3种冷季型草坪草对盐胁迫的生理响应

周志红

(北京天房绿茵园林绿化工程有限公司，北京 101312)

华北地区降水量稀少，淋溶作用减弱，加之靠近渤海湾，地下水可溶性盐含量较高，造成次生盐渍化现象严重。因此，华北地区采用冷季型草坪草建植普遍面临较重的盐渍化，另外，不当的养护管理使草坪草生长蒙受损失，影响草坪的观赏性，降低草坪的使用价值。在华北地区，使用饮用水灌溉草坪已受到严格限制，草坪的灌溉开始使用再生水和海水等[1,2]。所以，了解冷季型草坪草的耐盐性表现，对于草坪的养护管理与灌溉措施有很大帮助。

已有学者研究草坪草的耐盐性及盐胁迫下金属离子浓度的变化[3-5]。这些生理水平上的研究对于了解草坪草的耐盐机理有很重要的意义，同时还为分子水平上的耐盐基因筛选奠定基础。随着研究手段的进步，对于草坪草耐盐机理的研究还会有更多的突破，有利于草坪草抗盐能力的提高，有助于应用耐盐性好的草坪草品种改善我国土地盐渍化问题。

采用盆栽试验结合NaCl盐水灌溉的方法，研究6个品种冷季型草坪草对盐胁迫的生理反映，为进一步了解冷季型草坪草种间的耐盐性差异以及耐盐草坪草的选择和管理提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试草种与来源见表1。各材料于2012年6月从北京林业大学草坪研究所实验基地引种，采用圆形草坪打孔器(直径、纵深均为13 cm)在园区内采集生长3年以上、长势良好一致的对应品种的草皮块，每个品种采集12次，共72块。将地上地下部分均保存完整的草皮块移植入直径16 cm，深度20 cm的PVC圆形花盆内，在北京林业大学林业楼下进行户外的恢复培养，保证充足的水分和适度的修剪，待长势稳定后移入环境条件控制较好的温室内进行生长，准备进行试验。

表1 冷季型草坪草的6个品种Table 1 Cool-season turfgrass species

1.2 试验处理

将72盆培养好的冷季型草坪草按照品种分成6组，每组为生长状况相同的12盆。对盆栽草坪草分别用NaCl 3 dS/m(T1)、6 dS/m(T2)、9 dS/m(T3)等3个梯度的盐水来灌溉，同时设使用纯水灌溉的供试材料为对照(CK)，浇水1次/d，每次均匀灌溉至饱和(盆底有水渗出)，期间保证适宜的温度光照条件，持续3周，每处理重复3次。

1.3 测定项目与方法

取新鲜叶片分别采用电导仪测定细胞膜透性[7]，分光光度法测量叶绿素含量[8]，硫代巴比妥酸测定丙二醛含量，酸性茚三酮显色法测定脯氨酸含量[9]，考马斯亮蓝法测定可溶性蛋白含量[8]。

1.4 数据分析与综合评价

试验数据采用Excel 2010和Spss 18.0进行统计处理，用Excel 2010进行作图。耐盐性的综合评价采用隶属函数法进行[10]。

(1)如果指标与耐盐性成正相关，则

Fij=Xij-Ximin/Ximax-Ximin

(2)如果指标与耐盐性成负相关，则

Fij=1-(Xij-Ximin/Ximax-Ximin

式中：Fij为i种j性状值；Ximin为j性状中最小值；Ximax为j性状中最大值；Xij为i种j性状的耐盐隶属值。

将耐盐隶属值进行累加，求得平均数：

2 结果与分析

2.1 细胞膜透性

相对电导率是指示细胞膜透性变化的特征指标，同一试验条件下，相对电导率越大，说明植物的抗性越弱[11]。随着处理盐浓度的提高，各草坪草品种相对电导率均呈现上升趋势。与中度盐胁迫(T2)相比，重度盐胁迫下(T3)，2个品种匍匐翦股颖的细胞膜透性显著升高，而多年生黑麦草和草地早熟禾的细胞膜透性变化不显著(表2)。

表2 NaCl胁迫下6个品种草坪草品种细胞膜透性的变化Table 2 Changes in memberane permeability of 6 turfgrass cultivars during salt stress %

注：同行不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同

2.2 叶绿素含量

叶绿素是光合反应中最重要的色素分子，对植物的生长具有关键的作用，叶绿素含量越少表明植物的生命力越低[12]。随着NaCl胁迫程度的加剧，6个草坪草品种叶片的叶绿素含量都明显减少。与正常灌溉相比，NaCl浓度3 dS/m，叶绿素含量降低趋势不明显，NaCl浓度6 dS/m，叶绿素含量显著减少，NaCl浓度9 dS/m，6个品种叶片叶绿素含量均大幅度减少(表3)，匍匐翦股颖品种A4最小，为1.755 mg/g FW，多年生黑麦草Accent品种最大，为2.882 mg/g FW。

表3 NaCl胁迫下6个品种草坪草叶绿素含量的变化Table 3 Changes in chlorophyll content of 6 turfgrass cultivars during salt stress mg/g FW

2.3 丙二醛含量

植物在胁迫条件下，其细胞膜往往发生过氧化作用产生丙二醛[13]，抗逆性越强的植物其丙二醛含量上升幅度越小[14]。盐胁迫下3个冷季型草坪草品种叶片丙二醛含量均呈上升的变化趋势(表4)，而且，随NaCl胁迫程度的加深，叶片丙二醛含量显著增加，草地早熟禾品种Kenblue的丙二醛含量由正常灌溉的52.903 nmol/g FW增加至338.649 nmol/g FW，增加最大，差异显著(P<0.05)。

表4 NaCl胁迫下6个品种草坪草品种丙二醛含量的变化Table 4 Changes in mondialdehyde (MDA) content of 6 turfgrass cultivars during salt stress nmol/g FW

2.4 脯氨酸含量

在胁迫条件下，植物细胞内脯氨酸含量大幅增加，可以降低渗透势，有助于细胞吸水，对植物进行正常生理活动起到重要的渗透调节作用，从而提高抗性[15]。一般情况脯氨酸含量上升越快，幅度越大，说明植物的抗性越强[15]。盐胁迫下3种冷季型草坪草叶片中脯氨酸含量均明显增加。与正常灌溉(T)相比，NaCl轻度和中度盐胁迫(3 dS/m和6 dS/m)，叶片脯氨酸含量增加显著(表5)，NaCl重度(9 dS/m)胁迫，以匍匐翦股颖品种A4和多年生黑麦草品种Premier增加显著，分别增加至29.377，1967.225 ug/g FW，17.306和1626.882 ug/g FW，差异显著(P<0.05)。

表5 NaCl胁迫下6个品种草坪草品种脯氨酸含量的变化Table 5 Changes in Pro content of 6 turfgrass cultivars during salt stress ug/g FW

2.5 可溶性蛋白含量

6个草坪草品种叶片可溶性蛋白含量随NaCl胁迫程度的加深而逐渐减少(表6)。匍匐翦股颖品种T1在轻度NaCl胁迫下可溶性蛋白含量相对减少量最少为14.76%，草地早熟禾品种Kenblue减少量最大，为55.82%。在重度9 ds/m NaCl胁迫下，各品种可溶性蛋白含量都下降很大，且与正常灌溉差异显著(P<0.05)。

表6 NaCl胁迫下6个品种草坪草品种可溶性蛋白含量Table 6 Changes in protein content of 6 turfgrass cultivars during salt stress mg/g FW

2.6 3种冷季型草坪草耐盐性综合评价

NaCl胁迫下，不同草种的叶绿素含量随胁迫程度加深而降低，可溶性蛋白含量减少，细胞膜透性、丙二醛含量、脯氨酸含量升高。将各项评价指标，采用模糊数学隶属函数法对3种草坪草耐盐性进行综合评价(表7)，结果表明，3种冷季型草坪草耐盐性强弱排序为：草地早熟禾Midnight>草地早熟禾Kenblue>匍匐翦股颖A4>匍匐翦股颖T1>多年生黑麦草Premier>多年生黑麦草Accent。

表7 6个草坪草品种耐盐能力综合评价排序Table 7 Comprehensive evaluation of salt tolerance for 6 turfgrass cultivars

3 讨论

冷季型草坪草性能优良，应用广泛，我国北方地区大部分的草坪建植都选择使用冷季型草坪草，其中，最常见的品种包括匍匐翦股颖，多年生黑麦草，草地早熟禾和高羊茅等，没有选择高羊茅作为试验材料是由于高羊茅和多年生黑麦草同属于中等耐盐的冷季型草坪草[16]。对于土壤的盐渍化等级而言，3 dS/m属于轻度盐渍化土，6 dS/m属于中度盐渍化土，9 dS/m属于重度盐渍化土，而>16 dS/m的属于极重盐渍化土[17]，由于能够适应极重盐渍化程度的草坪草并不多见，所以，试验只选取了3个浓度作为梯度，选择细胞膜透性，电导率，丙二醛，叶绿素，脯氨酸，可溶性蛋白6个生理指标对冷季型草坪草进行耐盐性研究，因为各项指标基本涵盖了草坪草抗性生理的主要方面[18]，可以全面评价冷季型草坪草的耐盐性。在试验过程中，有观测到高盐浓度下各试验草坪草均出现不同程度的叶片枯黄现象。在类似研究中，暖季型草坪草也出现相同症状，由此可见高浓度的盐胁迫对草坪草的正常生长已经造成严重影响[19,20]。通过对草坪草耐盐性的研究，可为草坪的管理养护灌溉提供有效的建议，可为寻找具有更高耐盐能力的品种提供理论基础。

参考文献:

[1] 王昌俊,韩烈保,苏德荣.再生水灌溉高尔夫球场潜在的问题及解决方法[J].草原与草坪，2004(4)：42-50.

[2] 张强,苏德荣,常智慧.再生水灌溉对草地早熟禾叶片锌及不同土层锌含量的影响[J].草原与草坪，2004(3)：22-25.

[3] 张淑艳,王世珍,杨双连,等.坪用草地早熟禾品种耐盐性的比较研究[J].哲里木畜牧学院学报，1999(4)：2-6.

[4] 韩烈保，王昌俊，苏德荣.再生水灌溉对绿地土壤及植物影响的研究[J].北京林业大学学报，2006，28(1)1-7.

[5] 樊瑞苹,周琴,周波,等.盐胁迫对高羊茅生长及抗氧化系统的影响[J].草业学报,2012(1):112-117.

[6] Marcum K B.Salinity tolerance mechanisms of six C4turfgrasses[J].Amer Soc HortSci,1994,119(4):779-784.

[7] Lu S,Guo Z,Peng X.Effects of ABA and S-3307 on drought resistance and antioxidative enzyme activityof turfgrass [J].Journal of Horticultural Science and Biotcchnology,2003,78:663-666.

[8] 李合生，孙群，赵世杰，等．2000．植物生理生化实验原理与技术[M]．北京：高等教育出版社：248-249.

[9] 郝建军，康宗利.植物生理学实验技术[M].北京：化学工业出版社，2007：141-175.

[10] 席嘉宾,陈平,张惠霞,等.中国地毯草野生种质资源耐旱性变异的初步研究[J].草业学报,2006,15(3):93-99.

[11] Jane L A，Rkinda L E，Hunag B R.Changes of lipid composition and saturation level in leaves and rootsfor heat stressed and heat-acclimated creeping bentgrass [J].Environmental and Experimental Botany,2004，51:57-67.

[12] 王平荣,张帆涛,高家旭,等.高等植物叶绿素生物合成的研究进展[J].西北植物学报,2009(3):629-636.

[13] 孙彦，杨青川.不同草坪草种及品种苗期抗旱性比较[J].草地学报，2001(1):16-20.

[14] 洪丽芸，田大伦.不同灌溉方式对银杏水分生理的影响[J].中南林业科技大学学报，2008，28(1):49-52.

[15] 吕静，刘卫东，王丽，等.4种暖季型草坪草的抗旱性分析[J].中南林业科技大学学报，2010，30(3):100-104.

[16] 李长鼎,谢应忠.高羊茅抗盐性研究进展[J].农业科学研究,2007(1):61-64.

[17] Liu Y H D K.Differential photosynthesis to salinity stress between two perennial grass species contrasting in salinity tolerance[J].HortScience,2011,46:311-316.

[18] 张喜焕,陈翠果,李永进.盐胁迫对两种冷季型草坪草保护酶活性及膜质过氧化的影响[J].北方园艺,2007(9):173-175.

[19] 周兴元,曹福亮.NaCl胁迫对几种暖季型草坪草的影响[J].草原与草坪,2005(4):66-69.