再生水灌溉对草坪草生长速率、叶绿素及类胡萝b素的影响特征

2008/5/4 10:19:39

0 引 言
   草地早熟禾能抗寒冷，耐瘠薄，耐低养护，且具有叶色诱人、质地细、绿期长等优点，在中国中部及南方冷凉地区分布广泛，尤其在北方地区建植地位显著。再生水灌溉在我国农业中的应用有了很大发展，开展了不少研究，而对草坪绿地的再生水利用还较少。叶绿素是植物光合重要色素，其含量是重要的生理指标之一，叶片色素含量高低，直接影响着作物光合作用的光能利用效率，最终影响作物生长及品质，植物色素含量已成为评价植物长势的一种重要手段 。基于此，本文选择草地早熟禾为指示草种，初步研究了不同灌溉水源及再生水灌溉不同水分处理下草坪草生长速率及叶绿素含量的差异，旨在探讨在不施肥情况下再生水灌溉对草坪草叶绿素含量及生长的影响，为再生水灌溉草坪绿地提供一定的理论与实践依据。
I 试验材料和方法
1．I 试验安排
   试验在北京市水科所通州区永乐店农业节水中心站日光温室内进行，供试土壤来自试验站，取回后风干，过0．5 cm筛备用，每盆装干土1O．5 kg。试验用盆上口直径27．6 cm，高24．0cm。用土基本情况：黏粒16．77% 、粉粒58．O7％、砂粒25．16% 、总碳1．5165% 、总氮0．069 %、NH+一N 0．7415 mg／kg、NOs—N
28．186 mg／kg。试验选用蓝月品种为研究对象，2004年7月16日播种，每盆播量为0．20 g，6 d后出苗，全生育期470 d。于播种46 d后开始水分处理，在每日下午5：00通过用瑞士SR32001型电子天平称重监测各盆失水情况，使土壤水分含量分别达到7O％fc、7O fc、8O％fc、7O fc、6O fc、5O％fc、4O fc的灌水下限开始补水，安排7个处理，即清水适宜灌(FPI)、混合水适宜灌(FRPI)、再生水充分灌(RFI)、再生水适宜灌(RPI)、再生水轻微干旱胁迫(RLWs)、再生水中度干旱胁迫(RMWS)、再生水重度干旱胁迫(Rsws)。每次每盆灌530 mL，灌溉水量用量桶计量。灌溉清水为当地地下水，再生水来自高碑店污水处理厂二级出水。
1．2 测定方法
  草坪草生育期内于2005年8月22日、9月22日及1O月22日，每处理定3盆，分别剪取完全展开倒2叶，擦净叶表面污物并去掉中脉后剪碎。称取剪碎的鲜样0．2 g放人研钵中，加少量石英砂和碳酸钙粉及2～3 mL 95 乙醇研磨至组织变白，静置3～5 min后沿玻棒倒人漏斗中过滤，最后定容至25 mL，摇匀。对提取液用721型分光光度计测定在665 nm、649 nm、470 nm的吸光度值(0D)，按下式计算叶绿素浓度(c 、C )及类胡萝b素浓度(c⋯)(mg／L)：
Ca= 1 3．950D665— 6．880D649
C6= 24 960D649— 7．320D665
C⋯ = (10000D 4 7o⋯ 2．05C 一114．8C6)／245
  草坪草生长速率测定始于2005年1月1日，至10月2O日结束，每处理定3盆，待植株的自然高度长到12 cm左右时修剪，依据l／3修剪原则，修剪高度定为8 cm，修剪前用游标卡尺测定该盆草坪草的平均自然高度，修剪后采用修剪前的测量值减去修剪高度除以间隔的天数， 为该生育期内草坪草的生长速率。
2 结果与分析
2．1 不同灌溉水质下草坪草的生长速率清水适宜灌、混合水适宜灌及再生水适宜灌处理下草坪草
在观测生育期内(2005年1月1日～10月22日)平均生长速率分别为0．26、0．42、0．46 cm，／d。可见，再生水灌溉促进了草坪草生长，与清水适宜灌相比，混合水适宜灌和再生水适宜灌草坪草生长速率增量分别为61．54 、7 6．92 。不同灌溉水源下草坪草生长速率，随着生育期延长，日平均气温上升，草坪草的生长速率也呈波动式上升过程，不同水源浇灌下草坪草到达峰值的时间并不完全一致，其中清水适宜灌在7月25日到达第一个峰值，混合水适宜灌在5月底达到第一个峰值，而再生水适宜灌下草坪草在整个生育期内生长峰值不是很明显，一直呈上升趋势；至10月上中旬各水源处理下草坪草生长速率都呈减小趋势。在整个观测生育期内，不同水源灌溉下草坪草生长基本符合“慢一决一慢”的生长规律。
2．2 再生水灌溉水分处理下草坪草的生长速率
   草坪草生长是一个复杂的生理过程，是由一连串个别的生理过程综合表现的结果，水分在草坪草的物质交换和能量循环过程中具有十分重要的作用 ]。在其他田间管理条件一致的情况下，不同水分梯度下草坪草的生长速率。再生水充分灌、再生水适宜灌、再生水轻微干旱胁迫、再生水中度干旱胁迫及再生水重度干旱胁迫处理下草坪草在观测生育期内平均生长速率分别为0．55、0．46、0．42、0．37、0．20 cm／d。可见，供水量与草坪草生长速率呈明显的正相关，草坪草的生长速率随着供水量的增加生长加快。不同水分处理下草坪草生长速率在1月份差异不大，生长速率都小于0．3 cm／d。随着气温的回升，冉生水充分灌、再生水适宜灌及再生水轻微干旱胁迫生长速率增加稍快，而再生水中度干旱胁迫及再生水重度干旱胁迫处理下草坪草生长速率与气温响应不明显，原因在于土壤水分亏缺限制其生长。在生育后期，外界气温降低，大气蒸发力下降，土壤水分限制减弱，胁迫处理下草坪草生长速率呈增高趋势，在该生育期内不同水分处理下草坪草生长速率差异不大。此外，研究发现除再生水重度胁迫外，其他水分处理下草坪草在观测生育期内的平均生长速率都高于清水适宜灌处理下草坪草生长速率。
2．3 不同灌溉水质下叶绿素及类胡萝b素变化规律
   再生水灌溉下草坪草叶片的叶绿素总量、叶绿a、叶绿素b和类胡萝卜素含量呈增高趋势。与清水适宜灌相比，再生水适宜灌下草坪草叶片的叶绿素总量、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量分别比对照增加了63.19% 、68.37%、82.75% 、36.22% ；而再生水灌溉下的叶绿素a和叶绿素b之间的比值呈减小趋势，混合水适宜隧减少为对照的97.65% ，再生水适宜灌减少为对照89．25 ，表明再生水灌溉下叶绿素b含量增加速率比叶绿素a含量增加速率要快。再生水灌溉下叶绿素总量、叶绿素a和叶绿素b含量与对照(清水适宜灌)相比差异达极显著水平，而类胡萝卜素在二处理间差异达显著水平。可见，采用再生水灌溉，避免了因清水灌溉造成叶绿素合成过程影响，保证草坪草正常生长。由表1可以看出，再生水中硝态氮是清水中
硝态氮含量的3c·．58倍，氨态氮含量是清水中氨态氮含量的24.24%倍，而氮素是合成叶绿素的必需组分。为此，在不施肥条件下采用再生水灌溉能适时供应草坪草所需氮素养分，保证了草坪草正常生长。
2．4 再生水灌溉不同水分处理] 叶绿素及类胡萝b素的变化规律
  可以看出，草坪草叶片叶绿素总量、叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量在不同水分：处理下差异不显著。与其他水分处理相比，再生水适宜灌处理下草坪草叶绿素及类胡萝卜素含量最低；而再生水重度干旱胁迫处理下草坪草叶片叶绿素及类胡萝卜素含量最高。在再生水中度干旱胁迫处理及再生水轻微干旱胁迫处理间草坪草叶片叶绿素含量差异最小，二处理下草坪草叶片叶绿素含量都低于再生水充分灌处理下草坪草叶片叶绿素含量。有关水分胁迫对作物叶片叶绿素含量的影响报道很多，研究表明随着土壤水分胁迫增加，叶绿素含量下降 ；另一个方面研究表明：￡壤氮素对作物叶片叶绿素含量影响较大，在一定范围内，随着施入氮素的增加，作物叶片叶绿素含量呈增加趋势 ；同时土壤盐分对作物叶片叶绿索含量影响较大，在一
定盐分浓度范围内随着土壤盐分浓度的增加，作物叶片叶绿素含量呈下降趋势。可见，叶绿素合成不仅受水分因子的影响，还与土壤中养分及盐分关系较为密切。鉴于再生水的水质特性，采用再生水灌溉草坪草在输送作物所需养分同时，也输入大
量可溶性盐分离子，考虑到胁迫处理草坪草生物量少，对土壤养分和盐分的需要量不多，会造成土壤盐分及养分累积，最终可能影响到草坪草叶绿素含量。为此，再生水灌溉水分处理下草坪草叶绿素含量影响因素相当繁杂，具体原因有待进一步研究。
3 结论与讨论
1)不同灌溉水源下草坪草的生长速率差异明显，再生水灌溉促进了草坪草生长，这与前人研究的结论一致，表明再生水灌溉在灌溉的同时输入作物所需的营养元素，保证了草坪草正常生长。
2)再生水灌溉不同水分梯度下草坪草生长速率具有显著差异，供水量与草坪草的生长速率成正相关。与清水适宜灌处理相比，在观测生育期内除再生水重度干旱胁迫处理外其他水分处理下草坪草生长较快，表明不施肥的情况下采用清水灌溉难以维持草坪持续正常生长。
3)再生水灌溉下草坪草叶片叶绿素及类胡萝h素含量较清水适宜灌处理下高，产生这一现象可能的原因在于再生水能适时供应草坪草叶绿素合成所必需的N和Mg等组成元素，特别是氨氮的适时输送，能确保叶绿素正常合成。
4)再生水灌溉水分处理下，草坪草叶片叶绿素含量及类胡萝h素含量在各处理间差异不显著，同时与供水量的相关性不明显，研究表明再生水重度干旱胁迫及再生水充分灌处理下草坪草叶片叶绿素及类胡萝h素含量相对较高。与清水灌溉相比，再生水灌溉下草坪草叶片叶绿素含量影响因素更为复杂，其变化规律有待进一步研究。

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