陳旭兵 王兆龍

摘要：研究了添加不同比例AXIS硅藻土的坪床對雜交狗牙根草坪耐旱能力的影響。結果表明，與純砂對照相比，添加5%，10%和15%的AXIS硅藻土能夠提高干旱脅迫條件下草坪的生長速率、葉片的光化學效率、葉綠素含量、葉片的相對含水量，維持較低的葉片電導率，而且其改善效應隨添加比例的增加而提高。添加硅藻土后草坪耐旱性能的提高可能與根際層土壤能夠維持較高的含水量以及較大的根系生物量有關。

關鍵詞：硅藻土；狗牙根；耐旱性；根系生物量

中圖分類號：G 849.3；S 156.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-5500（2013）05-0006-05

收稿日期：2013-08-28； 修回日期：2013-10-10

基金項目：國家農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化項目（2011GB236 00007）；上海市科委重大科技攻關項目（11231200900）資助

作者簡介：陳旭兵（1986-），男，四川射洪人，碩士研究生，主要從事運動草坪基質(zhì)改良方面的研究。

E-mail：691423703@qq.com

運動草坪與綠化草坪不同，需要耐受高強度的運動踐踏，而運動踐踏會造成草坪根際層土壤的嚴重壓實[1]，并發(fā)生土壤板結現(xiàn)象，一旦土壤板結，就會導致土壤嚴重缺氧，草坪根系因厭氧呼吸而中毒，草坪退化、甚至死亡[2]。為了維持運動草坪的抗板結性能，要求以高規(guī)格的中粗砂為根際層土壤材料[3]，雖然這樣的砂質(zhì)土壤抗板結能力強，水分滲透速度快，但砂粒對水分和養(yǎng)分的吸持能力都極差[4]，需要頻繁地補充水分和營養(yǎng)才能維持草坪正常生長的需求。為了改善砂質(zhì)坪床對水分和養(yǎng)分的吸持能力，一般需要添加一些對水分和養(yǎng)分吸持能力強的土壤改良物質(zhì)[5-7]。硅藻土是硅藻細胞壁經(jīng)過長期礦化而形成的天然礦物，具有天然的多孔結構，對水分和養(yǎng)分的吸持能力極強，是理想的砂質(zhì)坪床土壤的改良物質(zhì)。雖然國內(nèi)外對硅藻土的理化性狀研究相對較多，但在添加硅藻土對草坪耐旱能力方面的研究尚未見報道。本文分析了添加不同比例的AXIS硅藻土對狗牙根草坪耐旱能力各項生理指標的影響，為體育運動場地坪床的建造提供科學依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試材料

AXIS硅藻土由利友精化（寧波）有限公司提供，供試砂樣取自上海虹橋高爾夫球場果嶺用砂，粒徑分布比例見表1。

1.2 試驗設計

試驗為完全隨機區(qū)組設計，設5個處理，分別為：在砂樣中添加0、5%、10%和15%（體積比）比例的AXIS硅藻土的4個干旱處理，1個100%純砂的正常灌溉對照，重復4次。將混合均勻的不同比例根際層土壤填裝在內(nèi)徑15 cm、高度40 cm的PVC栽培容器中，容器底部用4層尼龍紗網(wǎng)封口，放置在托盤中。試驗草種選用雜交狗牙根（Cynodon dactylon×C.transvaalensis）品種Tifway，用草莖種植，完全成坪后30 d進行干旱試驗。添加AXIS處理在25 d內(nèi)不澆水，每隔5 d測定1次各指標，對照每天按常規(guī)灌水。試驗在人工氣候室中進行，溫度設置為30 ℃/25 ℃（晝/夜），相對濕度50%，光照時間為14 h/d。

1.3 測試項目及方法

1.3.1 草坪生長速度測定 每隔5 d對草坪修剪1次，修剪高度固定在5 cm，收集修剪的草屑，稱干重，以草屑量作為草坪的生長速度。

表1 供試砂樣的粒徑檢測

Table 1 The particle size distribution of tested sand

粒徑/mm檢測結果USGA果嶺用砂標準2～3.2-1～21.9 %不能超過總量的10%，其中，小礫石的最大量不能超過3%，最好沒有0.5～128.9 %0.25～0.559.3 %至少要達到總量的60%以上0.15～0.257.6 %不能超過總量的20%0.05～0.151.7 %<0.050.6 %0.05～0.15 mm 部分<5%；<0.05 mm 部分要求<8%；二者之和不能超過總量的10%1.3.2 葉片光化學效率（Fv/Fm）、相對電導率、葉綠素含量、相對含水量的測定 葉片PSII的光化學效率（Fv/Fm）用便攜式葉綠素熒光儀PAM22000測定[8]，測定前暗處理30 min。取新鮮葉片切成5 mm長的葉段，去離子水沖洗干凈后放入試管中，加去離子水15 mL，封口震蕩浸提2 h后測定初始電導率（C1），然后將試管于沸水浴中煮沸20 min，震蕩冷卻12 h后測定最大電導率（C2）。

相對電導率=（C1/C2）× 100%

用二甲基亞砜抽提葉片中的葉綠素[9]，分別在分光光度計上測定OD663 nm和OD645 nm，按Arnon法[10]計算葉片中總的葉綠素含量。

相對含水量（RWC）= （FW-DW）/（TW-DW）×100%

式中：FW為葉片鮮重，DW為葉片干重，TW為葉片吸足水分后的重量。

1.3.3 根系生物量測定 試驗結束后，小心取出草坪根系，洗凈后烘干稱重。

1.3.4 土壤含水量測定 干旱試驗結束后，取土壤樣品烘干稱重，計算土壤的含水量。

2 結果與分析

2.1 硅藻土對狗牙根生長速度的影響

草坪的生長速度隨著干旱脅迫的加深呈逐漸下降的趨勢（圖1），沒有添加AXIS的草坪生長速度下降最快，在干旱5 d時已顯著低于其他處理（P<0.05），在干旱10 d時，生長速度已下降到零。添加不同AXIS比例的處理在干旱5 d和10 d的生長速度較對照均顯著增加，但到干旱15 d后，生長速度也都下降到零。正常灌溉的對照，生長速度變化不明顯。

2.2 土壤改良劑對狗牙根葉片光化學效率的影響

草坪葉片的光化學效率隨著干旱脅迫的加深呈逐

圖1 不同AXIS比例下草坪的生長速度

Fig.1 Effects of different Axis rates on turfgrass

growth rate

漸下降的趨勢（圖2），沒有添加AXIS的處理光化學效率下降最快，在干旱15 d后已顯著低于其他處理。不同AXIS添加比例的處理在干旱20 d前相互之間的差異不顯著，干旱25 d時明顯表現(xiàn)出隨著AXIS添加比例的增加，光化學效率下降幅度減小。正常灌溉的對照，光化學效率變化不明顯。

圖2 不同AXIS比例下草坪的光化學效率

Fig.2 Effects of different Axis rates on turfgrass

photochemical efficiency

2.3 土壤改良劑對狗牙根葉片電導率的影響

草坪葉片的電導率隨著干旱脅迫的加深呈逐漸上升的趨勢（圖3），沒有添加AXIS的處理電導率上升最快，在干旱10 d后已顯著高于其他處理。添加AXIS的3個處理的電導率在干旱10 d后均顯著低于沒有添加的處理，且隨著AXIS添加比例的增加，電導率上升幅度減小。正常灌溉的對照，電導率變化不明顯。

圖3 不同AXIS比例對草坪葉片電導率的影響

Fig.3 Effects of different Axis rates on electrolyte

leakage of turfgrass leaf

2.4 土壤改良劑對狗牙根葉片葉綠素含量的影響

草坪葉片葉綠素含量隨著干旱脅迫的加深呈逐漸下降的趨勢（圖4），沒有添加AXIS的處理葉綠素含量下降最快，在干旱15 d后已顯著低于其他處理。添加AXIS的3個處理的葉綠素含量在干旱15 d后均顯著高于沒有添加的處理，且隨著AXIS添加比例的增加，葉綠素含量下降幅度減小。正常灌溉的對照，葉綠素含量變化不明顯。

圖4 不同AXIS比例下草坪葉片的葉綠素含量

Fig.4 Effects of different Axis rates on chlorophyll

content in leaf

2.5 土壤改良劑對狗牙根葉片相對含水量的影響

草坪葉片相對含水量隨著干旱脅迫的加深呈逐漸下降的趨勢（圖5），沒有添加AXIS的處理葉片相對含水量下降最快，在干旱10 d后已顯著低于其他處理。添加AXIS的3個處理的葉片相對含水量在干旱10 d后均顯著高于沒有添加的處理，且隨著AXIS添加比

圖5 不同AXIS比例下草坪葉片的相對含水量

Fig.5 Effects of different Axis rates on relative

water content in leaf

例的增加，葉片相對含水量下降幅度減小。正常灌溉的對照，葉片相對含水量變化不明顯。

2.6 土壤改良劑對狗牙根根系生物量的影響

沒有添加AXIS處理的根系生物量最低，即使正常灌溉，其根系生物量也顯著低于添加AXIS的處理（圖6）。3個添加AXIS處理的根系生物量顯著高于不添加的純砂對照（P<0.05），且隨著AXIS添加比例的增加，根系生物量呈現(xiàn)明顯增加的趨勢。

圖6 不同AXIS比例下草坪的根量

Fig.6 Effects of different Axis rates on root biomass

圖7 不同AXIS比例下土壤的含水量

Fig.7 Effects of different Axis rates on soil moisture

2.7 添加AXIS對土壤含水量的影響

干旱處理25 d后，根際層土壤的含水量已極低，沒有添加AXIS處理的土壤含水量最低，添加5%AXIS處理的土壤含水量略高，而添加10%和15%AXIS的處理，其土壤含水量顯著高于沒有添加的對照。

3 討論與結論

前人的研究表明，一些土壤改良劑能夠顯著改善草坪根際層土壤的物理、化學性狀，從而促進草坪的生長[5-7]。研究中無論干旱或正常灌溉，添加5%、10%、15%的AXIS硅藻土處理的狗牙根草坪根系生物量均有明顯的增加，說明添加硅藻土后根際層土壤有利于草坪根系的生長，前人的研究也表明了添加土壤改良劑后能夠顯著改善草坪的生長[11-13]。有研究已將葉片的光化學效率、葉綠素含量、葉片相對含水量、電導率等作為草坪的耐旱生理指標[14，15]，而草坪的生長速率對干旱脅迫的響應則更為迅速[16]。從干旱脅迫條件下狗牙根的生長速率、葉片光化學效率、葉綠素含量、相對含水量和電導率等指標來看，添加AXIS硅藻土處理的耐旱能力均顯著高于純砂對照，其耐旱能力的改善效應則隨AXIS添加比例的增加而提高，說明草坪耐旱能力的提高與AXIS添加后根際層土壤物理化學性質(zhì)的改善有直接關系。干旱試驗結束后根際層土壤的含水量也表明，添加AXIS后土壤的持水能力得到了顯著提高，草坪耐旱能力的提高應該與其干旱脅迫時土壤失水量較少有關。

綜上所述，添加5%，10%和15%的AXIS硅藻土均能夠有效地提高狗牙根草坪的耐旱能力，且其耐旱能力的提高程度與其添加量相關，硅藻土對草坪耐旱性能的提高，可能與根際層土壤能夠維持較高的含水量以及較大的根系生物量有關。

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Effects of AXIS diatomite on drought tolerance

of bermudagrass

CHEN Xu-bing，WANG Zhao-long

（College of Agriculture and Biology，Shanghai Jiaotong University，Shanghai 200240，China）

Abstract：The water holding capacity of soil in root zone of sport turf could be improved by adding diatomite into the sand in turf bed.This study was conducted to evaluate the improvement of drought tolerance of bermudagrass by adding diatomite in different rates.The results showed that the growth rate，phytochemical efficiency，chlorophyll content，leaf relative water content could be increased by adding 5%，10% and 15% of diatomite into the sand in root zone and maintained the lower electrolyte leakage compared to the pure sand control under drought stress.The improvement of drought tolerance was correlated to the application rate of diatomite.These results indicated that the improvement of drought tolerance by adding diatomite could result from the higher soil water content and the large root biomass under the drought stress.

Key words： diatomite；bermudagrass；drought tolerance；root biomass