全 文 ：武汉植物学研究 2006，24(3)：245—249
Journal oi"Wuhan Botanical Research
植被砼对两个早熟禾品种叶表皮细胞的影响
费永俊，刘志雄，龚松涛
(长江大学园艺园林学院。湖北荆州 434025)
摘 要：研究了植被砼与地生两种生境下，草地早熟禾(Poapratens／s L．)的2个品种‘Nublue’和‘Kenblue’的叶片
下表皮长细胞长、短细胞长、气孔长宽比以及单位视野内气孔数的差异。结果表明：在长细胞长、短细胞长、气孔长
宽比的比较中，各组比较均差异显著。在气孔数的比较中，‘Nublue’的下表皮气孔数差异显著；而‘Kenblue’在这
两种差异较大的生境下气孔数无显著性差异。
关键词：早熟禾；植被砼；表皮细胞；气孔
中围分类号：Q944．5 文献标识码：A 文章编号：1000-470X( )03-0245-05
Efect of Vegetation Concrete on the Leaf Epidermis Cell of
Two Varieties of Poa pratensis L．
FEI Yong-Jun，LIU Zhi-Xiong，GONG Song-Tao
(co／~ge of d andHort／cu／tu~，Yangtze ，Jingzhou，Hubei 434025，China)
Abstract：The diferences of leaf epidermis of‘Nublue’and ‘Kenblue’。two varieties of Poa pratensis
L．under two habitats which were the vegetation concrete．and山e rural area soil were studied in this pa．
per．Thus there were four samples totally，four parameters were concerned，which were the length of long
cell，the length of short cel，the length／width ratio of gas vent and the numbers of gas vent per field of vi-
sion．It showed remarkable diference in the length of long cel，the length of short cel，the length／width
ratio of gas vent between each group．As山e vegetation concrete Was a kind of alkaline environment．it was
reaso．nable to conclude山at山ese two varieties had relatively greater plasticitv t0山e alkaline environ．
ment．In comparison of gas vent numbers。‘Nublue’showed remarkable diference。which demonstrated
that it had a relatively hrge plasticity to the changes ofmoisture and gas ，while ‘Kenblue’showed litle
diference which showed its greater adaptability to山e chan ges of moisture an d gas．
Key words：Poa pratensis L．；Vegetation concrete；Epiderm is cel；Stoma
植被砼，又称护坡生物砼，该技术被应用于生物
护坡工程，即利用生物(主要指植物)对边坡实施植
被恢复措施，建立一个新的植物群落，以期达到恢复
生态环境、治理水土流失之 目的。国外称之为坡面
生态工程 (slope eco-engineering，简称 SEE)或坡面
生物工程(slope bio-engineering)，指以环境保护和
工程建设为目的的生物控制或生物建造工程，也指
利用植被进行坡面保护和侵蚀控制的途径与手
段⋯。植被砼对岩石边坡进行防护和绿化的技术
核心和技术难点是植被砼的配方，其中适合不同生
境、抗逆性强、工程性能好的草种选择也是至关重要
的。不同的草种适应植被砼的能力有较大的差异，
这一特点为工程选种提供了一个良好的课题。
草地早熟禾(Poa pratensis L．)是禾本科早熟禾
属多年生的一种重要的冷季型坪用草种。因其抗逆
性强，根状茎繁殖迅速、再生力强，适应性广(特别
是对土壤适应的范围比较大、能忍耐 pH值为 7．0～
8．7的盐碱土)，株型低矮，绿色期长，成坪性好等优
点，被广泛应用于园林绿化，建植运动场、飞机场、公
园，固土护坡和盐碱地改良 J。
叶片是植物进化过程中对环境变化比较敏感且
可塑性较大的器官，环境变化常导致叶的长、宽及厚
度，叶表面气孔、表皮细胞及附属物等形态解剖结构
的响应与适应 ¨ 。气孔是植物与外界进气体和水分
收稿日期：2005-09-26，修回日期：2006-044)6。
基金项目：湖北省科技厅攻关项目(2002AA3001C99)；湖北省教育厅重大科研项目(2002Z0007)；湖北省涝渍灾害与湿地农业重点实验
室开放基金(HNKFJ2002C03)；湖北省自然科学基金资助项目(200oj118)；湖北省教育厅优秀中青年科技创新团队资助项 目(鄂教科
[2003年7号]文 一12)。
作者简介：费永俊(1965一)，男，湖北天门人，教授，主要从事草坪和护坡草种种质资源的研究和评价工作(E-mail：fyp599@yahoo．com．cn)。
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武 汉 植 物 学 研 究 第 24卷
交换的孔道，研究表明，在干旱、水分、盐碱胁迫条件
下，植物叶片单位视野内气孔数目、大小、形状等都
会产生一定的变化，以适应生长环境 。
研究还表明，植物叶片表皮细胞角质层的厚度
也与其抗逆性有关 o．“】，有些植物盐碱条件下植物
表皮细胞形状也会发生变化 ，解剖结构上表现出对
其生境的适应特征 。有关早熟禾叶片单位视野
内气孔的数目、大小，表皮细胞(分长细胞和短细胞
两种类型)的形态、大小等对环境的响应与适应方
面的文献未见报道。
笔者以种植在植被砼上的抗逆性较强的2个草
地早熟禾品种为试材，对其叶下表皮的长细胞长
度、短细胞长度、气孔长度、气孔长宽比以及单位
视野内气孔数作了比较分析，为进一步研究其在植
被砼上的应用前景积累资料，并为进一步选择和合
理利用最佳草种，了解其生态适应性，最大限度地
提高生产力，丰富植被砼生境下种质资源等提供理
论依据。
1 材料与方法
草地早熟 禾 (Poa pratensis L．)的 2个品种
‘Nublue’(纽布鲁)和‘Kenblue’(兰肯)均购置于北
京克劳沃草业有限公司。试验仪器采用国产／NO—
EC XS-212—103型光学显微镜，日本产 Olympus BH一
2型显微摄像生物显微镜。
2003年8月 21日，将供试材料分别播种于长
江大学园艺园林学院植物园内的植被砼和自然土壤
中(各2个小区)。植被砼基质材料的配方为：黄泥
土 ：水泥 ：混凝土添加剂 =77．26：9．65：13．09，pH
值为8．8。自然土壤的pH值为7．9，土壤质地为粘
壤土，碱解氮为 65 mg／kg，速效磷为 8．6 mg／kg，速
效钾为l13 mg／kg，有机质为 l4．48 g／kg。
参照小麦叶表皮制片方法 引¨：采新鲜无病的成
熟的早熟禾叶片，剪取 自上往下数第三片叶中间部
分，分割成 2～3 cm的组织块。以 F从 固定 24 h，并
保存其中。将已固定的叶片转移至清水中清洗数次
并浸泡以除去固定液。再将材料放于载玻片上，用
双面刀片新刀片(刀刃垂直叶面)轻轻、均匀地刮去
上表皮和部分叶肉，以便于酶液彻底解离叶肉细胞，
仅留下表皮组织。
将留存的表皮转移至 1％混合酶液(果胶酶和
纤维素酶各半 )中，在室温条件下 处理 (解离)
0．5 h，待叶肉完全解离后，再将表皮移至培养皿中
用蒸馏水进行洗刷，换一次蒸馏水转入表面皿镜检，
合适的材料才制片。用 4％铁矾染 5～10 min。自
来水漂洗 10 min，蒸馏水过一遍。再用0．5％苏木
精染色 3～5 min。自来水洗约 0．5 min。将完成上
述步骤的材料置于载玻片上，均匀刮去残余的叶肉
组织即可装片观察。将制好的切片置于显微摄像生
物显微镜下，分别在 目镜 ×10、物镜 ×10以及 目镜
×10、物镜 x40放大条件下选取典型视野摄影。在
光学显微镜下观察如下指标：
(1)分别测量长细胞、短细胞和气孔的长和宽，
随机选择 3O个完整的长细胞、短细胞和气孔，分别
测量其长和宽并纪录读数。
(2)测量单位面积内的气孔数 随机选择 30个
完整的视野，并测量记录每个视野中的气孔数及视
野面积。
运用SPSS 10．0软件分析数据，并使用 Sigma—
Plot 2001 Demo软件绘制图表。
2 结果与分析
2．1 不同生境下早熟禾下表皮长细胞长度的比较
在4个小区叶下表皮长细胞长度的比较上，地生
‘Nublue’(216．6987 4-6．2153 ，n=30)与植被砼
‘Nublue’(280．5493 4-12．4612 ，n=30)、地生
‘Nublue’与地生‘Kenblue’(274．9727 4-7．4255 ，
n=30)、植 被 砼 ‘Nublue’与 植 被 砼 ‘Kenblue’
(199。5817 4-7．2059 ，n=3o)、地生‘Kenblue’与植
被砼‘Kenblue’均存在着显著差异(LSD，P<0．05)
(见图 l，图2：A，C，E，G)。与地生材料相比，在植被
砼生境下，‘Nublue’叶下表皮长细胞长度的变化与
‘Kenblue’的正好相反。从这两个早熟禾品种在植被
砼上下表皮长细胞长度的可塑性程度来看，这两个品
种均表现出对植被砼 (类似盐碱干旱生境)胁迫作
出了积极的响应，但品种间的响应方式并不相同。
Nublue’growing O1 rual area soil
Nublue’growing O1 vegetation concrete
Kenblue’growing OI rual area soil
Kenblue’growing OII vegetation concrete
300
280
260
240
220
200
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供试 材料
Tested materials
图 1 早熟禾叶下表皮长细胞长度的比较
Fig．1 Comparison ofthe le,~,th ofleave’s epidermis
long cel ofPoapratens／s L．
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第 3期 费永俊等：植被砼对两个早熟禾品种叶表皮细胞的影响 247
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．^地生 ‘Nubl~’lIf．表皮细胞，×100；l地生 Nublue。叶表皮细胞，×40O；c地生‘Kenblue’叶表啦细胞． 【D0；D地生‘Kenbiue’叶表皮
细胞，~400；E．植被砖 Nublue’叶表歧细胞 ．x100；F．植被砼‘Nublue’叶表皮细胞 x 4OO；G植被砖 Kenblue’I1{表盛至『l】胞，x100；H．檀
被畦 ‘K nb|ue’叶 丧度细 胞 ．×4O
^ 。Ilae leaf epide~ is cell of K~ tucky F／luegrm~s Nublue。gn,wlng 0n torsiⅡ呲 】
． x 】00：Ⅱ The leaf epiderml,cell l Kentucky Bluegr~
Nublue。growing㈨ fund l，x400；C Th e leaf epidermis U of Kentucky Bluegrass ‘Kenhlue’g~wing(in rural＆ B soil
， 100：D．Tite
leaf epidermis cel of Kentucky Btoegra~ ‘Kenblue’grouting 【Ⅲ 丌J丁丑1 area )i1
． ×400；E 1 eleaf epid~ i ceil,f Kenlucky Bluegrass‘Nublue’
“ 。m Hn⋯ on 叫 e．x100 F．‘Iheleaf印 d⋯ 日cet[0fKenlucky Bluel~ ．s Nubiue。gw~ ng’m vegetation 。n Tete
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x4．90：G The leaf
epidermis cel ofKentucky131uegras~ ‘Kenblu ’growing DTl vegemtion⋯ r e
．
x10o；H The leaf epidermis cel ofKenlueky Blue．ass‘K~ blue’
g~ eing。n vegetation ⋯ c 【e． x40O
围 2 不同生境 下早熟禾叶下表皮细胞的显微结构
Fi$．2 The micro~trueture of leaf epidermis cel of Kentucky Bluegrass in diferent ha；，itats
2．2 不同生境下早熟禾下表皮短细胞长度的比较
在4个小区叶下表皮短细胞长度的比较上，地
生‘Nublue’(19．5167±0 3553 m，n=30)与植被
砼 ‘Nublue’(17 5480±0．4030 m，13=30)、地 生
‘Nublue’与地生‘Kenblue’(I7．5697±0．2602 I．rm．
n=30)、植被砼 Nublue’与植被 砼 ‘Kenblue’
(13．3548±0．5221 m，n=21)、地生‘Kenblue’与
植被砼 ‘Kenblue’均 存在着 娃著差 异(LSD，p(
0．05)(见图3．图2：A，C，E，G)。与地生材料相比，
在植被砼生境下， Nublue’叶下表皮短细胞长度的变 ‰ 1
化与‘Kenblue’的变化趋势一致，都表现出长度缩短，
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囤 3 早熟禾肿下表皮短细肋长度的比较
Comparison of the length of leave’B epidermis short
ceil of J 。pratensis L
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武 汉 植 物 学 研 究 第24卷
‘Kenblue’叶下表皮短细胞长度的缩短更为显著。
2．3 不同生境下早熟禾下表皮气孔长宽比的比较
在 4个小区叶下表皮气孔长宽比的比较上，地
生‘Nublue’(1．3326±0．0213 Ixm，n=30)与植被砼
‘Nublue’(1．7931±0．0427岬 ，n=30)、地 生
‘Nublue’与地生‘Kenblue’(1．4059±0．0253 ，
n=30)、植 被 砼 ‘Nublue’与植被 砼 ‘Kenblue’
(1．2281±0．0296岬 ，n=30)、地生‘Kenblue’与植
被砼‘Kenblue’均存在着显著差异(LSD，P<0．05)
(见图4，图 2：B，D，F，H)。与地生材料相比，在植
被砼生境下，‘Nublue’叶下表皮的气孔长宽比变化
趋势与‘Kenblue’正好相反。这种变化趋势正好与
两个品种在植被砼上长细胞长度变化的趋势相同。
l‘
2‘
詈；： 囊Nuble’growing onrual rea soil vegtincnret Kenu c
Nublue’growing on rual area so il
Nublue’growing on vegetation concrete
Kenblue’growing OI1 rual area soil
Kenblue’growing on vegetation concrete
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图 5 早熟禾叶下表皮气孔数的比较
Fig．5 Comparison ofthe stoma llesl ofleave’s epidermis
cel ofPoa pratetuis L．
与地生材料相比，在植被砼生境下，‘Nublue’单位
视野内的气孔数有显著的增加，‘Kenblue’单位视野
内的气孔数在减少，但并不显著。
3 结论与讨论
(1)在长细胞长度、短细胞长度以及气孔长宽
比的比较中，同一品种不同生境之间、同一生境不同
品种之间都存在显著差异。由于植被砼属碱性环境
(类似的生境如使用了除冰盐的公路两旁土壤
等)，故两个品种对碱性环境都有一定的可塑性和
抗盐性。其可塑性表明：由于草地早熟禾形态学结
构细微，受环境影响较大 ，其叶片下表皮长细胞
的长度、短细胞的长度以及气孔长宽比在不同的生
长环境条件下会发生显著的改变；在相同的生长环
境条件下，由于品种的不同亦有显著的差异。
(2)气孔是植物叶片和外界环境进行气体交换
和蒸腾作用的重要通道。气孔的形态、大小、分布和
数量影响植物的光合和蒸腾等生理活动 ¨。从单
位视野内的气孔数量来看，同种生境下‘Nublue’和
‘Kenblue’的气 孔数 表现 出 明显 差异 ；植 被砼
‘Nublue’较地生‘Nublue’气孔数有显著的增加，这
与沈禹颖 观察到小花碱茅在盐胁迫下叶片气孔
密度增加的结果相似；植被砼 ‘Kenblue’较地生
‘Kenblue’气孔数少，但差异并不显著。以气孔密度
作为评价指标，‘Nublue’对植被砼的响应要 比
‘Kenblue’积极，表现出了明显的可塑性。在植被砼
上，气孔响应和适应性的关键是 ，植物既要保水，又
要获得光合作用所需的 CO：。可塑性 良好的植物，
其气孔形状、大小，密度等都会不同程度的响应，表
现出生态适应性特征。就其单个解剖结构对这种生
境响应的贡献及其形式，以及各种结构间的相互作
用，则需要进一步的研究。
(3)与地生环境相比，在植被砼上，‘Nublue’下
表皮细胞的长度、气孔长宽比、单位视野内的气孔数
都有显著的增加，但短细胞长度显著变小；‘Ken—
blue’下表皮长细胞的长度、短细胞的长度以及气孔
长宽比都有显著的变小，单位视野内的气孔数有变
少的趋势，但不明显，这可能源于品种间本身的差
异。
通过试验观察，在植被砼上，‘Nublue’和‘Ken-
blue’两个品种早期均表现良好，都能迅速形成叶色
均匀、平整致密的草皮，但就成坪性的综合指标而
言，植被砼上的‘Nublue’表现要比‘Kenblue’更为优
异，这个结果与‘Nublue’的叶表皮细胞更具表型可
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第3期 费永俊等：植被砼对两个早熟禾品种叶表皮细胞的影响
塑性相一致。
关于早熟禾叶表皮细胞表型可塑性与生态适应
性的关系，尚需结合生理指标开展深人的研究，以期
最终揭示早熟禾叶表皮细胞表型可塑性与生态适应
的生理学机制。
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