張曉瑋，龔雪梅，張　　源

（阜陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院生化工程學(xué)院，安徽阜陽236031）

皖北地區(qū)5種城市綠地地被植物抗旱性評價(jià)

張曉瑋，龔雪梅，張?jiān)?/p>

（阜陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院生化工程學(xué)院，安徽阜陽236031）

摘要：對皖北地區(qū)5種地被植物（八寶景天、矮麥冬、蔥蘭、‘金娃娃’萱草和佛甲草）進(jìn)行盆栽控水模擬自然干旱脅迫試驗(yàn)，測定了葉片的相對含水量、相對電導(dǎo)率、丙二醛含量、游離脯氨酸含量、可溶性總糖含量等生理生化指標(biāo)，并通過隸屬函數(shù)法對供試植物的抗旱性進(jìn)行綜合評價(jià).結(jié)果表明：5種供試地被植物均有一定的抗旱性，但抗旱性強(qiáng)弱不同，5種地被植物的抗旱性順序?yàn)椋喊湺蛋藢毦疤臁怠鹜尥蕖娌荨捣鸺撞荨凳[蘭.

關(guān)鍵詞：皖北地區(qū)；地被植物；生理生化；抗旱性；隸屬函數(shù)

植物的抗旱性是植物在干旱環(huán)境中生長、繁殖或生存，以及在干旱解除后迅速恢復(fù)生長的能力［1］.而園林地被植物除具有優(yōu)良的景觀效果和穩(wěn)定的植物群落特點(diǎn)外，還具有景觀效果見效快、管理容易等特點(diǎn)，在現(xiàn)代城市園林植物綠化景觀設(shè)計(jì)中越來越受到人們的重視.我國城市園林綠化普遍以自來水為水源，且利用率低，這使城市有限的水資源與園林綠化發(fā)展用水需求的矛盾顯得更加突出，因此，抗早地被植物研究也顯得更加重要.

本試驗(yàn)以皖北地區(qū)應(yīng)用面積廣、使用頻度高的5種地被植物為研究對象，通過人工控制水分模擬自然干旱脅迫實(shí)驗(yàn)來分析其相對含水量(RWC)、相對電導(dǎo)率、丙二醛（MDA）含量、游離脯氨酸（Pro）含量、可溶性總糖（WSC）等指標(biāo)，并對參試植物的抗旱性差異做出了評價(jià)，以期為園林綠化工作中植物種類的選擇、管理及進(jìn)一步的理論研究提供參考依據(jù).

1　材料與方法

1.1供試材料

選取八寶景天、矮麥冬、蔥蘭、‘金娃娃’萱草、佛甲草5種皖北地區(qū)常見的地被植物.試驗(yàn)材料為各供試植物分株繁殖的一年生種苗，生長健壯、長勢基本一致.

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用盆栽控水法.將所有供試植物種植于直徑18 cm，高20 cm的花盆中，每種植物種植50盆，每盆1株.盆土為園土和腐殖質(zhì)土按1∶1調(diào)配而成，進(jìn)行統(tǒng)一的肥水管理，正常養(yǎng)護(hù)3個(gè)月，使其生長健壯，于試驗(yàn)前將全部供試植物澆透水.

每種植物每隔7 d（即0 d、7 d、14 d、21 d，28 d）隨機(jī)選取5株，采取自然干旱方式；其余正常水肥養(yǎng)護(hù)，至第28 d時(shí)各取5個(gè)處理樣本，每處理重復(fù)3次.取樣時(shí)間均為上午10:00，采摘各植株功能葉，對各處理參試植物的形態(tài)及生理指標(biāo)進(jìn)行測定.

1.3指標(biāo)測定方法

葉片相對含水量（RWC）采用烘干稱重法測定.葉片相對電導(dǎo)率采用電導(dǎo)率儀法測定.丙二醛（MDA）含量用雙組分分光光度計(jì)法測定［2］.脯氨酸（Pro）和可溶性總糖（WSC）分別采用水合茚三酮法和蒽酮比色法測定［3］.

1.4統(tǒng)計(jì)方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用隸屬函數(shù)法進(jìn)行分析.計(jì)算方法如下:Zij=(Xij-Ximin)/(Ximax-ximin),如果指標(biāo)與抗旱性為負(fù)相關(guān)，計(jì)算方法為：Zij=1-(Xij-Ximin)/(Ximax-Ximin)式中，Zij為i植物的j指標(biāo)的抗旱隸屬函數(shù)值；Xij為i植物的j指標(biāo)測定值；Ximax和Ximin分別為所有參試材料的某一指標(biāo)的最大值和最小值.

2　結(jié)果與分析

2.1干旱脅迫對葉片相對含水量(RWC)的影響

葉片相對含水量(RWC)是指植物葉片組織實(shí)際含水量占組織飽和含水量的百分比，其變化速率是植物抗旱性的重要指標(biāo)之一.從圖1及表1可以看出，干旱脅迫對植物葉片相對含水量產(chǎn)生了較大的影響.其中八寶景天、佛甲草、蔥蘭和‘金娃娃’萱草葉片相對含水量呈極顯著下降趨勢，分別下降了9.69%、8.10%、5.18%、5.00%.而矮麥冬則呈先下降后上升的趨勢，并且上升后與對照基本持平，這可能是土壤干旱脅迫一段時(shí)間之后，逐漸適應(yīng)了脅迫環(huán)境所致.說明，矮麥冬抗旱性較強(qiáng).可見，在持續(xù)的干旱脅迫下，5種供試植物，尤其是矮麥冬，能保持較高的葉片相對含水量，表現(xiàn)了較高的抗旱潛力.

表1　干旱脅迫下5種地被植物的葉片相對含水量變化（%）

圖1　干旱脅迫對5種地被植物的葉片相對含水量的影響（%）　

圖2　干旱脅迫對5種地被植物的葉片相對電導(dǎo)率的影響（%）

2.2干旱脅迫對相對電導(dǎo)率的影響

在干旱脅迫下，細(xì)胞原生質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)和功能首先受到傷害，導(dǎo)致組織浸泡液的電導(dǎo)率值增大［4-5］.從圖2及表2可以看出，5種地被植物隨著干旱脅迫時(shí)間的延長，其葉片相對電導(dǎo)率出現(xiàn)了不同程度的升高，但變化幅度則明顯不同.方差分析表明，八寶景天、佛甲草、‘金娃娃’萱草和蔥蘭的變化差異極顯著，分別增加了68.27%、66.82%、37.88%、30.88%，而矮麥冬雖然相對電導(dǎo)率的變化差異顯著，但呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，至第7d達(dá)到峰值，隨后下降至對照值附近.這說明矮麥冬在遭受干旱脅迫后，可能形成了一定抗性，使膜系統(tǒng)趨于穩(wěn)定，因此葉片相對電導(dǎo)率也隨之小幅下降.

表2　干旱脅迫下5種地被植物的葉片相對電導(dǎo)率變化（%）

2.3干旱脅迫對丙二醛(MDA)含量的影響

脂過氧化物的最終分解產(chǎn)物丙二醛，丙二醛含量的高低反映了質(zhì)膜過氧化的程度，抗旱性強(qiáng)的品種，質(zhì)膜過氧化程度小于抗旱性弱的品種.從表3可以看出，5種供試植物隨著干旱脅迫時(shí)間的增加，葉片中丙二醛的含量變化情況不同.方差分析表明，5種植物的丙二醛含量變化差異均為極顯著.其中八寶景天、蔥蘭、佛甲草的丙二醛含量呈增加趨勢，分別增加了107.00%、50.31%和47.99%.而矮麥冬和‘金娃娃’萱草的丙二醛含量則分別降低了31.30%和13.19%.由圖3可以看出，矮麥冬葉片中的丙二醛含量呈持續(xù)下降趨勢，八寶景天、蔥蘭和佛甲草的丙二醛含量基本呈持續(xù)上升趨勢，‘金娃娃’萱草的丙二醛含量則呈現(xiàn)下降—上升—下降的趨勢.這說明不同供試植物在遭受干旱脅迫時(shí)，葉片中丙二醛含量出現(xiàn)不同程度的積累，而丙二醛含量的下降，則說明植物在遭受干旱脅迫時(shí)，自身的調(diào)節(jié)機(jī)制和自我保護(hù)機(jī)制發(fā)揮作用，清除了丙二醛積累，對干旱脅迫產(chǎn)生了一定的抗性.

圖3　干旱脅迫對5種地被植物的　

圖4　干旱脅迫對5種地被植物的

表3　干旱脅迫下5種地被植物的葉片丙二醛含量變化（μmol·gFW-1）

2.4干旱脅迫對游離脯氨酸(Pro)含量的影響

脯氨酸是高等植物的主要滲透物質(zhì)之一，植物受到干旱脅迫時(shí)出現(xiàn)脯氨酸大量積累的現(xiàn)象已在許多植物中獲得證實(shí)，抗旱性強(qiáng)的品種脯氨酸累積增多［6］.

從圖4和表4可以看出，隨著干旱脅迫時(shí)間的延長，5種供試植物的游離脯氨酸積累有不同程度的增加，但其含量和變化幅度在物種間差別很大.方差分析表明，除‘金娃娃’萱草脯氨酸含量變化差異不顯著外，其余4種植物均表現(xiàn)為差異極顯著.其中‘金娃娃’萱草游離脯氨酸含量呈先上升后下降趨勢，但均在28d回落至接近對照；八寶景天和蔥蘭的游離脯氨酸含量總體呈現(xiàn)上升趨勢；矮麥冬的游離脯氨酸含量呈現(xiàn)下降—上升—下降—上升的趨勢；佛甲草的游離脯氨酸含量呈現(xiàn)下降—上升的趨勢.

表4　干旱脅迫下5種地被植物的葉片游離脯氨酸含量變化（μg·g-1）

2.5干旱脅迫對可溶性總糖(WSC)含量的影響

可溶性總糖含量是植物體內(nèi)主要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)作用中起到重要的作用［7-8］.從圖5和表5可以看出，干旱脅迫使4種供試植物的可溶性總糖含量呈增加趨勢，說明可溶性總糖可能作為這些植物的重要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在其抵御土壤水分脅迫時(shí)發(fā)揮重要作用.方差分析表明，5種供試植物的可溶性總糖含量的變化差異極顯著.而‘金娃娃’萱草的可溶性總糖含量呈先下降后小幅回升至低于對照的趨勢，說明其可能通過其他途徑來抵御水分脅迫.由此可知雖然植物均有滲透調(diào)節(jié)作用，但不同植物的滲透調(diào)節(jié)機(jī)制不同，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)也存在很大差異.

圖5　干旱脅迫對5種地被植物的葉片

表5　干旱脅迫下5種地被植物的葉片可溶性總糖含量變化（mg·g-1）

2.6各供試植物抗旱性指標(biāo)的綜合評價(jià)

對各供試地被植物的抗旱性指標(biāo)的測定值進(jìn)行計(jì)算，得出5種地被植物各指標(biāo)的平均值，見表6.

表6　不同地被植物的抗旱指標(biāo)值

從表7可以看出，矮麥冬、萱草的葉片相對含水量較高，八寶景天、矮麥冬的游離脯氨酸含量較高，而八寶景天、佛甲草的可溶性總糖含量較高，因此，從單一指標(biāo)不能確定那些地被植物的抗旱性較強(qiáng).

表7　5種地被植物綜合評價(jià)值

分別計(jì)算5種供試植物各抗旱性指標(biāo)的隸屬函數(shù)值，取平均值，均值越大，抗旱性越強(qiáng).對供試地被植物各抗旱性指標(biāo)的隸屬函數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行排序，結(jié)果顯示：采用持續(xù)干旱脅迫法進(jìn)行處理的5種地被植物中，抗旱性強(qiáng)弱順序?yàn)椋喊湺景藢毦疤欤尽鹜尥蕖娌荩痉鸺撞荩臼[蘭.（見表7）

3　討論

3.1地被植物抗旱性與相對含水量的關(guān)系

水分是植物體中活細(xì)胞的必要組成成分，同時(shí)也是植物細(xì)胞代謝活動(dòng)的重要物質(zhì)，葉片含水量的高低可以反映植物葉片保水能力的強(qiáng)弱.在干旱脅迫下，植物的葉片維持較高的葉片含水量，細(xì)胞膜受到的傷害程度就小，抗旱性則強(qiáng).在本試驗(yàn)中，干旱脅迫條件下，八寶景天、佛甲草、蔥蘭和‘金娃娃’萱草葉片相對含水量持續(xù)下降，而矮麥冬葉片相對含水量則變化不大，說明矮麥冬保持和調(diào)節(jié)水份的能力較強(qiáng)，其抗旱能力相比較而言較強(qiáng).根據(jù)葉片相對含水量可判斷抗旱性強(qiáng)弱為矮麥冬＞金娃娃’萱草＞蔥蘭＞佛甲草＞八寶景天.因此，干旱脅迫條件下植物體內(nèi)水分狀況能較好地反映植物的抗旱能力，可作為品種抗旱性比較的重要指標(biāo)之一.以其它植物為材料的相關(guān)研究亦有類似的結(jié)論［9-10］.

3.2地被植物抗旱性與其葉片質(zhì)膜透性和膜脂過氧化作用的關(guān)系

植物與外界環(huán)境之間發(fā)生的一切物質(zhì)交換必須通過原生質(zhì)膜進(jìn)行，各種環(huán)境脅迫對植物細(xì)胞的影響都會(huì)首先作用于這層生物膜.當(dāng)植物遭受干旱脅迫時(shí)，原生質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)被破壞，從而使其透性增大，細(xì)胞內(nèi)水溶性物質(zhì)將出現(xiàn)外滲，水的電導(dǎo)率將因此而加大，原生質(zhì)膜受到傷害越重，外滲越多，電導(dǎo)率也越大，因此測定相對電導(dǎo)率的變化可以反映受傷害的程度.本試驗(yàn)結(jié)果顯示，在干旱脅迫中，電導(dǎo)率上升幅度為：八寶景天＞佛甲草＞‘金娃娃’萱草＞蔥蘭＞矮麥冬.

當(dāng)植物細(xì)胞因缺水遭受傷害時(shí)，產(chǎn)生的丙二醛具有很強(qiáng)的細(xì)胞毒性，對許多生物功能分子有很強(qiáng)的破壞作用，并能夠破壞原生質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)與功能.丙二醛含量的高低是反映細(xì)胞膜脂過氧化作用強(qiáng)弱和質(zhì)膜破壞程度的重要指標(biāo).從試驗(yàn)結(jié)果看，供試植物丙二醛含量的變化情況為：八寶景天＞蔥蘭＞佛甲草＞矮麥冬＞‘金娃娃’萱草.

3.3地被植物抗旱性與其葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的關(guān)系

植物在干旱脅迫下積累脯氨酸等進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)，維持膨壓以利于生理過程的正常進(jìn)行而抵抗傷害［11-12］.在本試驗(yàn)中，隨著干旱脅迫的持續(xù)，八寶景天、矮麥冬、蔥蘭的游離脯氨酸含量呈現(xiàn)增加的趨勢，佛甲草則出現(xiàn)先下降后上升的趨勢，而‘金娃娃’萱草游離脯氨酸含量變化不明顯.從脯氨酸的積累量上看，依次為矮麥冬＞佛甲草＞八寶景天＞蔥蘭＞‘金娃娃’萱草.

植物細(xì)胞內(nèi)可溶性總糖含量增加，可以降低細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的滲透勢，有利于細(xì)胞從外界吸水，從而增強(qiáng)抗旱力.本試驗(yàn)中，除‘金娃娃’萱草可溶性總糖含量發(fā)生降低，其余4種供試植物的可溶性總糖含量均出現(xiàn)上升，上升幅度為矮麥冬＞八寶景天＞佛甲草＞蔥蘭＞‘金娃娃’萱草.

試驗(yàn)結(jié)果說明矮麥冬、佛甲草、八寶景天的滲透調(diào)節(jié)能力強(qiáng)于其他供試植物，但游離脯氨酸的含量增加對于植物的抗旱性是否有直接關(guān)系還有待于進(jìn)一步驗(yàn)證.

本研究通過對皖北地區(qū)常見的5種地被植物的相對含水量、相對電導(dǎo)率、丙二醛含量、游離脯氨酸含量和可溶性總糖含量等5個(gè)生理生化指標(biāo)進(jìn)行測定，分析它們在干旱脅迫下的變化趨勢，并對試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用隸屬函數(shù)法進(jìn)行分析.結(jié)果表明，5種地被植物的抗旱性順序?yàn)椋喊湺景藢毦疤欤尽鹜尥蕖娌荩痉鸺撞荩臼[蘭.

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（責(zé)任編輯：閆文龍）

中圖分類號：Q945.78

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1007-5348（2015）06-0048-06

［收稿日期］2015-03-02

［基金項(xiàng)目］安徽省高等學(xué)校自然科學(xué)基金項(xiàng)目（KJ2012B139）；安徽省高校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程“園藝技術(shù)專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)”建設(shè)項(xiàng)目（20121340）（皖教高［2010］28）.

［作者簡介］張曉瑋（1978-），男，安徽省阜陽人，阜陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院生化工程學(xué)院副教授，碩士；研究方向：植物生理與植物保護(hù).

Evaluation of Drought Resistance of Five Groundcover Plants in Northern Anhui Region

ZHANG Xiao-wei,GONG Xue-mei,ZHANG Yuan
（Bio-chemical Engineering College，F(xiàn)uyang Vocational and Technical College，F(xiàn)uyang 236031,Anhui,China）

Abstract:The potted experiment was conducted to study the drought-resistant of five groundcover plants of Sedum Spectabile,Ophiopogon japonicus‘Nanas’,Zephyranthes candida,Hemerocallis×hybrida‘Stella deor’and Sedum lineare of north of Anhui Province by simulated natural drought stress.The physiological indexes under drought stress,and their relative water content,relative electric conductivity,malondialdehyde content, free proline content and total soluble sugar content of the leaves were investigated.The capability of drought resistance of five groundcover plants were evaluated comprehensively by subordinate function values analysis. The results showed that the capability of drought resistance of five groundcover plants were different.The order of drought resistances was:Ophiopogon japonicas＞Sedum Spectabile＞Hemerocallis×hybrida‘Stella deor’＞Sedum lineare＞Zephyranthes candida.It suggested that Ophiopogon japonicus could be used in landscaping of north of Anhui province as an elite drought-tolerant groundcover plant.

Key words:Northern Anhui region;groundcover plants;physiological and biochemical;drought resistance; subordinate function values