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本文旨在研究外源稀土铈对草坪植物黑麦草与高羊茅的抗旱生理生态作用,通过利用光合仪(LI-6400)、电感耦合等离子发射光谱仪(ICP-AES)等仪器及现代生物学技术与方法,较为系统地研究了两种草坪植物的种子活力、保护酶活性、光合特征及矿质元素的吸收等生理生态特征,结果表明:
(1)利用稀土铈溶液浸种,能明显促进黑麦草与高羊茅的萌发及初期生长,最适宜的浓度范围为200~300 mg/L,在此浓度范围内黑麦草与高羊茅的发芽指数、种子活力都明显增加,生物量,根系生长情况及叶绿素含量都明显优于对照。
(2)在培养基质中施加外源稀土铈同样能明显促进草坪植物的萌发及初期生长,在实验设置浓度范围内,以400mg·Kg<-1>时效果最好,在此浓度下,黑麦草与高羊茅种子活力、发芽指数都明显高于对照。而且施加稀土铈后,草坪植物的根长、须根数、根重及根冠比也都高于对照。
(3)在培养基质施加稀土铈能增加草坪植物的抗旱性,稀土铈浓度为500mg·Kg<-1>左右时,黑麦草与高羊茅的抗氧化酶活性,如SOD、POD、CAT等,都明显的增加;渗透性物质脯氨酸含量也明显增加;膜脂过氧化产物MDA含量明显下降;草坪植物叶片水势在各水分条件下变化不大。此外,稀土铈能明显增加草坪植物的光合作用及水分利用效率,缓解干旱胁迫造成的负面影响。经稀土铈处理后,草坪植物形根冠比、光合速率、水分利用效率、叶绿素含量以及与光合作用相关的气孔导度,随着干旱程度的增加,下降幅度明显小于对照。
(4)稀土铈明显促进草坪植物对矿质元素的吸收。300 mg/L、600 mg/L浓度的稀土铈叶面施肥,增加了草坪植物体内钾、钙、镁、磷等大量元素的含量,微量元素锰和锌的含量也明显高于对照。植物体内的矿质元素含量的增加,对于植物细胞提高渗透压调节的能力,保持细胞水分,提高植物抗旱能力具有重要意义。
(5)干旱胁迫造成了草坪植物Fv/Fm、Fv’/Fm’、фPSⅡ、ETR等叶绿素荧光参数的下降,光化学淬灭和非光化学淬灭也有不同程度的降低。而稀土铈则能增加草坪植物的叶绿素荧光参数的数值,使其在干旱胁迫下的下降幅度减小,缓解干旱胁迫对光系统Ⅱ的破坏作用。