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新型草坪模擬踐踏器的研制及暖季型草坪草耐踐踏性評價

2019-12-20 05:24:54劉天增王旭盛張巨明
草業(yè)學報 2019年12期
關(guān)鍵詞:草屬蓋度牙根

劉天增,王旭盛,張巨明

(華南農(nóng)業(yè)大學林學與風景園林學院,廣東省草業(yè)工程技術(shù)研究中心,廣東 廣州 510642)

踐踏是所有草坪草面臨的一種非生物脅迫。輕度踐踏可以促進草坪草分蘗并減緩生長速度,提升草坪質(zhì)量,增加草坪實用性[1]。過度踐踏則會造成草坪草莖葉和根莖組織磨損,草坪葉色、蓋度和密度下降。受損的草坪草容易受到病菌的侵染和其他逆境的脅迫,使抗性本已下降的草坪同時受到多種逆境脅迫,導致恢復速度緩慢,嚴重影響草坪的生長和美觀[2-3]。另外,過度踐踏還可導致土壤緊實、通氣和透水性降低,使土壤表層根系增多,深層根系生長減少,進而減少對養(yǎng)分和水分的吸收,破壞了正常的生理代謝活動,引起草坪草生理代謝紊亂[4-5]。因此,耐踐踏性是評價運動場草坪質(zhì)量高低的一個重要指標。

目前,在我國南方地區(qū)大多數(shù)運動場草坪賽事頻繁、使用強度大,經(jīng)常處于過度踐踏狀態(tài)。篩選耐踐踏性強的草種建植場地,并研究其耐踐踏機制是當前急需開展的工作。在以往草坪耐踐踏性的研究中,用人工踐踏和模擬踐踏器兩種方法進行踐踏處理。雖然人工踐踏更貼近實際,但費時費力,可變因素多,隨機性大。采用模擬踐踏器既能研究草坪草在踐踏狀態(tài)下的變化特征,又能節(jié)省人力和物力,是理想的踐踏處理方式??v觀前人的研究,過去幾十年研究人員研制出了各種類型的草坪模擬踐踏器,推動了耐踐踏的相關(guān)研究[6-9]。有的踐踏器適用于田間試驗,也有的適用于室內(nèi)盆栽試驗,這些踐踏器都有各自的優(yōu)點。盡管前人研制的模擬踐踏器種類不少,但都有一定的局限性,一個共同缺點是產(chǎn)生的踐踏強度一樣,而實際情況中運動員在運動時的運動狀態(tài)是隨機的,對草坪的踐踏強度也是變化的。鑒于此,為了更完整、便捷和科學地模擬不同運動狀態(tài)對草坪的踐踏,根據(jù)足球運動員不同運動狀態(tài)對地面造成的壓強不同,本研究設(shè)計并研制了新型的草坪模擬踐踏器,使草坪受力情況趨近真實水平,確保踐踏處理更加真實。

研究草坪耐踐踏性時經(jīng)常采用表觀質(zhì)量形狀,包括草坪顏色、密度、蓋度、生物量、均一性等指標。以往研究表明,雖然過度踐踏會降低草坪表觀質(zhì)量,分蘗數(shù)和生物量減少,但不同草種間的耐踐踏性差異較大[10-12]。自身遺傳特性以及莖葉形態(tài)結(jié)構(gòu)和解剖結(jié)構(gòu)上的不同是導致草坪草耐踐踏性差異的關(guān)鍵因素[13]。國內(nèi)外大量研究表明,耐踐踏性強的草種都有共同之處,如角質(zhì)層更厚、更發(fā)達,機械組織排列更緊密,維管束和泡狀細胞數(shù)量多,木質(zhì)素含量高等特點[14-16]。

暖季型草坪草廣泛分布在熱帶和亞熱帶地區(qū)。在主要的暖季型草坪草中,我國共有7個屬12種,是暖季型草坪草資源最豐富的國家[17]。目前國內(nèi)應(yīng)用最廣的暖季型草坪草有狗牙根屬(Cynodon)、雀稗屬(Paspalum)、結(jié)縷草屬(Zoysia)和蜈蚣草屬(Eremochloa)等。本研究采用自制的模擬踐踏器,對國內(nèi)應(yīng)用最廣的暖季型草坪草狗牙根屬、雀稗屬、結(jié)縷草屬和蜈蚣草屬的20份草坪草材料在大田條件下進行模擬踐踏試驗,探究不同草種間耐踐踏性的差異,為合理利用草坪草提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 新型草坪模擬踐踏器

為研究我國華南地區(qū)常見暖季型草坪草的耐踐踏性,本研究研制了一種新型草坪模擬踐踏器。踐踏器主要有滾筒、鋼板、鞋釘、軸承和框架5個部分組成,均為鋼質(zhì)。且鋼板和鞋釘均可拆卸,便于更換。滾筒側(cè)面開有閥門,可注水增重。滾筒外部有框架連接微耕機。滾筒直徑21 cm,長100 cm,厚1.2 cm,滾筒重80 kg,加滿水100~120 kg。滾筒中間有一軸承,軸承直徑5 cm,長104 cm。在滾筒表面布置長100 cm,寬3 cm,厚1.2 cm可拆卸的鋼板,并在鋼板上裝鞋釘來模擬運動員踐踏的效果,開絲深度為0.5 cm。鞋釘是上底面直徑0.5 cm,下底面直徑1.0 cm,高1.4 cm的圓柱體。在滾筒側(cè)面各有一塊圓形鋼板,用來連接軸承和框架。圓形鋼板直徑10 cm,厚1.2 cm,中心開有直徑5 cm的孔用于固定軸承,旁邊開有4個直徑2 cm的孔,用螺絲固定圓形鋼板和框架。

目前市面上專業(yè)足球鞋鞋底共有11個塑膠質(zhì)或鋼質(zhì)的鞋釘,前腳掌7個,腳跟4個。運動員的運動狀態(tài)不同,與地面的接觸面積不同,對地面造成的壓強也不同。當運動員在站立時,有22個鞋釘著地,此時對地面壓強最小。走動或跑動時,運動員前腳掌發(fā)力,此時有11或7個鞋釘著地。運動員在一場球賽中的運動狀態(tài)主要分為3個階段:站立和走動約占48%,慢速、低速和中速跑約占45%,高速跑和沖刺跑約占7%。根據(jù)不同運動狀態(tài)所占比例設(shè)計鋼板數(shù)量,為了模擬不同運動狀態(tài)對地面的壓強,鋼板上鞋釘?shù)臄?shù)量也不同。即草坪踐踏器中,滾筒表面共有14塊鋼板,兩塊鋼板間的夾角約為25.7°,7塊鋼板每塊上面有17個鞋釘,6塊鋼板每塊上面有6個鞋釘,1塊鋼板上面有3個鞋釘。不同鞋釘數(shù)量的鋼板等距相間排列(圖1)。

圖1 新型草坪模擬踐踏器

1.2 試驗地概況

試驗地位于廣東省廣州市華南農(nóng)業(yè)大學增城試驗基地,地處亞熱帶,海拔40 m,無坡度。土壤為壤土,有機質(zhì)、速效N、P、K含量分別為1.65%、12.25 mg·kg-1、49.08 mg·kg-1、251.30 mg·kg-1,土壤pH 6.61,全年降水量 2081 mm,年均溫22.4 ℃,最熱月均溫 28.8 ℃,最冷月均溫14.6 ℃,極端最高溫度38.2 ℃,極端最低溫度1.5 ℃,無霜期346 d,年積溫(≥0 ℃)7875.4 ℃,年有效積溫(≥10 ℃)7146.4 ℃。春季短促少雨,夏季高溫多雨,日照長,秋季高溫少雨,冬季短暫,低溫少雨,無雪,霜期短??傮w來說,該地氣候和土壤條件能滿足暖季型草坪草的正常生長。

1.3 試驗材料

試驗選取狗牙根屬、雀稗屬、結(jié)縷草屬和蜈蚣草屬共20份暖季型草坪草材料(表1),于2017年7月18日進行種植。普通型狗牙根(Cynodondactylon)按照40 g·m-2進行人工播種,播種后覆0.5 cm厚的沙,并用滾筒滾壓。播種后立即澆透水,出苗前每天保持土壤濕潤直至種子出苗,其他草種用營養(yǎng)體移栽。移栽前對小區(qū)進行松地、平整,以條播的方式進行移栽。成坪后正常管理,每月修剪2次,修剪高度為4 cm,每周噴灌2~3次,及時清除雜草。

1.4 踐踏處理

用自主研制的草坪踐踏器進行踐踏處理,2018年2月26日開始踐踏處理后,每周踐踏2次,共進行4周,2018年3月26踐踏處理結(jié)束,每次踐踏6次往返,達到相似條件下的中等踐踏強度。試驗設(shè)計采用裂區(qū)設(shè)計,主區(qū)因素為踐踏強度,分為踐踏與不踐踏,副區(qū)因素為草坪草,共20種暖季型草坪草。踐踏處理重復3次,共80個小區(qū)。每個小區(qū)1.5 m×1.5 m,小區(qū)之間留0.5 m保護行,整個樣地四周各留出1 m空地。踐踏處理結(jié)束后觀測數(shù)據(jù)并取樣測定耐踐踏指標。

表1 供試草坪草品種

1.5 草坪耐踐踏評價指標[11]

1)蓋度:用自制的50 cm×50 cm方格網(wǎng)進行目測,方格內(nèi)共100個點,目測草坪所占點數(shù),以百分數(shù)表示。

2)密度:用直徑5 cm的取樣器鉆取10 cm深的草柱,3個重復,帶回實驗室人工統(tǒng)計其分蘗數(shù)量。

3)顏色:采用目測法,根據(jù)草坪顏色的深淺和枯黃程度采用9分制評分方式進行打分。顏色深綠9分,枯黃1分,綠色6分。

4)生物量:用直徑5 cm的取樣器取10 cm深的草皮柱,帶回實驗室。將草皮柱地上莖葉和地下根系分開,沖洗干凈后放入80 ℃烘箱內(nèi)烘干至恒重。

5)草坪綜合質(zhì)量:采用目測法,根據(jù)草坪顏色、密度、蓋度、病蟲害、雜草數(shù)量等方面進行綜合評分,1分最低,9分最高。

1.6 草坪草葉片機械組織測定

經(jīng)過踐踏處理后,根據(jù)草坪草的表觀質(zhì)量和生物量,每屬選擇一個耐踐踏性最強的品種和一個耐踐踏性最弱的品種,共8個品種測定葉片纖維素和木質(zhì)素含量[18-19]。

葉片解剖結(jié)構(gòu):取相同部位的草葉片,切成0.5 cm的小段,用FAA(formalin, acetic acid and alcohol)固定7 d,石蠟切片,用番紅固綠對染。在奧林巴斯BX43生物顯微鏡下觀察角質(zhì)層、維管束、泡狀細胞等結(jié)構(gòu)并拍照。

1.7 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010進行試驗數(shù)據(jù)分析和圖表繪制, 用SPSS 17.0軟件進行方差分析和主成分分析,采用Duncan’s法在P<0.05水平下進行多重比較,用主成分提取法提取主成分特征值和主成分因子載荷。

2 結(jié)果與分析

2.1 踐踏對草坪表觀質(zhì)量的影響

踐踏處理前同屬的材料在綜合質(zhì)量評分上無顯著差異(P>0.05)。踐踏處理后,狗牙根屬中Tifgreen草坪綜合質(zhì)量評分顯著高于其他品種(P<0.05),其他狗牙根品種間無顯著差異(P>0.05),普通狗牙根草坪綜合質(zhì)量評分最低(表2)。雀稗屬中SeaIsle 草坪綜合質(zhì)量評分顯著高于其他3個品種(P<0.05),Salam草坪綜合質(zhì)量評分最低。結(jié)縷草屬中大穗結(jié)縷草、中華結(jié)縷草、廣綠結(jié)縷草和蘭引Ⅲ號結(jié)縷草綜合質(zhì)量評分顯著高于其他3個品種(P<0.05),細葉結(jié)縷草和溝葉結(jié)縷草綜合質(zhì)量評分差異不顯著(P>0.05)。蘭引Ⅲ號結(jié)縷草綜合質(zhì)量評分最高,青島結(jié)縷草綜合質(zhì)量評分最低。蜈蚣草屬中華南假儉草綜合質(zhì)量評分最高,三水假儉草和I-34 假儉草蓋度最低且兩者無顯著差異(P>0.05)。從草坪綜合質(zhì)量評分出發(fā)綜合考慮20個草種,結(jié)縷草屬綜合質(zhì)量評分相對較高,蜈蚣草屬和雀稗屬次之,狗牙根屬最低。

踐踏處理后狗牙根屬中Tifgreen蓋度顯著高于其他品種(P<0.05),其他不同品種間無顯著差異(P>0.05)。普通狗牙根蓋度最低,較Tifgreen狗牙根蓋度下降9.6%(圖2)。雀稗屬中SeaIsle 和Platinum蓋度較高,且與Superme和Salam差異顯著(P<0.05),Salam蓋度最低。結(jié)縷草屬中大穗結(jié)縷草、中華結(jié)縷草、廣綠結(jié)縷草和蘭引Ⅲ號結(jié)縷草蓋度顯著高于其他3個品種(P<0.05),細葉結(jié)縷草和溝葉結(jié)縷草蓋度差異不顯著(P>0.05)。其中,蘭引Ⅲ號結(jié)縷草蓋度最高,青島結(jié)縷草蓋度最低,兩者相差21.2%。蜈蚣草屬中華南假儉草蓋度最高,三水假儉草和I-34 假儉草蓋度較低且無顯著差異(P>0.05)。從草坪蓋度出發(fā)綜合考慮20個草種,結(jié)縷草屬蓋度相對較高,蜈蚣草屬和雀稗屬次之,狗牙根屬最低。

表2 踐踏處理前后各參試品種的草坪綜合質(zhì)量評分

注:不同小寫字母表示同屬材料間在0.05水平差異顯著。

Note: Different small letters under genus indicate significant differences at theP<0.05 level.

踐踏處理后狗牙根屬、雀稗屬不同品種間草坪密度均無顯著差異(P>0.05)。狗牙根屬中Tifgreen密度最大,普通狗牙根密度最小(圖3)。雀稗屬中SeaIsle密度最大,Salam密度最小。結(jié)縷草屬中細葉結(jié)縷草和溝葉結(jié)縷草的密度顯著高于其他品種(P<0.05)。中華結(jié)縷草、廣綠結(jié)縷草、蘭引Ⅲ號結(jié)縷草和大穗結(jié)縷草密度相近,無顯著差異(P>0.05)。溝葉結(jié)縷草密度最大,青島結(jié)縷草密度最小,兩者相差60.3%。蜈蚣草屬中,華南假儉草密度顯著高于三水假儉草和I-34假儉草。三水假儉草密度最低,較華南假儉草低20.7%。從草坪密度出發(fā)綜合考慮20個草種,結(jié)縷草屬密度相對較高,狗牙根屬和雀稗屬次之,蜈蚣草屬最低。

踐踏處理后狗牙根屬中Tifgreen草坪顏色得分顯著高于其他品種(P<0.05),其他不同品種間無顯著差異(P>0.05)。普通狗牙根草坪顏色得分最低,較Tifgreen狗牙根下降1.1分(圖4)。雀稗屬中SeaIsle和Platinum草坪顏色得分較高,且與Superme和Salam差異顯著(P<0.05)。Salam草坪顏色得分最低,較SeaIsle下降1.0分。結(jié)縷草屬中大穗結(jié)縷草、中華結(jié)縷草、廣綠結(jié)縷草和蘭引Ⅲ號結(jié)縷草顏色得分顯著高于其他品種(P<0.05)。細葉結(jié)縷草和溝葉結(jié)縷草顏色得分無顯著差異(P>0.05)。青島結(jié)縷草顏色得分最低,與蘭引Ⅲ號結(jié)縷草相差2.34分。蜈蚣草屬中,不同品種間草坪顏色得分無顯著差異(P>0.05),但華南假儉草最高,三水假儉草最低。從草坪葉色得分出發(fā)綜合考慮20個草種,蜈蚣草屬草坪顏色得分較高,結(jié)縷草屬和雀稗屬次之,狗牙根屬最低。

圖2 踐踏處理后各參試品種的草坪蓋度

圖3 踐踏處理后各參試品種的草坪密度

圖4 踐踏處理后各參試品種的葉色得分

2.2 踐踏對草坪生長的影響

為了進一步分析不同參試材料的耐踐踏性,踐踏處理后測定地上和地下生物量。在地上生物量方面,狗牙根屬中Tifgreen、Tifsport、Tifeagle和南京狗牙根顯著高于Tifway狗牙根和普通狗牙根(P<0.05),Tifeagle最大,普通狗牙根最小,兩者相差51.1%。雀稗屬中,SeaIsle地上生物量最大,其他品種間無顯著差異(P>0.05)。結(jié)縷草屬中,中華結(jié)縷草生物量最大,其次是大穗結(jié)縷草和廣綠結(jié)縷草。細葉結(jié)縷草、蘭引Ⅲ號結(jié)縷草、溝葉結(jié)縷草和青島結(jié)縷草生物量較小,且品種間無顯著差異(P>0.05)。蜈蚣草屬中,I-34假儉草生物量最大,華南假儉草最小,兩者相差47.8%(圖5)。

圖5 踐踏處理后各參試品種的地上生物量變化

在地下生物量方面,狗牙根屬中不同品種間無顯著差異(P>0.05)。雀稗屬中Superme生物量最高,其他品種間無顯著差異(P>0.05)。結(jié)縷草屬中,大穗結(jié)縷草、中華結(jié)縷草和蘭引Ⅲ號結(jié)縷草生物量顯著高于其他品種(P<0.05),其次是廣綠結(jié)縷草,細葉結(jié)縷草、溝葉結(jié)縷草和青島結(jié)縷草較小。蜈蚣草屬中3個品種間生物量均有顯著差異(P<0.05),華南假儉草最大,I-34假儉草最小(圖6)。

圖6 踐踏處理后各參試品種的地下生物量變化

2.3 耐踐踏與葉片生理和解剖結(jié)構(gòu)的關(guān)系

踐踏處理前,同一屬的材料草坪蓋度、密度和顏色均無明顯差別。經(jīng)過踐踏處理后,從狗牙根屬、雀稗屬、結(jié)縷草屬和蜈蚣草屬材料中分別篩選出表觀質(zhì)量較好的品種和較差的品種(表3)。與踐踏處理前相比,踐踏處理后Tifgreen,SeaIsle,蘭引Ⅲ號結(jié)縷草和華南假儉草表觀質(zhì)量指標下降更少,表現(xiàn)出良好的耐踐踏性。相反,普通狗牙根,Salam,青島結(jié)縷草和三水假儉草表觀質(zhì)量指標下降更多,耐踐踏性較差。

選取以上8個品種材料測定其葉片纖維素和木質(zhì)素含量,并做石蠟切片觀察其解剖結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,只有結(jié)縷草屬2個材料的纖維素含量差異顯著(P<0.05),其他屬材料無顯著差異(P>0.05)。木質(zhì)素含量測定結(jié)果表明,各屬材料間差異均不顯著(P>0.05)(圖7)。

表3 踐踏處理后不同品種草坪表觀質(zhì)量下降百分比

圖7 踐踏處理后各參試品種的纖維素和木質(zhì)素含量

踐踏處理后篩選出的8個草種均屬于C4植物,維管束鞘由單層較大的薄壁細胞組成,在維管束鞘外連著一圈葉肉細胞。狗牙根屬中Tifgreen木質(zhì)化程度高于普通狗牙根,而普通狗牙根的纖維素細胞壁含量較高,角質(zhì)層兩者均不明顯,泡狀細胞也無差異。雀稗屬中2個草種均無角質(zhì)層,SeaIsle有少量木質(zhì)化維管束的存在,Salam海濱雀稗幾乎沒有木質(zhì)化,泡狀細胞和纖維素細胞壁兩者均無明顯差別。結(jié)縷草屬中蘭引Ⅲ號和青島結(jié)縷草均有厚且連續(xù)的角質(zhì)層,泡狀細胞和維管束木質(zhì)化無明顯差別,蘭引Ⅲ號結(jié)縷草的纖維素細胞壁含量要大于青島結(jié)縷草。蜈蚣草屬中華南假儉草的角質(zhì)層較三水假儉草厚且連續(xù),維管束木質(zhì)化程度和纖維素細胞壁含量也較高。單從解剖結(jié)構(gòu)上來看,結(jié)縷草屬耐踐踏性最強,其次是蜈蚣草屬,雀稗屬最差。通過對比表觀質(zhì)量和生理指標的結(jié)果,從解剖結(jié)構(gòu)上可以發(fā)現(xiàn)角質(zhì)層越厚,泡狀細胞數(shù)量多且排列緊密,木質(zhì)化程度越高,纖維素細胞壁含量越多,則草坪草的耐踐踏性越強(表4)。

2.4 耐踐踏性綜合評價

對草坪蓋度(X1)、草坪密度(X2)、草坪顏色(X3)、地上生物量(X4)、地下生物量(X5)、葉木質(zhì)素(X6)、葉纖維素(X7)等7個指標進行主成分分析,得到主成分所對應(yīng)的特征值和累計貢獻率(表5)。選取前3個特征根大于1的主成分,累積方差貢獻率為91%,基本可以反映全部指標信息。提取的3個主成分的因子載荷矩陣如表5所示。第1主成分中草坪蓋度、顏色和地下生物量載荷較高,即第1主成分主要反映這3個指標信息,稱之為表觀指標。第2主成分中草坪密度和地上生物量載荷較高,說明第2主成分主要反映這2個指標信息,稱之為分蘗指標。第3主成分中葉纖維素和葉木質(zhì)素載荷較高,說明第3主成分主要反映這2個指標的信息,稱之為生理指標。綜合分析,3個主成分中第1主成分所占比重較大,即草坪蓋度、顏色和地下生物量可作為測量耐踐踏性的首選指標。

表4 不同品種解剖結(jié)構(gòu)的差異

“-”表示未檢測出Means not detected.

3 討論與結(jié)論

目前,在草坪耐踐踏性研究中使用多種多樣的模擬踐踏器,大多數(shù)踐踏器都以圓形單滾筒或雙滾筒為主體,通過調(diào)整滾筒的直徑和重量,在滾筒表面布置橡膠帶或鞋釘來模擬踐踏[20-21]。雖然直接使用滾筒進行踐踏處理的方法比較簡便,但滾筒與草坪的接觸面積恒定,對草坪造成的壓強較小,不適合對運動場草坪的模擬踐踏處理。使用兩個表面裝有鞋釘?shù)睆讲煌臐L筒進行模擬踐踏,對草坪造成的壓強比單滾筒更大,雙筒滾動距離與運動員奔跑時對草坪的撕拉距離相當,能模擬運動員對草坪垂直和水平方向的踐踏,但對草坪的壓強單一,無變化[6]。使用橢圓形滾筒并安裝足球鞋釘進行草坪踐踏處理,能模擬足球運動員奔跑過程中的重心起伏狀況。當水平拉力較小時滾筒在草坪表面滑動,當拉力較大時滾筒對草坪有向下砸的作用,很難計算踐踏器對草坪的真實壓強,而且拉力大小會影響踐踏器對草坪的踐踏效果[22]。還有學者根據(jù)足球比賽中大禁區(qū)的平均踐踏強度研制出一種便攜式草坪踐踏器,使草坪同時受到垂直的壓力和水平的作用力,對草坪造成的壓強比較全面[23]。該踐踏器體積小、勞動強度不大,操作方便,但使用范圍有限,只能在室內(nèi)盆栽試驗中使用,不適合野外大田試驗。足球運動員在球場上不同的運動狀態(tài)會對草坪造成不同方向的壓力,產(chǎn)生大小不一的壓強。為了更全面、便捷地模擬這種效果,在前人研究的基礎(chǔ)上自行研制出一款新型草坪模擬踐踏器,彌補以往研究的不足和空白。該踐踏器在滾筒表面根據(jù)運動員不同運動狀態(tài)的比例布置多塊鋼板,鋼板上有數(shù)量不等的鞋釘,可對地面造成2.29、7.28和14.4 MPa的壓強,當有多排鞋釘著地時,會對地面造成1.77和2.04 MPa的壓強,能模擬運動員不同運動狀態(tài)對地面造成的壓強。踐踏器由微耕機作動力牽引,前進過程中對草坪既有垂直向下的力,又有水平方向的摩擦力,進行踐踏處理時只需控制微耕機方向和速度,省時省力。由于鞋釘數(shù)量不同,對地面的壓強也一直在變化,能真實地模擬運動員對草坪的踐踏效果。

表5 草坪耐踐踏性主成分分析

草坪蓋度、密度、顏色和生物量是評價草坪耐踐踏性的重要表觀質(zhì)量指標。踐踏處理后,草坪草莖葉組織受到損傷,分蘗能力降低,植株葉片會變窄變卷曲,株型變小。若生長恢復時間不夠則直立莖的生長量顯著減少,進而草坪密度和蓋度降低、顏色變淺[24-25]。本研究表明,踐踏處理后所有材料的表觀質(zhì)量均降低,且下降越多耐踐踏性越差,與前人的研究結(jié)果一致。狗牙根屬和雀稗屬的生物量與耐踐踏性正相關(guān),即草坪耐踐踏性越強,踐踏后生物量下降越少。然而蘭引Ⅲ號結(jié)縷草和華南假儉草在同屬草種中耐踐踏性最強,但其地上生物量卻相對較低,可能與葉片含水量有關(guān)。當葉片含水量較高時,其生物量干重則相對較低,而且一定水平的葉片含水量能增強細胞的機械性能,從而提升草坪草的耐踐踏性[26]。也有研究表明,輕度踐踏能促進草坪草的分蘗,從而增加地上生物量[27]。本研究發(fā)現(xiàn),踐踏后草坪地上生物量減少,原因是試驗設(shè)計的踐踏強度較大,已達到中等強度,并未促進草坪草分蘗,增加生物量。

葉纖維素和木質(zhì)素是細胞壁的重要組成成分,含量越多,植株的韌性越強,耐踐踏性也越強。Shearman等[14]對比7種冷季型草坪草的葉片纖維素和木質(zhì)素含量發(fā)現(xiàn),其與耐踐踏性顯著相關(guān)。狗牙根莖葉中木質(zhì)素和纖維素含量越多,耐踐踏性越強,而海濱雀稗的耐踐踏性則隨著葉片總細胞壁含量的增加而降低[15]。本研究中,蘭引Ⅲ號結(jié)縷草的葉纖維素和木質(zhì)素含量最高,耐踐踏性最強,與上述結(jié)果一致。從解剖學上看,草坪草的耐踐踏性與植物體內(nèi)機械組織的分布和表皮角質(zhì)層有密切關(guān)系[28]。觀測暖季型草坪草種細葉結(jié)縷草、海濱雀稗和狗牙根的葉解剖結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn),細葉結(jié)縷草的機械組織發(fā)達,表皮細胞有發(fā)達的角質(zhì)層,耐踐踏性強于狗牙根和海濱雀稗[29]。冷季型草坪草種,草地早熟禾(Poapratensis)的角質(zhì)層厚度、機械組織和厚壁細胞數(shù)量均高于黑麥草(Loliumperenne)和紫羊茅(Festucarubra),耐踐踏性最強[30]。本試驗中,蘭引Ⅲ號結(jié)縷草和華南假儉草細胞排列得最為緊密,角質(zhì)層厚度最大,木質(zhì)化程度高,耐踐踏性最強。狗牙根屬和雀稗屬的草種角質(zhì)層薄或無角質(zhì)層,維管束木質(zhì)化程度較低,不耐踐踏。此結(jié)果與前人的研究結(jié)果相似,即在我國南方常用的暖季型草坪草中,結(jié)縷草屬的耐踐踏性相對較好,而雀稗屬的耐踐踏性較差,從解剖結(jié)構(gòu)方面解釋了品種耐踐踏性的差異[31]。

綜合比較表觀質(zhì)量、生物量、生理指標和解剖結(jié)構(gòu),踐踏處理后所有參試品種材料的耐踐踏性強弱依次為結(jié)縷草屬、蜈蚣草屬、雀稗屬、狗牙根屬。踐踏會造成狗牙根、海濱雀稗和假儉草分蘗減少,草坪蓋度、密度和顏色等指標受到影響。假儉草葉片較寬,植株低矮,抗性較強。海濱雀稗的恢復能力弱,踐踏后植株一直處于倒伏狀態(tài),葉片貼近地面,在視覺上會增加草坪的蓋度和顏色。狗牙根恢復性強,踐踏后植株處于直立狀態(tài),視覺上會降低草坪蓋度和顏色。蘭引Ⅲ號結(jié)縷草耐踐踏性強,坪用價值高,適合建植使用頻率較高的運動場地。值得指出的是,以上只是試驗的初步結(jié)果。草坪草最終是否耐踐踏,除以上因素外,草坪草受踐踏損傷以后的恢復能力非常關(guān)鍵,而這將是本試驗進一步研究的重要內(nèi)容。

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