韓 燕，孫曉丹，李海梅*，汪中虎，孫 穎，李 博

(1.青島農業(yè)大學園林與林學院，山東青島 266109；2.青島市城陽區(qū)氣象局，山東青島 266109)

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限制灌水對3種草坪外觀質量及生理指標的影響

韓 燕1，孫曉丹1，李海梅1*，汪中虎2，孫 穎2，李 博2

(1.青島農業(yè)大學園林與林學院，山東青島 266109；2.青島市城陽區(qū)氣象局，山東青島 266109)

摘要[目的]探究限制灌水對草坪外觀及生理指標的影響，為草坪草的選擇、節(jié)水灌溉和科學養(yǎng)護管理提供科學依據(jù)。[方法]采用盆栽結合大田試驗的方法，以3種主要應用的草坪為研究對象，安排3個試驗因子T1(高羊茅∶黑麥草∶硬羊茅=5∶3∶2)、T2(高羊茅∶草地早熟禾=4∶1)、T3(高羊茅單播)，在限制灌溉水條件下，對3種草坪在水分脅迫時期內的外觀質量、生理指標進行了測定。[結果]隨著限制灌水脅迫時間的延長，3種草坪的外觀質量逐漸下降，土壤含水量與草坪外觀質量間表現(xiàn)出顯著的正相關；3種草坪的葉片相對含水量、葉綠素含量和根系活力均隨水分脅迫時間的延長而逐漸下降。[結論] T3草坪下降幅度最大，T2次之，T1草坪表現(xiàn)出較好的抗旱性。

關鍵詞草坪；限制灌水；外觀質量；生理指標

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

我國北方水資源匱乏，南方也存在季節(jié)性缺水問題，約有400多個城市處于缺水或嚴重缺水狀態(tài)。草坪作為城市綠化的一種重要形式，不僅具有綠化美化環(huán)境的作用，且能給人們提供更為廣闊的休閑游憩區(qū)域，受到人們的普遍喜愛和關注，但草坪的養(yǎng)護需要大量的水資源，使水分的供需矛盾日益突出，嚴重限制了草坪的發(fā)展。因此，節(jié)水灌溉便成了草坪管理中亟待解決的重要問題。

土壤水分與草坪質量關系密切。汪昊磊通過研究不同水分對草坪質量的影響表明，草坪的蓋度與顏色會隨著水分的增加而增大，土壤水分達到80%以上時，草坪質量達到優(yōu)良，但達到90%以上時，草坪質量不再隨水分的增加而增加[1]。許正剛等通過對馬尼拉草蒸散量的研究表明，馬尼拉草在田間持水量是50%~80%的條件下，外觀質量就可以達到理想水平[2]。劉海東對天津濱海地區(qū)4種草坪草的蒸散量的研究發(fā)現(xiàn)，在其整個生長季，4種草坪草的表觀質量、光合速率、蒸騰速率、葉綠素含量均隨灌溉量的增加而增大[3]。劉立軍等則通過探究不同灌水量下限對高羊茅綠期及抗寒性生理指標的影響發(fā)現(xiàn)，在冬季低溫條件下，80%和70%田間持水量灌水處理使高羊茅葉片相對含水量、保護酶(SOD、POD和CAT)活性、葉綠素、可溶性糖和游離脯氨酸含量維持在較高水平[4]。因此，探究限制灌水對草坪外觀及生理指標的影響，可為草坪草的選擇、節(jié)水灌溉和科學的養(yǎng)護管理提供科學依據(jù)。

1試驗材料與方法

1.1試驗區(qū)域概況試驗區(qū)域位于青島農業(yè)大學實驗基地，即青島市北部的城陽區(qū)，120°12′ E，36°20′ N，屬暖溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫12.6 ℃，年平均降水量700 mm左右。自然條件優(yōu)越，土地肥沃，空氣濕潤，溫度適中，四季分明，適宜南北方多種植物的生長，全年日照時數(shù)為2 607 h，無霜期為180~200 d，年平均降雨天數(shù)為84.3 d。

1.2試驗材料試驗材料選用北方城市綠化中主要應用的幾種冷季型草坪草：高羊茅(Festucaarundinacea)、草地早熟禾(Poapratensis)、多年生黑麥草(Loliumperenne)和硬羊茅(HardFescue)。

1.3試驗設計采用盆栽結合大田試驗的方法，大田共設6個小區(qū)，每個小區(qū)4 m×5 m，試驗因子為T1、T2、T3，分別代表3種常見草坪，高羊茅∶黑麥草∶硬羊茅=5∶3∶2，高羊茅∶草地早熟禾=4∶1和高羊茅單播。充分灌水處理方法為每次稱重后馬上補充失去的水分至初始重；限制灌水的處理方法是對其進行水分脅迫，直到草坪出現(xiàn)萎蔫時(90%以上的葉片卷曲)進行灌水。每個處理重復3次，每種草坪選18盆，共54盆，隨機排列。先在地下埋54個花盆，將種植草坪草的花盆置于其上，這樣既模擬了大田條件，又便于將花盆取出稱重[5]。

1.4試驗方法

1.4.1外觀質量的測定。外觀質量測定于限制灌水的第1天開始，每隔2天對草坪表觀質量進行綜合評價。采用NTEP 9分制草坪質量評分方法，分別對各項指標(顏色、質地、密度、均一性)進行打分，綜合各項得分，總分高者為優(yōu)。試驗結束前對草坪外觀質量進行評價，各項指標的權重分別設為：顏色為0.2，密度為0.3，質地為0.2，均一性為0.2[6]。

1.4.2生理指標的測定。草坪生理指標的測定均采用常規(guī)的測定方法，試驗在5~10月限制灌水期間每隔2天測定一次生理指標。其中葉片相對含水量采用烘干法測定；葉綠素含量采用丙酮浸提法測定；根系活力采用甲烯藍法測定[7]。

1.4.3數(shù)據(jù)分析方法。采用DPS軟件和Excel軟件對各指標進行分析。

2結果與分析

2.1草坪草的外觀質量植物體內水分的減少可直接影響植物外觀形態(tài)特征，由表1可知，3種草坪草的外觀質量綜合評分均隨著水分脅迫時間的延長而逐漸下降，時間越長，品質下降越嚴重。3種草坪外觀質量綜合得分在第1天分別為6.85、6.83、6.84，差異不明顯，T1草坪在脅迫至第3天時草坪外觀質量綜合得分最高，與T2、T3表現(xiàn)出顯著差異(P<0.05)，之后逐漸下降，脅迫第9天時草坪外觀質量明顯下降。T2、T3草坪均在脅迫第1天時綜合得分最高，之后逐漸下降，第3天后二者差異顯著(P<0.05)。限制灌水第9天時，3種草坪綜合評分處于較低水平，第11天時，3種草坪的綜合評分分別為5.25、5.48、5.14，因此，水分脅迫條件下，3種草坪外觀質量持續(xù)能力分別為T2>T1>T3。

表1　限制灌水下3種草坪草外觀質量綜合評分

注：小寫字母表示不同脅迫天數(shù)間草坪外觀質量綜合評分差異顯著(P<0.05)。

2.2草坪草生理指標

2.2.1葉片相對含水量的變化。葉片相對含水量是植物在水分虧缺下是否維持生長的一個重要指標。從表2中看出，整個試驗期內，3種草坪的葉片相對含水量均隨著脅迫時間的延長而逐漸降低。3種草坪在脅迫第1天時的葉片相對含水量表現(xiàn)為T3>T2>T1，脅迫第3天開始表現(xiàn)為T1>T2>T3。5月份時3種草坪的葉片相對含水量最高，8月次之，10月最低。8月份時T1草坪的葉片相對含水量隨土壤含水量的降低變化較緩慢，T2、T3草坪變化幅度較大，且差異顯著(P<0.05)，這可能是由于在8月份時T2、T3兩種草坪的蒸散量較大。10月份時3種草坪生長減弱，受季節(jié)氣候條件的影響，3種草坪的蒸散量處于較低水平，3種草坪的葉片相對含水量變化趨勢也較為平穩(wěn)。

表2　限制灌水下3種草坪草葉片相對含水量變化

注：小寫字母表示不同脅迫天數(shù)間草坪的葉片相對含水量差異顯著(P<0.05)。

總體表明，除T3草坪在10月份的第9天時葉片相對含水量略小于70%外，3種草坪在各月份脅迫至第9天時葉片相對含水量均處于70%以上，草坪的正常生長并未受到影響，T1草坪在脅迫至第11天時葉片相對含水量仍在65%以上，但T2、T3兩種草坪的葉片相對含水量則處于60%以下，草坪的正常生長開始受到影響，說明T1受脅迫的影響較小。

2.2.2葉綠素含量的變化。由表3可以看出，在限制灌水條件下，T1草坪葉綠素總量與葉綠素a含量變化一致，均在脅迫第3天時達到最高值，脅迫第5天時開始逐漸降低，且在不同脅迫階段差異顯著(P<0.01)。葉綠素b的含量則隨著脅迫的不斷加強呈下降趨勢。T2、T3草坪葉綠素含量與土壤水分含量的變化成正比。隨著水分脅迫時間的延長，葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量均呈現(xiàn)下降趨勢，即在脅迫第1天時葉綠素含量最高；同時，不同脅迫階段葉綠素含量的下降幅度不同，其中T2草坪在脅迫第9天時葉綠素含量下降明顯，T3在第11天時葉綠素含量下降明顯。

綜合來看，3種草坪在限制灌水條件下的葉綠素含量變化趨勢基本一致，脅迫前期土壤水分含量高，草坪生長旺盛，有利于葉綠素的積累，脅迫后期受土壤水分條件的限制，草坪生長及代謝活動受到抑制，葉綠素含量明顯降低，3種草坪的葉綠素含量表現(xiàn)為：T1>T2>T3，可見T1草坪的葉綠素含量受水分脅迫的影響較小。

2.2.3根系活力的變化。草坪草根系活力是判斷蒸散強度的重要指標，草坪草受到干旱脅迫時，為維持自身生命活動的需要，根系的活力會增強。限制灌水條件下，3種草坪的根系吸收面積基本隨著脅迫時間的延長而逐漸降低(表4)，根系活躍吸收面積百分比均在脅迫第3天時達到最大值，分別為60.4%、63.2%、65.1%，從脅迫第5天開始明顯下降，且差異顯著(P<0.01)；T1、T2草坪在脅迫第1天時的根系總吸收面積和活躍吸收面積最大，而T3草坪在脅迫第3天時最大，分別達到2.169和1.412，之后開始下降。脅迫前期，3種草坪的根系活躍吸收面積百分比大小順序為T3> T2> T1，隨著脅迫時間的延長，3種草坪均表現(xiàn)出不同程度的下降，最終表現(xiàn)為T1> T2> T3，可見，T1草坪對水分脅迫的適應性較好。

表3　限制灌水下3種草坪草葉綠素含量變化

注：小寫字母表示不同脅迫天數(shù)間草坪的葉綠素含量差異顯著(P<0.05)，大寫字母表示不同脅迫天數(shù)間草坪的葉綠素含量差異極顯著(P<0.01)。

表4　限制灌水下3種草坪草根系活力變化

注：小寫字母表示不同脅迫天數(shù)間草坪的根系活躍吸收面積百分比差異顯著(P<0.05)，大寫字母表示不同脅迫天數(shù)間草坪的根系活躍吸收面積百分比差異極顯著(P<0.01)。

3結論

3.13種草坪的外觀質量3種草坪的外觀質量綜合得分在脅迫第1天時較高且差異不明顯，之后T2、T3綜合得分逐漸降低，而T1草坪的綜合得分先在脅迫第3天時達到最高，后逐漸降低；最終，3種草坪外觀質量持續(xù)能力表現(xiàn)為T2>T1>T3，說明以高羊茅為主的混播草坪在受到水分脅迫時外觀質量表現(xiàn)較好。

3.23種草坪的生理指標在限制灌水條件下，3種草坪的葉片相對含水量、葉綠素含量、根系總吸收面積均隨著水分脅迫時間的延長而逐漸降低。其中3種草坪在5月份時葉片相對含水量最高，脅迫第1天時3種草坪的葉片相對含水量表現(xiàn)為T3>T2>T1，脅迫至第3天開始表現(xiàn)為T1>T2>T3，T2、T3草坪在脅迫至第11天時葉片相對含水量降至60%以下，草坪的正常生長開始受到影響。3種草坪葉綠素含量表現(xiàn)為T1>T2>T3，即T1草坪的葉綠素含量受水分脅迫的影響較小。3種草坪的根系總吸收面積在脅迫第1天時最大，而根系活躍吸收面積百分比在脅迫第3天時達到最大值，之后逐漸下降，最終表現(xiàn)為T1>T2>T3。說明供試的混播草坪較單播草坪在受到水分脅迫時表現(xiàn)出較好的調節(jié)作用。因此，在節(jié)水灌溉方面，可以根據(jù)草坪草的生長特性和不同混播方式，制定出合理的草坪草節(jié)水灌溉制度。

參考文獻

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收稿日期2015-10-23

作者簡介韓燕(1987- ),女,山東濰坊人,碩士研究生,研究方向：城市生態(tài)。*通訊作者,教授,博士,從事城市生態(tài)研究。

基金項目國家自然科學基金(31100512);山東省青年基金(BS2012 NY005);青島市科技局項目(13-1-4-165-jch)。

中圖分類號S 314

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2015)33-239-03