結(jié)縷草屬植物返青觀測及其與耐寒性的相關(guān)評價

章 明 方敏彥 石辰陽

（1江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇句容 212400；2句容市園林管理中心，江蘇句容 212400）

結(jié)縷草（Zoysia japonica Steud.）是禾本科（Gramineae）結(jié)縷草屬（Zoysia）多年生草本植物，分布在亞洲東部，包括日本列島、朝鮮半島和中國東部遼寧、山東等省[1-2]。結(jié)縷草喜光、耐陰、耐熱、耐寒、耐旱、耐踐踏，適應(yīng)性廣泛，生長勢強(qiáng)，屬暖季型草坪草，是國內(nèi)外都大范圍使用的環(huán)保型草坪草[3]，被廣泛應(yīng)用于觀賞場地、運(yùn)動場地、水土保持場地等。結(jié)縷草不易發(fā)生病蟲害，耐粗放管理，是重要的生態(tài)環(huán)保型暖季型草坪草[4]。

我國結(jié)縷草屬種質(zhì)資源豐富，不同結(jié)縷草品種坪用性狀存在較大差異。返青情況是草坪草評價的重要指標(biāo)之一，春季返青越早，地上部分返青率越高，則草坪草的坪用功能越好。結(jié)縷草屬不同品種及不同生境種質(zhì)，返青情況不同。此外，草坪草葉片顏色和硬度也是其坪用性狀的重要評價指標(biāo)。一般認(rèn)為，葉片綠色度越深，顏色性狀越優(yōu)良；葉片硬度越低，坪用性狀越佳[5]。本試驗在前期研究的基礎(chǔ)上對不同結(jié)縷草屬種質(zhì)返青情況、葉片顏色及硬度進(jìn)行了比較，以期為結(jié)縷草屬優(yōu)良種質(zhì)的篩選提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院農(nóng)博園一處露天試驗田，處于華北地帶長江中下游地區(qū)，地理坐標(biāo)為東經(jīng) 119°24′、北緯 32°01′，屬于北亞熱帶濕潤氣候，年平均降雨日117 d，平均降雨量1 106.5 mm，相對濕度76%，無霜期237 d，年平均氣溫15.4℃。

1.2 試驗材料

供試材料為中華結(jié)縷草（Zoysia sinica Hance）、蘭引Ⅲ號結(jié)縷草（Zoysia japonica Steud.cv.lanyin No.3）、細(xì)葉結(jié)縷草（Zoysia matrella （L.）Merr.）低溫脅迫處理的種質(zhì)。在前期研究的基礎(chǔ)上，對生物學(xué)特性及坪用性狀有明顯差異的36份種質(zhì)進(jìn)行田間觀測及測量，中華結(jié)縷草系列編號為 H-1、H-2、H-3……H-13，蘭引Ⅲ號結(jié)縷草系列編號為C-1、C-2、C-3……C-12，細(xì)葉結(jié)縷草系列編號為M-1、M-2、M-3……M-11。

1.3 試驗方法

1.3.1 返青情況觀測。各品種田間種植已滿3年，生長環(huán)境及管理模式一致，春季自3月22起每10 d進(jìn)行返青狀況觀測，記錄地上部分返青率。當(dāng)綠色度超過50%時，植物外觀開始呈現(xiàn)綠色，并逐漸加深。一般認(rèn)為綠色度大于50%為開始返青，反之則開始枯黃?？蔹S期越早，青綠期越短。使用測定儀測定結(jié)縷草屬植物返青期返青面積，并計算返青率。觀測各結(jié)縷草品種顏色變化情況，將綠色度分為淺Ⅰ、淺Ⅱ、淺Ⅲ、深Ⅰ、深Ⅱ、深Ⅲ等6種等級，記錄觀測結(jié)果。判斷各結(jié)縷草品種的硬度，指尖觸碰有一定的直立性和阻力的判斷為硬，指尖觸碰無明顯阻力且彎曲幅度極大的判斷為軟。相關(guān)計算公式如下：

返青率（%）=（返青面積/總面積）×100

1.3.2 耐低溫能力評價。依據(jù)返青觀測試驗結(jié)果，選取3種返青期明顯差異的草種放入4℃培養(yǎng)箱，脅迫處理6 d后觀測植株生長情況并進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測定。葉綠素測定：稱取供試植物葉片0.05 g放入研缽中進(jìn)行研磨，在研缽中加入適量的石英砂，并加入70%丙酮溶液2 mL，研磨至液體狀，加入95%乙醇溶液10 mL，并用黑色塑料袋將其包裹，放置陰暗處靜置。48 h后提取1 mL上層溶液置于比色皿中，用乙醇作參照，分別在645 nm和663 nm波長下比色。脯氨酸測定：稱取供試植物葉片0.1 g，放入試管中，加入4℃低溫下冷藏的PRO提取液1 mL，封閉試管口于95℃水浴10 min后，25℃離心10 min，冷卻后吸取0.5 g上清液加茚三酮0.5 mL和冰乙酸0.5 mL于有蓋試管中，置于95℃水浴30 min，每隔10 min振蕩1次，冷卻后再加入甲苯1 mL，振蕩。靜置后吸取0.8～1.0 mL上層溶液于1 mL玻璃比色皿中，520 nm波長下比色。相關(guān)計算公式如下。

脯氨酸含量（%）=x×2.5×100/（鮮樣重×106）。

式中，Ca為葉綠素a含量；Cb為葉綠素b含量；CT為葉綠素總含量；x為標(biāo)準(zhǔn)曲線中查出的2 mL測定液脯氨酸含量；y為吸光值A(chǔ)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同結(jié)縷草屬植物返青情況

2.1.1 2020年3月22日調(diào)查結(jié)果。2020年3月22日觀測調(diào)查結(jié)果表明，初春結(jié)縷草草坪開始返青，枯黃的地上部分逐漸變綠。當(dāng)草坪草返青率達(dá)到50%時，視為該草坪的返青期。返青期越早，青綠期越長，返青率越高，返青期越早的草坪草，坪用性狀越優(yōu)良[6]。2020年3月22日返青率觀測結(jié)果顯示，草坪草開始返青，全部供試品種均未達(dá)返青率為50%的標(biāo)準(zhǔn)，即此時均未到達(dá)返青期（表1）。其中，有10個品種返青率在0～10%（含10%）之間，13個品種返青率在10%～20%（含20%）之間，10個品種返青率在20%～30%（含30%）之間，3個品種返青率在30%～40%（含40%）之間。此時供試品種初步開始返青，返青率普遍在10%～30%之間，其中H-5和M-6返青率最高，均達(dá)40%；H-8返青率最低，為5%。葉片顏色性狀調(diào)查結(jié)果顯示，有15個品種達(dá)深Ⅰ級，有6個品種深Ⅱ級，無深Ⅲ級、淺Ⅰ級品種，有3個品種達(dá)淺Ⅱ級，有12個品種達(dá)淺Ⅲ級。此時供試品種葉片顏色在淺Ⅱ至深Ⅱ之間，葉片顏色均未達(dá)到深綠。葉片硬度調(diào)查結(jié)果顯示，有20個品種葉片為硬，16個品種葉片為軟。說明不同品種間葉片軟硬程度存在差異。

表1 結(jié)縷草屬植物返青觀測

2.1.2 2020年4月2日觀測調(diào)查結(jié)果。2020年4月2日返青率觀測結(jié)果顯示，部分供試品種已達(dá)到50%返青率，已進(jìn)入返青期。有2個品種返青率在80%及以上，有8個品種返青率在50%～80%（不含80%）之間，22個品種返青率在20%～50%（不含50%）之間，4個品種返青率在10%～20%（不含20%）。此時期各品種返青率逐步升高，普遍在20%～50%之間。返青率達(dá)50%及以上的品種占比達(dá)27.8%，已到達(dá)返青期。H-5返青率最高，達(dá)85%；H-12、C-5和C-9返青率最低，僅為15%。葉片顏色性狀調(diào)查結(jié)果顯示，深Ⅰ級品種為27個，深Ⅱ級品種為8個，淺Ⅲ級品種為1個，無深Ⅲ、淺Ⅰ、淺Ⅱ級品種。此時供試品種葉片顏色逐漸變綠，淺色品種較少，僅為1個。葉片顏色仍未達(dá)到深綠。葉片硬度調(diào)查結(jié)果顯示，葉片為硬品種27個，葉片為軟品種9個。供試大部分品種隨返青程度的增加，硬度變硬。

2.1.3 2020年4月23日觀測調(diào)查結(jié)果。2020年4月23日返青率觀測結(jié)果顯示，供試品種返青率均達(dá)50%及以上，其中部分品種已經(jīng)完全返青，11個品種返青率達(dá)100%，10個品種返青率在80%～100%之間（不含100%），11個品種返青率在60%～80%之間（不含80%）。此時期各品種均完全進(jìn)入返青期，H-1、H-2、H-3、H-4、H-5、H-6、C-2、C-6、C-11、M-6、M-11等11個品種返青率達(dá)100%；C-3返青率最低，為40%。說明不同品種間返青情況存在明顯差異。此時，H-8剛進(jìn)入返青期，H-5等11個品種已完全返青。葉片顏色性狀調(diào)查結(jié)果顯示，深Ⅰ級品種為10個，深Ⅱ級品種為15個，深Ⅲ級品種為11個。此時供試品種葉片顏色逐漸變綠，部分品種葉片顏色達(dá)到深綠。葉片硬度調(diào)查結(jié)果顯示，各品種葉片硬度均為硬。隨著各品種返青程度的增加，葉片均趨于硬質(zhì)。隨著返青程度的增加，供試結(jié)縷草屬大部分品種硬度變硬。

2.2 耐寒性相關(guān)評價

2.2.1 葉綠素變化。從表2和表3可以看出，各品種葉綠素a和葉綠素b都處于下降狀態(tài)?？梢?，在低溫環(huán)境作用下植物體內(nèi)的葉綠體一直處于減少狀態(tài)，且隨著時間的增加，損傷有所積累，其中C-3下降幅度最大，耐低溫能力最差；H-5與H-6下降程度較為接近。

表2 不同品種葉綠素a的變化 單位：（mg·L-1）

表3 不同品種葉綠素b的變化 單位：（mg·L-1）

2.2.2 低溫脅迫下脯氨酸含量變化。由表4可知，隨著低溫脅迫的時間增加，各品種脯氨酸含量均升高，其中C-3脯氨酸含量升高幅度最大，H-5脯氨酸含量變化幅度最小，故耐寒性排序為H-5＞H-6＞C-3。

表4 不同品種的脯氨酸含量 單位：%

3 結(jié)論與討論

結(jié)縷草屬植物是我國重要的草坪草，具有抗逆性強(qiáng)、耐粗放管理、生態(tài)環(huán)保等特點(diǎn)，應(yīng)用廣泛[6]。我國結(jié)縷草屬植物種質(zhì)資源豐富，篩選優(yōu)良品種可為該草種推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。本研究評價了不同結(jié)縷草屬植物的春季返青、葉片顏色及葉片硬度等。

隨著草坪草的返青，草坪草的綠色度逐漸加深，草坪草綠色度越深，其對應(yīng)坪用性狀越優(yōu)良[7]。春季溫度逐步升高，結(jié)縷草屬植物從莖基貯藏物質(zhì)和土壤中獲取養(yǎng)分，地上部分逐步開始返青[8]。研究結(jié)果表明，溫度是影響返青程度的重要因素，隨著時間的推移，溫度逐漸升高，供試結(jié)縷草各品種的返青率也逐漸增高。在外界生長環(huán)境及養(yǎng)護(hù)措施相同的條件下，不同品種的返青率也有明顯差異，其中H-5在2020年4月2日返青率已達(dá)到85%，說明該草種返青期早、綠期長、坪用性狀優(yōu)良。

草坪草地上部分春季逐步返青，葉片顏色也隨之變化[9]。本研究結(jié)果表明，隨著結(jié)縷草返青程度的增加，葉片顏色由淺綠逐步加深。此外，當(dāng)供試品種返青率達(dá)到100%時，不同供試品種葉片顏色存在差異，如C-2、H-1、H-5等返青率均達(dá)100%時，葉片顏色不同，分別為深Ⅰ、深Ⅱ、深Ⅲ。綠色度越深，其坪用性狀越優(yōu)良，其中H-5的葉片顏色性狀較優(yōu)良。

一般認(rèn)為，硬度偏軟的草坪草使用功能更強(qiáng)，人群接觸后感受更舒適，其坪用性狀更好[10]。草坪草葉片硬度是評價草坪質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，一般硬度越低、質(zhì)地越軟，草坪草使用功能越強(qiáng)。本研究結(jié)果表明，隨著返青程度的增加，供試品種葉片硬度逐漸增加。當(dāng)返青率達(dá)100%時，各供試品種葉片均為硬。與其他暖季型草坪草相比，結(jié)縷草屬植物葉片質(zhì)地普遍較硬[11-13]，與本研究結(jié)果一致。本研究中，H-5品種在春季返青及葉片顏色特性方面均表現(xiàn)出明顯優(yōu)良性，可進(jìn)一步深入研究和推廣。

本研究中，脅迫處理6 d后供試植株均出現(xiàn)枯黃、匍匐的現(xiàn)象。 枯黃是由葉綠素含量降低導(dǎo)致的。低溫脅迫抑制植物葉綠素的合成，同時葉綠素等葉片超微結(jié)構(gòu)在低溫脅迫處理下，體積膨大，基粒片層變薄，數(shù)目減少[14]，使得植物葉片枯黃。因為處理期間澆水合理，所以水分因素不是倒伏現(xiàn)象發(fā)生的原因。在低溫狀態(tài)下，植物的生物膜受到破壞，隨著脅迫時長的增加，植物體可能會發(fā)生淀粉粒消失、質(zhì)壁分離、細(xì)胞器降解等現(xiàn)象[15]，從而使其發(fā)生匍匐現(xiàn)象。一般情況下，低溫脅迫會導(dǎo)致植物體葉綠素含量下降，葉綠素含量降幅越小，其耐寒能力越強(qiáng)，反之耐寒能力越弱[10]。脯氨酸是植物體重要的低分子化合物，低溫、鹽堿等逆境脅迫會引起植物體內(nèi)的游離脯氨酸積累[10]。一般認(rèn)為，脯氨酸的含量與植物耐寒性成負(fù)相關(guān)。本研究中，結(jié)縷草屬植物的返青與其抗寒性具有一定相關(guān)性，返青越早、綠色度越高的植株耐寒性越好。