不同草坪草及其根层土壤特性对盐胁迫的响应

作者 王胜
盐胁迫是限制植物生长发育的一个主要环境胁迫。随着世界范围内盐渍化的加剧,以及城市化的快速发展导致的对可饮用水灌溉的限制,越来越多的草坪受到盐胁迫的危害,这就对草坪管理者提出了严峻的挑战。因此,筛选和培育更耐盐的草坪草种就显得愈发重要;另一方面,合理的盐渍化管理措施也需要进一步的探索和检验。
本研究对匍匐翦股颖(Agrostis stoloniferd)、野生溚草(Koeleria macrantha)等草种在萌发期和成熟期的耐盐特性做了系统评估。研究还模拟了真实管理条件,对盐水灌溉管理方式对草坪草及其根层土壤特性的影响进行了探讨。研究主要内容包括以下六个方面:①盐胁迫对26个匍匐翦股颖品种在萌发期的影响;②盐胁迫对9个代表性匍匐翦股颖品种在成熟期的影响;③不同基质对草坪草萌发期耐盐性的影响;④盐水灌溉对不同根层土壤匍匐翦股颖草坪的影响;⑤盐水灌溉对匍匐翦股颖草坪根层土壤特性的影响;⑥野生溚草耐盐性评估。主要研究结论如下:
(1)26个匍匐翦股颖品种最终发芽率(FGR)和每日发芽率(DGR)随着盐胁迫水平的提高而降低,而DGR对盐胁迫更加敏感。研究发现不同翦股颖品种之间的耐盐性有显著差异,其中’Declaration’,’SeasideⅡ’,’T-1’和’Bengal’是最耐盐的品种(平均半抑制浓度[PSLD]=8.2 g L-1 NaCl),而’Tyee’,’Kingpin’和’SR1150’是最为敏感的品种(PSLD=6.5 g L-1 NaCl)
(2)盐胁迫对9个代表匍匐翦股颖品种的地上生长量,叶片含水量,根系生长量均有都有明显抑制作用,且随盐浓度的增加而加强。草坪地上和根系生长量在低盐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显著差异,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期间。
(3)三种不同的发芽方法对供试草种耐盐性的测定上表现出基本一致的趋势,即随盐浓度增加,对种子和幼苗生长的抑制作用加强。包膜’Turf Blue’草地早熟禾(Poa pretensis)在不同基质下耐盐等级的并不一致;匍匐翦股颖品种’Declaration’在琼脂和发芽试纸上表现出很好的耐盐性,但是在水培中其耐盐等级仅被评定为中度耐盐;’Marco Polo’羊茅(Festuca ovina)在发芽试纸测定中被评为耐盐,在琼脂中为中度耐盐,而在水培系统中却为不耐盐。研究认为,当评估草坪草在萌发期和幼苗期的耐盐性时,萌发方法也应该纳入评价的考虑范围。
(4)在盐水灌溉处理的最初9周内,土质果岭的草坪生物量和坪观质量均高于沙质果岭,但在处理11周之后,不同类型的果岭草坪生物量和坪观质量没有显著差异。盐胁迫对草坪生物量的抑制和坪观质量的降低随灌溉强度的增加(从60%ET到100%ET)而加强。在所有处理中,对照组(SARw=0.0)的草坪生物量和坪观质量均为最高。在对盐水灌溉条件下,草坪生物量对灌溉水钠吸附比的响应比草坪坪观质量更为敏感。
(5)在根层0-10 cm深度,沙质果岭的平均土壤饱和导水率(Ksat)为72.8 cm h-1,而在土质果岭的相同深度上Ksat仅为0.66 cm h-1。灌溉水的钠吸附比(SARw)仅对土质果岭的土壤饱和导水率有显著影响,具体表现为Ksat随SARw水平的增加而降低。在所有根层土壤深度上(0-40 cm),土壤电导率(EC)均受到土壤类型,SARw水平、灌溉强度以及这些因素之间交互效应的影响。具体的,在土质果岭中,土壤电导率随灌溉强度的增加而升高,而在沙质果岭中无显著变化。相对于土壤电导率,SARw水平对土壤pH值的影响强于灌溉强度。在盐水灌溉条件下,土壤pH随SARw水平的增加而升高,而其在沙质果岭中的升高大于在土质果岭中的升高。
(6)野生浴草的相对耐盐性较为一致,对FGR和DGR的平均半抑制浓度分别为7.1和5.3 g L-1 NaCl。其相对耐盐性大致和草地早熟禾、硬羊茅(F brevipila)和羊茅相当,但是却低于高羊茅(F arundinacea)和多年生黑麦草(Lolium perenne)。在野生溚草种群内,成熟期的草坪质量有较大差异,而其电解质渗漏,生物量差异较小。其中’Barleria’的坪观质量最高,仅次于两个耐盐草种高羊茅和羊茅。在浴草种群中Nebraska为最不耐盐种,但其耐盐性仍与草地早熟禾以及多年生黑麦草相当。总体来看,野生溚草在萌发期对盐胁迫较为敏感,而在其成熟期,其耐盐能力有所提高。

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