狗牙根品种草坪质量评价及耐寒性生理生化机制研究

作者 杨勇
为明了狗牙根及其不同品种抗寒性与相关生理生化物质的关系及变化规律,为湖南等过渡带地区草坪草的冬季养护管理提供理论基础和依据,同时,为今后采用外源植物生长调节剂调控和延长草坪绿期提供理论参考。本研究以湖南的地区广泛使用的狗牙根草坪草种为试验材料,采用了运动百慕大(C.dactylon×C. trasvalensis cv.Tifsport)、老鹰草(C.dactylon×C. trasvalensis cv.Tifeagle)、天堂419(C.dactylon×C. trasvalensis cv. Tifway)、天堂328(C. dactylon×C. trasvalensis cv.Tifgreen)等4个杂交狗牙根品种和1个普通狗牙根品种保定狗牙根(C. dactylon cv. Baodinggouyagen)共计5个不同狗牙根品种,比较分析了该5个狗牙根品种的物候期;叶长、叶宽、茎粗与茎节长度等外部形态指标;根系鲜重与干重;草坪颜色、密度、均一性、质地、绿期、盖度、草坪强度、耐践踏性、草坪回弹性与成坪速度等坪用性状的差异,并采用数理统计方法对各狗牙根品种的草坪质量进行了综合评价。还比较分析了该5个不同狗牙根品种在自然低温和人工控制低温胁迫下的电导率、叶绿素含量、MDA(丙二醛)含量、SOD(超氧化物歧化酶)活性、POD(过氧化物酶)活性、CAT(过氧化氢酶)活性、APX(抗坏血酸过氧化物酶)活性、脱落酸(ABA)含量、生长素(IAA)含量、细胞分裂素(tZR)含量、赤霉素(GA3)含量、可溶性糖含量、淀粉含量、果聚糖含量的变化。本研究获得了如下主要结果。1.供试5个狗牙根品种的返青期都集中在3月中下旬,其返青期变幅极差达10 d以上;其枯黄期都出现在12月份,枯黄期变幅极差为20 d;不同狗牙根品种的绿期长短排序依次是:运动百慕大老鹰草天堂328天堂419保定狗牙根。供试5个狗牙根品种的外部形态特征差异较大,保定狗牙根的叶片最长最宽,分别为5.3 cm和2.63mm;天堂328的叶片最窄,为1.28 mm,质地最好。4个杂交狗牙根品种的草坪质地和匍匐性特能表现较好,而保定狗牙根的外部形态较为粗糙,坪用性状较差。不同狗牙根品种的地下生物量存在明显的品种间差异,运动百慕大和老鹰草两个杂交狗牙品种的的草坪根系较发达,保定狗牙根的根系生物量较低。5个狗牙根品种草坪的颜色、密度、均一性、盖度、草坪强度、耐践踏性、回弹性、成坪速度等坪用性状也存在明显的品种间差异,本研究采用5分制对供试5个狗牙根品种的10个二级草坪质量指标进行评分,然后根据各二级指标权重,采用数理统计方法对各狗牙根品种的草坪质量进行了综合评价,最后得出各狗牙根品种的草坪质量综合指数(LCI)等级分别是:运动百慕大、天堂328和老鹰草的LCI为V级,表现优秀;天堂419的LCI为IV级;保定狗牙根的LCI为lI级。2.在自然低温与人工控制低温胁迫条件下,5个狗牙根品种的电导率都随着低温胁迫程度的加深而逐渐变大。并且,冷害和冻害条件下狗牙根品种保定狗牙根和天堂419的相对电导率最高且与其余3个狗牙根品种的相对电导率存在显著差异,表明低温胁迫条件下不同狗牙根品种保持细胞膜结构稳定性的能力差异明显,狗牙根品种老鹰草、运动百慕大与天堂328的抗寒性较强。5个狗牙根品种在自然低温与人工控制低温胁迫下的叶绿素含量均随着温度的不断降低而逐渐降低,其中,普通狗牙根品种保定狗牙根的叶绿素含量下降幅度最大,如保定狗牙根自然低温与人工控制低温胁迫下从适温转为亚适温的叶绿素含量下降幅度分别达到28.55%与41.54%;运动百慕大在自然低温胁迫下的叶绿素含量下降幅度最小,如运动百慕大自然低温胁迫从适温转为亚适温的叶绿素含量下降幅度仅为9.41%;老鹰草在人工控制低温胁迫下的叶绿素含量下降幅度最小,如老鹰草人工控制低温胁迫下从适温转为亚适温的叶绿素含量下降幅度仅为21.01%。3.自然低温与人工控制低温胁迫过程中,5个供试狗牙根品种的丙二醛含量、SOD、POD、CAT、APX等抗氧化酶活性均随着低温胁迫程度的加深而呈上升趋势。但是,保定狗牙根在冻害来临的时候,其丙二醛含量、SOD、POD、CAT、APX等抗氧化酶活性均大幅度下降,天堂419的CAT活性也快速下降。综合自然低温与人工控制低温胁迫下不同狗牙根品种的丙二醛含量和SOD、POD、CAT、APX等抗氧化酶活性的变化,我们认为天堂328、老鹰草和运动百慕大等3个狗牙根品种的耐寒性较强;而狗牙根品种天堂419与保定狗牙根的耐寒性较弱。4.自然低温与人工控制低温胁迫过程中,5个供试狗牙根品种的ABA含量随低温胁迫加深而呈上升趋势;而其IAA、tZR、GA3含量则随低温胁迫加深而下降。但是,运动百慕大和天堂328在低温胁迫条件下,其IAA、tZR、GA3的含量能维持较高水平,因而其抗寒性较强。自然低温与人工控制低温胁迫过程中,5个供试狗牙根品种的可溶性糖含量随低温胁迫加深而呈上升趋势,但保定狗牙根在冷害转换到冻害环境的时候,其可溶性糖含量呈快速下降;各狗牙根品种的淀粉含量的变化呈现下降—上升—下降的趋势;各狗牙根品种的果聚糖含量则随着低温胁迫的加深而逐渐增加;各狗牙根品种的总非结构性糖(TNC)含量总体呈上升趋势,但是,保定狗牙根在冻害低温胁迫下的TNC含量则出现明显下降。5.自然低温和人工控制低温胁迫下5个供试狗牙根品种的丙二醛含量、SOD、POD、CAT、APX等抗氧化酶活性;ABA、IAA、tZR、GA3等内源激素和可溶性糖、淀粉、果聚糖等碳水化合物含量的变化趋势基本一致,其变幅不大。综合自然低温和人工控制低温胁迫下5个供试狗牙根品种的上述生理生化指标的变化特点,其抗寒性强弱排序依次为:运动百慕大的抗寒性最强;老鹰草和天堂328的抗寒性较强;天堂419和保定狗牙根的抗寒性最差。

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