全 文 ：文章编号: 1007-0435( 2002) 04-0318-04
冷季型草坪草耐旱及耐寒性比较
马智宏1 , 李 征2, 王北洪1, 黄文江1, 温海峰2
( 1.北京市农林科学院国家农业信息化工程技术研究中心, 北京 100089;
2.北京市农林科学院北京草业与环境研究发展中心, 北京 100089)
摘要: 对冷季型草坪草种在夏季进行缺水处理, 在冬季在自然条件下, 比较其耐旱及耐寒性。在观测期测定草坪盖
度, 冬季测电解质渗出率、超氧化物歧化酶, 过氧化物酶活性、丙二醛、叶绿素含量及叶片含水量。结果表明,缺水处
理后, 供试品种间盖度表现各异。生理生化指标呈规律性变化。其耐旱及耐寒性依次为高羊茅> 早熟禾> 黑麦草。
关键词: 盖度; 耐旱性; 耐寒性
中图分类号: S688. 4 文献标识码: A
The Comparisons of Resist Drought and Cold on Several
Cool-Season Grass in Beij ing
MA Zhi-hong
1, L I Zheng
2, WANG Bei-hong
1 , HU ANG Wen-jiang
1 , WEN Hai-feng
2
( 1. Beijing Academy of Agricul tural and Fores try Scien ces , Nat ional E ngineering Research Center
for Inform at ion Tech nology in Agr icultur e, Beijing , 100089, China; 2. Beijing Academy of Agr icultur al
and Forest ry S ciences, Beijing Research & Development Center for Grass En vironmen t , Beij ing, 100089, Chin a)
Abstract: T o compare the drought and co ld resistance of various cool-season gr asses in Beijing, five
dif ferent cult ivars w ere tr eated w ith drought in summer and natural cold in w inter. T he coverage,
elect rolyte leakage, act ivit ies o f SOD and POD, content o f MDA and chlor ophyl l were evaluated. T he
results show ed that the coverage o f various cult ivars display ed markedly differences af ter t reated by
dr ought in summer . T hese physiolog ical indexes measured af ter grow th in f ield in w inter changed in rule.
The dr ought resistance and co ld resistance o f tall fescue is st rongest among the var ious cult ivars in this
paper , follow ed by that of bulegrass, ry eg rass in declined order .
Key words : Coverage; Drought r esistance; Cold resistance
近年来随着城市绿化力度的进展,冷季型草坪
草因其绿期较长, 建植容易,已越来越多地被引进我
国北方城市,在北京地区的栽培面积已达到 50%以
上,并且仍在逐年增加,但由于冷季型草坪草,在夏
季抗热性差, 而北京地区夏季高温高湿,春秋少雨干
旱,水资源日益紧缺,给栽培管理增加了一定困难。
因此从节水角度考虑, 选择耐干旱、高温, 秋冬抗寒
性能好的品种,已成为草坪生产者及管理者亟待解
决的现实问题。对冷季型草坪草的耐高温性[ 3]、抗旱
性[ 1, 2, 4]及抗寒锻炼[ 5 , 8]的研究较多。但在自然环境
下的高温期对其进行缺水处理,并对处理后的秋冬
草坪恢复力以及耐寒性的研究尚未见报导。本文在
前人研究的基础上, 通过多年的观察比较,对优先选
出的几种冷季型草坪草种在夏季进行水分敏感性试
验, 通过盖度及生理指标测定,比较其秋、冬季的恢
复及耐寒能力, 以期发现品种间抗逆性差异的原因,
为北京地区草坪草节水管理及品种选择提供参考。
收稿日期: 2002-06-13; 修回日期: 2002-09-04
基金项目: 北京市自然科学基金重点项目“北京抗旱、抗病、常绿草坪草种选育及管理技术研究”课题资助,课题编号: 6001001
作者简介: 马智宏( 1970-) ,女,蒙古族,内蒙古通辽人,硕士,助理研究员,主要从事植物营养及环境与植物生长关系的研究, 已发表论文
16篇
第 10卷 第 4期
Vo l. 10 No. 4
草 地 学 报
ACT A AGRESTIA SIN ICA
2002 年 12 月
Dec. 2002
1 材料与方法
1. 1 试验在北京市农林科学院农场进行, 土壤肥力
中等,地力均匀。供试草坪草种为农场栽培的草地早
熟禾( Poa p ratensis L. cv. American, P. p ratensis
L. cv . Bronco, P. p r atensis L. cv. Nublue, P.
p r atensi s L. cv . M idnight ) , 多年生黑麦草( L ol ium
per enne L. cv. Derby supreme)及高羊茅( Festuca
ar undinacea Schr eb. cv . Gazalle) ,共计 6个品种。
1. 2 试验处理
1. 2. 1 缺水处理 修剪留茬 6cm ,春秋每平米各施
25 g 氮肥缓释肥(含纯氮 9g )。灌溉采用自动控制
器,在 6月 10日至 9月 15日共 86d, 在日降雨低于
8mm 时, 每天喷灌 3次,灌水量约为常规管理的 1/
4, 分别为草地早熟禾 186. 43kg·m-2、多年生黑麦
草及高羊茅 236. 57 kg·m-2。9月 5日后恢复常规
灌溉, 施肥喷药各 1次。观测起止日期为 2001年 6
月至 2002年 3月。
1. 2. 2 耐寒性试验在 11月 29日和 12 月 27日各
取样 1次。
1. 3 测试项目
1. 3. 1 盖度 2001年 6、8、10月及 2002年 3 月用
针刺法测定供试草种盖度。
1. 3. 2 酶液提取 2001 年 1 月 29日和 12月 27
日取供试材料鲜叶各 0. 5g , 酶提液 10mL 冰浴研
磨,在0～4℃ 1200r/ m in离心 15min,上清液为酶粗
提液,在 0～4℃保存,用于SOD、POD、MDA 测定。
1. 3. 3 超氧化物歧化酶( SOD)活性测定 参照沈
文飚等方法[ 6]。光源稳定预热 0. 5h, 光照强度
80umo l·m -2·s-1。取相同的试管,依次加入SOD反
应液, 总体积为 3mL, 内含 50mmol· L -1 PBS,
pH7. 8, 13mmol/ L 甲硫氨酸, 100mo l·L -1EDTA,
2mo l/ L 核黄素,加入酶液后照光 15min,以缓冲液
代替酶液为最大光还原管, 不照光管为对照(调零)。
于 560nm 测定光密度值。
1. 3. 4 过氧化物酶 ( POD)活性测定 取酶提液
0. 5mL (视酶活性大小稀释原液)加 POD 反应液
3mL, 内含 0. 08% H 2O 2, 0. 1%愈创木酚的 PBS,
pH7. 0。立即于 470nm 处比色,每 30sec记录一次读
数,记录读数 3m in, 取呈线形部分计算 OD值变化,
酶活性单位以△OD470·g -1(鲜重)·min-1表示[ 7]。
1. 3. 5 丙二醛 ( MDA )含量测定 取酶提取液
2mL, 加入 0. 5%硫代巴比妥酸 5mL (内含 5%三氯
乙酸) ,摇匀, 沸水浴中煮沸 10min,立即冷却, 3000r
·min-1离心 15min,上清液于534nm 和 600nm 处比
色。MDA 含量用 mo l·g -1(鲜重)表示。
1. 3. 6 叶绿素含量测定 参照白宝璋等方法 [ 7]。将
样品混匀剪碎, 准确称取 0. 200g 于容量瓶中, 用
80%丙酮浸泡, 避光放置, 直到叶片发白后在波长
663nm、645nm 下测定吸光度值。叶绿素含量用 mg
·g-1(鲜重)表示。
1. 3. 7 电解质渗出率测定[ 7] 将叶片混匀, 剪成
1cm 长段,称重后立即用无离子水冲洗,于小烧杯中
浸泡 4h 后用美国产 ORION116型电导率仪测初电
导,然后在沸水浴中煮沸 15min,测终电导。
电解质渗出率( %) = 初值- 本底值终值- 本底值×100
1. 3. 8 叶片含水量测定 参照张志良法[ 9]。取样后
将鲜叶立即称重( W1) , 再于 105℃下烘干至恒重
( W2)。
叶片含水量( % ) = W 1- W 2
W 1
×100
2 结果与分析
2. 1 夏秋盖度的变化
盖度是草坪质量综合评定的重要指标。经过
2001年夏季缺水处理后,供试材料间盖度变化趋势
不同(图 1) , 其中草地早熟禾及多年生黑麦草随着
高温期的到来盖度均显著下降, 其中 M idnight、
Amer ican两个品种在下降后直到秋季仍未恢复, 尤
以 Midnight 最差, 秋季盖度只达到 50% ,说明二者
对水分亏缺非常敏感。夏季缺水处理对秋季盖度恢
复的影响也较大, 草地早熟禾( Nublue、Bronco )及
多年生黑麦草( Derby Supreme)在正常管理后盖度
增加。高羊茅( Gazal le)对夏季高温及干旱不敏感,
盖度随着生育期的延长而增加。结果表明,高羊茅
( Gazalle)的抗旱和耐高温性好于其它品种,草地早
熟禾( Nublue、Bronco )两个品种抗旱、耐高温性次
之。
319第 4期 马智宏等:几种冷季型草坪草的耐旱及耐寒性比较
图 1 供试材料间盖度变化
Fig. 1 T he changes o f co ver age of differ ent
co ol season g r asses
2. 2 耐寒性比较
2. 2. 1 超氧化物歧化酶 ( SOD) 和过氧化物酶
( POD)活性变化 SOD 与 POD活性与植物的抗衰
老和抗逆性相关, 其活性越大,抗逆性越强。经过夏
季干旱处理后, 供试品种在冬季叶片酶活性(图 2、
3) ,在前期草地早熟禾( American 和M idnight )及多
年生黑麦草( Derby Supreme)酶活性均较其它品种
高, 且 随着气温的降低变化较 小, 而高羊茅
( Gazalle )和草地早熟禾( Bronco)的 SOD、POD 酶
活性随着温度的降低变化较大。说明 Gazalle 和
Br onco 对低温变化反应敏感, 而草地早熟禾
( M idnight和 American)对低温反应敏感性较差。
图 2 叶片超氧化物歧化酶活性变化
F ig . 2 Compa rison of the SOD activ ities
图 3 叶片过氧化物酶活性变化
Fig . 3 Compar isn o f the POD activit ies
2. 2. 2 叶片含水量及叶绿素含量 随着生育期的
延长, 供试品种在冬季叶片含水量明显下降, 11 月
底已降至 65%以下,说明此时草坪均已受到低温伤
害, 12月的含水量进一步降低,只能维持基本代谢
所需 [ 10]。草地早熟禾叶绿素含量下降明显,多年生
黑麦草与高羊茅不但没有下降, 反而略有增加(表
1)。
表 1 叶片含水量及叶绿素含量
Table 1 T he moistur e and chlo r ophy ll content in leaves
栽培品种
Cul tivars
叶片含水量( % )
Moisture of leaves ( % )
11/ 29 12/ 27
叶绿素含量( m g·g-1FW)
Chlor oph yll content
(m g·g-1FW)
11/ 29 12/ 27
草地早熟禾( P oa p ratensis)
Am erican 63. 53 33. 93 2. 717 1. 9505
Bronco 61. 40 39. 33 2. 141 1. 9630
M idnight 55. 90 39. 67 2. 800 2. 1339
Nub lue 54. 66 22. 80 1. 266 0. 9620
高羊茅( F estuca arundinacea)
Gazal le 62. 41 33. 62 2. 124 2. 2570
多年生黑麦草( L olium p erenne )
Derb y S uprem e 62. 44 30. 28 1. 914 2. 0491
2. 2. 3 二丙醛 ( MDA )含量及电解质渗出率
MDA 与电解质渗出率是植物衰老与逆境表现的特
征指标。供试品种12月的MDA 含量和电解质渗出
率均进一步增加, 表明此时低温对冷季型草坪草已
产生普遍的伤害,加快了衰老进度,其中以高羊茅的
变化最大,草地早熟禾 Nublue变化最小(表 2)。
2. 3 春季返青情况
经过 2001 年夏季缺水处理及秋冬季的正常养
护, 供试草坪草品种在 2002年春季均正常返青, 3
月 28 日的调查结果表明 (表 3) : 草地早熟禾
320 草 地 学 报 第 10卷
( Bronco )的盖度达 87%,高羊茅与多年生黑麦草略
高,达 90%以上。叶色差别表现为高羊茅和草地旱
熟禾( American)略浅。
表 2 电解质渗出率与二丙醛含量
T able 2 T he elect rolyte leak ag an d M DA conten t in leaves
品种
Cul t ivar
variet ies
二丙醛含量( mol·g-1 FW)
Content of MDA
( mol·g-1 FW)
11/ 29 12/ 27
电解质渗出率( % )
Elect rolyte leak age
( % )
11/ 29 12/ 27
草地早熟禾( Poa p ratensi s)
Amer ican 29. 75 44. 83 8. 04 64. 00
Bronco 32. 61 65. 02 5. 78 57. 00
Nublu e 41. 86 49. 52 9. 26 57. 14
Midnigh t 36. 88 57. 19 8. 61 62. 50
高羊茅( Festuca arund inacea )
Gazalle 31. 14 60. 92 3. 49 72. 58
多年生黑麦草(L ol ium pe renne)
Derby Supreme 57. 48 80. 40 6. 72 58. 56
表 3 春季返青情况
Table 3 T he investig ated result s in r eviving stag e
项目
草地早熟禾
( Poa p ratensis)
高羊茅
( F estuca
arund i-
nacea)
多年生
黑麦草
( L ol ium
p erenne)
Am erican , Bron co, Nublue, M idnight , Gazalle, S uprem e
盖度( % )
Coverage
81 87 78 81 90 92
颜色
Colour
浅绿
Light green
绿
Green
绿
Green
绿
Green
浅绿
Ligh t green
绿
Green
3 结论与讨论
3. 1 夏季缺水处理正值高温期, 6～8 月北京地区
平均气温为 26. 3℃, 其中 24℃以上连续高温期
21d, 日平均降雨 3. 36mm ,高温干旱, 人工补水少,
供试品种实际处于缺水状态, 由于冷季型草坪草对
高温的抵抗能力差,盖度均有所降低,但高羊茅下降
不明显,说明其对高温及水分亏缺有较强的适应力,
其主要原因是高羊茅具有发达的根系及较低的焦叶
率和萎蔫率[ 2]。草地早熟禾( Nublue、Bronco)及多年
生黑麦草秋季恢复灌溉后盖度有所回升, 说明其对
水分、温度变化较敏感,且有较强的耐旱性, 后期恢
复快。马 等 [ 4]认为草地早熟禾抗旱性好于高羊茅,
而赵昕的研究结果认为高羊茅耐高温性强于早熟
禾[ 3]。本研究认为,在高温与干旱双重胁迫下, 高羊
茅的综合抗逆性好于早熟禾。
3. 2 经过干旱处理后供试品种在冬季自然低温下,
酶活性、电解质渗出率、丙二醛及叶绿素含量均有所
变化,其中以高羊茅的酶活性增加最快,电解质渗出
率和丙二醛含量变化最大,表明高羊茅( Gazalle)对
低温敏感,耐寒性不如草地早熟禾。但冬季叶绿素含
量却较高, 这可能一方面与品种特性及冬季叶片含
水量降低有关; 另一方面与夏季耐高温干旱性有关,
高羊茅恢复生长好,而其它品种由于不耐夏季高温
干旱,后期恢复受到影响。11月末的各项生理测试
指标显示高羊茅均优于其它供试品种, 可能 12月的
低温期是高羊茅的活动界限[ 10] , 在此之前的环境条件
下,高羊茅的表现均好于草地早熟禾与多年生黑麦草。
3. 3 2002年返青调查结果表明, 高羊茅的返青情
况良好,其耐寒性虽低于其它品种,但北京的冬季低
温不影响其春天正常返青。
3. 4 北京地区冷季型草坪的建植与养护的主要限
制因素是灌溉用水缺乏和夏季高温期使草坪用性下
降(尤其表现在盖度降低) ,养护成本高。并且这两种
因素很难得到改善。因此,选择抗逆性强,耐粗放管
理的品种,对于降低养护成本(尤其是夏季用水量) ,
提高草坪用性具有重要的生产意义。本研究表明, 高
羊茅( Gazalle)虽抗寒性较差, 但北京冬季的低温并
不影响其正常返青, 且夏季耐高温和耐干旱性较强,
草地早熟禾( Nublue 和 Bronco )耐高温和耐干旱性
略差,但后期恢复较好, 返青和冬季耐寒性也较好。
因此,从降低养护成本及节水与提高草坪抗逆性及用
性等方面考虑, 在北京地区建议优先选择高羊茅
( Gazalle) ,其次为草地早熟禾( Nublue 和Br onco)。
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