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10种景天属植物的抗旱性评价



全 文 :10种景天属植物的抗旱性评价
段锦兰 1,付宝春 1,康红梅 1,李志娟 1,刘爱莲 2
(1.山西省农业科学院园艺研究所,山西太原030031;2.山西省农业科学院农业信息研究所,山西太原030006)
摘 要:为了探究景天属植物的抗旱机理,选取10种景天属植物进行水分胁迫盆栽试验,对其叶片持水力、
含水量、叶绿素含量、POD活性等生理生化指标进行了测定,旨在为今后城市园林绿化植物的选择与应用提
供参考依据。结果表明,10种景天属植物的抗旱性依次为:玫红景天>八宝景天>三七景天>费菜>大叶
景天>胭脂红>佛甲草>德国景天>勘察加>松塔。
关键词:干旱胁迫;景天属植物;抗旱性;综合评价
中图分类号:S682.33文献标识码:A 文章编号:1002-2481( 013)06-0557-04
Evaluation of Drought Resistance for 10 Sedum Species
DUANJin-lan1,FUBao-chun1,KANGHong-mei1,LIZhi-juan1,LIUAi-lian2,
(1.ResearchInstituteofHorticulture,ShanxiAcademyofAg iculturalSciences,Ta y an030031,China;
2.InstituteofAgriculturalInformation,ShanxiAc demy fAgr culturalSciences,Taiy an030006,China)
Abstract:Sedum plants is one ofthe best landscaping and roof gardening material, with characters of high ornamentals,
droughtandinfertilesoil endurance. ToexplorethemechanismofdroughtresistanceinSedum plants, thephysiologicaland bio-
chemicalindices, such aswaterretention capability, chlorophyllcontent, watercontentand PODactivityetc., were determined in
leavesof10droughtresistantSedumplant underwaterstress,andtheeffectofwaterstresswasanalyzedtoprovidetheoreticalba-
sisforlandscapingplantselection application in thefuture. Theresultsshowed thattheorderofdroughtresistance fromstrongto
weak wasSedum spectabile Brilliant>Sedum spectabile Borea>Sedum spetabiles>Sedum aizoon L.>Sedum amplibracta-
tum>Sedum spuriumcvcoccineum>Sedum lineareThunb.>Sedum hybridam>Sedum kantshaticum>Sedum nicaeense.
Key words:droughtstress;Sedumplants;droughtresistance;comprehensiveevaluation
收稿日期:2013-03-18
作者简介:段锦兰(1956-),女,山西平遥人,副研究员,主要从事园林植物研究工作。
doi:10.3969/j.issn.1002-2481.2013.06.11
干旱缺水是北方地区存在的一个共性问题,
这一现实严重制约着园林绿化的建设与发展。选
择适宜的绿化材料应对干旱缺水状况,成为园林
绿化领域研究的重点。景天属植物耐旱、耐瘠薄,
育苗及移栽成活率高,观赏性好,逐渐被人们认
识并应用于园林绿化中,尤其在新兴起的屋顶绿
化领域成为首选植物。
为了探究景天属植物的抗旱机理,本试验对
引进的10种景天属植物进行了抗旱性指标测定
及评价,旨在为园林绿化中更加科学合理地选择
植物及管理提供参考依据。
1 材料和方法
1.1试验材料
试材取自山西省农业科学院园艺研究所苗
木示范基地,分别是:八宝景天(Sedum spectabile
Borea)、玫红景天(Sedum spectabile Brilliant)、佛
甲草(Sedum lineare Thunb.)、胭脂红(Sedum
spuriumcv ‘coccineum’)、 三 七 景 天(Sedum
spetabiles)、德国景天(Sedum hybridam)、费菜(e-
dum aizoon L.)、松塔景天(Sedum nicaeense)、勘
察加(Sedum kantshaticum)、大叶景天(Sedum am-
plibractatum)。2012年 5月下旬在各参试品种
中,选取生长状况基本整齐一致的植株各3株,
栽于30cm×25cm的塑料盆内,基质为普通园
土,随后置于塑料大棚内,经常规管理45d,为室
内生理生化指标的测定做准备。
1.2试验方法
大棚内的试验盆株在采叶前浇透水,1周后
在植株中部位置第1次采集叶片,大叶种类采
2~5片,小叶种类采6~20片。以后每隔10d采
一次叶,共采集4次。
山西农业科学2013,41(6):557-560 Journal of Shanxi Agricultural Sciences
557· ·
山西农业科学2013年第41卷第6期
1.3测定项目及方法
持水力的测定用自然干燥法[1];叶片含水量
的测定用饱和称重法[2];叶绿素测定用分光光度
计法[3];POD测定用愈创木酚比色法[3]。
1.4数据处理
采用DPS统计软件对数据进行差异显著性
分析;用隶属函数法对10种景天属植物生理生
化指标的隶属函数值进行加权计算,以分析评价
10种景天属植物的抗旱性。
2 结果与分析
2.110种景天属植物叶片持水力的比较
叶片持水力是反映植物耐旱能力最重要的
指标之一[4]。测定结果发现,10种景天属植物叶
片脱离母体后,持水能力有所差异。从图1可以
看出,10种景天属植物的持水能力都比较强,离
体24h后持水力都维持在90%左右,特别是玫
红景天、八宝景天、三七景天、大叶景天,24h后
持水力远远超过90%。延续到96h后,玫红景天
的持水力仍还保持在94%,而勘察加、松塔景天
相对差一些,尤其是松塔景天已下降到80%以
下。单从持水力角度分析,玫红景天表现最好,松
塔景天表现最差。
2.210种景天属植物叶片相对含水量的比较
在干旱条件下,相对含水量高的植物其生理
功能旺盛,对干旱适应能力强[5]。从图2可以看
出,景天属植物叶片的含水量比较高,这与它们
叶内有较发达的储水组织密切相关,这些发达的
储水组织和通气系统都是景天属植物适应干旱
逆境的结构特征[6]。但不同品种间对干旱胁迫的
反应有差异,多数种类表现出先升后降的态势。
这可能是由于植物在水分胁迫初期,呼吸作用短
时间内上升,导致根系吸水能力增强,造成其相
对含水量暂时增高的缘故[4]。玫红景天、八宝景
天、大叶景天、德国景天变幅较小,在干旱胁迫
37d后,相对含水量仍保持在90%以上,说明它
们的抗旱能力强;费菜、勘察加、松塔景天表现较
差,勘察加降幅最大,已降到60%以下,保水能力
差。说明玫红景天、八宝景天、大叶景天、德国景
天的叶片含水量优于其他种类,勘察加最差。
2.310种景天属植物的叶绿素含量比较
随着干旱胁迫程度的加重,植物体内叶绿素
a的变化程度因植物种类而不同,胭脂红、三七
景天、八宝景天、玫红景天的4次测定值都存在
极显著差异。其他种类的叶绿素a含量大多存在
显著差异,个别无差异(表1)。
在相同的干旱胁迫环境下,叶绿素b的变化
与叶绿素 a略有不同,胭脂红、松塔景天、佛甲
草、八宝景天的4次测定值都存在极显著差异,
大叶景天的4次测定值均无显著差异,其他种类
大多是存在显著差异,个别无差异(表2)。
表 1 干旱胁迫下 10 种景天属植物叶绿素 a
含量变化多重比较 mg/g
品种
费菜
胭脂红
松塔景天
勘察加
玫红景天
佛甲草
大叶景天
三七景天
八宝景天
德国景天
7
0.5640aA
0.1957cC
0.2770aA
0.1840cC
0.2850cC
0.1450bBC
0.1490bB
0.2410dD
0.0470dD
0.2940aA
17
0.5030bB
0.2410bB
0.2510bB
.4940aA
.3640aA
0.1590bBC
0.2620aA
0.5610bB
0.2420bB
0.2940aA
37
0.5053bB
0.1710dD
0.2530bB
0.4580bB
0.2330dD
0.2330aA
0.2590aA
0.5153cC
0.3030aA
0.2040bB
27
0.478 cC
0.289 aA
0.217 cC
0.458 bB
0.328 bB
0.125 cC
0.159 bB
0.583 aA
0.214 cC
0.185 cC
时间/d
558· ·
干旱胁迫过程中,10种景天属植物叶绿素
变化呈下降趋势,但比较平稳。从图3、图4可以
看出,多数种类叶绿素呈现先略有微降后上升的
走势,个别种类是先升后降,总的来说,升降幅度
变化不大。4次测定结果表明,10种景天属植物
除勘察加变化值在0.2mg/g外,其余种类都在
0.1mg/g以下,这说明干旱胁迫在一定时间范围
内,对景天属植物叶绿素含量影响不大。叶绿素
是制造光合产物的基础条件,变化幅度小更有利
于植物的正常生长。在本试验中,景天属植物叶
绿素含量变化比较平稳,变幅较小,有利于光合
产物的制造与积累。从这一角度分析,景天属植
物是耐旱的。
2.410种景天属植物的过氧化物酶 ( POD)活
性的比较
从图5,6可以看出,随着干旱胁迫程度的加
重,7种景天属植物POD活性变化趋势呈现先升
后降态势,包括费菜、胭脂红、玫红景天、三七景
天、大叶景天、八宝景天、佛甲草,上升幅度在
0.2~4.0U/g之间,17d时达到最大值。说明在干
旱胁迫下,景天属植物通过自身调节增强 POD
活性来抵御干旱逆境。这一结果与耐旱植物在适
度的干旱条件下酶活性通常增高的结论相一
致[7]。其他3种为下降走势,德国景天、松塔景天
下降速度平缓,而勘察加到37d时已将到最低,
说明这些种类抵御干旱能力较差,胁迫条件较快
地造成植物膜脂过氧化,导致植物组织伤害和衰
老。说明在干旱胁迫下,POD活性的变化因品种
不同而不同。
2.510种景天属植物的抗旱性分析与评价
将参试的 10种景天属植物持水力下降速
度、叶片相对含水量、叶绿素含量以及过氧化物
酶平均含量的隶属函数值进行加权值统计分析,
综合评价得出,10种景天属植物的抗旱性依次
为:玫红景天>八宝景天>三七景天>费菜>大
叶景天>胭脂红>佛甲草>德国景天>勘察
表 2 干旱胁迫下 10 种景天属植物叶绿素 b
含量变化多重比较 mg/g
品种
费菜
胭脂红
松塔景天
勘察加
玫红景天
佛甲草
大叶景天
三七景天
八宝景天
德国景天
7
0.2800aA
0.0950bB
0.2440aA
0.7070aA
0.2320aA
0.2040adA
0.2290aA
0.6180aA
0.3010aA
0.1870aA
17
0.2170cC
0.0120dD
0.0950dD
0.2210cC
0.2020bB
0.0500dD
0.1210aA
0.2630cC
0.0780dD
0.1550bB
37
0.2610bB
0.1370aA
0.1580bB
0.2270cC
0.1450cC
0.0910cC
0.0990aA
0.2410dD
0.1030cC
0.0880dC
27
.256 bB
0.083 cC
0.126 cC
.264 bB
0.202 bB
0.137 bB
0.200 aA
.321 bB
0.117 bB
0.098 cC
时间/d
段锦兰等:10种景天属植物的抗旱性评价
559· ·
声明
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《山西农业科学》编辑部
山西农业科学2013年第41卷第6期
表 3 干旱胁迫条件下 10 种景天属植物隶属函数值比较
3 讨论
在植物的整个生命周期中,水分都发挥着极
为重要的作用。通过测定叶片持水力和叶片相对
含水量,基本可以反映植物的耐旱能力[4,8-11]。但
植物的抗旱性受多种因素影响,就生理生化指标
而言,它包括的内容也很多。本研究仅从几个侧
面进行了分析,得出的结论还不够全面,尤其是
把叶绿素含量、POD含量均等地加入评价体系,
能否客观准确地反映植物抗旱本质特性,还需进
一步深入研究。保护酶为一个系统,整个保护酶
系统的防御能力取决于几种酶彼此协调的综合
结果[12],本研究只是进行了酶系统中的一种POD
活性的测定,还有待全面深入地研究。
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平均隶属值
0.497
0.623
0.191
0.148
0.834
0.535
0.687
0.594
0.906
0.489
排序
7
4
9
10
2
6
3
5
1
8
POD
0.500
0.576
0
0.211
0.742
0.667
0.425
0.706
1.000
0.031
品种
费菜
胭脂红
松塔景天
勘察加
玫红景天
佛甲草
大叶景天
三七景天
八宝景天
德国景天
持水力
0.515
0.547
0
0.234
1.000
0.484
0.812
0.594
0.859
0.437
含水量
0.475
0.745
0.574
0
0.759
0.454
0.823
0.482
0.858
1.000
叶素素含量
0.869
0
0.189
0.845
0.363
0.009
0.096
1.000
0.085
0.132
加>松塔景天(表3)。这与大田栽培观察结果基
本一致,在3a的栽培实践中,10种景天属植物
中玫红景天、八宝景天抗旱性最好,勘察加、松塔
景天最差,说明试验结果可靠。
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