9个匍匐翦股颖品种成熟期耐盐性比较

王 胜，常智慧，韩烈保

(1.北京林业大学草坪研究所，北京 100083; 2.重庆市风景园林科学研究院 重庆市城市园林绿化工程技术研究中心，重庆 401329)

匍匐翦股颖(Agrostisstolonifera)具有良好的草坪质地，较高的成坪密度，以及良好的耐低修剪和耐低温的特性，是高尔夫球场果岭、球道以及其它管理精细的草坪上应用最广泛的冷季型草坪草之一[1]。为获得高质量的匍匐翦股颖草坪，浇灌是必要的管理措施之一。然而，日益稀缺的水资源和城市高速发展用水的矛盾必然导致对可饮用水灌溉的严格限制。

对草坪灌溉来说，再生水是唯一可取代饮用水并一直保持增长的可利用水源。近期数据显示，美国有13%的高尔夫球场都使用了再生水作为灌溉水源，而这些球场都主要集中在西南部的城市密集区[2]。在亚利桑那州面积超过4 hm2的草坪，以及加里福利亚州的全部草坪都要求必须使用再生水灌溉[3-4]。随之而来的问题就是再生水中过量的盐分可能对草坪造成盐害胁迫。Qian和Mecham[5]对长期(4～33年)使用再生水灌溉的一系列高尔夫球场进行了调查研究，结果显示球道的土壤电导率，土壤pH值，钠吸附率，以及硼、磷含量都显著增加，某些球场的草坪也因长期使用再生水灌溉而死亡。因此，使用耐盐草种或品种是减轻盐胁迫对草坪的危害行之有效的途径。

目前，有关匍匐翦股颖不同品种耐盐性的相关研究还非常有限。Younger等[6]分析7个匍匐翦股颖品种耐盐性发现，能导致7个品种生长量减少50%的土壤盐度在9～26 dS·m-1。McCarty和Dudeck[7]基于发芽率对8个匍匐剪股颖品种的耐盐性进行了对比。2001年Marcum[8]对35个翦股颖品种成熟植株进行了试验，基于盐胁迫下根、茎生长量的减少得出：Seaside和Seaside II为最耐盐品种，L-93和Penn G-2为中等程度耐盐，而SR111、Putter、Penncross和Penn G-6为不耐盐品种。在过去的几年中，又有一批新的匍匐翦股颖品种被培育出来，并且进入市场，这些品种在很多特性上都有所改良。比如，Declaration对币斑病(Sclerotiniahomoeocarpa)有较强的抗性[9]；Independence对干旱有较好的抗性[10]；T-1和Alpha与一年生早熟禾 (Poaannua)有很好的相容性[11]；007和Tyee整体坪用性状很好[9]。然而，对上述新品种的耐盐性方面的研究和报道却较少。本研究测试上述新品种的耐盐特性，并与一些近年来的常用品种(Seaside II、L-93和Imperial)进行对比，以期为草坪管理者和草坪育种者选择和选育耐盐匍匐翦股颖品种提供依据。

1 材料与方法

1.1试验材料 本试验选取部分匍匐剪股颖新品种以及常用品种(表1)。

表1 试验所用匍匐翦股颖品种Table 1 Cultivars for the salt tolerance in this study

1.2试验方法 所选品种以5 g·m-2(PLS，Pure live seed，纯活种子)的播种量播于黑色培养钵内(52 cm×26 cm×6 cm)，所用基质为纯沙，沙基厚度为5 cm，该基质在使用前经过121 ℃高温灭菌2 h。培养钵置于温室内，在种子萌发期间，自动喷雾设备每天喷洒3次，每次持续时间15 min，以保持萌发期间种子所需水分。待完全出苗后，每3 d人工浇灌一次，灌溉量以水分开始从钵底自由渗漏为准。出苗1个月之后，用10-10-10的肥料以含N量12.5 kg·hm-2补肥一次，以后每月追施一次，直至处理开始。草坪在开始处理前有3个月时间成坪和成熟期，以及完全适应温室的生长环境。

待草坪完全成熟后，用5 cm×5 cm土壤环刀在每个培养钵内随机切取15块草皮块，置于泡沫浮垫上，泡沫浮垫大小与水培容器(图1)吻合，上有与草皮块大小一致的孔径9个(分别放置9个品种)，底部用双层纱网粘牢。

水培容器规格为33 cm×27 cm×14 cm，共15个容器(5个盐质量浓度梯度，每浓度3次重复)。试验为裂区区组设计，主因子为盐质量浓度，次因子为匍匐翦股颖品种。整个试验重复2次，温室内的环境由自动温湿度仪(HOBO U12 data logger,Onset computer Corp.,Cape Code,MA) 进行监控。

每个水培容器添加6 L半强度Hoagland溶液[12](表2)。容器内一直用空气泵保持通气，溶液每周更换一次。

为避免草坪草突然置于高强度盐浓度下，需对其进行盐适应处理，具体操作是以每天加入2.5 g·L-1NaCl溶液，逐渐达到目标质量浓度。最终质量浓度分别为0(对照)、5、10、15 和20 g·L-1(理论值)。对溶液的实际电导率值进行持续的监测。

图1 盐胁迫水培系统Fig.1 The hydroponic system in this study

表2 半强度Hoagland溶液配方Table 2 1/2 strength Hoagland solution ingredients

当盐适应期结束，达到试验处理的目标质量浓度后，将所有草坪草的根系修剪至泡沫浮板纱网处，以保证所有试验处理的初始草坪根系长度一致。所有的供试草种将暴露在盐溶液中38 d。试验期间每周对供试草坪进行一次修剪，修剪高度为2.5 cm。

试验期间温室内平均温度为20.1 ℃，平均相对湿度为52.5%，平均光照强度为38.9 lx·m-2。

两次试验期间半强度Hoagland营养液的平均实测电导率如表3所示。

表3 半强度Hoagland溶液试验期间EC值Table 3 1/2 strength hoagland’s solution average EC values

1.3数据测定

1.3.1草坪地上生长量 每周修剪一次，修剪高度为2.5 cm，收集所有的草屑到样品袋中，置于烘箱内于60 ℃下烘72 h，烘干质量即为草坪地上生长量[13]。

1.3.2叶片含水量 叶片采集后立刻称鲜质量(FW)，记录之后放入烘箱，在60 ℃下烘72 h后称得干质量(DW)，然后用Dai等[14]的公式计算出叶片含水量(LWC)：

LWC=(FW-DW)/FW×100%.

1.3.3根系生长量 在试验处理结束后，将附着于根系的沙质用蒸馏水洗净，控水后放入烘箱，在60 ℃下烘72 h后称得质量即为根系生长量[15]。

1.3.4叶片叶绿素含量 采用丙酮提取法对叶片叶绿素含量进行测定[16]。由于叶片生长量在高盐质量浓度下无法达到取样要求，仅对代表质量浓度(0和5 g·L-1)的叶绿素每两周进行一次取样测定。

1.4数据处理 为了避免不同品种间生长差异对试验变量造成的误差，所有测定量都表达为相应对照组数据的百分比[17]。但为避免造成误解，在讨论时数据会按原始值在表格或图表中展示。处理后的数据使用SAS(SAS,2004)的PROC GLM命令进行分析，试验均值用Fisher的极小显著性(Fisher’s protected least significant difference)进行分离(P≤0.05)[18]。

对两次试验进行同源性(Homogeneity)检测，各测定项目间均方差齐性，因此将两轮数据进行合并，以下讨论中均为两轮试验均值。

2 结果与分析

2.1盐胁迫对草坪地上生长量的影响 各品种的草坪生长量都随试验处理时间的增加而呈整体下降的趋势，不过在处理开始的最初两周，大部分品种的生长量并没有立即下降，而是保持在原生长趋势下，有的品种生长量甚至有所增加，在22 d以后才呈快速下降趋势(表4)。可能的一个原因是由于半强度Hoagland溶液中所含有的营养元素使草坪草在盐害适应期有了很好的生长，对盐害具有了一定的耐受能力。就品种间的耐盐能力而言，除了Alpha一直保持较强的耐盐性，Kingpin在22 d后生长量一直显著低于其他品种，其他各品种在试验期间的耐盐性等级并没有保持一致性。同Wang和Zhang[19]对部分匍匐翦股颖品种在种子萌发期耐盐性的研究结论相比，本试验意外地观察到，其中被评定为最不耐盐的品种Tyee，在本试验中的后半段却表现出了较强的耐盐性；与之相反，最耐盐的品种Seaside II在本试验中的耐盐性也并未明显优于其他品种。这也从另一方面说明了同一品种在其不同的生长时期耐盐性会有差异。当然，这种不稳定性也可能是由于水培系统本身所含有的其他离子，一定程度上减轻了Na+的毒害作用。

当数据按所有品种进行合并，可以更清楚地看到不同盐质量浓度对草坪地上生长量的影响(图2)。

表4 盐胁迫对不同品种草坪地上生长量的影响Table 4 Salinity effects on turfgrass clipping aboveground biomass of different cultivars during experiments mg

图2 不同盐质量浓度对草坪地上生长量的影响Fig.2 Effects of different NaCl treatments on turfgrass aboveground biomass

整体来看，对照的草坪生长量一直显著高于盐胁迫下的生长量，而除了最高质量浓度(20 g·L-1)外，其他各处理在最初两周的生长量仍能发现先增后降的趋势。当处理超过30 d之后，中等质量浓度的两个处理(5、10 g·L-1)，草坪生长量未发现明显差异。而在处理结束后，最高质量浓度下的草坪生长量不足20 mg，与对照的300 mg相比低了近90%。

2.2盐胁迫对叶片含水量的影响 同草坪生长量类似，各品种的叶片含水量都随处理时间的延长而有明显下降的趋势。对比各品种，其叶片含水量在22 d后才发现有明显差异，其中Seaside II和Alpha的含水量相对较低。在试验处理的后半段，Kingpin和Alpha的含水量最低，而其他各品种的含水量未发现明显差异(表5)。

类似的，将数据按品种进行合并，以检测不同质量浓度处理对叶片含水量的影响。除了在26 d时，中等质量浓度(10和15 g·L-1)处理下的含水量未发现明显差异外，在试验其它时期，含水量都随质量浓度的升高而呈明显下降趋势。对照的平均含水量为85.6%，而最高质量浓度下该值仅为67.1%，降低了22.0%。而从时间轴来看，除最高质量浓度下的含水量一直呈下降趋势外，其它各质量浓度处理的含水量在试验过程中虽有波动，但并未发现显著差异(图3)。

根据Ahmad等[20]的研究报道，在高盐胁迫下细胞的失水是细胞对Na+的吸收而使其内部渗透调节失衡的结果。而Glenn[21]的研究认为，水分的流失和Na+的富集是一个相关的过程，其对保持细胞内外稳定的渗透梯度具有重要作用。由于在本研究中失水和Na+的关系并没有表现出一致的趋势，因此其具体机制还需要进一步探讨。

表5 盐胁迫对不同品种叶片含水量的影响Table 5 Salinity effects on turfgrass leaf water content of different cultivars during experiments %

图3 不同盐浓度对叶片含水量的影响Fig.3 Effects of different NaCl treatments on leaf water content

2.3盐胁迫对叶片叶绿素含量的影响 当数据按对照和低浓度下合并时，随处理时间的增长，各草品种的叶绿素呈明显的上升趋势，除了在38 d时，其它各取样时间并未发现明显差异(表6)。这说明一定质量浓度的盐离子可能对草坪草的生长代谢有促进作用，从而导致了叶绿素含量的增加。

表6 盐胁迫对不同品种叶片叶绿素含量的影响Table 6 Salinity effects on turfgrass leaf chlorophyll content of different cultivars during experiments mg·g-1

表7 不同盐浓度对叶绿素含量的影响Table 7 Effects of different NaCl treatments on turfgrass leaf chlorophyll content

在对照和低质量浓度处理下，当数据按品种合并时，虽然在每个浓度下仍然发现叶绿素含量的增加趋势，但也能明显看到5 g·L-1质量浓度下的叶绿素含量显著高于对照(P<0.05)(表7)。由于该试验缺乏更高质量浓度下的相关数据，对用叶绿素含量作为耐盐性评价指标，还需要有更进一步的研究。

2.7盐胁迫对根系生长量的影响 Alpha的根系生长量显著高于其他各品种，而Kingpin的根系生长量最低，这一观察结果和本试验中草坪地上生长量的结论较为吻合，而其他各品种的根系生长量均无显著差异(P>0.05)(图4)。

当根量按品种进行合并时，可以看出不同盐胁迫质量浓度对根量的影响。结果显示，低质量浓度下(5 g ·L-1)根量和对照相当，而随着质量浓度的增加，根量逐渐降低，在中度和高质量浓度下，其根量分别下降了18.2%、27.8%和50.0%(表8)。

Marcum[22]认为，在耐盐草坪草品种中，盐胁迫对根系生长的促进作用是一个普遍现象，而地上生长量又通常受到抑制，结果就导致草坪草根/茎的增加，他认为这是草坪草耐盐的一个重要机制。Dai等[23]在研究中也观察到了部分果岭型一年生早熟禾品种在5 dS·m-1浓度下根量的增加，他们还同时测定了草坪草的最长根长度，结果显示，LRL在5和10 dS·m-1浓度下，均高于对照。Qian等[24]和Dudeck等[25]也分别在结缕草 (Zoysiajaponica)和狗牙根(Cynodondactylon)中观察到类似现象。根量通常会在低盐胁迫下增长到一个最大值后，才随着盐浓度的继续增加而降低。在本试验中，由于匍匐翦股颖的根系极为细弱，所以未能对其最长根进行定量测定，但仍能明显观察到低质量浓度溶液对根系生长的促进以及高质量浓度盐溶液的抑制作用。

3 结论

总体来看，盐胁迫对供试品种的地上生长量、叶片含水量和根系生长量均有明显抑制作用，且抑制作用随盐浓度的增加而加强。草坪地上和根系生长量在低盐质量浓度下呈先升后降的趋势。供试匍匐翦股颖品种间的耐盐性存在明显差异，其中Alpha耐盐性最强，Kingpin耐盐性最弱，其他几个品种耐盐性居于两者之间，这也为进一步从中筛选出耐盐品种提供了依据。当然，除了萌发期和幼苗期的测试外，还应该有大田试验来进一步验证，从而保证更全面地评估这些品种间的相对耐盐性。

图4 盐胁迫对不同品种根系生长量的影响Fig.4 Salinity effects on turfgrass root mass of different cultivars during experiments

表8 不同盐浓度对根系生长量影响Table 8 Effects of different NaCl treatments on turfgrass root mass

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