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修剪是草坪日常养护的重要措施之一,但修剪不仅耗费大,而且在绿篱、护栏、山坡、沟渠等地方十分困难,同时,修剪还会使草坪颜色发黄、染病等严重影响草坪质量。针对这一问题,国内外学者进行了大量的研究工作,其中运用植物生长调节剂调控草坪草的生长发育备受关注。河南广泛种植的主要冷季型草坪草是高羊茅(Festucaarundinacea Schreb.),它不仅现在种植面积最大,并且扩大趋势比较明显。多效唑(PP333)是一种抑制赤霉素生物合成的植物生长调节剂,已广泛应用于植物生长发育的调控及增强植物抗逆性等诸多方面;Ca2+作为信号传导中的第二信使也被广泛应用于植物生长发育的调控。虽然已有多效唑调控高羊茅生长的报道,但有关其调控生长发育机理的研究仍存在许多空白,且多效唑和氯化钙复配应用于高羊茅生长发育调控的研究鲜有报道。本试验拟通过研究多效唑和氯化钙对高羊茅生长发育的调控,并探索应用Cropscan多波段光谱辐射仪估测高羊茅的生长情况,以期丰富高羊茅生长发育调控的研究理论并为其实践应用提供依据。
试验首先于室内分别用一系列浓度的多效唑对高羊茅进行浸种处理和不同浓度的多效唑、氯化钙复配剂进行苗期叶面喷施,然后进一步进行大田试验。观察、测定了不同处理高羊茅的发芽率、发芽指数、活力指数、株高、密度、根茎叶鲜重、根系活力、根冠比、叶绿素含量、丙二醛含量、POD、SOD和CAT活性等指标,并对高羊茅冠层吸收辐射比例(f)和LAI之间的关系以及冠层光谱反射率与叶绿素含量、LAI、干物质重之间的相关性进行了探索。主要结果如下:
1施用浓度范围0~100.mg/L的PP333进行室内浸种处理。当浓度大于10.mg/L时,降低高羊茅种子的发芽率:浓度为30.mg/L时,促进分蘖:幼苗生长30 d时,各处理均抑制了根系的生长,60 d时,浓度小于30.mg/L处理组又促进了根系的生长,其中30.mg/L处理组的总根长是对照的1.6倍;浓度为10 mg/L时,在15 d左右对幼苗株高的生长起抑制作用,而30 d后对株高的生长又表现为促进作用。另外,0~10.mg/L时,提高POD、SOD和CAT活性,降低MDA含量。对光谱反射率与叶绿素含量统计分析表明,中心波长为1650 nm的光谱反射率与叶绿素含量之间呈显著正相关。
2多效唑和氯化钙室内叶面喷施,对高羊茅株高、MDA、POD、SOD和CAT活性的影响均存在显著的互作效应,其中复配剂A2B1(30.mg/LPP333+0.01%CaCl2)处理效果最好,显著抑制了高羊茅的生长,提高了POD、SOD和CAT活性,降低了丙二醛含量。
3在大田试验条件下叶面喷施多效唑和氯化钙,浓度为50.mg/LPP333+0.01%CaCl2时,显著抑制株高,提高POD和SOD活性,提高脯氨酸含量,降低MDA含量。另外,高羊茅冠层吸收辐射比例(f)和叶面积指数(LAI)之间存在线性关系,冠层光谱反射率与LAI之间呈显著正相关,相关系数为0.61。
由上分析可以看出:浸种处理除10 mg/L之外,其它浓度处理均抑制株高;0~300mg/L处理,对根系生长影响是先抑制后促进;50 mg/L时促进种子发芽、促进分蘖,且对株高的抑制作用大于对根系生长抑制。多效唑与氯化钙之间存在互作效应,复配效果优于单独施用,处理组A2B1(30.mg/LPP333++0.01%CaCl2)效果最佳,如抑制株高,在低温条件下提高POD、SOD等活性等,可以增强草坪抗逆性。在田间试验条件下,对多波段光谱辐射仪的应用探索表明,近红外长波段(1550~1750 nm)反射率可估测叶绿素含量,中心波长为660 nm的红光区反射率可用来估测LAI和干物质重。