無土草毯研究進(jìn)展

常智慧，趙人杰, 4，周艷萍，段小春

無土草毯研究進(jìn)展

常智慧1，趙人杰1, 4，周艷萍2，段小春3

(1. 北京林業(yè)大學(xué)草業(yè)與草原學(xué)院，北京 100083；2. 北京林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院，北京 100083；3. 上海綠芳草坪有限公司，上海 201717；4. 天津綠茵景觀生態(tài)建設(shè)股份有限公司，天津 300000)

無土草毯是指不用土壤作為基質(zhì)，而是將營養(yǎng)元素和礦物質(zhì)根據(jù)草坪草生長所需科學(xué)的配置置入培養(yǎng)基質(zhì)中，在培養(yǎng)基質(zhì)中正常生長發(fā)育而成的可用于鋪植的草毯。對無土草毯生產(chǎn)的基質(zhì)種類、理化性質(zhì)、栽培管理技術(shù)等進(jìn)行了歸納總結(jié)。目前無土草毯采用的基質(zhì)主要為泥炭、秸稈、城市污泥等有機(jī)基質(zhì)，砂、蛭石及珍珠巖等無機(jī)基質(zhì)以及有機(jī)材料與無機(jī)材料混合成的混合基質(zhì)。無土草毯生產(chǎn)主要受到基質(zhì)的容重、總孔隙度、大小孔隙比（氣水比）和粒徑等物理性質(zhì)的影響，同時基質(zhì)的酸堿性（pH值）、陽離子交換量（CEC）和電導(dǎo)率（EC值）等化學(xué)性質(zhì)也是影響無土草毯栽培的關(guān)鍵因素。近年來有關(guān)無土草毯生產(chǎn)的栽培技術(shù)熱點主要集中在隔離材料、基質(zhì)厚度、草種播量及成坪時間等方面，其中隔離材料主要是無紡布、塑料地膜及遮陽網(wǎng)等；基質(zhì)原料不同，其厚度也存在差異，但無論哪種基質(zhì)，基質(zhì)厚度均在1.5～3.0 cm之間為宜；此外無土草毯生產(chǎn)的草種播量以及成坪時間也因草種、播量以及地域的不同而存在差異。

無土草毯；基質(zhì)；基質(zhì)材料；理化性質(zhì)；栽培管理技術(shù)

草坪在綠化、美化和改善城市環(huán)境、保護(hù)生態(tài)等方面具有重要作用[1]。隨著社會及城市的快速發(fā)展，草坪的應(yīng)用越來越廣泛。由于直鋪草毯建植草坪見綠快，操作簡單，城市草坪大面積的建植對草毯的需求也越來越大，對草毯質(zhì)量的要求也日益提高[2]。目前草毯生產(chǎn)多采用有土栽培方式，其不僅占用了大量耕地，而且由于有土草毯生產(chǎn)均為在同一土地重復(fù)生產(chǎn)，移植時每次帶走2～3 cm的土壤，嚴(yán)重破壞土壤結(jié)構(gòu)。此外，由于帶土草毯重量大，其不僅運輸不便，成本也較高[3-4]。

無土草毯作為一種既能有效保護(hù)土壤、防止土壤被破壞，又能利用工農(nóng)業(yè)廢棄物作為基質(zhì)、變廢為寶的草毯生產(chǎn)方式，早在20世紀(jì)40年代就有相關(guān)研究報道[5]。隨著丹麥Grodan公司開發(fā)的巖棉栽培技術(shù)和英國溫室作物研究所的營養(yǎng)液膜技術(shù)（NFT）成功，無土栽培技術(shù)得以廣泛應(yīng)用[6]。國際無土栽培學(xué)會將無土栽培定義為利用除天然土壤之外的基質(zhì)，給植物提供水分、氧氣等條件的栽培方式[7]。而無土草毯是指不以天然土壤為基質(zhì)，而是利用能給草坪草生長提供所必需的營養(yǎng)元素和礦物質(zhì)的基質(zhì)生產(chǎn)草毯[2]。無土草毯生產(chǎn)不僅克服了傳統(tǒng)草坪生產(chǎn)的缺點，具有生產(chǎn)周期短、不帶土、質(zhì)量小、易成活、成坪快且不破壞土壤資源及無病蟲害等優(yōu)點，同時又能將工農(nóng)業(yè)廢物再利用，具有廣泛的推廣前景[8]。

隨著無土栽培技術(shù)的推廣，到20世紀(jì)90年代初，我國的各大城市相繼開始生產(chǎn)無土草毯[9]。近年來，隨著我國科研以及生產(chǎn)實踐的不斷創(chuàng)新，無土草毯開始進(jìn)入快速發(fā)展期[10]。目前國內(nèi)外對無土草毯生產(chǎn)研究主要集中在基質(zhì)種類、理化性質(zhì)以及配方等方面，其中不同基質(zhì)材料的選擇及配比一直是研究的重點，研究報道也相對較多[2]。部分學(xué)者針對隔離層使用、基質(zhì)厚度、草種播量以及成坪時間等無土草毯生產(chǎn)技術(shù)等也做了大量的研究。本文對國內(nèi)外無土草毯基質(zhì)材料、無土草毯基質(zhì)理化特性以及栽培及管理技術(shù)等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行歸納總結(jié)，以期為無土草毯的生產(chǎn)實踐和深入研究提供參考。

1 無土草毯生產(chǎn)基質(zhì)材料研究進(jìn)展

目前，無土栽培技術(shù)在世界上大多數(shù)國家和地區(qū)中得以廣泛應(yīng)用，其中基質(zhì)栽培形式占絕大多數(shù)[2,11]?；|(zhì)栽培的核心是基質(zhì)材料，基質(zhì)要為植株提供水、氣、肥等，確保其能吸收養(yǎng)分和水分[11]。根據(jù)基質(zhì)的形態(tài)、成分和形狀，無土草毯生產(chǎn)使用的基質(zhì)可分為無機(jī)基質(zhì)、有機(jī)基質(zhì)和混合基質(zhì)[10-13]。

1.1 有機(jī)基質(zhì)

有機(jī)基質(zhì)是指由天然或合成的有機(jī)材料組成的栽培基質(zhì)。目前有關(guān)無土草毯基質(zhì)的研究上主要是有機(jī)基質(zhì)等研究，包括泥炭、秸稈、污水處理產(chǎn)生的污泥等[6]。除此之外，堆肥、草質(zhì)纖維、粉煤灰、稻殼、椰糠、鋸木屑等材料也有研究報道[2]。

1.1.1 泥炭 泥炭是沼澤中死亡植物殘體積累轉(zhuǎn)化形成的有機(jī)礦產(chǎn)資源[14]。泥炭中含有植物纖維，使其具有較強(qiáng)的吸附性[15]。泥炭不可再生，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，營養(yǎng)豐富，疏松透氣，持水性強(qiáng)等優(yōu)點，在無土草毯的生產(chǎn)研究上有著廣泛應(yīng)用[16-18]。

有關(guān)如何利用泥炭作為無土草毯的栽培基質(zhì)，進(jìn)行無土草毯生產(chǎn)的相關(guān)研究較多，主要集中在基質(zhì)配比方面[18-19]。陳玉琴[20]利用泥炭為主要基質(zhì)成分，同時添加蛭石、有機(jī)肥、復(fù)合肥等4種不同添加物，研究了不同泥炭配方對多年生黑麥草（L）生長的影響，結(jié)果表明以泥炭∶蛭石∶有機(jī)肥=6:3:1再加復(fù)合肥的配方，黑麥草的生長情況好，草毯質(zhì)量好，生產(chǎn)周期短。謝嘉霖等以高羊茅（L）、狗牙根（L.Pers.）及彎葉畫眉草（(Schrad.) Nees.）為試驗草種，將泥炭同鋸屑、爐渣、蛭石及珍珠巖按比例混合作為栽培基質(zhì)進(jìn)行試驗，結(jié)果表明彎葉畫眉草是3種草種中最適宜無土草毯生產(chǎn)的草種，以泥炭∶珍珠∶蛭石=2:1:1的配方可作為狗牙根無土草毯生產(chǎn)的優(yōu)良基質(zhì)[21]。王小山等[22]利用腐熟的草質(zhì)纖維或木制纖維混合泥炭及其他材料，進(jìn)行了無土草毯的基質(zhì)配方試驗，結(jié)果表明腐熟草質(zhì)纖維∶泥炭∶爐渣=2:1:1為最佳混合處理。李磊等[23]分析了不同泥炭配比對pH值、有機(jī)質(zhì)、土壤微生物量及草坪草生長量等的影響，結(jié)果表明泥炭能改善土壤理化性質(zhì)，使草坪草生長量增加。

泥炭屬于不可再生資源，而泥炭地是CO2的碳匯，它能降低溫室氣體排放，減緩全球氣候變化[24]。盡管泥炭具有其他基質(zhì)不具備的優(yōu)勢，但泥炭資源開采帶來了資源浪費、生態(tài)破壞、水土流失等環(huán)境問題。因此，研究人員開始研究泥炭的替代物，無土草毯的栽培基質(zhì)也開始使用可回收環(huán)保材料[25]。

1.1.2 秸稈 農(nóng)作物秸稈是作物結(jié)實后留下的殘留物，作為農(nóng)作物副產(chǎn)品，產(chǎn)量巨大且品種繁多[26-27]。但目前秸稈回收利用率低，基本為焚燒或丟棄，對環(huán)境造成嚴(yán)重破壞[28]。秸稈中還含有大量的木質(zhì)素、纖維素等養(yǎng)分[29]，將秸稈作為無土栽培材料已成為研究熱點。

蒙宇[30]以水稻秸稈作為無土草毯的栽培基質(zhì)，研究了基質(zhì)的理化性質(zhì)、草毯生產(chǎn)指標(biāo)以及抗旱性的影響，結(jié)果表明稻秸、豬糞便及秸稈腐熟劑的混合處理抗旱性優(yōu)于稻秸、尿素及秸稈腐熟劑的混合處理。王佳將腐熟玉米秸稈與園土按不同比例配制成3種不同的基質(zhì)，以適宜‘優(yōu)異’草地早熟禾（L.）生長的泥炭與園土配比作為對照，研究腐熟玉米秸稈對‘優(yōu)異’植株的生長指標(biāo)及其生理生化指標(biāo)的影響，結(jié)果表明腐熟玉米秸稈可以代替草炭用于‘優(yōu)異’的栽培，且腐熟玉米秸稈與園土以1:4進(jìn)行配比最為合理，其植株的各項生長指標(biāo)和生理指標(biāo)均與對照接近，草坪質(zhì)量好，還能降低建坪成本，不增加后期草坪管理工作的負(fù)擔(dān)[31]。陳秋全等[32]將秸稈與造布一起作為草毯的生產(chǎn)基質(zhì)，研究表明秸稈和非織造布結(jié)合作為無土草毯基質(zhì)，可增加草毯成坪后的強(qiáng)度。周蓉等[33]研究不同結(jié)構(gòu)形式的秸稈基質(zhì)與草坪草的理化性質(zhì)及特點，結(jié)果表明長度較短的秸稈孔隙度大，吸水性好，且對草坪生長影響不大。晉建勇等[19]利用秸稈加工成為非織布制品，作為無土草毯的基質(zhì)進(jìn)行無土草毯試驗，證明其是可行的。

秸稈作為無土草毯基質(zhì)，腐熟技術(shù)的成熟與否對草毯的生產(chǎn)至關(guān)重要，而腐熟程度的不同也會影響基質(zhì)中氮磷鉀等營養(yǎng)成分。秸稈腐熟的關(guān)鍵是C/N要達(dá)到30:1，草坪草可以正常生長。而在同一秸稈處理中，有機(jī)肥越多，C/N越高，所以秸稈處理的好壞，直接影響草毯的生長[34]。秸稈作為一種很好的可再生資源，資源相對豐富，價格低廉，而且其較好的理化性質(zhì)還能提高草毯的質(zhì)量，合理利用秸稈作為栽培基質(zhì)，對無土草毯的生產(chǎn)及改善環(huán)境有重要意義[30]。

1.1.3 污泥 污泥是城市污水處理過程所產(chǎn)生的固體沉淀物質(zhì)，城市污水處理日益嚴(yán)重，污泥產(chǎn)量急劇增加，目前污泥處理的主要方向是資源化利用[35]。與泥炭相比，污泥堆肥質(zhì)輕、無害且富含營養(yǎng)，較為適合作為草毯栽培基質(zhì)[36]。因此，使用污泥堆肥代替土壤，可以提高草坪品質(zhì)，還能增加園林基質(zhì)種類[37]。國外主要利用污泥堆肥與土壤或砂石等按比例混合，作為肥料、調(diào)節(jié)劑或土壤改良劑使用[38]。我國目前利用污泥堆肥與工農(nóng)業(yè)廢棄物混合成草毯栽培基質(zhì)，用于草毯生產(chǎn)[38-39]。

肖昆侖以垃圾堆肥和污泥堆肥為無土草毯基質(zhì)，結(jié)果表明污泥堆肥可以提高高羊茅葉片葉綠素含量，延緩高羊茅冬季枯黃，但是地下生物量、韌性、密度、蓋度均較小，且還生產(chǎn)周期增加[38]；徐偉樸利用污泥、豬糞廢棄物堆肥作為草坪生產(chǎn)基質(zhì)，結(jié)果表明污泥堆肥用作無土草毯基質(zhì)使草坪草獲得了良好的生物效應(yīng)[39]。李艷霞等[40]以城市污泥作為草毯基質(zhì)，研究表明城市污泥堆肥基質(zhì)能顯著提高黑麥草的生物量及葉綠素含量。朱淑霞等以污泥為主要無土草毯基質(zhì)材料，進(jìn)行了基質(zhì)配方的試驗，結(jié)果表明，除葉綠素含量外，顏色、蓋度、草皮質(zhì)量、生物量、草皮新鮮度及綜合品質(zhì)評價等坪用性狀差異顯著[41]。于芳芳研究了外施污泥和外源IBA對草地早熟禾的抗旱性影響，結(jié)果表明干旱復(fù)水循環(huán)機(jī)制下，污泥能提高草坪質(zhì)量[42]。金樹權(quán)等[43]利用污泥堆肥和土壤混合作為草坪基質(zhì)，進(jìn)行馬尼拉（(L.) Merr.）草坪盆栽試驗，結(jié)果表明污泥堆肥添加比例的提高能增強(qiáng)馬尼拉草的生長勢。張學(xué)勇則研究了不同污泥配比生產(chǎn)結(jié)縷草（L.）草毯的效果，結(jié)果表明污泥能促進(jìn)結(jié)縷草生長，其最佳配比為：污泥: 土: 沙=5:4:1[44]。

近年來，污泥的資源化利用已成為研究重點，污泥富含豐富的有機(jī)質(zhì)及全氮全磷等植物生長所必須的營養(yǎng)物質(zhì)，作為栽培基質(zhì)供植物生長成為了重要的資源化途徑[44]。將污泥作為無土草毯栽培的基質(zhì)原料，不僅能改善有機(jī)質(zhì)含量及基質(zhì)結(jié)構(gòu)等物理性質(zhì)，還可以提高微生物活性[45]。同時，污泥中的生物活性物質(zhì)可以直接或間接產(chǎn)生植物生長調(diào)節(jié)劑供草坪草生長，并能提高坪觀質(zhì)量以及草坪草抗逆性[46]。

1.1.4 其他材料 除了上述幾種常用材料外，還有其他棉、粉煤灰、碳化稻殼、椰糠等有機(jī)材料也常用于無土草毯的建植[47-51]。沈蘭萍[47]以及趙定國[48]等利用棉花等材料進(jìn)行無土草毯的栽培試驗，研究表明廢棄棉纖維能夠作為無土栽培基質(zhì)的原料，生產(chǎn)出的基質(zhì)可以保證水分吸收，保持氣體通暢，還能使根系伸長、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。鄭海金[49]和袁菊[50]等利用粉煤灰作為無土草毯的基質(zhì)，進(jìn)行無土草毯的栽培試驗，結(jié)果表明剪股穎（）在粉煤灰基質(zhì)上出苗率低，結(jié)縷草和紫羊茅不出苗。謝云軍等[51]以碳化稻殼、椰糠、鋸木屑、草炭為基質(zhì)原料，進(jìn)行多年生黑麥草無土草毯試驗，結(jié)果表明以椰糠:碳化稻殼=1:1的基質(zhì)對黑麥草的生長效果最好。

目前大多數(shù)研究認(rèn)為有機(jī)基質(zhì)顆粒間具有較大的空隙，能疏松透氣，吸水性及保水性較好；但缺點是質(zhì)量不穩(wěn)定、不均勻，如泥炭是較為理想的基質(zhì)，其容重比較低，含水量通常在60%～80%這個范圍，其總孔隙度及通氣孔隙度等也處于理想范圍內(nèi)，但植被來源與分解程度不同，有機(jī)質(zhì)含量、pH、粒徑等也不同[52]。而污泥雖然能作為無土草毯的栽培基質(zhì)，但是污泥中的有害物質(zhì)也會影響草坪的生長，如何高效地處理也是目前需要解決的問題[53]。

1.2 無機(jī)基質(zhì)

無土草毯生產(chǎn)中無機(jī)基質(zhì)材料主要有砂、蛭石、珍珠巖、爐渣、巖棉等[54-55]。這些物質(zhì)的優(yōu)點是不易分解、孔隙度大、質(zhì)量穩(wěn)定，缺點是緩沖性較弱[56]。砂、蛭石和珍珠巖是目前國內(nèi)外無土草毯栽培研究較多的基質(zhì)材料。

1.2.1 砂 砂礫最早由植物生理學(xué)家所運用，利用營養(yǎng)液研究作物的生理代謝，因此砂礫被認(rèn)為是最早的無機(jī)栽培基質(zhì)[57]。

砂基坪床的水分滲透快，因而砂作為優(yōu)良的運動場草坪坪床材料，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外很多運動場的建設(shè)中[54]。

張巨明等[56]利用沙與泥炭混配作為高爾夫果嶺坪床材料，根據(jù)USGA果嶺建造標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價，得出果嶺坪床材料沙的選擇指標(biāo)及其范圍。馬力[57]針對國內(nèi)運動場坪床的基質(zhì)問題，研究了不同粒徑組成的砂基坪床的理化性質(zhì)及草坪草質(zhì)量，結(jié)果表明中砂和細(xì)砂含量高更有利于提高草坪質(zhì)量。宋華偉等[58]研究基質(zhì)材料的性質(zhì)變化對結(jié)縷草生長的影響，得出砂與泥炭混合基質(zhì)適用于運動場草坪。

1.2.2 蛭石和珍珠巖 蛭石和珍珠巖在無土草毯基質(zhì)中的使用較多。蛭石和珍珠巖中含有一定量的K、Ca、Mg、Fe，容重小，透氣、吸水性好，但保水性較差[59]。

張宏忠等[36]以蛭石、珍珠巖及污泥為混合基質(zhì)，研究其對堿茅草生長的影響，建立了生產(chǎn)周期的關(guān)系模型模擬優(yōu)化方案。王小山等[22]利用腐熟的草質(zhì)或木制纖維混合泥炭、蛭石及珍珠巖等為基質(zhì)，進(jìn)行無土草毯的基質(zhì)配方試驗，結(jié)果表明添加蛭石及珍珠巖優(yōu)于有土生產(chǎn)方式。鄧蓉等采用灰色系統(tǒng)理論中的關(guān)聯(lián)分析法進(jìn)行評估，分析表明珍珠巖在無土草毯栽培中添加效果最佳[60]。

除上述之外，爐灰渣及巖棉等也有所運用。爐灰渣是鍋爐燃煤的廢棄物，堿性強(qiáng)，具有重金屬元素，但物理性質(zhì)好，經(jīng)濟(jì)適宜，資源豐富，經(jīng)環(huán)保處理后可成為基質(zhì)材料[61]。如孫強(qiáng)[62]、王紅[63]等對巖棉作為草坪生長的基質(zhì)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，巖棉有草坪生長前期的大量微量元素，對于草坪生長是很有益的。

目前尚無單獨采用無機(jī)材料作為無土草毯的基質(zhì)。主要因為無機(jī)基質(zhì)營養(yǎng)含量低，保水、保肥能力差，且可能破壞環(huán)境，因此利用無機(jī)基質(zhì)作為無土草毯栽培基質(zhì)還有一定的難度[64]?，F(xiàn)在無土草毯的基質(zhì)更多的是采用有機(jī)材料及無機(jī)材料混合成的混合基質(zhì)。

1.3 混合基質(zhì)

由于單一的無機(jī)基質(zhì)或有機(jī)基質(zhì)并不能很好地滿足草坪的生長需要，目前無土草毯生產(chǎn)相關(guān)研究集中在混合基質(zhì)的材料選擇及配方配比等方面[2]?；旌匣|(zhì)是將有機(jī)物及無機(jī)物中的一種或幾種按比例混合，綜合有機(jī)物及無機(jī)物的優(yōu)點而形成的一種栽培基質(zhì)。混合基質(zhì)有：無機(jī)與無機(jī)混合、有機(jī)與有機(jī)混合、有機(jī)與無機(jī)混合等3種方式[6]。

目前國內(nèi)外草坪無土栽培基質(zhì)研究主要集中于混合基質(zhì)的配比研究[60]。如將腐熟的草質(zhì)纖維、秸稈、雞糞、污泥、泥炭等有機(jī)基質(zhì)和珍珠巖、蛭石、爐渣及沙等無機(jī)基質(zhì)進(jìn)行混配[21-22,34,42,49,65-68]。謝嘉霖等以高羊茅、狗牙根及彎葉畫眉草為草種，泥炭、鋸屑、爐渣、蛭石、珍珠巖按一定比例混合作為無土栽培基質(zhì)，試驗表明彎葉畫眉草是無土草坪生產(chǎn)的較佳草種，配方（泥炭∶珍珠∶蛭石=2:1:1）可作為狗牙根無土草皮生產(chǎn)的優(yōu)良基質(zhì)[21]；王小山等利用腐熟的草質(zhì)纖維或木制纖維混合泥炭及其他材料為基質(zhì)，進(jìn)行無土草毯的基質(zhì)配方試驗，結(jié)果表明腐熟草質(zhì)纖維∶泥炭∶爐渣=2:1:1為最佳混合處理[22]。張宏忠等[36]以珍珠巖、蛭石與污泥為混合基質(zhì)研究其對堿茅草生長的影響，得到了基質(zhì)配比與堿茅草生產(chǎn)周期的模擬優(yōu)化方案。張學(xué)勇等研究了不同污泥配比生產(chǎn)結(jié)縷草（）草毯卷的效果，得到的最佳配比為：污泥:土:沙=5:4:1[42]。王運琦等采用粉碎的玉米秸稈、爐渣、醋渣、蛭石、鋸末和消毒雞糞等混合成基質(zhì)，結(jié)果表明生產(chǎn)的草坪卷無雜草，生長周期短，重量輕且易于鋪裝[67]。徐智云等以糠醛渣、稻殼、粉煤灰及雞糞等材料為混合基質(zhì)，進(jìn)行無土草毯混合基質(zhì)配方試驗，結(jié)果表明混合基質(zhì)以糠醛渣∶稻殼∶粉煤灰∶雞糞容積為0.25:0.15:0.50:0.10時效果最佳[68]。

由不同的材料混合而成的混合基質(zhì)，能互補性狀、揚長避短，成為較好的栽培基質(zhì)。目前我國無土草毯栽培基質(zhì)基本為有機(jī)與無機(jī)混合基質(zhì)。

2 無土草毯基質(zhì)的理化性質(zhì)研究進(jìn)展

研究表明適宜草坪草生長的無土基質(zhì)應(yīng)具有以下性質(zhì)：（1）供給水分；（2）供給養(yǎng)分；（3）保證根際的氣體交換；（4）為植株提供支撐[69]。單一基質(zhì)不能提供草坪草生長的所有養(yǎng)分，不同特性的基質(zhì)會影響植物的生長以及其水肥管理[70]。

2.1 物理性質(zhì)

對草坪草有很大影響的基質(zhì)物理性質(zhì)主要有容重、總孔隙度、最大持水量、大小孔隙比和粒徑等[2, 6, 70-71]。

容重主要用來表示基質(zhì)質(zhì)量，與基質(zhì)的質(zhì)地、比重、粒徑和松緊程度密切相關(guān)[2]。大多數(shù)研究認(rèn)為，無土草毯基質(zhì)容重應(yīng)在0.1～0.8 g·cm-3范圍內(nèi)[72]。

基質(zhì)的通氣性狀主要用基質(zhì)的總孔隙度、通氣孔隙和大小孔隙比來表示，基質(zhì)的大小孔隙比決定基質(zhì)中空氣與水分合理儲量，大小孔隙比的比例在1:1.5～1:4之間較好[6]。另外，基質(zhì)粒徑也會影響總孔隙度，基質(zhì)不同粒徑不同，基質(zhì)材料會影響基質(zhì)的通氣性狀[2]。

最大持水量是指基質(zhì)全部孔隙充滿水時所保持的水量。一般來說，有機(jī)基質(zhì)的持水量都比較大，基質(zhì)含水量應(yīng)控制在植株生長所需的合理范圍內(nèi)，有利于草坪草健康生長[60]。

基質(zhì)粒徑也是影響草坪草生長的重要因素之一[70]?；|(zhì)粒徑能影響著基質(zhì)其他的物理性質(zhì)，如孔隙度、持水量等，所以基質(zhì)粒徑大小的組成對成坪有重要影響[73]。單一基質(zhì)雖然顆粒均勻，但持水性、通氣性不好，而復(fù)合基質(zhì)因由不同材料組成，結(jié)構(gòu)和性質(zhì)可以得到優(yōu)化。

目前認(rèn)為上述的幾種性狀是比較重要的物理性質(zhì)，但尚沒有僅針對草坪草的基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物理性質(zhì)參數(shù)的研究。

2.2 化學(xué)性質(zhì)

無土草毯栽培基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)主要由基質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性、酸堿性（pH值）、陽離子交換量（CEC）、緩沖能力和電導(dǎo)率（EC值）等構(gòu)成[1,2,6,53]。

基質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性由化學(xué)組成決定，對草毯生產(chǎn)有重要影響[6]。無土草毯栽培基質(zhì)最好呈中性或微酸性，適宜草坪草生長的基質(zhì)pH值應(yīng)在6.0～7.0之間[6, 54]，pH過大或過小都會影響草坪草生長[59]。草坪草在生長過程中會發(fā)生水分蒸發(fā)，基質(zhì)的 pH 會變化，因而基質(zhì)的緩沖性具有重要作用，緩沖性由陽離子交換量和鹽分的組分、含量所決定[2]。陽離子交換量因材料差異而有所不同，有機(jī)基質(zhì)相比無機(jī)基質(zhì)陽離子交換性能強(qiáng)。電導(dǎo)率（EC值）反映基質(zhì)內(nèi)可電離鹽類的溶液濃度，能影響基質(zhì)的營養(yǎng)平衡[6,11]。無土草毯栽培基質(zhì)理想的電導(dǎo)率在2.1~3.5 ms·cm-1之間，電導(dǎo)率過高會造成鹽漬危害，過低會導(dǎo)致草坪草營養(yǎng)缺失[2]。

3 無土草毯栽培及管理技術(shù)研究進(jìn)展

有別于傳統(tǒng)的有土草坪，無土草毯在栽培及管理技術(shù)上也有相對較高的要求，在隔離層的使用、基質(zhì)厚度、草種及草莖播量以及成坪時間上因不同的需求有不同的要求[74]。

3.1 無土草毯生產(chǎn)隔離層材料

隔離層是指將基質(zhì)與土壤分離的一種介質(zhì)。隔離層的作用是將根系與土壤隔開，使根系橫向生長，使得草毯根系成為密集的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高草毯的強(qiáng)度及質(zhì)量。目前無土草毯生產(chǎn)常用的隔離層材料主要有無紡布、塑料地膜、聚丙烯編織物、紅磚以及遮陽網(wǎng)等[58, 74-76]。

張祿祺等在濱海鹽堿地上比較不同隔離層（磚、河沙、報紙、河沙+地膜）對高羊茅無土草毯生長和品質(zhì)的影響，確定此試驗的最佳隔離層為3 cm厚的河沙+地膜[75]；宋華偉等[58]以‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草為試材，研究了4種不同的隔離層(遮陽網(wǎng)、無紡布、地膜和磚塊)材料對‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草草毯質(zhì)量的影響，研究發(fā)現(xiàn)遮陽網(wǎng)效果最好；賈儒康[76]在西北干旱半干旱地區(qū)研究不同隔離層材料對無土草毯的成坪影響，得出利用聚丙烯編織物作為隔離層具有可行性，且效果優(yōu)于無紡布和塑料隔離層。不同種隔離層對于成坪有不同的影響。無紡布、遮陽網(wǎng)等能透氣透水，草坪根系能透入土壤汲取養(yǎng)分，草坪的長勢較好；而塑料地膜因為透水透氣性較差，使得草坪根系橫向生長，草坪成坪較快[77]。

在無土草毯建植中，使用隔離層的目的是使草坪根系和土壤隔開，便于起坪[78]。不同品種的草種、不同的建植方式以及不同地域的差異，會導(dǎo)致在隔離層的選用上有所不同。在實際生產(chǎn)上，會根據(jù)實際需要選擇不同的隔離層。而不論采用何種材料，最主要的是成本低，成卷時間短，起坪便捷。

3.2 無土草毯生產(chǎn)基質(zhì)厚度

基質(zhì)厚度是影響草坪成坪的重要條件之一。基質(zhì)較薄，那么草坪不能獲得足夠的養(yǎng)分，且成坪后草毯卷容易破裂；而基質(zhì)較厚，不僅成本過高，還會造成草皮成卷困難，不便于運輸[5]。目前在草毯生產(chǎn)上，視所選用的基質(zhì)種類的不同，較為合適的基質(zhì)厚度為1.5～3 cm[5, 67-69]。付玲以基質(zhì)厚度和草莖播量為兩因子篩選草毯綜合品質(zhì)較高的基質(zhì)厚度和草莖播量組合，結(jié)果表明當(dāng)基質(zhì)厚度處于中低水平，草莖播量處于中高水平時，綜合品質(zhì)較高，得到蘑菇渣作為狗牙根無土草毯生產(chǎn)的適宜基質(zhì)厚度為0.7 ~ 0.8 cm[79]。李友等[80]用具有通透性的材料作為草毯卷的隔離層，研究不同基質(zhì)厚度對草毯生產(chǎn)的影響，研究發(fā)現(xiàn)從草毯質(zhì)量、成本和成坪時間等綜合評價，3 cm是理想的基質(zhì)厚度。謝云軍等[51]進(jìn)行不同比例混合的多年生黑麥草無土草毯試驗，基質(zhì)厚度定為2 cm；方振東等[81]研究不同基質(zhì)配比與施肥對狗牙根無土草毯密度及成卷天數(shù)的影響，所采用的基質(zhì)厚度為1.5 cm；宋華偉等[58]以‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草為材料，進(jìn)行無土草毯試驗，采用的基質(zhì)厚度為3 cm。

目前無土草毯生產(chǎn)上，為保障草毯質(zhì)量好、成坪時間短以及成本低廉，一般基質(zhì)厚度不會過厚或過薄，視選用不同的基質(zhì)及不同的草種而定，基質(zhì)厚度在1.5～3.0 cm之間為宜。

3.3 無土草毯生產(chǎn)播種量

在建植不同的草坪草時，播量有不同的要求。而不同的播量對成坪時間、草坪強(qiáng)度以及草坪生物量都會有影響。賈儒康在對早熟禾、黑麥草及高羊茅的混播草坪試驗中，得出播量為35 g·m-2時混播無土草毯綜合質(zhì)量最優(yōu)，既節(jié)約種子又具有最佳的草毯質(zhì)量[45]。胡雪華以草地早熟禾為無土草毯的草種進(jìn)行試驗，在考慮成本及成卷時間的基礎(chǔ)上，得到上海地區(qū)以8～12 g·m-2播種量可以得到較好的無土草毯[82]。不同草種因為地域的差異以及使用需求上的不同，在播種量的選擇上會有所差異。而在生產(chǎn)上，為保證成坪時間較短，一般暖季型草使用草莖來完成無土草毯的建植。而在生產(chǎn)上會綜合考慮種植成本以及成卷時間和成卷質(zhì)量，控制草種的播量在適當(dāng)?shù)姆秶?，在保證成本較低的情況下，縮短成卷時間，從而實現(xiàn)重復(fù)種植。

3.4 無土草毯生產(chǎn)成坪時間

成坪時間一般是指草坪蓋度達(dá)到85%～95%以上時所需時間[83]。無土草毯成坪時間越短，說明草坪生長速度越快。成坪時間越短，草坪生產(chǎn)所提供的管理成本會相應(yīng)降低[52]。目前很少有針對無土草毯成坪時間進(jìn)行的相關(guān)試驗，但是一般無土草毯的成坪時間是作為衡量無土草毯最終生長的檢測指標(biāo)，成坪時間越短，在生產(chǎn)上所需成本越低，同時也能實現(xiàn)多次種植，提高生產(chǎn)利潤。目前無土草毯的成坪時間一般在40～60 d，成坪時間的長短會根據(jù)草種、播量以及地域的不同而有所差異。

4 結(jié)論與展望

4.1 無土草毯基質(zhì)材料及性狀

目前常用無土草毯基質(zhì)為有機(jī)材料及無機(jī)材料通過一定配比完成的混合基質(zhì)?；旌匣|(zhì)可以改善單一基質(zhì)的缺陷，能做到性狀互補，協(xié)調(diào)水氣肥的關(guān)系。目前研究表明無土草毯栽培主要受到基質(zhì)的容重、總孔隙度、大小孔隙比（氣水比）和粒徑等物理性質(zhì)的影響，同時基質(zhì)的酸堿性（pH值）、陽離子交換量（CEC）和電導(dǎo)率（EC值）等化學(xué)性質(zhì)對無土草毯栽培影響也研究得較為廣泛。在無土草毯生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)基質(zhì)本身以及不同草坪草的特點來進(jìn)行基質(zhì)成分混配。

4.2 無土草毯栽培及管理技術(shù)

目前有關(guān)無土草毯生長的栽培技術(shù)主要集中在隔離材料、基質(zhì)厚度、草種播量及成坪時間等方面。其中隔離材料主要為無紡布、塑料地膜及遮陽網(wǎng)等；基質(zhì)原料不同，其厚度也存在差異，但無論哪種基質(zhì)，基質(zhì)厚度均在1.5 ~ 3.0 cm之間為宜；此外草種播量以及成坪時間也因草種、播量以及地域的不同而存在差異。目前無土草毯的成坪時間一般在40～60 d，成坪時間的長短會根據(jù)草種、播量以及地域的不同而有所差異。

4.3 無土草毯栽培研究新方向

研究表明理化性質(zhì)良好且栽培效果好的無土草毯栽培基質(zhì)仍為傳統(tǒng)的泥炭、珍珠巖及蛭石等，但問題是是泥炭等材料作為不可再生資源，大規(guī)模的開采使用最終會導(dǎo)致資源匱乏，環(huán)境破壞[84]。而開發(fā)新型基質(zhì)材料，可以有效減緩不可再生資源的大肆利用，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，因此新型無土草毯基質(zhì)材料的開發(fā)和合成將成為研究熱點[85]。此外，對工農(nóng)業(yè)廢棄物的回收利用也是無土草毯栽培生產(chǎn)上的一種新興手段[29]。如何回收利用將成為無土草毯未來發(fā)展的新方向[86]。

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Research advances in soilless turf sod

CHANG Zhihui1, ZHAO Renjie1, 4, ZHOU Yanping2, DUAN Xiaochun3

(1. College of Grassland Science, Beijing Forestry University, Beijing 100083; 2. School of Landscape Architecture, Beijing Forestry University, Beijing 100083; 3. Shanghai Greenfang Lawn Co., Ltd., Shanghai 201717; 4. Tianjin Green Landscape Ecological Construction Co., Ltd., Tianjin 300000)

The soilless turf sod is laid without natural soil, but the nutrients and minerals necessary for the growth of turf are placed in the medium according to scientific configuration. In this paper, the research progress of soilless turf sod was summarized from the aspects of media, physical and chemical properties, and cultivation and management techniques. At present, the commonly used soilless turf sod media are mainly peat, straw, urban sludge and other organic media, sand, vermiculite, perlite and other inorganic media, as well as a variety of mixed media. A great deal of studies indicated that the physical properties of the media have effects on the soilless turf sod, such as the volume weight, total porosity, size-pore ratio (gas-water ratio) and grain size. Meanwhile, the main chemical properties of media that affect the growth of soilless grass sod are pH, CEC (Cation exchange capacity) and EC (Electrical conductivity). The cultivation and management techniques of soilless grass sod growth mainly include isolation materials, media thickness, turf seed quantity and turf growing time, etc. The isolation materials include non-woven fabric, plastic film and shade net, etc.. Depending on the raw material of the media, the thickness of the media varies, in general, the suitable thickness of the media is 1.5 - 3.0 cm. The amount of seed and turf growing time also vary with the choice of turf seed, seeding amount and region.

soilless turf sod; media; media material; physical and chemical properties; cultivation management technique

S688.4

A

1672-352X (2021)01-0058-08

10.13610/j.cnki.1672-352x.20210319.008

2021-3-23 10:50:28

[URL] https://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1162.s.20210319.1504.016.html

2020-03-27

國家重點研發(fā)計劃課題—秸稈基料化綜合利用技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)研究項目（2018YFF0213502）資助。

共同第一作者:常智慧，教授，博士生導(dǎo)師。E-mail：changzh@bjfu.edu.cn 趙人杰，碩士研究生。E-mail：zhaorenjiebjfu@163.com