除草劑‘禾耐斯’對‘蘭引3號’結縷草交播草坪春季轉換的影響

許 正， 徐 倩， 劉明稀， 向佐湘

(湖南農業大學農學院， 湖南 長沙 410128)

近年來，隨著我國經濟的發展和人們生活水平的提高，高檔常綠草坪越來越受人們的喜愛。湖南位于亞熱帶季風區，地處草坪過渡帶氣候，綠化草坪主要為暖季型草坪草，其中‘蘭引3號’結縷草(Zoysiajaponica‘Lantai No.3’)以其抗性強、草坪質量高和養護成本低等優點成為了湖南地區草坪的主導品種，約占湖南地區綠化草坪面積的40%以上。但‘蘭引3號’結縷草每年的綠色期只有250 d左右，在11月中旬-2月下旬有一段長達115 d左右的冬季枯黃期[1]，無法提供綠色景觀，導致草坪的景觀效果和草坪質量都處于較差狀態。因此需要通過秋季交播冷季型草坪草才能達到草坪常綠的目的[2-3]。而冷暖季型草坪草在交播過程中會相互影響，產生競爭，大大增加了常綠草坪建植與管理難度[4]，且湖南地區春夏之交長期陰雨低溫，冷季型草坪草處于優勢狀態，很難及時死亡，密集的冷季型草坪草覆蓋在暖季型草坪草之上，使得暖季型草坪草生存空間受到擠壓、難以返青，從而嚴重影響了交播草坪的質量乃至造成交播草坪轉換的失敗[5]。目前生產上，狗牙根(cynodondactlon[Linn.]pers)、雜交狗牙根(cynodontransvalensis)生長快，春季恢復快，交播較易成功[6-7]，而‘蘭引3號’結縷草生長較慢，春季轉換效果差。因此春季能否平穩轉換是‘蘭引3號’結縷草交播建植常綠草坪是否成功的關鍵[8]。

影響交播草坪是否能夠在春季進行平穩轉換的因素有很多，包括秋季草坪草的播種量、草坪修剪高度、草坪的施肥與管理以及當地氣候等[6]。目前，有些草坪管理者通過增加冷季型草坪草的播種量和提前交播時間來營造冬季的完美綠色景觀，但常常導致來年春夏之際暖季型草坪草返青困難，草坪出現大量裸斑，造成交播草坪的失敗。因此春季必須采用綜合措施[9]抑制冷季型草坪草生長，保證暖季型草坪草正常返綠[10-11]。

生產實踐中常通過高頻率低修剪、疏草、打孔加沙等物理措施來抑制交播草坪中冷季型草坪草生長，促進暖季型草坪草恢復[12-13]，但僅靠物理措施對‘蘭引3號’結縷草春季轉換效果不佳。近年來化學藥劑(主要包括生長抑制劑和除草劑兩類)逐漸應用到交播草坪的轉換過程中[14-16]，其原理是利用冷、暖季型草坪草對化學藥劑的敏感性不同或接觸量不同達到抑制冷季型草坪草生長、促進交播草坪平穩轉換的目的。一般冷季型草坪草對化學藥劑敏感而暖季型草坪草則比較遲鈍。

本試驗通過對湖南地區常用的‘蘭引3號’結縷草交播草坪噴施不同濃度‘禾耐斯’除草劑，研究其對結縷草和多年生黑麥草生長的影響，篩選能夠促進交播草坪春季順利轉換的最適濃度，并探討噴施‘禾耐斯’除草劑引起不同類型草坪草生長差異的生理響應機制，為交播草坪春季順利轉換提供新的途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在湖南農業大學西田徑場草業科學系基地(111°53′～114°15′ E，27°51′～28°41′ N)進行，該基地屬亞熱帶季風性濕潤氣候，夏季高溫高濕，冬季低溫干燥，季節溫差大。全年平均氣溫16.8℃～17.2℃。年平均降水量1 200 mm～1 700 mm，年均無霜期為279 d。場地為全沙配方土壤，土壤pH值約為7.5，配備有完善的排水噴灌系統，場地平整，草坪質量高。

1.2 試驗材料

本試驗選用‘蘭引3號’結縷草草坪，草坪有完善排水噴灌系統，草坪質量高，交播冷季型草種為多年生黑麥草，品種為‘麥迪’(Loliumperenne‘Mc Grady’,丹麥產)，均由湖南農業大學草業科學系提供，‘禾耐斯’除草劑由南通江山農藥化工股份有限公司提供。

1.3 試驗設計

試驗設對照(CK)、A(1 000 mg·L-1)、B(1 500 mg·L-1)、C(2 000 mg·L-1)、D(2 500 mg·L-1)和E(3 000 mg·L-1) 6個‘禾耐斯’除草劑的濃度處理，隨機區組排列，每個處理3次重復，小區面積2.0 m×2.0 m計4.0 m2，共計18個小區，每個小區間隔0.5 m。

交播多年生黑麥草(Loliumperenne)的時間為2019年9月20日，按照20 g·m-2的播種量分區播種。水肥管理為每兩個月施一次復合肥，復合肥氮、磷、鉀含量配比為15-15-15，施用量為15 g·m-2，根據降雨情況適當打開噴灌澆水。試驗開始前于2020年4月25日修剪，修剪高度為2.5 cm，采用容量為1 000 mL的手持式噴壺按照試驗設計濃度噴施藥劑，噴施藥劑直到草坪草葉片滴水為止，后期進行正常養護管理。

1.4 測定指標

歸一化植被指數(Normalized difference vegetation index，NDVI)與綠色指數(Grass index,GI)采用手持式TCM500草坪色彩儀(SPECTRUM，美國)測定。草坪密度采用改裝過的土壤取樣器進行取樣，將多年生黑麥草、‘蘭引3號’結縷草分開并且清洗干凈后，記錄分枝數[17]。

草坪草生理指標測定：丙二醛(Malondialdehyde，MDA)含量采用硫代巴比妥酸法測定[18]。超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)活性采用氮藍四唑還原法測定[19]。相對電導率采用電導儀法測定[20]。葉綠素含量采用乙醇提取比色法測定[21]。

各指標均在噴施‘禾耐斯’一周后開始測定，一周測一次，共測6次。

1.5 數據處理

采用Microsoft Excel 2016軟件制圖，采用SPSS 25.0數據統計軟件對不同‘禾耐斯’濃度處理下‘蘭引3號’結縷草交播草坪的NDVI、綠色指數及冷暖季型草坪草的密度進行單因素方差分析(One-way ANOVA),P<0.05為差異顯著性判斷標準。

2 結果與分析

2.1 不同濃度‘禾耐斯’處理對‘蘭引3號’結縷草交播草坪春季轉換的影響

2.1.1不同濃度‘禾耐斯’處理對交播草坪NDVI的影響 NDVI指數主要用來檢測植被生長狀態、植被覆蓋度等，其值范圍為-1≤NDVI≤1，值越大反映出植被覆蓋度越高并且植被生長狀態良好，一般認為NDVI≥0.700表示草坪質量良好。

由表1可知，噴施‘禾耐斯’一周后，草坪NDVI大小排序為CK>A>B>C>D>E，處理組草坪的NDVI均低于0.700，除處理A外，其余處理組均顯著低于對照組(P<0.05)。5月24日前，隨著施藥濃度和時間的增加，處理組NDVI逐漸下降，草坪質量也隨之下降(<0.700)，而對照組變化不大，草坪質量一直保持良好狀態(>0.700)。5月17日后，處理組NDVI逐漸上升，草坪質量逐漸提高，而對照組NDVI逐漸下降，且草坪質量逐漸變差(<0.700)。在6月7日，處理組的NDVI均顯著高于對照組(P<0.05)。其中，D，E處理組的NDVI一直顯著低于其它處理組，說明D,E處理組的施藥濃度過高，抑制多年生黑麥草生長的同時，對‘蘭引3號’結縷草返青也有一定的負作用；B和C處理組的NDVI在6月7日分別達到了0.758和0.774，與其他處理組相比，B和C處理組草坪轉換效果更好。

表1 不同濃度的‘禾耐斯’處理對交播草坪NDVI的影響Table 1 Effect of different concentrations of ‘Henace’treatment on the NDVI of overseeding turfgrass

2.1.2不同濃度‘禾耐斯’處理對交播草坪綠色指數的影響 綠色指數能反映植物葉綠素含量的高低，且與葉綠素含量成正比。該值大小在1.00到9.00之間，數值越大，代表草坪質量越高，綠色指數≥3.000時，表示草坪質量良好。

如表2所示，草坪綠色指數的變化規律與NDVI指數基本一致。噴施‘禾耐斯’一周后，不同處理組草坪的綠色指數由大到小依次為CK>A>B>C>D>E，除處理A外，各處理組交播常綠草坪的綠色指數均顯著低于對照組(P<0.05)。在5月24日前，各處理組隨著施藥濃度和時間的增加，綠色指數逐漸下降，而對照組變化不大。在5月24日后則情況相反，除低濃度的處理A外，各處理組隨著施藥時間的增加，綠色指數逐漸上升，而對照組則逐漸下降。在5月10日后，隨著藥劑的持續影響，D，E處理組綠色指數均顯著低于其它處理組。B和C處理組的綠色指數在6月7日分別為3.012和3.028,表明B和C處理組草坪轉換效果最好。

表2 不同濃度的‘禾耐斯’處理對交播常綠草坪綠色指數的影響Table 2 Effect of different concentrations of ‘Henace’ on the Green Index of overseeding turfgrass

2.1.3不同濃度‘禾耐斯’處理對多年生黑麥草密度的影響 由表3可知，噴施‘禾耐斯’除草劑顯著降低了多年生黑麥草的密度。同一取樣時間點，各處理組多年生黑麥草密度均顯著低于對照組(P<0.05),且噴施‘禾耐斯’濃度越高，多年生黑麥草的密度越低。5月17日之后，由于氣候原因，對照組的黑麥草密度也有所下降，但其下降速度明顯低于處理組。6月7日,除A處理組仍有少量黑麥草殘留外，其余處理組的黑麥草密度均降為0，而對照組仍有2.78枝·dm-2。

表3 不同濃度‘禾耐斯’處理對多年生黑麥草密度的影響Table 3 Effect of different concentrations of ‘Henace’ on the density of Lolium perenne/branches·dm-2

2.1.4不同濃度‘禾耐斯’處理對‘蘭引3號’結縷草密度的影響 由表4可知，無論是否噴施‘禾耐斯’，隨著季節的變化、氣溫逐漸升高，‘蘭引3號’結縷草的密度均逐漸上升，但縱觀整個觀測期,‘禾耐斯’處理組的上升幅度更大，尤其是B，C處理組。不過，在觀測初期，D，E處理組的結縷草密度比對照組稍低，說明高濃度“禾耐斯”對蘭引3號’結縷草的生長有抑制作用。但在5月24日后，各處理組‘蘭引3號’結縷草密度均顯著高于對照組(P<0.05)，并一直維持到觀測期結束。其中6月7日B和C處理組‘蘭引3號’結縷草密分別為112.22枝·dm-2和117.44枝·dm-2，達到最適密度，表明草坪草已轉換為‘蘭引3號’結縷草草坪狀態(草坪最適密度為100.00～300.00枝·dm-2)。

表4 不同濃度‘禾耐斯’處理對‘蘭引3號’結縷草密度的影響Table 4 Effect of different concentrations of ‘Henace’ treatment on the density of Zoysia japonica ‘Lantai No.3’/branches·dm-2

2.2 交播草坪中冷暖季型草坪草對‘禾耐斯’的生理響應機制

2.2.1‘禾耐斯’對草坪草MDA含量的影響 由圖1可知，噴施‘禾耐斯’后，隨著處理時間的延長，各處理組的多年生黑麥草MDA含量逐步上升(E,D,C處理5月24日后因多年生因黑麥草全部死亡無數據，下同)，且MDA含量隨著施藥濃度增加而升高，均顯著高于對照組(P<0.05)。由圖2可知，噴施‘禾耐斯’后,‘蘭引3號’結縷草的MDA含量在一周后(5月3號)就顯著高于對照組，且與施藥濃度成正比；隨著處理時間的延長，各處理組的MDA含量逐漸下降，在5月24日時已和對照組無明顯差異。表明噴施‘禾耐斯’一周內對‘蘭引3號’結縷草抑制作用強烈，隨后影響逐減小，一個月后基本消失。

圖1 ‘禾耐斯’對多年生黑麥草MDA含量的影響Fig.1 Effect of ‘Henace’ on the MDA content of Lolium perenne

圖2 ‘禾耐斯’對‘蘭引3號’結縷草MDA含量的影響Fig.2 Effect of ‘Henace’ on the MDA content of Zoysia japonica‘Lantai No.3’

2.2.2‘禾耐斯’對草坪草相對電導率的影響 由圖3可知，噴施‘禾耐斯’后，多年生黑麥草的相對電導率顯著高于對照組(P<0.05)，且與噴施濃度成正比；隨著處理時間的延長，各處理組的相對電導率逐漸升高，而對照組的相對電導率在不同時間點并無明顯差異。如圖4所示,噴施‘禾耐斯’后，‘蘭引3號’結縷草的相對電導率快速上升，且相對電導率隨著施藥濃度增加而升高，均顯著高于對照組(P<0.05)；在5月3日后，各處理組‘蘭引3號’結縷草的相對電導率均逐漸下降，且在5月17日后相對電導率和對照組已無明顯差異。

圖3 ‘禾耐斯’對多年生黑麥草相對電導率的影響Fig.3 Effect of ‘Henace’ on the relative electric conductivity of Lolium perenne

圖4 ‘禾耐斯’對‘蘭引3號’結縷草相對電導率的影響Fig.4 Effect of ‘Henace’ on the relative electric conductivity of Zoysia japonica‘Lantai No.3’

2.2.3‘禾耐斯’對草坪草SOD活性的影響 如圖5可知，噴施‘禾耐斯’后，隨著處理時間的延長，各處理組的多年生黑麥草SOD活性逐漸下降，且SOD活性隨著施藥濃度增加而下降，均顯著低于對照組(P<0.05)。而噴施‘禾耐斯’初期,各處理組‘蘭引3號’結縷草的SOD活性快速上升，且SOD活性隨著施藥濃度增加而升高，均顯著高于對照組(P<0.05)；噴施‘禾耐斯’兩周后，各處理組‘蘭引3號’結縷草的SOD活性逐漸下降，且在5月17日時SOD活性已和對照組無明顯差異(圖6)。

圖5 ‘禾耐斯’對多年生黑麥草SOD活性的影響Fig.5 Effect of ‘Henace’ on the SOD activity of Lolium perenne

圖6 ‘禾耐斯’對‘蘭引3號’結縷草SOD活性的影響Fig.6 Effect of ‘Henace’ on the SOD activity of Zoysia japonica‘Lantai No.3’

2.2.4‘禾耐斯’對草坪草葉綠素含量的影響 由圖7可知，噴施‘禾耐斯’后，多年生黑麥草的葉綠素含量顯著低于對照組(P<0.05)，且與噴施濃度成反比。隨著處理時間的延長，各處理組的葉綠素含量逐漸降低，且降低速率明顯高于對照組。由圖8可知，噴施‘禾耐斯’后，‘蘭引3號’結縷草的葉綠素含量也有所下降，且與施藥濃度成反比，均顯著低于對照組(P<0.05)，但5月10日后，各處理組‘蘭引3號’結縷草的葉綠素含量均逐漸上升，6月7日時已與對照組無明顯差異。

3 討論

促進交播草坪春季轉換的方式有很多，目前傳統的物理措施正逐漸被化學措施所取代。化學措施促進交播草坪春季轉換不僅人工成本低、效果好，并且速度快、作用對象精準[22]，近年來在草坪養護管理上的應用越來越廣泛[23-24]。化學措施的原理是利用不同草坪草對除草劑的敏感性不同，通過噴施特定劑量的除草劑有選擇的抑制某種草坪草的生長，從而保證交播草坪的平穩轉換[25]。

圖7 ‘禾耐斯’對多年生黑麥草葉綠素含量的影響Fig.7 Effect of ‘Henace’ on the chlorophyll content of Lolium perenne

圖8 ‘禾耐斯’對‘蘭引3號’結縷草葉綠素含量的影響Fig.8 Effect of ‘Henace’ on the chlorophyll content of Zoysia japonica‘Lantai No.3’

不同除草劑對草坪草的效用不同，因此生產實踐中需要根據交播草坪品種的不同選用合適的除草劑。趙衛華等人[26]通過研究3種化學除草劑對矮生百慕大和黑麥草混播草坪的影響，發現不同化學除草劑對黑麥草生長的影響差別很大，‘坪闊凈’和‘消莎’對黑麥草的生長影響較小，而‘秀百宮’則會造成黑麥草的死亡。束華琴等人[27]在考察不同農藥和化學除草劑對天堂草和多年生黑麥草交播草坪春季轉換的影響時，也發現不同除草劑雖然都能夠抑制多年生黑麥草的生長，從而保證了天堂草的正常返青，但不同除草劑的抑制作用具有明顯差異。前人的研究多集中在狗牙根和黑麥草的交播草坪，對結縷草交播草坪研究較少，本研究中所選用的‘禾耐斯’是一種常用的除草劑，試驗結果表明，一定濃度的‘禾耐斯’可以顯著抑制春季多年生黑麥草的生長，進而促進‘蘭引3號’結縷草返青，是一種適合‘蘭引3號’和多年生黑麥草交播草坪春季轉換的除草劑。

除草劑的噴施量也是決定春季交播草坪平穩轉換的重要因素。湛邁城等人[28]的研究表明，不同濃度的‘抹綠’對多年生黑麥草的抑制作用不同，濃度較低時抑制作用不明顯，結縷草返青效果不佳，而濃度過高時前期黑麥草死亡太快，也會引起草坪綠色指數的下降。本研究的結果也支持以上觀點，除草劑的濃度過高和過低均不利于交播草坪的春季轉換，通過篩選，發現1 500～2 000 mg·L-1濃度的‘禾耐斯’除草劑對‘蘭引3號’結縷草交播草坪的春季轉換效果最好。

通過化學措施促進交播草坪春季轉換，利用的是不同草坪草對除草劑的敏感性不同，本研究通過測定相對電導率、丙二醛含量、抗氧化酶活性和葉綠素含量等指標對草坪草的生理機制進行了探討。研究發現，與對照組相比，噴施‘禾耐斯’后，交播草坪中多年生黑麥草葉片的MDA含量和相對電導率持續上升、葉片的葉綠素含量和SOD活性則明顯下降，說明多年生黑麥草對‘禾耐斯’的抗性較差，‘禾耐斯’對多年生黑麥草葉片的細胞膜透性和氧化還原系統造成了顯著傷害。束華琴[27]等人研究化學除草劑‘敵草隆’(Diuron)對交播草坪中多年生黑麥草生長的影響中發現，‘敵草隆’使得多年生黑麥草葉片的葉綠素總量和相對電導率迅速上升后又急劇下降，這與我們的研究稍有不同，可能是不同除草劑的作用機理不同而造成的。

從本研究來看，‘蘭引3號’結縷草對‘禾耐斯’除草劑的抗性遠高于多年生黑麥草：低濃度‘禾耐斯’除草劑對結縷草MDA含量、相對電導率和葉綠素含量的影響并不顯著；高濃度的‘禾耐斯’除草劑雖然在處理初期提高了結縷草葉片的MDA含量和相對電導率，降低了葉綠素含量，但后期這種影響逐漸消失。進一步的研究發現，‘禾耐斯’顯著降低了黑麥草葉片的SOD活性，但結縷草的SOD活性則在‘禾耐斯’處理早期則明顯提高。其中，草坪草在受到逆境脅迫時，體內會存在清除活性氧的SOD[29]，且SOD是植物抗氧化系統中十分重要的一種酶，前人研究表明，SOD活性與草坪草的衰老及草坪草體內的抗逆性密切相關[30]，因此，‘蘭引3號’結縷草對‘禾耐斯’的抗性優于多年生黑麥草很可能是由于其較強的抗氧化能力。

4 結論

本研究以湖南地區常用的‘蘭引3號’結縷草交播草坪為研究對象，在春季轉換時噴施不同濃度的‘禾耐斯’除草劑，結果表明：1 500和2 000 mg·L-1濃度的‘禾耐斯’除草劑對‘蘭引3號’結縷草交播草坪的春季轉換效果最好。在6月初，‘蘭引3號’結縷草交播草坪的NDVI指數分別為0.758和0.774，綠色指數分別為3.012和3.028，‘蘭引3號’結縷草草坪密度分別為112.22枝·dm-2和117.44枝·dm-2，均達到最適草坪質量狀態。在此濃度范圍內，‘禾耐斯’除草劑能顯著抑制多年生黑麥草的生長，同時對‘蘭引3號’結縷草影響較小且影響時間短，也不會出現因多年生黑麥草死亡而‘蘭引3號’結縷草生長緩慢所造成草坪質量嚴重下降的情況。