导读

Enteropogon macrostachyus和Cenchrus ciliaris是两种非洲常见的C4植物，E. macrostachyus通常生活在干旱环境条件下，可能比生活在土层厚且相对湿润的环境中的C. ciliaris具有更强的耐旱性。不同的耐旱机制可以从植物对干旱的反应体现出来，了解植物的形态生理特征有利于改善严重剥蚀的非洲旱地的生态恢复和生产。荷兰乌特勒支大学、肯尼亚东南大学、德国拜罗伊特大学和瑞士苏黎世联邦理工学院的研究人员Kevin Z. Mganga等分析了模拟干旱条件下E. macrostachyus和C. ciliaris的形态生理指标，包括叶片的气体交换特征、生物量分配以及水分利用效率等。结果表明，在适宜土壤水分（最大含水量的70%）条件下，C. ciliaris的光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著高于E. macrostachyus（p < 0.05）；干旱（土壤最大含水量的30%）仅降低了C. ciliaris的光合速率、气孔导度和蒸腾速率，而E. macrostachyus 的净光合速率、气孔导度和叶片蒸腾在两种条件下无显著差异（p > 0.05）；干旱条件下E. macrostachyus的水分利用效率提高程度高于C. ciliaris的。以上结果说明，干旱条件下C. ciliaris和E. macrostachyus 的胞间CO2浓度降低和气孔限制增加表明，气孔限制在两种C4植物的光合作用中起主导作用；C. ciliaris对干旱的敏感性要高于E. macrostachyus。C. ciliaris可以在缺水不是主要因素的地区生长，而E. macrostachyus可以忍受一定程度的干旱。在非洲发生诸如干旱的极端环境事件时，不同的C4乡土草对干旱的反应不同，应该进一步开展长期实验，测定干旱条件下混播牧草的形态及生理生态指标测定，从而为当地草地管理提供科学依据。

图表

Table 1. Morphometric traits of the C4 perennial grasses native to African drylands

Table 2. Leaf gas exchange characteristics and water use efficiencies of selected perennial C4 grasses under optimum and drought conditions

Table 3. Plant biomass characteristics of selected perennial C4 grasses under optimum and drought conditions

Figure 1. Leaf net photosynthetic rate (Pn, µmol CO2 m−2 s−1) of the two grasses under optimum and drought conditions. EM refers to Enteropogon macrostachyus and CC refers to Cenchrus ciliaris. The data shown are means (n = 8), and bars represent the standard error of means. Different letters in bar graphs denote significant differences (p < 0.05).

Figure 2. Cumulative whole-plant water loss during the last 20 days of the experiment. EM refers to Enteropogon macrostachyus and CC refers to Cenchrus ciliaris. The data shown are means (n = 8), and bars represent the standard error of means. Different letters in line graphs denote significant differences (p < 0.05).

Figure 3. Rate of whole-plant water loss during the last 20 days of the experiment. EM refers to Enteropogon macrostachyus and CC refers to Cenchrus ciliaris. The data shown are means (n = 8) and bars represent the standard error of means. Different letters in line graphs denote significant differences (p < 0.05).

内容来源：Grassland Research（草地研究）Early View（投稿：2022-9-27；接收：2021-1-17；刊发：2023-03-2）

DOI：https://doi.org/10.1002/glr2.12040

引用格式：Mganga, K. Z., Kuhla, J., Carminati, A., Pausch, J., & Ahmed, M. A. (2023). Leaf gas exchange characteristics, biomass partitioning, and water use efficiencies of two C4 African grasses under simulated drought. Grassland Research, 2(1), 37–45.

编译者： 李佳璇 兰州大学草地农业科技学院 硕士研究生

武艳培 兰州大学草地农业科技学院 副研究员

说明：该文仅代表编译者对论文的理解，如需参考和引用相关内容，请查阅原文。

期刊介绍

Grassland Research是我国草业科学领域第一本国际学术期刊，季刊，由中国草学会和兰州大学共同主办。该刊受中国科技期刊卓越计划高起点新刊项目支持，由国际出版集团John Wiley & Sons Australia, Ltd.提供出版及宣传服务，于2022年正式出版。

Grassland Research论文刊发范围广，综合性强。从分子到全球变化层面，全维度聚焦草业科学及其在人类可持续发展中的作用。期刊将刊登天然草原，栽培草地、草坪和生物能源作物，以及草地生态系统三大板块的基础性和应用性研究成果、综述、论点等类型的文章。优先考虑发表青年学者优秀研究成果，期待成为青年科学家喜爱的国际学术交流主阵地。

在创刊前三年，Grassland Research将免收版面费，以OA形式通过全球化出版平台Wiley Online Library出版。

排版｜李虹

执行编辑｜范思佳

审核｜武艳培 彭京伦 王新宇