草毯生产中土壤保水剂对卧茎景天的生长及生物量的影响

孙波 曲彦婷 张洪运 熊燕 韩辉

摘要：采用土壤保水剂复合基质法，研究草毯生产中土壤保水剂对卧茎景天的生长及生物量的影响，其结果表明：土壤保水剂处理对卧茎景天株高、地径的生长具有一定的促进效应，保水剂处理（1、2、3）与CK，总体上存在着显著差异;土壤保水剂处理对卧茎景天的叶绿素含量具有促进效应，处理1、2、3与CK之间差异达到显著水平;土壤保水剂处理对卧茎景天的生物量具有促进效应，不同处理与CK之间存在多样化的差异显著性;土壤保水剂处理对卧茎景天的光合速率、蒸腾速率和水分利用效率产生了不同的效应，处理（1、2、3）从总体上改变了卧茎景天光合速率、蒸腾速率和水分利用效率的日变化进程，影响了峰值和低谷值的出现，并使均值与CK相比存在显著差异。

关键词：卧茎景天;草毯;土壤保水剂;生长优化

中图分类号：S 714.7，S 792. 18

文献标识码：A

文章编号：1001 - 9499（2019）01 - 0039 - 05

近年来，宿根观赏性草毯种植在国内得到了普遍重视和推广，其以定向性材料为合成基质，满足草毯生产的各种土壤环境和营养需求。因不同地域的特色资源差异，全国各地宿根观赏性草毯的基质材料也各有不同，诸如稻壳基质、木屑基质、粪便基质、秸秆基质等都得到了广泛应用，进而推进了高效、环保、节能的草毯生产新模式变革。然而，基质材料都存在若干不足，例如秸秆、稻壳等基质，保水性能一般，持水量相对较低，加之宿根草毯材料根系不甚发达，致使合成基质不能充分维持宿根草毯材料正常生长的水分需求，因此常需要高频率的人工灌溉作业，提高了养护成本，并降低了宿根草毯的成毯质量。水资源危机一直是困扰全世界的重大问题，因此，开发高效、节能、环保的抗旱型宿根观赏性草毯生产新模式刻不容缓，其中宿根观赏性草毯品种的选择、调控合成基质的水分利用效率是重要途径。土壤保水剂，又称超吸收聚合物，因其独特的结构和吸水性能，使其在很多领域（特别是农林抗旱、节水）得到广泛的应用。

卧茎景天（Sedum sarmentosum）是景天科多肉植物，观赏性好，生命周期长，适应性强，生长快，耐寒、耐旱、耐水湿也耐半阴。在东北地区，可以替代草坪，一次浇透水，无需浇水养护。因此，本文以卧茎景天为宿根观赏性草毯材料，采用土壤保水剂复合基质法，研究草毯生产中土壤保水剂对卧茎景天的生长及生物量的影响，探讨卧茎景天草毯生产进行品质优化空间，为开发高效、节能、环保的抗旱型宿根观赏性草毯生产新模式提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选择越冬卧茎景天均匀一致的匍匐茎作为供试材料，断取带有2个节间以上的茎段，每50个茎段为一组。

经过前期研究筛选发现，思达WRA-H型土壤保水剂（广东省中山市思达科技有限公司）综合效果最明显，拟采用该款保水剂作为试验材料，自由饱和吸蒸馏水量（g/g）≥250，吸盐水量（g/g）≥35，含水率（%）≤8.0，pH值6.0—8.0。

复合基质：采用园土、秸秆、棕丝、草炭土按体积比2：3：2：3混合，基质密度为0.39 g.cm-3，孔隙度81.3%。

1.2 研究方法

1.2.1 试验设计

试验共设置4个处理，保水剂采用土壤混施法，具体处理见下表：

1.2.2 卧茎景天草毯制備方法

建造宽1.5m、长8m、南北走向的草床，首先实施粗平整：将床土敲碎，去凸填凹;再实施细平整：将床土压实、压平;在草床最下层平整铺地膜，地膜宽度大于草床宽度6cm，连接过滤层，在地膜上面平铺无纺布，在草床上均匀铺设基质，基质厚度5cm，基质中添加棕榈丝加固草毯根系;以茎段撒播的方式建植，密度为600段/㎡，覆土1cm，浇透水后，用遮阳网覆盖，进入管护期。

1.2.3 取样与试验方法

2017年4～9月，定期取样用以观测各项指标。利用钢卷尺和游标卡尺测量卧茎景天生长量（苗木的株高和地径）;卧茎景天生物量的测定采用样方均匀布点取样，在100℃下烘干后称重即为全苗的生物量（干物质量）;叶绿素含量测定采用丙酮法;光合速率的测定采用C02气体分析仪法，利用L1-6400便携式光合仪，选取草毯中典型测位，分南、北方向各3次重复;蒸腾速率的测定采用气孔计法，采用典型天气逐月全天观测和关键生长发育季节重点全天观测的方法，观测时段为8：00—18：00，每2h-次，光合速率与蒸腾速率同时、同测点进行。

1.2.4 数据统计分析方法

采用Exce12013和SPSS18.0软件进行数据分析处理。

2 结果与分析

2.1 土壤保水剂对卧茎景天株高的影响

由不同的土壤保水剂处理对卧茎景天株高的影响（表2）可知：卧茎景天在4—9月间，株高呈持续增长趋势，其中以5～7月最为明显。土壤保水剂处理对卧茎景天株高生长具有不同的促进效应。处理1、2、3与CK有显著差异，不同月份有所不同。通过卧茎景天株高的差异显著性分析得出：5月份，处理2、3与CK之间差异达到显著水平，处理1与CK之间无显著差异;6月份，处理3与CK之间差异达到显著水平，处理1、处理2与CK之间无显著差异;7月份，处理1、2、3与CK之间差异均达到显著水平;8月份，处理1、2、3与CK之间差异达到显著水平，处理l与处理2之间无显著差异;9月份，处理1、2、3与CK之间差异均达到显著水平。

2.2 土壤保水剂对卧茎景天地径的影响

由不同的土壤保水剂处理对卧茎景天地径的影响（3）可知：卧茎景天在4—9月间，地径呈持续增长趋势，其中以5—8月最为明显。分析结果表明：土壤保水剂处理对卧茎景天地径生长具有不同的效应。处理1、2、3与CK总体上有显著差异，不同月份有所不同。通过卧茎景天地径的差异显著性分析得出：5月份，处理1、2、3与CK之间差异达到显著水平，处理1、2、3之间无显著差异;6月份，处理1、2、3与CK之间差异均达到显著水平;7月份，处理1、2、3与CK之间差异达到显著水平，处理1与处理2之间无显著差异;8月份，处理1、2、3与CK之间差异达到显著水平，处理2与处理3之间无显著差异;9月份，处理1、2、3与CK之间差异达到显著水平，处理2与处理3之间无显著差异。

2.3 土壤保水剂对卧茎景天叶绿素含量的影响

由不同的土壤保水剂处理对卧茎景天叶绿素含量的影响（4）可知：土壤保水剂处理对卧茎景天的叶绿素含量产生了一定的影响。对于叶绿素a含量：处理2、3与CK之间差异达到显著水平，处理1与CK之间无显著差异;对于叶绿素b含量：处理1、2、3与CK之间差异均达到显著水平;对于叶绿素总含量，处理1、2、3与CK之间差异均达到显著水平。

2.4 土壤保水剂对卧茎景天生物量的影响

由不同的土壤保水剂处理对卧茎景天生物量的影响（表5）可知：土壤保水剂处理对卧茎景天的生物量产生了一定的影响。对于苗干重，处理2、3与CK之间差异达到显著水平，处理1与CK之间无显著差异;对于根干重，处理3与CK之间差异均达到显著水平，处理1、处理2与CK之间无显著差异。总干重随着保水剂处理梯度的增加而成递增趋势，根苗比无明显变化规律。

2.5 土壤保水剂对卧茎景天光合速率的影响

由不同的土壤保水剂处理对卧茎景天光合速率的影响（图1）可知：不同保水剂处理的卧茎景天光合速率日变化均呈“双峰型”曲线，存在“午休”现象。CK的首次峰值出现在8时左右，二次峰值出现在16时左右，低谷值出现在12时左右。处理1、2、3的首次峰值出现在10时左右，二次峰值出现在16时左右，低谷值出现在14时左右，并且首次峰值大于二次峰值，其中处理1的首次峰值最高，处理2最低。就峰值、低谷值和均值而言，处理1、2、3与CK之间差异均达到显著水平。处理1、2、3“午休”时光合速率下降幅度较CK明显趋于缓和，从而提高了水分利用效率和生产效率，这一点也从图3的结果得到了验证。

2.6 土壤保水剂对卧茎景天蒸腾速率的影响

由不同的土壤保水剂处理对卧茎景天蒸腾速率的影响（图2）可知：不同保水剂处理的卧茎景天蒸腾速率日变化均呈先上升，后下降的“单峰型”曲线，所有处理的峰值均出现在12时左右，其中以CK最高，处理1最低。就峰值和均值而言，处理1、2、3与CK之间差异均达到显著水平。

2.7 土壤保水剂对卧茎景天水分利用效率的影响

由不同的土壤保水剂处理对卧茎景天水分利用效率的影响（图3）可知：CK处理的卧茎景天水分利用效率日变化呈先下降、后上升的“单峰型”曲线，而处理1、2、3的卧茎景天水分利用效率日变化则呈“多峰型”曲線。CK的峰值出现在8时左右，低谷值出现在12时左右。处理1、2、3的首次峰值出现在8时左右，二次峰值出现在16时左右，低谷值出现在12时左右，并且首次峰值大于二次峰值，其中处理1的首次峰值最高，处理3最低。就峰值、低谷值和均值而言，处理1、2、3与CK之间差异达到显著水平。

3 小结与讨论

3.1 土壤保水剂处理对卧茎景天的株高、地径生长具有一定的促进效应。处理1、2、3与CK，总体上存在着显著差异，因卧茎景天特殊的生物学特征，在不同月份有所不同;土壤保水剂处理对卧茎景天的叶绿素含量同样具有促进效应。对于叶绿素b和叶绿素总含量，处理1、2、3与CK之间差异均达到显著水平;土壤保水剂处理对卧茎景天的生物量产生了一定的影响。对于根干重和苗干重，不同处理与CK之间存在多样化的差异显著性，而总干重则随着保水剂处理梯度的增加而成递增趋势;土壤保水剂处理对卧茎景天的光合速率、蒸腾速率和水分利用效率产生了不同的效应。处理1、2、3从总体上改变了卧茎景天光合速率、蒸腾速率和水分利用效率的日变化进程，甚至改变了其原有的变化趋势，或提早或延迟了峰值和低谷值的出现，并使均值与CK相比存在显著差异。

3.2 据课题组实际观测和研究发现，土壤保水剂确实可以促进卧茎景天种苗生长，这与前人的研究结果相吻合，但其具体效果却和以往研究稍有出入，推测可能是卧茎景天的CAM代谢途径所致。此外，不同处理的土壤保水剂对卧茎景天的影响并非相同，以光合速率为例，高梯度的土壤保水剂效果并不是最显著的，推测可能是高梯度的土壤保水剂处理，使有限的土壤水分能态大大降低，凋萎系数增加，难效水和无效水增加，从而增加了根系吸收的难度，吸收速度及吸水量降低，这也从前人的研究成果中得到了验证。目前，业界对于草毯的生产工艺没有具体的品质指标和行业标准，因此，利用土壤保水剂处理对卧茎景天草毯品质的优化研究，可以有效提高草毯的生产效率和成毯质量，并能够明显提升景观质量和经济、生态效益，对于以节能高效为导向的生态园林建设工作具有一定的促进意义。