3种冷季型草坪草建植的混合草坪比较与评价

麦靖雯，武 鑫 ，徐彦花 ，张巨明

（1.华南农业大学林学与风景园林学院，广东 广州 510642；2.广东省草业工程技术研究中心，广东 广州 510642）

【研究意义】运动场草坪是草上体育运动项目的基础。按照材料属性，运动场草坪分为天然草坪和人造草坪两类。天然草坪具有质地良好、美观舒适、运动性能优良、可缓解人们视觉疲劳等优点［1］，但其耐践踏性较差、养护成本高、使用受气候影响大。而人造草坪维护成本低、耐践踏能力强、使用不受气候影响，但人造草坪质地较硬、牵引力大，运动员使用易受损伤［2-4］。如果将两种类型草坪混合起来，在性能上取长补短，则可以既具有天然草的舒适性，又具有人造草的耐践踏性，在高强度使用条件下仍能保持高质量的使用要求，因此混合草坪应运而生、市场前景广阔。【前人研究进展】最早的混合草坪出现于20世纪90年代［5］，是以天然草坪为基础，将人造草植入其中，草坪草根系在生长过程中与土壤及人造草丝交织缠绕，形成混合草坪。目前混合草坪主要有3种类型：第1种为草丝植入式混合草坪，使用簇绒机将人造草丝注入坪床砂中，再播种天然草坪草种［6］；第2种为纤维加固式混合草坪，使用专用设备将人造纤维丝或纤维网片和坪床砂混合后铺设，再播种天然草坪草种［7］；第3种为草皮铺装式混合草坪，先铺设人造草皮，再覆盖砂或土壤基质，通过梳草使草丝保持直立，然后播种天然草坪草种。国外现有多家推广应用混合草坪的公司，草丝植入式以荷兰Desso公司为代表，纤维加固式以澳大利亚Strathayre公司为代表，草皮铺装式以荷兰GreenFields公司为代表，但在国内专门针对混合草坪的研发甚少，仅见满达等［8-9］对普通人造草做不同行距处理后构建的混合草坪作了初步研究。【本研究切入点】在3种类型的混合草坪中，草丝植入式和纤维加固式技术相对成熟，应用较广泛，而草皮铺装式是近年新研发的一种混合草坪，其人造草为编织型，草丝密度较为稀疏，给天然草生长预留了一定的生长空间，其衬底经纬线之间纵横交错的缝隙可供天然草根系穿透生长，目前这种混合草坪中的天然草坪多采用种子型的品种建植，但不同草种建植对混合草坪质量的影响并不明确。【拟解决的关键问题】本研究利用铺装式人造草，选用运动场草坪中常用的多年生黑麦草（Lolium perenne）、草地早熟禾（Poa pratensis）和高羊茅（Festuca arundinacea）3种冷季型草坪草建植混合草坪［10］，通过对3种混合草坪坪用性状和质量的综合评价，选出建植混合草坪最适合的天然草坪草种，为铺装式混合草坪在北方温带地区的建植提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2016年11月19日至2017年2月10日在广州市华南农业大学莘园后塑料大棚进行，试验地属南亚热带季风湿润气候，全年平均气温21.7 ℃，全年无霜期335～360 d，年平均降水量为2 234 mm、多集中在4～7月，气候温和、光照充足、雨量充沛。试验在适合冷季型草坪草生长的冬春季开展，期间平均温度为17.29 ℃。

人造草坪由广州傲胜人造草公司提供，为编织型人造草，草丝纤维原材料为进口聚乙烯，宽度1.1±0.1 mm、高度50 mm、经密80、纬密400。人造草坪裁剪大小为33 cm×44.5 cm，种植盆规格为49 cm×38 cm×13.5 cm，底部钻有6个直径为5 mm的排水孔。天然草种植材料为种子，播种量均为常用播种量。试验草种选用多年生黑麦草（首相2），播种量为40 g/m2；草地早熟禾（百斯特），播种量为20 g/m2；高羊茅（凌志Ⅱ），播种量为40 g/m2。基质由80%沙+20%泥炭土混配而成。泥炭土为德国Hawita（含有机质90%，pH为5.5～6.5），沙为当地过筛河沙。

1.2 试验设计

试验采用随机区组设计，处理为多年生黑麦草、草地早熟禾和高羊茅3种冷季型草坪草种，3次重复。在种植盆内先装厚度9 cm的基质，压实平整后铺设剪裁好的编织型人造草坪，其上覆盖4 cm基质，浇透水沉降后，土壤表面距离盆沿2.5 cm。待土壤表面干爽后将人造草丝人工疏理出来，播种天然草种，覆沙2 mm，压实，浇水。

出苗期，每天用喷壶浇水1次，渗透土壤表层1 cm。1周后，根据水分蒸发量进行浇水，每周浇水1～2次。采取人工拔除方式清除杂草、病虫。待草层高度为5～7 cm时进行第1次修剪，按照1/3原则进行修剪，随后每周修剪1～2次，留茬高度为2.5 cm；每2周施用N∶P∶K=15∶15∶15的复合肥1次，每次用量为15 g/m2。2016年12月6日至2017年2月10日间测量各个指标。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 密度 密度采用样框法测定。采用10 cm×10 cm的样框放置盆栽中，分别计数一个样框内人造草和天然草的枝条数，每隔1周测定1次，3次重复。

1.3.2 盖度 盖度采用样框法测定。将由35个小格（5 cm×5 cm）组成的30 cm×40 cm样框随机放在被测盆栽上，针刺每个节点，统计接触到草坪草和人造草的节点数量，并用百分数表示，每隔4周测量1次。

1.3.3 成坪时间 成坪时间测定采用目测法。每周3个人分别独立对每个小区的盖度进行估测，计算小区草坪盖度达到90%所需天数。

1.3.4 均一性 均一性评价采用目测打分法。3个人分别独立对每个小区颜色打分，分值1～9分。草皮成坪后每隔2周测定1次。

1.3.5 生长速度 生长速度以草坪剪草前后生长高度的变化来衡量。草皮成坪后，在各小区内于修剪前后随机选取5个点，用直尺测定其高度，取平均值。

1.3.6 草屑量 采用人工使用草剪方式修剪草坪。每次修剪后收集天然草草屑，将其放置在105 ℃烘箱中烘干24 h，直至样品干重不再减少，记录样品干重。

1.3.7 生物量 试验结束清盆时，将每盆全部植株洗干净，放进温度为105 ℃的烘箱中烘3 h，直至样品干重不再减少，记录样品干重。

1.3.8 综合评价 通过加权均分进行评价。对各个处理的各项指标表现分5级9分制打分（1～9分），权重系数根据各项指标对草坪耐践踏性的重要性确定（表1），根据表1各项指标的得分和权重系数计算加权平均分。

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加权平均分=∑（权重×各个指标分值）

表1 草坪质量各指标分级、评分和权重系数Table 1 Index grading, scoring and weight coefficient of turf quality

试验数据采用Excel 2013进行分析，用SPSS 19.0软件进行方差分析，用Duncan’s法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 3种混合草坪的坪用性状比较

2.1.1 密度 在混合草系统中，3种冷季型草种的密度均呈现上升趋势（表2）。第1次测量，草地早熟禾的密度显著低于多年生黑麦草，而在随后测量中，3种草种没有显著差异。而在每次测量中，多年生黑麦草的密度均表现为最大。在人造草丝方面，草丝密度在试验过程中有所下降，但下降幅度不明显，可能是因为后期养护管理中人造草丝出现倒伏现象，但3个处理间的人造草丝密度没有显著差异。在总密度方面，3种冷季型草种间没有显著差异，其中多年生黑麦草的总密度最大，其次是草地早熟禾。

2.1.2 盖度 表3显示，3种冷季型草种的盖度呈上升趋势，12月6日的测量中，3个草种间的盖度存在显著差异，而在随后测量中，3个草种间的盖度差异不显著。在每次测量中，多年生黑麦草的天然草盖度均表现为最大。试验中人造草丝的盖度有所下降，但3个草种间的人造草丝盖度没有显著差异。在总盖度方面，在第1次测量中，高羊茅的总盖度显著低于其余两个草种；而在后两次测量中，3个草种间的总盖度没有显著差异。

2.1.3 成坪时间 从图1可以看出，多年生黑麦草的成坪时间约为24 d，显著少于草地早熟禾和高羊茅，后两者成坪时间没有显著差异，均为32 d左右。而对混合草坪而言，多年生黑麦草混合草坪成坪时间约为14 d，草地早熟禾成坪时间约为16 d，两者之间没有显著差异。而高羊茅混合草坪的成坪时间显著多于其余两类草坪，约为30 d。与单一的天然草坪相比，3种混合草坪成坪时间都较短，尤其是多年生黑麦草坪与草地早熟禾草坪。

表2 3种混合草坪的密度（枝/cm2）变化Table 2 Changes in the density (shoot / cm2) of three kinds of hybrid turfs

表3 3种混合草坪的盖度（%）变化Table 3 Changes in the coverage of three kinds of hybrid turfs (%)

图1 3种混合草坪的成坪时间变化Fig.1 Turf establishment time of three kinds of hybrid turfs

2.1.4 均一性 3种冷季型草建植的混合草坪均一性呈现出上升趋势（表4），第1次测量，多年生黑麦草混合草坪的均一性显著高于草地早熟禾混合草坪和高羊茅混合草坪。而在随后测量中，3个草种混合草坪间的均一性没有显著差异。

表4 3种混合草坪的均一性变化Table 4 Changes in the uniformity of three kinds of hybrid turfs

2.1.5 生长速度 多年生黑麦草和高羊茅的生长速度呈下降趋势，但高羊茅生长速度下降幅度比多年生黑麦草大，早熟禾生长速度呈先上升后下降趋势（表5）。除2017年1月4日外，在其他测量时间中3种冷季型草种间的生长速度均有显著差异。早熟禾平均生长速度显著低于多年生黑麦草和高羊茅，但多年生黑麦草和高羊茅的生长速度没有显著差异。

表5 3种冷季型草种在混合草坪中的生长速度变化Table 5 Changes in growth rate of three cold season grass species in hybrid turfs

2.2 3种混合草坪中天然草草屑量和生物量比较

表6 3种混合草坪中天然草的草屑量变化Table 6 Clipping yield of natural grass in three kinds of hybrid turfs

2.2.2 生物量 多年生黑麦草和高羊茅的植株生物量分别为12.57 g和10.69 g，显著高于草地早熟禾，但多年生黑麦草与高羊茅间的植株生物量没有显著差异（图2），其中多年生黑麦草的植株生物量表现最佳。

图2 3种混合草坪中天然草的生物量变化Fig.2 Changes in biomass of natural grass in three kinds of hybrid turfs

2.3 3种冷季型草种在混合草中的综合评分比较

从表7可以看出，3个草种混合草坪的加权均分表现为多年生黑麦草＞高羊茅＞草地早熟禾。多年生黑麦草的加权均分为8.04分，处于优良水平，且分数远高于其余两个草种；草地早熟禾和高羊茅的加权均分分别为5.26分和6.20分，均处于中等水平。因此，综合来看，在3个草种建植的混合草坪中，多年生黑麦草建植的混合草坪综合质量表现最好。

3 讨论

草坪草的密度受其遗传基础的影响［11］，也与草坪强度、耐践踏性、弹性等使用指标密切相关［12］，密度大的草坪耐践踏［13］。多年生黑麦草的分蘖能力较草地早熟禾和高羊茅强［14］。3种混合草坪由于天然草的品种不同，导致其密度也不同，其中多年生黑麦草密度为2.77枝/cm2，高于草地早熟禾（2.36枝/cm2）和高羊茅（2.44枝/cm2）；而3种混合草坪所使用的人造草型号相同，理论上3种混合草坪拥有相同的人造草密度，但因为建植、覆沙、养护等操作可能造成人造草密度上的差异，3种混合草坪的人造草密度平均为2.10枝/cm2，虽然三者之间有差异，但是差异不显著。总密度方面，3种混合草坪天然草和人造草的总密度达到3.70～4.30枝/cm2，该密度值在运动场草坪评价体系中处于优等级［15］。

表7 3种冷季型草种在混合草中的综合评分Table 7 Comprehensive score of three cold season grass species in hybrid turfs

盖度是运动场草坪的重要指标，一般来说盖度大的草坪美观、均一、耐践踏，对运动员安全。在本研究中，人造草盖度为50%～60%，天然草与人造草的盖度比接近1∶1。有研究表明，混合草坪中的人造草丝可以有效保护天然草，从而提高草坪整体的耐践踏性［9］。在试验末期，3种混合草坪天然草的盖度均达到100%，但天然草盖度达到90%需要的天数则不一样，多年生黑麦草为23 d、成坪最早，早熟禾和高羊茅成坪较晚、均为33 d。而3种混合草坪的成坪天数显然比天然草成坪天数少，特别是多年生黑麦草混合草坪与草地早熟和混合草坪，成坪时间缩短约1/2，成坪时间分别为14、16 d，由此可见，混合草成坪速度优于单一天然草坪。

草坪的均一性是一个综合指标，受草坪质地、密度、颜色、修剪高度等因素影响［16］。本研究混合草坪中的人造草，其草丝颜色与多年生黑麦草相近，形成的混合草坪色彩一致；在质地上，据观测，人造草丝的叶片宽度为1.2 mm，多年生黑麦草质地为2.8 mm、草地早熟禾质地为2.3 mm、高羊茅质地为4.9 mm，人造草丝的宽度比3种天然草的宽度都窄，但人造草丝基本上都分布在混合草坪的下层，因此混合草坪表现出来的质地实际上由其上层的天然草所决定，而且试验期间，多年生黑麦草的密度和盖度也一直优于其余两个草种。因此，3种天然草相比多年生黑麦草建植的混合草坪均一性最好，平均分为5.9分，高于其余两种草种。需要指出的是，同天然草一样，人造草的质地和颜色对混合草坪的均一性影响同样明显，本试验的均一性评价基于本次参试的人造草质地和颜色，如果人造草的质地和颜色不同，均一性的评价结果肯定不同，因此，在建植混合草坪时，在首先确定天然草坪草的条件下可考虑定制生产与天然草质地、颜色相似的人造草，以保证建植的混合草坪均一性达到最佳。

植物的光合产物与叶绿素含量和叶面积成正相关［17］。在本研究中，多年生黑麦草分蘖枝条多、天然草盖度高，在一定程度上带来较大的叶面积，从而生产更多的有机物。试验中多年生黑麦草的草屑量和植株生物量分别为1.53 g和12.57 g，均高于草地早熟禾和高羊茅的草屑生物量和植株生物量。

优质运动场草坪应具备良好的耐践踏性［18］。过度践踏会使叶片受损、土壤板结，从而使草坪生物量下降，进而使密度、盖度等指标下降［19-20］。3种混合草坪中，大约有50%的密度和盖度由人造草构成，与天然草相比，人造草的耐践踏性极强，为混合草坪的耐践踏提供了强大支撑，可大大减轻天然草的践踏压力和受损伤程度，因此混合草坪耐践踏性明显强于天然草坪［8］。

耐践踏性是一个综合指标，MALLESHAIAH等［21］和CERET等［22］认为耐践踏性主要与草坪本身的生物量、密度、盖度等因素有关。因此，本研究采用加权法对混合草坪进行综合评价，权重系数根据各项指标对草坪耐践踏性的重要性确定。将生物量、密度和盖度的权重分别设置为0.30、0.25和0.15，占比较大，从而体现出3个指标对混合草坪的重要性。按照加权法综合评价结果，3种冷季型草坪草建植的混合草坪排序为多年生黑麦草＞高羊茅＞草地早熟禾。

4 结论

本研究结果表明，在人造草坪上用多年生黑麦草、草地早熟禾和高羊茅建植混合草坪时，3种草均表现出良好的密度、盖度和较快的成坪时间，都适合建植混合草坪。与草地早熟禾、高羊茅相比，多年生黑麦草的密度、盖度、植株生物量等指标表现更为优异。因此，建议在北方温带地区建植混合草坪时天然草应首选多年生黑麦草。