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干旱胁迫下保水剂对高羊茅种子萌发及幼苗生长的影响



全 文 :·园林花卉·植物 北方园艺2014(01):72~74
第一作者简介:袁惠燕(1976-),女,硕士,讲师,现主要从事园林工
程管理和教学工作。E-mail:yuanhy@suda.edu.cn.
基金项目:苏州市2011年科技支撑计划资助项目(N313402911)。
收稿日期:2013-09-09
干旱胁迫下保水剂对高羊茅种子萌发及
幼苗生长的影响
袁 惠 燕1,梅 晓 东2,胡   磊3,郝 春 长3,董 晓 辉3,李 洪 光3
(1.苏州大学 金螳螂建筑与城市环境学院,江苏 苏州215123;2.中新苏州工业园区市政物业管理有限公司,江苏 苏州215028;
3.嘉汉城市生态苗木(苏州)有限公司,江苏 苏州215028)
  摘 要:以高羊茅“贝克”为试材,研究了4种浓度保水剂在高羊茅建坪时对种子萌发和植株
生长发育的影响。结果表明:保水剂能增加土壤的含水率,减缓土壤表面的蒸发,经过4周的干
旱胁迫,其中以120g/m2保水剂处理的土壤含水率最高,比对照高110.22%,效果最显著;建坪时
施用保水剂后,提高了高羊茅种子的发芽势和发芽率,降低了叶片细胞膜的相对透性,对苗高也
有促进作用,其中以90g/m2和120g/m2效果最佳。
关键词:保水剂;高羊茅;发芽率;苗高
中图分类号:S 540.1 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2014)01-0072-03
  干旱对于陆生植物来说是一种最具威胁力的逆境。
因此,干旱缺水已成为制约我国农业经济持续稳定发展
的重要因素。如何经济有效地利用土壤水分,克服干旱
对植物生长带来的不利影响是一项值得深入研究的课
题。保水剂是一种具有超高吸水及保水能力的高分子
聚合物,在其三维网状结构上具有大量的羧基、羟基等
强亲水性官能基团。当其与水接触时,能吸收自身重量
几百至几千倍的水[1-2],而且保水剂所持水分的85%~
90%是植物可利用的自由水[3],随着植物的生长和根际
土壤水分的变化,保水剂可以反复释放和吸收水分,供
植物根部吸收利用[4-5]。近年来保水剂在作物栽培、植
树造林、城市绿化、生态恢复等诸多方面的应用都取得
了显著的应用效果[6-8]。
高羊茅是目前使用量增长最快的草种。它是一种
优良的冷季型草,全年绿期较长,夏季不休眠,因而需要
大量灌水。近年来,已有一些关于保水剂对盆栽高羊茅
发芽和生长状况的报道,但有关干旱胁迫下保水剂对高
羊茅草坪建植和草坪幼苗生长影响的研究尚鲜见报道。
现以高羊茅为试材,研究了4种浓度保水剂在高羊茅建
坪时对种子萌发和植株生长发育的影响,旨在为保水剂
在高羊茅建坪时的合理应用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
  供试草种为高羊茅“贝克”(Festuca arudinacea cv.
Pixie.);保水剂成分为钾-聚丙烯酸酯-聚丙烯酰胺共聚
体,商品名STOCKSORB(德国产),白色颗粒状固体,吸
水膨大后呈无色凝胶状。供试土壤为耕作黄棕壤,抗旱
能力较差,质地为重壤。采用土壤农化分析法[9]测定土
壤理化性质为有机质21.7g/kg;全氮1.44g/kg;速效钾
79.4mg/kg;速效磷27.6mg/kg;pH 6.8;田间自然含水
率35.81%。
1.2 试验方法
试验小区设在嘉汉城市生态苗木(苏州)有限公司
苗圃内,采用随机区组设计,保水剂处理设30、60、90、
120g/m2 4个浓度水平,代号分别为S30、S60、S90、S120;
以不施保水剂为对照(CK)。3次重复。小区面积6m×
2m,为了减少边界效应的影响,小区的横向间距为1m,
纵向间距为0.5m。
1.2.1 土壤含水率的测定 采用TSCII型智能化土壤
水分快速测定仪(中国农业大学传感器与检测技术研究
所研制),测定10cm土层的含水率。每小区随机取3点
测定,每周测定1次,连续测定4周。
1.2.2 播种及发芽率的测定 于2012年7月24日傍
晚将试验小区浇水至田间最大持水量,各处理水量一
致,再将保水剂、草种与干细土(草种∶干细土=1∶1)拌
匀,每1m2草种用量为20g,均匀地撒播在土面上,后盖
约0.5cm厚的细土(以不露种子为宜),撒适量水(以对
照为准,各处理水量一致),此后进行防雨栽培,停止一切
水分供应,第7天在每小区内随机取3个30cm×30cm
的样方统计发芽势,第10天以同样的方法统计发芽率。
1.2.3 苗高及生理指标的测定 自播种1周后,每周每
小区随机取样50株测定各处理苗高、含水率[10]和细胞
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北方园艺2014(01):72~74 植物·园林花卉·
渗透性[11],连续测定5周。
1.3 数据分析
试验数据均采用SPSS软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 干旱胁迫下不同浓度保水剂对土壤含水率的影响
从图1可以看出,试验小区使用保水剂后对提高土
壤含水率均具有明显的作用。灌水处理前各处理的土
壤含水率无显著差异。灌水后,各处理的土壤含水率均
达到63.12%。干旱胁迫第1周,CK、S90、S120与其它
处理有显著差异,S30和S60差异不显著,其中CK下降
了21.07%,而S120只下降了6.54%;干旱胁迫第2周,
CK与其它处理差异显著,S30、S60、S90差异不显著,S90
和S120差异不显著;第3周的变化与第2周相同;胁迫
第4周CK、S30、S60与其它处理差异不显著,S90、S120
之间差异不显著。随着胁迫时间的延长,土壤水分不断
下降,CK下降了65.76%,S120只下降了29.02%,比灌
水前的35.41%还高26.52%。这是由于将保水剂撒入
土壤表层后,通过轻耙将保水剂均匀分布在0~10cm土
层中,使该层土壤保水力和含水率明显增大。
图1 干旱胁迫下不同浓度保水剂对土壤含水率的影响
Fig.1 Efect of diferent concentrations of water-retainting agent
processing on soil water percentage under drought stress
2.2 干旱胁迫下不同浓度保水剂对高羊茅种子发芽的
影响
从表1可以看出,随着保水剂浓度的提高,高羊茅
种子的发芽势呈上升趋势。其中,CK与S30、S30与
S60、S90与S120之间发芽率差异不显著外,保水剂不同
浓度间对高羊茅种子的发芽势差异显著。从第10天的
发芽率数据来看,CK与S30、S90与S120之间无显著差
异外,不同保水剂浓度处理的高羊茅种子发芽率之间有
显著差异,CK处理的发芽率比最高的S120低5.20个
百分点。
2.3 干旱胁迫下不同浓度保水剂对高羊茅生长发育的
影响
2.3.1 对高羊茅苗高的影响 图2表明,保水剂处理时
间、保水剂浓度对高羊茅苗高影响均存在显著差异。出
芽第1周,各处理的平均苗高在6.34~6.48cm,差异不
显著,随着时间延长,苗高不断增加;处理第2周,CK与
S30之间差异不显著,与其它处理差异显著;处理第3
周,S60与S90之间差异不显著,其它处理之间差异显著;
第4周,各处理之间差异显著;第5周,CK与S30之间差
异不显著,其它处理之间差异显著。经过5周的干旱胁
迫,S120的苗最高,达到14.74cm,比CK苗高79.20%。
表1 干旱胁迫下不同浓度保水剂对
高羊茅种子发芽的影响
  Table 1 Efect of diferent concentrations of water-retaining agent on
seed germination of Festuca arudinacea under drought stress
处理
Treatment
发芽势
Germination energy/%
发芽率
Germination rate/%
CK  84.21±1.58c 84.86±0.94c
S30  85.38±0.91bc  85.71±0.96c
S60  87.32±0.98b 87.77±1.08b
S90  89.40±1.31a 89.87±1.22a
S120  89.79±0.49a 90.06±0.47a
图2 干旱胁迫下不同浓度保水剂对高羊茅苗高的影响
Fig.2 Efect of diferent concentrations of water-retainting
agent processing on seedling height of Festuca arudinacea
under drought stress
2.3.2 对高羊茅含水率的影响 由表2可知,随着胁迫
时间的延长,高羊茅植株含水率呈现先升高后下降的趋
势。处理第3周各处理的含水率达到最高值,然后下
降。处理第1周S120处理高羊茅植株含水率最高,与其
它处理差异显著。处理第2周,CK、S30、S60之间差异
不显著,S60、S90、S120之间差异不显著。第3周,CK与
S30,S30、S60与S90,S60、S90与S120差异不显著。第4
周,S30与S60、S90与S120差异不显著。
2.3.3 对高羊茅细胞膜相对透性的影响 从表2可以
看出,随着处理时间的延长,各处理的细胞膜透性呈增
加的趋势,尤其是处理第4周,呈现快速增高的趋势。
处理第1、2周CK与其它处理之间差异显著;第3周CK
与S30无显著差异,与其它处理有显著差异;第4周CK
与S30无显著差异,与其它处理有显著差异。处理时间
与保水剂浓度对高羊茅叶片细胞膜相对透性有显著
作用。
3 结论与讨论
在建坪时施用保水剂,可以提高土壤的保水性,施
用不同浓度保水剂后土壤的含水率存在显著差异,其中
以120g/m2在干旱胁迫4周后土壤含水率最高,保水效
果最明显。该试验结果表明,保水剂能有效提高高羊茅
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    表2 干旱胁迫下不同保水剂浓度对高羊茅植株含水率与细胞膜相对透性的影响
  Table 2 Efect of diferent concentrations of water-retainting agent processing on
plants water percentage and cel membrane permeability of Festuca arudinacea under drought stress
项目Item
处理
Treatment
干旱胁迫时间Time of drought stress/周
1  2  3  4
植株含水率
Plant water percentage/%
CK  76.16±1.02b 77.13±1.40c 77.26±1.96c 66.79±0.85c
S30  76.35±0.32b 78.34±0.17bc  79.25±0.75bc  72.28±0.83b
S60  76.35±2.48b 79.27±0.25abc  79.62±0.50ab  73.41±3.58b
S90  77.10±0.86b 80.32±0.79ab  81.24±0.15ab  78.55±0.87a
S120  79.79±0.20a 81.25±0.29a 81.78±0.39a 80.39±0.66a
细胞膜相对透性
Cel membrane permeability/%
CK  14.50±1.37a 17.10±0.29a 18.60±1.47a 40.12±2.52a
S30  12.26±0.17b 14.73±0.86b 18.50±1.26a 38.98±2.96a
S60  11.18±0.15bc  13.86±0.85b 14.75±0.96b 33.64±2.96b
S90  10.62±0.71bc  13.75±0.93b 14.40±0.87bc  32.30±1.19b
S120  9.87±0.47c 9.07±0.58c 12.52±1.00c 22.67±0.79c
种子的发芽率和发芽势,90、120g/m2 处理的效果最明
显。因此,在该试验体系中,促进高羊茅种子萌发的合
适保水剂浓度为90、120g/m2。种子萌发后,保水剂对
高羊茅幼苗的高生长也有着持续促进作用,随着时间的
延长,高羊茅苗高也不断增高,保水剂浓度之间差异均
达显著水平,其中以保水剂在60、90、120g/m2浓度下作
用效果最显著。保水剂处理时间与保水剂浓度之间存
在交互效应。从经济角度考虑,在高羊茅建坪时建议采
用90g/m2的用量。
Vieiran Das[12]研究发现,原生质膜对干旱最敏感。许
多研究结果表明,干旱导致叶细胞相对透性增加。该试验
结果表明,土壤施用保水剂后,高羊茅叶片的细胞膜相对
透性降低,证明了加入保水剂后高羊茅植株的抗旱性提
高;施用不同浓度的保水剂对高羊茅叶片的细胞膜相对透
性的影响存在显著差异,其中以120g/m2的效果最好。
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Effect of Water-retaining Agent on Seed Germination and Seedling Growth of
Festuca arudinacea Under Drought Stress
YUAN Hui-yan1,MEI Xiao-dong2,HU Lei 3,HAO Chun-chang3,DONG Xiao-hui 3,LI Hong-guang3
(1.Soochow University,Gold Mantis School of Architecture and Urban Environment,Soochow,Jiangsu 215123;2.SIP Property Management
Co.LTD,Soochow,Jiangsu 215028;3.Jiahan Urban Ecology Seedings(Soochow)Co.Ltd,Soochow,Jiangsu 215028)
Abstract:Taking Festuca arudinacea‘Beike’as test material,the efects of 4kinds of water-retaining agent concentration
on seed germination and seedling growth of Festuca arudinacea under drought stress were studied.The results showed
that the water-retaining agent increased soil water percentage and retarded evaporation from soil surface.After 4weeks of
drought stress,the soil water content of 120g/m2 of water-retaining agent treatment was the highest,which was
110.22%higher than CK,and had the most significant efect.The water-retaining agent also improved the seed
germination energy and germination rate of Festuca arudinacea,reduced cel membrane permeability,and had a promoting
efect on seedling height,of which 90g/m2 and 120g/m2 was the best.
Key words:water-retaining agent;Festuca arudinacea;germination rate;seedling height
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