复配生长调节剂对草地早熟禾生长的影响

李灵章，陈 頔，刘卓成，韩烈保

(1.深圳市万卉园景观工程有限公司，广东 深圳 518038； 2.北京林业大学草坪研究所，北京 100083)

草坪作为最受欢迎的人工地被景观之一，在城市绿化、运动场、海绵城市建设及水土保持等方面发挥着重要的作用。修剪是重要管护措施，保证了草坪的整齐、致密，但也增加了草坪草感染病害的风险和养护成本[1]。另外，近年来随着海绵城市的发展，城市景观趋于碎片化，给机械修剪造成了地形方面的限制[2]。

植物生长调节剂具有范围广、效果优、残留少的优点[3]，其研究与应用给农业发展带来了巨大的促进作用，目前在作物[4]、果木[5]、牧草[6]等方面已被广泛运用。草坪管理中，植物生长调节剂能够矮化草坪草，减少修剪，同时增强根系，提高抵抗力，成为草坪养护中的有效方法[7]，但目前市面上的草坪植物生长调节剂存在功能单一、施用技术要求高、副作用大等问题[8-11]，在实际使用植物生长调节剂时往往需要加倍谨慎。

多效唑(PP333)是一种三唑类植物生长调节剂，其主要作用是抑制内源赤霉素合成，从而矮化植株[12]，增强抗倒伏能力[13]。研究发现，多效唑对风信子(Hyacinthusorientalis)株高抑制作用显著，花期明显延长[14]。施加多效唑显著提高了紫穗槐(Amorphafruticosa)的抗旱性，150 mg·L-1为最适浓度[15]。施用浓度为200 mg·L-1的多效唑可以提高多年生黑麦草(Loliumperenne)的抗旱性[16]。乙烯利被引入草坪领域较晚，它的机制是在植物体内释放乙烯，从而抑制了草坪草茎节间和叶的伸长，对提高分蘖能力也有一定作用[17]。铁对植物的光合作用有非常直接的影响[18]，能够促进叶绿素合成，增强叶片光合作用能力[19-20]，提高草坪绿度和抗性，并起到延长草坪草绿期的作用[22]。Ca元素能够健壮草坪草根系，改善生长情况，有研究表明，CaCl2能够提高草坪绿度[23]。

预试验结果表明，180 mg·L-1乙烯利+200 mg·L-1多效唑和36 mg·L-1萘乙酸+200 mg·L-1多效唑抑制草地早熟禾(Poapratensis)株高、提升根冠比的效果明显，适合作为草坪生长调节剂配方的主体成分。但这两种配方会对草坪绿度造成一定伤害，因此，本研究以草地早熟禾为试验材料，试图通过添加Ca、Fe元素的方法，在外施生长调节剂矮化、复壮草坪的同时减少其造成的草坪枯黄等副作用，以期形成安全可靠的草坪生长调节剂配方。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

本研究田间试验和后期指标测定分别在北京林业大学草坪试验基地(北京市昌平区白孚村，位于约115.4° E，39.6° N)和北京林业大学草坪研究所进行，该地区属温带季风性气候，气候温和，雨热同期。年平均气温12.3 ℃，最热月均温26.2 ℃，最冷月均温-3.7 ℃。年降水量572 mm，年日照时数2 400 h，无霜期为180～200 d。

试验时间为2016年5月3日至6月2日，试验草坪在喷药前1 d进行统一修剪，留茬高度4 cm。试验期间草坪正常养护，不施肥，每2 d浇一次水，每7 d进行修剪，留茬高度4 cm。试验期内均温23 ℃，风力3～4级，降水总量46 mm。

1.2 试验材料

草地草熟禾草坪，品种“午夜(Midnight)”，2013年5月建成，正常养护，未曾施用任何种类的生长调节剂。

植物生长调节剂选用多效唑(PP333)、萘乙酸(NAA)、乙烯利(ETH)、FeSO4，由北京科百奥生物科技有限责任公司提供。

1.3 试验方法

1.3.1试验设计 试验设14种处理和1个清水对照组，共15个处理(表1)。将试验地划分为60个小区，进行随机排列，每种处理重复4次。每小区占地1 m×1 m，间隔20 cm。药剂使用喷壶直接进行叶面喷施，喷至叶片湿而不滴水状态，用量为3 m2·L-1。

表1 试验处理设置Table 1 Test treatment setup

1.3.2指标测定及方法 每7 d进行一次随机取样。用刻度尺测量株高、叶宽。使用直径15 cm圆形打洞器取深度为30 cm的草坪，洗净样品，数出分蘖株数(株·m-2)，将地上部分与地下部分用剪刀分离，分别烘干、称重，计算根冠比。枯黄叶片数测定方法为采用10 cm×10 cm的样方法，随机取样并数清样方框内的黄叶数，单位为片·m-2。坪观质量的测定采用目测打分法，按九分制计，9分为最优，1分为最差。采用光谱吸收法测定叶绿素含量[24]；采用氮蓝四唑(NBT)法测超氧化物歧化酶(SOD)活性；采用氧化愈创木酚比色测过氧化物酶(POD)活性；采用紫外分光光度法测过氧化氢酶(CAT)活性，采用抗坏血酸法测定抗洪坏血酸过氧化物酶(APX)值[24-25]。

牟泽雄：你如何看待当代书法修身功能的式微？在专业书法家和学者之间，你更看重专业的书法家身份还是学者的身份？

1.3.3数据分析 应用SPSS 18.0软件对所测定相关指标进行方差分析，用Excel软件进行统计和制图。

2 结果与分析

2.1 不同处理对草地早熟禾株高净增长量的影响

草地早熟禾茎的伸长速度在施用植物生长调节剂7 d后开始减缓，随着时间的推移，处理D-1和处理F-1药效逐渐增强，抑制效果越来越强，而其他处理药效保持稳定，每周对株高净增长量的抑制效果保持稳定，无显著差异。

所有处理都对草地早熟禾的株高起到了抑制作用(表2)。处理A和处理B的抑制效果要好于其他处理，可能是新添加的成分含有Fe和Ca两种微量元素，促进了草地早熟禾的生长。其中，处理A、B、D-3、E-1、E-2、E-3、F-1、F-3对草地早熟禾地上茎伸长的抑制效果良好，是可供备选的配方。

2.2 不同处理对草地早熟禾叶宽的影响

叶宽是衡量草坪质地的指标，叶宽越窄，草坪品质越高。植物生长调节剂影响草地早熟禾的生长，可能对叶宽也产生了一定的影响。

施用植物生长调节剂后，草地早熟禾的叶宽产生了一定的变化，但变化程度不明显(表3)。随着时间推移，处理F-1的叶宽在呈现下降的趋势之后一直保持稳定水平。处理A、B、C-1、C-2、C-3、D-1、D-3、E-1、E-2叶宽水平在一个月时间内一直保持在一个稳定的水平，处理D-2、E-3、F-2、F-3叶宽水平处于波动状态，但波幅不大。综合来看，植物生长调节剂会影响草地早熟禾的叶宽，但在每个时期处理组叶宽大多与对照组之间没有显著差异(P>0.05)，因此其影响程度很小，不会造成草坪质地的下降。

表2 不同处理对草地早熟禾株高净增长量的影响Table 2 Effect of different treatments on net growth of Poa pratensis cm

不同大写字母表示同一处理处理不同取样时间差异显著(P<0.05)，不同小写字母表示同一时期不同处理间差异显著(P<0.05)。下表同。

Different capital letters within the same row indicate significant differences among different treatment days of the same treatment at the 0.05 level; different lowercase letters within the same column indicate significant differences among the different treatments of the same treatment day at the 0.05 level; similarly for the following tables.

表3 不同处理对草地早熟禾叶宽的影响Table 3 Effect of different treartments on leaf width of Poa pratensis mm

2.3 不同处理对草地早熟禾黄叶数的影响

黄叶数是衡量草坪质量的一个重要指标。草坪里的黄叶会影响草坪绿度、坪观质量，黄叶数多也表明草坪草生活力受到影响。

从各处理组黄叶数变化趋势可以看出(表4)，喷施植物生长调节剂会使草地早熟禾短时间内黄叶数增加，这可能是由于植物最初对所施药剂产生了不适应性造成的。在经历10 d左右适应时间后，草地早熟禾的黄叶数相对减少，说明植株已逐渐适应药效，在药力持续时间内，一些处理会持续对草地早熟禾植株生长产生一定抑制作用，使草坪黄叶数并不能完全降低至初始水平。在喷施药剂后，所有处理黄叶数与未喷施药剂之前无显著差异(P>0.05)，没有对草坪产生不良影响。

表4 不同处理对草地早熟禾黄叶数的影响Table 4 Effect of different treatments on the number of yellow leaves of Poa pratensis leaf·m-2

2.4 不同处理对草地早熟禾坪观质量的影响

2.5 不同处理对草地早熟禾根冠比的影响

施用供试配方对草地早熟禾根冠比产生了良性影响(图1)。在植物生长调节剂喷施后，处理F-1根冠比略低于对照组，其余各处理的根冠比均高于对照组。其中，根冠比最高的是处理D-2，相对于对照组增加了82%，处理F-1的植株根冠比相对于对照组低了4%。

表5 不同处理对草地早熟禾坪观质量的影响Table 5 Effect of different treatments on the quality of early maturity of Poa pratensis lawn

图1 不同处理对草地早熟禾根冠比的影响Fig. 1 Effect of different treatments on root to shoot ratio of Poa pratensis

不同字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)。下图同。

Different lowercase letters indicate sigtnificant differences among different treatments at the 0.05 level; similarly fot the following figures.

处理C-2、C-3整体根冠比高于处理A，其中最高的是C-3，相比于对照组高了52%。处理D-1、D-2、D-3整体根冠比高于处理A，同时高于配方C处理组，其中最高的是D-2。配方E处理组整体根冠比高于处理B，其中最高的是处理E-3，相对于对照组高了53%。处理F处理组整体根冠比低于处理B和E处理组，其中最高的是处理组F-3，相比于对照组增加了14%，最低的是F-1。

2.6 不同处理对草地早熟禾分蘖能力的影响

施用植物生长调节剂会抑制草坪草地上部分的伸长，有时会抑制分蘖，但一些调节剂可以在抑制株高的同时促进地上部分横向生长，增强分蘖能力。

处理B的分蘖数最低，相对于对照组低了42%(图2)。处理C-1处理组分蘖数最高，比对照组高了20%，但与对照组差异不显著(P>0.05)。可见，一些配方对草地早熟禾分蘖起到了抑制作用，可能是由于这些配方抑制了地上部分的整体发育。一些配方由于其合适的浓度，如处理C-1、D-3、E-3、F-2、F-3，没有降低草地早熟禾的分蘖能力。

2.7 不同处理对草地早熟禾叶绿素含量的影响

施用植物生长调节剂4周后，草地早熟禾的叶绿素含量产生了明显的变化(图3)。在所有试验组中，E-1、F-3两处理的叶绿素含量最高，分别高于对照组8%和7%。剩余处理组叶绿素含量均低于对照组，其中叶绿素含量最低的是C-2处理组，相对于对照组低了51%，C-1、C-2处理组间没有显著差异(P>0.05)。因此，供试配方对提高草地早熟禾叶绿素含量没有明显的作用，一些配方还是会对草地早熟禾草坪的绿度产生伤害。在所有处理中，处理E-1和F-3表现最好，能够轻微提升叶绿素含量，但效果不显著。

2.8 不同复配处理对草地早熟禾氧化酶活性的影响

抗氧化酶活性是衡量植物抗逆能力的重要指标，植物体内抗氧化酶活性越高，抗逆境能力越强，生活力越强。

在施用植物生长调节剂后，各处理组草地早熟禾体内抗氧化酶APX的活性不尽相同(图4)。处理组D-2、D-3和E-1的APX酶活性显著强于对照组(P<0.05)，其中处理组D-2酶活性最高，相对于对照组高出83%。B处理APX酶活性最低，比对照组低35%。其余处理组酶活性与对照组差异不显著。配方C、D处理组整体酶活性低于处理A，其中最高的是C-2。配方E、F处理组整体酶活性高于处理B，其中最高的是E-1。

图2 不同处理对草地早熟禾分蘖能力的影响Fig. 2 Effect of different treatments on tillering ability of Poa pratensis

图3 不同处理对草地早熟禾叶绿素含量的影响Fig. 3 Effect of different treatments on chlorophyll content of Poa pratensis

图4 不同处理对草地早熟禾抗坏血酸过氧化物酶活性的影响Fig. 4 Effect of different treatments on APX activity of Poa pratensis

在施用植物生长调节剂1个月后各处理组草地早熟禾体内抗氧化酶CAT的活性不尽相同。处理B、D-1、D-2、E-1、E-2、E-3、F-1、F-2、F-3的CAT酶活性略高于对照组，但差异不显著(P>0.05)，其中处理组D-2酶活性最高，相对于对照组高出27%。处理组C-1的CAT酶活性最低，比对照组低39%。配方C、D处理组整体酶活性低于处理组A，最高的是D-2。配方E处理组整体酶活性与处理B持平，其中最高的是E-3。配方F处理组整体酶活性略低于处理B，其中最高的是F-3。

供试配方对草地早熟禾体内抗氧化酶POD具有一定影响(图6)。处理组C-2、E-1、E-2、E-3的POD酶活性略高于对照组，但差异不显著(P>0.05)，其中处理组C-2酶活性最高，相对于对照组高出16%。处理组F-2的POD酶活性最低，比对照组低36%。配方C、D处理组整体酶活性高于处理组A，其中最高的是C-2。配方E处理组整体酶活性高于处理B，其中最高的是E-2组。配方F处理组整体酶活性略低于处理B，其中最高的是F-1组。综合来看，可以发现供试生长调节剂配方对APX酶活性影响较大，对于CAT、POD酶的活性影响程度不大。在所有处理中，处理E-2、E-3能够提高3种抗氧化酶活性、增加草地早熟禾抗逆境能力。

总体来看，所有供试配方的处理均较对照组实现了较为显著的矮化草地早熟禾植株的效果，在增加了金属离子的精制配方中处理E-3矮化效果最佳，接近预试验所得粗制配方A，并优于处理B，处理组E的不同浓度处理具有突出的矮化效果。生长调节剂施用后，处理C-1、D-1单位面积上的枯黄叶片数量较使用前减少，其中D处理组内不同浓度时情况差别较大，其他处理施用28 d后均较使用前无显著增加(P>0.05)。坪观质量方面E处理组表现最好，处理B、F-3下降显著。生长调节剂处理28 d后的处理D-2草坪根冠比最大，显著高于其他所有处理，其他根冠比较大的处理有C-3、E-3、D-3、C-2(P<0.05)。分蘖数方面处理C-1、D-3、E-3及F处理组均较对照组有所增加，其相互之间差异不显著。处理E-1、F-3施用生长调节剂后叶绿素含量较对照组显著增加。抗氧化酶含量的对比中，D、E总体处理组较其他处理更高。综合比较发现，处理 E-3在发挥矮化草坪功能的同时，能够较好地控制对草坪健康程度的不利影响，并促进草坪草生长，提高才根冠比、分蘖数和叶绿素含量，同时增加草坪抗逆境能力。

图5 不同处理对草地早熟禾过氧化氢酶活性的影响Fig. 5 Effect of different treatments on CAT activity of Poa pratensis

图6 不同处理对草地早熟禾过氧化物酶活性的影响Fig. 6 Effects of different treatments on POD activity of Poa pratensis

3 讨论

有研究表明，多效唑作为Ⅱ型生长调节剂能够通过干扰植株体内赤霉素合成途径步骤抑制细胞的伸长，从而抑制植物生长[27-28]。萘乙酸和乙烯利能够在不破坏顶端分生组织的前提下促进侧芽生长和增强植株分蘖能力[17]。本研究结果表明，含有多效唑和乙烯利或萘乙酸成分的复合生长调节剂能明显降低草地早熟禾草坪的高度，并促进地上部分的分蘖和根系的生长。其原因可能是多效唑的施用降低了植株体内赤霉素的含量，抑制草坪草向上生长；同时萘乙酸和乙烯利阻止草坪草分生组织细胞的分裂和分化，促进地上和地下部分的横向生长，即促进了分蘖数和地下生物量的增加，罗天琼等[29]和张桂荣[30]的研究结果一致。

但是，多效唑等生长调节剂在矮化草坪的同时，会对草坪质量产生一定的负面影响，如造成枯黄叶片增加、叶绿素含量降低、总体坪观质量下降等变化[9-10]，本研究中一些配方，尤其是未添加金属离子的处理A、B，也出现类似现象，与之前的研究结果一致。

有研究证明，FeSO4可以调节土壤酸碱度，促使叶绿素形成[22]；CaCl2可以适当增加草坪绿度[23]。为控制生长调节剂对草坪草生长的不利影响，本研究尝试在草坪生长调节剂配方中添加Ca、Fe离子，以弥补生长调节剂施用造成的草坪绿度降低的情况，结果表明，在合适浓度下，Ca、Fe离子的添加对草地早熟禾株高的抑制功能、根冠比和分蘖的提高功能得到了增强，同时对草坪的枯黄叶片数、坪观质量、叶绿素含量等没有显著负面影响，甚至有所提升，例如添加Fe离子的处理E-1、F-3施用28 d后叶绿素较对照组不但没有下降还有所提升。Fe、Ca处理能够提高草地早熟禾的Mg、Cu等其他金属离子的含量，提高叶片的叶绿素含量、光化学效率和光合能力，促进植株生长发育，以减轻生长调节剂施用对植物造成的胁迫。且随Ca、Fe浓度的增加，叶片叶绿素含量呈升高趋势。此研究结果与吕建洲等[31]的研究结果一致，另外以海滨雀稗(Seashorepaspalum)、高羊茅(Festucaelata)为材料的相关研究也表明Ca、Fe离子的处理能够提高草坪草在逆境中抵抗胁迫的能力[32-34]。本研究中，D、E处理组草坪草施药后生长指标整体优于其他处理组，说明在草地早熟禾草坪上Ca离子更适合与多效唑、萘乙酸共同施用，而Fe离子更适用于加入多效唑与乙烯利的配方。其中，E处理组较D处理组矮化效果更优秀，故本研究中E处理组的最适浓度被当作研究所得到的最适生长调节剂配方。

POD和CAT是植物体内主要的抗氧化酶。CAT是清除叶绿体外H2O2的重要保护酶，POD是清除机体内H2O2的重要保护酶[35]。本研究中，施用试验所设计的复合生长调节剂配方能够有效提高草地早熟禾抗氧化酶活性，且添加金属离子的处理对抗氧化酶活性的提高更显著。这有利于防止膜脂的过氧化作用,维持细胞膜的完整性,避免细胞受到伤害。类似的研究中，卢少云等[36]的研究结果表明，多效唑能够提高矮生狗牙根(Cynadondactylon)抗氧化酶的活性高，与本研究结果相一致。

4 结论

本研究所设计的复合生长调剂配方在适当浓度下均能起到矮化草地早熟禾草坪、提高分蘖数和根冠比的功能，并且将生长调节剂对草坪草造成的不利影响控制在可接受的范围。

200 mg·kg-1多效唑+180 mg·kg-1乙烯利+5 g·L-1FeSO4混合施用对抑制草地早熟禾地上茎伸长速度、增加根冠比、提高抗氧化酶活性、增加抗逆性有着良好的效果，且在喷施之后不会对草地早熟禾叶宽、黄叶数、分蘖能力、坪观质量产生负面影响，为本研究所得的最适合草地早熟禾草坪的生长调节剂配方。