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草坪草生长发育的促控技术
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不论冷地型或暖地型草坪草,每个草种具有不同的优缺点。利用各种方法和措施(包括化学方法、物理方法及常规的田间养护管理等各项综合性措施)使之向更加符合人类需求的方向发展,可使草到更好的质量标准。
化学方法中,应用最普遍的是植物生长调节剂。植物生长调节剂与植物激素密切有关。首先应把植物激素的概念加以明确。草坪草与其他禾本科植物一样,必须经过种子萌发、分蘖、抽穗、开花、结实(颖果)、成熟和衰老等几个生长发育阶段。这些阶段除了受外界环境条件的影响和内部的遗传因素(基因)的控制外,对植物体内几乎全部的生理活动起着调节控制作用的就是植物激素。因此,可以得出下面结论,如果没有发现植物激素,植物生长调节剂的发展和应用就不可能成为事实。植物激素是植物体内的一种化学信使,它们在一定的部位合成不仅能够就地发挥作用。还能运输到其他的作用部,在该部位起调节生长发育的作用。有关科学研究和生产单位研制和出售的生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯均属于植物激素,统称内源激素。植物激素是植物体内合成的代谢物质,不同于一般的酶系统、有机酸和维生素。植物激素在单个植物体中,含量虽然极微,但具有重要的生理功能。自从发现生长素以后,科学工作者不仅努力揭示它们调节植物生长发育的规律,更重要的是研究如何进一步有效地控制植物的生命活动,使之为人类服务。在模拟天然激素的研究中,合成了许多具有调节控制植物生长发育的化合物。这些化合物不同于农药或化肥它们分子量不大,施用量很少,但都具有促进、抑制或以其他方式改变植物某一生理过程的功能。人工合成的、具有生理活性的物质统称为植物生长调节剂。草坪上应用的生长调节剂有生长促进剂和生长延缓剂。
(一)生长促进剂赤霉素
在细胞伸长中,生长素是直接的调节物质,赤霉素对细胞伸长的作用是通过生长素而起作用,其过程如下:赤霉素促进蛋白酶 蛋白质 色氨酸 生长素 细胞伸长。
我国华北地区由于受气候等自然因子的限制,主要草坪草野牛草,秋季枯黄早,春季返青迟,全年的绿色期较短。为了延长其绿色期,北京园林科研所曾进行野牛草草坪喷施赤霉素试验。赤霉素的性能、机理及作用如下:
赤霉素(GA3,赤霉素3),又名赤霉素(Berelex.Activol)分子式C19H22O6,分子量346.4。赤霉素微溶于水,易溶于乙醇及丙酮。配制方法与生长素相同。同系物钾盐、钠盐、铵盐可直接溶于水。结晶状态在室内存放稳定,为酸性化合物,氢离子浓度100~1000mmol/L(PH3~4)时最稳定,配制成乙醇溶液后会缓慢地水解,因此需现用,加热后易降解。
天然的赤霉素类化合物已经发现的有70多种。在生产实践中广泛应用的只有赤霉素。赤霉素对草坪主要作用是,促进细胞伸长及代替低温打破休眠期等。根据试验结果,50mg/L、100mg/L及200mg/L赤霉素喷施在草坪上。可使野牛草绿色期延长10~15天。配1000mg/L溶液,即称取1g药剂配成1000ml水溶剂。赤霉素不是万灵药,必须与养护管理措施相结合,喷施之前应进行剪草、施追肥等日常必要的管理措施。喷施的季节,华北地区以8月下旬为最好,喷施后野牛草草坪色泽比没有喷施更加浓绿,叶片上毛的数量有增加,气孔处在关闭状态,有利于减少蒸腾。
生长促进剂除赤霉素外,还有吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA)等生长素类。生长素能促进细胞内脱氧核糖核酸、核糖核酸与蛋白质的合成,特别是促进细胞的有丝分裂。根据生长素类物质有低浓度促进,高浓度抑制的特性,这类化合物的不同反应,往往与处理时植物年龄有关,也就是与植物体内秘存在的内源生长素的含量有关。因此喷施之前必须了解和掌握内源生长素情况,以便收到事半功倍的效果。还有玉米素(Zeatin)、激动素(K.T)、苄基嘌呤(6-BA)、多氯苯甲酸(PBA)等细胞分裂素类也属于植物生长促进剂。细胞分裂素类为碱性化合物,难溶于水。配制时先将称取的结晶,完全溶解在少量浓盐酸中,然后将盐酸溶液稀释到一定量的水中。细胞分裂素对绿体的生物合成着重要作用。在光的作用下细胞分裂素促进叶片中羧化酶的合成,调节叶绿体的分化和大小以及叶绿素的合成。因此细胞分裂素能控制叶片衰老,延长叶片的同化能力。根据上述细胞分裂素类对植物所起的作用,从事划坪草科学研究的工作者,可以使用不同浓度的这类化合物对草坪草光合作用、气孔开放、叶绿素合成及延长叶片绿色期等方面进行试验研究,到目前为止,公开发行的学术性期刊上还未风有报道。
(二)生长延缓剂多效唑及丁酰肼
多效唑又名氯丁唑(Paclobutrazol),分子式C15 H20N3OCI,分子量293.5。多效唑为白色结晶,难溶于水,可溶于氯仿、二氯甲烷等极性有机溶剂,国产商品含量95%左右,为淡褐色粉剂,可溶于水,稍有杂质沉淀。一般适于采用土壤浇灌,药效长,活性较高,是草坪绿地有潜力的矮化剂。
植物生长延缓剂能提高抗旱性,除了形态上表现出地上部分减少,地下部分增加外,叶片上毛的数量也有增加。抗旱的植物有较高的光合效率,这与生长延缓剂提高内源细胞分裂素的水平有关,使细胞内糖含量增加,水分的利用系数加大。生长延缓剂能促进内源脱酸的含量增加,使叶片气孔关闭,有利于减少蒸腾。
植物生长延缓剂多效唑应用于草坪上,可促使草坪草叶色浓绿,叶片加厚,根系生长发达,它还能促使生理性矮化,而不损伤植物的顶端分生组织,也不影响植物的生长发育过程。
90年代初期,北京农林科学院在草地早熟禾(Poa pratensis)菲尔金、(Fylking)草坪上做了喷施多效唑试验,浓度为35mg/㎡、105mg/㎡及210mg/㎡,并设对照。处理前进行修剪,留茬7cm。喷施行后的叶丛高度列入表48。
由试验数据可以看出,7月6日对草地早熟禾‘菲尔金’进行多效唑处理,10周后(9月15日)210mg/m2组的叶丛高度仍控制在16cm以下,可以证实多效唑所起的矮化作用。多效唑抑抑制草坪草生长,使叶丛变矮以及叶色变浓绿,均可起到节约施氮肥的作用,也节省了草坪养护管理中施肥的劳力。同时由于叶丛低矮,可减少剪草的养护管理费用。
喷施多效唑后,除上述效果外,还可使草坪草叶片变窄变小,质地更加鲜柔美观,提高观赏价值和绿化效果。值得引起重视的是多效唑还能提高草坪草的抗病性及对二氧化硫的抗性。
杭州植物园以多年生黑麦草(Lolium Perenne)‘弗连德’(Fred)、苇状羊茅(Festuca arundinacea)‘埃雷(Era)和草地早熟禾(Poa pratensis)‘梅里特’(Merit)的幼苗为试验材料,喷施7.5、15、30、60、120、240、480mg/L不同浓度的多效唑,目的在于观察是否对这些草坪草幼苗生长起抑制作用。试验结果列入表49。
从表49试验数据可以归纳为下列情况:
多年生黑麦草‘弗连德’幼苗的株高随多效唑浸种浓度增大而减低,二者间呈显著或极显著的线性负相关。
草地早熟禾‘梅里特’幼苗株高受多效唑浸种浓度的影响与多年生黑麦草‘弗里德’相似。此外,其株高还受多效唑浸种的时间的影响。浸种时间长(24h)对幼苗株高的抑制效应比浸种时间短(4h)的要强,且持续时间长。4次观测结果都表明,60mg/L多效唑浸种24h处理的幼苗株高与480mg/L多效唑浸种4h处理的幼苗株高为同一等级,即两个处理对株高的抑制效应持同一水准。第4次观测株高时(播后54天),15、30、60、120mg/L浸种4h处理的幼苗株高均已超过对照,出现了“补偿生长”现象;此时,15、30、60mg/L浸种24h处理的幼苗株高却仍都低于对照,幼苗株高和多效唑浸种浓度间仍呈极显著的线性负相关。
苇状羊茅‘埃雷’凡经多效唑浸种处理的幼苗株高增长都比对照缓慢,但其株高与多效唑浸种浓度间的线性负相关性不显著(a≤0.01)。处理之间的差异在播后24天时不显著,播后34、44天时,高浓度(240、480mg/L)处理的幼苗株高与低浓度(15~120mg/L)处理间的差异均极显著(a≤0.01)。
由上述结论可以看出,多效唑对3种草坪的矮化作用十分显著。矮化可以减少养护管理中的剪草次数,节省劳力,降低养护费用。
植物生长延缓剂除多效唑外,还有乙烯利(Ethrel)、脱落酸(ABA)、嘧啶醇(Ancymidol)、矮壮素(CCC)、丁酰肼(B9)、缩节胺(Pix)及调节膦(Krenite)等。利用植物生长延缓剂还可控制植物的内源激素的合成、代谢或激素间的比例,改变同化产物的分配等,达到调节植物生长发育的目的,上述植物生长延缓剂中,草坪科技工作者可采用不同浓度(1000mg/L、2000mg/L、3000mg/L或4000mg/L)的丁酰肼(B9)对草坪草进行试验。丁酰肼能提高草坪草的抗旱能力,抑制地上部分生长,增加叶片上毛的数量,增加地下部分生长量,还能使叶片气孔关闭,以利于减少蒸腾。必须强调的是,丁酰肼还能提高某些植物对臭氧的抗性。
丁酰肼(B9)又名比久、B995、B-Nine、Alar-85、SADH、Daninozide、Aminozide,分子式C6H12N2O3。丁酰肼为琥珀类化合物,纯品为白色结晶,生产一般应用含量为95%的浅灰色粉末,易溶于水,也能溶于丙酮、甲醇。粉剂可贮存4年以上,配成液体后需当日使用。使用时通常为叶面喷施,由于叶片表面的角质层会影响药液吸收,可以加入0.1%中性洗衣粉或展着剂,以利于植物充分吸收,植物缓慢吸收后才能见效。植物外在干旱或受涝情况下应暂不喷施。丁酰肼遇碱时,会影响药效,不宜与其他药剂混合使用。
喷施植物生长促进剂赤霉素及植物生长延缓剂多效唑、丁酰肼时,均应注意以下事项:
(1)喷施前必须了解和掌握各种生长调节剂的不同性能,对症下药地施用。这些生长调节剂不是万应灵药,不能代替施肥、喷灌及剪草等日常养护管理作业。
(2)每一种植物生长调节剂初试时浓度可低些,浓度过高会产生相反效果。若初试效果不显著,可进行第二次喷施或提高浓度。通常喷施后2周就能看到效果。
(3)喷施效果与气温密切相关。一般多采用叶面喷施。气温过低叶面吸收缓慢;气温近高药液的水分容易蒸发,容易造成过量未被吸收的药剂沉淀在叶表面,对组织有害。为了使药液被叶片充分吸收,夏季最好在16:00以后或傍晚喷施,次日早晨的露水有助于药液被吸收。若喷施后4~6小时内降雨,必须重喷,因叶表面的药液大都被雨水冲刷掉。若采用浇灌土壤的方法,应注意不能浇水过多,以免药剂流失掉而影响药效。
(4)在草坪草盆栽试验中,应根据试验盆的大小严格掌握施用量,如多效唑矮化处理试验,直径9cm的盆每盆20mg为宜,直径20cm的盆则需40mg。一般需间隔2周后再喷一次,这样效果更加明显。
(5)有的草坪草叶片上有毛(如野牛草),配制时应加入适量的表面活性剂吐温 -20,或0.2%中性洗涤剂,有助于药液吸附在叶表面,使叶片充分吸收。
(6)使用药剂的容器一定要清洗干净,若容器内留有其他农药残余物,会使效果不明显,甚至产生相反结果。容器内也不能残留碱性药液,丁酰肼等遇到碱性药液后会丧失药效,致使事倍功半,甚至产生不良结果。
(7)若企图混合两种以上的药剂进行喷施,或与其他农药混用,必须预先了解和掌握它们的性能和氢离子浓度。乙烯利、乙酰肼等不宜与其他药液混合使用。
(8)施用之前,应注意商品包装的说明及其效浓度。例如,乙烯利含量为25%,配制溶液时必须增加75%才能成为100%,若配制过程中错误地将25%浓度当作100%来施用,喷施后其效果不明显或无效果。
(9)配制药液应做到随配随喷,一次性喷完,切忌把未喷完的药剂隔一段时间继续喷,特别是气温高的夏季容易发霉、变质、致使药效完全丧失。