全 文 ：第 5 卷
V o l
.
5 N o
草 地 学 报
A C T A A G R E S T IA S IN CA
1 9 9 7 年
1 9 9 7
松嫩平原盐碱化草地星星草的适应性
及耐盐生理特性的研究 ‘
王 苹 李建东 欧勇玲
(东北师范大学国家草地生态工程实验室 , 长春 13 0 0 2 4)
摘要 :本文对不同程度盐碱生境条件下星星草的生物量 , 优势度及生理指标进行系统地分析
研究 。 结果表明 : 星星草的生 态分布幅度较窄 , 但对盐碱生境具有较强的适应能力 , 在 p H 值为
9
.
80 一 10 . 7 , 电导率为 0 . 60 一 0 . 94 m s/ 。m 的土壤都能正常生长。 通过其体内积累脯氨酸和无机离
子进行渗透调节 , 以适应盐碱生境条件的变化 。
关锐词 : 星星草 ; 盐碱生境 ; 脯氨酸 ; 无机离子 ; 渗透调节
1 引言
星星草 (尸uc “ne l ia ten u if o ra ) 为丛生多年生禾草 , 是松嫩平原盐碱化草地上的优势
植物之一 , 具有较强的耐盐碱能力 , 是盐碱化草地上饲用价值较好的草种之一 (中国饲用植
物志 , 19 7 8 )。 然而其分布幅度较窄 。 关于星星草适应盐碱逆境的研究 , 目前只限于室 内单
因子模拟研究 (石德成等 , 19 9 3) , 关于 自然条件下星星草适应盐碱生境的生理机制研究尚
未见报道 。 因此选择自然条件下星星草群落为研究对象 , 藉以了解星星草耐盐碱的生理生态
机制 。
2 材料与方法
2
.
1 自然概况
研究地点设在吉林省长岭县腰井子种马场境内。 地处松嫩平原南部的冲积平原 (祝延成
等 , 1 9 6 5 )。 地势平缓 , 稍有起伏 , 地段 由 5 一 20 m 之间的固定沙丘群构成 。 由于地形封闭 , 迁
流不畅 , 地面蒸发量大 , 地下水位高 , 且含可溶性盐类 , 土壤大部分为盐渍化 。 气候属 于温带半
湿润气候 , 具明显大陆季风气候特征 , 年降水量 3 10 一 580 m m , 其中 70 % 左右集中于 6 一 9 月 ,
年蒸发量 1 136 一 15 6 5 m m , 约为年降水量的三倍(杨靖春 , 19 8 9 )。
星星草广布于松嫩平原盐渍化土壤和碱化草原的碱斑上 , 喜低湿环境 , 属盐生草甸和碱斑
草甸上的建群种 (郑慧莹 , 19 93 )。
2
.
2 样地选择
本研究在种马场北甸子保护区进行 , 以北甸子草原站 30 m 为起点 , 按群落地上变化情况
选取四个含盐梯度的星星草群落(见表 1 ) 。
2
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3 野外调查和样品分析
2
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3
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1 每个群落选择较为均 一的地段 , 设 四个 5 0 x 5 0c 澎 样方 , 调查样方中草种的株数 、高
国家自然科学基金资助课题
第 2 期 王 苹等 :松嫩平原盐碱化草地星星草的适应性及耐盐生理特性的研究
度 、地上生物量和盖度 。
表 1 各种群落的生境指标
T ab le 1 T h e e n v iro
n 幻n
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a ls in d ex of al ka 】o id o o r n r n u n ities
项目 群 落 C冶m m u ni ty
hem T
,
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土壤电导率 (rns / rm )
5 0 11 C o n d u e tivi ty
土壤 p H
5 0 11 PH
0
.
60 0
.
8 3 5 0
.
88 4 0
.
94
9
.
80 1 0
.
25 10
.
60
群落结构
S tru
etu r e of
C o r n r n U n ltle S
羊草和星星草大面积混 纯星星草群落 纯星星草群落 , 低生 , 周围是鸡 儿肠和羊 Pur e P二in el 边 洼水淹 地有 芦苇草混生 ten 二汀ZOra ~
一 枯草
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1 0 70
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散生长
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l血 忿君”u ij肠ra in
al ka li n e p at ehes
2
.
3
.
2 用酸性苟三酮法测定植株地上部分游离脯氨酸含量(朱广廉 , 19 8 0 ) ;用原子吸收光谱
法测定地上部 K 十 、 N a + 含量 ; ’用微量凯氏定氮法测定植株地上部分全氮含量 。
2
.
3
.
3 采集各群落植物根系区的土壤样品 , 阴干后 , 过 20 目筛 , 用 2 0 一2 型 pH 计测土壤 pH
nUO
厂O,l
. .二,1.
值 。 用 14 81 一60 型电导仪测试土壤含盐量。
3 结果与分析
3
.
1 星星草衬盐碱的适应性
群落的演变是由一定生态环境
0。后u一日00侧琢攀决定的
, 星星草出现在盐碱化较强的
低湿土壤(表 1 )。 随着土壤 pH 值和
含盐量的增加 , 植物群落进行退化演
变 , 羊草从群落中逐渐 消失 , 向耐盐
碱能力强的纯星星 草群落过渡 。 星
星草只分布在 pH 值变化较小(1 个
单位左右 )的范围 内偏因此它的生态
分布幅度较窄 , 并且在不同含盐量生
境的群落中 , 其优势度则有差异 (见
图 1 )。 这说明星星草对盐碱生境的
适应程度各异 。
3
.
2 星星草地上生物蚤与土壤含盐
8 0
4 0
0
.
5 5 0
.
6 5 0
.
7 5 0
.
8 5 0
,
9 5
土壤电导率(m szem )
5 0 11 e o n d u etiv ity
图 1 在不同盐分梯度中星星革在群落中的优势度
Fig
.
1 T h e d o m in an de g r e of P毗‘nel l她 ten u 汀肠ra in
e
om m
u n itis f
rom
di ffer
n t sal in
e g ra d ie n ts
蚤关 系
研究结果表明 , 星星草种群生物量是受土壤盐度 (以电导率表示 )的影响 。 按土壤电导率
的变化 , 做出星星草生物量的曲线 (图 2) 与不同盐碱生境条件下星星草的生物量有所差异 。
从图中可以看出 , 在土壤电导率为 0 . 60 一 0 . 835 m s/ Cm 的土壤上星星草均能生长 。 在电导率
草 地 学 报 199 7 年
为 0 . 6 0 一 0 . 8 3 5 m s/ Cm 的范围内 , 随着电导率的增加 , *星星草生物量呈上升趋势 , 结果说明在
一定含盐量的环境中更适合星星草生长 。 在土壤电导率为 0 . 835 一 o . 94 m s/ 。m 范围内 , 随着
4 0
3 0
2 0
1 0 ‘e e e e es we we 司‘e se se se e -
0
.
5 5 0
.
6 5 0
.
7 5 0
.
8 5 0
.
9 5
土壤电导率(m s /c m )
5 0 11 c o n d u etiv ity
图 2 星星草生物t 与土城电导率之间的关系
F ig
·
2 T h e r e la tio n be twe
n b
lornas
of P
u叭n el l勿 ten u 汀劫 r a
an d co
n d u e tiv ity of 50 11
土壤电导率的上升 , 星星草生物量从
3 9 克减至 12 克 , 表现为递减趋势。
3
.
3 星星草适应盐碱生晚的生理特
点
3
.
3
.
1 在不同盐碱生境下星星草全
氮含量 氮素在植物 生命的活动中
占重要位置 , 它不但是活体的组成成
分 , 而且是活体代谢的调节物质 。 通
过对不同盐碱生境下星星草全氮含
量的变化(如图 3) 可知 : 在低盐环境
下星星草的全氮含量较高 , 并且一定
的盐碱环境对星星草氮素合成起到
促进作用 。 当土壤电导率为 0 . 60 一
0
.
8 3 5 m s / em 范围内 , 随着土壤 电导
率的增加 , 星星草全氮含量略呈上升
趋势 。 体现星 星草对盐碱环境的一
S的司日0山咧鼻州
种生理适应 。 通过细胞中氮素的积累 ,
水分 , 以保持水分平衡 , 维持正常代谢 ,
3 r
使细胞渗透势提高 , 使植株在较高盐碱环境下吸收大量
又可稀释体内盐分 , 从而使植株免受伤害 。 当土壤含盐
量超过一定值时 , 星星草全氮含量则
呈现下降趋势 。
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5 5 0
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.
8 5 0
.
9 5
土壤电导率 (:n s / e m )
5 0 11 e o n d 、一e t iv ity
图 3 星星草全氮含 t 与土城电导率的关系
Fig
.
3 T h e r e la t ion b
e t
we
n th e to
a l ni tro g e n con
ten t of
Puc
c i n el l纽 ten u泛勇如ra a n d 50 11 e o n d u e t ivi ty
3
.
3
.
2 在不同盐碱生境下星星草脯
氨酸积累 渗透胁迫是盐碱胁迫的
基本组成部分 (朱广廉 , 19 80 ) 。 脯氨
酸是植物体 内一种重要的渗透调节
剂 (汤章城 , 1 9 8 4 ) 。 在不 同盐碱生境
中 , 星星草能够不同程度地积累脯氨
酸 (见图 4) 。 从图 4 可以看出 , 星星
草脯氨酸积累量是随着土壤电导率
的增 加 而增 加 , 在 土壤 电导率低于
0
.
8 8 4 m s/ cm 时 , 曲线一直呈缓慢上
升 趋 势 , 在 土 壤 电 导 率 大 于
0
.
8 4 m s/ 。m 之后 , 曲线上升较快 , 脯
氨酸含量的变化率增大 。
在盐碱逆境下 , 星星草通过积累
脯氨酸等有机溶质增强渗透调节能力 , 以适应一定的盐碱生境 。 脯氨酸作为一种细胞质渗透
物质和防脱水剂 (汤章城 , 19 8 4) , 其含量的增加将会使细胞的渗透势下降 , 促进吸水过程 。 星
第 2 期 王 苹等 : 松嫩平原盐碱化草地星星草的适应性及耐盐生理特性的研究
星草通过积累脯氨酸减轻由于盐碱逆境造成的 “生理干旱 ” , 这是星星草对盐碱生境的一种生
理适应。 从脯氨酸积累量 的变化可
反应星星草受盐碱胁迫的程度 , 也可
作为评价星星草耐盐碱能力的综合
指标 。 以上实验结果表明 , 土壤电导
率大于 0 . 884 m s/ 。m 之后 , 星星草受
到较大程度的危害 , 此时脯氨酸的积
累是其抗盐碱作用的生理机制之一 。
3
.
3
.
3 在不同盐碱生境下星星草离
子含量 从图5 可以看出 , 随着土壤
电导率的增加 , 星星草不断地从环境
中吸收 N a + , 体 内 N a + 含 量不 断增
加 。 在土壤电导率低于 0 . 835 m s/ c m
时 , 星星草 N a 十 含量 的增 加 比较缓
慢 , 而当土壤电导率值继续增大时 ,
星星草 N a 十 含量呈迅速上升趋势 。
星星草 K 十含量随着土壤电导率的增
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一.渗0 .思三助酬和.日d
0
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9 5
土壤电导率(m s/c m )
5 0 11 e o n d u e tiv ity
图 4 星星草游离脯氮酸含t 与土城电导率的关系
F ig
.
4 T he rel
a t ion be tw en p ro li
n e co n ten t of Puc
c i n e ll边
如 u ij而r a an d soi lcon d u e t i vi ty
加无明显变化趋势 。 c 扩十 、 M扩+ 含量随着土壤电导率的增加均呈现明显下降趋势 。 Caz + 、
M扩+ 在植物体内含量降低将使生长受抑 。 从生理意义上看 , N a 十 、 K 十 等无机离子在植物体内
一u。lo‘宝
渗。.锐旦叫敬+“
积累可降低细胞渗透势 , 促进
吸水过 程 , 增 强 渗透调 节能
力 。
4 结论
4
.
1 星星草的生态分布 幅度
较窄 , 能 在 pH 值 为 9 . 80 一
10
.
4 9
, 电 导 率 为 0 . 6 0 一
0
.
94 m s/ c m 的土壤上 生长 , 表
现出较 强 的适应盐碱生境的
能力 。
4
.
2 随着土壤电导率的增高
星星草的优势度及生 物量 呈
钟状或二 项式分布 。 同 时总
氮含量 、脯氮酸含量及 N a 十 、
K
+ 、
e a Z
+ 、
M扩+ 含量均呈现规
律性变化 。 表明星 星 草对不
同盐碱环境适应程度的差异 。
0
.
4 2
0 3 2
0
.
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0 2
Caz+卜钾嗜卜
-u。o+阮二.飞十招之
琴。曲锄三归和+知芝.十N .喊油z
0
.
5 0
.
6 0
.
7 0
.
8 0
.
9
上壤电导率(m 澎c m )
5 0 11 e o n d u e t iv ity
图 5 星星草 K + 、 N 。令 、。 2 + 、M扩+ 不同阴离质子含t
与土城电导率的关系
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.
5 T he : e la t io n b e tw e n th
e
con
ten t
o f K
+ 、
N a
十 、
M扩+ of
P u c i , el l泛a t e ”u 诬厂如ra a n d 501 1 co n d u e t ivi ty
4
.
3 星星草具有较强的适应盐碱逆境的能力 。 在盐碱逆境下星星草通过体内积累脯氨酸和
吸收无机离子进行渗透调节 , 以维持细胞内一定膨压 , 使植株得以正常生活。
草 地 学 报 19 97 年
参 考 文 献
中国饲用植物志编辑委员会编 , 19 78 , 中国饲用植物志(第一卷 ), 北京 : 农业出版社 , 21 一 2
石德成 、殷立娟 , 1 993 , 盐 (N a CI )与碱 (N aZ C场 )对星星草胁迫作用的差异 , 植物学报 , 35 (2) : 14 一 149
祝廷成等 , 19 65 , 东北草原上的植被复合体 , 吉林师范大学学报 , 7 : 8 7 一 102
杨靖春 , 19 8 9 , 东北羊草草原土壤微生物呼吸速率的研究 , 生态学报 , 9( 2) : 139 一 143
郑慧莹 、李建东 , 19 93 , 松嫩平原的草地植被及其利用保护 , 北京 : 科学出版社 ,
朱广廉 , 19 80 , 植物体内游离脯氨酸测定 。 植物理学通讯 , 2 0 (1 ) : 35 一 37
汤章城 , 1 984 , 逆境条件下植物脯氨酸的积累及其可能的意义 , 植物生理学通讯 , (1 ) :巧 一 21
S tu d ies o n th e A d a Pta b ility a n d T o le r a n e e o f P u c in e llia te n u价o ra
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K e y w o rd s
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P u c in e llia te n u试o ra ; Sa lty h eb it a t s ; Pro lin e ; Ino rg a n ie io n s ; T o r a g ul a t e 0 5 -
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