摘要：

對3種景天科植物圓葉佛甲草（Sedum lineare）、西德景天（Gynura segetum）、胭脂紅景天（Rhodiola rosea）進行了不同梯度的水分脅迫，通過觀察脅迫下植株形態(tài)變化，以及測定葉片保水力和蒸騰速率的變化，研究了水分脅迫下有關生理指標變化與景天類植物抗旱性的關系。結果表明，隨水分脅迫程度加深，3種景天類植物的葉片保水力和蒸騰速率隨脅迫程度加深都為先下降后平緩的趨勢，胭脂紅景天變化范圍最大。結合3種景天類植物在水分脅迫下形態(tài)的變化，分析表明，圓葉佛甲草的抗旱性高于西德景天和胭脂紅景天，是大同地區(qū)屋頂綠化的優(yōu)良材料。

關鍵詞：

景天植物;水分脅迫;抗旱性

中圖分類號：S435

文獻標識碼：A

DOI：1019754/jnyyjs20190330089

引言

目前，在大同城鄉(xiāng)綠化中，冬季干冷、夏季濕熱的典型大陸性季風氣候以及水資源嚴重缺乏的現(xiàn)實已成為許多園林、屋頂綠化植物生長的限制性因子，使得一些優(yōu)良地被植物（包括新引進植物）在應用中受到了限制，其優(yōu)良的綠化造景效果未能充分地表現(xiàn)出來。一般植物在地面生長都困難，在屋頂生長就更難了。

景天科植物中的部分多年生常綠宿根種類，是一種自養(yǎng)型和耐寒型的植物，具有植株低矮、生長整齊、色彩亮綠、花朵繁茂、綠期長、綜合抗性強、易管理等優(yōu)點，且根部極小，能夠保存大量的水分，同時在表層土壤狀態(tài)良好的情況下，景天科植物不需要施肥，不會對屋頂構成威脅，適于進行屋頂綠化。而我國僅有佛甲草、垂盆草在少數(shù)城市有小面積的應用，屋頂綠化主要研究工作一直集中在屋頂荷載力、排水和輕質材料的選擇上，而有關植物種類的選擇近幾年才有所涉及。

為此，本研究選用幾種景天科植物作為試驗對象，為選擇抗旱植物、輕養(yǎng)護的綠化植物提供理論依據(jù)。

1材料與方法

11實驗材料

試驗材料為圓葉佛甲草（Sedum lineare）、胭脂紅景天（Rhodiola rosea）、西德景天（Gynura segetum），盆栽基質為草炭、蛭石和細沙。圓葉佛甲草20盆、西德景天20盆、胭脂紅20盆。

12實驗材料處理

將圓葉佛甲草、胭脂紅景天、西德景天，用統(tǒng)一規(guī)格的塑料花盆裝入濕度基本一致的培養(yǎng)土。培養(yǎng)土成分為草炭∶細沙∶蛭石（2∶2∶1），每盆裝滿培養(yǎng)土后栽植生長狀況基本一致的植株，稱重后調整重量，使每盆基本一致。3種植物移栽緩苗7d后，進行水分脅迫處理。

參照史燕山的方法將土壤水分含水量分4個等級進行水分脅迫的梯度分級：對照正常澆水（土壤相對含水量為70%～80%）;輕度脅迫（土壤相對含水量為60%～70%）;中度脅迫（土壤相對含水量為50%～60%），重度脅迫（土壤相對含水量為30%～40%）。

當盆中水分自然蒸發(fā)至所設置的水分脅迫梯度時，開始記錄水分脅迫處理的時間，用稱重法控制土壤相對含水量。

13試驗方法

131外部形態(tài)觀察

對各處理1d后的植株長勢及萎蔫狀況開始進行觀察記錄，10d后觀察復水后各種植物的恢復情況。

132葉片保水力和蒸騰速率測定

采用快速稱重法。取同一生長位置葉片置于室內自然風干狀態(tài)下稱重，隔一定時間測定1次，計算不同離體時間葉片累積失水量占總含水量的百分比，以失水百分率來表示葉片保水力。

2結果與分析

21水分脅迫處理植株生長狀況

在水分脅迫處理下，連續(xù)觀察和記錄了胭脂紅景天、圓葉佛甲草和西德景天植株整體和葉片的變化情況。

如圖1、2和3所示，胭脂紅景天葉片小且薄;圓葉佛甲草葉片呈圓形，肉質肥厚，隨植株的生長將增大;西德景天葉片呈扇形，肉質肥厚。

在輕度脅迫下，3種植物生長均正常，葉片均正常生長，均有幼芽出現(xiàn)，扦插的西德景天植株高度生長變化明顯。

在中度脅迫下，胭脂紅景天底層葉片開始干枯、掉落，幼芽生長緩慢，植株開始萎蔫;西德景天葉片正常生長但幼芽生長緩慢，個別植株底層葉片在中度脅迫后期出現(xiàn)失水萎蔫，植株生長緩慢;圓葉佛甲草幼芽數(shù)量減少，個別葉片干枯凋落。

在重度脅迫下，胭脂紅景天葉片出現(xiàn)較嚴重萎蔫現(xiàn)象，表現(xiàn)為枝條下垂，葉片大量掉落，幼芽死亡，整體植株失水萎蔫;后期葉片邊緣發(fā)生干枯壞死現(xiàn)象;西德景天植株幼芽無變化，底部葉片逐漸變黃，在重度脅迫后期基本都因失水脫落，上層葉片開始出現(xiàn)萎蔫，植株生長變化不明顯;圓葉佛甲草在重度脅迫前期整體長勢較好，個別植株底層葉片因失水干枯脫落，在后期因受蟲害大量葉片被咬損，蟲害傳染迅速且幼葉不斷被毀，植株整體長勢明顯下降，以致其中3株死亡。用未遭蟲害圓葉佛甲草的莖進行扦插，成活率為100%、生長迅速且長勢良好。

總體看，隨著干旱脅迫程度加強，3種景天類植物的長勢均趨于下降，表現(xiàn)為新萌生的枝葉數(shù)減少且生長量下降，以胭脂紅景天表現(xiàn)最為明顯。圓葉佛甲草、西德景天與對照生長勢相比相差較小。

干旱脅迫復水后，對植株長勢恢復情況的觀察結果表明，3種景天類植物在中度干旱脅迫10d后復水，均能很快恢復正常狀態(tài);經(jīng)重度干旱脅迫處理的植株，在處理10～12d后進行復水，除胭脂紅景天，圓葉佛甲草和西德景天均能較快恢復正常。而當重度干旱脅迫處理10d后再持續(xù)7d不澆水，胭脂紅景天死亡，圓葉佛甲草和西德景天均能逐漸恢復正常。

22水分脅迫對葉片保水力和蒸騰速率的影響

葉片保水力是反映植物調節(jié)體內生理機制和適應環(huán)境變化的一個重要生理指標。植物葉片保水力強度大小在一定程度上反映了植物調節(jié)水分損失的能力及適應逆境的能力。

測定3種景天科植物離體葉片變化狀況見表1。

由表1可知，隨著失水時間的延長，植株的萎蔫癥狀逐步加重。胭脂紅景天、圓葉佛甲草葉片在自然失水脅迫后先萎蔫經(jīng)干枯后死亡，西德景天葉片在自然失水脅迫后先變成黃色，再經(jīng)萎蔫、干枯后死亡。自然失水脅迫第5天，胭脂紅景天葉片60%出現(xiàn)萎蔫，葉片翻卷縮小，稍有韌性;第6天，萎蔫葉片就開始呈現(xiàn)干枯狀態(tài)，葉片部分顏色呈黑紅色，稍有韌性;第12天，葉片70%呈干枯狀態(tài)，顏色全部為黑紅色，質地硬脆，面積明顯縮小;第22天，葉片全部死亡。自然失水第12天，圓葉佛甲草葉片出現(xiàn)萎蔫，隨著失水量的增多，萎蔫葉片數(shù)量逐漸增多;第19天，葉片出現(xiàn)干枯，顏色呈深綠色，稍有韌性，卷曲;第28天，葉片硬脆皺縮，出現(xiàn)死亡;第53天，葉片全部死亡。自然失水第4天，西德景天葉片開始出現(xiàn)黃色，持續(xù)時間較長，變化不明顯;第19天，10%葉片的部分才出現(xiàn)干枯現(xiàn)象，具韌性，無明顯卷曲，顏色呈深黃色，隨著逐漸失水，干枯部分面積逐漸擴大;第28天，葉片開始死亡，顏色為深黃色，變薄，稍有韌性，無卷曲;第65天后，葉片全部死亡。

測定3種景天科植物蒸騰速率如圖4、圖5和圖6所示，3種景天科植物蒸騰速率都為先下降后平緩趨勢。胭脂紅景天蒸騰速率在0～000035g·cm-2·h-1之間，圓葉佛甲草蒸騰速率在000004～000018g·cm-2·h-1之間，西德景天蒸騰速率在000002～000012g·cm-2·h-1之間，胭脂紅景天蒸騰速率變化范圍最大，西德景天蒸騰速率變化范圍最小。

圓葉佛甲草與胭脂紅景天和西德景天相比，在達到最低蒸騰速率前下降緩和，總體變化平穩(wěn)，葉片失水致死時間較長，近40d。胭脂紅景天最先出現(xiàn)萎蔫，且萎蔫葉片數(shù)量是最多的，萎蔫葉片外觀效果最差，發(fā)干發(fā)黃，生命力減退;并且是葉片失水致死時間最短，近20d。西德景天葉片比其他兩品種提前出現(xiàn)失水癥狀，不影響葉片整體外觀;葉片失水致死時間最長，近50d。

3結論

當植株遇到缺水時，可能首先利用自身各器官的保水能力來適應，然后通過代謝活動或滲透調節(jié)來抵御，最終其細胞膜將受到傷害。抵抗干旱是一種綜合的生理過程。根據(jù)以上形態(tài)學和生理指標的測定結果

綜合分析后，結論如下：

在不同水分脅迫下，3種景天科植物的生長狀況明顯不同。從總體觀察結果看，圓葉佛甲草、西德景天具有較強的耐旱能力，胭脂紅景天耐旱力相對較弱。

通過對3種景天科植物的蒸騰速率和葉片保水力的測定，將蒸騰速率與葉片至永久萎蔫所用時間結合起來分析表明，3種景天科植物中圓葉佛甲草抗旱力最強，西德景天次之，胭脂紅景天最差。

綜上所述，3種景天科植物的抗旱性由高至低依次為：圓葉佛甲草>西德景天>胭脂紅景天。地區(qū)氣候環(huán)境干燥，需要選擇淺根系、低矮健壯的植物，選擇能抗風、具有較長時間的耐旱能力、能經(jīng)受移植、生長不太快的植物。通過本次試驗的觀察證明，圓葉佛甲草抗旱能力強，且為匍匐生長，易生根，葉片保水力良好等特點，是優(yōu)良綠化植物材料。

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作者簡介：

魏曉菲（1982- ），女，山西大同人，本科，中級工程師，研究方向：植物研究。