暖季型与冷季型草坪草差异响应干旱及旱后复水的生理生态机制

于景金，李冉，刘梦娴，杨志民

(南京农业大学草业学院，江苏 南京210095)



暖季型与冷季型草坪草差异响应干旱及旱后复水的生理生态机制

于景金，李冉，刘梦娴，杨志民*

(南京农业大学草业学院，江苏 南京210095)

暖季型草坪草与冷季型草坪草抗旱及旱后复水恢复能力不同，解析这种差异的生理生态机制有助于抗旱草坪草育种。本试验以暖季型草坪草海滨雀稗和冷季型草坪草草地早熟禾为试验材料，探讨了干旱和旱后复水处理对两种草坪草叶片相对含水量(RWC)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、比叶面积(SLA)、渗透调节能力(OA)、水分利用效率(WUE)以及根系总长度等生理生态指标的影响。结果表明，海滨雀稗比草地早熟禾具有较强的抗旱能力，表现为具有较高的RWC、Pn、Tr、Gs和WUE，最高时分别比草地早熟禾高出11%，33%，52%，119%，27%；另外，干旱条件下草地早熟禾0～20 cm土层中的根系总长度出现显著下降也是其抗旱性低于海滨雀稗的一个重要因素；复水后，较高的RWC (9%)、Tr(43%)、Gs(154%)、WUE (34%)和较低的SLA (8%)是海滨雀稗旱后恢复能力优于草地早熟禾的原因。

草坪草；海滨雀稗；草地早熟禾；抗旱性；生理

干旱是限制植物生长的重要非生物因子，草坪草抗旱性的生理机制包括渗透调节能力、细胞膜的稳定性、抗氧化能力、光合作用能力和水分利用效率等[1-3]。相关研究报道很多，例如彭丽梅等[4]通过分析渗透调节物质脯氨酸含量、膜脂过氧化产物丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性，对多年生黑麦草(Loliumperenne)不同变异株系进行了抗旱能力评价。Xu等[5-7]对冷季型草坪草草地早熟禾(Poapratensis)的差异抗旱品种‘光明’和‘午夜’进行干旱胁迫以及旱后复水恢复试验发现，细胞膜脂肪酸的组成及饱和度、抗氧化系统、光合系统重要酶的活性及其基因水平是造成‘光明’和‘午夜’抗旱及旱后复水恢复能力差异显著的重要原因；还有研究报道了高羊茅(Festucaarundinacea)不同品种间由于根系生长发育的不同，引起抗旱能力的差异[8]。Chai等[9]发现草地早熟禾与多年生黑麦草抗旱与旱后复水恢复能力存在差异，但其生理生态机制不得而知。

不同类型的草坪草抗旱能力存在很大差异[5,10-12]，通常认为暖季型草坪草的抗旱性优于冷季型草坪草。例如，有报道指出，暖季型草坪草比冷季型草坪草在受到干旱胁迫时表现出较高的草坪质量、叶片水分含量和较低的蒸散量[13-14]。此外，暖季型草比冷季型草具有较小的气孔孔径和较高的气孔密度[15-16]；在气孔传导力方面，冷季型草与暖季型草也存在差异，前者为双峰型，而后者为单峰型[16]，这些差异也可能是造成二者抗旱能力差异的重要原因。然而，进一步探讨干旱条件下冷季型与暖季型草坪草不同类型间差异响应干旱胁迫和旱后复水过程中的生理生态机制的研究甚少。

海滨雀稗(Paspalumvaginatum)是仅适应热带亚热带气候区种植的典型暖季型草坪草，草地早熟禾坪用性状较好，成坪后的养护管理水平适中，是最耐寒的典型冷季型草坪草。本文以海滨雀稗和草地早熟禾为试验材料，旨在初步揭示冷季型与暖季型草坪草抗旱以及旱后复水恢复能力的生理生态差异，为草坪草抗旱育种提供理论依据，同时为进一步从分子水平探讨其机理提供工作基础。

1 材料与方法

1.1 材料培养

海滨雀稗(P.vaginatumcv. ‘2000’)和草地早熟禾(P.pratensiscv. ‘Excursion Ⅱ’)草皮取自南京农业大学实验农场，把草皮移入装有沙土比=1∶1的PVC管(直径10 cm，高度50 cm)，试验时间为2015年2-5月。材料先在温室中预培养，期间每隔1 d浇透水1次，每周浇霍兰德全营养液1次。待植物材料生长均匀一致后转入生长箱，生长箱相对湿度70%，光照强度650 μmol/(m2·s)，光周期12 h。根据暖季型草与冷季型草最佳生长温度的不同，海滨雀稗与草地早熟禾的试验温度分别设置为30/25 ℃和25/20 ℃(日/夜)。

1.2 试验设计与方法

植物材料在生长箱预培养1周后开始处理。两种草采用裂区试验设计，每个裂区设干旱-复水和正常浇水(对照，CK)两个处理，每处理重复4次。材料每天换位以减少实验误差。

1.3 指标测定

土壤含水量(SWC)：采用TDR (Time Domain Reflectometry)土壤水分测量仪对0～20 cm土层深度的水分进行测定。

根系长度：在干旱20 d和复水6 d对不同土层(0～20 cm、20～50 cm)的根系进行采集，先把根系洗干净，然后用1%结晶紫染色并扫描，用Digimizer软件计算总根长。

此外，本试验还测定了叶片相对含水量(RWC)[5]、比叶面积(SLA)[17]、渗透调节能力(OA)[13]、气体交换参数[叶片净光合速率(Pn，μmol CO2/m2·s)、蒸腾速率(Tr，mmol H2O/m2·s)、气孔导度(Gs，mol H2O/m2·s)和水分利用效率(WUE)][5]。

1.4 数据处理

利用SPSS 18.0进行数据处理，不同草种和不同处理间差异采用最小显著差异法(LSD)进行多重比较，P<0.05。为了消除草种之间背景差异，对Pn、Tr、Gs、WUE、SLA用处理与对照的百分比[18]。

2 结果与分析

2.1 干旱及旱后复水对土壤含水量的影响

土壤含水量(SWC)是反映土壤水分亏缺程度的指标，在整个处理期内，海滨雀稗与草地早熟禾在正常浇水条件下的SWC分别保持在20.83%和22.24%，二者之间没有显著差异(图1)。在干旱条件下，海滨雀稗与草地早熟禾的SWC迅速下降，到干旱20 d时，SWC分别下降到4.28%和4.76%。干旱20 d后开始进行复水，复水2 d，海滨雀稗与草地早熟禾的SWC均恢复到各自的对照水平，复水6 d时，二者之间SWC没有显著差异。

2.2 干旱及旱后复水对叶片相对含水量的影响

在试验初期，海滨雀稗与草地早熟禾的干旱处理与各自对照之间的叶片相对含水量(RWC)没有差异(图2)。随着处理期的延长，干旱造成叶片失水，干旱处理10 d后，两种草坪草的RWC均开始迅速下降，到15 d时，草地早熟禾RWC比对照下降了47.5%，而海滨雀稗仅比对照下降了11.11%，二者之间差异明显。到干旱20 d时，草地早熟禾RWC下降到对照的25.41%，而海滨雀稗仍然保持相对较高的RWC(对照的54.46%)。经过4 d复水处理，海滨雀稗的RWC已经完全恢复到对照水平，但草地早熟禾的RWC仍然显著低于其对照。复水6 d时，两种草坪草RWC均恢复到对照水平，且二者之间没有显著差异。

图1 土壤含水量对干旱及旱后复水的响应Fig.1 Soil water content in response to drought and post-drought recovery

图2 叶片相对含水量对干旱及旱后复水的响应Fig.2 Leaf relative water content in response to drought and post-drought recovery

竖线代表不同处理间的最小显著差异(P<0.05)，下同。Vertical bars means LSD values (P<0.05). The same below.

2.3 干旱及旱后复水对气体交换参数的影响

植物的净光合速率(Pn)随着干旱期的延长，呈现下降趋势(图3)。在干旱5 d时，草地早熟禾的Pn下降幅度显著高于海滨雀稗。在干旱10 d时，草地早熟禾的Pn降低为对照的58.22%，但海滨雀稗依然保持较高的水平，为其对照的77.16%。对材料进行复水处理后，两种草坪草的Pn均逐渐增大，但二者之间恢复速度差异很大，到复水6 d时，海滨雀稗已经恢复到对照的94.97%，但草地早熟禾仅恢复到对照的51.47%。

随着干旱程度的不断加剧，草地早熟禾与海滨雀稗的蒸腾速率(Tr)持续下降(图4A)，但在干旱10 d处理后，二者才表现出差异，海滨雀稗的Tr显著高于草地早熟禾，且这种变化趋势保持到干旱期结束。复水后，草地早熟禾与海滨雀稗的Tr不断增加，复水6 d时，海滨雀稗恢复到对照的92.92%，但草地早熟禾仅恢复到对照的64.69%。

图3 净光合速率对干旱及旱后复水的响应Fig.3 Net photosynthetic rate in response to drought and post-drought recovery

图4 蒸腾速率(A)、气孔导度(B)和水分利用效率(C)对干旱及旱后复水的响应Fig.4 Transpiration rate (A), stomatal conductance (B) and water use efficiency (C) in response to drought and post-drought recovery

气孔导度(Gs)随着干旱时间的延长，呈现不断下降的趋势(图4B)。在干旱处理10 d时，海滨雀稗的Gs显著高于草地早熟禾，到干旱20 d时，海滨雀稗与早熟禾的Gs分别下降为对照的12.26%和6.87%。复水处理使两种草坪草的Gs逐渐增大，复水6 d时，海滨雀稗Gs显著高于草地早熟禾，分别为对照的84.87%和33.47%。

在试验处理0 d时，草地早熟禾与海滨雀稗水分利用效率(WUE)没有差异(图4C)。随着干旱期的延长，两种草坪草的WUE表现出差异，干旱10 d时，海滨雀稗的WUE是对照的1.66倍，但草地早熟禾仅为对照的1.34倍。随着干旱程度的不断加剧，二者的WUE开始剧烈下降，且没有差异。复水处理后，两种草坪草的WUE开始升高，复水6 d时，海滨雀稗的WUE显著高于草地早熟禾。

2.4 干旱及旱后复水对渗透调节能力的影响

干旱处理使海滨雀稗与草地早熟禾的渗透调节能力(OA)逐渐升高(图5)，到干旱20 d时，二者的OA分别比0 d提高了10.68和7.65倍，且二者之间没有显著差异。复水后，两种草坪草的OA呈现缓慢下降的趋势，在复水4 d时，海滨雀稗的OA显著高于草地早熟禾。

2.5 干旱及旱后复水对比叶面积的影响

比叶面积(SLA)随着干旱时间的延长，呈现下降的趋势(图6)。在干旱处理10 d前，海滨雀稗与草地早熟禾的SLA之间没有显著差异，但随着干旱程度的加剧，海滨雀稗表现出较高的SLA。复水后，两种草坪草的SLA均开始升高，在复水6 d时，草地早熟禾的SLA显著高于海滨雀稗，分别是对照的89.52%和82.29%。

2.6 干旱及旱后复水对根系长度的影响

不同土壤层的根系总长度在干旱处理20 d表现出显著不同(图7A)，其中，草地早熟禾在0～20 cm土层中的根系总长度较对照发生显著下降(46.39%)，但海滨雀稗在该土壤层的根系总长度没有变化；此外，0～20 cm土层中，无论是对照还是干旱情况下，海滨雀稗的根系总长度均低于草地早熟禾。在20～50 cm土层中，海滨雀稗在不同处理下的根系总长度显著高于草地早熟禾；对于两种草坪草，干旱处理并没有引起根系总长度的显著下降。

在0～20 cm土层中，复水6 d使草地早熟禾的根系总长度显著下降，而海滨雀稗没有变化(图7B)。在20～50 cm土层，无论不同草种以及不同处理，均对根系总长度没有显著影响。

图5 渗透调节能力对干旱及旱后复水的响应Fig.5 Osmotic adjustment in response to drought and post-drought recovery

图6 比叶面积对干旱及旱后复水的响应Fig.6 Specific leaf area in response to drought and post-drought recovery

图7 根系总长度对干旱及旱后复水的响应Fig.7 Total root length in response to drought and post-drought recovery A：干旱20 d；B：复水6 d，不同字母代表0.05水平下差异显著。A: 20 d drought treatment; B: 6 d re-watering treatment. Different small letters mean significant differences at P<0.05.

3 讨论

干旱5和10 d，暖季型海滨雀稗Pn下降幅度均显著低于冷季型草地早熟禾，说明海滨雀稗的抗旱能力强于草地早熟禾，但随着干旱程度的加剧，两种草坪草之间Pn没有显著差异，表明植物过量失水引起光合器官达到生理阈值，关于这一现象在草坪草上有很多报道[5,7-8]。复水后，海滨雀稗光合能力显著高于草地早熟禾，说明海滨雀稗的旱后恢复能力也要优于草地早熟禾。

在干旱过程中，海滨雀稗比草地早熟禾具有较强的抗旱能力，主要与其具有较高的RWC、Tr、Gs、WUE有关。另外，干旱使草地早熟禾0～20 cm土层中的根系总长度显著减少也是一个重要原因；复水过程中，较高的RWC、Tr、Gs、WUE和较低的SLA是海滨雀稗复水恢复能力优于草地早熟禾的重要原因。RWC是反应叶片水分亏缺程度的重要指标，也是评价植物抗旱性强弱必不可少的指标[11,19]。在干旱和旱后复水过程中，海滨雀稗RWC始终显著高于草地早熟禾，复水后，海滨雀稗先于草地早熟禾恢复到对照水平，这些结果说明海滨雀稗比草地早熟禾具有更强的适应干旱和旱后快速吸水恢复的能力。

复水过程中，海滨雀稗的RWC高于草地早熟禾与其具有较高的OA和WUE有关。在水分亏缺条件下，OA在植物保持细胞膜水分和膨压过程中发挥了重要作用[20]。有研究报道[13,21]，暖季型结缕草(Zoysiajaponica)在干旱过程中表现出比冷季型高羊茅较高的OA，本研究结果与此相吻合。较高的OA可能与渗透调节物质的积累有关，包括脯氨酸、甜菜碱、可溶性糖等[12,22-24]，但需要未来试验的进一步验证。

SLA是在干旱条件下反映叶片厚度的一个指标，抗旱性强的植物比不抗旱的植物具有较低的SLA[17]。干旱条件下，SLA下降可以通过降低蒸腾速率来减少水分的散失，这是一个常见现象[17]，说明随着干旱程度的增加，两种草坪草为了降低水分散失均表现出叶片萎蔫，且草地早熟禾水分的散失量低于海滨雀稗，但并不代表草地早熟禾的抗旱能力强于海滨雀稗，因为抗旱能力受多个指标的共同影响。在本研究中，复水使海滨雀稗SLA显著低于草地早熟禾，说明SLA与海滨雀稗的复水恢复能力密切相关。

光合作用的限制因素包括气孔限制和非气孔限制，气孔限制主要是由于气孔的关闭造成Gs的下降，引起Pn的下降；非气孔限制引起的Pn的下降主要是生化原因，比如光合作用相关酶活性的下降或失活、强光引起的光抑制现象等[25-26]。在本研究中，光合作用主要受到气孔限制，干旱诱发气孔关闭，Gs下降，导致Tr下降，最终引起光合产物的降低。在此过程中，海滨雀稗比草地早熟禾保持了较高的Gs，因此其Pn高于草地早熟禾。

除了以上生理生态方面的变化外，海滨雀稗较强的抗旱能力还与根系的生长发育有关。根系总长度与植物的吸水能力关系密切，特别是在干旱缺水条件下，具有深根系的植物比浅根系植物具有更强的抗旱性[27]。在本试验中，冷季型草地早熟禾虽然在上层土壤中的根系总长度显著高于海滨雀稗，但干旱使其根系明显变短，而海滨雀稗根系总长度却没有发生显著降低，复水6 d后结果类似，这也是海滨雀稗抗旱能力及复水恢复能力显著优于草地早熟禾的重要原因。本试验是在生理生态水平研究暖季型草坪草与冷季型草坪草差异抗旱及旱后复水恢复能力，后续工作将从代谢、蛋白及基因水平进一步探讨其机理。

4 结论

根据以上试验结果可知，在干旱过程中，海滨雀稗比草地早熟禾表现出较强的抗旱能力，体现在海滨雀稗具有较高的Pn、Tr、Gs、RWC和WUE；另外，干旱条件下海滨雀稗在0～20 cm土层中的根系总长度没有变化，但草地早熟禾位于该土层的根系总长度却显著下降，在20～50 cm土层中，干旱胁迫对两种草坪草的根系总长度没有显著影响，但海滨雀稗的根系总长度高于草地早熟禾。

经过20 d的干旱后对材料进行复水处理，结果表明，海滨雀稗表现出较高的RWC、Tr、Gs、WUE和较低的SLA；在0～20 cm土层中，草地早熟禾根系总长度仍显著低于其对照，且低于海滨雀稗，但在20～50 cm土层中，草地早熟禾根系总长度与海滨雀稗差异不显著。

[1] Sun Y, Yang Q C, Zhang Y H. Studies on drought tolerance of eight turfgrass cultivars at seedling stage. Acta Agrestia Sinica, 2001, 9(1): 16-20.

[2] Zhou X Y, Cao F L, Chen G Q. Four warm seasonal turfgrasses physiological indices in relation to its drought resistance. Grassland and Turf, 2003, (4): 29-32.

[3] Ge J G, Cai Q S, Zhou X Y,etal. Effect of soil drought stress on photosynthetic characteristics and water use efficiency in two turfgrasses. Pratacultural Science, 2005, 22(4): 103-107.

[4] Peng L M, Cao L, Han L,etal. Drought resistance analysis of regenerated plants from calli ofLoliumperennecarried by the Shenzhou No. 7 spaceship. Acta Prataculturae Sinica, 2015, 24(1): 64-71.

[5] Xu L X, Yu J J, Han L B,etal. Photosynthetic enzyme activities and gene expression associated with drought tolerance and post-drought recovery in kentucky bluegrass. Environmental and Experimental Botany, 2013, 89: 28-35.

[6] Xu L, Han L, Huang B. Membrane fatty acid composition and saturation levels associated with leaf dehydration tolerance and post-drought rehydration in kentucky bluegrass. Crop Science, 2011, 51(1): 273-281.

[7] Xu L, Han L, Huang B. Antioxidant enzyme activities and gene expression patterns in leaves of Kentucky bluegrass in response to drought and post-drought recovery. Journal of the American Society for Horticultural Science, 2011, 136(4): 247-255.

[8] Huang B, Fry J D. Root anatomical, physiological, and morphological responses to drought stress for tall fescue cultivars. Crop Science, 1998, 38(4): 1017-1022.

[9] Chai Q, Jin F, Merewitz E,etal. Growth and physiological traits associated with drought survival and post-drought recovery in perennial turfgrass species. Journal of the American Society for Horticultural Science, 2010, 135(2): 125-133.

[10] Wang Y R, Zhao L Q, Shao Y H. Comparative analysis of the drought-resistances for turfgrass and main weeds in the temperate semi-arid region. Chinese Journal of Ecology, 2005, 24(1): 1-5.

[11] Du J X, Hou X Y, Liu J R. A study on physiological response to drought and re-watering treatments in kentucky bluegrass. Acta Prataculturae Sinica, 2010, 19(2): 31-38.

[12] Wang J H, Duo D. Effect of paclobutrazol on drought resistance of six turfgrass cultivars during the seeding stage. Acta Prataculturae Sinica, 2014, 23(6): 253-258.

[13] Qian Y, Fry J. Water relations and drought tolerance of four turfgrasses. Journal of the American Society for Horticultural Science, 1997, 122: 129-133.

[14] Li X W, Li H M, Dong L,etal. Study on evapotranspiration characteristics of five kinds of turfgrass. Horticulture of North China, 2014, (2): 71-75.

[15] Zheng Q Y, Liu Z X. Study on leaf stomatal morphology and quantity of six turfgrass. Journal of Gansu Agricultural University, 2003, 38(2): 158-162.

[16] Liu Z X, Zheng Q Y, Wang X. The form and conductance of leaves stoma for six turfgrasses. Pratacultural Science, 2005, 22(8): 71-75.

[17] Wang L L, Li Q H, Xu J,etal. Morphology and physiology characteristic responses of different provenances ofArtemisiaordosicato drought stress. Scientia Silvae Sinicae, 2015, 51(2): 37-43.

[18] Liu Y, Zhang X, Hong T,etal. Assessment of drought tolerance of 49 switchgrass (Panicumvirgatum) genotypes using physiological and morphological parameters. Biotechnology for Biofuels, 2015, 8(1): 1-18.

[19] Liu M X, Lu S Y, Guo Z F. Selection and physiological identification of somaclonal variants for increased drought resistance of centipedegrass. Acta Prataculturae Sinica, 2012, 21(1): 126-132.

[20] Huang B. Mechanisms and strategies for improving drought resistance in turfgrass. Acta Horticulturae, 2008, 783: 221.

[21] Barker D J, Sullivan C Y, Moser L E. Water deficit effects on osmotic potential, cell wall elasticity, and proline in five forage grasses. Agronomy Journal, 1993, 85: 270-275.

[22] Wang Y G, Abulaiti, Qi M. Differing response to drought stress of twoCynodondactylonvarieties. Acta Prataculturae Sinica, 2006, 15(4): 58-64.

[23] Sun T J, Su R G G, Ma W L,etal. Drought resistance of ten seedling grasses. Acta Prataculturae Sinica, 2008, 17(4): 42-49.

[24] Liu N, Shen Y, Huang B. Osmoregulants involved in osmotic adjustment for differential drought tolerance in different bentgrass genotypes. Journal of the American Society for Horticultural Science, 2015, 140(6): 605-613.

[25] Xu D Q. Non-uniform stomatal closure and non-stomatal limitation of photosynthesis. Plant Physiology Communications, 1995, 31(4): 246-252.

[26] Xu D Q. Some problems in stomatal limitation analysis of photosynthesis. Plant Physiology Communications, 1997, 33(4): 241-244.

[27] Henry A, Gowda V R P, Torres R O,etal. Variation in root system architecture and drought response in rice (Oryzasativa): Phenotyping of theOryzaSNP panel in rainfed lowland fields. Fuel and Energy Abstracts, 2011, 120(2): 205-214.

[1] 孙彦, 杨青川, 张英华. 不同草坪草种及品种苗期抗旱性比较. 草地学报, 2001, 9(1): 16-20.

[2] 周兴元, 曹福亮, 陈国庆. 四种暖季型草坪草几种生理指标与抗旱性的关系研究. 草原与草坪, 2003, (4): 29-32.

[3] 葛晋纲, 蔡庆生, 周兴元, 等. 土壤干旱胁迫对2种不同光合类型草坪草的光合特性和水分利用率的影响. 草业科学, 2005, 22(4): 103-107.

[4] 彭丽梅, 曹丽, 韩蕾, 等. 多年生黑麦草愈伤组织航天搭载后再生株系的抗旱性研究. 草业学报, 2015, 24(1): 64-71.

[10] 王艳荣, 赵利清, 邵元虎. 温带半干旱地区草坪草与主要杂草抗旱性的比较研究. 生态学杂志, 2005, 24(1): 1-5.

[11] 杜建雄, 侯向阳, 刘金荣. 草地早熟禾对干旱及旱后复水的生理响应研究. 草业学报, 2010, 19(2): 31-38.

[12] 王竞红, 多多. 多效唑对6种草坪草苗期抗旱性影响的研究. 草业学报, 2014, 23(6): 253-258.

[14] 李晓文, 李海梅, 董琳, 等. 五种草坪草蒸散特性研究. 北方园艺, 2014, (2): 71-75.

[15] 郑群英, 刘自学. 六种草坪草的叶片气孔形态和数量特征比较研究. 甘肃农业大学学报, 2003, 38(2): 158-162.

[16] 刘自学, 郑群英, 汪玺. 6种草坪草叶片的气孔特征与气孔传导力. 草业科学, 2005, 22(8): 71-75.

[17] 王林龙, 李清河, 徐军, 等. 不同种源油蒿形态与生理特征对干旱胁迫的响应. 林业科学, 2015, 51(2): 37-43.

[19] 刘明稀, 卢少云, 郭振飞. 假俭草抗旱变异体的筛选及其生理鉴定. 草业学报, 2012, 21(1): 126-132.

[22] 王玉刚, 阿不来提, 齐曼. 两狗牙根品种对干旱胁迫反应的差异. 草业学报, 2006, 15(4): 58-64.

[23] 孙铁军, 苏日古嘎, 马万里, 等. 10种禾草苗期抗旱性的比较研究. 草业学报, 2008, 17(4): 42-49.

[25] 许大全. 气孔的不均匀关闭与光合作用的非气孔限制. 植物生理学通讯, 1995, 31(4): 246-252.

[26] 许大全. 光合作用气孔限制分析中的一些问题. 植物生理学通讯, 1997, 33(4): 241-244.

Ecophysiological mechanisms associated with drought tolerance and post-drought recovery in warm- and cool-season turfgrasses

YU Jing-Jin, LI Ran, LIU Meng-Xian, YANG Zhi-Min*

CollegeofAgro-grasslandScience,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095,China

Warm-season grasses had superior drought tolerance and post-drought recovery, compared to cool-season turfgrasses. In this study, seashore paspalum (Paspalumvaginatumcv. ‘2000’) and Kentucky bluegrass (Poapratensiscv. ‘Excursion II’) were chosen as research material. Leaf relative water content (RWC), water use efficiency (WUE), net photosynthetic rate (Pn), stomatal conductance (Gs), transpiration rate (Tr), specific leaf area (SLA), osmotic adjustment (OA) and root length were measured to clarify the mechanisms of their differential drought tolerance. Seashore paspalum had superior drought tolerance as shown by higher RWC (11%),Pn(33%),Tr(52%),Gs(119%) and WUE (27%). Total root length in the 0-20 cm soil layer under Kentucky bluegrass was reduced significantly more after 20 d drought stress than under seashore paspalum, suggesting the former was less drought-tolerant. During post-drought recovery, seashore paspalum had higher RWC (9%),Tr(43%),Gs(154%) and WUE (34%), as well as lower SLA (8%) than Kentucky bluegrass. Further, total root length in the 0-20 cm soil layer showed the same changes as that during drought stress. The results indicated that lower water loss, higher water use efficiency and the fact that root growth in 0-20 cm soil layer was less reduced under drought, were the main reasons for the superior drought tolerance and post-drought recovery ability of seashore paspalum, compared to Kentucky bluegrass.

turfgrass; seashore paspalum; Kentucky bluegrass; drought; physiology

10.11686/cyxb2016162

http://cyxb.lzu.edu.cn

2016-04-19；改回日期：2016-05-26

农业部“948”项目(2014-Z25)资助。

于景金(1983-)，女，内蒙古赤峰人，副教授，博士。E-mail: jingjin_yu@126.com*通信作者Corresponding author. E-mail: nauyang@njau.edu.cn

于景金，李冉，刘梦娴，杨志民. 暖季型与冷季型草坪草差异响应干旱及旱后复水的生理生态机制. 草业学报, 2016, 25(11): 86-93.

YU Jing-Jin, LI Ran, LIU Meng-Xian, YANG Zhi-Min. Ecophysiological mechanisms associated with drought tolerance and post-drought recovery in warm- and cool-season turfgrasses. Acta Prataculturae Sinica, 2016, 25(11): 86-93.