一种提高草坪草抗旱性能的方法与流程

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种提高草坪草抗旱性能的方法。

背景技术：

草坪作为城市园林景观的重要组成部分，在美化城市环境方面发挥着特别重要的作用，不仅可以很好地保护城市环境，比如调节城市小气候、净化空气、吸附尘埃、降温减噪等，也为人们提供了运动、娱乐、休憩等活动场所，尤其是在运动场方面，如足球场、高尔夫球场、网球场、橄榄球场等，草坪的作用更为重要。如今，随着社会和经济的发展，草坪绿化面积和质量己经成为衡量一个城市现代化水平、文明程度和生活质量的重要指标。

然而，同观赏树木、灌木和其他地被植物相比，草坪草的根系浅，抗旱性差，需要经常灌溉，耗水量较大，养护成本高，被一些人戏称为“费水又费事”、“种得了养不起”的奢侈品。另一方面，由于水资源短缺，草坪灌溉与居民生活争水矛盾日益突出，一些地方尤其是北方干旱半干旱地区的城市不得不采取限制灌溉措施，严重影响了草坪景观功能、生态功能和服务功能的发挥。

如何提高草坪草的抗旱性，改善干旱季节限制灌溉条件下的草坪质量，一直是草坪科学研究的热点。近年来，随着人民生活水平和环保意识的提高，通过生物调控技术增强植物抗旱能力方面的研究越来越受到重视。发掘新的有机生长调控物质，开展抗旱调控技术研究，有助于干旱条件下保持较高的草坪质量，对于节约水资源、改善城市生态环境具有重要的理论和实践意义。

技术实现要素：

本发明针对上述存在的技术问题提供一种提高草坪草抗旱性能的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种提高草坪草抗旱性能的方法，该方法是在干旱的草坪草叶片表面喷施肌肽或壳聚糖中的至少一种。

作为优选：肌肽的浓度为1～30mg/l，壳聚糖质量浓度为0.01％～1％。

进一步优选：肌肽的浓度为8～10mg/l，壳聚糖质量浓度为0.03％～0.05％。

在另一些技术方案中：该方法是在草坪草叶片表面喷施肌肽和壳聚糖。

作为优选：肌肽的浓度为1～30mg/l，壳聚糖质量浓度为0.01％～1％。

进一步优选：肌肽的浓度为8～10mg/l，壳聚糖质量浓度为0.03％～0.05％。

本发明技术方案所述的草坪草为暖季型草坪草；优选所述的草坪草为狗牙根。

本发明的有益效果：

在人工气候室中以两种外源物质进行叶片喷施，通过观测草坪质量、叶片相对含水量、电导率、叶绿素含量、抗氧化酶活性、过氧化产物等指标，解析两种生物调节物质缓解狗牙根干旱胁迫的生理生态机理。结果表明，和对照相比，叶片喷施肌肽和壳聚糖可以显著提高狗牙根的草坪质量、叶片相对含水量，叶绿素含量，降低电解质渗透率，增强cat和pod的活性，减少叶片中过氧化氢和丙二醛积累。采用本申请技术方案通过叶片喷施肌肽和壳聚糖这两种外源物质均能提高狗牙根的抗旱性，延缓草坪草衰老。

附图说明

图1为干旱胁迫下喷施不同浓度肌肽对狗牙根草坪质量的影响；

图2为干旱胁迫下喷施不同浓度壳聚糖对狗牙根草坪质量的影响；

图3为干旱胁迫下两种外源物对tq的影响；

图4为干旱胁迫下的土壤含水量；

图5为干旱胁迫下两种外源物对rwc的影响；

图6为干旱胁迫下两种外源物对el的影响；

图7为干旱胁迫下两种外源物对chl的影响；

图8为干旱胁迫下两种外源物对渗透调节能力的影响；

图9为干旱胁迫下两种外源物对h2o2的影响

图10为干旱胁迫下两种外源物对cat的影响；

图11为干旱胁迫下两种外源物对sod的影响；

图12为干旱胁迫下两种外源物对pod的影响；

图13为干旱胁迫下两种外源物对apx的影响；

图14为干旱胁迫下两种外源物对mda的影响。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：

1-狗牙根叶片喷施壳聚糖或肌肽对干旱的响应

草坪草选用狗牙根(cynodondactylon.cv.‘tifway’)，采取营养繁殖的方法进行材料培养。于2015年6月30日挖取2年生成熟的‘tifway’健康草皮块，移植到装满全沙基质的pvc管中(管的直径11cm，高度50cm)。沙为长江水洗中粗沙。草坪草在防雨大棚内预培养，每周浇水3次，每隔2d剪草一次，高度约为2cm左右，每周施尿素一次(含氮：≥46.3％)，用量为15g/m²，注意预防病害。

材料预培养60d后，大约至2015年5月15日，当长势整齐、色泽均匀一致时开始干旱处理。处理前1个星期，严格控制每管浇水定量(500ml)，以保证试验开始时每管土壤含水量基本一致。参考有关文献，两种药剂分别设5个浓度梯度，壳聚糖的喷施浓度为0.01％、0.03％、0.05％、0.07％、0.09％；肌肽的喷施浓度为2、4、6、8、10mg/l。每个浓度处理重复3次。干旱当日(0d)开始喷药，以后每隔5天喷施一次，整个干旱处理一共喷施4次。每管10ml，喷施时要求雾化良好，喷洒均匀，水滴不落入土壤。对照组以等量蒸馏水代替药液叶片喷施。

以美国ntep评价标准为基础，根据草坪草的质地、色泽、萎蔫度和枯死率等指标的变化进行1-9分制综合评分，9分为叶片色泽深绿、不皱缩、无萎蔫、无枯死的理想草坪，1分为完全枯黄甚至死亡的草坪，6分为正常视觉可接受的草坪。

图1为干旱胁迫下喷施不同浓度肌肽对狗牙根草坪质量的影响，由图1可见，在干旱初期(0-10d)，草坪质量下降趋势不大，处理之间没有显著差异。干旱10d以后，草坪质量下降开始出现显著差异，干旱第15d，4mg/l、6mg/l、8mg/l及10mg/l显著高于对照和2mg/l(p<0.05)，2mg/l和对照之间无显著差异；干旱第20d，10mg/l依然保持了比较多的绿叶，草坪质量显著高于8mg/l(p<0.05)，8mg/l显著高于2mg/l、4mg/l、6mg/l和对照(p<0.05)，而2mg/l、4mg/l、6mg/l和对照之间无显著差异，这四个处理的草坪大部分叶片已枯黄甚至死亡。

图2为干旱胁迫下喷施不同浓度壳聚糖对狗牙根草坪质量的影响，从图2可见，在干旱初期(0-10d)，草坪质量下降趋势不大，处理之间没有显著差异。干旱10d以后，草坪质量下降开始表现出显著差异。干旱第20d，0.03％和0.05％两个浓度绿叶最多，草坪质量显著高于0.01％、0.07％、0.09％3个处理(p<0.05)，0.01％、0.07％和0.09％3个处理的草坪质量显著高于对照(p<0.05)，此时对照组草坪大部分叶片已枯黄甚至死亡。

由以上结果可知，在自然光照和温湿度条件下实行干旱处理20d，狗牙根各处理草坪质量均出现了不同程度的下降，生长缓慢、叶片枯黄。与对照相比，叶片喷施浓度为2mg/l、4mg/l、6mg/l的肌肽对提高狗牙根的抗旱性没有明显作用，而浓度为8mg/l、10mg/l的肌肽能显著提高狗牙根的抗旱性，其中，10mg/l比8mg/l效果更好；叶片喷施浓度为0.01％、0.03％、0.05％、0.07％、0.09％的壳聚糖均可以提高狗牙根‘tifway’的抗旱性，其中浓度为0.03％、0.05％的壳聚糖效果更好。

2-狗牙根外源肌肽和壳聚糖对干旱的生理响应

供试材料为狗牙根(c.cv.‘tifway’)，采取营养繁殖的方法进行材料培养。于2015年6月30日挖取2年生成熟的‘tifway’健康草皮块，移植到装满全沙基质的pvc管中(管的直径11cm，高度50cm)。沙为长江水洗中粗沙。草坪草在防雨大棚内预培养，每周浇水3次，每隔2d剪草一次，高度约为2cm左右，每周施尿素一次(含氮：≥46.3％)，用量为15g/m2，注意预防病害。

材料培养到长势整齐、色泽均匀一致时将其移至人工气候室适应半个月，然后开始干旱处理。处理前1个星期，严格控制每管浇水定量(500ml)，以保证试验开始时每管土壤含水量基本一致。根据前期筛选试验结果，壳聚糖的喷施浓度选择0.03％，肌肽的喷施浓度选择10mg/l，两种药剂分别重复5次。干旱当日(0d)开始喷药，以后每隔5天喷药1次，每管10ml，喷施时要求雾化良好，喷洒均匀，水滴不落入土壤。对照组以等量蒸馏水代替药液叶片喷施。暖季型草坪草温控室环境条件设置为：昼温30℃，夜温25℃，光照时间14h，光照强度600μmol/m2.s，空气相对湿度60％。

由图3(a)可见，在正常浇水情况下，叶片喷施肌肽、壳聚糖与喷施蒸馏水相比，草坪质量变化不大，tq评分大致恒定在8.2-8.7分。

由图3(b)可见，干旱处理情况下，对照(喷施蒸馏水)的草坪质量下降最严重，肌肽处理下降最缓慢。根据spss方差分析结果显示，干旱第20d，喷施肌肽和壳聚糖两个处理间草坪质量未表现出显著差异，均显著高于对照(p<0.05)，并且依然保持了比较多的绿叶，而对照组的草坪大部分叶片已枯黄甚至死亡。

由图4(a)可见，正常浇水时，土壤含水量约为12％。根据spss方差分析结果显示，从0d至20d，对照与处理之间的土壤含水量无显著性差异，土壤含水量的变化范围稳定在11.0％-14.5％之间。

由图4(b)可见，在干旱胁迫下，对照和处理的土壤含水量都分别出现了缓慢下降。spss方差分析结果显示，从0d至20d，对照与处理之间的土壤含水量无显著性差异，土壤含水量的变化范围为4.2％-11.5％。

由图5(a)可见，狗牙根‘tifway’在正常浇水情况下，叶片喷施蒸馏水以及两种外源物对其叶片相对含水量影响不显著，所测得的rwc值稳定在92.1％-97.3％之间。

由图5(b)可见，在干旱处理下，从0d至15d，狗牙根‘tifway’的叶片相对含水量下降缓慢，从15d到20d，相对含水量迅速下降。0d至20d，叶片相对含水量下降了21.9％-57.8％。spss方差分析结果显示，在干旱的第15d和20d，肌肽处理均显著高于对照(p<0.05)；在第20d，壳聚糖处理与对照之间相比，也表现出差异显著(p<0.05)；肌肽和壳聚糖处理之间无显著差异。

由图6(a)可见，在正常浇水情况下，在第5d，喷施肌肽与对照相比，差异显著(p<0.05)。其他处理天数的相对电导率影响均没有显著差异。el值稳定在22.5％-31.6％之间。

由图6(b)可见，在干旱处理下，对照和处理的相对电导率均随着处理时间的增加而逐渐升高。从0d至20d，叶片相对电导率升高了41％-110％。spss方差分析结果显示，在干旱的第15d和20d，喷施肌肽与对照相比，表现出差异显著(p<0.05)；在整个干旱处理期间，喷施壳聚糖与对照相比，没有显著差异。0d到20d，干旱胁迫下的蒸馏水的5个重复，相对电导率由26％上升到56％，上升了110％；肌肽处理的5个重复，相对电导率由27％上升到38％，上升了41％；壳聚糖处理的5个重复，相对电导率由27％上升到43％，上升了61％。

由图7(a)可见，狗牙根‘tifway’在正常浇水情况下，随着时间的延长，处理与对照之间叶绿素没有显著差异，所测得的叶绿素含量在11.8mg/g-22.0mg/g之间。

由图7(b)可见，在干旱处理下，对照与处理的叶绿素含量均呈现下降趋势。从0d至20d，叶绿素含量下降了32％-66％。spss方差分析结果显示，从0d至15d，对照与处理之间叶绿素含量均没有显著差异，直到干旱的第20d，对照与两个处理之间的叶绿素含量出现显著差异(p<0.05)。第20d，肌肽处理比对照的叶绿素含量高93％，壳聚糖处理比对照的叶绿素含量高84.7％。肌肽和壳聚糖处理之间无显著差异。

由图8可见，随着干旱处理时间的延长，处理和对照的狗牙根‘tifway’叶片渗透势呈上升趋势。从干旱的0d至20d，对照狗牙根的渗透压从-0.03mpa上升到0.49mpa，肌肽处理从-0.01mpa上升到0.48mpa，壳聚糖处理从0.06mpa上升到0.52mpa。spss方差分析结果显示，从干旱的0d至20d，对照与处理之间无显著性差异。

由图9可见，正常情况下，在浇水的第20d，喷蒸馏水的狗牙根‘tifway’的h2o2浓度为0.354μmol/g，肌肽处理的h2o2浓度为0.293μmol/g，二者之间没有显著差异；壳聚糖处理的h2o2浓度为0.156μmol/g，显著低于对照(p<0.05)，且h2o2浓度比对照降低了56％。

在干旱第20d，喷蒸馏水的狗牙根‘tifway’的h2o2浓度为0.596μmol/g，肌肽处理的h2o2浓度0.286μmol/g，处理与对照之间有显著差异(p<0.05)，处理比对照的h2o2浓度降低了52％；在干旱第20d，壳聚糖处理的h2o2浓度为0.347μmol/g，处理与对照之间有显著差异(p<0.05)，处理比对照降低了42％。

由图10可见，正常情况下，在浇水的第20d，喷蒸馏水的狗牙根‘tifway’的cat活性为0.075nmol/min.mgpro，肌肽处理的cat活性为0.087nmol/min.mgpro，处理与对照之间无显著性差异；在浇水的第20d，壳聚糖处理的cat活性为0.106nmol/min.mgpro，处理与对照之间无显著性差异。

在干旱的第20d，喷蒸馏水的狗牙根‘tifway’的cat活性为0.037nmol/min.mgpro，肌肽处理的cat活性为0.065nmol/min.mgpro，处理与对照之间表现显著差异(p<0.05)，处理比对照的cat活性高出76％；在干旱的第20d，壳聚糖处理的cat活性为0.069nmol/min.mgpro，处理与对照之间表现显著差异(p<0.05)，处理比对照的cat活性高出86％。

由图11可见，正常情况下，在浇水的第20d，喷蒸馏水的狗牙根‘tifway’sod活性为8.24unit/mg.pro，肌肽处理的sod活性为8.52unit/mg.pro，处理与对照之间无显著性差异；在浇水的第20d，壳聚糖处理的sod活性为7.56unit/mg.pro，处理与对照之间无显著性差异。

在干旱第20d，喷蒸馏水的狗牙根‘tifway’sod活性为4.54unit/mg.pro，肌肽处理的sod活性为4.32unit/mg.pro，处理与对照之间无显著性差异；在干旱第20d，壳聚糖处理的sod活性为3.92unit/mg.pro，处理与对照之间无显著性差异。

由图12可见，正常情况下，在浇水的第20d，喷蒸馏水的狗牙根‘tifway’的pod活性为6.15nmol/min.mgpro，肌肽处理的pod活性为6.61nmol/min.mgpro，处理与对照之间无显著性差异；壳聚糖处理的pod活性为7.59nmol/min.mgpro，处理与对照之间无显著性差异。

在干旱第20d，喷蒸馏水的狗牙根‘tifway’的pod活性为2.59nmol/min.mgpro，肌肽处理的pod活性为5.15nmol/min.mgpro，处理与对照之间表现显著差异(p<0.05)，处理比对照的pod活性高出99％；壳聚糖处理的pod活性为4.27nmol/min.mgpro，处理与对照之间无显著差异。

由图13可见，正常情况下，在浇水的第20d，喷蒸馏水的狗牙根‘tifway’apx活性为2.14nmol/min.mgpro，肌肽处理的apx活性为2.18nmol/min.mgpro，处理与对照之间无显著性差异；在浇水的第20d，壳聚糖处理的apx活性为1.99nmol/min.mgpro，处理与对照之间无显著性差异。

在干旱第20d，喷蒸馏水的狗牙根‘tifway’apx活性为2.38nmol/min.mgpro，肌肽处理的apx活性为2.24nmol/min.mgpro，处理与对照之间无显著性差异；在干旱的第20d，壳聚糖处理的apx活性为1.94nmol/min.mgpro，处理与对照之间无显著性差异。

由图14可见，正常情况下，在浇水的第20d，喷蒸馏水的狗牙根‘tifway’的mda含量为21.17μmol/gfw，肌肽处理的mda含量为23.03μmol/gfw，处理与对照之间无显著性差异；壳聚糖处理的mda含量为23.60μmol/gfw，处理与对照之间无显著性差异。

在干旱的第20d，喷蒸馏水的狗牙根‘tifway’的mda含量为52.9μmol/gfw，肌肽处理的mda含量为29.7μmol/gfw，处理与对照之间表现显著差异(p<0.05)，处理比对照的mda含量降低了44％；壳聚糖处理的mda含量为35.3μmol/gfw，处理与对照之间表现显著差异(p<0.05)，处理比对照的mda含量降低了33％。