几种植物在稀土尾砂基质上的抗旱力比较

李小青 陈昌春 池明茹 南京信息工程大学遥感学院，南京 210044

几种植物在稀土尾砂基质上的抗旱力比较

李小青 陈昌春 池明茹 南京信息工程大学遥感学院，南京 210044

以稀土尾砂为基质，在盆栽条件下对南方几种常用的复绿草种进行了干旱胁迫对植物生长影响的试验，试验时间135天。结果表明，干旱胁迫对不同草种生物量影响有一定差异，干旱胁迫3周处理与对照的生物量（干重）之比为：百喜草（0.92）>白三叶（0.83）>狼尾草（0.81）>弯叶画眉草（0.8）>狗牙根（0.72）>高羊茅（0.7），干旱对百喜草生物量的影响最小，其次是白三叶、狼尾草和弯叶画眉草，对高羊茅生物量的影响最大。干旱胁迫下叶片卷曲形态观测表明，百喜草受影响最小，其次是弯叶画眉草，狼尾草、高羊茅、狗牙根和白三叶受影响最大。综合比较，百喜草的抗旱力最强，其次为弯叶画眉草，可作为可能遭受较长时间伏旱影响的南方地区矿山废弃地植被恢复的理想种类。

稀土尾砂；复绿草；抗旱性

rare soil tailings；green grasses；drought resistance

稀土元素在江西赣州市一些县(市）具有较大的蕴藏量，对之开发利用，可带来巨大的经济效益。长期的大量开采稀土，导致大面积稀土尾砂废弃地的产生。[1]定南县位于赣闽粤交界处，面积1317平方千米。其丰富的矿产资源，曾对定南经济发展作出过功不可没的贡献，但是，由于在开采矿产资源的同时，没有充分考虑到经济、社会、生态效益的和谐，不同程度地破坏和占用了许多土地资源，并污染了环境，造成了严重水土流失。作为一类极度退化的土地，矿山废弃地的生态恢复受到国内外的高度重视。水分含量低是矿山废弃地影响植被恢复的限制因子之一。[2]随着水资源的日益缺乏，寻求抗旱的植被品种，对于促进矿山废弃地的生态恢复具有重要的指导意义。本文通过盆栽试验控制土壤含水量，探讨了干旱胁迫对几种植被的影响，希望可以为稀土尾砂废弃地上的植被品种的选引和推广提供技术支持，同时也为抗旱育种提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

江西定南县下庄稀土矿尾砂堆积地，属珠江水系东江流域，矿区面积1.5公顷，海拔约310～340m，每块尾砂坡地面积为数百平方米，坡度40°左右，坡长10余米至数十米，坡向包括南、西和东，地表基本呈裸露状态。在未开矿地区，植被较好，分布有松、杉林，灌草比较茂密，稀土采矿地植被覆盖度低，有些地方寸草不生，沙化严重。区内全年气候温和，雨量充沛，每年平均气温17.9℃。年降雨量1639.1mm，年降雨多集中于4～6月，降雨量占总量的50%左右，多以暴雨出现，年均降雨162天。

1.2 供试材料

供试材料为6种复绿草：百喜草、狼尾草、狗牙根、高羊茅、白三叶和弯叶画眉草，均购于杭州。

1.3 盆栽胁迫干旱实验

以稀土尾砂为基土，取大小相同的花盆，每盆装稀土尾砂2kg，并施入腐熟有机肥（6g），种子浸泡经粒选之后均匀地种入花盆中， 覆土约0. 3cm，种植后在室内培养。生长90天后，一次性浇水至土壤最大含水量，之后处理组不再浇水，进行干旱胁迫处理， 对照组正常浇水。设停水0d、14d 、21d 胁迫处理，每个处理重复3次。分别于干旱胁迫14d、21d进行复水，观测叶片恢复情况。

1.4 株高测定

每盆随机选取8株复绿草进行测量，株高以每株的叶片最高值为标准。

1.5 叶色的测定

用目测法估测叶色值。按5级制来分级：1—淡黄绿；2—黄绿；3—绿；4—深绿；5—墨绿。每个重复随机测45个样本,取平均值。

1.6 萎蔫情况调查

在干旱胁迫条件下，每2～3d 观察1次每种植物的形态变化，根据每个花盆中萎蔫植株的数量和萎蔫轻重程度，计算了每个品种的萎蔫百分率。与此同时，给每盆浇足水分，观察分析叶片恢复情况。

1.7 生物量测定

分别于控水14d、21d后进行复水，复水2周后，把整盆植株从盆中挖出，冲洗根部泥土，并用吸水纸吸干后迅速称鲜重，在110℃持续5min，80℃烘箱中烘至恒重，称干重(DW），记录并进一步计算生物量干重。[3]

1.8 数据分析

数据采用Microsoft Excel 2003和SPSS 11. 5软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 植株高度

不同复绿草的植株高度随胁迫程度的加强而减小。胁迫程度越高(3w），植株生长速率越小，一般以中度胁迫（2w）为界限，当土壤水分为轻度胁迫(1w）时，植株生长较快，与对照差异较小，当土壤水分为中度(2w）和重度胁迫（3w）时，植株生长速度明显减慢。从植株地上部干重来看，6种植物在轻度胁迫时生物量减小量很小，表明光合作用受影响较小，植株忍耐轻度水分胁迫；中度水分胁迫时，各草种之间出现差异，其中百喜草生物量受影响较小，其次是弯叶画眉草，狼尾草、高羊茅、狗牙根和白三叶受影响最大。

2.2 干旱胁迫对复绿草叶色的测定

6种复绿植物在干旱胁迫2周（2w）时，百喜草叶色与对照相比未见异常，呈深绿色；其次是弯叶画眉草、狼尾草，呈绿色；白三叶、高羊茅和狗牙根均呈淡黄绿色。由此表明：干旱胁迫对百喜草受影响最小，其次是弯叶画眉草、狼尾草，高羊茅、狗牙根和白三叶受影响最大。因此，在巴西的天然草地中，百喜草的重要性指数是最高的。[4]

2.3 干旱胁迫下六种复绿草的萎蔫情况

观察结果表明，干旱胁迫2周后，高羊茅、狗牙根和白三叶萎蔫90%～95%以上，弯叶画眉草、狼尾草60%左右，百喜草没有萎蔫；干旱胁迫3周后，高羊茅、狗牙根、白三叶、狼尾草和弯叶画眉草植株全都已枯死，而百喜草只有2/3萎蔫、卷曲。但弯叶画眉草供水5～6天后就恢复正常生长，狼尾草叶色变绿，而高羊茅、狗牙根和白三叶几乎无恢复正常生长。（具体情况如表1）由此表明：6种复绿草种中，百喜草抗旱性最强。早在60年前，Burton[5]就对百喜草的根系进行了观测，他发现其根系最长能达110cm左右，明显比同属的毛花雀稗(P.dilatatum ）都长；不仅如此，其根量还相当大，是类地毯草(Axonopus affinis）的5.72倍；由此他认为这是百喜草耐旱的重要原因。百喜草根量大还表现在主根多，平均每个分蘖对应12.4条主根。[6]

表1 干旱胁迫下六种复绿草萎蔫情况

2.4 干旱胁迫对6种复绿草生物量的影响

通过实验所得的数据进行分析，干旱胁迫对不同草种生物量影响有一定差异，干旱胁迫3周处理与对照的生物量（干重）之比3w/ck为：百喜草（0.92）＞白三叶（0.83）＞狼尾草（0.81）＞弯叶画眉草（0.8）＞狗牙根（0.72）＞高羊茅（0.7），干旱对百喜草生物量的影响最小，其次是白三叶、狼尾草和弯叶画眉草，对高羊茅生物量的影响最大。（如图1）由于百喜草能覆盖整个地表，其匍匐茎贴靠地表，根系纵深，穿透力强，且对土壤有一定的固着力，从而使得它具有较强的防治土壤冲刷和固土护坡的能力，尤其在缓坡地上表现出相当好的水土保持效果。台湾经过多年多项的水土保持试验观察后，认定该植物是岛内最佳的水土保持与坡地覆盖植物，并广泛用于高速公路两旁和水土流失坡地。因此，台湾人普遍称它为“宝贝草”。[7]

图16 种复绿草3w/ck的示意图

3 结论与讨论

3.1 从株高、叶色测定、生物量三项指标来看，百喜草的抗旱性均优于其他5种复绿草。

3.2 从萎蔫情况看, 高羊茅、白三叶与狗牙根在干旱胁迫2周时即表现严重萎蔫, 而百喜草在2周时未出现萎蔫, 百喜草忍受干旱能力比常用复绿草高羊茅、白三叶和狗牙根强。因此，百喜草很适合在南方地区矿山尾砂坝上生长，表现生长量、生物量大，抗逆(干旱、高温和瘠薄土壤）能力强，覆盖地面快，固土保水能力强，且能改善坝坡的微气候条件。增加土壤肥力，防护效果显著，是矿区进行生物防护的优良新草种。

3.3 植物的抗旱性是一个受多种因素影响、较为复杂的综合性状，这些因素的综合作用才促进了抗旱性的形成，因此对于植物抗旱性的评价应用尽可能多的指标来综合评价，从而弥补与缓和单个指标对评定植物抗旱性所造成的片面性。

3.4 本次试验仅研究了6种复绿草干旱胁迫下的生理反应，对其形态特征、解剖结构等方面未作深入研究，同时由于试验试材经历冬季温室栽培，与露地栽培植株忍受干旱能力有着一定差异，正常生长情况下抗旱能力需作进一步研究。

[1]李德荣，董闻达等.治理稀土尾砂中百喜草的生长和促苗措施的研究[D]江西农业大学学报，2001，23(1）：93～95

[2] 彭珂珊,徐宣斌,胡晋辉,等. 干旱是西部地区生态系统受损的关键因素[J]石家庄经济学院学报，2002，25(3）：257～262

[3]邹琦. 植物生理学实验指导[M]北京:中国农业出版社，2000

[4] Nunes G E.Iob B I.Phytosoeiology of an alteredran ge from the Depressao Central of Rio Grande doSul，Brasil[J]Iheringia aerie Botanica.1999，（52）：23～24

[5] Burton G W .Factors influencing seed setting in severalsouthern grasses[J] Journal of the American Societyof Agronomy. 1943，（35）：465～474

[6] Hirata M. Response of bahiagrass(Paspalurn notatum Flogge）sward to cutting height：3.Den— sity of tillers，stolons and primary roots[J] Journat of the Japanese Society of Grasland Sc ience，1993，（39）：196～205

[7]夏汉平，敖惠修.我国台湾的主要禾草简介[J] 草原与草坪，2000，(1）：43～45

Several Plants in Rare Soil Tailings Matrix on Drought Resistance Comparison

Li Xiaoqing Chi Mingru
School of Remote Sensing，Nanjing University of Information Science ＆ Technology，Nanjing 210044，China

Rare soil tailings as matrix, in the pot under the conditions of several common complex on the South green grasses to drought stress on plant growth and impact test, test time 135days. The results show that, drought stress on different species biomass effect there are certain differences, drought stress 3weeks of treatment and control of biomass ( dry weight ）is: Bahia grass ( 0.92）> White Clover ( 0.83）> Pennisetum( 0.81）> Pennisetum Eragrostis grass ( 0.8）> Bermudagrass ( 0.72）> Tall Fescue ( 0.7）, drought on grass biomass minimal effects, followed by White Clover, and Pennisetum Eragrostis curvula, on Tall Fescue biomass affected. Leaf under drought stress crimp morphology observation suggests, were least affected, followed by the Lovegrass, Pennisetum, tall fescue, bermudagrass and white clover affected most. Comprehensive comparison, Bahia grass drought resistance was the strongest, followed by the Lovegrass, as may suffer longer drought affected South Mine Wasteland vegetation restoration of the ideal types.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.07.050

东江源头区水污染系统控制技术集成研究与工程示范项目

李小青，（1981—），南京信息工程大学研究生，研究方向为生态保护；

池明茹，（1985—），南京信息工程大学研究生，研究方向为生态保护。

陈昌春，（1963-）男，江苏盐城，南京信息工程大学遥感学院副教授，研究方向，水文水资源，通讯作者。