全 文 ：铝胁迫对决明属水土保持牧草幼苗根系的影响
方金梅 ,应朝阳 ,黄毅斌 ,陈　恩 ,李春燕
(福建省农科院 生态农业研究中心 ,福建 福州 350013)
[ 关键词] 牧草;决明属;铝胁迫;幼苗;根系;耐铝能力
[ 摘　要] 耐铝能力对红 、黄壤山区水土保持牧草的生长具有重要影响。 AFT2217(C.nictitans)、CPI34721(C.rotundi-
folia)和 CPI86134(C.rotundi folia)三个决明品系水土保持牧草耐铝能力均较强 ,但对 Al3+敏感性有差异 , 按反应强弱排
序为:CPI86134>AFT2217>CPI34721;经 6 个 Al浓度梯度处理 , 从主根长 、侧根数 、根细胞质膜透性等指标分析 , 三个
决明品系中 CPI34721 的幼苗耐铝能力相对较强 , AFT2217 、CPI86134 耐铝能力稍弱 , 铝毒临界值前者为 60 mg/ L ,后两
者为 40 mg/ L。同时试验表明决明品系水土保持牧草的根系需要适量铝的刺激 ,才能生长得更好。
[ 中图分类号] S542　　[ 文献标识码] B　　[ 文章编号] 1000-0941(2003)07-0030-03
　　决明属(Chamaecrista spp.)牧草具有耐酸 、耐瘠 、耐旱 , 抗
逆性强 、适应性广 、固氮能力强 、覆盖度好和生长量较大等优
点 ,在澳大利亚 、美国 、非洲大部等已成为重要的商业性豆科牧
草[ 1 ,2] ,是少见的适应红壤条件的豆科水土保持牧草。因此 , 近
年来在福建 、广东 、湖南等地得到广泛推广 , 应用于山地红壤培
肥 、丘陵果园套种和发展山区坡地畜牧业等生产中。在中国南
方红壤丘陵地区草山草坡改良及红壤荒坡地地力重建 、新垦红
壤茶果园可持续性复合生态系统建设等方面具有极强的优
势[ 3 ,4] 。对决明品系在红壤的适应性已有过不少报道 , 但决明
品系对红壤中铝的抗性研究却未见报道。 铝在山地红 、黄壤中
的含量十分丰富 ,特别是占阳离子交换量 20%～ 80%的交换性
Al3+是土壤酸性的主要来源 , 又能在酸性条件下 , 对植物产生
毒害 , 是限制酸性土壤作物生长的主要原因之一[ 5 ～ 7] 。 因此 ,
水土保持牧草的耐铝特性是其推广应用所必须考虑的重要因
素。研究决明品系在红壤中的耐铝极限 , 以及过量铝对决明品
系根系产生毒害的情形 ,可以为决明属牧草在红壤丘陵山区水
土保持中应用的适应性与栽植培育方法提供参考。
1　试验方法与材料
　　供试决明品系是从澳大利亚热带牧草种质资源中心(AT-
FGRC)引进的 AFT2217(C.nictitans)、CPI34721(C.rotundi-
folia)、CPI86134(C.notundifolia)三个品系。每个品系均设 0、
20 、40 、60、90 和 120 mg/L 6个 Al浓度梯度(Al用 Al2(SO 4)3·
18H2O , Al浓度是指营养液中含 Al元素的量), 共 18 个处理进
行水培 , 4 次重复。采用砂床育苗 , 河砂经稀酸浸泡后 , 用蒸馏
水洗净装盆 , 砂厚 10 cm 左右 , 盆底带小孔 , 种子经浮选后 , 浸
种 5 h ,根瘤菌拌种播种 。苗长至两片子叶一心时移栽 ,移栽时
洗去根部砂子 ,再用蒸馏水冲洗 3 遍。基础营养液参考 F.W.
Smith 的配方[ 8] , pH 值保持 4.0。 水培盆高 9 cm , 容积为
530 mL ,盖子用泡沫塑料板,每个盖子挖 4个定植孔。苗放入定植
注:应朝阳为通讯作者。
[基金项目] 福建省自然科学基金资助项目(C9810045)
孔后用海绵固定 ,定植时根与茎的交接处高于液面少许。 每 7
d 换液 1 次 , 每天充气10 min。移栽后 ,水培直至出现明显铝胁
迫现象再进行观测和取样分析。
2　试验结果与分析
2.1　决明品系幼苗根系对不同铝浓度的反应
　　铝胁迫对决明品系幼苗根部的影响 , 主要表现在:根长和
侧根数减少 、根尖变黑 , 严重时侧根呈粗短弯曲形态 , 甚至烂
图 1　决明品系根长与不同铝浓度的关系
图 2　决明品系侧根数与不同铝浓度的关系
根。由图 1 和图 2可见 , AFT2217、CPI34721、CPI86134 三个品
系分别在铝浓度为 20、40 mg/ L 时根长和侧根数达最大值(根
长 12.80、17.19 、12.83 cm , 侧根数 17.95 、10.32 、11.84 条);在
铝浓度为 60 mg/ L 时 , CPI34721 幼苗尚能生长 , 而 AFT2217、
·30· 中国水土保持 SWCC　2003 年第 7 期
DOI :10.14123/j.cnki.swcc.2003.07.016
CPI86134已受到较大的阻碍;当铝浓度≥90 mg/ L 时 , 三个品
系幼苗根长和侧根数骤减;而在 120 mg/ L时 , 培养几天后幼苗
先是烂根 ,而后枯死。但当铝浓度为 0 mg/ L时 , 三个决明品系
幼苗根系生长并不理想 ,说明适当浓度的铝可促进其根系的生
长 ,且不同品系有不同的适宜范围。
在铝胁迫下根尖也发生了明显变化(见表 1)。在铝浓度为
20 、40 mg/ L 情况下 , 三个品系幼苗根尖极少数变黑 , 根呈白
色;当铝浓度在 60 mg/ L 时 , 三个决明品系幼苗根尖有一半左
右变黑 ,根色较深;当铝浓度≥90 mg/ L 时 ,三个品系的根尖几
乎全变黑 ,根呈暗黑色 , 根活性差。铝浓度在 0 mg/ L 时根尖多
数变黑 , 根色深。表 1 说明 , 在铝浓度为 20、40 mg/ L 情况下 ,
三个品系的侧根形态表现正常;当铝浓度在 60 mg/ L 时 ,
CPI34721表现较正常 , AFT2217 和 CPI86134 侧根变粗短弯
曲;当铝浓度达 90 mg/ L 时 , 侧根形态均呈粗短弯曲。说明适
量浓度的铝对侧根生长无害 , 但当铝浓度≥90 mg/ L 时 , 不同
品系侧根形态都表现异常或无法生长。
2.2　铝胁迫下根细胞质膜透性与铝浓度的关系
　　在不同浓度的铝胁迫下测定三个决明品系根的电导度值 ,
与根长 、根形态的变化相对应。 根受损害越严重 , 根细胞质膜
透性越大 ,其电导度值就越大。三个品系电导度值随铝浓度变
化的趋势基本相一致(表 2),对应铝浓度的电导度值大小顺序
为 120>90>0>60>40>20 mg/ L , 其中在 20 、40、60 mg/ L 的
铝浓度时 ,电导度值变化幅度不大 ,而 0 、90、120 mg/ L 时迅速
增大。
表 1　不同铝浓度处理决明品系幼苗根的变化
Al浓度
(mg/ L)
AFT 2217 CPI34721 CPI86134
根尖变化 侧根形态 根色 根尖变化 侧根形态 根色 根尖变化 侧根形态 根色
0 变黑 短小 深色 较正常 细长 深色 变黑 短小 深色
20 正常 正常 白色 正常 正常 白色 正常 正常 白色
40 正常 正常 白色 较正常 较正常 白色 较正常 较正常 白色
60 变黑 变粗弯曲 深色 变黑 较正常 白色 变黑 粗短弯曲 深色
90 烂根 粗短弯曲 黑色 烂根 粗短弯曲 深色 烂根 粗短弯曲 黑色
120 烂　　　　　　　　根 烂　　　　　　　　根 烂　　　　　　　　根
表 2　幼苗根系在铝胁迫下根细胞质膜透性(电导仪法)
Al浓度
(mg/ L)
各品系不同 Al浓度时电导度值(mΨ-1)
AFT2217 CPI34721 CPI86134
0 54 52 65
20 36 38 53
40 35 40 71
60 42 47 75
90 56 53 77
120 113 105 129
2.3　铝胁迫对决明品系根冠比的影响
表 3说明 , 铝浓度在 0 mg/L 时 , 各品系的根冠比都较小 ,
根系生长较弱;20～ 40 mg/ L时 , 各品系根冠比随之增大;铝浓
度在 60 mg/ L时 , CPI86134根冠比迅速变小 , 其余 2 个品系在
90 mg/ L 时才明显变小。说明铝浓度超过一定范围时会抑制
决明品系根系的生长。
表 3　不同铝浓度对决明品系根冠比的影响
Al浓度
(mg/ L)
各品系不同 Al浓度时根冠比
AFT2217 CPI34721 CPI86134
0 0.27 0.25 0.23
20 0.33 0.32 0.26
40 0.42 0.42 0.36
60 0.32 0.46 0.11
90 0.10 0.19 0.10
120 枯死 枯死 枯死
4　结论
　　试验得知 ,在缺铝(0 mg/ L)情况下三个决明品系的幼苗生
长较差 ,在铝浓度 20 、40 mg/ L时各品系均生长最好;铝浓度 60
mg/L时 ,三个决明品系均表现出轻度铝毒症状;铝浓度≥90
mg/ L时 ,各品系均出现明显的铝毒症状。 说明适当浓度的铝
对决明品系幼苗生长有不同程度的促进作用 , 缺铝生长不良 ,
铝浓度过量则产生毒害作用。 铝毒危害产生主要是通过阻碍
幼苗根系的生长 ,使根尖变黑 、根活性降低 , 影响对养分和水分
的吸收 ,进而影响地上部的生长。因此 , 地上部出现铝毒症状
滞后于根部。从地上部和地下部受影响表现的综合因素来看 ,
三个决明品系中 CPI34721 的幼苗耐铝能力相对较强 ,
AFT2217 、CPI86134 耐铝能力稍弱 , 铝毒的临界值为 60 mg/ L。
从以上分析也可看出 ,三个决明品系中 CPI86134 对铝最敏感 ,
AFT2217 、CPI34721 次之。
因此 , 在红 、黄壤地区选用决明属牧草作为水土保持草种
时 ,应考虑其不同的耐铝能力。从土壤酸度与交换性铝的关系
考虑 , 大致上 CPI34721 幼苗适应酸度最大或铝毒最大 ,
CPI86134最小。
[ 参考文献]
[ 1] Jones RM , Bunch G A.Yield and populat ion dynamics of Chamaecrista ro-
tundi folia cv.Wynn in costal south-easten Queensland as affected by stock-
ing and rainfall[ J] .Tropical Grasslands , 1995 ,29:65～ 73.
[ 2] Jones R M , Bunch G A , M cdonald C K.Ecological and agronomic stud-
ies on Chamaecrista rotund ifolia cv.Wynn related to modelling of
persistence[ J] .Tropical Grasslands , 1998 , 32:153～ 165.
·31·第 7 期　　　　　　　　　　　　方金梅等:铝胁迫对决明属水土保持牧草幼苗根系的影响
[ 3] 应朝阳 ,黄毅斌 ,张明辉 , 等.圆叶决明新品系引种筛选试验研究
[ A] .1999年中国青年农业科学学术年报[ C] .北京:中国农业出版
社 , 1999.49～ 56.
[ 4] 翁伯琦 ,罗涛 ,白雪峰 ,等.圆叶决明在红壤山地果园套种的生长特
性及其固氮量测定[ J] .土壤通报 , 1994 , 25(3):130～ 132.
[ 5] 王维君 ,陈家坊.土壤铝形态及其溶液化学的研究[ J] .土壤学进
展 , 1992 , 20(3).
[ 6] Wright R J.土壤铝毒与植物生长[ J] .孟赐福译.土壤学进展 , 1992 ,
20(2):29～ 33.
[ 7] 彭嘉桂 ,陈成榕 ,卢和顶 ,等.铝(Al)对不同耐性作物品种形态和生
理特性的影响[ J] .生态学报 , 1995 , 15(1):104～ 107.
[ 8] Smi th F W , Berg P J V.Foliar symptoms of nut rient di sorders in Cas-
sia rotund i folia[ J] .CS IRO Aust ralia Division of Tropical Crops and
Pasture Technical Paper , 1992(33).
[ 作者简介] 方金梅(1968-), 男 ,福建永泰县人 , 助理研究员 ,
学士 ,从事生态农业研究。
[ 收稿日期] 2002-12-11
(责任编辑　徐素霞)
宝鸡市矿山水土流失特点与防治措施
康海成
(宝鸡市水土保持工作站 ,陕西 宝鸡 721000)
　　[ 关键词] 水土保持;矿山;水土流失防治;陕西宝鸡市
[ 摘　要] 宝鸡市矿产资源丰富 ,矿区均位于山高坡陡 、岩石破碎 、土壤疏松的土石山区 , 采矿造成点 、线 、面多种形式的
环境污染和水土流失 ,形成大面积地表陷落和山体崩塌 , 曾诱发严重的滑坡 、泥石流灾害。 近年来 , 通过规划 , 将矿山划
分为行政生活福利区 、采选工业区 、尾矿废石堆积区 、道路及排引水等线状工程区 4 类治理区 , 针对各区特点 , 采用“拦 、
排 、护 、整 、植”防护措施 ,取得较好效果。
[ 中图分类号] S157.2;TD80　　[ 文献标识码] B　　[ 文章编号] 1000-0941(2003)07-0032-02
　　宝鸡市矿产资源丰富 , 已发现矿产地 350 处 , 大型矿床 9
个 ,中型 11 个 ,小型 78个 , 探明矿种 28 种 , 保有储量潜在总价
值达 899亿元 ,铅锌 、岩金等在全省乃至全国占有重要地位 , 仅
铅锌矿开采就有 5 个大中型国有股份制铅锌矿和 131 个地方
小型铅锌矿。矿区均位于土石山区 , 山高坡陡 , 岩石破碎 ,土层
薄 ,土壤疏松 , 易于冲刷 ,岩屑碎石多积于谷坡 、沟头 , 为侵蚀提
供了大量松散物质 , 加之我市雨量充沛且多暴雨 , 极易形成山
洪和泥石流。矿山开采使地貌和植被受到较大破坏 , 岩土侵蚀
加速 ,水土流失严重 , 生态环境恶化。近年来 ,我市充分考虑当
地的自然条件和矿山企业经济承受能力 , 做到水土保持与土地
复垦 、生态重建相结合 , 工程 、植物措施相配套 , 生态与经济效
益兼顾 , 以开发促治理 , 以治理保开发 , 以开发增效益 , 增强了
矿业生产发展的后劲 , 走出了一条良性循环的可持续发展之
路。
1　矿山水土流失特点
1.1　形成点 、线 、面污染 , 造成了生态环境的恶化
　　矿山的生活福利区 、采矿场 、矿口选矿厂及尾矿库 、废石
场 、尾矿 、炸药库 、污水处理厂呈点状分布 , 运料及对外简易公
路 、供水工程 、尾矿输送管线等呈线状分布 , 大范围的基础开
挖 、工业“三废”的排放和影响区呈面状分布 , 因而形成点 、线 、
面多种形式的环境污染和水土流失。铅锌及金矿生产工艺中
使用了大量的有毒物质 , 工业废渣常为环境污染源 , 使区域内
河流及地下水水质遭到污染 ,加之地表植被 、森林的破坏 ,造成
了生态环境的恶化 ,使境内各种野生动植物资源大幅减少。
1.2　大面积地表陷落和山体崩塌
　　采矿不仅严重破坏地貌植被 , 而且扰动深层土壤甚至基
岩 ,深者可达几十米至几百米 , 导致深层储水结构破坏 , 地表水
渗漏 , 使水源系统遭到破坏 , 引起地表沉陷 , 加剧了水土流失。
目前各大中型矿上部中段大多已开采完毕 , 形成较大规模的采
空区 ,致使地表局部岩体发生位移 、塌陷 , 形成大面积地表陷落
和山体崩塌隐患。
1.3　诱发灾害 , 威胁人民生命财产安全
　　采矿点一般分布在沟岸 、河岸或山坡上 , 开挖 、爆破 、剥离 、
堆垫 、搬运等对自然地貌的再塑作用极易导致山坡岸坡失衡 ,
引发严重的重力侵蚀 , 诱发山体滑坡 、崩塌和泥石流。仅以凤
县为例 ,各铅锌矿已累计掘进巷道 51.28 万 m , 产生废渣 827.2
万 t ,废石占地 323.4 hm2 , 且大量弃渣集中堆置于自然冲沟中 ,
一遇暴雨将产生高强度水土流失 ,严重威胁矿山及下游人民生
命财产安全。如 1981 年 、1990 年和 1992 年由暴雨引发的 3 次
滑坡 、泥石流灾害 , 使矿区 99 人死亡和 9 人失踪 , 宝成铁路停
·32· 中国水土保持 SWCC　2003 年第 7 期
SOIL AND WATER
CONSERVATION IN CHINA
No.7(256)2003
Abstracts
Obstacle Factors and Ways of Approach to Comprehensive Management and Development of Slope Lands in Hunan Province
HUANG Dao-you , WANG Ke-lin , SHENG Liang-xue , et al………………………………………………………………………… .
(Subtropical Zone Agricultural Research Institute of the Chinese Academy of Sciences , Changsha , Hunan 410125 , China)(21)
Except the lower quality of farmers , less investment and incomplete po licies , the obstacle facto rs for slope land management and devel-
opment of Hunan P rovince are mainly the decrease of soil fer tility caused by soil and w ater loss , seasonal dry and ir rational g rowing struc-
ture.The w ay s for comprehensive management and development are as follow s:To turn slope lands into terraces.To prevent and control
soil and water loss.To establish a“ rich aquifer” in soil through comprehensively utilizing engineering and plant measures.To increase and
rationally apply organic fertilizer for increase of soil fer tility of slope land.To establish a commodity production base by taking market as
guidance and to establish and perfect the mechanism of investment and encouragement.
Key Words:slope land;management and development;obstacle factors;w ays;Hunan Province
Study on Characteristics of Erodibility of Natural Soil and Non-Irrigated Soil of Sichuan
DENG Liang-ji1 , HOU Da-bin2 , WANG Chang-quan1 , et al………………………………………………………………………… .
(1.Sichuan Ag ricultural Univ ersity , Ya an , Sichuan 625014 , China;
2.China Southw est Scientific and Technical University , Mianyang , Sichuan 621000 , China)(23)
It studies the texture of erodibility of v aries natural soil and non-ir rigated soil in Sichuan by applying K value of soil erodibility of USA
Universal Soil Loss Equation(US LE)and soil erosion forecasting model(WEPP).The results show that the K value of soil erodibility is
closely related w ith physical chemistry of soil tex ture.The K value of soil erodibility of natural soil and non-irrig ated soil is between 0.268
～ 0.344.The g reater K value and distribution area of pale reddish soil is easily subjected to erosion.It should adopt the measures of apply-
ing more organic fer tilizer , turning slope lands into terraces and streng thening comprehensive prevention and control of cultivated lands and
high erodible soil erosion.
Key Words:soil erosion;erodibility of soil;natural soil;non-irrig ated soil;Sichuan Province
Study on Container Seedling Technology Conducted in Loess Plateau Region in Eastern Gansu LI Yu-jun , WANG Zhi-xiong…………(Xifeng Soil and Water Conservation Experimental Sta tion of YRCC , Xifeng , Gansu 745000 , China)(25)
It selects “ 100% of slope turf” as the basic quality of container seedling for the main local afforestation through seedling tests of Chi-
nese Pine and Oriental A rbo rvitae those are the typical trees suitable for local afforestation in 4 prescriptions of nourishing soil and compared
soil and comprehensively considering technical and economic factors.The contrast test of seeding method shows that the rate o f emergence
can be increased if puts soil up to 1.0 cm low er the container mouth , then dibbles in the seeds and covers with soil.The contrast test of
seeding depth show s that the rate of emergence of Chinese Pine and O riental Arbo rvitae can be increased if seeding depth is 0.5～ 1.0 cm.
Key Words:container seedling;basic quality selection;seeding test;eastern Gansu;gullied loess plateaus
Test Study on Planting Introduced Variety of Ruzi Grass CHENG Hong , L IU Ai-ping……………………………………………………
(Nanchang Higher T raining School of Hydraulic and Hydro-Electric Power , Nanchang , Jiangxi 330029 , China)(28)
Ruzi grass is a new variety , which is suitable for growing in the south of China for soil and w ater conserv ation.I t show s through tests
of planting the introduced variety in hilly reddish soil region in Jiangxi that the annual production of fresh g rass is 59.6 tons per hectare , the
crude pro tein content of dried substance 13.6%～ 16.2% and the crude fiber content of dried substance 21.6%～ 25.6%.I t is also good in
quality , high output and strong capability in keeping wa ter and soil.
Key Words:Ruzi grass;herbage;plant an introduced variety;performance
Ef fects of Aluminum Force to the Root System of Herbage Seedlings of Chamaecrista spp.for Soil and Water Conservation
FANG Jin-mei , YING Chao-yang , HUANG Yi-bin , et al………………………………………………………………………… .
(Eco-Agriculture Research Center of Fujian Provincial Institute of Ag ricultural Science , Fuzhou , Fujian 350013 , China)(30)
Aluminum-resistant capability has an impo rtant effect on the g rowing of soil and w ater conserv ation herbage g rown in reddish and yel-
low soil mountainous region.The following three soil and water conservation herbage of Chamaecrista strain of AFT2217(C.nictitans),
CPI34721(C.rotundifolia)and CIP86134(C.rotundifolia)have stronger aluminum-resistant capability and difference in sensitivity of
A13+.The sequence according to reaction degree is CPI86134> AFT2217> CPI34721.After 6 A1 consistency g radient trea tment and
acco rding to the analysis of indexes of leng th of main roo t , number of side roots and perspectivity of root cy toplasm membrane , the alumi-
num-resistant capability of seedling CP I34721 is relatively stronger and AFT2217 and CPI86134 weaker.The critical value of aluminum
toxin of the former is 60 mg/ L and the later two 40 mg/ L.The test also shows that the root system o f soil and water conservation herbage
of Chamaecrista strain can g row be tter with an appropriate amount of aluminum stimulus.
Key Words:herbage;Chamaecrista spp.;aluminum force;seedling;root system;aluminum-resistant capability