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暖季型草坪草冬季保绿研究进展

时间:2015-08-15 01:18来源:高缘文摘 作者:高缘文摘 点击:
暖季型草坪草冬季保绿研究进展 ,---真实、简单、温暖的高尔夫家园!

贾艳玲1,谢寅峰1,杨 剑2,张千千1

(1.南京林业大学森林资源与环境学院,江苏南京210037;2.深圳职业技术学院,广东深圳518055)

摘要:通过分析冬季草坪草枯黄的原因,从草坪管理、植物生长调节剂应用、施肥尤其施用新型草坪

肥料等方面,比较不同保绿方法对冬季草坪草生理生态和延长绿期的影响,为草坪冬季管理和提高

草坪冬季观赏价值的研究提供借鉴和参考。

关键词:暖季型草坪草;枯黄;延长绿期;植物生长调节剂;施肥

中图分类号:S688.4   文献标识码:A     文章编号:1003-7179(2010)03-0087-05

草坪草分为暖季型和冷季型2种,暖季型草坪草由于遗传、气候等因素所引起的生理变化使其在冬季易产生不同程度的枯黄,如何保持冬季草坪绿色、延长草坪绿期是国内外许多草坪研究者和管理人员关注和亟待解决的问题。许多学者分别从不同方面对提高暖季型草坪草的抗寒性、延长绿期等进行了有益的探索。

1 暖季型草坪草冬季枯黄的原因

1?1 遗传因素

据Robert[1]的研究结果,暖季型草坪草的最适生长温度为26~32℃。绝大多数暖季型草坪草均起源于非洲南部、南美洲及亚洲的热带、亚热带地区,抗寒性弱。其生长地的热量条件非常好,冬季低温是限制暖季型草坪草野生分布的重要环境因子。

而在种植暖季型草坪草的许多地区,冬季气温由于不能达到10℃以上,甚至有的地区低于0℃,必将导致暖季型草坪草在冬季低温来临之时,为了适应不良环境而产生休眠或半休眠,使生长停止或缓慢生长,叶片叶绿素合成能力明显下降,而降解加快,在草坪外观上就表现为失绿或枯黄。

1?2 草坪栽培管理

1?2?1 水分、营养元素不足 水分是叶绿素合成的必需元素,叶片在缺水时容易变黄,而且加速叶绿素的破坏。这是因为水的比热较大,汽化时吸热量高。所以温度变化剧烈时,植物体如果水分充足,温度变化就不会太大,使植物在高温下不被灼伤,叶片仍能保持绿色[2]。草坪草组织的80% ~95%由水分组成,如果水分含量下降就会引起草坪草萎蔫,含水量下降至60%时,草坪草就会出现死亡。因此,在年降水量不足1000mm的地区和干旱季节需要对草坪及时灌水[3]。大量元素氮、镁,微量元素铜、锌、锰等均是合成叶绿素的必需元素,缺乏其中一种或几种植物容易得缺绿病。氮和镁是组成叶绿素的主要成分,而其他几种微量元素则是叶绿素合成过程中某些酶的活性剂[4]。

1?2?2 草坪病害 草坪病害大多属真菌类,如锈病、白粉病、褐斑病、炭疽病、腐霉枯萎病等,多发生在6—9月。它们常存在于枯死的植物根茎上,遇到适宜的气候条件侵染危害草坪,使草坪生长受阻,成片成块枯死[5]。其中锈病是危害草坪的严重病害之一,尤其在南方10、11月份草坪容易感病,草坪被感染后,严重影响其正常生长,使其抗寒能力减弱,叶绿素代谢平衡失调,原本绿色的草坪很快变成黄色,甚至枯黄,降低草坪的观赏价值。而且草坪一旦感染锈病,需要很长一段时间才能恢复至原态,给草坪的养护与管理带来很大的烦恼。

1?2?3 建植不当 草坪建植需要与周边的生态环境相协调。在公园、广场不能单独种植草坪而不栽种其他园林植物。宽阔的大草坪的确能奔放人的情感,陶冶人的情操。然而,在南方如果草坪没有任何林木遮盖,夏天就像走在空地上一样让人感到烈日暴晒,冬季又会感觉寒风彻骨,因此,缺少林木遮盖的草坪在冬季易受冻害[6]。而且,国内许多大中城市跟随大连样板存在一种盲目扩建草坪热,认为只有种草、建植草坪才是提高城市绿化美化的唯一出路。殊不知,草坪的建植与管理是一项对技术和资金都要求较高的行业,一旦技术不过关或运作资金不够都可能导致草坪质量低劣,夏季丑陋难看,冬季严重枯黄。此外,目前南方地区缺乏草坪专业人才、研究力量薄弱等也是导致草坪质量不高的一个重要原因。

2 改变草坪枯黄的方法

暖季型草坪草由于遗传因素,其抗寒性较弱,加之受环境条件、病理、栽培管理等因素的影响,在冬季易产生叶片叶绿素代谢的失调,出现失绿和枯黄现象。针对此情况,提出以下改进措施和方法。

2?1 栽培与管理

2?1?1 调控土壤和草坪草的温度 国外的草坪培植实践中,借助改变小气候延长草坪绿期和防止不利气候对草坪植物的危害已有许多成功的经验。早在20世纪60年代,美国、瑞典和英国的学者就进行过用电热线或热水管给草坪土壤加热防止霜冻和冻害发生而延长草坪绿期的研究。Goately[7]发现,用聚乙烯塑料薄膜覆盖草坪可以使其夜间温度升高4℃左右,可以接受的草坪质量在秋季和春季均相对延长了35~56d,春季返青时间也相应提前约28d,同时植物根茎内的非结构性碳水化合物含量也明显增加。Matthew等[8]模拟过渡地区(从亚热带北部

到温带南部之间的区域通常被称之为过渡地带。过渡地带的气候条件,无论对于冷季型草还是暖季型草都是不理想的。对暖季型草来说,冬天可能太冷;而对冷季型草来说,夏天则太热)运动场草坪的管理,发现用面包屑橡胶覆盖肯塔基草和黑麦草(Loli?umperene)草坪,与未经覆盖的草坪草相比,可以使草株平均长高约2cm。而且用面包屑橡胶覆盖草坪可以增加草坪草冬季的抗寒能力,同时降低草质硬度、土壤容积密度以及修剪所造成的伤害。

2?1?2 采用新型草坪材料 采用新型草坪材料也是延长草坪草绿期的有效方法。研究表明,混凝土砖草坪对绿期延长的效果比地毯式混凝土草坪要好[4]。由山西某开发中心研制的混凝土砖,采用多孔轻质火山岩浆岩为材料,不仅含有草种生长所需的多种养分,其间还有足够的孔隙,配上水泥、添加剂,与各种草种掺杂在一起,经持续工艺加工制成。

混凝土砖草坪成活率高达99%,与普通草坪相比,它的绿化周期在春季秋季前后各延长1个月。铺上这种草坪砖,只需浇水,并定期添加营养液,就能保持绿色,绿期全年达300d以上。

2?1?3 植物生长调节剂的应用

1)生长素。对延缓暖季型草坪草冬季枯黄有作用的植物生长素类调节剂,现已被广泛应用于促进农作物生长、抗衰老和矮杆等方面。现代草坪学

家也将其应用于改变草坪色泽、降低草坪草高度以及改变冬季枯黄等方面。美国的R.E.Schmidt等在春季对狗牙根(Cynodondactylon)草坪喷施生长素Mefluldide Sulgonyi和Flurprimida1,结果表明:Flurprimidal会使狗牙根延缓返青,Mefluidide能增加草坪的覆盖,并且两种生长素都对秋季补播的多年生黑麦草产生抑制生长的作用。

2)矮化剂。草坪施用矮化剂后观赏价值可以得到显著改善,草坪密度增加,叶片变粗变短,垂直生长速度明显减慢,秋季施药后在第2年春返青时,可见叶片轻微伤害。春夏季施药可使当年草坪绿期延长14~21d。

3)草坪复绿剂。复绿剂有利于植物根系吸收钙[2],钙可以提高植物的抗寒性,修复受霜冻害的细胞,并增加细胞膜对钾和镁的吸收。而钾和镁的

增加则有利于叶绿素的生成和光合作用及其产物的增加,为有氧呼吸提供更多的底物,从而为植物根系吸收更多的矿质元素提供更多的能量。再加上复绿剂本身含有适当比例的氮、磷、钾,可进一步提高草的抗寒能力。

4)绿叶生长剂。绿叶生长剂含有比复绿剂更多的氮、磷、钾、硅和较多的钙,而硅能促进草坪草对钙的吸收,所以有更好的冻害修复功能。梁广坚等[9]报道,在低温来临前20d用绿叶生长剂处理细叶结缕草(Zoysiatenuifolia),可以有效保护生物膜尤其是叶绿体膜的完整性,减轻低温下膜脂过氧化作用,减少丙二醛(MDA)的生成,降低细胞电解质外渗率,从而对叶绿素起到保护作用。经暖季型草坪草绿叶生长剂处理的草坪草在-3~6℃低温后仍能保持绿色,即使草坪草在受到连续3个晚上-3℃的低温而变黄后,使用绿叶生长剂也能使其在28d内恢复绿色。

2?1?4 施肥

1)氮肥。周文珍等[10]报道,施肥可以有效延长草坪草绿期。不同的氮肥形态对草坪绿期也有不同的影响。有学者认为,秋末施可溶性氮肥有助于延迟草坪的休眠,提高草坪的色泽,增加根系的活性和促进翌年春季草坪的提前返青[11]。施肥对草坪草的抗寒性影响很大,它主要对碳水化合物的积累产生影响。但也有学者认为,氮肥过多会造成植株生长过于旺盛,消耗碳水化合物,这将削弱植株的抗寒力,不利于草坪返青。边秀举等[11]研究表明,施用氮肥可明显改善多年生黑麦草草坪色泽。因此,要保持草坪良好的色泽,氮素的持续供应是至关重要的。而且氮肥施用可明显促进草坪分蘖,增加草坪密度,提高草坪质量。研究还发现,冬末的最低、最高气温都有所下降时,光合作用和呼吸作用之间会保持一个平衡的关系,因此得出结论,冬末遮荫不会对氮肥的利用率产生很大影响,而且对草坪的伤害也不大。氮肥的施用量是提高草坪质量的关键措施,施用量的多少对理想的草坪质量维持时间的长短有一定的影响。Hulke[12]研究发现,按大多数国家可接受的草坪质量6分为标准,每月施氮肥48kg/hm2较24kg/hm2更能延长草坪的绿期。许多人认为,在草坪草的生长季末施氮肥容易促进草坪草茎的疯长,限制可储性碳水化合物的积累,从而影响来年草坪的返青[12]。但Richardson[13]的研究认为,晚季施氮肥有利于保持秋季百慕大草的绿色和促进早春的返青。Goately等[14]发现氮肥的施用能够改变秋季和春季草坪的颜色,而且对植物体内非结构性碳水化合物的含量水平影响很小。Schmidt等[15]报道,晚季施氮肥能够获得较好的草坪颜色,延长冬季草坪绿期,而且对春季草坪休眠的恢复也没有影响。Richardson[13,16]发现,晚季施肥对成熟狗牙根的越冬没有影响;他还发现晚季对“Tifway”狗牙根施肥可以增加秋季草坪的颜色,促进春季的返青,对根

状茎的抗寒性也没有影响。虽然已有研究表明,晚季施氮肥对非结构性碳水化合物的积累有影响,但是对其他生理方面影响的报道较少。

2)铁元素。铁元素可能是既能够延长草坪绿期,而又不影响草坪抗寒性的另一营养元素。研究证明,夏季铁肥和氮肥混施能够改善秋季草坪的外观质量并促进春季草坪休眠的恢复[17]。White等[18]也曾经报道铁元素能够使寒冷敏感的狗牙根和抗寒性强的狗牙根在经过一段时间的低温之后,仍能保持较高的审美质量而且能够协助CO2交换率(CER)的恢复。

3)海藻提取物。某些天然产物如海藻(Asco?phyllumnodosum)提取物,含有高浓度的细胞分裂素、生长素以及其他中等水平的生长调节剂[19]。Verkleij[20]指出,这些天然产物的效用主要是由于细胞分裂素,也可能是这些产物中所含有的其他营养元素的缘故。Zhang等[21]最近一个关于匍匐型常绿草(Agrostisstolonifera)的研究也说明了海藻提取物的有益效用。如在干旱时可以增加植物体内的抗氧化剂数目和提高叶片的光化学效率,其原因可能是内源细胞分裂素含量的增加。细胞分裂素能够和乙烯、脱落酸等相互作用控制叶子的衰老过程[22-23];还可以通过降低脂肪酶和脂氧合酶的活性而维持膜的完整性。Goately等[24]报道了切除草地早熟禾的苄基腺嘌呤(细胞分裂素合成的前体)后,植株所产生的抗衰老的相关反应。但是,White等[19]发现切除狗牙根的苄基腺嘌呤没有持续影响秋季草坪的颜色和质量,而且也没有影响植株体内含碳化合物的含量水平。同样,Nakamae等[25]并没有看到在秋季,马尼拉草转入6-苄基腺嘌呤后叶绿素含量增加的现象。植物细胞膜必须在液态的情况下才能发挥其功能,当细胞膜变成固态或胶状时,其蛋白质的部分受损不能发挥其功能[26]。植物在低温下通过增加磷脂层脂肪酸的不饱和度来保持膜的液态性。对C4草种脂肪酸的研究证明,在抗寒锻炼过程中,脂肪酸的不饱和、饱和度的比值有所增加[27-28]。抗寒品种与寒冷敏感品种相比,抗寒品种比值增加的程度要大的多。

在低温胁迫中,植物积累蔗糖和其他单糖以及脯氨酸和甜菜碱等物质以抵抗低温的环境。研究表明,这些物质可以有助于维持膜的稳定性并作为渗透调节物质保持细胞内水分的平衡[29-30]。脯氨酸在胁迫环境下有许多功能:如渗透调节、膜和蛋白质的稳定、基因的诱导、活性氧物质的清除、氮和碳的来源等,在胁迫恢复期间减少等效源的强度[31-36]。已有研究证明,在抗寒锻炼过程中脯氨酸的含量会增加,非抗寒锻炼时下降,而且在抗寒性的品种中增加的程度更大[37]。作为细胞外冰晶的形式,水在细胞内移动以扩大这些冰晶的体积。细胞内溶质浓度增大,细胞渗透势下降,以减少水分移出细胞的可能性。这将防止减少冰晶扩大和保持细胞的水化[38]。

2?2 育种

良种的选育应该是解决暖季型草坪草冬季枯黄的最佳途径,利用现代生物技术尝试将带有特殊性状的外源目的基因导入,并注意发掘优良的野生抗寒草种资源[39],从而培育出抗寒新品种和新品系,才是从根本上解决暖季型草坪草冬季枯黄的方法。狗牙根品种间抗寒性差异较大,抗寒性强的品种枯黄迟,返青早,绿期长,提高了草坪的外观品质和使用价值。Anderson用电导率法和再生长试验测得Midiron和Tifgreen的LT50(半致死温度)分别为-l1℃与-7℃,证明Midiron更抗寒[40]。Brooking狗牙根能忍受-17℃的低温[41]。美国人曾利用杂交选育出许多抗寒三倍体狗牙根品种,随后以伽玛射线照射获得突变体,筛选出抗寒性更强、春季返青更早的品种(品系)。美国俄克拉荷马州大学培育的假俭草(Eremochloaophiuroides)品种“Oklawn”有较好的抗旱性和抗寒性。田纳西州大学培育的假俭草品种“TennesseeHardy”具有更强的抗寒性。

3 小结与展望

暖季型草坪草冬季枯黄的原因有很多,所以应根据不同的地域、气候而选择适合的草坪品种或种类。加强草坪专业人才的培养,提高管理人员的知识水平和管理技能是不容忽视的一个重要方面。及时推广新的技术、措施,利用生物技术培育新的抗寒品种和种类是从根本上解决草坪枯黄的方法。草坪“三分建植,七分养护”,通过合理的、科学的养护措施,如建植前施有机肥,注意夏季修剪,秋末合理施肥[42],冬季合理浇水,春季返青前修剪等措施不仅可以延长草坪的绿期,增强草坪的观赏价值,而且可以逐步提高草坪质量,延长草坪的使用寿命。

参考文献:略

(责任编辑:管理员)
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