same time , the w ater could be transported f rom branch roo ts w hich are contend abundant w ater to main
roo ts w hich w as relative dehydrat ion. If the soil wa ter distribution was uni fo rm , root sy stem w ater w ould
be t ranspo rted f rom branch roo ts to main roo ts , and in the main roo ts , the w ater w as t ranspo rted f rom mor-
phological upper point to morpho logical low point , so that to insure the w ater supply of shoo t.
Key words:P runus pedunculata Maxim ;water sha ring;roo t sy stem
【责任编辑 金淑兰】
204