硅对不同抗性高羊茅耐盐性的影响

为研究不同盐生境下硅对不同抗盐品种高羊茅(抗性强的XD和抗性弱的K31)耐盐性的影响,采用盆栽试验研究了添加硅对不同盐生境下两个高羊茅品种形态指标和保护酶活性的影响。结果表明:两个高羊茅品种的株高、分蘖数、叶片数、叶长、叶宽、地上含水量和生物量均随盐浓度增加呈降低趋势,而SOD、CAT和POD活性呈先增加后降低趋势,其中盐浓度为150、100mmol·L~(-1)时XD和K31的保护酶活性分别达到峰值。添加硅显著增加了两个高羊茅品种的株高、分蘖数、叶片数、叶长、地上含水量、地上生物量、SOD、CAT和POD(P0.05),但两个品种高羊茅对硅响应存在盐浓度分异,具体表现为:盐浓度≤50mmol·L~(-1)时添加硅显著增加了XD分蘖数和叶片数(P0.05),而对K31无显著影响;盐浓度≤100mmol·L~(-1)时加硅显著增加了XD的株高、叶长、地上生物量、SOD和CAT活性,盐浓度为150、200mmol·L~(-1)时,加硅显著增加了K31的株高、叶长、地上生物量、SOD、POD和CAT活性(P0.05);硅仅在盐浓度≥200mmol·L~(-1)时显著增加了K31的地上含水量(P0.05),而对XD地上含水量在任何盐浓度下均无显著影响。说明添加硅能够增强高羊茅的耐盐性,而且增强程度因盐浓度和高羊茅品种存在分异,在较高盐渍化条件下,硅对抗盐性较弱品种耐盐性增强的幅度大于抗盐性较强品种,使得抗盐性较弱的高羊茅品种能够通过添加硅肥而适应盐浓度较高的盐渍化土壤,扩大其适应范围成为可能。     

不同盐胁迫水平下硅对高羊茅幼苗生物量、酶活性和渗透调节物质的影响

采用盆栽试验研究了高羊茅(Festuca arundinacea)幼苗在不同盐浓度胁迫下生物量、抗氧化酶活性和渗透调节物质对硅的响应。结果显示,随盐浓度增加高羊茅生物量逐渐降低,而盐浓度小于50 mmol·L~(-1)或大于250mmol·L~(-1)时,硅对高羊茅生物量没有明显影响,盐浓度介于50到250mmol·L~(-1),硅显著提高了高羊茅生物量(P0.05)。随着盐浓度增加过氧化氢酶(CAT)活性呈上升趋势,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性先上升后下降,添加硅虽然提高了POD、SOD和CAT活性,但不同酶显著增加时盐浓度存在一定的差异。可溶性糖和可溶性蛋白含量随着盐浓度的增加呈先上升后下降的趋势,丙二醛含量呈上升趋势,盐浓度为200和250mmol·L~(-1)时,可溶性糖和可溶性蛋白含量达到峰值,添加硅均降低了高羊茅体内可溶性糖、可溶性蛋白和丙二醛含量。上述结果表明,硅对高羊茅适应盐胁迫能力的影响在盐浓度间存在分异,过低或过高盐浓度时,硅对高羊茅适应性没有显著影响,中盐浓度时,硅能通过增强高羊茅体内的抗氧化酶活性、改善渗透调节过程和降低膜质氧化来增强其对盐胁迫的适应性。     

不同盐生境下硅对高羊茅生物量及生理生化特征的影响

利用水培实验研究了不同盐生境下硅对高羊茅幼苗生物量及生理生化特征的影响。研究结果表明,高羊茅幼苗生物量随着盐浓度增加而逐渐降低,200 mmol/L的盐浓度为高羊茅幼苗的临界盐浓度,盐浓度小于该临界值时,添加硅显著增加了高羊茅幼苗生物量;盐浓度大于该临界值时,硅对高羊茅幼苗生物量没有明显影响,说明硅调节盐生境下高羊茅的生长能力与环境内的盐浓度密切相关。在盐浓度临界值之内,水培条件下硅通过增加盐胁迫下高羊茅幼苗体内SOD、CAT、POD活性,降低盐胁迫条件下高羊茅幼苗体内的丙二醛、脯氨酸、可溶性糖含量和相对电导率,其中盐浓度为100 mmol/L时,丙二醛含量降幅最大,为18.05%,当盐浓度为50 mmol/L时,脯氨酸含量降幅最大,为23.63%。这不仅说明了硅可增强高羊茅幼苗适应盐生境的能力,而且证明了硅直接参与了盐胁迫条件下高羊茅的生理生化过程。     

不同盐浓度下硅对高羊茅苗期生长及光合特征的影响

坪用高羊茅(Festuca arundinacea)因长期多频灌溉往往生长在土壤盐渍化或潜在盐渍化的生境中,本研究采用盆栽试验分析了不同盐浓度下硅对两个高羊茅品种(抗性强的XD和抗性弱的K31)种子发芽、苗期生物量及光合特征的影响。结果表明,盐浓度、硅、品种、盐浓度×品种以及硅×盐浓度互作均显著影响了高羊茅种子发芽及苗期光合特征(P0.05)。两个品种XD和K31的出苗率、保苗率、生物量以及光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、气孔限制值(L_s)均随盐浓度增加呈整体下降趋势,而胞间CO_2浓度(C_i)随盐浓度增加整体呈上升趋势。硅在一定盐浓度范围内显著提高了XD和K31的出苗率、保苗率、生物量、P_n、G_s和L_s,而降低了C_i、T_r(P0.05),且同一盐浓度下K31对硅响应的敏感性大于XD,这说明添加硅对盐生境下高羊茅生长的影响与品种自身抗性密切相关。     

外源硅添加对草地早熟禾硅素吸收及根系生长的影响

采用溶液培养法,以草地早熟禾(Poa pratensis L.)品种‘午夜'为试验材料,研究了不同硅素水平对草地早熟禾硅素吸收、叶片相对电导率、根冠比和根系生长发育的影响。结果表明:随着硅素浓度的增加,硅素吸收速率显著增加;低浓度硅素处理并未对根冠比产生显著影响,高浓度硅素处理显著增加了根冠比;叶片相对电导率随着硅素水平的增加而呈现先降低后增加的趋势。当硅素浓度达到0.5 mmol·L~(-1)时,叶片相对电导率最低;随着硅素浓度的增加,草地早熟禾根系总表面积和总长逐渐增加;根系直径随着硅素水平的增加而呈现先增加后降低的趋势,硅素浓度为0.5 mmol·L~(-1)时,根系直径最大,当硅素浓度达到1.0 mmol·L~(-1)时,根系直径显著降低;在低浓度硅素处理下,根条数变化不大,当硅素浓度达到0.5 mmol·L~(-1)时,根条数显著增加。可见,适宜浓度的硅素处理有利于草地早熟禾硅素的吸收和根系生长。     

5个高羊茅品种萌发期的耐盐性比较

以NaCl为胁迫因子,设0(CK)、50、100、150、200、250 mmol·L~(–1) 6个盐分梯度,研究5个高羊茅(Festuca arundinacea)品种种子萌发的耐盐能力,以期筛选出耐盐能力强的高羊茅品种。结果表明,在低NaCl浓度(50 mmol·L~(–1))下,各品种发芽势、发芽率、发芽指数、种子活力指数、苗长、根长和盐害率与对照相比几乎无变化(P 0.05)。50～250 mmol·L~(–1)的盐浓度范围内,各品种相对发芽势、相对发芽率、相对发芽指数、种子活力指数、相对苗长与相对根长均随盐浓度的增加而降低,相对盐害率随盐浓度的增加而升高。NaCl浓度达到最大(250 mmol·L~(–1))时,相对盐害率达到最高,相对发芽势、相对发芽率、相对发芽指数、种子活力指数、相对苗长、相对根长等指标降至最低。5个高羊茅品种种子萌发期耐盐性强弱依次为踏火6号警犬红宝石2号贝克超级警犬。     

硅对不同抗性高羊茅耐盐性的影响

为研究不同盐生境下硅对不同抗盐品种高羊茅 (抗性强的XD和抗性弱的K31)耐盐性的影响,采用盆栽试验研究了添加硅对不同盐生境下两个高羊茅品种形态指标和保护酶活性的影响。结果表明:两个高羊茅品种的株高、分蘖数、叶片数、叶长、叶宽、地上含水量和生物量均随盐浓度增加呈降低趋势,而SOD、CAT和POD活性呈先增加后降低趋势,其中盐浓度为150、100 mmol·L^-1时XD和K31的保护酶活性分别达到峰值。添加硅显著增加了两个高羊茅品种的株高、分蘖数、叶片数、叶长、地上含水量、地上生物量、SOD、CAT和POD(P<0.05),但两个品种高羊茅对硅响应存在盐浓度分异,具体表现为:盐浓度≤50 mmol·L^-1时添加硅显著增加了XD分蘖数和叶片数(P<0.05),而对K31无显著影响;盐浓度≤100 mmol·L^-1时加硅显著增加了XD的株高、叶长、地上生物量、SOD和CAT活性,盐浓度为150、200 mmol·L^-1时,加硅显著增加了K31的株高、叶长、地上生物量、SOD、POD和CAT活性(P<0.05);硅仅在盐浓度≥200 mmol·L^-1时显著增加了K31的地上含水量(P<0.05),而对XD地上含水量在任何盐浓度下均无显著影响。说明添加硅能够增强高羊茅的耐盐性,而且增强程度因盐浓度和高羊茅品种存在分异,在较高盐渍化条件下,硅对抗盐性较弱品种耐盐性增强的幅度大于抗盐性较强品种,使得抗盐性较弱的高羊茅品种能够通过添加硅肥而适应盐浓度较高的盐渍化土壤,扩大其适应范围成为可能。     

不同浓度的硝态氮对高羊茅生长 及养分吸收的影响

为明确硝态氮(NO_3~–-N)不同供应水平下高羊茅(Festuca arundinace)的生长和养分吸收特性,确定适宜高羊茅正常生长的NO_3~–-N浓度,以Ca(NO_3)_2为氮源,在石英砂盆栽培养条件下,研究高羊茅生长及养分吸收对不同浓度外源NO_3~–-N(0、5、10、15和20 mmol·L~(–1))的响应。结果表明,外源NO_3~–-N显著影响了高羊茅植株地上部和地下部的生长。随NO_3~–-N浓度的增加,高羊茅株高和地上部干物质累积量均呈先上升后下降的变化趋势;植株地下部干物质累积量、根长和根表面积随NO_3~–-N浓度的升高而降低,平均根系直径各处理间无显著差异(P 0.05)。增加NO_3~–-N浓度可提高植株地上部磷浓度和磷吸收量,适宜浓度的NO_3~–-N可促进植株地上部氮、钾的吸收和累积。适合高羊茅生长的NO_3~–-N浓度范围为4.3～18.2 mmol·L~(–1),4.3 mmol·L~(–1) NO_3~–-N浓度可作为高羊茅养护管理时合理施用氮肥用量推荐的参考。     

外源硅添加对模拟干旱胁迫下垂穗披碱草 苗期根系形态的影响

为了探讨外源硅添加对干旱胁迫下垂穗披碱草(Elymus nutans)苗期根系形态的影响,本研究采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫的方法,分析添加不同浓度硅对干旱胁迫下垂穗披碱草苗期根系总根长、表面积、体积、平均直径、分枝数等形态指标的影响。结果表明:15%PEG模拟干旱胁迫处理7 d后,随着硅浓度的增大幼苗的根系生物量、总根长、表面积、体积、平均直径、分枝数及根尖数呈现上升趋势;处理21 d后随着硅浓度的增大,以上指标先上升后下降,当硅浓度为0.5 mmol·L~(–1)时效果最好。同时,硅添加后的幼苗的根系指标在R1(0～0.5 mm)直径范围显著升高(P 0.05)。这些结果表明,外源硅添加缓解了干旱胁迫对垂穗披碱草幼苗根系的危害,细根分化能力明显加强;添加外源硅可使垂穗披碱草幼苗通过调整根系形态来适应干旱的环境。本研究为垂穗披碱草的抗旱性研究及其生产利用等提供了重要的参考。     

白颖苔草对不同浓度NaCl胁迫的响应及其耐盐阈值

以白颖苔草(Carex rigescens)为研究材料,采用盆栽试验研究了不同浓度NaCl(0,100,200,300,400,500mmol·L~(-1))处理下白颖苔草地上部生长和生理等指标的变化趋势,分析了不同浓度盐处理对白颖苔草生长的影响,并计算确定了其耐盐性的阈值。结果表明,盐处理对白颖苔草的生长产生了抑制作用。随NaCl处理浓度增加,白颖苔草的株高、叶长和叶宽均呈下降趋势,同时枯叶率显著升高(P0.05)。白颖苔草叶片相对含水量随NaCl浓度的增加呈下降趋势,而叶片的质膜透性则呈升高趋势。但两指标在低浓度盐(NaCl为100和200mmol·L~(-1))处理下较无胁迫对照无显著差异(P0.05),当NaCl浓度超过300mmol·L~(-1)时,两指标发生显著变化(P0.05)。超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性随NaCl浓度的增加呈先升高后降低的趋势,在300mmol·L~(-1)处理下均达到最大值,说明在NaCl浓度300mmol·L~(-1)左右可能存在白颖苔草耐盐的临界浓度。不同浓度NaCl处理对白颖苔草叶片叶绿素a,叶绿素b和叶绿素a+b均产生了不同程度的影响。随盐浓度的增加,叶绿素a和叶绿素a+b含量呈先升高后降低趋把势,叶绿素b含量呈降低趋势,而叶绿素a/b值无显著变化(P0.05)。以白颖苔草生物量下降50%时的盐浓度来评价其耐盐性,建立回归方程确定其耐盐阈值为263mmol·L~(-1)。上述结果表明,白颖苔草对盐胁迫有较高的耐受性,在一定范围的盐胁迫环境中能正常生长,该结果可为后续白颖苔草耐盐机制的研究提供理论依据。     

不同盐分条件下硅对两个高羊茅品种生物量分配和营养元素氮、磷、钾吸收利用的影响

频繁的灌溉，使人工草地的高羊茅生长在盐渍化或潜在盐渍化环境中。硅可以抑制植物对Na⁺的吸收，增加对N、P和K⁺的吸收，从而提高植物的耐盐性，且这种影响因植物种类和品种的不同而不同。本研究采用盆栽试验，研究了不同程度盐生境下施硅对两个高羊茅品种（抗性弱的K31和抗性强的XD）生物量和植株N、P、K⁺、Na⁺含量的影响。结果表明，随着盐浓度的增加，两个高羊茅品种地上和地下生物量、N、P、K⁺含量降低，Na⁺含量增加。施硅对地上和地下生物量、N、P、K⁺、Na⁺含量的影响与盐浓度有关，在中低盐浓度下，施硅增加了高羊茅的地上、地下生物量、根冠比、N、P、K⁺ 含量、K⁺/ Na⁺ 值，降低了Na⁺含量。高盐浓度时，施硅对高羊茅的生物量和N、P、K⁺、Na⁺含量没有影响。施硅对两个高羊茅品种地上和地下生物量、Na⁺、P含量的影响相似，对K⁺、N含量的影响不同，硅对耐盐性较强的XD地上部K⁺及N含量的有利影响优于耐盐性较弱的K31。结果表明，在低中盐浓度条件下，施硅可以促进高羊茅的生长，并且对耐盐性较强的高羊茅品种XD更为有利。     

外源一氧化氮及不同修剪高度对高羊茅根形态特征的影响

修剪是草坪管理中的重要措施之一,他可以提高草坪的外观质量。本试验以草坪草高羊茅‘Arid3’(Festuca arundinacea Schreb.)为试验材料,通过外施一氧化氮(NO)的方法,利用根系扫描仪测量了不同修剪高度(7,5,3,1和0cm)下高羊茅根系形态指标。结果表明:不同修剪高度下高羊茅总根长、根表面积、根体积、根平均直径、根尖数、根分枝数和根交叉数与未修剪的根系指标的差异达到显著水平(P0.05),随着修剪高度的降低,总根长,根表面积、根体积和根平均直径呈现先增加后减少趋势,而根的交叉数、根分枝数和根尖数呈现下降趋势。然而,外施NO对不同修剪高度下的高羊茅根系生长有显著促进作用,修剪高度越高,效果越好,反之越差。综上所述,外源NO对不同修剪处理下高羊茅的根系生长具有一定调节作用,这种作用随修剪高度降低而减弱。     

盐胁迫对两个高羊茅品种幼苗生长及生理特性的影响

本研究以两个高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)品种'钛极-2LS’(Festuca arundinacea'Titanium 2LS’)和'易凯’(Festuca arundinacea'Easycare’)幼苗为研究对象，通过盐浓度递增的方式对其进行14 d高盐处理(500 mmol·L^-1 NaCl)，测定两个高羊茅品种幼苗的形态、离子含量、光合参数以及抗氧化酶活性等指标，比较其耐盐性差异。结果表明：在盐胁迫下，两个高羊茅品种幼苗地下生物量，K⁺/Na⁺，光合、荧光参数，超氧化物歧化酶活性均显著降低(P＜0.05)，但'钛极-2LS’的降低幅度低于'易凯’；两个高羊茅品种幼苗内可溶性糖和脯氨酸含量增加，但'钛极-2LS’的增加幅度高于'易凯’；此外，盐胁迫下过氧化物酶活性在'钛极-2LS’中呈上升趋势而在'易凯’中呈下降趋势。综上，盐胁迫下'钛极-2LS’可以维持相对较高的K⁺/Na⁺和较好的光合能力，积累更多渗透调节物质来缓解盐胁迫引起的渗透胁迫、离子毒害和氧化胁迫的伤害，从而更有利于植株生长，因此'钛极-2LS’耐盐性更好。     

不同基质和不同盐分浓度对绿化植物种子发芽的影响

试验选取不同基质和不同盐分浓度来研究其对黑麦草、高羊茅、白三叶等3种绿化植物种子的萌发和幼苗主根生长的影响。试验结果表明:种子在蛭石、火山石和珍珠岩中发芽较好,而在塘基兰石和陶粒中发芽较差。种子的发芽率随NaCl浓度的增加呈现显著下降的趋势,黑麦草比高羊茅和白三叶更加耐盐。盐分对幼苗主根的生长也有明显的抑制作用,盐分浓度对主根长度的影响是白三叶>高羊茅>黑麦草。     

盐胁迫对红豆草幼苗生长和离子积累及分配的影响

以3周龄红豆草(Onobrychis viciaefolia)幼苗为材料,研究了不同浓度(0、5、25、50、100和200mmol·L~(-1))NaCl及50mmol·L~(-1)处理不同时间(0、1、3、5、7和9d)对其生长和离子积累及分配的影响,以期解析红豆草响应盐胁迫的生理机制。结果表明,与对照(0mmol·L~(-1))相比,5、25和50 mmol·L~(-1) NaCl对红豆草幼苗生长影响不大;而100和200mmol·L~(-1)明显抑制其生长。随着盐浓度增加,红豆草地上部和根Na+浓度呈显著增加趋势(P0.05),其中50~200mmol·L~(-1)下,地上部Na+浓度较对照增加14~39倍。特别是200mmol·L~(-1)使根Na+净吸收速率较对照增加了35倍,使整株总Na+量和地上部Na+相对分配比例分别增加了93%和45%;而显著降低了根的K+、Na+选择性运输能力。在50mmol·L~(-1) NaCl下,随着处理时间延长,地上部和根Na+浓度也呈逐渐增加趋势,但根中的Na+到7d时达到最大,然后呈下降趋势;相反,K+浓度均呈缓慢下降趋势,且根中的浓度始终高于地上部。由此可见,在5~50mmol·L~(-1) NaCl下,红豆草通过维持其体内K+、Na+稳态平衡抵御盐胁迫;而在100和200 mmol·L~(-1)下,红豆草地上部积累大量Na+,但其叶片Na+区域化及K+选择性转运能力较弱,导致植株体内Na+、K+稳态紊乱,产生离子毒害,从而抑制其生长。     

不同土壤水分条件下硅对坪用高羊茅种子出苗及生物学特性的影响

水肥耦合不仅可以维持草坪草的正常生长,而且可以减少一定的灌溉量。采用盆栽试验研究了不同土壤条件下硅对坪用高羊茅种子出苗及生长的影响。结果表明,不添加硅时,高羊茅种子适宜出苗时的土壤含水量应为饱和含水量的４５％～６０％,植株生长适宜的土壤含水量应为饱和含水量的７５％以上;当土壤含水量大于或等于饱和含水量的６０％时,添加硅不仅能够提前坪用高羊茅种子的初始出苗时间,缩短集中出苗时期,提高出苗率,而且能够显著促进高羊茅的株高和叶长生长,增加地上和地下生物量（P＜０．０５）,而当土壤含水量小于或者等于饱和含水量的４５％时,添加硅对高羊茅种子出苗和生长发育没有明显影响,说明添加硅对坪用高羊茅生长的有益作用受土壤含水量的约束;土壤含水量为饱和含水量的６０％时,添加硅处理中植株的分蘖数、株高、叶长和生物量与对照处理中土壤含水量为饱和含水量的７５％时植株的分蘖数、株高、叶长和生物量差异不显著,说明添加硅能降低高羊茅植株正常生长所需的土壤含水量,有利于节约灌溉量。     

多效唑对高羊茅扩展性和根系特性的调控效应

在盆栽条件下,研究了喷施多效唑对高羊茅Festuca arundinacea单株扩展性和根系生态特性的影响,结果表明：在1001 900 mg/L质量浓度范围内,多效唑能有效抑制高羊茅植株的生长速度、地上枝叶的水平扩展、地上植物量的积累和根系生长,提高根系的表面积、体积和根冠比,促进分蘖和地下植物量的积累,质量浓度越高,调控效应越明显。质量浓度大于1 000 mg/L时,对分蘖的影响趋缓;大于1 300 mg/L时,对地上最大扩展距离、覆盖面积和地上植物量的影响趋缓。质量浓度为1 300 mg/L时,地下植物量、根系体积最大,根冠比最高。