9個匍匐翦股穎品種成熟期耐鹽性比較

王 勝，常智慧，韓烈保

(1.北京林業(yè)大學草坪研究所，北京 100083; 2.重慶市風景園林科學研究院 重慶市城市園林綠化工程技術研究中心，重慶 401329)

匍匐翦股穎(Agrostisstolonifera)具有良好的草坪質地，較高的成坪密度，以及良好的耐低修剪和耐低溫的特性，是高爾夫球場果嶺、球道以及其它管理精細的草坪上應用最廣泛的冷季型草坪草之一[1]。為獲得高質量的匍匐翦股穎草坪，澆灌是必要的管理措施之一。然而，日益稀缺的水資源和城市高速發(fā)展用水的矛盾必然導致對可飲用水灌溉的嚴格限制。

對草坪灌溉來說，再生水是唯一可取代飲用水并一直保持增長的可利用水源。近期數據顯示，美國有13%的高爾夫球場都使用了再生水作為灌溉水源，而這些球場都主要集中在西南部的城市密集區(qū)[2]。在亞利桑那州面積超過4 hm2的草坪，以及加里福利亞州的全部草坪都要求必須使用再生水灌溉[3-4]。隨之而來的問題就是再生水中過量的鹽分可能對草坪造成鹽害脅迫。Qian和Mecham[5]對長期(4～33年)使用再生水灌溉的一系列高爾夫球場進行了調查研究，結果顯示球道的土壤電導率，土壤pH值，鈉吸附率，以及硼、磷含量都顯著增加，某些球場的草坪也因長期使用再生水灌溉而死亡。因此，使用耐鹽草種或品種是減輕鹽脅迫對草坪的危害行之有效的途徑。

目前，有關匍匐翦股穎不同品種耐鹽性的相關研究還非常有限。Younger等[6]分析7個匍匐翦股穎品種耐鹽性發(fā)現(xiàn)，能導致7個品種生長量減少50%的土壤鹽度在9～26 dS·m-1。McCarty和Dudeck[7]基于發(fā)芽率對8個匍匐剪股穎品種的耐鹽性進行了對比。2001年Marcum[8]對35個翦股穎品種成熟植株進行了試驗，基于鹽脅迫下根、莖生長量的減少得出：Seaside和Seaside II為最耐鹽品種，L-93和Penn G-2為中等程度耐鹽，而SR111、Putter、Penncross和Penn G-6為不耐鹽品種。在過去的幾年中，又有一批新的匍匐翦股穎品種被培育出來，并且進入市場，這些品種在很多特性上都有所改良。比如，Declaration對幣斑病(Sclerotiniahomoeocarpa)有較強的抗性[9]；Independence對干旱有較好的抗性[10]；T-1和Alpha與一年生早熟禾 (Poaannua)有很好的相容性[11]；007和Tyee整體坪用性狀很好[9]。然而，對上述新品種的耐鹽性方面的研究和報道卻較少。本研究測試上述新品種的耐鹽特性，并與一些近年來的常用品種(Seaside II、L-93和Imperial)進行對比，以期為草坪管理者和草坪育種者選擇和選育耐鹽匍匐翦股穎品種提供依據。

1 材料與方法

1.1試驗材料 本試驗選取部分匍匐剪股穎新品種以及常用品種(表1)。

表1 試驗所用匍匐翦股穎品種Table 1 Cultivars for the salt tolerance in this study

1.2試驗方法 所選品種以5 g·m-2(PLS，Pure live seed，純活種子)的播種量播于黑色培養(yǎng)缽內(52 cm×26 cm×6 cm)，所用基質為純沙，沙基厚度為5 cm，該基質在使用前經過121 ℃高溫滅菌2 h。培養(yǎng)缽置于溫室內，在種子萌發(fā)期間，自動噴霧設備每天噴灑3次，每次持續(xù)時間15 min，以保持萌發(fā)期間種子所需水分。待完全出苗后，每3 d人工澆灌一次，灌溉量以水分開始從缽底自由滲漏為準。出苗1個月之后，用10-10-10的肥料以含N量12.5 kg·hm-2補肥一次，以后每月追施一次，直至處理開始。草坪在開始處理前有3個月時間成坪和成熟期，以及完全適應溫室的生長環(huán)境。

待草坪完全成熟后，用5 cm×5 cm土壤環(huán)刀在每個培養(yǎng)缽內隨機切取15塊草皮塊，置于泡沫浮墊上，泡沫浮墊大小與水培容器(圖1)吻合，上有與草皮塊大小一致的孔徑9個(分別放置9個品種)，底部用雙層紗網粘牢。

水培容器規(guī)格為33 cm×27 cm×14 cm，共15個容器(5個鹽質量濃度梯度，每濃度3次重復)。試驗為裂區(qū)區(qū)組設計，主因子為鹽質量濃度，次因子為匍匐翦股穎品種。整個試驗重復2次，溫室內的環(huán)境由自動溫濕度儀(HOBO U12 data logger,Onset computer Corp.,Cape Code,MA) 進行監(jiān)控。

每個水培容器添加6 L半強度Hoagland溶液[12](表2)。容器內一直用空氣泵保持通氣，溶液每周更換一次。

為避免草坪草突然置于高強度鹽濃度下，需對其進行鹽適應處理，具體操作是以每天加入2.5 g·L-1NaCl溶液，逐漸達到目標質量濃度。最終質量濃度分別為0(對照)、5、10、15 和20 g·L-1(理論值)。對溶液的實際電導率值進行持續(xù)的監(jiān)測。

圖1 鹽脅迫水培系統(tǒng)Fig.1 The hydroponic system in this study

表2 半強度Hoagland溶液配方Table 2 1/2 strength Hoagland solution ingredients

當鹽適應期結束，達到試驗處理的目標質量濃度后，將所有草坪草的根系修剪至泡沫浮板紗網處，以保證所有試驗處理的初始草坪根系長度一致。所有的供試草種將暴露在鹽溶液中38 d。試驗期間每周對供試草坪進行一次修剪，修剪高度為2.5 cm。

試驗期間溫室內平均溫度為20.1 ℃，平均相對濕度為52.5%，平均光照強度為38.9 lx·m-2。

兩次試驗期間半強度Hoagland營養(yǎng)液的平均實測電導率如表3所示。

表3 半強度Hoagland溶液試驗期間EC值Table 3 1/2 strength hoagland’s solution average EC values

1.3數據測定

1.3.1草坪地上生長量 每周修剪一次，修剪高度為2.5 cm，收集所有的草屑到樣品袋中，置于烘箱內于60 ℃下烘72 h，烘干質量即為草坪地上生長量[13]。

1.3.2葉片含水量 葉片采集后立刻稱鮮質量(FW)，記錄之后放入烘箱，在60 ℃下烘72 h后稱得干質量(DW)，然后用Dai等[14]的公式計算出葉片含水量(LWC)：

LWC=(FW-DW)/FW×100%.

1.3.3根系生長量 在試驗處理結束后，將附著于根系的沙質用蒸餾水洗凈，控水后放入烘箱，在60 ℃下烘72 h后稱得質量即為根系生長量[15]。

1.3.4葉片葉綠素含量 采用丙酮提取法對葉片葉綠素含量進行測定[16]。由于葉片生長量在高鹽質量濃度下無法達到取樣要求，僅對代表質量濃度(0和5 g·L-1)的葉綠素每兩周進行一次取樣測定。

1.4數據處理 為了避免不同品種間生長差異對試驗變量造成的誤差，所有測定量都表達為相應對照組數據的百分比[17]。但為避免造成誤解，在討論時數據會按原始值在表格或圖表中展示。處理后的數據使用SAS(SAS,2004)的PROC GLM命令進行分析，試驗均值用Fisher的極小顯著性(Fisher’s protected least significant difference)進行分離(P≤0.05)[18]。

對兩次試驗進行同源性(Homogeneity)檢測，各測定項目間均方差齊性，因此將兩輪數據進行合并，以下討論中均為兩輪試驗均值。

2 結果與分析

2.1鹽脅迫對草坪地上生長量的影響 各品種的草坪生長量都隨試驗處理時間的增加而呈整體下降的趨勢，不過在處理開始的最初兩周，大部分品種的生長量并沒有立即下降，而是保持在原生長趨勢下，有的品種生長量甚至有所增加，在22 d以后才呈快速下降趨勢(表4)?？赡艿囊粋€原因是由于半強度Hoagland溶液中所含有的營養(yǎng)元素使草坪草在鹽害適應期有了很好的生長，對鹽害具有了一定的耐受能力。就品種間的耐鹽能力而言，除了Alpha一直保持較強的耐鹽性，Kingpin在22 d后生長量一直顯著低于其他品種，其他各品種在試驗期間的耐鹽性等級并沒有保持一致性。同Wang和Zhang[19]對部分匍匐翦股穎品種在種子萌發(fā)期耐鹽性的研究結論相比，本試驗意外地觀察到，其中被評定為最不耐鹽的品種Tyee，在本試驗中的后半段卻表現(xiàn)出了較強的耐鹽性；與之相反，最耐鹽的品種Seaside II在本試驗中的耐鹽性也并未明顯優(yōu)于其他品種。這也從另一方面說明了同一品種在其不同的生長時期耐鹽性會有差異。當然，這種不穩(wěn)定性也可能是由于水培系統(tǒng)本身所含有的其他離子，一定程度上減輕了Na+的毒害作用。

當數據按所有品種進行合并，可以更清楚地看到不同鹽質量濃度對草坪地上生長量的影響(圖2)。

表4 鹽脅迫對不同品種草坪地上生長量的影響Table 4 Salinity effects on turfgrass clipping aboveground biomass of different cultivars during experiments mg

圖2 不同鹽質量濃度對草坪地上生長量的影響Fig.2 Effects of different NaCl treatments on turfgrass aboveground biomass

整體來看，對照的草坪生長量一直顯著高于鹽脅迫下的生長量，而除了最高質量濃度(20 g·L-1)外，其他各處理在最初兩周的生長量仍能發(fā)現(xiàn)先增后降的趨勢。當處理超過30 d之后，中等質量濃度的兩個處理(5、10 g·L-1)，草坪生長量未發(fā)現(xiàn)明顯差異。而在處理結束后，最高質量濃度下的草坪生長量不足20 mg，與對照的300 mg相比低了近90%。

2.2鹽脅迫對葉片含水量的影響 同草坪生長量類似，各品種的葉片含水量都隨處理時間的延長而有明顯下降的趨勢。對比各品種，其葉片含水量在22 d后才發(fā)現(xiàn)有明顯差異，其中Seaside II和Alpha的含水量相對較低。在試驗處理的后半段，Kingpin和Alpha的含水量最低，而其他各品種的含水量未發(fā)現(xiàn)明顯差異(表5)。

類似的，將數據按品種進行合并，以檢測不同質量濃度處理對葉片含水量的影響。除了在26 d時，中等質量濃度(10和15 g·L-1)處理下的含水量未發(fā)現(xiàn)明顯差異外，在試驗其它時期，含水量都隨質量濃度的升高而呈明顯下降趨勢。對照的平均含水量為85.6%，而最高質量濃度下該值僅為67.1%，降低了22.0%。而從時間軸來看，除最高質量濃度下的含水量一直呈下降趨勢外，其它各質量濃度處理的含水量在試驗過程中雖有波動，但并未發(fā)現(xiàn)顯著差異(圖3)。

根據Ahmad等[20]的研究報道，在高鹽脅迫下細胞的失水是細胞對Na+的吸收而使其內部滲透調節(jié)失衡的結果。而Glenn[21]的研究認為，水分的流失和Na+的富集是一個相關的過程，其對保持細胞內外穩(wěn)定的滲透梯度具有重要作用。由于在本研究中失水和Na+的關系并沒有表現(xiàn)出一致的趨勢，因此其具體機制還需要進一步探討。

表5 鹽脅迫對不同品種葉片含水量的影響Table 5 Salinity effects on turfgrass leaf water content of different cultivars during experiments %

圖3 不同鹽濃度對葉片含水量的影響Fig.3 Effects of different NaCl treatments on leaf water content

2.3鹽脅迫對葉片葉綠素含量的影響 當數據按對照和低濃度下合并時，隨處理時間的增長，各草品種的葉綠素呈明顯的上升趨勢，除了在38 d時，其它各取樣時間并未發(fā)現(xiàn)明顯差異(表6)。這說明一定質量濃度的鹽離子可能對草坪草的生長代謝有促進作用，從而導致了葉綠素含量的增加。

表6 鹽脅迫對不同品種葉片葉綠素含量的影響Table 6 Salinity effects on turfgrass leaf chlorophyll content of different cultivars during experiments mg·g-1

表7 不同鹽濃度對葉綠素含量的影響Table 7 Effects of different NaCl treatments on turfgrass leaf chlorophyll content

在對照和低質量濃度處理下，當數據按品種合并時，雖然在每個濃度下仍然發(fā)現(xiàn)葉綠素含量的增加趨勢，但也能明顯看到5 g·L-1質量濃度下的葉綠素含量顯著高于對照(P<0.05)(表7)。由于該試驗缺乏更高質量濃度下的相關數據，對用葉綠素含量作為耐鹽性評價指標，還需要有更進一步的研究。

2.7鹽脅迫對根系生長量的影響 Alpha的根系生長量顯著高于其他各品種，而Kingpin的根系生長量最低，這一觀察結果和本試驗中草坪地上生長量的結論較為吻合，而其他各品種的根系生長量均無顯著差異(P>0.05)(圖4)。

當根量按品種進行合并時，可以看出不同鹽脅迫質量濃度對根量的影響。結果顯示，低質量濃度下(5 g ·L-1)根量和對照相當，而隨著質量濃度的增加，根量逐漸降低，在中度和高質量濃度下，其根量分別下降了18.2%、27.8%和50.0%(表8)。

Marcum[22]認為，在耐鹽草坪草品種中，鹽脅迫對根系生長的促進作用是一個普遍現(xiàn)象，而地上生長量又通常受到抑制，結果就導致草坪草根/莖的增加，他認為這是草坪草耐鹽的一個重要機制。Dai等[23]在研究中也觀察到了部分果嶺型一年生早熟禾品種在5 dS·m-1濃度下根量的增加，他們還同時測定了草坪草的最長根長度，結果顯示，LRL在5和10 dS·m-1濃度下，均高于對照。Qian等[24]和Dudeck等[25]也分別在結縷草 (Zoysiajaponica)和狗牙根(Cynodondactylon)中觀察到類似現(xiàn)象。根量通常會在低鹽脅迫下增長到一個最大值后，才隨著鹽濃度的繼續(xù)增加而降低。在本試驗中，由于匍匐翦股穎的根系極為細弱，所以未能對其最長根進行定量測定，但仍能明顯觀察到低質量濃度溶液對根系生長的促進以及高質量濃度鹽溶液的抑制作用。

3 結論

總體來看，鹽脅迫對供試品種的地上生長量、葉片含水量和根系生長量均有明顯抑制作用，且抑制作用隨鹽濃度的增加而加強。草坪地上和根系生長量在低鹽質量濃度下呈先升后降的趨勢。供試匍匐翦股穎品種間的耐鹽性存在明顯差異，其中Alpha耐鹽性最強，Kingpin耐鹽性最弱，其他幾個品種耐鹽性居于兩者之間，這也為進一步從中篩選出耐鹽品種提供了依據。當然，除了萌發(fā)期和幼苗期的測試外，還應該有大田試驗來進一步驗證，從而保證更全面地評估這些品種間的相對耐鹽性。

圖4 鹽脅迫對不同品種根系生長量的影響Fig.4 Salinity effects on turfgrass root mass of different cultivars during experiments

表8 不同鹽濃度對根系生長量影響Table 8 Effects of different NaCl treatments on turfgrass root mass

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