以黄土高原4个乡土禾草:长芒草(Stipa bungeana)白羊草(Bothriochloa ischaemum),无芒隐子草(Cleistogenes songorica),冰草(Agropyron cristatum)作为实验材料,应用盆栽试验,在中国科学院水土保持研究中心的遮雨棚模拟黄土高原干旱环境,人工控制土壤水分并设置3个梯度:适宜水分(75%θf)、中度干旱(55%θf)、重度干旱(40%θf);对这4个乡土禾本科牧草在不同土壤水分条件下的耗水规律、生长特性、叶绿体色素成分和含量、水分生理特性、保护酶活性和渗透调节物质、水分利用效率及干物质积累分配规律等进行研究,探讨了4个乡土禾本科牧草在不同土壤水分条件下这些指标在时间和空间上的变化规律,从而揭示这4个乡土禾本科牧草在耗水规律、水分利用策略、抗旱生理机制以及抗旱性的差异,旨在为黄土高原草地建设提供参考价值,也为乡土禾草的应用提供理论依据。主要结论如下:1. 4个乡土禾本科牧草的耗水特性存在差异。4个乡土禾草的月耗水量及总耗水量均表现为:适宜水分>中度干旱>重度干旱。4个乡土禾草月耗水主要集中在6、7月份,且在7月份达到峰值。随干旱胁迫程度加剧,各草种耗水量明显减少;不同草种单株耗水量差异明显,表现为:白羊草>冰草>无芒隐子草>长芒草,最高日、旬、月耗水量差异明显,中度和重度水分亏缺下的最高耗水日比适宜水分下的提前10 d左右。1 d中的最大耗水高峰随着土壤含水量的降低有提前的趋势。2. 4个草种株高生长和单叶叶面积明显受土壤水分含量影响,均表现为:适宜水分>中度干旱>重度干旱,土壤干旱下长芒草和无芒隐子草受抑制程度显著大于冰草和白羊草;干旱胁迫均抑制了4个草种地上部的生长,但同时却提高了根冠比。土壤水分含量对4个草种的水分利用效率均有较大影响,长芒草和无芒隐子草的水分利用效率随干旱加剧而降低,两者属于低耗水、低WUE草种,冰草和白羊草在中度干旱下WUE最高,相比白羊草,冰草属于低耗水、高WUE草种;白羊草属于高耗水、高WUE草种。3.随干旱胁迫程度的加剧和干旱时间的延长,长芒草和无芒隐子草的叶片组织含水量和叶片相对含水量明显降低,冰草和白羊草则一直能维持较高含水量,且下降幅度小,稳定性好,并且冰草和白羊草利用自身高度保水力的特点来适应干旱环境。另外,随着干旱的不断加剧会减慢抑制叶绿体色素的合成,但抗旱性较强的冰草和白羊草叶绿素含量下降速度比抗旱性较弱的长芒草和无芒隐子草慢,即白羊草和冰草在一定干旱胁迫下能保持原本的叶绿素含量甚至含量增多,所以能维持正常的光合作用。4. 4个乡土禾草的保护酶活性和渗透调节物质在整个干旱胁迫期间对不同土壤水分条件的反应不同。结果表明:这4个草种在开始遭受干旱胁迫时,均造成MDA含量增加,O2-·的积累,同时,这4个草种SOD、POD、CAT、APX的活性上下波动协调作用,脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白和K+含量在干旱下连续积累,这些渗透调节物质和保护酶共同作用,使O2-·和MDA含量在胁迫中后期呈下降趋势。在胁迫前期和中期,主要是以增强保护酶活性来有效地清除活性氧,抑制膜脂过氧化,而在胁迫后期,随着酶活降低,则靠增加渗透调节能力来适应干旱。冰草和白羊草在干旱胁迫下脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白的积累比长芒草和无芒隐子草更多;无芒隐子草在干旱胁迫下渗透调节物质无机离子的积累量明显比其它三个草种多,说明渗透调节物质之间互相有补充的作用,不同草种主要的渗透调节物质对渗透调节作用的贡献率不同。本文采用主成分分析方法对这4个乡土禾草的抗旱性进行综合评价,结果表明4个禾草的抗旱性为:冰草>白羊草>长芒草>无芒隐子草。