3种冷季型草坪草混播初期适宜比例初探

白文祖，刘照辉，白小明，丁 睿，吴旭鹏，何 艳，李君风，漆 琦

(1.草地农业系统国家重点实验室兰州大学草地农业科技学院，甘肃兰州730020;2.甘肃农业大学草业学院，甘肃兰州730070;3.华中农业大学植物科技学院，湖北武汉430070;4.南京农业大学动物科技学院，江苏南京210095)

随着人们对高品质生活的追求，对绿化、运动休闲草坪的质量要求也逐渐提高，不但要求草坪外观美丽、色泽均一、图案新奇，而且还需具有柔软、弹性好、绿期长、管理粗放等特点。而在特定生境条件下，草坪草种的选择和混播配比是决定草坪坪用质量及寿命的关键因素之一［1］，另外，鉴于工程施工方对成坪速度的要求，快速成坪已成为一种趋势。因此，研究混播草坪成坪初期的最佳草种配比尤为重要。

目前，关于冷型草坪草混播适宜配比已有相关研究。建立草地早熟禾(Poa pratensis)、高羊茅(Festuca elata)和多年生黑麦草(Lolium perenne)的混播草坪时，通常多年生黑麦草的最佳播量配比为20%，草地早熟禾为70%［2］。混播草坪可以有效提高成坪速度和防止杂草入侵［3］。以草地早熟禾作为建群种，以紫羊茅(F.rubra)和多年生黑麦草混播的草坪，最优配比是草地早熟禾62%、紫羊茅20%、多年生黑麦草18%［4］，以这一混播组合建植草坪的成坪初期，坪用综合性状最好，草坪综合质量最好［5］。在北方特别是青海地区，草地早熟禾、紫羊茅和多年生黑麦草是建植草坪常用的冷型草坪草，由于该混播组合具有耐寒、抗旱性较强、再生力强、耐践踏、绿期长，被广泛应用于混播建植绿地草坪、观赏草坪和运动场草坪［6-7］。因此，研究紫羊茅、草地早熟禾和多年生黑麦草的混播对北方地区的观赏和运动场草坪的建植有指导性作用。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2012年4－10月在甘肃农业大学草业学院草坪试验基地进行。该区位于 36°05'N，103°41'E，海拔1 535 m，地处内陆，大陆性季风气候明显，降水少，日照多，气候干燥，昼夜温差大。年均温9.1℃，年日照时数2 600 h，无霜期146 d，降水量250～350 mm，并集中分布在6－9月。

试验地土壤为沙壤土，pH为 7.4，有机质1.04%，速效氮 38.6 mg· kg－2，速效钾 43.2 mg·kg－2，速效磷 11.3 mg·kg－2。

1.2 试验材料

供试草种从甘肃百绿草业发展有限公司购入，产自美国。草地早熟禾品种为巴润(Baron)，紫羊茅品种为百琪(Barqie)，多年生黑麦草品种为首相(Premier)。3种草的发芽率均在96%以上，纯净度在98%以上，含水量在14%以下，符合质量标准。

1.3 试验设计及种植管理

试验样地采用随机区组排列设计。混播配比草种保持多年生黑麦草比例20%不变，草地早熟禾和紫羊茅的比例在0～80%变化，每10个百分点一个梯度，共9个处理组合，各处理组合设计见表1。小区面积1.0 m ×2.0 m，小区隔离行宽0.2 m，每个处理3个重复。

表1 试验处理组合设计Table 1 Combination design of experiment treatment%

建坪前在试验地拣草根和石块，施羊粪1 kg·m－2为底肥，人工翻挖两遍，铲平、耙细、镇压，再耙细、再镇压，最后浅播磷酸二铵0.150 kg·m－2作为种肥，播深0.03 m，耙平。

试验于2012年4月中旬播种，草地早熟禾的单播量为0.015 kg·m－2，多年生黑麦草的单播量为0.04 kg·m－2，紫羊茅的单播量为 0.02 kg·m－2。以各草种单播量为参考，实际播种量以各草种单播量乘以其在混播中的百分比。用手工撒种交叉撒播，分3次撒种，之后用耙子从不同方向各耙1次，使种子覆土，盖上无纺布。

播种后根据土壤的湿度进行灌水，灌水采用地埋式喷头喷灌。待播种后45 d所有幼苗出齐后人工拔除杂草，若拔草过早，会因为人为踩踏和除草时土壤松动而影响种子发芽和出苗。草坪长到9 cm按照1/3原则进行第1次修剪成坪，按常规管理进行灌水［8］。

1.4 指标测定

密度用实测法测定，样方面积0.1 m×0.1 m。每个小区按照“对角线法”选取5点，在每点放置样方框，将地上植株剪下，分别计数3种草坪草的枝条数，用株·cm－2表示。

质地是测量叶片最宽处的宽度，每个小区按对角线选5个点，每点随机选取100个叶片分别测其宽度，并计算平均值。

颜色用叶绿素仪测定叶片叶绿素相对值的平均值，每小区选取5点，每点剪适量叶片。

均一性参照刘及东等［9］提出的方法测定，即用草坪密度变异系数(CVD)、颜色变异系数(CVC)和质地变异系数(CVT)来计算均匀度，公式为:

地上植物量，用剪刀剪取枝叶收集，在70℃下烘至质量恒定，用电子天平称量。成坪后，每次修剪处理前，每个小区按对角线选 5个点，每点取0.1 m ×0.1 m 样方内草屑称量，用 kg·m－2表示。

地下植物量，分层洗根后带回实验室在70℃下烘至质量恒定，用电子天平称量。每小区按照“对角线法”选取5点，每点用土钻分层取土3钻，分别取0－10、10－20、20－30 cm 3层土样，用 kg·m－2表示。

以上指标除地下植物量在2012年10月测定1次外，其他均为2012年8－10月每月测定1次。

1.5 数据统计分析

草坪质量是草坪优劣程度的一种评价，它由草坪的内在特性和外部特征所构成。草坪因其用途不同，其质量优劣要求也不同，草坪质量评价的指标及其重要性也各异。单纯用某一指标来评价草坪质量是不切实际的，应综合考虑反映草坪整体质量的所有指标以及各自的权重［10］。本试验选取密度、质地、颜色、均一性、地上植物量和地下植物量6个指标，参考孙吉雄［11］、刘建秀［12］、胥晓刚等［13］的草坪质量评价方法及模糊数学的方法［14］在自然科学领域内的研究成果，按观赏性草坪确定各指标的权重，对草坪质量进行评价。由于本试验测定指标略有不同，因此对权重的分配做简单调整。综合质量评价密度、颜色、质地、均一性、地上植物量和地下植物量的各权重分别为 0.25、0.25、0.15、0.15、0.1、0.1。对实测值运用综合模糊评价方法中的权重分配进行标准化处理，得出各指标的相对值。

在各指标相对值的基础上，先求出在不同处理下各指标相对值的平均值，再分别用各指标的平均值求其隶属值，μ(Xj)=(Xj－Xmin)/(Xmax－Xmin)，如某一指标与草坪质量为负相关，可用反隶属函数计算其隶属函数值，μ(Xj)=(Xmax－Xj)/(Xmax－Xmin)。式中，μ(Xj)表示第j个指标的隶属函数值;Xj表示第j个指标的平均值;Xmin表示第j个指标中最小值;Xmax表示第j个指标中最大值。

用下式计算各处理的综合评价值D，D值越大表明草坪综合质量越高。

式中，Wj为草坪质量评价各指标的权重，D为综合评价值。

2 结果与分析

2.1 对草坪密度的影响

整个草坪群落中，黑麦草的混播比例不变，其密度也基本保持不变。其他两种草的密度随着其在混播组合中比例的变化而呈一致的变化趋势(图1)。从处理A到处理I，草地早熟禾的密度随其混播比例增加而增大;紫羊茅的密度随其混播比例下降而下降，相对草地早熟禾的变化，紫羊茅的变化较明显。混播草坪的总密度与紫羊茅在混播组合中的播量呈正比(表2)，9种处理组合中，A组合中草坪的密度最大，达 2.09 株·cm－2，是 I组合 1.48株·cm－2的1.41 倍。

2.2 对草坪质地、颜色和均一性的影响

随草地早熟禾混播比例的增加，草坪草的叶片越宽，草坪草的质地越劣(表2)。其中I组合平均叶宽最宽，为1.97 mm，质地最差;A组合平均叶宽最窄，为1.59 mm，质地最优。

图1 不同播量比例组合混播对草坪密度的影响Fig.1 Influence of sowing rate on turf density

表2 草地早熟禾、多年生黑麦草和紫羊茅不同混播比例组合对草坪坪用性状的影响Table 2 Influence of different sowing rates of kentucky blue grass，perennial ryegrass and red fescue on turf characteristic

草坪的颜色随草地早熟禾混播比例的增加逐渐由深变浅，A组合颜色最深，I组合颜色最浅，且组合间存在显著差异(P＜0.05)。

草地早熟禾比例增加，均一性逐渐变差然后稍有改善，其中，A组合均一性最优，其次是D组合，F组合最差。

2.3 对草坪地上和地下植物量的影响

混播草坪的地上植物量与草地早熟禾在混播组合中的比例变化一致(表2)，随草地早熟禾混播比例的增加，地上植物量呈上升趋势，A组合地上植物量最少，为 0.451 kg·m－2，I组合最多，为 0.634 kg·m－2，明显高于 A 组合(P ＞0.05)，其他处理间差异也不显著(P＞0.05)。

地下植物量在土壤表层0－10 cm之间随草地早熟禾混播比例的增加而增加(图2)，且生物量相对10－30 cm土层较高，I处理组合的地下植物量为0.156 kg·m－2，是 A 处理组合 0.110 kg·m－2的 1.45倍。在10－20和20－30 cm的根际层，从A处理组合到I处理组合，地下植物量基本保持不变，且地下植物量较低。

整个群落的地下植物量随草地早熟禾混播比例的增加而增加，I组合最多，为0.219 kg·m－2，是 A组合0.115 kg·m－2的1.90 倍，且两者间差异显著(P＜0.05)(表2)，其他各组合间差异不显著(P＞0.05)。综合表明，草地早熟禾和紫羊茅的不同混播比例对草坪草地下生物量影响较大，特别对地下浅根层(0－10 cm)生物量影响较大，而对深层(10－30 cm)地下生物量影响较小。

图2 不同播量比例组合混播对草坪地下不同根层生物量的影响Fig.2 Influence of sowing rate on underground biomass of different root layers

2.4 不同播量比例组合混播对草坪综合质量的影响

由评价结果可知(表3)，本试验9个处理组合中，A、B处理草坪的综合质量最优，C处理次之，I处理最差，草坪的综合质量优劣与草地早熟禾的混播播量呈负相关，与紫羊茅的混播比例呈正相关，9种处理组合草坪的综合质量从优到劣依次为B＞A＞C＞D＞H＞G＞F＞E＞I，即当草地早熟禾10%，紫羊茅70%，多年生黑麦草20%时，草坪综合质量最优。

表3 草地早熟禾、多年生黑麦草和紫羊茅不同播量比例组合标准化值及草坪质量综合评价结果Table 3 The standardization value of different sowing rates of Kentucky blue grass，perennial ryegrass and red fescue and turf quality comprehensive evaluation result

3 讨论与结论

本研究旨为观赏性草坪的建植提供理论依据，因此，选用4项重要的外观质量指标(即密度、颜色、质地和均一性)和两项重要的生态指标(即地上草屑积累量和地下植物量)组成综合评价指标，运用综合模糊评价方法。在权重分配方面，借鉴以往资料［11］。在指标测定方面，采用实测法，将各项性状指标数量化，其评价结果误差小，真实性较高。

就单项指标而言，紫羊茅的比例越大，则混播草坪的密度越大，说明在草坪混播初期，草地早熟禾的种间竞争性弱于其他两种草，因此，在草坪初期应增加紫羊茅的密度来提高草坪的密度;一般而言，叶片越窄，质地越优［15］，相对草地早熟禾而言，紫羊茅的叶片较窄，则质地较优，因此，紫羊茅的比例越大，质地越优;随紫羊茅播量的增加，草坪颜色越绿，由此表明，紫羊茅多的草坪颜色表现好;均一性是对草坪外观的综合评价，草坪的均一性高，则草坪综合外观好，这就是观赏性草坪要求达到的目标。本试验中紫羊茅的比例变大，则草坪的均一性高;地上生物量能反映草坪草的生长能力和生长速度，地上生物量越多，则草坪草的光合作用旺盛，营养积累量大，试验中地上植物量呈先减小后增大的趋势，说明草地早熟禾或紫羊茅的播量比例越大，草坪的再生能力越大;紫羊茅播量越大地下植物量越小。综合表明，当混播草坪中紫羊茅的比例增大时，各坪用性状表现较优。上述各指标的评定都是草坪坪用性和建坪的重要指标，但是草坪的坪用性是上述指标的综合表现，采用单一指标不能完全说明草坪的综合质量，应综合各指标的综合表现，因此选用草坪的综合质量评价方法对草坪进行评价，其结果才能说明实际情况。

由草坪综合质量评价结果可知，综合评价值最高的是A和B处理，但由于A组合只有紫羊茅和多年生黑麦草，且多年生黑麦草在混播草坪中是伴生种，其可认为是紫羊茅单播，单播草坪会受到杂草入侵等因素的影响，因此，混播最佳组合是B(0.724)，最差组合是 I(0.341)，9个处理中以草地早熟禾10%、紫羊茅为70%和多年生黑麦草20%表现为最佳。

相关资料推荐这3种草坪草混播的最佳配比组合是，草地早熟禾60%，紫羊茅20%，多年生黑麦草20%［16］，由于本研究分析的是初期混播草坪及其种间竞争性，因此本研究结果与相关资料推荐的草坪混播配比结果有少许出入。另外，对比遮阴和未遮阴两种条件下这3种草的混播草坪生长发现，第1年紫羊茅的密度大于草地早熟禾的密度，且紫羊茅比例大的草坪综合坪用性状较好［17］，本结果恰好与此相符。本试验虽未涉及遮阴这一变量，但结果可能受到试验地周围高大的行道树和楼房遮阴的影响。

通过对混播草坪成坪初期的各项指标综合分析，成坪初期草坪综合质量较好的混播草坪草种配比正好与成坪多年的草种配比相反，即紫羊茅比例大而草地早熟禾比例小。因此，对于要求成坪速度快的草坪可采用本研究最佳草种配比方法，如果草坪使用年限较长，可在后期补播适量草地早熟禾以增加草坪的使用年限。

混播草坪中，紫羊茅相对较耐寒、耐阴、耐贫瘠，在青海等北方地区生态适应性强［18］。紫羊茅在兰州地区受到高温和干旱的限制，而在青海等高海拔地区具有良好的坪用性状和较好的适应能力，尤其在耐阴性和耐粗放管理水平上［19］。同时根据实践经验，在青海等高海拔地区紫羊茅比例越大，混播草坪坪用性状越好。因此，建议将本研究中3种草的配比结果推广到海拔较高地区的紫羊茅混播草坪种植中。

根据试验中密度等指标的表现优劣分析得出，在混播草坪成坪初期紫羊茅的种间竞争性强于草地早熟禾。原因可能是草地早熟禾出苗较晚，也可能是苗期的草地早熟禾受到杂草的竞争影响，初期种间竞争性也与草种的配比有关［17］。

本研究仅为建坪初期的结果，随着草坪使用年限的延长，由于草坪群落中草种之间的竞争，草地早熟禾、多年生黑麦草和紫羊茅在草坪群落中的组成结构将不断发生演替变化，其最终的竞争和互作效应还需进一步研究。

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