不同根際層結(jié)構(gòu)對(duì)西北半干旱地區(qū)足球場(chǎng)草坪質(zhì)量的影響

鄭萬菊，白小明，劉鈺，李佳樂，薛飛揚(yáng)，王玲娜，陳輝

（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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)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）

近年來，我國(guó)的足球運(yùn)動(dòng)受到高度重視和快速發(fā)展，運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球場(chǎng)草坪質(zhì)量的要求更加嚴(yán)格，對(duì)足球場(chǎng)草坪的發(fā)展提出了新要求［1］。高質(zhì)量的足球場(chǎng)草坪是運(yùn)動(dòng)競(jìng)技的基礎(chǔ)，也是運(yùn)動(dòng)員取得優(yōu)異成績(jī)的重要條件，它注重抗性和耐用強(qiáng)度等指標(biāo)［2］，緩解運(yùn)動(dòng)員帶球的沖擊力，減少運(yùn)動(dòng)員跌倒損傷［3］。坪床結(jié)構(gòu)是決定足球場(chǎng)草坪質(zhì)量的關(guān)鍵因素，其影響程度遠(yuǎn)大于草種選配、建植水平等［4-5］。坪床結(jié)構(gòu)作為足球場(chǎng)草坪建造和維護(hù)的核心內(nèi)容之一，對(duì)草坪質(zhì)量的影響最根本、最持久［6］，是評(píng)價(jià)草坪質(zhì)量的最主要因素。

良好的根際層結(jié)構(gòu)是足球場(chǎng)草坪成功建植的基礎(chǔ)，作為足球場(chǎng)草坪生長(zhǎng)和排水的關(guān)鍵，其結(jié)構(gòu)與配比直接影響根際層通氣排水、保水保肥性能。由于足球場(chǎng)草坪踐踏頻繁且運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度高，良好的根際層結(jié)構(gòu)不僅要為草坪生長(zhǎng)發(fā)育提供水分、養(yǎng)分和根系支撐力，還要求根際層結(jié)構(gòu)通氣透水性強(qiáng)、保水肥能力好，表面強(qiáng)度符合足球運(yùn)動(dòng)要求［7］。自然土壤含黏粒較多，粒徑小，易結(jié)合水肥，但通氣透水性差、易板結(jié)，導(dǎo)致植物根系生長(zhǎng)受阻；沙粒質(zhì)地疏松，通氣透水性好，水分和養(yǎng)分易流失、養(yǎng)護(hù)管理成本較高［8］。因此，許多學(xué)者提出將沙、土按一定比例進(jìn)行混合，不僅會(huì)擴(kuò)大粒徑范圍，提高抗板結(jié)能力與保水保肥性能，而且能保持相對(duì)穩(wěn)定的孔隙比例和通氣透水能力，有利于草坪滿足足球運(yùn)動(dòng)的要求。沙在高爾夫果嶺及運(yùn)動(dòng)場(chǎng)中的配比值從最初的30%~50%［9-10］，逐漸增加到80%~85%［11-12］，甚至目前強(qiáng)調(diào)純沙結(jié)構(gòu)。Jin Puhalla等［13］提出將沙作為運(yùn)動(dòng)場(chǎng)草坪根際層主要材料，提高根際層通氣排水性能，克服土壤板結(jié)問題［14-15］。Swartz 等［16］研究認(rèn)為當(dāng)根際層沙含量達(dá)到70%時(shí)才能保證草坪排水所需的滲透率。國(guó)內(nèi)尹淑霞［17］提出坪床基質(zhì)適合使用粒徑均勻的75%中沙土壤，且最適宜的沙粒徑為0.125~0.500 mm，粒徑越大，均一性和保水肥能力越差，水肥需量增大，養(yǎng)護(hù)管理成本較高，也不適合足球場(chǎng)草坪的建造［18-19］。很多根際層效仿國(guó)外根際層沙/土配比，以不同粒徑沙為主，沙/土配比根據(jù)足球場(chǎng)使用頻率及養(yǎng)護(hù)管理水平?jīng)Q定。一般而言，使用頻率較高、養(yǎng)護(hù)管理精細(xì)及降水豐富的地區(qū)，根際層沙含量較大；Baker SW等［20］研究證明，當(dāng)根際層含沙量達(dá)到90%時(shí)，可以達(dá)到理想比賽場(chǎng)地的要求；在干旱少雨、養(yǎng)護(hù)管理水平較差的地區(qū)，一般會(huì)適當(dāng)?shù)亟档透H層的含沙量，以提高坪床保水肥能力，降低管理成本［21］。因此，根際層質(zhì)地與配比對(duì)足球場(chǎng)草坪的建植與維持運(yùn)動(dòng)功能有著重大意義。

現(xiàn)今很多對(duì)足球場(chǎng)草坪根際層的研究?jī)H在基質(zhì)的選擇與配比上，尚未結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蚝徒邓葘?shí)際情況，盲目依照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行坪床建造，從而導(dǎo)致足球場(chǎng)草坪質(zhì)量不高，養(yǎng)護(hù)管理成本較高和資源浪費(fèi)嚴(yán)重［1］。西北地區(qū)降水量較少，長(zhǎng)年干旱，因此在足球場(chǎng)草坪建植過程中不僅要考慮坪床的通氣透水性，更要考慮保水保肥能力，以滿足草坪正常生長(zhǎng)發(fā)育的需要，控制養(yǎng)護(hù)管理成本［22］。針對(duì)西北地區(qū)氣候、降水和經(jīng)濟(jì)等實(shí)際條件，本試驗(yàn)選擇粒徑分布在0.25~0.50 mm 中沙和結(jié)構(gòu)良好的田園土壤作為基質(zhì)，將草坪根際層分為上下兩層，通過研究其根際層的結(jié)構(gòu)對(duì)草坪質(zhì)量的影響，并對(duì)草坪質(zhì)量做出綜合評(píng)價(jià)，篩選適宜的根際層結(jié)構(gòu)，為西北地區(qū)足球場(chǎng)草坪坪床設(shè)計(jì)提供科學(xué)合理的依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試草種：午夜草地早熟禾和優(yōu)美草地早熟禾（Poa pratensis），坤士多年生黑麥草和麥迪多年生黑麥草（Lolium perenne）。發(fā)芽率：午夜86%，優(yōu)美84%，坤士94%，麥迪93%。

坪床根際層基質(zhì)：農(nóng)田土為甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草坪實(shí)訓(xùn)基地土壤，理化性質(zhì)見表1；沙為中沙，粒徑組成見表2。

表1 試驗(yàn)土壤理化性質(zhì)Table 1 Physical and chemical Properties of soil tested

表2 試驗(yàn)沙粒粒徑體積組成Table 2 Test sand Particle size composition

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，將根際層分為含沙量不同的上、下兩層，上層厚度為10 cm，下層厚度為20 cm。設(shè)21 種不同根際層結(jié)構(gòu)（表3）。

表3 根際層結(jié)構(gòu)配比Table 3 Structure ratio of bed rhizosphere layer

試驗(yàn)小區(qū)面積為1 m×2 m，3 次重復(fù)，共計(jì)63 個(gè)小區(qū)。于2021年8月16日進(jìn)行播種，播種方式為撒播；混播量40 g/m2，混播比例：午夜：優(yōu)美：麥迪：坤士=3∶3∶2∶2。

根際層基質(zhì)按體積比例混合均勻后運(yùn)入試驗(yàn)小區(qū)鋪設(shè)，澆水自然沉降，待根際層含水量適宜耕作后，進(jìn)行草坪建植。

種植前施基肥磷酸二銨45 g/m2，草坪出苗后進(jìn)行統(tǒng)一的養(yǎng)護(hù)管理，每月施尿素一次，施量10 g/m2，成坪后測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

灌溉：根據(jù)氣溫變化情況定時(shí)定量噴灌澆水，以保持坪床表面濕潤(rùn)。修剪：根據(jù)生長(zhǎng)速度用剪草機(jī)修剪，留茬高度為5 cm。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 外觀質(zhì)量 成坪時(shí)間：采用方格網(wǎng)針刺法，播種30 d 后每2 天測(cè)定1 次，當(dāng)草坪蓋度達(dá)到98%時(shí)，即為成坪。

密度：按照“對(duì)角線法”，每個(gè)小區(qū)選取5 個(gè)樣點(diǎn)，將10 cm×10 cm 樣方內(nèi)草坪植株齊地面剪下，記錄枝條數(shù)，以個(gè)/cm2表示。

顏色：采用TCM500 草皮色差計(jì)測(cè)定，每個(gè)小區(qū)測(cè)5 個(gè)樣點(diǎn)，每個(gè)樣點(diǎn)隨機(jī)測(cè)定10 次，用綠度指數(shù)表示。

質(zhì)地：按照“對(duì)角線法”，在每個(gè)小區(qū)選取5 個(gè)樣點(diǎn)，每樣點(diǎn)隨機(jī)選取50 個(gè)葉片，用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)定葉片最寬處的寬度，以mm 表示。

均一性：參照劉及東等均勻度法［23］，即用草坪密度變異系數(shù)（CVD）、顏色變異系數(shù)（CVC）和質(zhì)地變異系數(shù)（CVT）綜合表示草坪的均一性，均勻度（U）=1-（CVD+CVC+CVT）/3。

1.3.2 運(yùn)動(dòng)質(zhì)量 草坪彈性與回彈性：將一標(biāo)準(zhǔn)比賽足球（質(zhì)量m=0.42，0.75 kg/cm2壓強(qiáng)的比賽用球）從高度3 m 處自由下落，用手機(jī)慢動(dòng)作記錄足球第一次反彈高度，按照“對(duì)角線法”，在每個(gè)小區(qū)選取5 個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)重復(fù)3 次，求平均值，用反彈率表示。

反彈率=反彈高度/下落高度×100%

草坪滾動(dòng)距離及滾動(dòng)摩擦力：將一標(biāo)準(zhǔn)比賽足球置于高1 m、斜邊與水平面成45°的三角形測(cè)架上，使球沿著滑槽下滑，測(cè)定足球從接觸草坪到停止?jié)L動(dòng)后的距離。由于小區(qū)面積的局限性，無法完成足球滾動(dòng)全長(zhǎng)距離的測(cè)定，只能通過計(jì)時(shí)測(cè)定以及一系列物理學(xué)推算值作為理論參考數(shù)值［24］。在忽略球傾斜滾動(dòng)測(cè)定器對(duì)球摩擦力的情況下，將足球質(zhì)量m＝0.42 kg、重力加速度9.8 m/s2，以及足球放置高度h=1 m等帶入能量守恒定律公式：

可得出足球滾入草坪初速度v=4.43 m/s。從而可以推算出足球在草坪上滾動(dòng)減速度：

減速度-α（m/s2）= 4.43×1/t–4/t2

式中：t為足球滾過小區(qū)所用的時(shí)間。根據(jù)位移公式可以推算：

位移L（m）＝vt+1/2·αt2

式中：v為初速度，α為加速度。

式中：DR—滾動(dòng)距離；L正為正向滾動(dòng)距離；L反為反向滾動(dòng)距離。

草坪強(qiáng)度：每小區(qū)取長(zhǎng)、寬、厚為20 cm×20 cm×3 cm 的草皮，一端固定，另一端用特制夾子夾住，用電子彈簧秤勻速拉動(dòng)，測(cè)定草皮斷裂時(shí)的最大拉力［25］，用g/cm2表示。

1.3.3 生物量 地上生物量：采用恒溫烘干法測(cè)定。按照“對(duì)角線法”，每個(gè)小區(qū)選取5 個(gè)點(diǎn)，在樣點(diǎn)周圍隨機(jī)齊地面剪取10 cm×10 cm 的地上枝葉，裝入自封袋中，帶回實(shí)驗(yàn)室，在70 ℃下烘至恒重后稱重，用g/cm2表示。

地下生物量；按照“對(duì)角線法”，每個(gè)小區(qū)選取5 個(gè)樣點(diǎn)，用直徑3.0 cm 土鉆，每點(diǎn)取2 鉆，分別鉆取0~10、10~20 cm 土層，剪去地上莖葉，裝入紗布袋，將根系沖洗干凈，在70 ℃下烘至恒重后稱重，用g/dm2表示。

1.3.4 草坪質(zhì)量綜合評(píng)價(jià) 本試驗(yàn)以外觀質(zhì)量（密度、質(zhì)地、顏色、成坪時(shí)間、均一性）、運(yùn)動(dòng)質(zhì)量（草坪反彈率、滾動(dòng)距離及摩擦力、草坪強(qiáng)度）以及生物量作為評(píng)定指標(biāo)，利用各個(gè)指標(biāo)的實(shí)測(cè)值，通過隸屬函數(shù)法對(duì)不同根際層結(jié)構(gòu)的草坪質(zhì)量進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)［26］。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同根際層結(jié)構(gòu)對(duì)足球場(chǎng)草坪外觀質(zhì)量的影響

2.1.1 不同層次含沙量對(duì)足球場(chǎng)草坪成坪時(shí)間與顏色的影響 隨著根際層上層含沙量的增加，足球場(chǎng)草坪成坪時(shí)間逐漸延長(zhǎng)；當(dāng)上層含沙量為100%時(shí)，成坪時(shí)間顯著大于其他含沙量（P<0.05）；含沙量為0 時(shí)草坪成坪時(shí)間最短，但與含沙量為20%~60%時(shí)差異不顯著（P>0.05）（圖1?A）。當(dāng)根際層下層含沙量為0~80%時(shí)，草坪成坪時(shí)間無顯著差異（P>0.05）；下層含沙量為100%時(shí)，顯著大于下層含沙量為0~80%時(shí)的成坪時(shí)間（P<0.05）（圖1?B）。

隨著根際層不同層次含沙量增加，草坪綠度指數(shù)呈先上升后下降趨勢(shì)。當(dāng)上層含沙量為60%時(shí)草坪綠度指數(shù)最大，與上層含沙量為20%、40%、80%時(shí)差異不顯著（P>0.05）；上層含沙量為100%時(shí)草坪綠度指數(shù)最小，為5.50，與上層含沙量為60%相比較，降低了2.9%，顯著小于上層含沙量為20%~80%時(shí)的綠度指數(shù)（P<0.05）（圖1?C）。當(dāng)下層含沙量為40%時(shí)，草坪綠度指數(shù)最大，與下層含沙量為0~80%時(shí)差異不顯著；下層含沙量為100%時(shí)，草坪綠度指數(shù)最小，顯著小于沙量為0~80%時(shí)的綠度指數(shù)（P<0.05）（圖1?D）。

圖1 不同層含沙量足球場(chǎng)草坪成坪時(shí)間與綠度指數(shù)Fig. 1 Lawn establishment time and greenness index of football fields with different levels of sediment concentration

2.1.2 不同層次含沙量對(duì)足球場(chǎng)草坪質(zhì)地、密度與均一性的影響 隨著根際層不同層次含沙量增加，草坪葉寬呈先下降后升高趨勢(shì)。上層含沙量為0 時(shí)，草坪葉寬最寬，為3.62 mm，質(zhì)地最差，但與上層含沙量為20%~40%、80%時(shí)差異不顯著（P>0.05）；上層含沙量為80%時(shí)草坪葉寬最窄，為3.13 mm，質(zhì)地最優(yōu)，與上層含沙量為0 時(shí)相比，草坪葉片寬度差異顯著（P<0.05）（圖2?A）。下層含沙量為100%時(shí)草坪葉寬最寬，為3.61 mm，質(zhì)地最差，但下層含沙量為0~100%，草坪葉寬差異均不顯著（P>0.05）（圖2?B）。

草坪密度隨著根際上層含沙量增加呈逐漸下降趨勢(shì)、隨著下層含沙量增加呈先下降后上升在下降趨勢(shì)。上層含沙量為0 時(shí)，草坪密度最大，為1.63個(gè)/cm2，但與上層含沙量為20%~80% 時(shí)差異不顯著；上層含沙量為100% 時(shí)草坪密度最小，為1.20個(gè)/cm2，與含沙量為0 時(shí)相比較，減小了26.4%，且兩者之間差異顯著（P<0.05）（圖2?C）。下層含沙量為60%時(shí)草坪密度最大，為1.58 個(gè)/cm2，但與上層含沙量為0~40%、80%時(shí)差異不顯著（P>0.05）；下層含沙量為100%時(shí)草坪密度最小，為0.99枝條/cm2，顯著小于上層含沙量為0、60%、80%時(shí)的草坪密度（P<0.05）（圖2?D）。

草坪均一性隨著根際層不同層次含沙量增加呈先下降后上升再下降趨勢(shì)。上層含沙量為0 和60%時(shí)草坪均一性最好，均為0.95，顯著大于上層含沙量為20%、80%、100%時(shí)的草坪均一性（P<0.05）；上層含沙量為100%時(shí)草坪均一性最差，為0.92，但與上層含沙量為20%、80%時(shí)差異不顯著（P>0.05）（圖2?E）。下層含沙量為40%與60%時(shí)草坪均一性最好，均為0.94，但下層含沙量為0、20%時(shí)差異不顯著（P>0.05）；下層含沙量為100 時(shí)草坪均一性最差，為0.91，顯著小于下層含沙量為0~60%時(shí)的草坪均一性（P<0.05）（圖2?F）。

圖2 不同層含沙量足球場(chǎng)草坪葉寬、密度、均一性Fig. 2 Leaf width，density and uniformity of lawn in different layers of football field with sand content

2.1.3 不同根際層結(jié)構(gòu)對(duì)足球場(chǎng)草坪成坪時(shí)間、顏色、質(zhì)地、密度與均一性的影響 除S10S10 外，上、下層含沙量相同時(shí)，各處理的成坪時(shí)間短于上層含沙量相同的其他處理（P<0.05）。S10S10 處理草坪成坪時(shí)間最長(zhǎng)，為60 d，與S10S0 處理相比較，延長(zhǎng)了12 d，顯著長(zhǎng)于其他處理（P<0.05）。其次是S10S4 處理，成坪時(shí)間為52 d，但與S10S0、S10S2、S10S6、S10S8處理差異不顯著（P>0.05）；S2S2、S4S4 和S6S6 處理成坪時(shí)間最短，均為39 d，且3 個(gè)處理之間差異不顯著（P>0.05）。

S6S4 處理草坪綠度指數(shù)最高，為5.70，顯著高于上層含沙量為100%的處理（P<0.05），但與上層含沙量小于100%的處理差異不顯著（P>0.05）；S10S10處理草坪綠度指數(shù)最低，為5.43，但與S10S8、S10S6、S10S4、S10S2、S10S0、S80S0、S0S0 處理差異不顯著（P>0.05）（表4）。

S2S0 處理草坪葉片寬度最寬，為3.76 mm，質(zhì)地最差，顯著大于S2S2、S6S2、S6S4、S8S2、S8S4、S8S6、S10S8 處理（（P<0.05）；S8S6 處理草坪葉片最窄，為2.81 mm，質(zhì)地最優(yōu)，顯著小于上層含沙量為100%的所有處理（P<0.05）（表4）。

草坪根際層上層含沙量相同時(shí)，各處理之間草坪密度差異均不顯著（P>0.05）（表5）。其中，S6S6 處理，草坪密度最大，為1.77 個(gè)/cm2，S10S4 處理草坪密度最小，為0.88 個(gè)/cm2，與S6S6 處理相比較，草坪密度降低了50.3%，且兩處理之間差異顯著（P<0.05）。除S10S4、10S10 處理以外，所有處理之間差異均不顯著（P<0.05）。

當(dāng)草坪根際層上層含沙量相同時(shí)，各處理之間草坪均一性差異均不顯著（P>0.05）（表4）。其中，S6S0 處理草坪均一性最好，為0.96，S10S10 處理草坪均一性最差，為0.91，且兩處理之間差異顯著（P<0.05）；但S10S10 與S8S2、S8S8、S10S0、S10S2、S10S6、S10S8 處理差異不顯著（P>0.05）。

表4 不同根際層結(jié)構(gòu)草坪成坪時(shí)間、綠度指數(shù)、葉寬、密度、均一性Table 4 Lawn completion time，greenness index，leaf width，density and uniformity of different rhizosphere layers

2.2 不同根際層結(jié)構(gòu)對(duì)足球場(chǎng)草坪運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的影響

2.2.1 不同層次含沙量對(duì)足球場(chǎng)草坪滾動(dòng)距離、強(qiáng)度、反彈率的影響 足球場(chǎng)草坪滾動(dòng)距離隨著根際層上層含沙量的增加呈先上升后下降再上升趨勢(shì)（圖3?A），隨下層含沙量增加呈先下降后上升趨勢(shì)。上層含沙量為100%時(shí)草坪滾動(dòng)距離最長(zhǎng)，為4.43 m，但與上層含沙量為0~60%時(shí)差異不顯著（P>0.05）；上層含沙量為80%時(shí)，滾動(dòng)距離最小，為3.56，顯著小于上層含沙量為100%時(shí)的滾動(dòng)距離（P<0.05）。下層含沙兩量為100%時(shí)，草坪滾動(dòng)距離最大，為4.62，顯著大于下層量為20%、60%時(shí)的滾動(dòng)距離（P<0.05）；下層含沙量為60%時(shí)，草坪滾動(dòng)距離最小，為3.73 m，與下層含沙量為0~40%、80% 時(shí)差異不顯著（P>0.05）（圖3?B）。

圖3 不同層次含沙量足球場(chǎng)草坪滾動(dòng)距離、強(qiáng)度、反彈率Fig. 3 Leaf width，density and uniformity of lawn in different layers of football field with sand content

足球場(chǎng)草坪強(qiáng)度隨著根際層上層含沙量的增加呈先上升后下降趨勢(shì)，隨著下層含沙量增加呈逐漸下降趨勢(shì)（圖3?C）。上層含沙量為80%時(shí)草坪強(qiáng)度最高，為9.68 g/cm2，但與上層含沙量為0~60%時(shí)差異不顯著（P>0.05）；上層含沙量為100%時(shí)，草坪強(qiáng)度最小，為6.73 g/cm2，顯著小于上層含沙量為60%、80%時(shí)的草坪強(qiáng)度（P<0.05）。下層含沙量為0 時(shí)草坪強(qiáng)度最大，為9.18 g/cm2，顯著大于下層含沙量為80%、100%時(shí)的草坪強(qiáng)度（P<0.05）；下層含沙量為100%時(shí)草坪強(qiáng)度最小，為6.29 g/cm2，但與下層含沙量為20%~80%時(shí)差異不顯著（P>0.05）（圖3?D）。

隨著不同層次含沙量增加，足球場(chǎng)草坪反彈率呈逐漸降低趨勢(shì)。上、下層含沙量為0 時(shí)，草坪反彈率均最高，分別為48.92%、45.38%，均顯著高于上、下層含沙量為80%、100%時(shí)的草坪反彈率（P<0.05）（圖3?E，3?F）。上、下層含沙量為100%時(shí)，草坪反彈率均最低，分別為29.26%、28.13%；上層含沙量為100%時(shí)的草坪反彈率顯著小于上層含沙量為0~80%時(shí)的草坪反彈率（P<0.05），且上層含沙量為0~80%時(shí)差異不顯著（P>0.05）；下層含沙量為100%時(shí)的草坪反彈率顯著小于上層含沙量為0~60%時(shí)的草坪反彈率（P<0.05），且下層含沙量為0~60%時(shí)差異不顯著（P>0.05）。

2.2.2 不同根際層結(jié)構(gòu)對(duì)足球場(chǎng)草坪滾動(dòng)距離、強(qiáng)度、反彈率的影響 除根際層上層含沙量為80%的處理外，上層含沙量相同的各處理之間差異均不顯著（P>0.05）（表5）。S10S8 處理滾動(dòng)距離最大，為4.96 m，S8S2 處理草坪滾動(dòng)距離最小，為2.88 m，與S10S8理相比較，滾動(dòng)距離減小了36.3%，且兩處理之間差異顯著（P<0.05）；除S6S6、S8S2、S8S6 處理外，其他處理之間差異均不顯著（P>0.05）。

S8S6 處理草坪強(qiáng)度最大，為12.88 g/cm2，顯著大于除S6S0 外的其他處理（P<0.05）；S6S6 處理草坪強(qiáng)度最小，為5.05 g/cm2，顯著小于除S10S10 外的其他處理（P<0.05）（表5）。

S6S0 處理草坪反彈率最高，為50.93%，顯著高于上層含沙量為80%~100% 的處理（P<0.05）；S10S10 處理草坪反彈率最低，為28.13%，顯著低于除S10S4、S10S8、S10S4 以 外 的 其 他 處 理（P<0.05）（表5）。

表5 不同根際層結(jié)構(gòu)草坪滾動(dòng)距離、強(qiáng)度、反彈率Table 5 Rolling distance，strength and rebound rate of turf in different rhizosphere layers

2.3 不同根際層結(jié)構(gòu)對(duì)足球場(chǎng)草坪生物量的影響

S6S2 處理地上生物量最大，為2.69 g/cm2；S10S10 處理地上生物量最小，為1.12 g/dm2，與S6S2處理相比較，是S10S10 處理的2.4 倍，且兩處理之間差異顯著（P<0.05），但與S10S2 處理差異不顯著（P>0.05）（表6）。

表6 不同根際層結(jié)構(gòu)草坪生物量Table 6 Lawn biomass of different rhizosphere layers

0~10 cm 土層，S6S0 處理草坪地下生物量最大，為0.95 g/dm2，S2S2 處理草坪地下生物量最小，為0.66 g/dm2；且兩處理之間差異顯著（P<0.05），但S2S2 與S8S8、S10S8、S10S10 處理差異不顯著（P>0.05）。10~20 cm 土層中，S10S8 處理草坪地下生物量 最 大，為0.26 g/dm2，顯 著 大 于 除S6S4、S10S0、S10S2、S10S4、S10S6 以 外的其他處 理（P<0.05）；S2S2 處理草坪地下生物量最小為0.07 g/dm2，與S10S8 處理相比較，降幅最大，降幅為73.1%。0~20 cm 土層中，S8S6 處理草坪總地下生物量最大，達(dá)1.11 g/dm2，S2S2 處理草坪總地下生物量最小為0.73 g/dm2，與S8S6 處理相比較，總減小了34.2%，且兩處理之間差異顯著（P<0.05）。

2.4 不同根際層結(jié)構(gòu)足球場(chǎng)草坪質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)

以足球場(chǎng)草坪成坪時(shí)間、顏色、質(zhì)地、密度、均一性、反彈率、滾動(dòng)距離、強(qiáng)度、地上與地下生物量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，以實(shí)測(cè)值為各指標(biāo)的評(píng)價(jià)值，通過隸屬函數(shù)法對(duì)足球場(chǎng)草坪的質(zhì)量進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，結(jié)果見表7。

表7 不同根際層結(jié)構(gòu)處理各指標(biāo)隸屬函數(shù)值及足球場(chǎng)草坪質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)值Table 7 Membership function values of indicators treated by different rhizosphere layer structures and comprehensive evaluation value of football turf quality

當(dāng)上層含沙量同為20%時(shí)草坪質(zhì)量隨下層含沙量增加而降低；當(dāng)上層含沙量同為40%、100%時(shí)草坪質(zhì)量隨下層含沙量先增高后降低；當(dāng)上層含沙量同為60%、80%時(shí)，草坪質(zhì)量隨下層含沙量先降低后增高再 降 低。其 中，S6S0（上 層60% 沙+40% 土，下 層100%土）處理綜合評(píng)價(jià)值最高，草坪質(zhì)量最優(yōu)，其次是S4S2（上層40%沙+60%土，下層40%沙+60%土）處理；S10S10（上層100%沙，下層100%沙）處理草坪質(zhì)量最差。

3 討論

在頻繁使用且高強(qiáng)度地踐踏與磨損下，合理的根際層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與科學(xué)的沙土配比不僅能保持足球場(chǎng)草坪通氣透水和穩(wěn)定均一的運(yùn)動(dòng)表面，而且能滿足草坪草正常生長(zhǎng)發(fā)育的需求。自然土壤含黏粒較多，易板結(jié)，難以保持理想的透氣透水性。因此，宋華偉等［27］提出了將沙和土按一定比例混合，來改善足球場(chǎng)草坪根際層的通透性和表面硬度。黃曉露［8］認(rèn)為不同基質(zhì)配比的草坪質(zhì)量在不同生長(zhǎng)期基本一致，隨著沙含量的增加，草坪質(zhì)量呈先上升后下降的趨勢(shì)，高含沙量草坪生長(zhǎng)較慢，均一性差，低含沙量草坪不夠致密、顏色較淺。純沙基質(zhì)成坪速度慢，成坪之初質(zhì)量較差，但草坪根系生長(zhǎng)未受抑制［28］。中等含沙量，草坪密度、顏色、均一性均大于沙含量較高和較低的配比［6］。在本試驗(yàn)中，上下層均為40%沙+60%土的S4S4 處理 密 度 最 大；S8S6（80% 沙+20% 土，60%沙+40%土）處理草坪質(zhì)地最優(yōu)。上下層均為20%沙+80%土的S2S2 處理成坪時(shí)間最短；S6S4（60%沙+40%土，40%沙+60%土）處理顏色最綠。S6S0（60%沙+40%土，100%沙）處理草坪均一性最優(yōu)；隨著根際層上、下層含沙量增加，草坪成坪時(shí)間均延長(zhǎng)，草坪密度逐漸降低；當(dāng)上層含沙量小于60%時(shí)，草坪顏色隨著含沙量增加逐漸加深；當(dāng)上層含沙量小于80%時(shí)，隨著含沙量增加，草坪質(zhì)地變粗、均一性先降低后增高；當(dāng)上層含沙量大于80%時(shí)，隨著含沙量增加，草坪顏色變淺、均一性下降、質(zhì)地變優(yōu)。相比于前人只針對(duì)30 cm 根系層沙土配比研究，本試驗(yàn)將根際層細(xì)化為含沙量不同的兩層，有利于優(yōu)化草坪質(zhì)量，且符合西北地區(qū)的氣候與資金條件。

足球場(chǎng)草坪由于其特殊的運(yùn)動(dòng)功能，其草坪質(zhì)量評(píng)價(jià)不僅要體現(xiàn)觀賞價(jià)值，更要體現(xiàn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，草坪運(yùn)動(dòng)質(zhì)量與根際層基質(zhì)密切相關(guān)。足球場(chǎng)滾動(dòng)摩擦性能主要由坪床基質(zhì)物理結(jié)構(gòu)、平整度、草坪高度、密度等多種因素共同決定［29］。研究表明足球反彈率受草坪修剪高度與根際層基質(zhì)影響，但根際層基質(zhì)的影響更大，且隨著含沙量增多足球反彈率先增高后降低［30］，25%沙+75%土結(jié)構(gòu)的草坪強(qiáng)度最大［31］。本試驗(yàn)中上層含沙量為80%的處理草坪強(qiáng)度高于其他處理，且隨著上層配比含沙量增加草坪強(qiáng)度呈先增大后減小趨勢(shì)，與上述研究結(jié)果基本一致；但本研究結(jié)果表明根系層上層含沙量為0~80%時(shí)，上層含沙量變化對(duì)草坪彈性影響不顯著，上層含沙量相同時(shí)，草坪彈性隨下層含沙量增加而逐漸降低，當(dāng)上層為純沙時(shí)，草坪彈性驟然下降，可能是因?yàn)樯蠈訛榧兩硶r(shí)與下層基質(zhì)差異較大，形成分層現(xiàn)象，導(dǎo)致草坪長(zhǎng)勢(shì)不均勻、表面硬度不夠，以致草坪彈性較低。本研究結(jié)果表明，在草坪留茬高度為5 cm 時(shí)（國(guó)際足聯(lián)推薦的足球場(chǎng)草坪修剪高度≤5cm），所有處理的草坪的反彈率、滾動(dòng)距離均能達(dá)到國(guó)際足聯(lián)推薦的標(biāo)準(zhǔn)（回彈率：20%~50%，滾動(dòng)距離：3~12 m）。

草地植被量除受本身的遺傳特性外，在很大程度上還受制于所處的土壤環(huán)境［32］，生長(zhǎng)在太緊或太松土壤中的植物，根土接觸差異會(huì)影響其水分和養(yǎng)分的吸收能力，進(jìn)而抑制其根系生長(zhǎng)［33-34］，導(dǎo)致植物生物量較低。土含量高的根際層結(jié)構(gòu)的地上生物量?jī)?yōu)于沙含量較高的結(jié)構(gòu)，地下生物量隨含沙量增加逐漸增大［27］。本研究結(jié)果表明，當(dāng)上層配比含沙量小于60%時(shí)，生物量隨著含沙量增加逐漸增多；當(dāng)上層配比含沙量大于80%時(shí)，隨著含沙量增加，生物量減少，在坪床中混入一定比例的沙有利于草坪地下根系生長(zhǎng)，但地上部長(zhǎng)勢(shì)相應(yīng)減弱。

4 結(jié)論

隨著根際層上層含沙量增加，草坪成坪時(shí)間延長(zhǎng)；草坪顏色、質(zhì)地與強(qiáng)度先升高后降低；反彈率逐漸降低；均一性呈先降低后升高再降低趨勢(shì)，滾動(dòng)距離則相反。隨著根際層下層含沙量增加，草坪成坪時(shí)間延長(zhǎng)；顏色、質(zhì)地與均一性先升高后降低，滾動(dòng)距離則相反；草坪強(qiáng)度與反彈率逐漸降低。

除上層含沙量為80%的結(jié)構(gòu)，上層含沙量高于下層含沙量的結(jié)構(gòu)草坪質(zhì)量?jī)?yōu)于上下層含沙量相同的處理；根S6S0（上層60%沙+40%土，下層100%土）結(jié)構(gòu)草坪質(zhì)量最優(yōu)，其次是S4S2（上層40%沙+60%土，下層20%沙+80%土）且各指標(biāo)均符合國(guó)際足聯(lián)推薦的足球場(chǎng)草坪質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，適宜在半干旱低區(qū)足球場(chǎng)草坪建造中推廣應(yīng)用。