华南地区几种常见植物的耐淹性研究

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摘要：以华南地区几种常见植物为例，研究了人工模拟淹水胁迫对植物叶绿素和脯氨酸含量的影响。结果表明：在实验周期内（28d），红绒球（Calliandrahaematocephala Hassk.）和朱蕉（Cordylinefruticosaf（L）A.Cheval.）长势较好，叶绿素均呈现前期短暂波动上升、后逐渐下降的趋势，脯氨酸前半期下降或趋于平衡，后半期呈上升趋势；紫叶狼尾草（Pen-nisetum setaceum Rubrum）和朱槿（Hibiscus rosa-sinensisLima.）的长势稍弱，耐淹条件下分别存活至7d和4d。因此红绒球和朱蕉可作为优选植物用于受水分影响较大的滨水缓冲带地区。

关键词：华南地区；淹水胁迫；脯氨酸；叶绿素；耐淹性

滨水缓冲带是指水域、陆地交界处的两边，直至水域影响消失为止的地带。它是水生生态系统和陆地生态系统进行物质和能量交换的过度地带，具有明显的边缘效应和缓冲功能。水岸一定宽度的植物带，可通过过滤、渗透、吸收、滞留和转化等作用减少或消除进入地表及地下水中的污染物，减少污染物向水体的输入。近几年，瞬时暴雨已成为影响城市建设和景观营造的大问题，其中，随水域水位涨落的滨水缓冲带通常会处于干旱或湿涝的特殊环境，这造成很多植物无法存活，进而使得滨水缓冲带成为困扰世界的“城市荒漠区”。植物耐旱、耐淹能力的强弱直接决定了滨水缓冲带的缓冲功能和景观功能，因此，对植物耐旱、耐淹能力的研究就显得尤为重要。本研究选取4种华南地区常见具有较强耐旱能力的植物为研究对象，在淹水胁迫下测定其叶绿素和脯氨酸含量变化，旨在分析4种植物的耐水淹能力，为华南地区滨水耐淹植物提供基础数据。

1.材料与方法

1.1材料

1.1.1仪器与试剂。分光光度计、电子天平、研钵、棕色容量瓶、小漏斗、定量滤纸、吸水纸、擦境纸、滴管；96%乙醇（或80%丙酮）、石英砂、碳酸钙粉、冰醋酸、甲苯。

1.1.2植物材料。红绒球、朱蕉、紫叶狼尾草和朱槿。

1.2方法

1.2.1试验设计。试验场所位于广东肇庆高要棕榈苗木基地，占地面积约48m2，砌长宽高为2m×1m×1.4m的方格共计24个。每排4个方格，控制深度梯度，水淹深度分别设为10cm、40cm、60cm，并设置无水淹对照组，每组设置一个长势相近的平行植株。于0h、2h、4h、8h……4d、8d……14d、28d等时间点记录植物生长状况，并采集植物新鲜叶片备用。

1.2.2植物生理指标测定。叶绿素含量采用分光光度法测定，脯氨酸含量测定采用酸性茚三酮显色法。

2.结果与分析

2.1试验期内4种植物的生长状况

试验期内（28d），红绒球和朱蕉各组存活率均为100%，其中对照组和水淹10cm组植株长势良好，其余2组均出现叶片枯黄、脱落现象。紫叶狼尾草淹水各组存活7d后陆续凋亡，朱槿淹水各组仅存活4d后枝叶逐渐枯黄、腐败。

2.2水淹胁迫对植物脯氨酸含量的影响

水淹胁迫下，各组红绒球脯氨酸含量在试验初期上升，其中对照组从0h时的1609ug/gFw上升至24h时的3832ug/gFw后突然下降至约220ug/g Fw，在试验后期（14-28d）又呈现上升趋势，其余水淹各组变化趋势相似（图A）。试验期内生长状况同样较好的朱蕉脯氨酸含量在试验前期（0-14d）稳定在约30-50ug/g Fw左右，后期（14-28d）呈上升趋势，整个试验期淹水3组脯氨酸含量大于对照组（图B）。

脯氨酸（Pro）是植物蛋白质的组分之一，并可以游离状态广泛存在于植物体中。在胁迫条件下，许多植物体内脯氨酸大量积累。积累的脯氨酸除了作为植物细胞质内渗透调节物质外，还在稳定生物大分子结构、降低细胞酸性、解除氨毒以及作为能量库调节细胞氧化还原势等方面起重要作用。比较红绒球和朱蕉试验期内脯氨酸含量变化，红绒球脯氨酸最初测定值（0h）和变化范围远大于朱蕉，这与植物品种本身有关。红绒球前期变化幅度较大的原因可能是由于该品种对水淹胁迫和取叶修剪等过程反应较敏感，后期随着采样间隔的加长，植物逐步趋于稳定，脯氨酸在植物体内积累以抵抗水淹胁迫，保证植物正常生长代谢。紫叶狼尾草脯氨酸含量变化趋势与红绒球相近（图c），朱槿脯氨酸含量在检测期（4d）变化范围为37-57ug/g Fw，其中对照组显著高于水淹组。

2.3水淹胁迫对植物叶绿素含量的影响

叶绿素是一类与植物光合作用有关的最重要的色素。水淹条件下，植物被淹部分光合速率受到影响，这是因为淹水初期光合作用下降的原因主要是气孔关闭，CO2扩散的气孔阻力增加。随淹水时间的延长，羧化酶活性逐渐降低，叶绿素含量下降，导致叶片早衰和脱落。

由图a可知，试验期内红绒球和紫叶狼尾草叶绿素含量初期波动后逐渐呈下降趋势，朱蕉水淹40cm组叶绿素含量下降明显，其余各组在试验期内保持在一定水平。朱槿叶绿素含量在较短的存活时间内先下降后有上升趋势。由图a-d可知，除朱槿外，其余3种植物在水淹胁迫下，叶绿素含量均呈现大体下降趋势。这与水淹条件影响植物呼吸及光合作用，而使叶绿素含量下降的说法相一致。

3.结论与讨论

华南地区水资源相对丰富，有利于城市滨水缓冲带营建的研究和发展。但是水质污染和暴雨天气频发等问题对该地区城市滨水缓冲带的营建和维持造成了极大威胁，因此，针对兼具景观和生态功能的滨水景观植物的环境耐性进行研究，能有效提高缓冲带植物配置效率，从而改善滨水景观带的缓冲能力。本研究中涉及的红绒球、朱蕉、紫叶狼尾草和朱槿是华南地区常见的植物品种，因其特殊的造型和花色常被用于景观营造中。研究结果表明：红绒球和朱蕉较长时间适应水淹胁迫，紫叶狼尾草和朱槿则对水分较敏感，因此可将红绒球和朱蕉列为滨水缓冲带优选植物。