灌溉对匍匐翦股颖草坪蒸散量、外观质量及地下植物量的影响

2010-06-04王跃栋刘自学任云宇

草原与草坪 2010年4期

王跃栋,刘自学,任云宇

(1.甘肃农业大学草业学院,草业生态系统教育部重点实验室,中-美草地畜牧业可持续发展研究中心,甘肃兰州 730070;2.北京克劳沃集团,北京 100029)

匍匐翦股颖(Agrostis stoloni f era)为禾本科翦股颖属多年生草本植物。近年来,冷季型匍匐翦股颖被广泛应用于高尔夫球场果岭和发球区、草地网球场、保龄球场和庭院、公园等养护水平较高的绿地。20世纪90年代以来,以节水为目的草坪蒸散研究越来越受到人们的重视。国外很早就开始草坪蒸散量的研究,在研究及实际应用中,主要用来衡量草坪的需水量[1-5],还有许多人研究了不同种或品种草坪草所对应的草坪蒸散量的特性。韩建国,潘全山等[6,7]在室内条件下研究了播量和修剪留茬高度对草地早熟禾蒸散量的影响;张新民等[8]研究了灌水条件对冷季型草坪草蒸散量的影响;同时,国内诸多学者作了水分对冷季型草坪草蒸散量及草坪蒸散需水特性方面的相关研究和报道[4-11]。试验通过灌溉对匍匐翦股颖草坪草蒸散特性、外观质量及其对地下植物量的影响,为草坪草合理灌溉提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验区自然条件与试验地概况

试验在北京克劳沃草业技术开发中心双桥科研与生产基地进行 ,地理位置 E 39°34′,N 116°28′,平均海拔50 m,为典型的暖温带半湿润大陆性季风气候,夏季高温多雨,冬季寒冷干燥,平均气温8～12℃,全年无霜期190～200 d,≥10℃年积温4 200℃;年降水量600 mm,75%集中在夏季。试验地地势平坦、开阔、光照通风条件良好。2008年7月至10月进行水分试验,试验区土壤理化性状见表1。

1.2 试验设计

试验采取裂区设计,以灌溉量作为主区,不同品种作为副区。灌溉量的4个水平分别为土壤田间持水量的100%～80%、80%～60%、60%～40%、40%以下,代表符号分别为 I1、I0.8、I0.6、I0.4;3个匍匐翦股颖品种分别为宾 A-4[Penn A-4]、宾 A-1[Penn A-1]、帕特[Putter],代表符号 B1、B2、B3;灌溉水平中 I1作为对照,每一区组共有12个处理(4个灌水×3个品种),重复3次,共36个小区,当每个小区土壤水分含量接近或低于水分处理的下限时开始灌水。小区灌水量计算:

式中:r-土壤容重;h-土层厚度(mm),试验灌水深度为30 cm;θf为土壤含水量[14,18]。小区面积2 m×2 m,为了消除小区之间的水分移动,对小区作防渗透处理。3种匍匐翦股颖草坪草的播量及养护管理水平相同。

表1 试验区土壤理化性状Table 1 Physical and chemical properties of soil in experimental plots

1.3 测定项目及方法

1.3.1 草坪蒸散量的测定试验于2008年7～10月进行,草坪蒸散量采用蒸散仪法测定。采用称重法测算蒸渗仪的水分变化,两次称重数值之差即为该段时间的蒸散量。蒸散仪为圆柱形塑料桶,口径19 cm,深30 cm。蒸散仪中的填充土壤来自于试验地放置蒸散仪处,蒸散仪中土壤水分处理与田间土壤水分处理一致。试验期间将蒸散仪移到田间修剪,并移至试验小区内放置蒸渗仪的位置上,使各草坪蒸散测定环境更接近于田间实际情况。测定前修剪并浇水,当蒸渗仪底下小圆孔开始向外渗水时停止浇水,让其排水5 h后称重并记录。当蒸散仪中的土壤水分含量低于设定的水分下限时开始灌水。草坪蒸散量2～3 d为一测量周期,下午17:00～18:00进行。蒸散量采用下式计算:

式中:ET为时段内草坪蒸散量,W1为前一阶段蒸散仪重量,W2为测定当日蒸散仪重量,M为蒸散仪内径面积。

若有降水时加上当日降水量(P)。

称重采用实验室专用电子天平,最大称量值为15 kg,分度值为0.5 g。试验期间气象参数统计(表2)。

1.3.2 草坪外观质量采用国际通用的NT EP法测评,1～9分法评定草坪质量,9分为致密、墨绿、纤细,1分表示草坪已经死亡。草坪外观质量每20 d测定1次,测定受水分影响较大的项目,如颜色、均一性、质地和密度。在评分各要素总合成总分时,通常按标准给不同的项目分配权重:颜色为0.2,密度为0.3,质地为0.2,均匀性为0.2[12]。草坪外观质量评分标准(表3)。

1.3.3 草坪地下植物量的测定用钻孔直径为7 cm的土钻取样,分层取样,第一层取0～50 mm,第二层取50 mm～300 mm,然后用水洗比重法清出杂质,包上2层纱布用自来水冲洗并去除砂粒、石子、腐殖质等残留物,将洗净的根在75℃的烘箱中烘24 h,称干重,重复3次,取其平均值,以单位面积干物质量表示。

表2 试验期间气象参数Table 2 Meteorological parameters in experimental period

表3 草坪外观质量评分标准Table 3 The criterions of turfgrass apparent quality evaluation

1.4 数据分析

利用DPS3.01与Excel软件进行方差分析和显著性检验。

2 结果与分析

2.1 灌水对3个品种草坪蒸散量的影响

在4种灌溉水平下,不同品种的草坪蒸散量不同(图1),但差异不明显,说明品种特性对匍匐翦股颖的蒸散量影响不显著(P＜0.05)。同一灌溉水平下,B1的草坪蒸散量最大,其次为B3,8、9月份草坪蒸散量达到最大,10月份品种间的草坪蒸散量几乎相等;由图2可知,不同灌溉处理间草坪蒸散量差异显著,10月 I1、I0.8、I0.6分别与I0.4条件下草坪蒸散量差异不显著(P＜0.05),I1灌溉水平的草坪蒸散量显著大于I0.6和I0.4,I1处理的草坪蒸散量与I0.8处理的差异不显著。随着灌溉量的增加,草坪的蒸散量显著增加。3种匍匐翦股颖草坪的蒸散耗水主要集中在8、9月份(图3)。由于7、8月份高温闷热天气使草坪的蒸腾拉力加强,蒸散出现高峰。随着降水和天气的变化,10月份不同灌溉水平下的草坪蒸散量几乎相等,差异不显著(P＜0.05)。研究结果表明,灌溉与品种对草坪的蒸散量产生一定的影响,但灌溉对草坪的蒸散量的影响效果明显。

图1 不同品种间的草坪蒸散量Fig.1 ET differences among cultivars

图2 灌溉水平条件对草坪蒸散量影响Fig.2 ET under 4 irrigation levels

图3 试验期间不同灌溉水平下草坪外观质量评分Fig.3 Apparent quality under different irrigation levels in experimental period

2.2 灌水对3个品种草坪外观质量的影响

从表4看出,在同一灌溉水平下,B1品种的草坪外观质量最好,其次是B3,相互之间差异不显著;在同一品种不同灌溉水平下,匍匐翦股颖草坪外观质量除I1和I0.8水平差异不显著外,其他水平间差异均显著。

2.3 灌水对3个品种草坪地下植物量的影响

随着气温的逐渐升高,7、8月份草坪的外观质量在降低。9、10月草坪进入恢复期,草坪外观质量明显回升。9、10月由于气温回落,夏季闷热高温天气结束,草坪进入第2个生长期,草坪蒸散量降低,3个品种草坪外观质量明显回升。灌水能显著提高草坪的外观质量,在I0.6的灌溉水平下3种草坪草都表现良好。I0.4灌溉水平下由于草坪水分亏缺,影响了草坪的外观质量(图4)。

表4 4种灌溉水平下3种匍匐翦股颖草坪外观质量评分Table 4 The Visual Quality Estimate of three Creeping Bentgrass cultivars in four irrigation levels

灌溉量不同,匍匐翦股颖草坪的地下植物量不同。在I0.6与I0.4灌溉水平下,3种匍匐翦股颖草坪的地下植物量有很大程度的降低,而I0.8则有所增加,I1、I0.8、I0.6分别与I0.4之间的差异非常明显,差异显著,但 I1与I0.8之间的差异不显著,I0.8与I0.6之间的差异显著,这可能是由于适度干旱有利于草坪根系的生长;同一灌溉水平下,3种匍匐翦股颖草坪的地下植物量先降低后增加,月份之间的变化差异显著,如图5,a、b、c、d所示,9月份地下植物量有所降低,这是由于7～8月间高温高湿天气并存,病害流行严重影响草坪草的生长,地下植物量下降。9月份草坪根系处于恢复期,根系生物量在逐渐恢复,10～11月匍匐翦股颖草坪的根系进入第2次生长阶段,地下植物量逐渐增加,3种草坪草地下植物量之间的差异不显著。

图4 不同品种匍匐翦股颖草坪地下植物量Fig.4 Underground Biomass of different irrigation levels in different cultivars

图5 不同水分条件下匍匐翦股颖草坪地下植物量变化趋势Fig.5 Underground Biomass of Agrostisstolonif era L.in different irrigation levels

3 结论与讨论

(1)试验结果表明,蒸散量在总体上随着时间的推移而逐渐下降。客观上是土壤蒸发和草坪草对各种环境因子生态适应的必然结果[8,9]。土壤水分是影响草坪草蒸散量的主要因素之一,研究表明,品种特性对匍匐翦股颖的蒸散量影响不显著,灌溉处理对草坪蒸散量的影响差异显著,I1与I0.8的差异不显著,但与I0.6、I0.4存在显著差异,I0.6与I0.4间的差异不显著。当土壤含水量接近田间持水量的60%时,草坪草出现缺水症状。因此,在灌溉实践中,可以通过调控土壤含水量来调节草坪草的蒸散量,可以根据草坪土壤含水量下限指标来制定草坪草的节水灌溉制度。

(2)灌溉量不同,草坪外观质量亦不同。品种间的质量总分没有显著差异,但灌溉水平间的质量总分差异显著(P＜0.05)。试验期间,外观质量表现较好的为I1和I0.8,I0.6灌水条件下B2品种和I0.4灌溉条件下 3个品种的草坪外观质均未达到6.5以上,由于草坪水分亏缺,草坪正常生长发育受阻,严重影响了草坪质量。草坪质量不同主要因为草坪的不同基因型和环境相互作用的结果[8]。水分条件显著影响草坪质量,水分亏缺植物会产生一系列有利于生长和生存的变化,从而影响其外观表现。在节水灌溉方面,可以根据不同土壤含水量对草坪质量影响程度为衡量指标,制定合理的草坪草节水灌溉制度。

(3)灌溉量不同,匍匐翦股颖草坪地下植物量也不同,随着灌溉量的增加,地下植物量也在逐渐增加。I1,I0.8与I0.6,I0.4之间的差异非常明显,差异显著(P＜0.05)。I1与I0.8之间的匍匐翦股颖草坪地下植物量没有明显差异。在I0.8灌溉水平下,匍匐翦股颖草坪的地下植物量比充分灌溉条件下的地下植物量有所增加,这是由于适度干旱更有利于草坪根系的生长发育。

(4)研究发现,3个品种的匍匐翦股颖中,Putter在4种灌溉条件下的草坪总质量表现良好、地下植物量也相对较高,最有利于节水绿化。结合不同水分条件下的蒸散量、草坪质量和地下植物量变化情况得出,土壤水量含量在田间持水量以60%以上时,有利于匍匐翦股颖的节水绿化。

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