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硅对干旱胁迫下草坪草生长及抗旱性影响的研究

杜建雄  
【摘要】:为进一步深入探究硅肥对干旱条件下草坪草生长、生理特性及抗旱性方面的影响,本研究以狗牙根(Cynodon Dactylon L.)、草地早熟禾(Poa pratensis L.)和高羊茅(Festuca arundinacea Scherb.)各一个品种为试验材料,第一阶段对参试3种草坪草进行3种灌水处理(分别按田间最大持水量的100%,75%,50%进行灌水,分别简称FWC100,FWC75,FWC50)45 d,同时对参试3种草坪草分别施加0,28ppm,56ppm,112ppm的硅酸(分别简称Si0,Si28,Si56,Si112)。期间测定了参试3种草坪草的总蒸散量(Evapotranspiration, ET),叶片相对含水量(Relative Water Content, RWC),叶片相对电导率(Electrolyte Leakage, EL),草坪质量(Turf Quality, TQ),超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase, SOD)活性,过氧化氢酶(Catalase, CAT)活性,丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量,根干重(Root Dry Weight, RDW)和根活性(Root Activity,RACT)。第二阶段对所有参试草种进行完全复水处理50 d,同时按第一阶段各自对应处理施加0,28ppm,56ppm,112ppm的硅酸,复水结束之后随即进行第三阶段完全干旱处理,由于参试草种高羊茅恢复情况较好,因此以高羊茅为试验材料进行再干旱胁迫处理,干旱胁迫30 d,期间分别测定了叶片相对含水量(RWC)、叶片萎蔫率(LW)、叶片相对电导率(EL)、草坪质量(TQ)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量,主要结论如下: 1.随着灌水量的减少,参试3种草坪草的总蒸散量呈现出下降趋势。施加不同浓度硅肥后,FWC100处理对应参试3种草坪草的总蒸散量并没有发生明显的变化,而FWC75和FWC50处理对应参试3种草坪草的总蒸散量随硅肥浓度的增加呈现出下降趋势,尤其Si56处理对应参试3种草坪草的总蒸散量下降最为明显。 2.FWC75和FWC50处理对应参试3种草坪草的RWC较FWC100处理对应参试3种草坪草的RWC出现了明显下降,以FWC50处理对应参试3种草坪草的RWC降低最为明显。施加不同浓度硅肥后,FWC100处理对应参试3种草坪草的RWC基本保持在一个水平,而在FWC75和FWC50灌水条件下,随着硅肥浓度的增加参试3种草坪草的RWC都出现了明显的上升,尤其以Si56处理对应3种草坪草的RWC上升最为明显,硅肥增强了参试3种草坪草的抗旱性。 3.在没有施加硅肥处理中,FWC50和FWC75处理对应参试3种草坪草的EL明显高于FWC100处理对应各自草种的EL,尤其FWC50处理对应3种草坪草的EL升高最明显。施加不同浓度硅肥后,FWC100处理对应参试3种草坪草的EL并没有随硅肥浓度的增加而发生明显变化,随着硅肥浓度的增加,FWC75和FWC50处理对应参试3种草坪草的EL出现明显下降,尤其FWC50处理对应参试3种草坪草的EL下降明显,FWC75和FWC50处理对应参试草坪草的EL降幅以Si56处理最为明显。硅肥增强了参试3种草坪草的抗旱性。 4.在没有施加硅肥处理中,FWC75和FWC50处理对应参试3种草坪草的TQ较FWC100处理对应各自草坪草的TQ出现了明显下降,即灌水量越少,TQ下降越明显。施加硅肥后,FWC100处理对应参试3种草坪草的TQ并没有随硅肥浓度的增加而发生明显变化,硅肥并没有明显提高草坪草的TQ。而FWC75和FWC50处理对应参试3种草坪草的TQ随着硅肥浓度的增加而明显上升,总体来看以Si56处理各参试草种的TQ上升最为明显,硅肥增强了参试3种草坪草的抗旱性。 5.在没有施加硅肥处理中,FWC75和FWC50处理对应参试3种草坪草的SOD和CAT活性明显低于FWC100处理对应参试3种草坪草的SOD和CAT活性,而且灌水量越少,SOD和CAT活性下降越明显。施加硅肥后,FWC100处理对应参试3种草坪草的SOD和CAT活性并没有随硅肥浓度的增加而显著升高,而FWC75和FWC50处理对应参试3种草坪草的SOD和CAT活性随硅肥浓度的增加而明显升高,而且呈现出灌水量越少硅肥提高参试3种草坪草的SOD和CAT活性的效果越明显,尤其Si56处理参试3种草坪草的SOD和CAT活性上升最为明显,硅肥增强了参试3种草坪草的抗旱性。 6.在没有施加硅肥处理中,FWC75和FWC50处理对应参试3种草坪草的MDA含量明显高于FWC100处理对应参试3种草坪草的MDA含量,尤其FWC50处理参试3种草坪草的MDA含量上升最明显。施加硅肥后,FWC100处理对应参试3种草坪草的MDA含量并没有随硅肥浓度的增加而发生明显变化,而FWC75和FWC50处理对应参试3种草坪草的MDA含量随硅肥浓度的增加而出现明显下降,尤其以Si56处理对应参试3种草坪草的MDA含量下降最为明显,硅肥增强了参试3种草坪草的抗旱性。 7.在没有施加硅肥处理中,FWC75和FWC50处理对应参试3种草坪草的RDW,RACT明显低于FWC100处理对应各自草种的RDW,RACT,而且灌水量越少,参试3种草坪草的RDW,RACT下降越明显。施加硅肥后,FWC100处理对应参试3种草坪草的RDW,RACT并没有随硅肥浓度的增加而明显变化,基本保持在同一水平,而FWC75和FWC50处理对应参试3种草坪草的RDW,RACT随硅肥浓度的增加而明显上升,尤其Si56处理对应参试3种草坪草的RDW,RACT上升最为明显,硅肥增强了参试草坪草的抗旱性。 8.复水后再次干旱胁迫下,参试高羊茅的RWC,TQ出现了明显下降,没施加硅肥处理对应高羊茅的RWC,TQ要明显低于施加硅肥处理的。在干旱胁迫下,随着硅肥浓度的增加,参试高羊茅的RWC,TQ逐渐降低,而且施加硅肥处理对应高羊茅的RWC,TQ要高于没施加硅肥处理对应高羊茅的RWC,TQ,相同浓度硅肥FWC100处理对应高羊茅的RWC,TQ低于FWC75和FWC50处理对应高羊茅的RWC,TQ。适当干旱锻炼及硅肥增强了参试高羊茅的抗旱性。 9.复水后再次干旱胁迫下,参试高羊茅的EL和LW出现了明显的升高。干旱胁迫结束时(30 d),没施加硅肥处理对应高羊茅的EL和LW较施加硅肥处理的EL和LW高;而且相同浓度硅肥下,FWC50处理对应高羊茅的EL和LW较FWC100和FWC75处理对应高羊茅的EL和LW低,适当干旱锻炼及硅肥增强了参试高羊茅的抗旱性。 10.复水后再次干旱胁迫下,参试高羊茅的SOD活性出现了短暂升高,随后出现了明显下降,而CAT活性则持续下降。干旱胁迫结束时(30 d),没施加硅肥对应高羊茅的SOD和CAT活性明显低于施加硅肥高羊茅的SOD和CAT活性;在干旱胁迫下,随着硅肥浓度的增加,参试高羊茅的SOD和CAT活性相对较高,而且相同浓度硅肥处理下,FWC50处理对应高羊茅的SOD和CAT活性较FWC100和FWC75处理对应的SOD和CAT活性高,适当干旱锻炼及硅肥增强了参试高羊茅的抗旱性。 11.复水后再次干旱胁迫下,参试高羊茅的MDA含量出现了明显的上升。干旱胁迫结束时(30 d),没施加硅肥对应高羊茅的MDA含量明显高于施加硅肥高羊茅的MDA含量;随着硅肥浓度的增加,参试高羊茅的MDA含量不同程度地下降,而且相同浓度硅肥处理下以FWC50处理对应参试高羊茅的MDA含量较低,干旱胁迫结束时(30 d),Si56处理对应高羊茅的MDA含量相对较低,适当干旱锻炼及硅肥增强了参试高羊茅的抗旱性。


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