不同水分處理對多年生黑麥草生理特性的影響

寧大鵬，郝麗敏(.滄州風景園林綠化建設有限公司，河北滄州0600;.內蒙古達拉特旗草原工作站，內蒙古達拉特旗04300)

水分對植物葉片的葉綠素含量有重要影響。光合作用是植物最重要的生理過程，是植物生長發(fā)育的基礎，其變化會直接影響到植物的第一生產力［1］。王建光等對草地早熟禾、紫羊茅和高羊茅3種寒地型草種進行研究，結果表明不同水分處理對葉綠素含量有一定影響［2］。

水分對植物的根系可溶性糖的積累也有重要影響。植物通過代謝活動增加細胞內的溶質濃度，降低滲透勢，維持膨壓，從而使體內各種與膨壓有關的生理過程正常進行，滲透調節(jié)是衡量植物抗旱性的重要指標之一［2－4］。2000年籍越等對8個品種的草坪草抗旱性進行了初步研究，認為在土壤干旱脅迫條件下8個品種的草坪草，可溶性糖含量有不同程度提高，可反映出草坪草的抗旱性［5］。

水分對大部分植物的生長都有影響。王欽和金嶺梅等認為干旱對植物的生物量有顯著影響，表現(xiàn)為干旱條件下地下生物量與飽和水分條件下相比要少［6］。

目前，我國在草坪草抗性生理方面的研究處于起步階段，與國外草坪業(yè)和國內其他行業(yè)相比，對草坪草方面的研究無論是深度還是廣度都存在相當大的差距，研究的方法和指標體系都有待于進一步完善和改進。筆者以土壤田間持水量為依據(jù)，探討了不同水分處理對多年生黑麥草的葉綠素、根系可溶性糖的含量以及地下生物量，揭示了水分與多年生黑麥草之間的關系，以期為草坪草作為多年生黑麥草的選育、栽培、推廣及應用提供了生理方面的科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料 由北京克勞沃草業(yè)有限公司提供的多年生黑麥草。

1.2 試驗設計

1.2.1 黑麥草播種方式。試驗采用3×1×3設計方式，即設置3個處理，1個水平，每個水平重復3次，共9個，隨機排列。小黑麥栽植所用花盆為21 cm×13 cm，每盆以復合土壤(沙∶土=2∶1)填充稱重，保持各盆重量一致。于2008年5月24日播種，每盆播種量為0.57 g。出苗時間為2008年6月1日，從2008年6月31日(成坪)進行處理。

1.2.2 水分梯度的設置。試驗以土壤田間持水量為依據(jù)，設置3個水分梯度:A.充分灌水(約22%)，使花盆土壤含水量保持在田間持水量水平，在每盆進行充分灌水，然后靜止24 h稱重，并且保持在試驗過程通過每天對其進行補充失去的水分來保持花盆恒重;B.中間水分梯度(約11%)，根據(jù)A處理測定土壤含水量，在此基礎上使B處理的土壤含水量達到A處理的50%。同樣每天對其進行稱重，失去的重量用水進行補充，保證其含水量為田間持水量的50%;C.干旱脅迫，充分灌水后，對其進行干旱脅迫，直至其葉片出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象，對其進行充分補水，進行第2次干旱脅迫。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 葉綠素含量的測定。從2008年6月30日進行第1次取樣后每間隔5 d進行取樣1次，進行葉綠素含量的測定，共6次。

1.3.2 根系可溶性糖的測定。2008年8月4日試驗結束，進行洗根，烘干粉碎。采用蒽酮比色法測定可溶性糖濃度。

1.3.3 地下生物量的測定。2008年8月4日試驗結束，進行地下生物量的測定。

2 結果與分析

2.1 水分對多年生黑麥草可溶性糖含量的影響 可溶性糖(包括葡萄糖、果糖、蔗糖)是植物品質的重要構成性狀之一，是植物的重要調節(jié)物質之一。在植物處于干旱、低溫等脅迫條件下可溶性糖濃度會提高，來調節(jié)根系內細胞液的濃度，提高植物耐干旱和耐低溫能力。對不同水分處理條件下黑麥草根系可溶性碳水化合物進行了測定。從圖1可以看出，在不同水分處理條件下，多年生黑麥草根系的可溶性糖含量發(fā)生顯著變化，其順序為C＞B＞A。干旱脅迫增加了根系的可溶性糖含量，提高了其對干旱條件的適應性和忍耐能力。

圖1 不同水分處理對多年生黑麥草根系可溶性糖含量的影響

2.2 水分對多年生黑麥草葉綠素含量的影響 葉綠素作為植物光合作用的主要組成成分，在光合作用中起著不可替代的作用。植物葉片中葉綠素含量的多少直接影響光合作用的強弱。另外，葉綠素對以觀賞為主要目的的草坪植物而言更為重要，其決定了草坪色澤。植物中葉綠素含量是由許多因素所決定的，如氮肥施用量和水分供應情況。對不同水分處理對多年生黑麥草葉片葉綠素含量進行了研究。從圖2可以看出，在A、B、C處理初期多年生黑麥草葉綠素含量比較接近，但隨著處理時間的延長，黑麥草葉綠素含量出現(xiàn)不同的變化趨勢。其中，在C干旱脅迫處理下，葉綠素含量逐漸降低，并且在2008年7月26日達到最低。這說明干旱脅迫時間和黑麥草葉片葉綠素含量呈現(xiàn)正相關關系，其相關關系式為 y= －0.206 6x+2.418 1(R2=0.968 7);其他 2 個處理(A、B)的葉綠素含量在相同時間均高于干旱處理(C)，并且在整個試驗處理過程中表現(xiàn)出比較平緩的變化趨勢。

圖2 不同水分處理條件下黑麥草葉綠素含量的變化

2.3 不同水分處理對多年生黑麥草地下生物量的影響 植物的根系主要是從土壤中吸收水分及其各種營養(yǎng)物質，向地上部分運輸，來滿足植物正常生長發(fā)育的需要，是植物的重要組織器官之一。同樣，作為植物整體的一部分，根系對植物的整體生長發(fā)育具有一定的影響。根系的生長發(fā)育又受到許多因素的影響，其中水分是影響根系生長發(fā)育的重要因素之一。由表1可知，不同水分處理條件下植物地下部分生物量(根系量)發(fā)生一定變化，其中干旱脅迫條件(C處理)下植物地下部分生物量最少，其次為充分灌水(A處理)，地下生物量最高的為B處理。這由于干旱脅迫使水分供應不足，無法滿足植物正常的生長發(fā)育，而抑制地下生物量的形成;A處理由于黑麥草處在一種濕潤的環(huán)境條件下，而這種長期的濕潤條件并不是黑麥草的理想生長環(huán)境，使得黑麥草的地下生物量積累也無法達到最高值;同樣，在B處理條件下，黑麥草的地下生物量達到最高值，說明B處理的水分條件要優(yōu)越于A和C處理。

表1 不同水分處理條件下黑麥草的地下生物量 g/盆

3 結論

(1)在干旱脅迫條件下，黑麥草根系中可溶性糖含量變化趨勢為:充分灌水＜中間灌水＜干旱脅迫。

(2)黑麥草葉綠素含量的變化趨勢為:充分灌水＞中間灌水＞干旱脅迫。

(3)干旱脅迫時間與葉片葉綠素含量的相關關系式為:y= －0.206 6x+2.418 1(R2=0.968 7)。

(4)干旱脅迫會降低植物地下生物量積累。

［1］李忠武，禁強國，唐政洪.作物生產力模型及其應用研究［J］.應用生態(tài)學報，2002，13(9):1174 －1178.

［2］王建光，趙志華，胡秋芳.三種草坪草耐低刈性研究［J］.內蒙古草業(yè)，1995(1):73－76.

［2］CHEN A R.Studies on Bothrichloa ischaemumcommunity and its productivity［J］.China Grass Land，1984，4(3):74 －79.

［3］COUPLAND R T.Grassland Ecosystems of the World:Analysisof Grasslands and Their Uses(part 2:Natural Temperate Grass－lands)［M］.Cambridge:Cambridge University Press，1979.

［4］DAHLMAN R D，KUCERA C L.Root productivity and turnoverin native prairie［J］.Ecology，1965，46(1):84 －89.

［5］籍越，孔德政，楊芳絨，等.不同品種草坪草抗旱性的初步研究［J］.河南科學，2000(4):412－414.

［6］王欽，金嶺梅.草坪植物對干旱逆境的效應［J］.草業(yè)科學，1993，10(5):54－59.