灌溉量和修剪高度对草地早熟禾草坪维持景观时长的影响

乌日图，王建光，徐　军，廖忠兴，黄海洋

(内蒙古农业大学 生态环境学院，内蒙古 呼和浩特　 010019)



灌溉量和修剪高度对草地早熟禾草坪维持景观时长的影响

乌日图，王建光，徐军，廖忠兴，黄海洋

(内蒙古农业大学 生态环境学院，内蒙古 呼和浩特 010019)

摘要：以草地早熟禾品种凯蒂(Katie)为供试材料，在室内进行盆栽试验，研究不同灌溉量和不同修剪高度对草地早熟禾草坪维持景观时长的影响，为草坪节水灌溉提供科学依据。结果表明：在同一修剪高度条件下，分别用灌溉量相当于田间持水量的85%，70%和55%对供试材料进行处理，结果彼此间存在显著性差异，灌溉量的增加促进地下植物量不断增加，草地早熟禾草坪的维持景观时长相应增加，灌溉量对草地早熟禾维持景观时长起积极影响，但灌溉量大于等于相当于田间持水量85%时，草地早熟禾草坪维持景观时长却不再有显著增加；同时，修剪草坪高度对草地早熟禾草坪景观时长有一定影响，研究发现随修剪高度的提高，草坪维持景观的时长在缩短，并且修剪高度为3 cm时，能使草地早熟禾草坪维持景观时长达到最大值。

关键词：草地早熟禾；草坪；灌溉量；修剪高度；维持景观时长

城市绿化需水量随着我国城市化进程加快而不断加大。草坪在城市绿地建设中占有十分重要的位置，并在小区绿化、公共绿地、道路护坡、运动场建设、封闭式观赏草坪及水土保持等诸多方面都发挥着重要作用。而当今世界面临着人口、资源和环境3大难题，而水资源是无法用其他资源代替的重要资源。适当灌溉方式和合理灌溉量不但可以控制水资源损失，而且可以控制土壤侵蚀、减少环境污染等。目前，我国水资源的利用不合理，致使地下水位下降、自然植被退化、环境愈发恶化，水资源缺乏已成为当前乃至将来普遍性问题[1]。我国北方许多地区多属干旱或半干旱区[2]，干旱缺水成为草坪业发展的限制因子。草坪草生长季期间，坪床土壤水分是维持草坪景观时长的直接因子，国内外研究者对草坪水分蒸散量进行大量研究[3-6]，包括不同草坪草种间灌溉量与草坪质量之间的关系[7]，北方不同常用草坪草种间的蒸散量和耗水量的差异性研究[8]，刘潇红[9]利用蒸渗仪实测了土壤蒸散情况，蒸散量会随着灌溉量的变化而发生变化[10，11]；同时，适度修剪对维持草坪景观时长有促进作用，可以保证草坪草健康生长和维持较高草坪质量[12]；李宏[13]研究了不同修剪高度对草坪草根系变化的影响。还有一些学着研究了不同土壤水分对地下根系影响[14，15]。以灌溉量和修剪高度作为处理因子，研究灌溉量和修剪高度两因子影响下的草坪维持景观时长与地下植物量，为草坪节水灌溉提供科学依据。

1材料和方法

1.1供试材料

供试草种为草地早熟禾品种凯蒂(Poapratensiscv.Katie)，种子由丹农种子集团中国代表处提供，经测试平均千粒质量0.4 g、平均发芽率79.3%。

1.2试验方法

试验于2014年7月至2015年1月，在呼和浩特市内蒙古农业大学可控气候温室进行。盆栽用土为过筛(孔径为0.5 cm)耕地熟土，经测其田间持水量为(367.67±0.05) g/kg，入盆时土壤绝干含水量为72.99 g/kg。盆口直径15 cm，盆高20 cm，每盆土重为1 500 g，土壤表面距盆口约2.5 cm。温室内光照充足，有通风设备，试验期间温室内最高温度27～35℃，最低温度10～16℃。播种后，在精心养管条件下，出苗长到5 cm后，按1株/cm2进行间苗定株，即每盆为176株；生长到12 cm成坪时遵循1/3修剪原则，逐步多次修剪到各处理规定的修剪高度；当各处理修剪高度盆栽草坪达到稳定正常生长和景观后，进行最后一次充足灌溉，待盆栽草坪因水分蒸散干旱致使草坪草出现全部叶片萎蔫时，开始依据各控量复水处理规定的土壤含水量进行定量灌溉，各处理至下一轮萎蔫再次定量灌溉，如此往复便进入正式试验，以观察不同修剪高度下各控量复水处理每次灌溉后所能维持的时长。试验从植物青绿至萎蔫并复水恢复再至青绿状态共进行了4个周期，并观察4个周期所维持景观时长的差异。在此基础上找出草坪草地下植物量随灌溉量与修剪高度的变化规律。

1.3试验设计

利用裂区设计，主区设定为灌溉量处理，副区设定为修剪高度处理。

灌溉量处理设置相当于田间持水量100%、85%、70%、55%和40%等5个处理；修剪高度处理设置为3、5、8、12 cm和不修剪等5个处理，分别依序模拟运动场草坪、广场景观草坪、庭院休闲草坪、路侧界标草坪和坡地生态草坪等功能性草坪，共计25个处理，重复6次，总计150个盆。

1.4测试项目及方法

1.4.1田间持水量的测定将未播种的盆栽土放置在遮阳且无直流空气流通的地方，充分灌溉，直至花盆底部有水分渗出。静置12 h后，在各花盆中分别取出适量的土样放入重量已知的铝盒中，用分析天平称其鲜土重(M1)。在105℃的烘箱中烘干12 h至恒重后，再次使用分析天平称其干土重(M2)，并计算出本盆土的土壤田间持水量，重复10盆。

田间持水量(g/kg)=(M1-M2)/M2 ×100%

盆栽草坪成坪5个月以后开始测定，从每个处理的盆栽草坪草中随机选取3个重复，将盆内草坪草地上茎叶部分剔除，把盆内土壤全部装入纱布袋中，用流水将草坪草根系附着的土壤冲洗干净，然后将洗净的根放置于65℃的烘箱中，烘干24 h后称重。

1.5数据分析

使用SAS统计分析软件对各项指标进行方差分析，使用Excel进行图表绘制。

2结果与分析

2.1灌溉量对维持草坪景观时长的影响

植物缺水的直接表现是植株景观下降，水分的不足会使植物产生一系列变化，从而影响其外观表现。试验中设置5个灌溉量，分别是相当于田间持水量的100%、85%、70%、55%、40%。40%田间持水量的处理，在第2 d浇灌时点前，第1 d浇的水已全部蒸散完，因此，此处理未进入后续试验。

随着灌溉量的减少，维持景观时长会相应的下降。分析各灌溉量处理，除了100%田间持水量处理与85%田间持水量处理间无显著差异外，其他各处理均存在显著性差异(P<0.05)，由此可知100%田间持水量处理中存在植物无法全部利用的多余水分，而70%田间持水量处理和55%田间持水量处理，在维持景观时长上显著低于85%田间持水量处理，因而不是合理的灌溉量，综合以上两点考虑，应将灌溉量的合理上限确定为田间持水量的85%(表1)。

表1　不同灌溉量下草坪景观时长

注：同列不同字母表示差异显著(P<0.05)，下同

2.2修剪高度对维持景观时长的影响

修剪是对于草坪草必不可少的一道养护工序，而修剪高度的不同也会影响草坪草对水分的消耗，进而体现在对景观时长的影响上。试验共设置5个修剪高度，分别为3 cm、5 cm、8 cm、12 cm和不修剪。

随着修剪高度的增加，草地早熟禾草坪维持景观时长呈下降趋势，各修剪高度处理间存在显著差异。分析各修剪高度处理下维持草地早熟禾草坪景观时长的差异，修剪高度为3 cm的处理草坪维持景观时长最久，不修剪的草坪维持景观时长最短(表2)，产生这种现象的原因是修剪高度较高的草坪叶片面积较大，在蒸腾作用下，修剪高度较高的草坪叶片耗水较多，而修剪高度较低的草坪叶片耗水相对较少。因此，为了维持景观时长，保证植物正常生长所需水分，修剪高度较高的处理就要相应增加灌溉的次数。

表2　不同修剪高度下草坪景观时长

2.3各灌溉周期间的差异分析

不同的修剪高度和灌溉量不仅会影响草坪草的景观效果，还会影响维持景观的时长。试验进行4个周期，每个周期观察各处理从复水灌溉恢复生机开始至再次出现暂时萎蔫所需要的时间(表3)。

表3　不同灌溉周期下草坪景观时长

草地早熟禾草坪在灌溉和修剪双因素影响下，4个周期中维持景观时长最久的是第1个周期，第2、3、4个周期的维持景观时长会依次下降(表3)。4个周期中维持景观时长最长且最节水的是灌溉量相当于85%田间持水量的处理与修剪高度为3 cm处理的组合，维持景观时长最短的是灌溉量相当于55%田间持水量的处理与不修剪处理的草坪。灌溉量相当于55%田间持水量的处理虽然可以达到维持草地早熟禾草坪正常生长活动的用水量，但维持景观时长相对较短，平均每隔一天就必须补水；由于不修剪的草坪叶片面积大，植物蒸腾的水分要比其他修剪高度的多，所以维持景观时长会比其他修剪高度的草坪短。

2.4灌溉量与修剪高度处理下地下植物量变化

植物根系对植物的生长有着至关重要的作用。一方面可以吸收土壤中的营养物质，并传递至地上部分；另一方面在干旱条件下植物根系可以保证尽可能多的吸收水分，保证植物正常生长发育的需求。植物根系越丰富，其生长发育能力和抵抗外界不良环境的能力就越强。

100%田间持水量与85%田间持水量处理之间差距不大，但是70%、55%田间持水量处理之间相差很大。经方差检验，灌溉量相当于100%田间持水量处理与灌溉量相当于85%田间持水量处理的地下植物量之间没有显著差异(P<0.05)，85%田间持水量处理与70%、55%田间持水量处理存在显著差异(P<0.05)，说明100%与85%田间持水量处理的草坪在受外界环境影响时比其他2个灌溉量的表现好。草坪草地下植物量在不同修剪高度下的差距不大，其均值从多到少依次为不修剪3 cm、5 cm、8 cm、12 cm(图1)。

3讨论与结论

目前，研究草坪草景观维持时长的报道较少，由于草坪草蒸散量可以间接反映景观维持时长，在相同水分条件下，蒸散量越高，水分消耗越大，则维持景观时长越短。

试验表明：在土壤有效水范围内，随着灌溉量的减少，维持景观时长相应地下降，灌溉量相当于100%田间持水量的处理与灌溉量相当于85%田间持水量的处理无显著差异(P<0.05)，而85%田间持水量处理与70%田间持水量处理以及55%田间持水量处理相比都存在显著差异，将灌溉合理上限，即最适宜的灌溉量确定为田间持水量的85%，可以使水分利用更加合理。王跃栋等[17]研究结果表明，供水多则蒸散量大，供水少则蒸散量小。

图1　灌溉量与修剪高度处理下的地下植物量Fig.1　Underground biomass under different irrigation amounts and mowing heights

草坪的适度修剪可以控制草坪高度，使草坪保持整洁美观和颜色统一，提高草坪草的致密性，抑制杂草的生长。不同用途草坪修剪至不同高度，以满足其功能需要。在不同修剪高度处理中，修剪至3 cm的处理表现最好，维持景观时长比修剪5 cm、8 cm、12 cm与不修剪都要长，说明相同灌溉量状态下，运动场草坪要比其他用途草坪维持时间要长。对于其他修剪高度而言，修剪高度越高，维持天数越短，水分消耗越多，对应的灌溉次数就会增加。朱钦[18]研究结果表明，草坪蒸散量随着草坪草修剪高度的降低而减小，不修剪的草坪草蒸散量最高。韩建国[19]潘全山等[20]等的研究表明，草坪蒸散量随着修剪高度的升高而升高。

灌溉量相当于100%与85%田间持水量处理下的地下植物量要明显高于70%与55%田间持水量处理下的地下植物量，随灌溉量的增加，植物利用水分的能力也增强，地下植物量也会随之增长。修剪高度对地下植物量并不会起到积极作用，这个观点与其他学者的研究有差异，王婷研究报道地下植物量随修剪高度的增加而增加[21]。这种结果产生的原因可能是盆栽试验盆高仅为20 cm，水分供应全靠人工补水，试验盆栽不能像室外草坪草一样，可以从更深层的土壤中吸收水分供应植物生长。

试验研究表明草地早熟禾草坪灌溉量达到85%田间持水量时就可满足其维持景观的生长需求，维持草坪景观的时长随修剪高度的提高而缩短。总之，草地早熟禾草坪修剪高度维持在3～5 cm时、每次灌溉量达到田间持水量的85%时，既不会影响其生长能力，也可以使草坪景观维持时间最长，同时也最节水。

参考文献:

[1]肖大威.中国水资源状况与水资源安全问题分析[J].环境与生活,2014(12):72-75.

[2]侯桂兰,陈颖.干旱胁迫对冷季型草坪草地上部影响的研究[J].东北农业大学学报,1999,30(3):249-253.

[3]Biran I,Bravdo B,Bushkin-Harav I,etal.Water consumption and growth rate of 11 turfgrasses as affected by mowing height,irrigation frequency,and soil moisture[J].Agronomy Journal,1981,73(1):85-90.

[4]Feldhake C M,Danielson R E,Butler J D.Turfgrass evapotranspiration.I.Factors influencing rate in urban environments[J].Agronomy Journal,1983,75(5):824-830.

[5]Burns R E.Tall fescue turf as affected by mowing height[J].Agronomy Journal,1976,68(2):274-276.

[6]杨洁,王建光,张鑫.不同草坪草凋萎和复苏期的蒸散特性研究[J].草原与草坪,2014,34(1):1-6.

[7]张新民,胡林,边秀举，等.灌水条件对冷季型草坪草蒸散量和草屑积累量的影响[J].草地学报,2002,10(1):50-52.

[8]胡化广,张振铭.灌溉对草坪草蒸散和坪用质量的影响[J].节水灌溉,2012(10):49-51.

[9]刘潇红.不同生态类型草坪草蒸散与节水灌溉研究[D].北京：中国林业科学研究院,2014.

[10]高凯,刘自学,胡自治，等.不同草种单播草坪蒸散量的研究[J].草原与草坪,2004(2):43-46.

[11]徐敏云,刘自学,胡自治.灌溉对三种冷季型草坪草蒸散耗水的影响[J].草原与草坪,2004(1):36-40.

[12]刘威.缕草与高羊茅混播草坪生长情况在不同管理措施下的动态变化[D].北京：北京林业大学,2012.

[13]李宏.不同高度和频率修剪对草地早熟禾生长及生理代谢的影响[D].长春：东北农业大学,2013.

[14]何军,胡自治,刘自学，等.灌溉与草坪草地下植物量关系的研究[J].草原与草坪,2005(1):46-49.

[15]史晓霞,师尚礼,刘自学，等.灌溉量对草坪草地上,地下植物量分配的影响[J].草业科学,2007,24(2):85-91.

[16]任云宇,何军,刘艺杉.水分处理对草坪草地下植物量的影响[J].草业科学,2005,22(8):79-83.

[17]王跃栋,刘自学,任云宇.灌溉对匍匐翦股颖草坪蒸散量,外观质量及地下植物量的影响[J].草原与草坪,2010,30(4):45-50.

[18]朱钦.不同冠层结构对草地早熟禾(Poapratensis)蒸散量及二氧化碳交换的影响[D].北京：北京林业大学,2011.

[19]韩建国,潘全山.不同草种草坪蒸散量及各草种抗旱性的研究[J].草业学报,2001,10(4):56-63.

[20]潘全山,韩建国,王培.五个草地早熟禾品种蒸散量及节水性[J].草地学报,2001,9(3):207-212.

[21]王婷,房媛媛,白小明，等.修剪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):71-75.

Effect of irrigation quantity and mowing height on landscape maintaining duration of Kentucky bluegrass turf

WU Ritu，WANG Jian-guang，XU Jun，LIAO Zhong-xing，HUANG Hai-yang

(CollegeofEcologyandEnvironmentalScience，InnerMongoliaAgriculturalUniversity，Hohhot010019，China)

Abstract：The effect of the different irrigation amounts and pruning heights on landscape maintaining duration of Kentucky bluegrass (Poa pratensis cv. Katie) turf was studied with indoor pot experiment in order to provide scientific basis for water-saving irrigation. Results showed that there were significant differences in landscape maintaining duration among the irrigation amounts (85%，70% and 55% of field capacity) under the same mowing height. Along with the increase of irrigation amount，the underground biomass and landscape maintaining duration were increased. Irrigation amount showed a positive influence. However，the landscape maintaining duration did not significantly increase while the irrigation amount was more than 85% of field capacity. Meanwhile，along with the increase of mowing height，the landscape maintaining duration was shortened and the proper height was 3 cm.

Key words：Kentucky bluegrass；turf；mowing height；irrigation amount；landscape maintaining duration

中图分类号：S 688.4

文献标识码：A

文章编号：1009-5500(2016)01-0026-05

作者简介：乌日图(1990-)，男，蒙古族，内蒙古赤峰市宁城县人，在读硕士研究生。

基金项目：国家自然科学基金(31460633)；内蒙古自然科学基金(2013MS0401)资助

收稿日期：2015-09-25； 修回日期：2015-11-11

E-mail：15147124766@163.com

王建光为通讯作者。