劉 煬， 王 曄， 李 慧， 武菊英， 滕文軍， 滕 珂， 岳躍森， 張 輝， 溫海峰， 范希峰*

(1. 北京市農(nóng)林科學(xué)院草業(yè)花卉與景觀生態(tài)研究所， 北京 100097； 2. 北京農(nóng)學(xué)院植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院， 北京 102206)

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，草坪因其自身的多功能性和顯著的生態(tài)、環(huán)境效益成為我們城市建設(shè)中不可替代的一環(huán)。青綠苔草(Carexbreviculmis)是莎草科(Cyperaceae)苔草屬(CarexLinn)多年生鄉(xiāng)土草坪草，草叢優(yōu)雅柔美，常年保持在20 cm～25 cm的自然高度[1]，具有耐寒[2,3]、耐旱[4,5]、耐熱、耐貧瘠、抗病蟲能力強(qiáng)等特點(diǎn)。目前青綠苔草建植主要通過直播、混播[6]、容器苗[7]等方式，均存在發(fā)芽慢[8]、幼苗生長緩慢[9]、成坪慢等問題，限制了其大范圍推廣應(yīng)用，如果采用無土草皮的生產(chǎn)方式可有效解決以上問題。

傳統(tǒng)的草皮生產(chǎn)是在耕作土地上生產(chǎn)，需占用大量土地資源，每生產(chǎn)一批會(huì)帶走2 cm～3 cm的表層土壤，對(duì)環(huán)境造成一定破壞[10]。無土草皮的生產(chǎn)基質(zhì)主要采用秸稈、木屑、畜禽糞便等[11]工農(nóng)業(yè)廢棄物，不使用原土壤，不會(huì)破壞土壤表層結(jié)構(gòu)，具有品質(zhì)高、質(zhì)量輕、用途廣、可持續(xù)性發(fā)展[12]等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，是未來草皮生產(chǎn)的趨勢(shì)。

無土草皮生產(chǎn)時(shí)需要在地面與基質(zhì)之前鋪設(shè)一層隔離層，以防止起卷困難。使用無紡布、塑料地膜、紅磚等[13,14]，能有效防止草坪根系下扎，促進(jìn)根系橫向生長。不同的植物具有不同的生長發(fā)育特性，所適宜的隔離層各異。宋華偉[14]研究了4種隔離層(遮陽網(wǎng)、無紡布、地膜、磚塊)對(duì)‘蘭引3號(hào)’結(jié)縷草(Zoysiajaponica‘Lanyin No.Ⅲ’)草皮質(zhì)量的影響，認(rèn)為遮陽網(wǎng)作隔離層效果最好；賈儒康[12]采用無紡布、塑料薄膜、聚丙烯編織物作為隔離層生產(chǎn)無土草皮，表明高羊茅(Festucaelata)、黑麥草(Loliumperenne)、早熟禾(Poaannua)混播草皮的適宜隔離層為聚丙烯編織物；在高羊茅單播的無土草皮生產(chǎn)試驗(yàn)中，何雨昭[15]與張建[16]均采用了無紡布作為隔離層。選擇適宜的隔離層是生產(chǎn)無土草皮的基礎(chǔ)，本試驗(yàn)擬通過研究7種隔離層材料對(duì)青綠苔草無土草皮質(zhì)量的影響，旨在篩選出適合青綠苔草無土草皮生產(chǎn)的隔離層材料，為苔草無土草皮生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試品種為‘四季’青綠苔草(Carexbreviculmis‘Siji’)，種子千粒重0.64 g，發(fā)芽率82%，于2021年采集于北京市昌平區(qū)小湯山鎮(zhèn)北京市農(nóng)林科學(xué)院試驗(yàn)基地。

供試隔離層材料為：200目尼龍網(wǎng)(T1)、300目尼龍網(wǎng)(T2)、棉布(T3)、80 g無紡布(T4)、120 g無紡布(T5)、100 g土工布(T6)、150 g土工布(T7)。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2021年8月—11月在北京市農(nóng)林科學(xué)院草業(yè)花卉與景觀生態(tài)研究所溫室進(jìn)行。試驗(yàn)采用育苗盤，內(nèi)徑40 cm×40 cm，高5.5 cm，將育苗盤底割離，留邊固定基質(zhì)。先在底部鋪一層隔離層，再鋪設(shè)3 cm厚的基質(zhì)，所用基質(zhì)為過篩處理的普通商品類型草炭土，主要指標(biāo)為：有機(jī)質(zhì)平均含量60%、總養(yǎng)分含量4.1%(氮含量3.6%、磷含量0.2%、鉀含量0.3%)、pH值5.5～6.5。基質(zhì)平整后，將種子均勻撒播在基質(zhì)表面，播種量為15 g·m-2，播種后覆基質(zhì)約1 mm，設(shè)4次重復(fù)。每天噴灌保持基質(zhì)濕潤，試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)無積水，期間不進(jìn)行施肥、修剪。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

播種后7 d出苗，出苗后第96 d取樣。先通過測(cè)量或打分的方式測(cè)定草皮密度、質(zhì)地、顏色等指標(biāo)，再取樣測(cè)量生物量。

1.3.1草皮顏色 目測(cè)法測(cè)定，采用9分制打分法，由10人觀測(cè)打分，取平均值。7～9分表示深綠到墨綠；5～7分表示淺綠到深綠；3～5分表示較多綠色；1～3分表示較多枯葉，少量綠色；1分表示休眠或枯黃[17]。

1.3.2草皮密度 采用目測(cè)法評(píng)分，由10人觀測(cè)打分，9分表示極密，7～8分表示較密，5～6分表示中等密度，3～4分表示較稀疏，1～2分表示極稀疏[17]。

1.3.3草皮質(zhì)地 指草坪草葉片的寬度，用mm表示。每個(gè)重復(fù)隨機(jī)取20片葉片，用游標(biāo)卡尺測(cè)量葉片最寬處寬度，計(jì)算平均值。葉片寬度為1 mm或更窄時(shí)為8～9分；葉片寬度為1～2 mm時(shí)為7～8分；葉片寬度為2～3 mm時(shí)為6～7分；葉片寬度為3～4 mm時(shí)為5～6分；葉片寬度為4～5 mm時(shí)為4～5分；葉片寬度為5 mm以上時(shí)為1～4分。雖然葉片較窄，但對(duì)手感不好的草坪，在以上評(píng)分的基礎(chǔ)上，略減[17]。

1.3.4草皮蓋度 指草坪草垂直投影面積與所占土地面積的比例。采用目測(cè)9分制打分法，由10人觀測(cè)打分，取平均值。蓋度為97.5%～100%時(shí)記8～9分；蓋度為95%～97.5%時(shí)記6～7分；蓋度為90%～95%時(shí)記4～5分；蓋度為85%～90%時(shí)記2～3分；蓋度為75%～85%時(shí)記1分；不足75%的草坪記0分[17]。

1.3.5草皮均一性 指草坪外觀的均一、平整程度，是草坪密度、質(zhì)地、顏色差異程度的綜合反映。采用目測(cè)9分制打分法，由10人觀測(cè)打分，取平均值。9分表示完全均勻一致，6分表示均勻一致，1分表示差異很大[17]。

1.3.6草坪高度 每個(gè)處理取30株植株采用直尺測(cè)量其高度，精確到mm。

1.3.7草皮生物量 每個(gè)處理取10 cm×10 cm草塊3塊，用自來水沖洗分離出植株，分出地上部和地下部兩部分，分別用濾紙吸干水分，用千分之一天平稱取鮮重，然后放入105℃烘箱殺青15 min，75℃烘干至恒重后稱取干重。

1.3.8草皮起卷性指標(biāo) 參考張奇等[6]研究成果，根據(jù)起卷難易度及起卷完整性進(jìn)行評(píng)分(表1)。

表1 起卷難易度及完整性分級(jí)Table 1 Difficulty and integrity classification of unwinding

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)整理分析，所得數(shù)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差來表示，用SPSS 20.0軟件進(jìn)行方差分析。

1.5 草皮質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)體系

采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法進(jìn)行草皮質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)：

首先設(shè)立“理想數(shù)列”為X0，被比較數(shù)列為：Xi(i=1，2，3…，n；n為處理數(shù))，且

X0={X0(1)，X0(2)，X0(3)，…，X0(n)}，

Xi={Xi(1)，Xi(2)，Xi(3)，…，Xi(n)}，

k=1，2，3，…，n；

使用公式：

計(jì)算出關(guān)聯(lián)系數(shù)后再以下公式求關(guān)聯(lián)度：

式中，ri為關(guān)聯(lián)度。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同隔離層材料對(duì)青綠苔草草皮表觀質(zhì)量的影響

表2結(jié)果表明，T3作為隔離層時(shí)顏色分值最高,為8.4分，顯著高于其他處理(P<0.05)。草皮密度T4處理得分最高,為8.83分，與T2，T3處理無顯著差異，但顯著高于其他處理(P<0.05)；質(zhì)地各處理評(píng)分從高到低依次為：T2，T7，T3，T1，T5，T4，T6，除土工布外其他同種材料間無顯著差異；蓋度各處理之間差異均不顯著；T1與T4間均一度差異顯著(P<0.05)，其余各處理無顯著差異；草皮高度在T3處理最高，達(dá)13.21 cm，與其他各處理存在顯著差異(P<0.05)，其余處理草皮高度由高到底排序?yàn)門1，T4，T6，T7，T2，T5，其中T1，T4，T6間無顯著差異，T2，T5間無顯著差異，T7與其他各處理差異顯著(P<0.05)，同種材料不同規(guī)格間，差異均達(dá)顯著水平(P<0.05)。

表2 不同隔離層處理下草皮表觀質(zhì)量指標(biāo)Table 2 Apparent quality indexes of turf under different isolation layers

2.2 不同隔離層材料對(duì)青綠苔草草皮生物量的影響

表3結(jié)果表明，T3處理所得草皮地上部干重最佳，為1.46 g，T1，T3，T4間差異不顯著，其他從高到底依次為T1，T4，T5，T2，T6，T7。T2，T6，T7間地上部干重差異不顯著，尼龍網(wǎng)兩種規(guī)格間差異顯著(P<0.05)，無紡布與土工布不同規(guī)格間均無顯著差異。

表3 不同隔離層處理下草皮表生物量指標(biāo)Table 3 Surface biomass indices of turf under different isolation layers

地下部干重在尼龍網(wǎng)處理表現(xiàn)最優(yōu)，兩種規(guī)格間無顯著差異，與其他處理間均存在差異顯著(P<0.05)。棉布與無紡布、土工布間地下部干重?zé)o顯著差異。相同材質(zhì)不同規(guī)格的材料間地下部干重差異不顯著。

2.3 不同隔離層材料對(duì)青綠苔草草皮起卷性的影響

起卷易度與起卷完整性各指標(biāo)得分排名相同(表4)，為T2>T1>T5>T4>T7>T6>T3，二指標(biāo)均為T1，T2，T4，T5間差異顯著(P<0.05)，T3，T6，T7間無顯著差異。T2處理起卷最容易，得分8.69分；T3起卷最難，得分為1.13。起卷完整性T2得9分滿分，完整性極佳，T3最低,得1.13分。

表4 不同隔離層處理下草皮起卷性指標(biāo)Table 4 Curling index of turf under different isolation layer treatments

2.4 灰色關(guān)聯(lián)度分析法系統(tǒng)評(píng)價(jià)

首先確定理想數(shù)列，如表5所示。

表5 參試處理和理想處理主要形狀平均值Table 5 Average of main shapes for trial and ideal processing

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化處理得表6。

表6 數(shù)據(jù)初始化Table 6 Data initialization

求得Δi(k)，代入公式求得關(guān)聯(lián)系數(shù)，見表7。

表7 參試各處理與理想處理的關(guān)聯(lián)系數(shù)Table 7 Test the correlation coefficient between each processing and ideal processing

由表7計(jì)算等權(quán)關(guān)聯(lián)度，結(jié)果見表8。

表8 參試草坪草各處理的關(guān)聯(lián)度Table 8 Correlation degree of each treatment of turf grass

根據(jù)灰色系統(tǒng)中關(guān)聯(lián)度分析原則，關(guān)聯(lián)度越大的數(shù)列與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列越接近，整體草皮質(zhì)量越佳。由表8可以得出，排名由高到低依次為T2，T1，T5，T4，T3，T7，T6，因此，在青綠苔草無土草皮生產(chǎn)過程中，以T2(300目尼龍網(wǎng))作為隔離層材料所生產(chǎn)出的草皮質(zhì)量最佳。

3 討論

3.1 隔離層的重要性與適宜隔離層的選擇

無土草皮生產(chǎn)的關(guān)鍵問題是起卷難易程度，起卷容易有助于保持草皮的完整性，起卷困難會(huì)導(dǎo)致草皮破裂。本試驗(yàn)選用4類7種規(guī)格隔離層，土工布、棉布無法起到阻止根系下扎的效果，在起卷時(shí)草皮會(huì)破裂，不適宜作為隔離層，尼龍網(wǎng)與無紡布均可有效阻止根系下扎，草皮均可正常起卷，但草皮卷強(qiáng)度與完整性有差異：T2處理生產(chǎn)出草皮強(qiáng)度最高，其次為T1，T5，T4。尼龍網(wǎng)作隔離層生產(chǎn)出的草皮在起卷難易度與完整性方面，明顯高于無紡布處理。80 g無紡布在起卷時(shí)需謹(jǐn)慎提起，稍用力便會(huì)導(dǎo)致草皮破裂；120 g無紡布雙手用力即可撕開，卷起時(shí)部分會(huì)產(chǎn)生裂縫。尼龍網(wǎng)生產(chǎn)出草皮強(qiáng)度高，完整性佳，成卷性好，更有利于后期的運(yùn)輸與鋪設(shè)。T2處理要優(yōu)于T1，這可能是因?yàn)?00目尼龍網(wǎng)空隙更小，更有利于根系縱向交錯(cuò)生長，使得根系交織更為細(xì)密。

選擇不同的隔離層材料在無土草皮的生產(chǎn)過程中是十分重要的，合適的隔離層才能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的草皮。在實(shí)際生產(chǎn)過程中應(yīng)當(dāng)綜合考慮材料成本、運(yùn)輸成本、管理成本等因素[10]，也需因地制宜、因時(shí)制宜，考慮不同類型基質(zhì)、肥料、灌溉等因素對(duì)植物生長的影響，選擇適合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)條件的方式。尼龍網(wǎng)生產(chǎn)出草皮質(zhì)量最高，但價(jià)格較高，在實(shí)際生產(chǎn)中可以考慮有相近效果的無紡布。在部分植被毯生產(chǎn)中，可在基質(zhì)層與隔離層之間再鋪設(shè)一層承載層[18]，用于承載基質(zhì)，促使植物根系在承載層之上橫向生長。承載層的使用有利于加快成毯速度，增強(qiáng)植被毯強(qiáng)度，會(huì)與植被毯一同鋪設(shè)建植，有效避免了在起卷、運(yùn)輸、建植的過程中破損。苔草草皮是否適用于這種生產(chǎn)方式有待進(jìn)一步研究。

3.2 青綠苔草草皮生長對(duì)隔離層變化的響應(yīng)

本研究所選用隔離層材料均有一定的透氣性與透水性，有利于植株水分與養(yǎng)分的運(yùn)輸和吸收。本次也嘗試采用塑料薄膜作為隔離層，但是由于該材料隔絕了根系與地面的接觸，導(dǎo)致過剩水分不能及時(shí)排出，基質(zhì)中保有水分過多，葉片呈現(xiàn)黃綠色，苔草生長發(fā)育受到嚴(yán)重影響，這與賈儒康[12]、杜興臣等[19]研究結(jié)果一致。棉布處理所生產(chǎn)草皮顏色、高度都是最佳，與其他處理均存在顯著性差異，這是因?yàn)槊薏荚谔Σ萆仓觊L后期大部分腐爛，致使根系下扎土壤，植物生長條件更佳。研究表明，隨著青綠苔草生長基質(zhì)厚度的提高，植物可獲取的資源增加，草皮的色澤、蓋度、高度等均在一定程度范圍內(nèi)增加[20]。在草皮生產(chǎn)階段，不同處理在蓋度上無顯著差異，這與宋偉華的研究結(jié)果一致[14]，在草皮生產(chǎn)前期各處理均未表現(xiàn)出明顯差異。在生長后期，草皮的蓋度等指標(biāo)可能會(huì)由于隔離層的不同而顯現(xiàn)出差異。

在試驗(yàn)過程中，棉布、土工布作隔離層生產(chǎn)的草皮，根系下扎嚴(yán)重，需用刀斬?cái)嗖莞?，用力撕扯才可將草皮提起，起卷后草皮破裂成多塊，部分根系留在土壤中，無法起到隔離層應(yīng)有的效果，部分根系留在土壤中，須根留在隔離層中，導(dǎo)致測(cè)得的地下部干重偏小，極大的影響了草皮起卷的易度與完整性。尼龍網(wǎng)與無紡布可起到阻斷根系下扎的作用，T1，T2處理的草皮平均地下部干重分別為1.03 g，1.08 g，均明顯高于T4，T5的0.75 g，0.72 g，這可能是由于以尼龍網(wǎng)作隔離層，更有利于植物地下部的生長發(fā)育。發(fā)達(dá)的地下部有利于植物養(yǎng)分、水分的吸收，有助于提升后期草皮鋪設(shè)后的成活率。T1與T2在地上部生物量上存在顯著差異，這可能是由于200目尼龍網(wǎng)孔隙更大，更有利于植物地上部的發(fā)育。

3.3 灰色關(guān)聯(lián)度分析法綜合評(píng)價(jià)草皮質(zhì)量的可行性

草皮質(zhì)量是草皮優(yōu)劣程度的一種評(píng)價(jià)指標(biāo)，它由外觀質(zhì)量、生態(tài)質(zhì)量、使用質(zhì)量和基況質(zhì)量構(gòu)成[17]。不同的草坪因其用途不同，質(zhì)量要求不同，其質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)也各異。單個(gè)指標(biāo)只能反映出一個(gè)方面草皮的好壞，不能表明草皮整體質(zhì)量的優(yōu)劣。因此需要采用多個(gè)指標(biāo)對(duì)草皮進(jìn)行評(píng)測(cè)，并選用數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)方法將各個(gè)評(píng)價(jià)結(jié)果綜合，以此來評(píng)價(jià)草皮質(zhì)量?；疑P(guān)聯(lián)度分析法[21]，按灰色系統(tǒng)理論[22]把各處理視為一個(gè)灰色系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)各評(píng)價(jià)指標(biāo)為灰色系統(tǒng)中的一個(gè)因素，構(gòu)建理想指標(biāo)，計(jì)算并比較系統(tǒng)中各因素與理想指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度，關(guān)聯(lián)度越高則草皮質(zhì)量越高。質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)過程中，多采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法與層次分析法：張雄[23]、張建[16]、謝彩云等[21]采用灰色系統(tǒng)理論進(jìn)行草皮質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)；何雨昭[15]、鄭海金等[24]、黃東兵等[25]采用層次分析法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)；劉金榮[26]采用兩種方法相結(jié)合構(gòu)建草坪綜合評(píng)價(jià)體系。層次分析法人的主觀因素影響較大，灰色關(guān)聯(lián)度法默認(rèn)各指標(biāo)權(quán)重相等。此次結(jié)果也曾采用層次分析法計(jì)算權(quán)重，灰色關(guān)聯(lián)度分析法進(jìn)行加權(quán)評(píng)價(jià)，得出的結(jié)果與本文一致，表明了本次結(jié)果的科學(xué)性與有效性。常用的評(píng)價(jià)方法還有隸屬函數(shù)法，張珍[27]、李小科[11]、邢強(qiáng)等[28]采用隸屬函數(shù)法進(jìn)行草坪綜合評(píng)價(jià)。在實(shí)際評(píng)價(jià)過程中，應(yīng)當(dāng)綜合考慮使用的場景，選擇合適的綜合評(píng)價(jià)方法。

4 結(jié)論

尼龍網(wǎng)和無紡布為該試驗(yàn)條件下生產(chǎn)青綠苔草無土草皮的適宜隔離層材料。本試驗(yàn)以300目尼龍網(wǎng)作隔離層效果最佳，200目尼龍網(wǎng)、120 g無紡布也可以作為隔離層；棉布、土工布由于不能阻止植物根系的下扎，不適宜作為青綠苔草無土草皮的生產(chǎn)材料。