8种土壤改良剂对多年生黑麦草草坪质量的影响

唐云智，马晖玲

(甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州 730070)

8种土壤改良剂对多年生黑麦草草坪质量的影响

唐云智，马晖玲

(甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州 730070)

在兰州新区通过田间小区试验，研究了8种土壤改良剂对多年生黑麦草草坪质量的影响。结果表明：8种土壤改良剂都提高了草坪叶绿素含量，其中，7种处理(除硫磺粉处理)都增大了草坪草的密度、高度、地下生物量和地上生物量，6种处理(除硫磺粉、硫磺粉+磷矿粉处理)都增大了叶宽和盖度，“肥帝溉”处理均为最大处理(P<0.05)，其相应草坪质量指标最大值分别为，叶绿素含量为3.1 mg/g，密度为2.0株/cm2，叶宽为1.8 mm，盖度为95.3%，高度为10.9 cm，地下生物量为709.3 g/m2，地上生物量为638.6 g/m2；延长草坪绿期方面，“美魅”+过磷酸钙处理为186 d，与对照差异显著(P<0.05)。8个处理和对照(CK)的草坪质量综合评价高低顺序为，“肥帝溉”大量元素水溶肥料>“康地宝”盐碱土壤改良剂>“美魅”土壤改良剂+过磷酸钙>过磷酸钙+石膏粉>过磷酸钙>硫磺粉+磷矿粉>“甘云翼”>对照>硫磺粉。

土壤改良剂；多年生黑麦草；草坪质量

盐渍土广泛分布于世界100多个国家和地区[1]，根据土壤地图(联合国粮农组织、教科文组织编制)和各大洲盐碱土分布图(国际土壤学会盐碱土分会编制)统计，世界盐渍土总面积约为9.55亿hm2[2]。中国盐渍土分布面积广阔、类型众多，从滨海土壤到干旱、半干旱地区低洼平原，西北极端干旱漠土区域，积盐普遍，甚至形成盐盘、盐壳等重度积盐土壤[2]。根据中国科学院南京土壤研究所最新研究，中国盐渍土总面积约为0.99亿hm2[3]，其中，现代盐渍土约为0.37亿hm2，残余盐渍土约为0.45亿hm2，潜在盐渍土约为0.17亿hm2[4]。草坪建植和草坪草生长的载体坪床也面临着土壤盐渍化问题，土壤作为草坪草生长媒介载体，为其提供机械支持、营养元素、水分和氧气等[5]，土壤结构和质地直接影响草坪草的生长发育和草坪的坪用性状[6,7]。盐渍土改良包括工程改良、化学改良和生物改良等[8-12]，土壤改良剂一定程度上能松土、保墒、改良土壤理化性状，促进植物对水分和养分的吸收[13]。孙义祥等[14]研究表明，土壤改良剂能够促进土壤团粒形成、改善土壤结构、提高土壤肥力，已为草坪坪床土壤改良提供新材料。不同种类土壤改良剂的性质、有效成分、作用机理和用于不同类型土壤的改良效果也不尽相同[15]。兰州新区公路绿化建设中土壤盐渍化较严重，新区建造乔、灌、草坪绿地需要更换床土。这不仅增加了草坪建植的成本，还造成了异地生态环境的破坏。因此，根据兰州新区土壤类型，综合考虑各项条件，通过对施用土壤改良剂后草坪质量综合评价，筛选适宜土壤改良剂，实现对原土改良并达到绿化目的，是生态城市建设的急需，亦是改善现有生态环境的良策。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2014年5月12日进行，试验地位于兰州新区经七路和纬三路交叉路口，地理位置为N 36.4°，E 103.6°，海拔1 899 m，属典型温带半干旱大陆性气候。年平均气温6.9℃，1月平均气温-7.3℃，7月平均气温20.5℃，年平均降水量300～350 mm，年平均蒸发量1 880 mm，年平均无霜期139 d，年日照时数1 744～2 659 h，日照率60%，最大冻土深度约1.1 m。主导风向西北风，年平均风速2.3 m/s。土壤类型为盐化灰钙土[16]，试验地土壤基本化学性质指标参数，全氮0.17 g/kg，全磷0.64 g/kg，全钾18.91 g/kg，碱解氮12.49 mg/kg，有效磷3.26 mg/kg，速效钾153.70 mg/kg，有机质1.16%，pH 7.46，电导率0.27 S/m，全盐量0.87%。

1.2 试验材料

供试草种为多年生黑麦草(Loliumperenne)品种绅士(Esquire)(甘肃百绿草业发展公司)。供试土壤改良剂硫磺粉(金昌正旭工贸有限责任公司)、过磷酸钙(嘉怡化工有限公司)、“康地宝”盐碱土壤改良剂(北京康地宝生物技术有限公司)、“美魅”土壤改良剂(云南生态技术有限公司)、“甘云翼”(甘肃省永登县宏宝化肥厂)、“肥帝溉”大量元素水溶肥料(新疆博硕思化肥有限公司)、磷矿粉(云南登峰矿业有限公司)、石膏粉(山东泰安石膏粉有限公司)。

1.3 试验设计

田间试验选用单因素随机区组设计，小区面积2.0 m×2.0 m，各小区间设0.5 m隔离行。供试土壤改良剂和施用配方见表1。共设8个处理和1个对照(CK)，每个处理重复3次。整理地面、土层，清除杂草等异物，制备草坪坪床，翻耕、平整土壤，土壤改良剂一次性均匀施入0～30 cm耕作层，使用农具将其和土壤混合均匀。播种机直接撒播草种，播量为35 g/m2。试验期间不进行修剪，其余养护管理内容和方法参照文献[17,18]进行，2014年06月15日草坪成坪后，指标测定每月1次。

表1 草坪坪床土壤改良试验处理Table1 Experimental design of turf bed soil improvement

1.4 测定指标和方法

取样点位布设Z字形，取样数量5点。

1)颜色 叶绿素含量测定法，参照文献[19]进行。单位mg/g；

2)密度 实测法，样方面积10 cm×10 cm，5次重复，选定样方，计数齐地面植株数。单位株/cm2。

3)质地 点测法，测量叶片(叶龄与着生部位相同)最宽处宽度，各样点30次重复。单位mm；

4)盖度 方格网针刺法，10 cm×10 cm样方均分100个格，针刺每格，计数触植物总次数，5次重复。单位%；

5)高度 测量植株绝对高度，各样点30次重复。单位cm。

6)地下生物量 土钻法，土钻直径7 cm，取样深度30 cm，清除杂质，烘至恒重。单位g/m2；

7)地上生物量 样方刈割法，选定样方，齐地面剪取植株，清除杂质，烘至恒重。单位g/m2；

8)绿期 计数草坪群落80%植物初绿至枯黄的持续日数。单位d。

1.5 草坪质量综合评价

参照文献[20]的方法对不同用途草坪质量评价指标和权重，采用标准差系数赋予权重法。

1.6 数据处理分析

Excel 2010和SPSS 19.0进行数据处理和分析。

2 结果与分析

2.1 土壤改良剂对草坪颜色影响

草坪颜色反映植株生长状况，单位鲜重叶绿素含量侧重对植株个体颜色的反映，叶绿素含量是评价植株生理状况的一项重要指标[21]。与对照相比，8个改良剂处理都提高了叶绿素含量。8个处理和CK间叶绿素含量差异显著(P<0.05)，处理3最高，为3.1 mg/g，CK最低，为1.8 mg/g(表2)。试验表明处理3对黑麦草叶绿素含量影响效果最明显。8个处理和对照叶绿素含量均呈现先升高(6月21日～10月23日)后降低(10月23日～11月22日)的趋势，叶绿素含量均于6月21日时为最低，于10月23日时为最高。处理3叶绿素含量，最低为2.9 mg/g，最高为3.3 mg/g。CK叶绿素含量，最低为1.6 mg/g，最高为1.9 mg/g(图1)。

表2 不同处理对草坪坪用性状的影响Table2 Effect of different treatments on turf quality

注：同列不同小写英文字母表示差异显著(P<0.05)，下同

图1 土壤改良剂处理下草坪叶绿素含量Fig.1 Effect of different soil conditioners on chlorophyll content of ryegrass

2.2 土壤改良剂对草坪密度影响

草坪密度受植株分枝类型影响，养护管理可以在草坪种性范围内改变草坪密度。植株个体间存在种内竞争，因此，草坪密度会随草坪建植后的时间而变化。与对照相比，7个改良剂处理增大了草坪密度。8个处理和CK间草坪密度差异显著(P<0.05)，处理3最大，为2.0株/cm2，处理1最小，为0.7株/cm2。8个处理和CK草坪密度均呈现先升高(6月21日～10月23日)后降低(10月23日～11月22日)的趋势，密度均于6月21日时最小，于10月23日时最大。处理3密度，最小为1.8株/cm2，最大为2.1株/cm2。处理1密度，最小为0.6株/cm2，最大为0.8株/cm2(图2)。

2.3 土壤改良剂对草坪叶宽影响

与对照相比，6个改良剂处理增大了叶宽，处理1和7的平均叶宽小于CK，8个处理和CK间草坪叶宽差异显著(P<0.05)，处理3最宽，为1.8 mm，处理1和处理7最窄，为0.9 mm(表2)。8个处理和CK叶宽均呈现先加大(6月21日～10月23日)后减小(10月23日～11月22日)的趋势，叶宽均于6月21日时最窄，于10月23日时最宽。处理3叶宽，最窄为1.1 mm，最宽为2.1 mm。处理1和7叶宽，最窄为0.6 mm，最宽为1.2 mm(图3)。

图2 土壤改良剂处理下草坪密度Fig.2 Effect of different soil conditioners on turf density

图3 土壤改良剂处理下草坪叶宽Fig.3 Effect of different soil conditioners on leaf width

2.4 土壤改良剂对草坪盖度影响

草坪盖度与草坪密度相关，可以表示植株所占有的空间范围，是草坪覆盖率的量度。参比对照6个改良剂处理增大了草坪盖度。8个处理和CK间草坪盖度差异显著(P<0.05)，处理3最大，为95.3%，处理1最小，为64.4%(表2)。8个处理和CK草坪盖度均呈现先升高(6月21日～9月23日)再停滞(9月23日～10月23日)后降低(10月23日～11月22日)的趋势，盖度均于6月21日时最小，于10月23日时最大。处理3盖度，最小为87.1%，最大为100%。处理1盖度，最小为58.8%，最大为67.7%(图4)。

2.5 土壤改良剂对草坪高度影响

草坪高度很大程度决定草种的使用范围，也反映植株生长快慢。与对照相比，7个改良剂处理增大了草坪植株高度。8个处理和CK间草坪高度差异显著(P<0.05)，处理3最高，为10.9 cm，处理1最低，为2.2 cm(表2)。8个处理和CK草坪高度均呈现先升高(6月21日～10月23日)后降低(10月23日～11月22日)的趋势，高度均于6月21日时最低，于10月23日时最高。处理3高度，最低为3.5 cm，最高为14.8 cm。处理1高度，最低为0.7 cm，最高为3.1 cm(图5)。

2.6 土壤改良剂对草坪地下生物量影响

地下生物量反映根系生长状况。地下生物量是草坪质量内在指标，是草坪质量持久保持和适用的关键。与对照相比，7个改良剂处理增大了地下生物量。8个处理和CK间草坪地下生物量差异显著(P<0.05)，处理3最大，为709.3 g/m2，处理1最小，为64.3 g/m2(表2)。8个处理和CK地下生物量增加率均呈现先快(6月21日～9月23日)后慢(9月23日～11月22日)的趋势，地下生物量均于6月21日时最小，于11月22日时最大。处理3地下生物量，最小为489.5 g/m2，最大为796.5 g/m2。处理1地下生物量，最小为44.2 g/m2，最大为73.8 g/m2(图6)。

图4 土壤改良剂处理下草坪盖度Fig.4 Effect of different soil conditioners on coverage

图5 土壤改良剂处理下草坪高度Fig.5 Effect of different soil conditioners on height

图6 土壤改良剂处理下草坪地下生物量Fig.6 Effect of different soil conditioners on underground biomass

2.7 土壤改良剂对草坪地上生物量影响

地上生物量反映茎、叶干物质积累情况和光合作用强弱，地上生物量是草坪生长速度和再生能力的数量指标。参比对照7个改良剂处理增大了地上生物量。8个处理和CK间草坪地上生物量差异显著(P<0.05)，处理3最大，为638.6 g/m2，处理1最小，为101.9 g/m2(表2)。8个处理和CK地上生物量均呈现先增大(6月21日～10月23日)后减小(10月23日～11月22日)的趋势，地上生物量均于6月21日时最小，于10月23日时最大。处理3地上生物量，最小为439.6 g/m2，最大为728.1 g/m2。处理1地上生物量，最小为71.7 g/m2，最大为115.1 g/m2(图7)。

图7 土壤改良剂处理下草坪地上生物量Fig.7 Effect of different soil conditioners on aboveground biomass

2.8 土壤改良剂对草坪绿期影响

草坪绿期受地理气候和草种的影响存在差异，7个改良剂处理延长了草坪绿期，8个处理和CK间草坪绿期差异显著，处理5最长，为186 d，处理7最短，为170 d(表2)。

2.9 土壤改良剂对草坪质量影响

草坪质量的评价因草坪利用目的不同所采用的评价指标也不同，各指标在不同用途草坪评价中的重要性也不同。草坪质量评价时需选择能反映草坪本质的指标进行综合评价，方能得出草坪质量的优劣和等级。各项指标实测数值进行标准化处理，选用标准差系数赋予权重法[20]，对9个处理的草坪质量进行综合评价。草坪质量综合评价高低顺序为：3>4>5>8>6>7>2>9>1。

表3 不同处理标准化值和草坪质量综合评价Table3 Standardized value and turf quality comprehensive assessment

3 讨论与结论

试验地土壤极缺乏有机质、氮和磷元素，依据电导率值可知土壤盐渍化程度很高。故达到预期土壤改良目的，应选用能够显著提高土壤氮、磷元素和有机质的土壤改良剂。“肥帝溉”大量元素水溶肥料，氮、磷、钾有效成分大于59%，施入土壤后通过灌溉迅速发挥肥效，提高土壤营养和肥力，进而显著提高各项草坪质量指标。“康地宝”盐碱土壤改良剂，利用盐土植物通过根系分泌物改善根际微环境来适应逆境的机制，通过生物络合、置换反应，清除土壤团粒上多余Na+，活化土壤难利用的P5+、Fe2+、Ca2+、Mg2+等离子及微量元素，使其转变为可利用状态，同时使土壤水传导能增高，从而改善根系环境，促进根系生长，使植物能够在盐碱地上生长和提高产量，这与王金芬等[22]在土壤盐碱改良剂施用量及施用时期研究结论相符。试验中过磷酸钙、石膏粉、磷矿粉、硫磺粉改良效果不佳原因在于施用单一元素肥料不能改善土壤肥力，对于贫瘠盐渍土壤改良，不可仅以降低土壤盐碱为目的，而忽视土壤培肥效果。

土壤改良剂可以改善土壤物理性状，改变土壤化学物质组成，增加土壤养分含量，提高土壤肥力。为草坪草生长和草坪建植提供良好土壤环境，可以影响植株生长发育和草坪建植进程。土壤改良剂的使用还是草坪坪床改良的新途径和新方法[23]。

土壤改良剂不同程度的促进多年生黑麦草生长发育，增大草坪草叶宽和高度，影响植株个体所占有的空间范围，进而又增大草坪盖度，这与康爱民等24在土壤改良剂对多年生黑麦草生长影响结论相符。土壤改良剂能促进多年生黑麦草分蘖，进而增大草坪密度，这与宇万太等[25]在多年生黑麦草上的试验结论一致。土壤改良剂促进植株根系生长发育，进而影响根径宽度、根系长度、范围和重量，由于植株地下和地上部分生长的相关性，植株茎、叶生长发育也会反映土壤改良剂间接促进作用，进而持续增大地下生物量和地上生物量，这与田福平等[23]在4种改良剂对多年生黑麦草的生长特性影响研究结论相同。

不同土壤改良剂的改良效果不同，只有选用合适的改良剂才能有效改良盐渍土壤。化学改良剂可以降低土壤容重，增加土壤空隙度，改善土壤物理结构，促进盐渍土壤改良。无机改良剂可以改善土壤物理性质、增加土壤肥力、调节土壤pH，还可以改善土壤微生物和酶活性；有机改良剂可以改善土壤物理性质、提高土壤保水能力和土壤肥力[27]。

8种土壤改良剂都提高了叶绿素含量，其中7种(除硫磺粉处理)都增大了密度、高度、地下生物量和地上生物量，6种(除硫磺粉、硫磺粉+磷矿粉处理)都增大了叶宽和盖度，“肥帝溉”皆为最显著处理，其相应草坪质量指标最大值分别为，叶绿素含量为3.1 mg/g，密度为2.0株/cm2，叶宽为1.8 mm，盖度为95.3%，高度为10.9 cm，地下生物量为709.3 g/m2，地上生物量为638.6 g/m2；延长草坪绿期方面，“美魅”+过磷酸钙处理为186 d，最为显著。8个处理和CK的草坪质量综合评价高低顺序为，“肥帝溉”>“康地宝”>“美魅”+过磷酸钙>过磷酸钙+石膏粉>过磷酸钙>硫磺粉+磷矿粉>“甘云翼”>对照(CK)>硫磺粉。

[1] 王遵亲.中国盐渍土[M].北京:科学出版社,1993.

[2] 吕军.土壤改良学[M].杭州:浙江大学出版社,2011.

[3] 关继义,陈喜全.森林土壤实验教程[M].哈尔滨:东北林业大学出版社,1992.

[4] 黄昌勇,徐建明.土壤学[M].北京:中国农业出版社,2010.

[5] 刘发民,王辉珠,孟文学.草坪科学与研究[M].兰州:甘肃科学技术出版社,1998:70.

[6] 李长洪,李华兴,张新明,等.天然沸石对土壤及养分有效性的影响[J].土壤与环境,2000,9(2):163-165.

[7] 边秀举,胡林,李晓林,等.不同氮钾用量对多年生黑麦草草坪的影响[J].草业学报,2000(1):55-60.

[8] 李取生,李秀军,李晓军,等.松嫩平原苏打盐碱地治理与利用[J].资源科学,2003,25(1):15-20.

[9] 牛冬玲,王启基.盐碱地治理研究进展[J].土壤通报,2002,33(6):449-455.

[10] 李秀军,李取生,王志春,等.松嫩平原西部盐碱地特点及合理利用研究[J].农业现代化研究,2002,23(5):361-364.

[11] 姚拓,龙瑞军,王刚,等.兰州地区盐碱地小麦根际联合固氮菌分离及部分特性研究[J].土壤学报,2004,41(3):444-448.

[12] Sadiq M,Hassan G,Mehdi S M,etal.Amelioration of saline-sodic soils with tillage implements and sulfuric acid application[J].Pedosphere,2007,17(2):182-190.

[13] 张黎明,邓万刚.土壤改良剂的研究与应用现状[J].华南热带农业大学学报,2005,11(2):32-34.

[14] 孙义祥,黄晓澜,张详明,等.土壤改良剂对辣椒营养元素积累的影响[J].安徽农业科学,1999,27(2):148-149.

[15] 高永恒,孙吉雄,王有国.土壤改良剂对草坪床土理化性质的影响[J].草原与草坪,2004(2):34-35.

[16] 张明全,曾正中.甘肃秦王川灌区土壤盐分特征及次生盐渍化预测[J].干旱区资源与环境,1993,7(2):17-19.

[17] 孙吉雄.草坪学[M].北京:中国农业出版社,2008:179-214.

[18] 孙吉雄.草坪技术手册-草坪工程[M].北京:化学工业出版社,2005.

[19] 李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京:高等教育出版社,2000:35-160.

[20] 王婷,房媛媛,白小明,等.修建频率和留茬高度对草地早熟禾与多年生黑麦草混播草坪质量的影响[J].草原与草坪,2014,34(5):710-75.

[21] 艾天成,周治安,李方敏,等.小麦等作物叶绿素速测方法研究[J].甘肃农业科技,2001(1):16-18.

[22] 王金芬,刘雪梅,王希英.土壤盐碱改良剂施用量及施用时间研究[J].安徽农业科学,2007,35(1):148-149.

[23] 田福平,武高林,杨志强,等.4种土壤改良剂对多年生黑麦草的生长特性影响研究[J].草业科学,2006,23(11):28-34.

[24] 康爱民,高永恒,孙吉雄.土壤改良剂对多年生黑麦草生长的影响[J].草原与草坪,2006(2):45-48.

[25] 宇万太,于永强.植物地下生物量研究进展[J].应用生态学报,2001,12(6):927-932.

[26] 张江辉,白云岗,张胜江,等.两种化学改良剂对盐渍化土壤作用机制及对棉花生长的影响[J].干旱区研究,2011,28(3):384-388.

Effect of 8 soil conditioners on the quality of perennial ryegrass turf

TANG Yun-zhi,MA Hui-ling

(CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity/KeyLaboratoryofGrasslandEcosystem,MinistryofEducation/PrataculturalEngineeringLaboratoryofGansuProvince/Sino-U.S.CenterforGrazinglandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China)

8 soil conditioners were selected to improve the saline soil in Lanzhou New Area and the effects on the quality of perennial ryegrass turf were studied.The results showed that the chlorophyll content was increased by 8 soil conditioners;the density,height,underground biomass and aboveground biomass were increased by 7 soil conditioners(except sulfur powder);the leaf width and coverage were increased by 6 soil conditioners(except sulfur powder,sulfur powder + phosphate rock powder).Among 8 soil conditioners,‘Feidigai’ was the best in terms of turf quality,and the values of quality indicators,including chlorophyll content,density,leaf width,coverage,height,underground biomass and aboveground biomass,were 3.1 mg/g,2.0/cm2,1.8 mm,95.3%,10.9 cm,709.3 g/m2,and 638.6 g/m2respectively.And in terms of green period,‘Meimei’ + calcium superphosphate treatment was the best(green period was 186 days).The comprehensive assessment of turf quality showed that the rank of the turf quality under 8 treatments and CK was ‘Feidigai’ water soluble fertilizer > ‘Kangdibao’ saline soil conditioner >‘Meimei’ soil conditioner>calcium superphosphate+gypsum powder>calcium superphosphate>surphur powder+phosphate rock powder>‘Ganyunyi’>CK>surphur powder.

soil conditioner；perennial ryegrass；turf quality

2015-04-02；

2015-04-28

国家自然科学基金“草地早熟禾种间体细胞杂交的研究”(31160482)资助

唐云智(1984-)，男，辽宁沈阳人，在读硕士。 E-mail：tangyz1984@126.com 马晖玲为通讯作者。

S 156

A

1009-5500(2015)06-0051-08