限制灌水对3种草坪外观质量及生理指标的影响

韩 燕，孙晓丹，李海梅*，汪中虎，孙 颖，李 博

(1.青岛农业大学园林与林学院，山东青岛 266109；2.青岛市城阳区气象局，山东青岛 266109)



限制灌水对3种草坪外观质量及生理指标的影响

韩 燕1，孙晓丹1，李海梅1*，汪中虎2，孙 颖2，李 博2

(1.青岛农业大学园林与林学院，山东青岛 266109；2.青岛市城阳区气象局，山东青岛 266109)

摘要[目的]探究限制灌水对草坪外观及生理指标的影响，为草坪草的选择、节水灌溉和科学养护管理提供科学依据。[方法]采用盆栽结合大田试验的方法，以3种主要应用的草坪为研究对象，安排3个试验因子T1(高羊茅∶黑麦草∶硬羊茅=5∶3∶2)、T2(高羊茅∶草地早熟禾=4∶1)、T3(高羊茅单播)，在限制灌溉水条件下，对3种草坪在水分胁迫时期内的外观质量、生理指标进行了测定。[结果]随着限制灌水胁迫时间的延长，3种草坪的外观质量逐渐下降，土壤含水量与草坪外观质量间表现出显著的正相关；3种草坪的叶片相对含水量、叶绿素含量和根系活力均随水分胁迫时间的延长而逐渐下降。[结论] T3草坪下降幅度最大，T2次之，T1草坪表现出较好的抗旱性。

关键词草坪；限制灌水；外观质量；生理指标

Effects of Limit Irrigation on the Apperance Quality and Physiological Indicators of Three Kinds of Lawns

HAN Yan, SUN Xiao-dan, LI Hai-mei*et al(College of Landscape Architecture and Forestry, Qingdao Agriculture University, Qingdao, Shandong 266109)

Abstract[Objective] To explore effects of limit irrigation on the apperance quality and physiological indicators of lawns, and provide scientific basis for selection of turf grass, water-saving irrigation and scientific conservation. [Method] Using pot and field experiment, three kinds of lawns∶Festucaarundinacea∶Loliumperenne∶HardFescue=5∶3∶2(T1),Festucaarundinacea∶Poapratensis= 4∶1(T2) andFestucaarundinaceaunicast(T3) were adopted as the reseach object, under the condition of limit irrigation, the appearance quality and physiological indicators of three kinds of lawns during the stress period were measured. [Result] The results were as follows: As the stress time in the condition of limit irrigation, the appearance quality of the three lawns gradually decreased, soil moisture content and lawns appearance showed a significant positive correlation. The leaf water content, chlorophyll content and root activity indicators of three kinds of lawns were all decreased gradually as the stress time. [Conclusion]T3had the largest decline, then T2, and T1lawn showed the best drought resistance.

Key wordsLawn; Limit irrigation; Appearance quality; Physiological indicators

我国北方水资源匮乏，南方也存在季节性缺水问题，约有400多个城市处于缺水或严重缺水状态。草坪作为城市绿化的一种重要形式，不仅具有绿化美化环境的作用，且能给人们提供更为广阔的休闲游憩区域，受到人们的普遍喜爱和关注，但草坪的养护需要大量的水资源，使水分的供需矛盾日益突出，严重限制了草坪的发展。因此，节水灌溉便成了草坪管理中亟待解决的重要问题。

土壤水分与草坪质量关系密切。汪昊磊通过研究不同水分对草坪质量的影响表明，草坪的盖度与颜色会随着水分的增加而增大，土壤水分达到80%以上时，草坪质量达到优良，但达到90%以上时，草坪质量不再随水分的增加而增加[1]。许正刚等通过对马尼拉草蒸散量的研究表明，马尼拉草在田间持水量是50%~80%的条件下，外观质量就可以达到理想水平[2]。刘海东对天津滨海地区4种草坪草的蒸散量的研究发现，在其整个生长季，4种草坪草的表观质量、光合速率、蒸腾速率、叶绿素含量均随灌溉量的增加而增大[3]。刘立军等则通过探究不同灌水量下限对高羊茅绿期及抗寒性生理指标的影响发现，在冬季低温条件下，80%和70%田间持水量灌水处理使高羊茅叶片相对含水量、保护酶(SOD、POD和CAT)活性、叶绿素、可溶性糖和游离脯氨酸含量维持在较高水平[4]。因此，探究限制灌水对草坪外观及生理指标的影响，可为草坪草的选择、节水灌溉和科学的养护管理提供科学依据。

1试验材料与方法

1.1试验区域概况试验区域位于青岛农业大学实验基地，即青岛市北部的城阳区，120°12′ E，36°20′ N，属暖温带大陆性季风气候，年平均气温12.6 ℃，年平均降水量700 mm左右。自然条件优越，土地肥沃，空气湿润，温度适中，四季分明，适宜南北方多种植物的生长，全年日照时数为2 607 h，无霜期为180~200 d，年平均降雨天数为84.3 d。

1.2试验材料试验材料选用北方城市绿化中主要应用的几种冷季型草坪草：高羊茅(Festucaarundinacea)、草地早熟禾(Poapratensis)、多年生黑麦草(Loliumperenne)和硬羊茅(HardFescue)。

1.3试验设计采用盆栽结合大田试验的方法，大田共设6个小区，每个小区4 m×5 m，试验因子为T1、T2、T3，分别代表3种常见草坪，高羊茅∶黑麦草∶硬羊茅=5∶3∶2，高羊茅∶草地早熟禾=4∶1和高羊茅单播。充分灌水处理方法为每次称重后马上补充失去的水分至初始重；限制灌水的处理方法是对其进行水分胁迫，直到草坪出现萎蔫时(90%以上的叶片卷曲)进行灌水。每个处理重复3次，每种草坪选18盆，共54盆，随机排列。先在地下埋54个花盆，将种植草坪草的花盆置于其上，这样既模拟了大田条件，又便于将花盆取出称重[5]。

1.4试验方法

1.4.1外观质量的测定。外观质量测定于限制灌水的第1天开始，每隔2天对草坪表观质量进行综合评价。采用NTEP 9分制草坪质量评分方法，分别对各项指标(颜色、质地、密度、均一性)进行打分，综合各项得分，总分高者为优。试验结束前对草坪外观质量进行评价，各项指标的权重分别设为：颜色为0.2，密度为0.3，质地为0.2，均一性为0.2[6]。

1.4.2生理指标的测定。草坪生理指标的测定均采用常规的测定方法，试验在5~10月限制灌水期间每隔2天测定一次生理指标。其中叶片相对含水量采用烘干法测定；叶绿素含量采用丙酮浸提法测定；根系活力采用甲烯蓝法测定[7]。

1.4.3数据分析方法。采用DPS软件和Excel软件对各指标进行分析。

2结果与分析

2.1草坪草的外观质量植物体内水分的减少可直接影响植物外观形态特征，由表1可知，3种草坪草的外观质量综合评分均随着水分胁迫时间的延长而逐渐下降，时间越长，品质下降越严重。3种草坪外观质量综合得分在第1天分别为6.85、6.83、6.84，差异不明显，T1草坪在胁迫至第3天时草坪外观质量综合得分最高，与T2、T3表现出显著差异(P<0.05)，之后逐渐下降，胁迫第9天时草坪外观质量明显下降。T2、T3草坪均在胁迫第1天时综合得分最高，之后逐渐下降，第3天后二者差异显著(P<0.05)。限制灌水第9天时，3种草坪综合评分处于较低水平，第11天时，3种草坪的综合评分分别为5.25、5.48、5.14，因此，水分胁迫条件下，3种草坪外观质量持续能力分别为T2>T1>T3。

表1　限制灌水下3种草坪草外观质量综合评分

注：小写字母表示不同胁迫天数间草坪外观质量综合评分差异显著(P<0.05)。

2.2草坪草生理指标

2.2.1叶片相对含水量的变化。叶片相对含水量是植物在水分亏缺下是否维持生长的一个重要指标。从表2中看出，整个试验期内，3种草坪的叶片相对含水量均随着胁迫时间的延长而逐渐降低。3种草坪在胁迫第1天时的叶片相对含水量表现为T3>T2>T1，胁迫第3天开始表现为T1>T2>T3。5月份时3种草坪的叶片相对含水量最高，8月次之，10月最低。8月份时T1草坪的叶片相对含水量随土壤含水量的降低变化较缓慢，T2、T3草坪变化幅度较大，且差异显著(P<0.05)，这可能是由于在8月份时T2、T3两种草坪的蒸散量较大。10月份时3种草坪生长减弱，受季节气候条件的影响，3种草坪的蒸散量处于较低水平，3种草坪的叶片相对含水量变化趋势也较为平稳。

表2　限制灌水下3种草坪草叶片相对含水量变化

注：小写字母表示不同胁迫天数间草坪的叶片相对含水量差异显著(P<0.05)。

总体表明，除T3草坪在10月份的第9天时叶片相对含水量略小于70%外，3种草坪在各月份胁迫至第9天时叶片相对含水量均处于70%以上，草坪的正常生长并未受到影响，T1草坪在胁迫至第11天时叶片相对含水量仍在65%以上，但T2、T3两种草坪的叶片相对含水量则处于60%以下，草坪的正常生长开始受到影响，说明T1受胁迫的影响较小。

2.2.2叶绿素含量的变化。由表3可以看出，在限制灌水条件下，T1草坪叶绿素总量与叶绿素a含量变化一致，均在胁迫第3天时达到最高值，胁迫第5天时开始逐渐降低，且在不同胁迫阶段差异显著(P<0.01)。叶绿素b的含量则随着胁迫的不断加强呈下降趋势。T2、T3草坪叶绿素含量与土壤水分含量的变化成正比。随着水分胁迫时间的延长，叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量均呈现下降趋势，即在胁迫第1天时叶绿素含量最高；同时，不同胁迫阶段叶绿素含量的下降幅度不同，其中T2草坪在胁迫第9天时叶绿素含量下降明显，T3在第11天时叶绿素含量下降明显。

综合来看，3种草坪在限制灌水条件下的叶绿素含量变化趋势基本一致，胁迫前期土壤水分含量高，草坪生长旺盛，有利于叶绿素的积累，胁迫后期受土壤水分条件的限制，草坪生长及代谢活动受到抑制，叶绿素含量明显降低，3种草坪的叶绿素含量表现为：T1>T2>T3，可见T1草坪的叶绿素含量受水分胁迫的影响较小。

2.2.3根系活力的变化。草坪草根系活力是判断蒸散强度的重要指标，草坪草受到干旱胁迫时，为维持自身生命活动的需要，根系的活力会增强。限制灌水条件下，3种草坪的根系吸收面积基本随着胁迫时间的延长而逐渐降低(表4)，根系活跃吸收面积百分比均在胁迫第3天时达到最大值，分别为60.4%、63.2%、65.1%，从胁迫第5天开始明显下降，且差异显著(P<0.01)；T1、T2草坪在胁迫第1天时的根系总吸收面积和活跃吸收面积最大，而T3草坪在胁迫第3天时最大，分别达到2.169和1.412，之后开始下降。胁迫前期，3种草坪的根系活跃吸收面积百分比大小顺序为T3> T2> T1，随着胁迫时间的延长，3种草坪均表现出不同程度的下降，最终表现为T1> T2> T3，可见，T1草坪对水分胁迫的适应性较好。

表3　限制灌水下3种草坪草叶绿素含量变化

注：小写字母表示不同胁迫天数间草坪的叶绿素含量差异显著(P<0.05)，大写字母表示不同胁迫天数间草坪的叶绿素含量差异极显著(P<0.01)。

表4　限制灌水下3种草坪草根系活力变化

注：小写字母表示不同胁迫天数间草坪的根系活跃吸收面积百分比差异显著(P<0.05)，大写字母表示不同胁迫天数间草坪的根系活跃吸收面积百分比差异极显著(P<0.01)。

3结论

3.13种草坪的外观质量3种草坪的外观质量综合得分在胁迫第1天时较高且差异不明显，之后T2、T3综合得分逐渐降低，而T1草坪的综合得分先在胁迫第3天时达到最高，后逐渐降低；最终，3种草坪外观质量持续能力表现为T2>T1>T3，说明以高羊茅为主的混播草坪在受到水分胁迫时外观质量表现较好。

3.23种草坪的生理指标在限制灌水条件下，3种草坪的叶片相对含水量、叶绿素含量、根系总吸收面积均随着水分胁迫时间的延长而逐渐降低。其中3种草坪在5月份时叶片相对含水量最高，胁迫第1天时3种草坪的叶片相对含水量表现为T3>T2>T1，胁迫至第3天开始表现为T1>T2>T3，T2、T3草坪在胁迫至第11天时叶片相对含水量降至60%以下，草坪的正常生长开始受到影响。3种草坪叶绿素含量表现为T1>T2>T3，即T1草坪的叶绿素含量受水分胁迫的影响较小。3种草坪的根系总吸收面积在胁迫第1天时最大，而根系活跃吸收面积百分比在胁迫第3天时达到最大值，之后逐渐下降，最终表现为T1>T2>T3。说明供试的混播草坪较单播草坪在受到水分胁迫时表现出较好的调节作用。因此，在节水灌溉方面，可以根据草坪草的生长特性和不同混播方式，制定出合理的草坪草节水灌溉制度。

参考文献

[1] 汪昊磊.水分对草坪质量影响的试验研究[D].北京：北京林业大学,2009.

[2] 许正刚,史正军,韩烈保,等.不同灌水处理对马尼拉草坪蒸散量及生长特性的影响[J].草原与草坪, 2009(1): 85-88.

[3] 刘海东.天津滨海地区草坪蒸散量及其理化性质研究[D].北京：北京林业大学,2007.

[4] 刘立军,陈为峰,王凯,等.不同灌水量下限对高羊茅绿期及抗寒性生理指标的影响[J]. 应用生态学报,2012(1):38-44.

[5] 李楠,李海梅.水分胁迫对混播草坪生理生态特性的影响[J].广东林业科技,2014(5):13-18.

[6] 刘建秀.草坪坪用价值综合评价体系的探讨-I评价体系的建立[J].中国草地,1998(1): 44-47.

[7] 张志良.植物生理学实验指导[M].4版.北京：高等教育出版社,2010.

收稿日期2015-10-23

作者简介韩燕(1987- ),女,山东潍坊人,硕士研究生,研究方向：城市生态。*通讯作者,教授,博士,从事城市生态研究。

基金项目国家自然科学基金(31100512);山东省青年基金(BS2012 NY005);青岛市科技局项目(13-1-4-165-jch)。

中图分类号S 314

文献标识码A

文章编号0517-6611(2015)33-239-03