26个草地早熟禾品种苗期抗旱性综合评价

李寿毛培胜

(1.苏州农业职业技术学院，江苏 苏州 215008； 2.中国农业大学草地研究所，北京 100097)

我国是世界上最干旱的国家之一，干旱和半干旱面积占国土面积的50%以上，特别是北方地区，水资源严重匮乏[1-2]。草地早熟禾(Poapratensis)作为我国北方地区的当家草种，得到了大面积的应用[3]。但在干旱和半干旱地区建植草坪，由于气候干旱和蒸发强烈等因素，草坪需水量大，造成了“草坪好看不好养”和“草坪耗水量大”等问题，制约了草坪在我国北方地区的进一步发展。选择抗旱草种或品种不仅能减少灌溉用水，还能保证草坪的质量和生长[4]。因此，选择和应用抗旱草种对我国干旱和半干旱地区节约水资源和发展草坪具有重要意义。前人对冷季型草坪草的抗旱性研究较多，但在自然干旱条件下草坪草的抗旱性研究较少[5-7]。本试验研究苗期自然干旱胁迫对26个草地早熟禾品种生长的影响，并对其抗旱性进行综合评价，以期为北京地区抗旱草种选择和节水管理提供参考。

1 材料与方法

1.1试验材料 本试验所用26个草地早熟禾品种[Appolo(93.0%,发芽率，下同)、Balin(93.0%)、Blacksburg II (97.5%)、Blue Chip(92.7%)、Bluebird(91.0%)、Bluemoon(97.0%)、Bluestar(94.7%)、Brilliant(94.3%)、Conni(94.0%)、Courtyard(94.0%)、Glade(96.0%)、Kenblue(90.5%)、Kentucky(92.0%)、Liberator(92.0%)、Livingston(95.0%)、Merit(93.7%)、 Midnight(92.0%)、Midnight Blue(88.0%)、Midnitht II(94.0%)、Moonlight(95.3%)、Nassau(92.1%)、Nudensity(94.0%)、Nuglade(95.0%)、Park(94.0%)、Rugby II(91.4%)、Super Merit(92.0%)]均来自中国农业大学草地研究所牧草种子实验室。

1.2试验方法 采用盆栽试验，盆栽所用土壤取自中国农业大学科学园内表层土壤，土壤风干后人工磨碎，过1 mm筛后贮存备用。将土壤装入塑料花盆，每盆装风干土2.5 kg，稍微墩实后将盆面土壤整平。将100粒种子较均匀地撒播在盆土中，用少许与盆内一样的土壤将种子盖住。播种后将花盆放入温室，并用自来水浇灌至盆底有水渗出。用2.5匹空调控制温室内的温度，每天从08:00-20:00温室内温度控制在(24±2) ℃，从20:00到第2天早晨08:00温度控制在(18±2) ℃。除温室内得到的自然光照外，每天补充照明3 h(17:00-20:00)，光照强度为4 000 lx。每天观察花盆内土壤的水分情况，并用自来水始终保持土壤表面的湿润。

种子6 d后开始出苗，10 d后基本出齐。苗出齐后用0.5倍Hongland营养液50 mL浇灌，并始终保持土壤表面的湿润。当幼苗长至3片真叶时，对其进行间苗，保证每盆内健壮植株50株，其余全部除去。当盆内植株长至有4～5片真叶时，开始对其进行处理。一个处理是保持其含水量在田间持水量左右(植株质量忽略不计)，另一个则不再浇水，处理过程中不对草坪草进行修剪，处理2周后进行取样。每个处理均重复3次。

1.3测定项目及方法

1.3.1取样及测定项目 每盆随机选取5个植株，用钢尺测量草坪草株高(茎叶所在的最高点)，5个植株的平均值作为该盆草坪草的生长高度。用剪刀沿着土壤表面将盆内全部植株地上部分剪下，立即称量鲜质量，然后放入烘箱内，用105 ℃对其进行杀青15 min，然后在80 ℃温度下烘36 h后称其干质量。植株地上部取完后，立即将花盆内的土壤全部倒入一网袋中，用自来水进行冲洗，将附着在根上的土壤冲洗掉，将收集到的地下部分用吸水纸将表面水分吸取干净，放入烘箱内，先用105 ℃进行杀青15 min，然后在80 ℃温度下烘36 h后称其干质量。

1.3.2数据分析 不同指标的数据均采用SAS 9.2软件进行分析。

1.3.3抗旱性综合评价方法 采用权重分配法对草地早熟禾品种抗旱能力进行综合评价[8]。首先计算出不同品种不同指标的抗旱系数，然后采用五级评分法将抗旱系数换算成相对指标，从而将各性状因数值大小和变化幅度的不同而产生的差异消除。将各个指标测定的最大值定为5分，最小值定为1分，具体换算公式如下：

式中，Vmax表示每一指标中的最大值；Vmin表示每一指标中的最小值；V表示每一指标的实际测定值；D表示得分极差(即为每得1分之值)；E表示应得分。

将计算出的D值代入公式得E，得到每一指标应得分矩阵A。根据各指标的变异系数确定各指标参与综合评价的权重系数矩阵。

2 结果与分析

2.1地上部株高 不同品种在受到干旱处理后株高均出现极显著下降(表1)，株高差异率低于10%的品种有Balin和Bluebird，差异率在10%～15%的品种有Appolo、Conni、Midnight、Rugby II和Super Merit 5个品种，差异率在15%～20%的品种有Blue Chip、Bluemoon、Kentucky、Liberator、Midnight Blue、Midnight II、Nassau、Nudensity和Nuglade，差异率在20%～25%的品种有Blacksburg II、Bluestar、Courtyard、Glade、Kenblue、Livingston、Moonlight和Park，而差异率在25%以上的品种有Brilliant和Merit。

2.2地上部鲜质量 在受到干旱胁迫后，不同品种地上部鲜质量与对照相比均出现极显著下降。地上部鲜质量差异率低于50%的品种是Midnight，差异率在50%～60%的品种有Bluebird、Merit、Midnight II、Nuglade和Super Merit 5个品种，差异率在60%～70%的品种有Appolo、Balin、Conni、Rugby II、Blue Chip、Bluemoon、Kentucky、Liberator、Midnight Blue、Nassau、Nudensity、Blacksburg II、Bluestar、Courtyard、Glade、Kenblue、Livingston、Moonlight和Park，差异率在70%以上的品种有Brilliant。

2.3地上部干质量 受到干旱处理后，不同品种地上部干质量与对照相比均出现极显著下降。通过比较可看出，差异率低于40%的品种有Liberator和Midnight，差异率在40%～50%的品种有Bluemoon、Conni、Courtyard、Midnight Blue、Midnight II、Nudensity、Nuglade和Super Merit 8个品种，差异率在50%～60%的品种有Appolo、Balin、Blacksburg II、Blue Chip、Bluebird、Bluestar、Glade、Kenblue、Kentucky、Livingston、Merit、Moonlight、Nassau、Park和Rugby II 15个品种，而差异率在60%以上的品种有Brilliant。

2.4地下部干质量 干旱处理后，不同品种地下部干质量与对照相比均出现了下降，其中，Blue Chip、Bluemoon、Midnight和Nudensity与对照相比差异不显著，而Courtyard、Glade、Livingston、Rugby II和Super Merit则出现显著下降，其他品种表现为极显著下降。通过比较可发现，差异率低于20%的品种有Midnight，差异率在20%～30%的品种有Bluemoon、Liberator、Midnight Blue和Nudensity，差异率在30%～40%的品种有Blue Chip、Conni、Courtyard、Glade、Moonlight、Nuglade、Rugby II和Super Merit，差异率在40%～50%的品种有的Appolo、Balin、Blacksburg II、Bluebird、Bluestar、Kenblue、Kentucky、Livingston、Merit、Midnight II和Nassau，而差异率在50%以上的品种有Brilliant和Park。

表1 26个草地早熟禾品种不同指标的差异率

2.5根冠比变化 根据不同处理地上部和地下部干质量的结果，计算出不同品种在2种处理条件下根冠比的变化。在受到干旱处理后，草地早熟禾不同品种根冠比均有不同程度的增加。其中，Blacksburg II、Bluebird、Bluemoon、Conni、Courtyard、Kenblue、Liberator、Livingston、Nudensity、Rugby II和Super Merit的根冠比与对照相比并无显著差异，Appolo、Blue Chip、Merit、Midnight Blue、Moonlight、Nassau、Nuglade和Park的根冠比显著增加，而Midnight等品种在干旱胁迫后根冠比极显著增加。

2.6草地早熟禾品种抗旱性综合评价 利用1.3.3所示公式，计算出不同品种每一测定指标的变异系数和各指标变异系数总和(表2)。根据每一指标权重系数，可得到各项指标的权重系数矩阵：

将矩阵A和矩阵B相乘，即可得到综合评价指数。通过对评价指数进行对比(表3)，可看出不同草地早熟禾品种抗旱性差异，综合评价最好的是Midnight，综合评价最差的为Brilliant。

表2 26个草地早熟禾品种不同指标的抗旱系数

3 讨论

草坪草地上部干质量、根干质量、根冠比是反映植物地上和地下关系的重要指标，被广泛用于植物的抗旱性鉴定上，地上部和地下部的生长状态一定程度上反映了其抗旱性强弱[9]。前人通常通过观察或测量草坪草株高、地上部和地下部干物质积累量、根冠比等来评价草坪草的抗旱性[10-16]。许多研究者认为地上部干质量、根干质量、根冠比与植物的抗旱性关系密切，在一定的干旱条件下，地上部干质量、根干质量、根茎比与植物的抗旱性呈正相关[17-18]。本研究表明，水分胁迫抑制了草地早熟禾植株的生长发育，所有供试品种的株高都较对照有不同程度的降低，植株的地上部干质量和根干质量均受到不同程度的抑制，其抑制程度因品种不同而存在较大差异，且植株的地上部干质量受抑制的程度较大，说明干旱胁迫下，草地早熟禾地上部受到的影响较大，从而使根茎比较对照有所增加。

表3 26个草地早熟禾品种抗旱性综合评价

植物抗旱性是一种综合机制，是由多种因素(性状)相互作用而构成的一个较为复杂的综合性状，是多基因控制的复杂性状与外部环境条件共同作用的结果[19-20]，其中每一个因素与抗旱性本质之间存在着一定的联系，用单项指标来评价抗旱性，其结果可能会与品种的实际抗旱能力有一定的相关，但也可能造成相反的结果。如在本试验中的株高指标中，Super Merit品种的株高差异率高于Appolo品种，但在最终排名中，Super Merit为第5，而Appolo为第20。从与抗旱性有关的多种指标上进行评判时，某种指标对于评判抗旱性的不利作用会受到其他具有有利作用的指标所缓和和弥补，因而综合评定出的结果与实际情况较接近。

4 结论

干旱胁迫处理后，草地早熟禾不同品种株高、地上部鲜质量、地上部干质量、地下部干质量以及根茎比均发生了变化，通过权重分配法，对26个品种的株高、地上部鲜质量、地上部干质量、地下部干质量以及根冠比5个指标的抗旱系数进行抗旱性综合评价，得到了不同品种抗旱性差异为Midnight>Midnight Blue>Nudensity>Bluemoon>Super Merit>Blue Chip>Liberator>Nuglade>Glade>Conni>Courtyard>Midnight II>Bluebird>Nassau>Moonlight>Rugby II>Merit>Balin>Kentucky>Appolo>Kenblue>Blacksburg II>Livingston>Bluestar>Park>Brilliant。

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