践踏胁迫对匍匐翦股颖生理特性的影响

姬承东，陈 平，周芸芸(.湖南高尔夫旅游职业学院，湖南常德45900;2.长沙市夏威夷草业有限公司，湖南长沙40200;.仲恺农业工程学院，广东广州50225)

高尔夫球是一项富有魅力的运动项目，在我国发展很快，受到了中高收入者的青睐。作为高尔夫球场的灵魂，果岭草坪是草坪中质量要求最高的一类［1］。果岭草坪草的标准应符合以下条件:低矮、耐修剪、分蘖能力强、质地均一、具有较强的抗病虫害能力［2］。匍匐翦股颖(Agrostis stolonifera L.)为冷季型草坪草，因其耐低修剪、耐寒、耐旱、再生能力及匍匐茎横向蔓延能力强已被广泛用作高尔夫果岭草坪的建植［3］。

目前，国内对草坪草的研究多集中于草坪草对高低温、土壤基质、旱涝等不良环境的抗逆性，而涉及践踏胁迫对草坪草的影响则多局限于草坪表观质量的变化或某一单项生理指标探讨［4－6］。实际上践踏对草坪的影响是多方面的，既会对地上茎叶及根系生长造成影响，又会导致植株体内生理代谢产生一系列变化。尤其在高温高湿条件下，把几个生理生化指标综合起来评价匍匐翦股颖果岭草坪草耐践踏性的研究还较少。因此，笔者以3份匍匐剪股颖品种(系)为供试草种，参照广东地区夏季时单个标准18洞高尔夫球会每日平均打球人数的接待量，在高温高湿环境条件下，采用人工践踏方式由试验人员穿高尔夫专用球鞋进行践踏处理，探讨了践踏胁迫对匍匐翦股颖果岭草坪草夏季生理特性变化的影响，以期为筛选和培育新的耐践踏性高尔夫果岭草坪草种提供重要的理论依据，同时也为其他同类气候区之果岭养护管理提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验区域概况 选择仲恺农业技术学院草业科学系的示范果岭为试验地(113°20'E，23°10'N)，地处广东省广州市海珠区，属于典型的南亚热带季风气候区。年平均气温21.4～21.9 ℃。最热月(7～8月)平均气温28.0～28.7 ℃，绝对最高气温38.7℃;最冷月为1月，平均气温12.4～13.5℃，绝对最低气温－2.6℃。无霜期320～345 d。年降雨量平均为1 623.6～1 899.8 mm，主要集中在4～9月的汛期。年平均日照时数1 820～1 960 h。试验地0～20 cm土壤的pH 为 5.9，氨态氮14.40 mg/kg，有效磷 12.84 mg/kg，有效钾9.51 mg/kg。

1.2 试验材料 试验材料为3份匍匐剪股颖品种:Penncross的种子来源美国，为试验对照;粤选1号、新品系2号是在Penncross基础上选育的新品种(系)，其中粤选1号于2004年12月通过全国牧草品种审定委员会的审定，登记号为288。

1.3 试验设计 试验参照当地标准的18洞高尔夫球会的每日打球人数设置处理梯度，由穿高尔夫专用球鞋的试验人员进行人工践踏处理。在6 mm的修剪高度下设置4个践踏水平，即处理A(无践踏)、B［轻度践踏:100步/(m2·d)］、C［中 度 践 踏:300 步/(m2· d)］、D［重 度 践 踏:500步/(m2·d)］。每日上、下午各踩蹋1/2步数。连续处理6 d后停止处理1 d为1个处理周期，若遇中雨或大雨则不实施践踏处理。试验完成4个践踏循环处理后取样测定相关生理特性指标。

1.4 测定指标及方法 叶片含水量，采用称重法［7］;质膜相对透性，采用电导率法［8］;过氧化物酶活性，采用愈创木酚法［9］;超氧化物歧化酶活性，采用氮蓝四唑光化还原法［9］;过氧化氢酶活性，采用紫外吸收法［10］;脯氨酸含量，采用磺基水杨酸提取法［9］;丙二醛含量，参照张志良等方法［11］。

1.5 数据分析 以EXCEL软件进行数据整理，采用SPSS 11.5统计软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同践踏胁迫下的叶片相对含水量 由表1可知，随践踏强度的增加，3种草坪草的叶片相对含水量均呈下降趋势，各处理下均以粤选1号的叶片相对含水量最高。方差分析结果表明，不同践踏胁迫处理间和不同草种处理间的叶片相对含水量差异均达显著水平(P＜0.05)。

表1 践踏胁迫下匍匐剪股颖叶片相对含水量的变化 %

2.2 践踏胁迫对叶片质膜相对透性的影响 干旱、极端温度、重金属离子、盐渍和空气污染都会对质膜造成伤害，导致植株细胞的膜透性增大［12］。由表2可知，随着践踏强度的增加，供试草种的质膜透性均显著升高。不同强度的践踏处理下，均以Penncross的叶片质膜透性最高，重度践踏下可达23.48%，分别是新品系2号、粤选1号的1.34倍、1.66倍。践踏胁迫对粤选1号叶片质膜相对透性的变化影响较小。方差分析结果表明，不同践踏胁迫处理间以及草种处理间的叶片膜透性差异均达极显著水平(P＜0.01)。

表2 践踏胁迫下匍匐剪股颖叶片质膜相对透性的变化 %

2.3 践踏胁迫对过氧化物酶活性的影响 由表3可知，粤选1号过氧化物酶活性在所有胁迫处理下均为最高，Penncross为最低。随着践踏强度的增大，过氧化物酶活性迅速下降，Penncross叶片过氧化物酶活性则在整个践踏过程中下降幅度最大，新品系2号次之，粤选1号下降幅度最小，3种践踏强度下Penncross、新品系2号、粤选1号过氧化物酶活性下降幅度分别为39.85%、23.63%和7.51%。方差分析结果表明，不同践踏胁迫处理间及草种处理间的过氧化物酶活性差异均达极显著水平(P＜0.01)。轻度践踏胁迫下，粤选1号、新品系2号均表现出了较强的抗性，过氧化物酶活性升高，可能是酶系统对逆境胁迫的一种应急生理反应，随践踏胁迫强度持续增大，粤选1号、新品系2号过氧化物酶活性逐渐下降，但降幅均低于Penncross。

2.4 践踏胁迫对超氧化物歧化酶活性的影响 由表4可知，轻度践踏下供试草种叶片超氧化物歧化酶活性都有所增加，粤选1号、新品系2号及Penncross增幅分别达到3.57%、2.36%和0.43%;中度践踏强度下，Penncross和新品系 2号的叶片超氧化物歧化酶活性呈下降趋势，而粤选1号的叶片超氧化物歧化酶活性持续上升;在重度践踏胁迫下，3种草坪草的叶片超氧化物歧化酶活性均急剧下降，以Penncross下降幅度最大。相同践踏强度处理下，粤选1号叶片超氧化物歧化酶活性均高于新品系2号、Penncross。方差分析结果显示，不同践踏胁迫处理间及草种处理间叶片超氧化物歧化酶活性均呈显著性差异(P＜0.05)。

表3 践踏胁迫下匍匐剪股颖叶片过氧化物酶活性的变化U/(g·min)

表4 践踏胁迫下匍匐剪股颖叶片超氧化物歧化酶活性的变化U/(g·min)

2.5 践踏胁迫对过氧化氢酶活性的影响 由表5可知，随着践踏强度的增加，新品系2号、Penncross的叶片过氧化氢酶活性持续下降，而粤选1号的叶片过氧化氢酶活性表现出先上升后下降的趋势;在重度践踏处理下，供试草种叶片过氧化氢酶活性分别较对照下降了17.10%、48.45%和58.12%，粤选1号叶片过氧化氢酶活性在各践踏强度处理下均为最高。方差分析结果表明，不同践踏胁迫处理间的叶片过氧化氢酶活性差异均达显著水平(P＜0.05)，草种处理间差异则达到了极显著水平(P＜0.01)。

表5 践踏胁迫下匍匐剪股颖叶片过氧化氢酶活性的变化U/(g·min)

2.6 践踏胁迫对脯氨酸含量的影响 脯氨酸作为植物自身调节的渗透调节物质，逆境胁迫会引发植物体内的脯胺酸积累，而积累量在一定程度上能反映植物抗逆能力［12］。由表6可看出，轻度践踏下供试草种叶片的脯胺酸含量急剧上升，粤选1号上升幅度分别为Penncross和新品系2号的1.87倍和1.25倍;中度践踏下，粤选1号、新品系2号叶片脯胺酸含量持续升高，但Penncross开始降低;重度践踏下供试草种叶片脯胺酸含量均呈下降趋势，其中粤选1号降幅较为平缓。在各践踏强度下、粤选1号的叶片脯胺酸含量均为最高，随后依次是新品系2号和Penncross。方差分析结果表明，各践踏胁迫处理间脯胺酸含量差异均达极显著水平(P＜0.01)，而草种处理之间也存在显著差异(P＜0.05)。

表6 践踏胁迫下匍匐剪股颖叶片游离脯氨酸含量的变化 μg/g

2.7 践踏胁迫对丙二醛含量的影响 由表7可知，随着践踏强度的增加，供试草种叶片的丙二醛含量均呈上升趋势。轻度践踏时其升幅较缓，随着践踏强度增大，各草种叶片的丙二醛含量均急剧上升，重度践踏强度处理下粤选1号、新品系2号、Penncross丙二醛含量上升幅度分别为41.50%、56.76%、77.68%。各践踏强度处理下，Penncross叶片的丙二醛含量均最高，新品系2号次之，粤选1号最低。表明粤选1号对践踏胁迫的抗性较好，膜脂化程度较低。方差分析结果表明，不同践踏胁迫处理间及草种处理间的叶片丙二醛含量差异均达极显著水平(P＜0.01)。

表7 践踏胁迫下匍匐剪股颖叶片丙二醛含量的变化 μmol/g

3 讨论与结论

保护酶系统的作用之一在于清除自由基［13］。过氧化氢酶活性决定了H2O2的清除效率;超氧化物歧化酶作为活性氧防护酶，具有歧化O－·2产生H2O2的作用;过氧化物酶通过催化H2O2与酚类的反应消除自由基。超氧化物歧化酶与过氧化物酶的协同作用能将危害性最强的O－·2和H2O2转化为无害的H2O和O2，而过氧化物酶和过氧化氢酶联动协调则能有效清除植物体内的H2O2，防止氧自由基在植物体内的积累过量以维持体内活性氧代谢平衡，减少自由基对细胞的伤害。该研究中，轻度践踏下粤选1号的过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性同时上升，从而协助植株抵御践踏胁迫。但在中重度胁迫下，在过氧化物酶活性上升的同时过氧化氢酶活性却开始下降，使得植株耐践踏能力下降。有学者指出，逆境下植株脯氨酸的积累有利于提高植物的抗氧化能力和逆境适应性，解除胁迫后，直接参与植物的代谢。目前践踏胁迫下植株体内脯氨酸的积累机理尚不明确，分析原因可能是践踏胁迫下细胞质膜的破坏导致水分亏缺。该研究中，更多游离脯氨酸积累促使粤选1号较新品系2号、Penncross抗逆性更强。

不同践踏强度下，3份匍匐剪股颖草种的叶片相对含水量、脯氨酸含量、质膜相对透性、保护酶活性、丙二醛含量等指标均存在显著性差异(P＜0.05)，其中粤选1号的耐逆指标表明该草种具有良好的耐践踏性。

［1］梁树友.高尔夫球场建造与草坪管理［M］.北京:中国农业大学出版社，1999:255－282.

［2］张宝军，樊会敏.北京地区高尔夫球场果岭区草坪的建植［J］.邯郸农业高等专科学校学报，2004(2):38.

［3］陈平，席嘉宾，郭伟经，等.高温胁迫下粤选1号匍匐翦股颖新品系的生理效应研究［J］.草业学报，2004，13(2):79 －83.

［4］周守标，王晖.践踏胁迫对两种暖地型草坪草叶片形态及生理的影响［J］.草地学报，2004，13(5):70 －74.

［5］安渊，陈丽君，孟慧琳，等.不同践踏强度对沟叶结缕草坪用性状的影响［J］.草地学报，2005，13(4):299 －303.

［6］刘大林，张华，胡楷崎，等.多年生黑麦草在高温胁迫下生理生化特性的变化［J］.草地学报，2013，21(1):142 －146.

［7］王新建，谢碧霞，何威，等.干旱胁迫对4种豫楸1号嫁接苗膜脂过氧化作用的影响［J］.中南林业科技大学学报，2008，28(6):30 －34.

［8］白宝璋，王景安，孙玉霞，等.植物生理学测试技术［M］.北京:中国科学技术出版社，1993.

［9］李合生.植物生理生化实验原理和技术［M］.北京:高等教育出版社，2000.

［10］陈建勋，王晓峰.植物生理学实验指导［M］.广州:华南理工大学出版社，2002:120－121.

［11］张志良，翟伟菁.植物生理学实验指导［M］.3版.北京:高等教育出版社，2003.

［12］吕静，刘卫东.4种暖季型草坪草的抗旱性分析［J］.草业科学，2010，30(3):100－103.

［13］卢少石，陈斯曼，陈斯平，等.ABA、多效唑和烯效唑提高狗牙根抗旱性的效应［J］.草业学报，2003，12(3):100 －104.

［14］李沙，刘卫东.硝酸钾和6-BA对假俭草叶绿素含量的影响［J］.中南林业科技大学学报，2013，33(4):111－113.