4种景天科屋顶植物干旱适应性研究

陈海生 张炜 蔡林生

摘  要：通过盆栽干旱胁迫试验，研究凹叶景天、垂盆草、佛甲草、圆叶景天等4种景天科屋顶植物在干旱胁迫条件下植物叶片丙二醛含量、叶片的超氧化物歧化酶活性的变化规律。结果表明：干旱胁迫使4种屋顶植物的叶片MDA含量都呈增高趋势，其中凹叶景天的叶片MDA含量增幅最大，其次是垂盆草，圆叶景天的上升幅度最小。干旱胁迫使4种屋顶植物的叶片SOD活性均呈上升趋势，其中圆叶景天的叶片SOD活性上升幅度最大，其次是垂盆草，凹叶景天的上升幅度最小。因此，从抗旱性指标来看，这4种景天科植物均可应用于杭州市的草坪屋顶绿化，但4种植物的耐旱性存在着较大差异，以圆叶景天的抗旱力最强，其次是垂盆草，凹叶景天最弱。

关键词：屋顶绿化植物;丙二醛;SOD;耐旱性

中图分类号 S731 文献标识码 A   文章编号 1007-7731（2018）23-0013-02

城市屋顶绿化是指将植物栽植于城市平屋顶上的一种植物绿化方法，其目的是增加城市绿量，改善人们生产生活的环境条件，创造城市居民舒适美观的生态景观[1，2]。屋顶绿化植物必须具有易存活、绿量高、质量轻、对基质厚度要求不高、养护成本低等特点。受屋顶土层薄、不能与地面土壤进行水汽交换、屋顶风力通常比地面大等因素的制约，屋顶生态环境比较恶劣，绿化植物容易干旱胁迫的影响。景天类植物中的部分多年生常绿宿根种类具有植株低矮、生长整齐、色彩亮绿、花朵繁茂、绿期长、综合抗性强、易管理等优点，且根部极小，适于屋顶绿化。

杭州市地处中亚热带向北亚热带的过度地带，光照充足，热量丰富，雨量充沛，气候上具有夏季高温，秋冬季干旱等特点，因此，屋顶绿化植物应选择抗旱性强、抗风力强、根系浅、耐贫瘠、低维护等特性的植物。凹叶景天、垂盆草、佛甲草、圆叶景天，属景天科景天属多年生常绿草本植物，茎匍匐、易生根、耐受性强，是常用的屋顶绿化地被植物[3]。本研究通过测定在杭州城市屋顶上栽种的凹叶景天、垂盆草、佛甲草、圆叶景天等4种屋顶植物的丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性这些植物生理指标，综合分析这4种屋顶植物的抗旱性变化规律，以期为这些植物在杭州城市屋顶上更好地种植和养护提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料 2017年9月5日，将凹叶景天、垂盆草、佛甲草、圆叶景天栽植于浙江同济科技职业学院机电集训楼楼顶塑料大棚内，选取植株健壮、生长基本一致的分枝扦插至直径20cm的塑料育苗盆中，种植基质均为泥炭∶ 珍珠岩=2∶1，基质厚度为5cm，之后统一水肥管理，待植株整齐、生长基本一致时进行试验。

1.2 方法 植株恢复生长50d后，浇足塑料盆内的水，灌水第2天取样测定作对照。此后30d全部植株断水处理进行耐旱性试验。丙二醛（MDA）含量的测定采用硫代巴比妥酸（TBA）比色法[4]。超氧化物歧化酶（SOD）活性的测定采用NBT测定法[4]，每个处理设3个重复。丙二醛、超氧歧化酶由于每次胁迫处理后采样存在时间上的差异，为了更好地保证均一性，样品采后立即用液氮固定，再放入超低温冰箱保存，之后再统一进行测定。各项测定指标3次重复，数据均用平均值表示。

2 结果与分析

2.1 干旱胁迫条件下屋顶植物叶片MDA含量的变化 干旱胁迫期间屋顶植物的叶片MDA含量增幅越小，说明其抗旱性越强，反之叶片MDA含量增幅越大，则其抗旱性越弱。由表1可知，在干旱胁迫的30d内，4种屋顶植物的叶片MDA含量都呈增高趋势，增高幅度为55.88%～164.29%。其中，以凹叶景天的叶片MDA含量增幅最大，为164.29%，其次是垂盆草，为72.39%，圆叶景天的叶片MDA含量上升幅度最小，为55.88%。

2.2 干旱胁迫条件下各屋顶植物叶片SOD活性的变化 植物通过提高具有清除自由基功能的叶片SOD活性来降低干旱逆境所引起的膜脂过氧化，这是植物在干旱胁迫条件下逆境适應性的一种表现。但各种植物之间的SOD活性变化相差很大。由表2可知，在干旱胁迫的30d内，4种屋顶植物的叶片SOD活性均呈上升趋势，升高幅度为25.85%～47.15%。以圆叶景天的叶片SOD活性上升幅度最大，达47.15%，说明其抗旱性最强。其次是垂盆草，上升幅度为34.7%，以凹叶景天的叶片SOD活性上升幅度最小，只有25.85%。

3 结论与讨论

（1）屋顶绿化能有效地调控城市建设中的生态环境，优化城市绿化景观，具有节约土地、净化空气、调节气候、降低“热岛效应”、减少噪音的效果。因此，应该尽可能多地筛选适宜于城市草坪式屋顶种植的绿化植物种类，增加城市植物生态系统的多样性和稳定性。

（2）屋顶绿化是一种独特的绿化方式，能在不占用地面面积的情况下增加城市绿地面积。由于屋顶土层薄、不能与地面土壤进行水汽交换，风力通常比地面大，再加上屋顶太阳辐射强烈，蒸发量大，生态环境比较恶劣等因素，屋顶植物容易受干旱胁迫的影响。因此，应选择耐旱性较强的、根系浅、生长力旺盛的乡土植物作为屋顶植物。

（3）植物在受到干旱胁迫时其植株体内活性氧会不断积累，相应地清除活性氧的抗氧化酶活性也会升高。当干旱胁迫到一定程度时，活性氧的产生速度会大于抗氧化酶清除活性氧的速度。活性氧过度积累会导致膜脂过氧化，从而造成植株体内MDA含量的积累。本文的研究结果表明，凹叶景天、垂盆草、佛甲草、圆叶景天等4种景天科植物都能适应在杭州地区屋顶种植。但4种植物之间的干旱耐受力相差较大，以圆叶景天的干旱耐受力最强，其叶片MDA含量在干旱胁迫期间增加幅度较少，而SOD活性上升较快。其次是垂盆草。以凹叶景天的干旱耐受力最弱，其叶片MDA含量在干旱胁迫期间增加幅度较大，而SOD活性上升较慢。

（4）今后对屋顶植物的研究应转到对乡土植物的开发利用上，乡土植物适应性好，具有较强的抵抗病虫害和不良环境的能力。杭州地区天气多变，1年中有阴雨季节、严寒季节和高温季节，因此还要研究和筛选耐寒、耐渍水、耐高温的屋顶植物。还要尽快研究出适宜于杭州等南方高温高湿条件下草坪式屋顶植物生长的最佳基质配方[5]，优化屋顶植物的生长条件。同时还要研究屋顶绿化植物的合理配置，除了景天科等，草本植物外，还要研究和筛选适宜于干旱草坪生长的能构成多种图案的、能形成独特风格景观的灌木和彩色植物，以提高屋顶植物的观赏性[6]。

参考文献

[1]王仙民.屋顶绿化[J].武汉：华中科技人学出版社，2007.

[2]许荷，瞿志.北京屋顶绿化构造[J].中国园林，2006，4：77-80.

[3]黄卫昌，秦俊，胡永红，等.屋顶绿化植物的选择——景天类植物在上海地区的应用[J].安徽农业科学，2005，33（6）：1041-1043.

[4]王学奎.植物生理生化实验原理和技术[M].北京：高等教育出版社，2008.

[5]秦秋婕，苏顺军，冯磊.4种屋顶绿化植物适应性及其最适基质厚度的选择研究[J].绿色科技，2016（13）：216-221.

[6]王晓燕，陈宇.屋顶绿化植物种植选择与技术应用[J].湖南农业科学，2016（2）：91-93.

（责编：张宏民）