8種土壤改良劑對多年生黑麥草草坪質(zhì)量的影響

唐云智，馬暉玲

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)學(xué)院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室/甘肅省草業(yè)工程實驗室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070)

8種土壤改良劑對多年生黑麥草草坪質(zhì)量的影響

唐云智，馬暉玲

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)學(xué)院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室/甘肅省草業(yè)工程實驗室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070)

在蘭州新區(qū)通過田間小區(qū)試驗，研究了8種土壤改良劑對多年生黑麥草草坪質(zhì)量的影響。結(jié)果表明：8種土壤改良劑都提高了草坪葉綠素含量，其中，7種處理(除硫磺粉處理)都增大了草坪草的密度、高度、地下生物量和地上生物量，6種處理(除硫磺粉、硫磺粉+磷礦粉處理)都增大了葉寬和蓋度，“肥帝溉”處理均為最大處理(P<0.05)，其相應(yīng)草坪質(zhì)量指標最大值分別為，葉綠素含量為3.1 mg/g，密度為2.0株/cm2，葉寬為1.8 mm，蓋度為95.3%，高度為10.9 cm，地下生物量為709.3 g/m2，地上生物量為638.6 g/m2；延長草坪綠期方面，“美魅”+過磷酸鈣處理為186 d，與對照差異顯著(P<0.05)。8個處理和對照(CK)的草坪質(zhì)量綜合評價高低順序為，“肥帝溉”大量元素水溶肥料>“康地寶”鹽堿土壤改良劑>“美魅”土壤改良劑+過磷酸鈣>過磷酸鈣+石膏粉>過磷酸鈣>硫磺粉+磷礦粉>“甘云翼”>對照>硫磺粉。

土壤改良劑；多年生黑麥草；草坪質(zhì)量

鹽漬土廣泛分布于世界100多個國家和地區(qū)[1]，根據(jù)土壤地圖(聯(lián)合國糧農(nóng)組織、教科文組織編制)和各大洲鹽堿土分布圖(國際土壤學(xué)會鹽堿土分會編制)統(tǒng)計，世界鹽漬土總面積約為9.55億hm2[2]。中國鹽漬土分布面積廣闊、類型眾多，從濱海土壤到干旱、半干旱地區(qū)低洼平原，西北極端干旱漠土區(qū)域，積鹽普遍，甚至形成鹽盤、鹽殼等重度積鹽土壤[2]。根據(jù)中國科學(xué)院南京土壤研究所最新研究，中國鹽漬土總面積約為0.99億hm2[3]，其中，現(xiàn)代鹽漬土約為0.37億hm2，殘余鹽漬土約為0.45億hm2，潛在鹽漬土約為0.17億hm2[4]。草坪建植和草坪草生長的載體坪床也面臨著土壤鹽漬化問題，土壤作為草坪草生長媒介載體，為其提供機械支持、營養(yǎng)元素、水分和氧氣等[5]，土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)地直接影響草坪草的生長發(fā)育和草坪的坪用性狀[6,7]。鹽漬土改良包括工程改良、化學(xué)改良和生物改良等[8-12]，土壤改良劑一定程度上能松土、保墑、改良土壤理化性狀，促進植物對水分和養(yǎng)分的吸收[13]。孫義祥等[14]研究表明，土壤改良劑能夠促進土壤團粒形成、改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤肥力，已為草坪坪床土壤改良提供新材料。不同種類土壤改良劑的性質(zhì)、有效成分、作用機理和用于不同類型土壤的改良效果也不盡相同[15]。蘭州新區(qū)公路綠化建設(shè)中土壤鹽漬化較嚴重，新區(qū)建造喬、灌、草坪綠地需要更換床土。這不僅增加了草坪建植的成本，還造成了異地生態(tài)環(huán)境的破壞。因此，根據(jù)蘭州新區(qū)土壤類型，綜合考慮各項條件，通過對施用土壤改良劑后草坪質(zhì)量綜合評價，篩選適宜土壤改良劑，實現(xiàn)對原土改良并達到綠化目的，是生態(tài)城市建設(shè)的急需，亦是改善現(xiàn)有生態(tài)環(huán)境的良策。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2014年5月12日進行，試驗地位于蘭州新區(qū)經(jīng)七路和緯三路交叉路口，地理位置為N 36.4°，E 103.6°，海拔1 899 m，屬典型溫帶半干旱大陸性氣候。年平均氣溫6.9℃，1月平均氣溫-7.3℃，7月平均氣溫20.5℃，年平均降水量300～350 mm，年平均蒸發(fā)量1 880 mm，年平均無霜期139 d，年日照時數(shù)1 744～2 659 h，日照率60%，最大凍土深度約1.1 m。主導(dǎo)風(fēng)向西北風(fēng)，年平均風(fēng)速2.3 m/s。土壤類型為鹽化灰鈣土[16]，試驗地土壤基本化學(xué)性質(zhì)指標參數(shù)，全氮0.17 g/kg，全磷0.64 g/kg，全鉀18.91 g/kg，堿解氮12.49 mg/kg，有效磷3.26 mg/kg，速效鉀153.70 mg/kg，有機質(zhì)1.16%，pH 7.46，電導(dǎo)率0.27 S/m，全鹽量0.87%。

1.2 試驗材料

供試草種為多年生黑麥草(Loliumperenne)品種紳士(Esquire)(甘肅百綠草業(yè)發(fā)展公司)。供試土壤改良劑硫磺粉(金昌正旭工貿(mào)有限責(zé)任公司)、過磷酸鈣(嘉怡化工有限公司)、“康地寶”鹽堿土壤改良劑(北京康地寶生物技術(shù)有限公司)、“美魅”土壤改良劑(云南生態(tài)技術(shù)有限公司)、“甘云翼”(甘肅省永登縣宏寶化肥廠)、“肥帝溉”大量元素水溶肥料(新疆博碩思化肥有限公司)、磷礦粉(云南登峰礦業(yè)有限公司)、石膏粉(山東泰安石膏粉有限公司)。

1.3 試驗設(shè)計

田間試驗選用單因素隨機區(qū)組設(shè)計，小區(qū)面積2.0 m×2.0 m，各小區(qū)間設(shè)0.5 m隔離行。供試土壤改良劑和施用配方見表1。共設(shè)8個處理和1個對照(CK)，每個處理重復(fù)3次。整理地面、土層，清除雜草等異物，制備草坪坪床，翻耕、平整土壤，土壤改良劑一次性均勻施入0～30 cm耕作層，使用農(nóng)具將其和土壤混合均勻。播種機直接撒播草種，播量為35 g/m2。試驗期間不進行修剪，其余養(yǎng)護管理內(nèi)容和方法參照文獻[17,18]進行，2014年06月15日草坪成坪后，指標測定每月1次。

表1 草坪坪床土壤改良試驗處理Table1 Experimental design of turf bed soil improvement

1.4 測定指標和方法

取樣點位布設(shè)Z字形，取樣數(shù)量5點。

1)顏色 葉綠素含量測定法，參照文獻[19]進行。單位mg/g；

2)密度 實測法，樣方面積10 cm×10 cm，5次重復(fù)，選定樣方，計數(shù)齊地面植株數(shù)。單位株/cm2。

3)質(zhì)地 點測法，測量葉片(葉齡與著生部位相同)最寬處寬度，各樣點30次重復(fù)。單位mm；

4)蓋度 方格網(wǎng)針刺法，10 cm×10 cm樣方均分100個格，針刺每格，計數(shù)觸植物總次數(shù)，5次重復(fù)。單位%；

5)高度 測量植株絕對高度，各樣點30次重復(fù)。單位cm。

6)地下生物量 土鉆法，土鉆直徑7 cm，取樣深度30 cm，清除雜質(zhì)，烘至恒重。單位g/m2；

7)地上生物量 樣方刈割法，選定樣方，齊地面剪取植株，清除雜質(zhì)，烘至恒重。單位g/m2；

8)綠期 計數(shù)草坪群落80%植物初綠至枯黃的持續(xù)日數(shù)。單位d。

1.5 草坪質(zhì)量綜合評價

參照文獻[20]的方法對不同用途草坪質(zhì)量評價指標和權(quán)重，采用標準差系數(shù)賦予權(quán)重法。

1.6 數(shù)據(jù)處理分析

Excel 2010和SPSS 19.0進行數(shù)據(jù)處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤改良劑對草坪顏色影響

草坪顏色反映植株生長狀況，單位鮮重葉綠素含量側(cè)重對植株個體顏色的反映，葉綠素含量是評價植株生理狀況的一項重要指標[21]。與對照相比，8個改良劑處理都提高了葉綠素含量。8個處理和CK間葉綠素含量差異顯著(P<0.05)，處理3最高，為3.1 mg/g，CK最低，為1.8 mg/g(表2)。試驗表明處理3對黑麥草葉綠素含量影響效果最明顯。8個處理和對照葉綠素含量均呈現(xiàn)先升高(6月21日～10月23日)后降低(10月23日～11月22日)的趨勢，葉綠素含量均于6月21日時為最低，于10月23日時為最高。處理3葉綠素含量，最低為2.9 mg/g，最高為3.3 mg/g。CK葉綠素含量，最低為1.6 mg/g，最高為1.9 mg/g(圖1)。

表2 不同處理對草坪坪用性狀的影響Table2 Effect of different treatments on turf quality

注：同列不同小寫英文字母表示差異顯著(P<0.05)，下同

圖1 土壤改良劑處理下草坪葉綠素含量Fig.1 Effect of different soil conditioners on chlorophyll content of ryegrass

2.2 土壤改良劑對草坪密度影響

草坪密度受植株分枝類型影響，養(yǎng)護管理可以在草坪種性范圍內(nèi)改變草坪密度。植株個體間存在種內(nèi)競爭，因此，草坪密度會隨草坪建植后的時間而變化。與對照相比，7個改良劑處理增大了草坪密度。8個處理和CK間草坪密度差異顯著(P<0.05)，處理3最大，為2.0株/cm2，處理1最小，為0.7株/cm2。8個處理和CK草坪密度均呈現(xiàn)先升高(6月21日～10月23日)后降低(10月23日～11月22日)的趨勢，密度均于6月21日時最小，于10月23日時最大。處理3密度，最小為1.8株/cm2，最大為2.1株/cm2。處理1密度，最小為0.6株/cm2，最大為0.8株/cm2(圖2)。

2.3 土壤改良劑對草坪葉寬影響

與對照相比，6個改良劑處理增大了葉寬，處理1和7的平均葉寬小于CK，8個處理和CK間草坪葉寬差異顯著(P<0.05)，處理3最寬，為1.8 mm，處理1和處理7最窄，為0.9 mm(表2)。8個處理和CK葉寬均呈現(xiàn)先加大(6月21日～10月23日)后減小(10月23日～11月22日)的趨勢，葉寬均于6月21日時最窄，于10月23日時最寬。處理3葉寬，最窄為1.1 mm，最寬為2.1 mm。處理1和7葉寬，最窄為0.6 mm，最寬為1.2 mm(圖3)。

圖2 土壤改良劑處理下草坪密度Fig.2 Effect of different soil conditioners on turf density

圖3 土壤改良劑處理下草坪葉寬Fig.3 Effect of different soil conditioners on leaf width

2.4 土壤改良劑對草坪蓋度影響

草坪蓋度與草坪密度相關(guān)，可以表示植株所占有的空間范圍，是草坪覆蓋率的量度。參比對照6個改良劑處理增大了草坪蓋度。8個處理和CK間草坪蓋度差異顯著(P<0.05)，處理3最大，為95.3%，處理1最小，為64.4%(表2)。8個處理和CK草坪蓋度均呈現(xiàn)先升高(6月21日～9月23日)再停滯(9月23日～10月23日)后降低(10月23日～11月22日)的趨勢，蓋度均于6月21日時最小，于10月23日時最大。處理3蓋度，最小為87.1%，最大為100%。處理1蓋度，最小為58.8%，最大為67.7%(圖4)。

2.5 土壤改良劑對草坪高度影響

草坪高度很大程度決定草種的使用范圍，也反映植株生長快慢。與對照相比，7個改良劑處理增大了草坪植株高度。8個處理和CK間草坪高度差異顯著(P<0.05)，處理3最高，為10.9 cm，處理1最低，為2.2 cm(表2)。8個處理和CK草坪高度均呈現(xiàn)先升高(6月21日～10月23日)后降低(10月23日～11月22日)的趨勢，高度均于6月21日時最低，于10月23日時最高。處理3高度，最低為3.5 cm，最高為14.8 cm。處理1高度，最低為0.7 cm，最高為3.1 cm(圖5)。

2.6 土壤改良劑對草坪地下生物量影響

地下生物量反映根系生長狀況。地下生物量是草坪質(zhì)量內(nèi)在指標，是草坪質(zhì)量持久保持和適用的關(guān)鍵。與對照相比，7個改良劑處理增大了地下生物量。8個處理和CK間草坪地下生物量差異顯著(P<0.05)，處理3最大，為709.3 g/m2，處理1最小，為64.3 g/m2(表2)。8個處理和CK地下生物量增加率均呈現(xiàn)先快(6月21日～9月23日)后慢(9月23日～11月22日)的趨勢，地下生物量均于6月21日時最小，于11月22日時最大。處理3地下生物量，最小為489.5 g/m2，最大為796.5 g/m2。處理1地下生物量，最小為44.2 g/m2，最大為73.8 g/m2(圖6)。

圖4 土壤改良劑處理下草坪蓋度Fig.4 Effect of different soil conditioners on coverage

圖5 土壤改良劑處理下草坪高度Fig.5 Effect of different soil conditioners on height

圖6 土壤改良劑處理下草坪地下生物量Fig.6 Effect of different soil conditioners on underground biomass

2.7 土壤改良劑對草坪地上生物量影響

地上生物量反映莖、葉干物質(zhì)積累情況和光合作用強弱，地上生物量是草坪生長速度和再生能力的數(shù)量指標。參比對照7個改良劑處理增大了地上生物量。8個處理和CK間草坪地上生物量差異顯著(P<0.05)，處理3最大，為638.6 g/m2，處理1最小，為101.9 g/m2(表2)。8個處理和CK地上生物量均呈現(xiàn)先增大(6月21日～10月23日)后減小(10月23日～11月22日)的趨勢，地上生物量均于6月21日時最小，于10月23日時最大。處理3地上生物量，最小為439.6 g/m2，最大為728.1 g/m2。處理1地上生物量，最小為71.7 g/m2，最大為115.1 g/m2(圖7)。

圖7 土壤改良劑處理下草坪地上生物量Fig.7 Effect of different soil conditioners on aboveground biomass

2.8 土壤改良劑對草坪綠期影響

草坪綠期受地理氣候和草種的影響存在差異，7個改良劑處理延長了草坪綠期，8個處理和CK間草坪綠期差異顯著，處理5最長，為186 d，處理7最短，為170 d(表2)。

2.9 土壤改良劑對草坪質(zhì)量影響

草坪質(zhì)量的評價因草坪利用目的不同所采用的評價指標也不同，各指標在不同用途草坪評價中的重要性也不同。草坪質(zhì)量評價時需選擇能反映草坪本質(zhì)的指標進行綜合評價，方能得出草坪質(zhì)量的優(yōu)劣和等級。各項指標實測數(shù)值進行標準化處理，選用標準差系數(shù)賦予權(quán)重法[20]，對9個處理的草坪質(zhì)量進行綜合評價。草坪質(zhì)量綜合評價高低順序為：3>4>5>8>6>7>2>9>1。

表3 不同處理標準化值和草坪質(zhì)量綜合評價Table3 Standardized value and turf quality comprehensive assessment

3 討論與結(jié)論

試驗地土壤極缺乏有機質(zhì)、氮和磷元素，依據(jù)電導(dǎo)率值可知土壤鹽漬化程度很高。故達到預(yù)期土壤改良目的，應(yīng)選用能夠顯著提高土壤氮、磷元素和有機質(zhì)的土壤改良劑?！胺实鄹取贝罅吭厮芊柿?，氮、磷、鉀有效成分大于59%，施入土壤后通過灌溉迅速發(fā)揮肥效，提高土壤營養(yǎng)和肥力，進而顯著提高各項草坪質(zhì)量指標?！翱档貙殹丙}堿土壤改良劑，利用鹽土植物通過根系分泌物改善根際微環(huán)境來適應(yīng)逆境的機制，通過生物絡(luò)合、置換反應(yīng)，清除土壤團粒上多余Na+，活化土壤難利用的P5+、Fe2+、Ca2+、Mg2+等離子及微量元素，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榭衫脿顟B(tài)，同時使土壤水傳導(dǎo)能增高，從而改善根系環(huán)境，促進根系生長，使植物能夠在鹽堿地上生長和提高產(chǎn)量，這與王金芬等[22]在土壤鹽堿改良劑施用量及施用時期研究結(jié)論相符。試驗中過磷酸鈣、石膏粉、磷礦粉、硫磺粉改良效果不佳原因在于施用單一元素肥料不能改善土壤肥力，對于貧瘠鹽漬土壤改良，不可僅以降低土壤鹽堿為目的，而忽視土壤培肥效果。

土壤改良劑可以改善土壤物理性狀，改變土壤化學(xué)物質(zhì)組成，增加土壤養(yǎng)分含量，提高土壤肥力。為草坪草生長和草坪建植提供良好土壤環(huán)境，可以影響植株生長發(fā)育和草坪建植進程。土壤改良劑的使用還是草坪坪床改良的新途徑和新方法[23]。

土壤改良劑不同程度的促進多年生黑麥草生長發(fā)育，增大草坪草葉寬和高度，影響植株個體所占有的空間范圍，進而又增大草坪蓋度，這與康愛民等24在土壤改良劑對多年生黑麥草生長影響結(jié)論相符。土壤改良劑能促進多年生黑麥草分蘗，進而增大草坪密度，這與宇萬太等[25]在多年生黑麥草上的試驗結(jié)論一致。土壤改良劑促進植株根系生長發(fā)育，進而影響根徑寬度、根系長度、范圍和重量，由于植株地下和地上部分生長的相關(guān)性，植株莖、葉生長發(fā)育也會反映土壤改良劑間接促進作用，進而持續(xù)增大地下生物量和地上生物量，這與田福平等[23]在4種改良劑對多年生黑麥草的生長特性影響研究結(jié)論相同。

不同土壤改良劑的改良效果不同，只有選用合適的改良劑才能有效改良鹽漬土壤?；瘜W(xué)改良劑可以降低土壤容重，增加土壤空隙度，改善土壤物理結(jié)構(gòu)，促進鹽漬土壤改良。無機改良劑可以改善土壤物理性質(zhì)、增加土壤肥力、調(diào)節(jié)土壤pH，還可以改善土壤微生物和酶活性；有機改良劑可以改善土壤物理性質(zhì)、提高土壤保水能力和土壤肥力[27]。

8種土壤改良劑都提高了葉綠素含量，其中7種(除硫磺粉處理)都增大了密度、高度、地下生物量和地上生物量，6種(除硫磺粉、硫磺粉+磷礦粉處理)都增大了葉寬和蓋度，“肥帝溉”皆為最顯著處理，其相應(yīng)草坪質(zhì)量指標最大值分別為，葉綠素含量為3.1 mg/g，密度為2.0株/cm2，葉寬為1.8 mm，蓋度為95.3%，高度為10.9 cm，地下生物量為709.3 g/m2，地上生物量為638.6 g/m2；延長草坪綠期方面，“美魅”+過磷酸鈣處理為186 d，最為顯著。8個處理和CK的草坪質(zhì)量綜合評價高低順序為，“肥帝溉”>“康地寶”>“美魅”+過磷酸鈣>過磷酸鈣+石膏粉>過磷酸鈣>硫磺粉+磷礦粉>“甘云翼”>對照(CK)>硫磺粉。

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Effect of 8 soil conditioners on the quality of perennial ryegrass turf

TANG Yun-zhi,MA Hui-ling

(CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity/KeyLaboratoryofGrasslandEcosystem,MinistryofEducation/PrataculturalEngineeringLaboratoryofGansuProvince/Sino-U.S.CenterforGrazinglandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China)

8 soil conditioners were selected to improve the saline soil in Lanzhou New Area and the effects on the quality of perennial ryegrass turf were studied.The results showed that the chlorophyll content was increased by 8 soil conditioners;the density,height,underground biomass and aboveground biomass were increased by 7 soil conditioners(except sulfur powder);the leaf width and coverage were increased by 6 soil conditioners(except sulfur powder,sulfur powder + phosphate rock powder).Among 8 soil conditioners,‘Feidigai’ was the best in terms of turf quality,and the values of quality indicators,including chlorophyll content,density,leaf width,coverage,height,underground biomass and aboveground biomass,were 3.1 mg/g,2.0/cm2,1.8 mm,95.3%,10.9 cm,709.3 g/m2,and 638.6 g/m2respectively.And in terms of green period,‘Meimei’ + calcium superphosphate treatment was the best(green period was 186 days).The comprehensive assessment of turf quality showed that the rank of the turf quality under 8 treatments and CK was ‘Feidigai’ water soluble fertilizer > ‘Kangdibao’ saline soil conditioner >‘Meimei’ soil conditioner>calcium superphosphate+gypsum powder>calcium superphosphate>surphur powder+phosphate rock powder>‘Ganyunyi’>CK>surphur powder.

soil conditioner；perennial ryegrass；turf quality

2015-04-02；

2015-04-28

國家自然科學(xué)基金“草地早熟禾種間體細胞雜交的研究”(31160482)資助

唐云智(1984-)，男，遼寧沈陽人，在讀碩士。 E-mail：tangyz1984@126.com 馬暉玲為通訊作者。

S 156

A

1009-5500(2015)06-0051-08