馬宗仁,何國(guó)強(qiáng),王 慶,張 凱,林 駒,付鏡威
(深圳大學(xué) 高爾夫?qū)W院,廣東 深圳 51800)
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果嶺草坪密度對(duì)蓋度和光滑度的影響
馬宗仁,何國(guó)強(qiáng),王 慶,張 凱,林 駒,付鏡威
(深圳大學(xué) 高爾夫?qū)W院,廣東 深圳 51800)
研究了果嶺草坪密度不同量化指標(biāo)對(duì)蓋度和光滑度的影響,結(jié)果表明:隨著草坪株數(shù)、葉片數(shù)、葉面積和葉面積指數(shù)增加,草坪蓋度和光滑度相應(yīng)增長(zhǎng),但當(dāng)草坪蓋度達(dá)91%后,株數(shù)、葉片數(shù)、葉面積和葉面積指數(shù)保持不變:草坪蓋度達(dá)100%,光滑度達(dá)3.2 m時(shí),株數(shù)、葉片數(shù)、葉面積和葉面積指數(shù)合理的理論數(shù)值分別為63 277株、180 972片、1.266 8 m2和1.266 8;草坪蓋度達(dá)91%后,株數(shù)和葉片數(shù)量對(duì)光滑度的影響主要是增大摩擦系數(shù),摩擦系數(shù)主要由葉片交疊所引起;蓋度未能達(dá)到100%和球速或光滑度未能達(dá)到3.2 m,其原因是草坪生長(zhǎng)不均勻和留草過(guò)高所引起;因葉片密集或蓋度達(dá)100%后葉片出現(xiàn)交疊,光滑度受到葉片重疊嚴(yán)重制約時(shí),不可再用蓋度、單純株數(shù)和葉片數(shù)作果嶺草坪密度指標(biāo),應(yīng)采用葉面積指數(shù)作密度指標(biāo)。因此,賽前果嶺疏草作業(yè)如以株數(shù)、葉片數(shù)作為密度指標(biāo),前提條件是保證100%的蓋度和3.2 m光滑度。疏除多余葉片數(shù)和株數(shù)后即為合理的密度,葉面積指數(shù)或葉片交疊率大于或等于1的即為多余葉片。
果嶺;密度;蓋度;光滑度;株數(shù);葉片數(shù);葉面積指數(shù)
高爾夫球賽對(duì)球速滾動(dòng)有一定的限定,且賽級(jí)越高,要求滾動(dòng)速度越快。為此,美國(guó)高爾夫球協(xié)會(huì)1972年根據(jù)全美1600家球場(chǎng)的測(cè)試,從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)獲得對(duì)不同球賽的規(guī)定光滑度[1]。其中,錦標(biāo)賽級(jí)的球速或光滑度最大是3.2 m,這個(gè)球速是在100%的蓋度下,高度為0.3 cm的情況下才能達(dá)到[1]。影響光滑度的因素很多,如修剪、機(jī)械、滾壓、氣候、草種、施肥、疏草、打孔和覆沙等[2-11]。也有研究表明[1],果嶺草坪密度與光滑度的關(guān)系則更為密切,密度影響光滑度且與蓋度有很大的關(guān)系。
目前,在密度同蓋度、光滑度相互關(guān)系研究中一直采用株數(shù)作為密度指標(biāo)[1],并在實(shí)踐中加以應(yīng)用。仔細(xì)分析作業(yè)后的清除物比例,其中90%為葉片,株莖很少,況且植株覆蓋地面主要靠葉片,少部分才是植株本身。株數(shù)能否正確揭示果嶺草坪密度的實(shí)質(zhì)并指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)實(shí)踐,用株數(shù)表達(dá)果嶺草坪密度是否精確等問(wèn)題一直未能引起重視。能否采用葉片數(shù)或者葉面積指標(biāo)作為表達(dá)果嶺草坪密度的指標(biāo)因葉片生長(zhǎng)存在著一定夾角和交疊情況,所測(cè)葉面積僅是平展?fàn)顟B(tài)下覆蓋的面積,未能體現(xiàn)實(shí)際中葉子的生長(zhǎng)角度和交疊情況。葉面積指數(shù)則可體現(xiàn)葉片交疊情況。當(dāng)指數(shù)等于1時(shí)葉面積剛好覆蓋了土地面積,當(dāng)指數(shù)突破1時(shí)葉面積開始出現(xiàn)重疊,它反映了植物群體在生長(zhǎng)中葉片的重疊情況,不論葉片生長(zhǎng)方向如何,葉面積指數(shù)越大,葉片重疊率越高。所以用葉面積指標(biāo)能準(zhǔn)確揭示葉片與草坪蓋度之間的關(guān)系,進(jìn)而確定其與光滑度的關(guān)系。當(dāng)葉面積指數(shù)為1時(shí),則正好完全覆蓋全部地面,但是否表明蓋度為100%時(shí),球速可以達(dá)到賽級(jí)要求的3.2 m還未定論。2008年筆者曾提出果嶺草坪“適密”的競(jìng)技學(xué)概念[1],所謂適密,即強(qiáng)調(diào)草坪整體生長(zhǎng)的均勻性和100%的蓋度,且留茬高度接近0.3 cm。除株數(shù)作為密度指標(biāo)外,有關(guān)果嶺草坪密度其他指標(biāo)與蓋度、光滑度的關(guān)系研究報(bào)道很少。
從4年實(shí)地測(cè)定積累的數(shù)據(jù),以100%蓋度、3.2 m光滑度作前提條件,研究了單位面積株數(shù)、葉片數(shù)、葉面積和葉面積指數(shù)對(duì)蓋度和光滑度的影響,從而揭示影響果嶺草坪光滑度的實(shí)質(zhì),對(duì)高爾夫球運(yùn)動(dòng)的理論和實(shí)踐都具有重要意義。
1.1 試驗(yàn)時(shí)間,地點(diǎn)與材料
1.1.1 試驗(yàn)時(shí)間與地點(diǎn) 2011~2014年的4月10~15日在深圳大學(xué)高爾夫?qū)W院實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定。測(cè)定工作在草坪剪后5 h內(nèi)進(jìn)行。
1.1.2 試驗(yàn)材料 實(shí)測(cè)草種為狗牙根Tifton 328(Cynodondactyloncv.Tifton328)[12-13]。果嶺區(qū)草坪留茬高度均為0.45~0.50 cm。
1.2 果嶺評(píng)價(jià)指標(biāo)與數(shù)據(jù)測(cè)定
1.2.1 蓋度 蓋度是指草坪草覆蓋地面的面積與總面積之比,蓋度越大,草坪質(zhì)量越高,存在裸地的草坪則質(zhì)量越低。測(cè)量方法參照文獻(xiàn)[1]進(jìn)行。
1.2.2 光滑度 光滑度是果嶺草坪表面的特征,是果嶺區(qū)質(zhì)量的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。光滑度的好壞取決于質(zhì)地、密度、留茬高度以及修剪等因素的影響。光滑度采用測(cè)速棒檢測(cè)方法測(cè)定[1]。
1.2.3 密度 采用面積0.785 cm的空心鋼制圓筒打孔鉆,隨機(jī)選擇果嶺不同區(qū)域進(jìn)行打孔,然后測(cè)定孔徑內(nèi)株數(shù)和每株葉片數(shù),并換算成以每平方米為單位的總?cè)~片數(shù)和總株數(shù)。
1.2.4 葉面積和葉面積指數(shù) 采用鮮葉重方法測(cè)定[2]。用鋼制圓筒打孔鉆隨機(jī)采集果嶺區(qū)6處草樣放在鋁盒中(保持新鮮和防止水分流失)及時(shí)帶回實(shí)驗(yàn)室,草樣去除土壤后分成若干株,然后將每株上的葉子從莖部取下,用鑷子放在鋁盒中,按鮮重法所述方法和公式測(cè)定及計(jì)算葉面積和葉面積指數(shù)[14-15]。
1.2.5 株數(shù)、葉片數(shù)量測(cè)定 采用面積0.785 cm2的空心鋼制圓筒打孔鉆,隨機(jī)采集果嶺區(qū)草樣,重復(fù)6次,然后分別計(jì)算該面積內(nèi)株數(shù)、葉片數(shù)量變化(表1)。狗牙根總株數(shù)為58株,總?cè)~片數(shù)為166片。大部分為攜帶3片葉的植株,占植株總數(shù)45%,攜帶1~2片葉的占19%,4~5片葉的植株占36%。根據(jù)表1計(jì)算得到0.785 cm2土地上平均擁有9.67株植株(6次采樣株數(shù)平均值)、平展?fàn)顟B(tài)下的總?cè)~面積為0.677 cm2(9.67 cm×0.07 cm)和每株上平均擁有2.86葉片(每株平均葉片數(shù)=總?cè)~片數(shù)/總株數(shù))。
表1 株數(shù)和葉片數(shù)量Table 1 Plant and leaf numbers
1.2.6 葉片夾角測(cè)定 葉片夾角測(cè)定值作為計(jì)算葉面積指數(shù)的參考數(shù)據(jù)。具體方法為:將圓孔鉆打下的草,隨機(jī)每孔取5株,輕輕弄掉沙子,按照自然狀態(tài)擺放于白紙,照相后借助電腦置入網(wǎng)格紙測(cè)定葉片與莖基部夾角,測(cè)定3孔總株數(shù),重復(fù)3次,取平均數(shù)。得到葉片夾角為13.30(圖1、表2)。(每孔隨機(jī)取5株,
表2 葉片夾角的統(tǒng)計(jì)及平均值Table 2 The statistics and average value of leaf angle
圖1 葉片夾角Fig.1 Leaf angle
照相后借助電腦置入方格紙測(cè)定度數(shù))。
1.2.7 葉面積和葉面積指數(shù)基本參數(shù)計(jì)算 按鮮重法所述方法測(cè)定和計(jì)算葉面積和葉面積指數(shù),基本參數(shù)見(jiàn)表3。根據(jù)表1提供的平均葉片數(shù)和每株葉片數(shù)及鉆孔面積,計(jì)算出平均1片葉子的葉面積為0.07 cm2,每m2單位葉面積指數(shù)為2.466 1。
表3 葉片基本參數(shù)Table 3 The basic parameters of leaf
2.1 株數(shù)和葉片數(shù)量對(duì)蓋度和光滑度的影響
2011~2014年的試驗(yàn)數(shù)據(jù)主要指標(biāo)為3項(xiàng),即每m2株數(shù)、蓋度和光滑度。根據(jù)算術(shù)平均值原理,去除異常數(shù)據(jù)(數(shù)值過(guò)于偏大或者數(shù)值過(guò)于偏小),然后合并相同數(shù)據(jù),再根據(jù)美國(guó)高爾夫球協(xié)會(huì)慢和快的光滑度規(guī)定,從144組數(shù)據(jù)中留取56組單位平均株數(shù)、蓋度和光滑度測(cè)值(表4)。通過(guò)4年實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)葉片數(shù)(表4)。
表4 不同株數(shù)和葉片數(shù)下的蓋度和光滑度Table 4 Effect of plant and leaf numbers on coverage and smoothness
注:平均值為56組平均數(shù),下同
隨著株數(shù)和葉片數(shù)增加,蓋度和光滑度出現(xiàn)正相關(guān)增長(zhǎng),但當(dāng)葉片數(shù)和株數(shù)分別增加到145 422片和508 47 株時(shí),蓋度為90%,光滑度僅為2 m。蓋度超過(guò)91%時(shí),葉片數(shù)和植株數(shù)保持不變直至93%蓋度,光滑度僅為2.18 m,增加緩慢,此次研究?jī)H測(cè)到93%蓋度。
美國(guó)高爾夫球協(xié)會(huì)所規(guī)定的最高速度或3.2 m光滑度是在蓋度約100%下實(shí)現(xiàn)的。試驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)均未測(cè)到100%的蓋度,也無(wú)100%蓋度下的株數(shù)和葉片數(shù)。根據(jù)實(shí)測(cè)蓋度為91%~93%時(shí),葉片數(shù)和株數(shù)均保持不變的試驗(yàn)情況表明,光滑度達(dá)2 m后葉片或株數(shù)的增加對(duì)光滑度的增加貢獻(xiàn)率不大。此時(shí)的葉片數(shù)和株數(shù)是否已達(dá)到了飽和值,而影響光滑度增加至3.2 m是否留茬高度等其他原因所致有待進(jìn)一步研究。
2.2 葉面積對(duì)蓋度和光滑度的影響
隨著葉面積的增加,蓋度和光滑度出現(xiàn)正相關(guān)增長(zhǎng),但當(dāng)葉面積增加接近1時(shí),此時(shí)蓋度為90%,光滑度為2 m。如果從平展?fàn)顟B(tài)看,此時(shí)蓋度應(yīng)該是100%,說(shuō)明葉片交疊和角度對(duì)其造成了影響。狗牙根葉片夾角為13.3%所影響的葉面積占10%。當(dāng)蓋度超過(guò)91%后直至93%,葉面積則保持不變(表5)。葉面積不變的原因正是交疊和夾角引起的。光滑度此時(shí)僅為2.18 m,增加緩慢,此次研究同樣僅測(cè)到最大蓋度為93%的數(shù)據(jù)。
采用葉面積做密度指標(biāo)由于交疊和夾角問(wèn)題而存在不足,如用蓋度作比較進(jìn)行減除也不準(zhǔn)確。由于葉片數(shù)和株數(shù)作密度指標(biāo)所測(cè)蓋度僅達(dá)93%,光滑度僅達(dá)2.18 m,蓋度達(dá)91%后葉片數(shù)和株數(shù)均無(wú)變化,實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)說(shuō)明此時(shí)的葉片數(shù)和株數(shù)已達(dá)到飽和。但由于此次試驗(yàn)未能測(cè)得100%蓋度的數(shù)據(jù),難以確認(rèn)此時(shí)的株數(shù)和葉片數(shù)即為100%蓋度下的株數(shù)和葉片數(shù)。
表5 不同葉面積下的蓋度和光滑度Table 5 Effect of leaf area on coverage and smoothness
2.3 葉面積指數(shù)對(duì)蓋度和光滑度的影響
株數(shù)、葉片數(shù)因沒(méi)有100%蓋度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),雖然可推測(cè),但并不能代表蓋度達(dá)100%時(shí)實(shí)際的具體數(shù)據(jù)。葉面積也因存在葉片生長(zhǎng)夾角和交疊問(wèn)題與實(shí)際不符,同樣不便使用。
單位土地面積上的葉面積可能是土地面積好幾倍。此時(shí)當(dāng)蓋度達(dá)到100%時(shí),隨著葉片交疊出現(xiàn),則無(wú)法測(cè)出大于100%的蓋度。如采用株數(shù)和葉片數(shù)或者葉面積來(lái)測(cè)定密度,由于大于100%的蓋度無(wú)法測(cè)出,即蓋度的真實(shí)性受到了掩蔽,無(wú)論用葉片數(shù)、株數(shù)或者葉面積表達(dá)密度均存在失真的問(wèn)題,如用葉面積指數(shù)則能克服這一缺陷。
隨著葉面積指數(shù)的增加,蓋度和光滑度出現(xiàn)正相關(guān)增長(zhǎng),但當(dāng)葉面積指數(shù)增加接近1時(shí),此時(shí)蓋度為90%,光滑度為2 m。當(dāng)蓋度超過(guò)91%后,葉面積指數(shù)也保持不變直至1.266 8,光滑度此時(shí)為2.18 m,增加緩慢,本次研究同樣只測(cè)到蓋度最大達(dá)到93%的數(shù)據(jù)(表6)。
表6 不同葉面積指數(shù)下的蓋度和光滑度Table 6 Effect of leaf area index on coverage and smoothness
錦標(biāo)賽級(jí)的球速或光滑度最大是3.2 m,這個(gè)球速是草坪蓋度達(dá)100%,高度為0.3 cm的情況下才能達(dá)到[1]。因此,草坪光滑度取決于質(zhì)地、密度、留茬高度以及修剪等因素。
果嶺草坪裸露必然影響高爾夫球球速和行進(jìn)路線,草坪蓋度達(dá)100%能保證高爾夫球行進(jìn)方向不偏不倚。蓋度越大草坪質(zhì)量越高,存在裸地的草坪則質(zhì)量越低。
試驗(yàn)并未能測(cè)到100%的蓋度。但就葉面積來(lái)說(shuō),當(dāng)葉片完全覆蓋地面時(shí)蓋度應(yīng)該是100%,但此時(shí)所測(cè)得的實(shí)際蓋度僅為90%,所測(cè)葉面積高于所測(cè)蓋度的10%。但在自然狀態(tài)下,存在著葉片交疊和角度問(wèn)題。在實(shí)際生長(zhǎng)中,如狗牙根葉片其自然伸展的狀態(tài)基本是以13.3%的夾角隨機(jī)生長(zhǎng),并不等同于平展?fàn)顟B(tài)。說(shuō)明蓋度是在葉片自然狀態(tài)下獲得的數(shù)值,它掩蓋了葉片交疊和葉片夾角的因素。而葉面積僅表明是平展?fàn)顟B(tài)下的覆蓋情況,并不包含交疊和13.3%的葉片夾角因素。所以,實(shí)際蓋度應(yīng)減去13.3%夾角下的數(shù)值和交疊面積。但夾角所影響的面積尚未計(jì)算入內(nèi)。
蓋度的高低主要取決于葉片數(shù)量,就覆蓋地面能力來(lái)說(shuō),葉片貢獻(xiàn)率遠(yuǎn)高于莖,其數(shù)量約為草莖的3倍,蓋度的高低主要取決于葉片數(shù)量。大賽前提高高爾夫球速所采用疏草作業(yè)刪除的主要為葉片,草莖很少。所以采用葉片數(shù)比草莖指標(biāo)更能符合實(shí)際情況。葉面積雖然直觀,但存在著葉片夾角和交疊的百分比問(wèn)題,因計(jì)算不便也難以推廣應(yīng)用。
葉面積因存在葉片夾角和交疊問(wèn)題,在草坪蓋度達(dá)100%后無(wú)法測(cè)出,葉面積的真實(shí)性受到了掩蔽,因此無(wú)論用葉片數(shù)、株數(shù)或者葉面積表達(dá)密度均失真。
葉面積指數(shù)則反映了植物群體生長(zhǎng)中的重疊狀況,不論其生長(zhǎng)方向如何,葉面積指數(shù)越大,重疊率越高。指數(shù)小于1時(shí)葉面積不完全覆蓋土地面積,指數(shù)等于1時(shí)葉面積完全覆蓋土地面積,當(dāng)指數(shù)突破1時(shí)葉面積開始出現(xiàn)重疊。采用葉面積指數(shù)可以揭示當(dāng)蓋度在100%或者超出100%以上的蓋度時(shí)草坪生長(zhǎng)的真實(shí)狀態(tài)。91%蓋度后,株數(shù)和葉片數(shù)量的多寡對(duì)光滑度的影響主要是增大了摩擦系數(shù)。摩擦系數(shù)主要由葉片交疊所引起。從葉面積指數(shù)看,此時(shí)的交疊率為27%,正是造成光滑度滯漲的原因之一。此次蓋度未能達(dá)到100%,其原因是部分裸地或者生長(zhǎng)不均勻所引起。球速未能達(dá)到3.2 m應(yīng)是留茬高度太高所致。相關(guān)研究也表明,修剪頻率及留茬高度直接影響草坪質(zhì)量[16-19],草坪質(zhì)量評(píng)價(jià)是一個(gè)多準(zhǔn)則的評(píng)價(jià)問(wèn)題,必須根據(jù)評(píng)價(jià)目的與要求采取適宜的評(píng)判方法[20]。在草坪價(jià)值綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)中,共涉及到10個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),其中蓋度、密度與質(zhì)地也是重要指標(biāo)[21-22]。
在株數(shù)或葉片極度致密和蓋度為100%的情況下,可采用葉面積指數(shù)分析葉片交疊情況,這樣可排除采用單一指標(biāo)如蓋度、單純株數(shù)或葉片數(shù)說(shuō)明果嶺草坪質(zhì)量的問(wèn)題,也可發(fā)現(xiàn)蓋度因葉片密集不能測(cè)出的假象。所以測(cè)定和計(jì)算葉面積指數(shù)最能揭示草坪生長(zhǎng)的狀況,越能反映草坪表面的光滑度情況。即葉面積指數(shù)越大,光滑度越低,球滾動(dòng)速度越慢。
在草坪生長(zhǎng)速度與葉面積指數(shù)和密度出現(xiàn)不協(xié)調(diào)發(fā)展時(shí),隨著葉面積指數(shù)或密度增大,光滑度開始緩慢增長(zhǎng)。說(shuō)明葉面積指數(shù)越大,草坪表面摩擦系數(shù)也越大,反而影響光滑度的提高。這就揭示了速度上不去的原因其實(shí)是葉片重疊率在嚴(yán)重制約速度的提高。因此,在蓋度保持不變的情況下,減少葉片重疊率是非常重要的作業(yè)之一。
(1)果嶺草坪光滑度對(duì)球速的影響主要是摩擦系數(shù),光滑度取決于果嶺草坪蓋度、密度、留茬高度以及修剪等因素。
(2)株數(shù)、葉片數(shù)、葉面積和葉面積指數(shù)均能作為果嶺草坪密度指標(biāo)。但蓋度超過(guò)100%后草坪葉片出現(xiàn)交疊,光滑度受到嚴(yán)重制約。此時(shí)不適宜用蓋度、單純株數(shù)或葉片數(shù)作果嶺草坪密度指標(biāo),應(yīng)采用葉面積指數(shù)作密度指標(biāo)。
(3)在疏草作業(yè)前,如以株數(shù)、葉片數(shù)作為密度指標(biāo),確定具體指標(biāo)值的前提條件是:在保證滿足蓋度達(dá)100%和光滑度達(dá)3.2 m的條件,所留葉片數(shù)和株數(shù)即為合理的密度指標(biāo),此時(shí)多余葉片可剪除。
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Study on the influence of green turf density on coverage and smoothness
MA Zong-ren,HE Gou-qiang,WANG Qing,ZHANG Kai,LIN Ju,FU Jing-we
(GolfCollageofShenzhenUniversity,Shenzhen518060 ,China)
The effects of green turf density on green coverage and smoothness were studied with different quantitative indicators.The results showed that the turf coverage and smoothness increased with the plant number,leaf number,leaf area and leaf area index.However,they kept stable while the turf coverage reached 91%.While the turf coverage and smoothness reached 100% and 3.2 m,the theoretical plant number,leaf number,leaf area and leaf area index were 63 277,180 972,1.266 8 m2and 1.266 8 respectively.When turf coverage went up to 91%,the influence of plant and leaf numbers on smoothness was strengthened mainly through the friction caused by leaf overlap.The reason that the coverage and smoothness could not reach 100% and 3.2 m was the uneven growth and high cutting height.If the smoothness was reduced by serious blade overlap,the coverage,plant number and leaf number were not suitable as density index,and it should be replaced by the leaf area index.Therefore,if the thinning operations on green was conducted and the plant number and leaf number were used as the density index before the match,the precondition was 100% coverage and 3.2 m.
green;turf density;turf coverage;turf smoothness;plant number;leaf number;leaf area index
2016-07-13;
2016-09-18
廣東省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)“十二五”規(guī)劃學(xué)科共建項(xiàng)目(G13XGL34)資助
馬宗仁(1962-),寧夏隆德人,教授,主要從事草坪建植、管理及育種研究。
E-mail:1103260397@qq.com
S 688.4
A
1009-5500(2016)05-0069-07
何國(guó)強(qiáng)為通訊作者。