楊 潔，王建光，張 鑫

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 生態(tài)環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019）

草坪不但可凈化空氣、美化環(huán)境，也可作為娛樂性活動場地，因此，草坪在城市綠地面積不斷增加。然而在干旱和半干旱地區(qū)，城市草坪需要經(jīng)常澆水以維持景觀需要，由此使得草坪在城市綠化中的應(yīng)用飽受爭議，干旱成為影響草坪草景觀最主要的環(huán)境脅迫因子［1，2］。如何盡量少的用水維持好草坪景觀，成為城市綠化面臨的重大課題［3］。

抗旱性強的草坪草需水量僅是抗旱性弱的草坪需水量的1／2～2／3［4］。因此，研究草坪草種的蒸散特性，可以明確草坪水分需求規(guī)律，更好地指導(dǎo)草坪灌溉［5］，對城市園林綠化、公路護坡和水土保持等具有重要意義［6］。草坪蒸散量（ET）指草坪草蒸騰及草坪地表土壤蒸發(fā)的總耗水量，是體現(xiàn)草坪耗水的一個主要指標(biāo)。不同種草坪草的蒸散量表現(xiàn)不一致［6－10］，即使是同種的草坪草，不同品種間的蒸散量差異依然明顯［12－15］。通過研究虧水狀態(tài)下和虧水后復(fù)水狀態(tài)下的草坪蒸散量，為半干旱地區(qū)合理利用水資源提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 盆栽方法

試驗在呼和浩特市內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)牧草試驗地進行。盆栽所用土壤為壤土，將土壤過5mm×5mm土篩，混合均勻后裝盆，每盆絕干土重10.16kg，盆口徑28cm，深度23cm，土壤表面距盆沿5cm，土壤的表面積為530cm2。

1.2 供試草種

試驗草種為草地早熟禾（Poapratensis）、多年生黑麥草（Loliumperenne）、高羊茅（Festucaarundinacea）。其中，草地早熟禾使用的品種為康尼（Conni）、肯塔基（Kentucky）、愛娃（Eva）；多年生黑麥草使用的品種為泰格（Tetra Green）；高羊茅使用的品種為狂歡（Jamboree）。

1.3 試驗處理

2012年4月10日進行播種，每個草種10次重復(fù)，當(dāng)草坪草株高達到5cm的時候進行間苗、補苗處理，定苗密度為1株／cm2，即各花盆植株數(shù)為530株。在未成坪之前不做控水處理。草坪成坪之后，將草坪草高度控制在5cm［16］，并將每次修剪后的草屑從花盆內(nèi)移除。

1.4 觀測指標(biāo)及測定方法

1.4.1 田間持水量與土壤質(zhì)地的測定 田間持水量是指降水或灌溉后，多余的重力水已經(jīng)排除，滲透水流已降至很低或基本停止時土壤所吸持的水量，被認(rèn)為是作物可有效利用的上限土壤含水量。田間持水量只取決于土壤孔隙的大小和數(shù)量，而土壤孔隙的大小和數(shù)量又依賴于土壤質(zhì)地。因此，可通過土壤的田間持水量來判斷試驗所用土壤的質(zhì)地。對試驗所用土壤的田間持水量進行了10次重復(fù)測試，先將花盆放置在遮陽且無直流空氣流通的地方，充分灌溉，直至花盆底部排水孔處有水分滲出。然后靜置12h，取出土樣置于105℃烘箱中烘干12h后，稱干土重即可計算出土壤田間持水量［17］，平均值為289.807 5g／kg，根據(jù)不同土壤田間持水量的范圍可知此次試驗所用土壤為粘壤土。

1.4.2 凋萎系數(shù)的測定 凋萎系數(shù)是指導(dǎo)致植物產(chǎn)生永久萎蔫時的土壤含水量。用來表示植物可利用土壤水的下限。成坪后，將各草種花盆搬入遮雨的塑料棚內(nèi)，防止控水試驗期間有降水落入盆中。在開始控水試驗之前對草坪進行修剪，草坪草高度在5cm，然后，充分灌溉，直至花盆底部有水滲出，之后不再對草坪進行灌溉。當(dāng)草坪草葉片出現(xiàn)萎蔫癥狀閉合之前，每隔2d使用電子秤測量1次花盆的重量，并記錄。在草坪草葉片開始合閉的當(dāng)天至草坪草全部青枯當(dāng)天，按照每盆草坪草葉片萎蔫枯黃達到25%、50%、75%、100%的當(dāng)天，以及草坪草葉片萎蔫枯黃100%之后的第2、4、6、8d的規(guī)定時間稱重，之后對當(dāng)日所觀測的花盆再次充分灌溉，直至花盆底部有水分滲出，并觀察記錄各處理草坪草恢復(fù)生機株數(shù)達到100%時所需的時間。達不到50%恢復(fù)生機株數(shù)的土壤含水量處理即為該草坪草的凋萎系數(shù)［17］。

凋萎系數(shù)相對含水量（%）＝植物凋萎時的土壤含水量／田間持水量×100%

1.4.3 蒸散量測試 當(dāng)草坪草葉片出現(xiàn)萎蔫癥狀閉合之前，每隔2d測量1次花盆的重量，并記錄［13］。在草坪草葉片開始合閉的當(dāng)天至草坪草全部青枯當(dāng)天，按照每盆草坪草葉片萎蔫枯黃達到25%、50%、75%、100%的當(dāng)天，以及草坪草葉片萎蔫枯黃100%之后的第2、4、6、8d時，從早上8∶00開始，每隔2h稱量各品種的花盆重量，直至當(dāng)天20∶00［18］。并計算各時段的蒸散量，以此繪出草坪草蒸散量的日變化和萎蔫期間變化。

1.4.4 恢復(fù)天數(shù)的測定 在草坪葉片閉合當(dāng)天至草坪草葉片全部萎蔫枯黃后的第8d，在測量完該狀態(tài)全天蒸散量之后，對所觀測的草坪草充分灌水，直至底部有水滲出。觀測該狀態(tài)草坪草100%恢復(fù)景觀所需的天數(shù)。

1.4.5 數(shù)據(jù)分析 使用SAS9.0對數(shù)據(jù)進行方差分析及顯著性檢驗，使用EXCEL2003作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 草坪草凋萎系數(shù)

各草坪草的凋萎系數(shù)的相對含水量在40%～55%。草地早熟禾的3個品種，康尼、肯塔基、愛娃凋萎系數(shù)及其相對含水量差異顯著；多年生黑麥草和高羊茅2個品種的凋萎系數(shù)及其相對含水量差異顯著；康尼、肯塔基、愛娃與多年生黑麥草和高羊茅品種凋萎系數(shù)及其相對含水量差異顯著。

表1 各草種凋萎系數(shù)及凋萎系數(shù)相對含水量的差異性Table1 The difference of wilting coefficient and the relative water content between different turfgrasses

2.2 不同草坪草萎蔫期蒸散量的變化趨勢

進行控水試驗之后，草地早熟禾康尼、肯塔基、愛娃在各狀態(tài)下日蒸散量變化趨勢基本相同，控水試驗進行到第9d前日蒸散量變化呈上升趨勢，到第10d之后日蒸散量顯著下降；第10～40d的日蒸散量在10～70mm變動；第50～54d時各草坪草的日蒸散量不足10mm；第54d之后各草坪草的日蒸散量基本沒有變化。高羊茅的日蒸散變化趨勢與草地早熟禾相近。多年生黑麥草的日蒸散量變化曲線則與其他草種有所差異，在進行控水試驗第6d時日蒸散量便達到高峰；其后的日蒸散量變化趨勢與草地早熟禾各品種和高羊茅相似。

各草坪草的日蒸散量隨著虧水進程延長都經(jīng)歷了先升高后下降的過程。原因是虧水初期階段，土壤含水量多為自由水，易于蒸散；當(dāng)自由水消耗殆盡束縛水蒸散時，隨著土壤含水量的逐步減少，土壤的持水能力和植物的吸水能力越來越強，同時表明土壤水分的蒸散能力卻越來越弱。

圖1 控水后不同草坪草蒸散量Fig.1 The ET trend of different turfgrasses after treatment

2.3 虧水條件下不同凋萎狀態(tài)草坪的日蒸散特征

當(dāng)草坪草開始青枯時，高羊茅、多年生黑麥草與草地早熟禾的蒸散特征曲線類似，在12∶00～14∶00，出現(xiàn)蒸散量的小高峰，在18∶00～20∶00蒸散量達到全天最高；康尼、肯塔基、愛娃蒸散特征曲線變化趨勢基本相同。草坪草全部青枯時，草地早熟禾和多年生黑麥草的蒸散量特征曲線呈近似正態(tài)分布曲線；而高羊茅在18∶00～20∶00時又出現(xiàn)了蒸散量的高峰。在草坪草枯黃25%時，多年生黑麥草和高羊茅在12∶00～14∶00和14∶00～16∶00時出現(xiàn)2個蒸散量的高峰值；除愛娃外的蒸散量變化比較平緩，而康尼在18∶00～20∶00出現(xiàn)第3個蒸散量的高峰值。在草坪枯黃50%時，高羊茅的蒸散量高峰值出現(xiàn)在12∶00～14∶00；多年生黑麥草在10∶00～12∶00與14∶00～16∶00出現(xiàn)2個蒸散量的高峰值；康尼蒸散量高峰值出現(xiàn)在12∶00～14∶00，肯塔基在10∶00～12∶00與14∶00～16∶00出現(xiàn)2個蒸散量的高峰值，愛娃的峰值則出現(xiàn)在8∶00～10∶00。隨著虧水脅迫程度的加深，各草坪之間的蒸散量的變化變得更加隨機?？蔹S75%時，多年生黑麥草出現(xiàn)2個蒸散量的高峰；高羊茅在12∶00～14∶00出現(xiàn)蒸散高峰；康尼在10∶00～14∶00時出現(xiàn)蒸散量峰值，肯塔基和愛娃出現(xiàn)2個蒸散量的高峰。全枯當(dāng)天，只有肯塔基和愛娃2個草種在14∶00～16∶00可以測量到蒸散量。全枯2d，多年生黑麥草和高羊茅沒有蒸散量的變化；草地早熟禾品種只有康尼在早上8∶00～10∶00時可以觀測到蒸散量。全枯4d，多年生黑麥草在12∶00～14∶00觀測到蒸散量；高羊茅在16∶00～18∶00時測量到蒸散量的變化；草地早熟禾康尼在早上8∶00～10∶00時可以觀測到蒸散量，愛娃和肯塔基觀測不到蒸散量的變化。在全枯第6d和全枯第8d時，試驗所用草種蒸散量均為0，因此，觀測不到蒸散特征曲線（圖2）。

2.4 復(fù)水對不同草坪草虧水凋萎后恢復(fù)原景觀所需要時間的影響

在達到凋萎系數(shù)之前，康尼、肯塔基、愛娃恢復(fù)景觀所用的時間基本相同；多年生黑麥草、高羊茅恢復(fù)景觀所用的時間基本相同；康尼、肯塔基、愛娃和多年生黑麥草、高羊茅恢復(fù)景觀所用時間一致。100%全株恢復(fù)綠色原景觀所需時間隨著虧水程度加深而延長。在全枯第6d時，草地早熟禾品種康尼、肯塔基，多年生黑麥草和高羊茅不再恢復(fù)原景觀。全枯第8d時，草地早熟禾品種愛娃不再恢復(fù)原景觀。

3 討論

康尼、肯塔基、愛娃凋萎系數(shù)差異顯著，這3個草地早熟禾的品種與多年生黑麥草、高羊茅的凋萎系數(shù)差異也達到顯著水平。3種草坪草的凋萎系數(shù)排序為高羊茅＞草地早熟禾＞多年生黑麥草，與前人［7，10，12－15，19］研究結(jié)果一致。

研究跟蹤觀測了從控水試驗開始到坪草全部枯死期間的日蒸散量變化。在水分變化尚未影響景觀之前，日蒸散量隨日期的推移而增加。草地早熟禾各品種康尼、肯塔基、愛娃在控水試驗進行到第9d時，日蒸散量達到控水時期的最高峰。在試驗第10d稱重時已有部分葉片開始閉合，出現(xiàn)凋萎征兆，此時所測量的日蒸散量的值與前3次所測量的值變化顯著，日蒸散量直線下降。第10～27d的稱重是從開始出現(xiàn)凋萎到全部青枯的過程，日蒸散量在20～70mm變化，且隨著日期的推移而波動性下降。在試驗進行到第56～58d時，所測得的日蒸散量為0mm，此時各草種的土壤含水量達到凋萎系數(shù)。高羊茅控水試驗時期的日蒸散量變化特征與草地早熟禾各品種一致。而多年生黑麥草控水時期的日蒸散量高峰則出現(xiàn)在控水試驗第6d，其余時段的日蒸散量變化與草地早熟禾各品種和高羊茅變化一致。

圖2 控水試驗后不同凋萎狀態(tài)下不同草坪草的日蒸散特征Fig.2 The characteristic of different turfgrasses in different drought state

圖3 各草坪不同狀態(tài)下恢復(fù)景觀所需時間Fig.3 Required days for recover

各草坪草在不同凋萎狀態(tài)下，蒸散量的特征曲線不同；在全部青枯之后，隨著虧水程度加深，即使在相同凋萎狀態(tài)下，各草種的蒸散量曲線也不同。在土壤含水量到達各草坪草凋萎系數(shù)之前，不同草種在相同凋萎狀態(tài)下恢復(fù)景觀所用的時間基本一致，恢復(fù)所用時間隨著虧水程度加深而延長。在草坪的實際管理工作中，對草坪頻繁灌溉或一次灌溉過多都會導(dǎo)致草坪的蒸散量增大，不利于節(jié)水灌溉。灌溉的最適宜時機應(yīng)掌握在草坪部分葉片閉合到青枯之間。此時景觀尚未受到嚴(yán)重影響，復(fù)水之后恢復(fù)景觀也較快，也可減少草坪不必要的蒸散。

4 結(jié)論

草地早熟禾康尼、肯塔基、愛娃3個品種間的凋萎系數(shù)差異顯著；多年生黑麥草和高羊茅的凋萎系數(shù)差異顯著；康尼、肯塔基、愛娃與多年生黑麥草和高羊茅的凋萎系數(shù)差異也顯著。說明凋萎系數(shù)與草坪草種類和品種都顯著相關(guān)。愛娃的凋萎系數(shù)在所測試草種中最低，是試驗中最耐旱的草種。在控水試驗第9d時，草地早熟禾的3個品種康尼、肯塔基、愛娃日蒸散量均達到高峰值；高羊茅日蒸散量與草地早熟禾一樣也在第9d達到高峰值，而多年生黑麥草的日蒸散量則在第6d達到高峰值，此時蒸散量為334.75mm／d。部分葉片青枯時，康尼、肯塔基、愛娃的日蒸散量顯著下降；多年生黑麥草和高羊茅日蒸散量也顯著下降，平均蒸散量為40mm／d。當(dāng)達到各草種凋萎系數(shù)時，所有草種的日蒸散量均為0。復(fù)水后在相同狀態(tài)下不同草種的恢復(fù)時間基本一致，草地早熟禾的康尼、肯塔基全枯之后第4d前復(fù)水可恢復(fù)原狀，多年生黑麥草、高羊茅與其一樣，而草地早熟禾的愛娃則在全枯之后的第6d前復(fù)水才能恢復(fù)原狀。

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