李小青 陳昌春 池明茹 南京信息工程大學遙感學院，南京 210044

幾種植物在稀土尾砂基質上的抗旱力比較

李小青 陳昌春 池明茹 南京信息工程大學遙感學院，南京 210044

以稀土尾砂為基質，在盆栽條件下對南方幾種常用的復綠草種進行了干旱脅迫對植物生長影響的試驗，試驗時間135天。結果表明，干旱脅迫對不同草種生物量影響有一定差異，干旱脅迫3周處理與對照的生物量（干重）之比為：百喜草（0.92）>白三葉（0.83）>狼尾草（0.81）>彎葉畫眉草（0.8）>狗牙根（0.72）>高羊茅（0.7），干旱對百喜草生物量的影響最小，其次是白三葉、狼尾草和彎葉畫眉草，對高羊茅生物量的影響最大。干旱脅迫下葉片卷曲形態觀測表明，百喜草受影響最小，其次是彎葉畫眉草，狼尾草、高羊茅、狗牙根和白三葉受影響最大。綜合比較，百喜草的抗旱力最強，其次為彎葉畫眉草，可作為可能遭受較長時間伏旱影響的南方地區礦山廢棄地植被恢復的理想種類。

稀土尾砂；復綠草；抗旱性

rare soil tailings；green grasses；drought resistance

稀土元素在江西贛州市一些縣(市）具有較大的蘊藏量，對之開發利用，可帶來巨大的經濟效益。長期的大量開采稀土，導致大面積稀土尾砂廢棄地的產生。[1]定南縣位于贛閩粵交界處，面積1317平方千米。其豐富的礦產資源，曾對定南經濟發展作出過功不可沒的貢獻，但是，由于在開采礦產資源的同時，沒有充分考慮到經濟、社會、生態效益的和諧，不同程度地破壞和占用了許多土地資源，并污染了環境，造成了嚴重水土流失。作為一類極度退化的土地，礦山廢棄地的生態恢復受到國內外的高度重視。水分含量低是礦山廢棄地影響植被恢復的限制因子之一。[2]隨著水資源的日益缺乏，尋求抗旱的植被品種，對于促進礦山廢棄地的生態恢復具有重要的指導意義。本文通過盆栽試驗控制土壤含水量，探討了干旱脅迫對幾種植被的影響，希望可以為稀土尾砂廢棄地上的植被品種的選引和推廣提供技術支持，同時也為抗旱育種提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

江西定南縣下莊稀土礦尾砂堆積地，屬珠江水系東江流域，礦區面積1.5公頃，海拔約310～340m，每塊尾砂坡地面積為數百平方米，坡度40°左右，坡長10余米至數十米，坡向包括南、西和東，地表基本呈裸露狀態。在未開礦地區，植被較好，分布有松、杉林，灌草比較茂密，稀土采礦地植被覆蓋度低，有些地方寸草不生，沙化嚴重。區內全年氣候溫和，雨量充沛，每年平均氣溫17.9℃。年降雨量1639.1mm，年降雨多集中于4～6月，降雨量占總量的50%左右，多以暴雨出現，年均降雨162天。

1.2 供試材料

供試材料為6種復綠草：百喜草、狼尾草、狗牙根、高羊茅、白三葉和彎葉畫眉草，均購于杭州。

1.3 盆栽脅迫干旱實驗

以稀土尾砂為基土，取大小相同的花盆，每盆裝稀土尾砂2kg，并施入腐熟有機肥（6g），種子浸泡經粒選之后均勻地種入花盆中， 覆土約0. 3cm，種植后在室內培養。生長90天后，一次性澆水至土壤最大含水量，之后處理組不再澆水，進行干旱脅迫處理， 對照組正常澆水。設停水0d、14d 、21d 脅迫處理，每個處理重復3次。分別于干旱脅迫14d、21d進行復水，觀測葉片恢復情況。

1.4 株高測定

每盆隨機選取8株復綠草進行測量，株高以每株的葉片最高值為標準。

1.5 葉色的測定

用目測法估測葉色值。按5級制來分級：1—淡黃綠；2—黃綠；3—綠；4—深綠；5—墨綠。每個重復隨機測45個樣本,取平均值。

1.6 萎蔫情況調查

在干旱脅迫條件下，每2～3d 觀察1次每種植物的形態變化，根據每個花盆中萎蔫植株的數量和萎蔫輕重程度，計算了每個品種的萎蔫百分率。與此同時，給每盆澆足水分，觀察分析葉片恢復情況。

1.7 生物量測定

分別于控水14d、21d后進行復水，復水2周后，把整盆植株從盆中挖出，沖洗根部泥土，并用吸水紙吸干后迅速稱鮮重，在110℃持續5min，80℃烘箱中烘至恒重，稱干重(DW），記錄并進一步計算生物量干重。[3]

1.8 數據分析

數據采用Microsoft Excel 2003和SPSS 11. 5軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 植株高度

不同復綠草的植株高度隨脅迫程度的加強而減小。脅迫程度越高(3w），植株生長速率越小，一般以中度脅迫（2w）為界限，當土壤水分為輕度脅迫(1w）時，植株生長較快，與對照差異較小，當土壤水分為中度(2w）和重度脅迫（3w）時，植株生長速度明顯減慢。從植株地上部干重來看，6種植物在輕度脅迫時生物量減小量很小，表明光合作用受影響較小，植株忍耐輕度水分脅迫；中度水分脅迫時，各草種之間出現差異，其中百喜草生物量受影響較小，其次是彎葉畫眉草，狼尾草、高羊茅、狗牙根和白三葉受影響最大。

2.2 干旱脅迫對復綠草葉色的測定

6種復綠植物在干旱脅迫2周（2w）時，百喜草葉色與對照相比未見異常，呈深綠色；其次是彎葉畫眉草、狼尾草，呈綠色；白三葉、高羊茅和狗牙根均呈淡黃綠色。由此表明：干旱脅迫對百喜草受影響最小，其次是彎葉畫眉草、狼尾草，高羊茅、狗牙根和白三葉受影響最大。因此，在巴西的天然草地中，百喜草的重要性指數是最高的。[4]

2.3 干旱脅迫下六種復綠草的萎蔫情況

觀察結果表明，干旱脅迫2周后，高羊茅、狗牙根和白三葉萎蔫90%～95%以上，彎葉畫眉草、狼尾草60%左右，百喜草沒有萎蔫；干旱脅迫3周后，高羊茅、狗牙根、白三葉、狼尾草和彎葉畫眉草植株全都已枯死，而百喜草只有2/3萎蔫、卷曲。但彎葉畫眉草供水5～6天后就恢復正常生長，狼尾草葉色變綠，而高羊茅、狗牙根和白三葉幾乎無恢復正常生長。（具體情況如表1）由此表明：6種復綠草種中，百喜草抗旱性最強。早在60年前，Burton[5]就對百喜草的根系進行了觀測，他發現其根系最長能達110cm左右，明顯比同屬的毛花雀稗(P.dilatatum ）都長；不僅如此，其根量還相當大，是類地毯草(Axonopus affinis）的5.72倍；由此他認為這是百喜草耐旱的重要原因。百喜草根量大還表現在主根多，平均每個分蘗對應12.4條主根。[6]

表1 干旱脅迫下六種復綠草萎蔫情況

2.4 干旱脅迫對6種復綠草生物量的影響

通過實驗所得的數據進行分析，干旱脅迫對不同草種生物量影響有一定差異，干旱脅迫3周處理與對照的生物量（干重）之比3w/ck為：百喜草（0.92）＞白三葉（0.83）＞狼尾草（0.81）＞彎葉畫眉草（0.8）＞狗牙根（0.72）＞高羊茅（0.7），干旱對百喜草生物量的影響最小，其次是白三葉、狼尾草和彎葉畫眉草，對高羊茅生物量的影響最大。（如圖1）由于百喜草能覆蓋整個地表，其匍匐莖貼靠地表，根系縱深，穿透力強，且對土壤有一定的固著力，從而使得它具有較強的防治土壤沖刷和固土護坡的能力，尤其在緩坡地上表現出相當好的水土保持效果。臺灣經過多年多項的水土保持試驗觀察后，認定該植物是島內最佳的水土保持與坡地覆蓋植物，并廣泛用于高速公路兩旁和水土流失坡地。因此，臺灣人普遍稱它為“寶貝草”。[7]

圖16 種復綠草3w/ck的示意圖

3 結論與討論

3.1 從株高、葉色測定、生物量三項指標來看，百喜草的抗旱性均優于其他5種復綠草。

3.2 從萎蔫情況看, 高羊茅、白三葉與狗牙根在干旱脅迫2周時即表現嚴重萎蔫, 而百喜草在2周時未出現萎蔫, 百喜草忍受干旱能力比常用復綠草高羊茅、白三葉和狗牙根強。因此，百喜草很適合在南方地區礦山尾砂壩上生長，表現生長量、生物量大，抗逆(干旱、高溫和瘠薄土壤）能力強，覆蓋地面快，固土保水能力強，且能改善壩坡的微氣候條件。增加土壤肥力，防護效果顯著，是礦區進行生物防護的優良新草種。

3.3 植物的抗旱性是一個受多種因素影響、較為復雜的綜合性狀，這些因素的綜合作用才促進了抗旱性的形成，因此對于植物抗旱性的評價應用盡可能多的指標來綜合評價，從而彌補與緩和單個指標對評定植物抗旱性所造成的片面性。

3.4 本次試驗僅研究了6種復綠草干旱脅迫下的生理反應，對其形態特征、解剖結構等方面未作深入研究，同時由于試驗試材經歷冬季溫室栽培，與露地栽培植株忍受干旱能力有著一定差異，正常生長情況下抗旱能力需作進一步研究。

[1]李德榮，董聞達等.治理稀土尾砂中百喜草的生長和促苗措施的研究[D]江西農業大學學報，2001，23(1）：93～95

[2] 彭珂珊,徐宣斌,胡晉輝,等. 干旱是西部地區生態系統受損的關鍵因素[J]石家莊經濟學院學報，2002，25(3）：257～262

[3]鄒琦. 植物生理學實驗指導[M]北京:中國農業出版社，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]夏漢平，敖惠修.我國臺灣的主要禾草簡介[J] 草原與草坪，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

東江源頭區水污染系統控制技術集成研究與工程示范項目

李小青，（1981—），南京信息工程大學研究生，研究方向為生態保護；

池明茹，（1985—），南京信息工程大學研究生，研究方向為生態保護。

陳昌春，（1963-）男，江蘇鹽城，南京信息工程大學遙感學院副教授，研究方向，水文水資源，通訊作者。