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丝茅草坪冬季交播小苜蓿的生长规律及草坪质量评价

2016-02-05宗人旭刘金平

草原与草坪 2016年6期
关键词:草种苜蓿草坪

马 娇,宗人旭,刘金平,伍 德

(西华师范大学西南野生动植物资源保护省部共建教育部重点实验室,四川 南充 637009)

丝茅草坪冬季交播小苜蓿的生长规律及草坪质量评价

马 娇,宗人旭,刘金平,伍 德

(西华师范大学西南野生动植物资源保护省部共建教育部重点实验室,四川 南充 637009)

针对丝茅草坪冬季枯黄及地上茎叶凋零影响坪用价值的问题,通过交播小苜蓿后,从11月到翌年5月,连续测定草坪群落组成、高度、盖度、密度及草坪品质变化,分析补播小苜蓿对丝茅返青、生长及景观价值的影响,探讨补播改良丝茅草坪的可行性。结果表明:丝茅与小苜蓿物候期互补适合交播,小苜蓿自播能力极强,一次播种可多年利用;交播对草坪群落组成、高度、密度和质地均有极显著影响(P<0.01);丝茅1~3月几近死亡,小苜蓿发挥建群种作用;4月丝茅返青,小苜蓿开花结果后逐渐死亡;虽密度、颜色、质地、均一性最大值出现的月份不同,交播后草坪在整个冬季维持了较高的品质,实现了草坪四季常绿的景观效果。

丝茅;小苜蓿;草坪;九分制;坪用价值

四川盆地属于亚热带季风性湿润气候,10℃以上活动积温4 500~6 000℃,年均温16~18℃,暖季型草坪草(最适温度25~35℃)虽能安全越冬,但枯黄期达100 d,所以常建植混播冷季型草坪,以达到四季常绿的绿化效果[1]。由于受最适温度15~25℃、株丛类型、分生再生能力的限制,冷季型草坪抗杂草入侵能力较差[2]。加之5~9月常出现高于35℃的酷热天气,7~8月受副热带高压影响,超过40℃的高温频发,草坪局部退化或死亡为夏萌型杂草入侵提供了机会。

丝茅(Imperatakoenigii)为禾本科白茅属植物,其根茎发达、种子繁多,是亚热带及过渡性气候带冷季型草坪最常见暖季型恶性杂草[3]。目前尚无有效、持久的防除丝茅的方法,当草坪养护、利用不当时,反而能激活和促进丝茅的无性繁殖能力[4]。丝茅对草坪植物立体攻击,使其生理活性、细胞膜透性和光合同化能力全部下降,随时间空间延展过程中,草坪草适合度、优势度、存活率与净繁殖率等特征改变,最终使混播草坪群落的组成、结构与功能发生改变影响[5-6]。对南充市200余处约30 hm2混播冷季型草坪跟踪调查发现,入侵1~3年后,丝茅形成局部优势斑块,入侵3~5年后草地早熟禾(Poapratensisi)和多年黑麦草(Loliumperenne)退出混播草坪群落,6年后仅剩零星丛状分布的高羊茅(Festucaarundinacea),最终演替成为以丝茅为建群种的草坪。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验在四川省南充市顺庆区西华师范大学新校区进行,属典型的中亚热带湿润季风气候区,地理位置N 30°82′、E 106°06,海拔265.40 m。年平均气温17.4℃,最高气温40.1℃,最低气温-2.8℃,年日照时间1 266.7 h,有霜期13.7 d,年降水量1 020.8 mm。土壤为紫色土,pH6.6。

1.2 试验材料

丝茅在修剪、施肥等正常草坪养护下,其株高变矮、叶片变窄、密度增大,可维持较好的景观,满足低投入、低养护、粗放管理的观赏草坪需求,尤其满足固土护坡、滩涂绿化等设施草坪对草种根系发达、耐贫瘠、抗逆性强的要求。但丝茅在11月开始枯黄,翌年3月开始返青。如何提高或加强丝茅草坪冷季的观赏价值,成为急需解决的问题。围绕丝茅入侵、扩散、防除及对草坪植物的攻击力和竞争力有一定研究[7-8],但有关对丝茅草坪的利用与改良报道较少。

小苜蓿(Medicagominima)是豆科苜蓿属一年生或越年生草本植物,又称破鞋底、野苜蓿、苜蓿,株高5~30 cm,叶小,茎多且平卧铺散,主根粗壮发达,花期3~4月,果期5~6月,具抗寒、抗旱、耐贫瘠等特性。通过交播小苜蓿,测定丝茅草坪的群落组成、盖度、密度变化,冷季连续对草坪采用9分制进行品质评价,分析补播小苜蓿对丝茅返青、生长及景观价值的影响,探讨补播改良丝茅草坪的可行性,为该类草坪建植、养护及管理提供借鉴。

以建植8年被丝茅入侵严重退化,进行修剪等养护措施的草坪为材料,草坪群落组成为丝茅(93%)+高羊茅(2%)+车前草(Plantagodepressa)(1%)+苔藓(Bryophyte)类植物(4%)。于2012年10月中旬,进行留茬高度5 cm修剪,剔除丝茅之外的植物。选平坦、代表性区域,设10个交播小区(4 m×4 m),以30 kg/hm2播量进行散播小苜蓿,松耙覆土。对照区不做任何处理,整个冬季不进行任何草坪养护措施。

1.3 测定项目及方法[9]

于2012~2014年,从11月到翌年5月,每月10日,采用0.5 m×0.5 m样方框,随机测定下列指标,用3年平均值表示该月份的生长情况。

物候期:当50%植株达到萌发(返青)期、开花期、结实期、枯黄(死亡)期为该物候期。

高度:直尺分别100次测定丝茅和小苜蓿的自然高度,按(丝茅高度×比例+小苜蓿高度×比例)/100,计算草坪的高度。

密度:以有绿色叶片为存活的依据,用实测法测定单位面积内丝茅和小苜蓿的枝条数为密度,按(丝茅密度×比例+小苜蓿密度×比例)/100,计算草坪的密度。

颜色:目测法测定绿色的变化。

盖度:用针刺法,沿小区对角线随机1000次,测定丝茅和小苜蓿的盖度。

质地:随机用直尺测定200片舒展绿色叶片的宽度,按(丝茅宽度×比例+小苜蓿宽度×比例)/100,计算草坪的质地。

群落组成:测定草坪种群的植物种类,用各物种的盖度表示其占的比例。

均一性:用目测法,按颜色、形态、长势的均一与整齐度进行打分。

草坪品质:以密度、颜色、质地和均一性为评分指标,采用9分制标准进行评定,9代表草坪可能得到的最高评价;1表示完全死亡或休眠的草坪。分数汇总时按颜色2分、密度3分、质地2分、均匀性2分的权重进行分配。评分标准依据NTEP[10]进行修订(表1)。

表1 草坪品质评定标准

Table 1 Turf quality assessment standards

指标分等评分草坪密度(盖度)<50%1.0~2.950%~80%3.0~4.980%~100%5.0~6.9100%,较稀疏到很稠密7.0~9.0叶片质地(叶宽)5~10mm1.0~3.93~5mm4.0~5.91~3mm6.0~7.9<1mm8.0~9.0颜色休眠或枯黄1.0较多枯叶,少量绿色1.1~2.9较多绿色,少量枯叶3.0~4.9浅绿到较深绿色5.0~6.9深绿到墨绿7.0~9.0均匀性十分均匀9.080%~100%均匀6~8.960%~80%均匀,杂草或斑秃较少3~5.950%~60%均匀,杂草或斑秃较多1~2.9<50%均匀,杂草或斑秃多1

2 结果与分析

2.1 物候期

交播也称覆播或盖播或冬季补播,是用单种或多种草种播在已成坪草坪上的一种交替成坪方式,以达到草坪四季常绿的观赏效果。要求交播草种与原草种物候期互补,连续3年观察,丝茅于11月底、12月初地上部分死亡凋零(表2),而小苜蓿11月中下旬萌发;丝茅2月底返青,小苜蓿4月下旬死亡,2草种出生与死亡互补适合交播。且小苜蓿2月底开花、3月中旬结实、4月初进行种子脱落传播,种子完成自播,到11月中下旬开始出苗,1次播种可多年利用。

表2 交播草种物候期

2.2 草坪群落组成

交播草坪的群落组成有差异,12月丝茅比例显著下降(P<0.05)(表3),1月下降幅度最大,3月虽进入返青期但幼苗较小,与1~2月无显著差异,4~5月其比例显著增加。小苜蓿比例与丝茅刚好相反,12月进入萌发幼苗期,1~3月维持相对稳定的比例,4~5月随种子成熟,植株逐渐死亡。由F值可见,整个交播季节两草种均有极显著变化(P<0.01),丝茅比例的变化大于小苜蓿。

2.3 草坪高度与密度

交播后草坪高度和密度在不同时间有变化。丝茅12月由于叶片渐次枯黄,其高度与密度开始降低,1月下降最显著,2月初地上部分全部枯死,3月返青后生长缓慢,4月主要进行分蘖,5月则迅速生长(P<0.01)。小苜蓿1~4月株高无显著的变化(P>0.05),1月分枝显著增加(P<0.05),2~3月密度达最大值,4月密度显著下降,5月仅有少量存活。丝茅与小苜蓿的交替作为建群种,使草坪的高度与密度有极显著变化(P<0.01),依2种草综合评价,1~3月草坪高度显著低于、密度显著大于其他月份。

2.4 草坪质地

交播对草坪质地有极显著影响(P<0.01),丝茅地上部分经历由死到恢复生长的过程,小苜蓿则经历由萌发到死亡的过程,两者叶片宽度均有极显著变化(P<0.01),交替出生与死亡使草坪总体质地在不同月份间存在显著差异,仅12月和4月低于其他月份。

2.5 草坪品质

交播对草坪密度、颜色、质地、均一性等评分指标均有极显著影响(P<0.01),由F值可见,影响顺序为:颜色>均一性>密度>质地。密度最大值为11月和2~3月,颜色最大值为5月,质地最大值为12月,均一性最大值为2月。4个评分指标最大值与最小值的出现在不同月份,致使草坪品质表现出极显著差异(P<0.01)。草坪品质在11月和2月最好,4月最差。

表3 草坪群落的组成、高度和密度

表4 评分指标及草坪品质的变化

在丝茅衰退的1~3月,交播小苜蓿较好的维持了草坪的景观价值。

3 讨论

亚热带及过渡性气候带常用高羊茅、草地早熟禾、黑麦草混播建植冷季型草坪群落,由于受最适温度范围(夏眠)、株丛类型(疏丛型或根茎-疏丛型)、分生再生能力(无匍匐茎)的限制,冷季型草坪极易受杂草入侵,除草用工占草坪养护总用工的80%,费用占养护费用的60%。若不进行适宜、适时、适量的管理,一旦根茎型或匍匐茎性杂草入侵,很难彻底剔除。丝茅庞大的根系统与快速生长能力,强大的分生与再生潜力,超强的种子结实与扩散力,通过地上、地下资源竞争对草坪草进行攻击,其次代谢产物引起土层含水量降低、酸度增高、通透性变差等变化[11],引起草坪草根系分生、更新、吸收能力下降,致使草坪群落组成、结构及功能破坏,由于受财力、物力、人力的限制,很多地方退化草坪不能得到及时复壮或更新,最终演替成丝茅为优势种的粗糙草坪。

丝茅草坪抗逆性、耐贫瘠性极强,只需简单修剪就可维持较好的草坪景观,亚热带地区存留有大量低投入、低养护的丝茅草坪。针对丝茅草坪冬季枯黄的实际问题,前期曾冬季交播白三叶(Trrifoliumrepens)、一年生早熟禾(Poaannua)、一年生黑麦草(Loliummultiflorum)等常用草坪草,由于株丛类型和颜色差异较大,景观效果均较差。尤其丝茅庞大的根系系统与快速生长能力,使其在地上、地下资源竞争中占有现实优势,其强大的根茎分生、再生潜力与超强的种子繁殖能力,极易使交播草种不能完成生活史,不能开花结实就死亡,没有种子自由散布只是交播草种的连续性较差。丝茅根茎含有醇、萜醇、甾醇、酸类等次生代谢产物,对草坪分层土壤的含水量、容重、pH均有显著的影响[11],对交播草种产生化感作用或拮抗作用,使交播草种根系分生、更新、吸收能力下降,导致生长发育受阻、抗性降低而退出草坪。

交播的技术关键在于协调夏绿草坪与冬绿草坪之间的生长发育[12],经过数年引种与试验,在丝茅草坪中交播麦冬(Ophiopogonjaponicus)、白三叶、早熟禾、黑麦草都以失败告终。

4 结论

试验连续3年测定交播小苜蓿后草坪品质,表明丝茅与小苜蓿物候期互补,整个冬季草坪可维持较好的颜色、密度、质地和均一性,且小苜蓿能完成生活史,结实能力和自播能力极强,一次播种可多年利用,适合在生产中推广和利用。

交播前对夏绿草坪的芜枝层管理可改善根层的通透性,选择适宜的交播时间和播种方式可提高出苗与成坪速度。目前有关小苜蓿生物学特点和生态学特性的研究较少,尤其对于其坪用价值及养护技术未见报道。对紫花苜蓿研究表明,随着生长年限的增加,可增加土壤有机碳含量和提高土壤碳密度,从而提高土壤的理化性状和营养水平,冬季交播小苜蓿是否能改善丝茅草坪坪床的通透性状和保水保肥能力,待于进一步研究。

交播后对草坪未进行水肥气热的调控,也未进行修剪、施肥等养护措施,草坪作为观叶地被,促进分化更多叶片和维持健康绿色是草坪养护的核心要求。如外源氮素形态及水平可改善或调节植株各部位氮含量[13],通过合理的调控施N时间、施N量和氮素形态对叶中叶绿素含量、草坪颜色、青绿期、抗寒性及返青速度的影响[14-15],必将影响小苜蓿和丝茅的生长发育、群落组成、构件数量及抗逆性能。再如修剪是草坪最基本的养护措施,通过修剪可促进分蘖形成[16]、提高草坪的密度和盖度[17-18]、改善草坪的通风透气能力、降低病虫害发生的强度和频度、提升草坪品质和观赏价值[19]。所以加强养护技术的研究是提升交播草坪质量和景观价值的有效途径。

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Growth rule and turf quality evaluation of Imperata koenigii lawn after overseeding Medicago minima in the winter

MA Jiao,ZONG Ren-xu,LIU Jin-ping,WU De

(KeyLaboratoryofSouthwestChinaWildlifeResourcesConservation(MinistryofEducation),ChinaWestNormalUniversity,Nanchong,637009,P.R.China)

Aiming at the problem ofImperatakoenigiilawn becoming yellow and stem and leave withering in winter,I.koenigiilawn was overseeded withMedicagominimaafter trimming 5 cm stubble height in mid-October.From November to May next year,the indexes,including community composition,height,coverage,density and quality,were measured.The objective was to analyze the effect of overseedingMedicagominimaon reviving,growth and appearance value ofI.koenigiilawn and to explore the feasibility of improvingI.koenigiilawn by overseeding.The results showed that the phenophase ofI.koenigiiandMedicagominimawas complementary,thusMedicagominimawas suitable for overseeding inI.koenigiilawn.Medicagominimacan be used many years once planted because of its strong self-reproduction ability.Overseeding had a significant effect on community composition,height,density and texture (P<0.01).WhenI.koenigiialmost dies from January to March,Medicagominimaplays a role of dominant species.WhenI.koenigiirevives in April,Medicagominimagradually flowers and then dies.Although the maximum of density,color,texture and homogeneity appeared in different month,I.koenigiilawn after overseedingMedicagominimamaintains a high quality in winter,which achieves evergreen in four seasons.

Imperatakoenigii;Medicagominima;lawn;nine points system;landscape value

2016-02-27;

2016-03-22

四川省科技支撑计划(2011NZ0064)项目资助

马娇(1992-),女,四川南充人,在读硕士。 E-mail:735284596@qq.com 刘金平为通讯作者。

S 688.4

A

1009-5500(2016)06-0030-05

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