一种新型边坡防护性无土栽培草坪基质的研究

2010-12-05王珍珍高照良张兴昌

水土保持通报 2010年5期

王珍珍,高照良,2,张兴昌,2

(1.西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌712100;2.西北农林科技大学水土保持研究所,陕西杨凌712100)

草坪具有保持水土,减少蒸发以及降低风蚀、污染、尘埃散布和净化空气等功能[1]。草坪无土栽培具有成坪块,草坪好,省工省力,清洁卫生,节约资源,用途广泛等优点,无土栽培草坪主要应用于边坡绿化,屋顶绿化,室内绿化墙,各种运动场地铺设等方面。国内外已经开展了大量的无土栽培基质的研究[2-4]。而基质选择主要集中在:蛭石、珍珠岩、煤渣、泥炭、椰子纤维、堆置树皮、锯末屑、蔗糖、炭化稻壳、菇渣、芦苇沫、腐殖质、洋麻纤维、无纺织物等。当前,开发建设项目,尤其是线性工程的边坡防护任务很重,主要采用种植草坪或栽植灌木的方式,而草坪和灌木从种(栽)植到发挥防护功能,一般要4～5个月或更长时间,加上这段时间恰好是降雨最为集中的时间,因此造成严重的水土流失问题,同时还存在瘠薄边坡植被生长水肥不足引起的退化问题。目前,也有采用厚基质喷播或直接铺设常规草坪(坡度较缓)的方法,但存在着成本高(120～160元/m2)和实现性差(运输困难,无法工厂化生产)的问题。本试验就基于以上原因,选择麦糠作为草坪基质进行研究,以期实现培育廉价、优质、可工厂化以及缓解瘠薄边坡植被生长水肥不足退化问题的边坡防护草坪,解决防护成本过高和快速防护以及退化问题。

1 材料和方法

1.1 试验设计

试验于2009年1月中旬开始至2009年12月结束,地点在西北农林科技大学水土保持研究所干旱大厅。试验设置3种麦糠腐熟处理[6]:腐熟污泥(W),白糖(T)和空白处理(K),设置水平分别为:W1:66.67g/kg,W2:133.33 g/kg,W3:266.67 g/kg;T1:10 g/kg,T2:20 g/kg,T3:40 g/kg(含水量控制在60%～70%)。草种选择多年生黑麦草,播种量为15 g/m2;基质铺植厚度[7]为4 cm;施肥水平为:A1:0 g/m2,A2:25 g/m2,A3:50 g/m2,A4:75 g/m2。本试验按照2因素4水平多重复试验进行,设置3个重复,总处理数为84个。浇水以喷灌为主,苗后30 d进行各项指标的测定。

1.2 实验仪器

麦糠腐熟是在西北农林科技大学水土保持研究所人工气候室内完成,设置参数为:恒温30℃,恒湿40%,密封保存20 d。

1.3 实验材料

(1)麦糠。过5 mm筛;(2)草种。多年生黑麦草(草坪草);(3)肥料。复混肥料(N∶P∶K=18∶18∶18,总养分＞54%)和生物有机肥(有机质＞30%);(4)营养盘。规格为50 cm×35 cm×4.8 cm。

1.4 实验方法

基质的基本理化性质按参考文献[9-10]测定;植物的生物学性状按测量法及称重法测定。不同之处是,因为麦糠质轻,在测定其pH值时选择的水质比为20∶1。

2 结果与分析

2.1 基质的基本理化性质

测定基质的理化性质结果如表1所示,基质的总孔隙度均在65%～78%,达到草坪生长的要求,T1处理的总孔隙度最高,W1,T2处理次之,W2处理孔隙度最低。根据适合草坪植物生长的最佳标准分析[12-14],孔隙度小草坪根系通气性差不利于草坪生长,孔隙度大基质的容重又难以达到草坪栽培的需要,适宜的孔隙度为54%～96%[12],该麦糠基质在发酵后的基质干湿容重、总孔隙度都在植物生长的适宜范围内,但持水孔隙偏小,影响了植株对水分的吸收;pH值在6.42～6.53之间,符合黑麦草中性或偏酸性的生长要求。因此,基质的基本理化性质符合黑麦草的生长和无土栽培草坪基质的要求,且各腐熟处理水平对基质的基本理化性质存在不同的影响。

2.2 黑麦草的生物学性状

2.2.1 出苗率(密度)分析出苗30 d后,各处理的出苗率测算结果如表2所示,各白糖处理的出苗率明显低于对照处理,而腐熟污泥处理则高于白糖和对照处理,且 W1A1,W1A3,W2A3,W3A2,W3A3,W3A4处理组合的出苗率远高于自然状况下黑麦草的出苗率(62.7%),说明腐熟污泥处理后的基质可以显著提高黑麦草的出苗率。

在同一腐熟处理的不同施肥情况下,低施肥量对黑麦草的出苗率影响不明显,但当施肥量达到75 g/m2时,出苗率明显下降,不同施肥水平对各腐熟方式下处理的出苗率存在显著性影响。密度值和出苗率呈现相同的规律,由此可知,腐熟污泥处理在出苗率和密度上优于其它处理,不同施肥水平对黑麦草的出苗率产生一定的影响。

表1 基质的基本理化性质

表2 不同麦糠腐熟方式和不同施肥水平对出苗率的影响

2.2.2 不同叶片数的植株密度分析出苗30 d后对不同叶片数的植株数的测算结果如图1所示。腐熟污泥处理的植株数明显高于其它2个处理,且长势均匀,3片叶所占比重增大,这种情况说明黑麦草在该基质中的生长速度较快;白糖处理的植株数相对较少,长势不均,以 T2A4组合处理为最低,和最高处理(T1A3组合)之间相差很大;空白处理的植株数分布均匀,相互间差别不是很大,以2片叶为主。各处理不同叶片数的植株密度差异不显著,除T2A4组合处理外都未出现4片叶,基本上都是2片到3片叶,且以2片叶为主。

由此可以分析得出:腐熟污泥处理的麦糠基质明显可以为黑麦草的生长提供更好的条件,提高其生长速度,且长势均匀。

图1 不同麦糠腐熟方式和不同施肥水平对不同叶片数植株密度的影响

2.2.3 根条数、根长及株高分析苗后30 d对黑麦草的根条数、根长和株高的测算结果如图2所示,各处理的根条数相差不大,大部分都是3～4条,空白处理和白糖处理的根条数在2～4条,污泥处理的根条数在3～5条,所以,相比较来说腐熟污泥处理的根条数还是大于其它2个处理的;根长大部分都在8～10 cm之间,无太大差异,最长的长达15.6 cm;株高大部分都在8～12 cm的范围内,腐熟污泥处理的根长基本上都在10 cm以上,生长旺盛,以C23处理为最高,达到14.3 cm。不同施肥水平对黑麦草的须根数目、根长和株高影响不大,无明显变化趋势,只是A2和A3肥料处理下的黑麦草长势较好较均匀。须根数目的多少可以说明草根对基质的缠绕能力,而且是越多越好;根长和株高在一定程度上也能表明草的生长情况,但不一定是越长越好,要根据草的浓密程度和颜色及根系的发达程度等进行综合判断,综合3个指标得出,各处理间差异不是很大,但在一定程度上可以说明W处理下的黑麦草长势较好。

2.2.4 根冠比分析出苗30 d后对根冠比的测定结果如图3所示,各处理的根冠比存在不显著差异,都在0.3～1.1之间,空白处理的根冠比随施肥水平的增加成下降趋势,施肥量较大时可能会对根系产生一定的影响,但空白处理的根冠比并不是最小的,说明施肥对黑麦草的生长影响不大;施肥对白糖处理和腐熟污泥处理的影响规律不明显,变化幅度较大,说明基质腐熟后的高养分条件对黑麦草的根冠比产生了较大影响。根冠比能够反映植株根系的生长、发育情况,根冠比越大越有利于植株获取养分及水分,各处理的根冠比间差异不大,相对来说,腐熟污泥处理的根冠比变化幅度最小,黑麦草的生长较稳定。

3 结论

(1)腐熟后基质的总孔隙度介于65%～78%之间,pH值变动范围在6.42～6.53,表明麦糠基质各腐熟处理的理化指标符合优良无土栽培草坪基质的基本要求,可以作为优良无土栽培草坪基质;但麦糠基质的持水性较差,可通过控制外界条件或添加其它少量别的材料来解决。

(2)黑麦草苗后30 d的各项生物学指标为:出苗率3.1%～92.1%,叶片数2～3片,根条数 3～5条,根长8～15.6 cm,株高8.3～14.3 cm,根冠比0.3～1.1,各项数据综合表明腐熟污泥处理优于白糖和空白处理,可以显著提高黑麦草的生长速度,白糖处理和对照间无显著性差异;在所有的处理中,出苗率高于60%时,苗后30 d的草坪即可成卷,草坪草色深绿,草根密实地将基质盘结在一起,草坪苗壮整齐成地毯状。