狗牙根和結(jié)縷草草坪的模擬踐踏與磨損擬合分析

王詠琪， 丁 杰， 衛(wèi)宏健， 楊 文， 葛良法， 劉天增， 張巨明*

(1. 華南農(nóng)業(yè)大學林學與風景園林學院， 廣東 廣州 510642； 2. 廣東省草業(yè)工程技術(shù)研究中心， 廣東 廣州 510642)

草坪草耐踐踏性和耐磨損性是影響城市游憩草坪與運動場草坪使用價值和壽命的重要指標[1]。踐踏是指多方向作用力對草坪造成不同形式和不同程度的損傷，包括草皮磨損、土壤緊實、草皮削起和土壤迫移，其中踐踏對草坪的影響大部分來自于草皮磨損和土壤緊實[2]。而磨損是指外力直接對草坪的草組織擠壓、撕裂等造成的損傷[3]。踐踏和磨損一方面造成草坪草莖葉的傷害進而影響草坪草的光合作用，另一方面降低了草坪草的抗病性，更容易被病菌感染，降低草坪質(zhì)量[4]，只有耐踐踏和耐磨損較強的草坪才能滿足人類游憩、運動等活動的需求。

目前，研究草坪耐踐踏所采用的手段主要是人為踐踏和踐踏器模擬踐踏。人為踐踏，比較真實，但是人與人之間身高體型以及運動方式差異較大，不可控因素較多，人為踐踏在試驗過程中隨機性較大，易造成試驗誤差[5]。因此，國內(nèi)外學者大多采用踐踏器模擬踐踏。據(jù)已有文獻記錄，早在1961年，Youngner研制了一款模擬踐踏部分由木鞋和起摩擦、撕拉作用的帶釘圓滾組成的，通過馬達驅(qū)動以達到模擬運動員運動狀態(tài)的機器[6]，此后國內(nèi)外學者研制了各種類型的模擬踐踏器，推動了草坪草耐踐踏性的相關(guān)研究的發(fā)展[7-9]。近年來，為了能夠更好的控制草坪草生長環(huán)境以及管理因素，使踐踏試驗結(jié)果相對更精確，部分學者將草坪草的耐踐踏耐磨損性試驗從大田轉(zhuǎn)向室內(nèi)，研制出輕便易攜的草坪磨損器。肖波等[10]設計了便攜式踐踏器，能夠同時對草坪產(chǎn)生垂直方向作用力(重力)和水平方向的摩擦力，雙重作用力下的效果更接近人為踐踏草坪的實際效果。鄭揚帆[11]在編織袋中放置一塊底面積為35 cm×30 cm的厚膠皮，厚膠皮上放上底面積相同的重量為15 kg的重物，以此作為小型草坪模擬磨損器探究草地早熟禾(Poapratensis)的耐磨損性。常規(guī)的大田模擬踐踏器一般為機械裝置，較大較重，運輸成本較高，操作難度較大，而磨損器大部分體型較小，便于攜帶，操作簡單，常用于盆栽或小面積試驗，能大大降低試驗成本。大型模擬踐踏器和小型模擬磨損器都會對草坪產(chǎn)生磨損，但二者的磨損強度差別很大，因此，對大型模擬踐踏器與小型模擬磨損器的磨損強度進行擬合分析十分必要。

磨損主要發(fā)生在草坪的地上部分，是草坪被踐踏后最先受到的傷害，在一定程度上草坪草的耐磨性是其耐踐踏性的基礎。研究草坪耐踐踏性和耐磨損性時經(jīng)常采用表觀質(zhì)量評價，包括草坪顏色、密度、蓋度、生物量、均一性等指標[12-13]。以往研究表明，雖然踐踏和磨損會降低草坪表觀質(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[14-16]，不同強度的磨損條件下各草種表觀質(zhì)量指標的響應也有所不同[17-18]。選育耐踐踏性強的草種是高水平運動場草坪質(zhì)量穩(wěn)定性和持久性的重要保障。狗牙根(Cynodondactylon)和結(jié)縷草(Zoysiajaponica)是我國南方地區(qū)主要的運動場草坪草[19]，本研究采用自制的模擬踐踏器和模擬磨損器對品種‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草、‘青島’結(jié)縷草、‘Tifgreen’雜交狗牙根和普通狗牙根4個草坪草進行踐踏和磨損處理，通過一系列坪用價值評價指標對其耐踐踏性和耐磨損性進行評價和擬合分析，為小型磨損器與大型踐踏器結(jié)合用于耐踐踏試驗研究提供數(shù)據(jù)支撐和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 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，土壤為壤土，有機質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀含量分別為1.65%,12.25 mg·kg-1,49.08 mg·kg-1,251.30 mg·kg-1，土壤pH值為6.61，全年降水量1 786 mm，年均溫22.4℃。該地氣候和土壤條件能滿足暖季型草坪草的正常生長，試驗時間為2020年8月—10月，平均溫度為23.7℃。

1.2 試驗材料

試驗在已建植一年以上的狗牙根和結(jié)縷草草坪上實施。狗牙根為‘Tifgreen’雜交狗牙根(Cynodondactylon×Cynodontransvaalensis‘Tifgreen’)和普通狗牙根(Cynodondactylon)；結(jié)縷草為‘蘭引Ⅲ號’(Zoysiajaponica‘Lanyin No.3’)和‘青島’結(jié)縷草(Zoysiajaponica‘Qingdao’)。

踐踏采用自制模擬踐踏器：草坪踐踏器主要有滾筒、鋼板、鞋釘、軸承和框架5個部分組成。滾筒直徑21 cm，長100 cm，滾筒重80 kg (圖1a)[20]。

磨損采用自制模擬磨損器：磨損器為華南農(nóng)業(yè)大學草坪實驗室自主研發(fā)的摩擦型模擬磨損器，長30 cm，寬27 cm，高9 cm，重2.2 kg，磨損器與草坪接觸面黏貼一塊同樣大小的柔性纖維摩擦布(圖1b)，磨損器每分鐘可產(chǎn)生1 000次往復振動。

圖1 自制模擬踐踏器與模擬草坪磨損器實物圖Fig.1 Self-made traffic simulator (a) and portable wear simulated machine (b)

1.3 試驗設計

試驗分踐踏處理區(qū)和磨損處理區(qū)。其中踐踏處理小區(qū)大小為7.5 m×1.5 m，磨損處理小區(qū)大小為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空地保護行。踐踏試驗用自制模擬踐踏器于2020年8月28日開始進行踐踏處理，之后每周一、周四進行踐踏處理，一周2次，試驗共進行8周，每次踐踏6個往返，根據(jù)本課題組前期使用同樣模擬踐踏器對狗牙根和結(jié)縷草草坪進行耐踐踏性試驗結(jié)果，上述踐踏處理達到了中等踐踏強度[20]；磨損處理為每兩天一次，磨損強度分別為磨損8 min，16 min，32 min。試驗采用隨機區(qū)組設計，每個草坪草的踐踏和磨損處理均為3個重復，設置既不踐踏又不磨損處理為對照。

草坪按常規(guī)養(yǎng)護。剪草高度4 cm，每15 d施肥一次，每次施“挪威”牌復合肥(N，P，K養(yǎng)分比例各15%)15 g·m-2。視天氣情況，每周噴灌2～3次。踐踏處理期間，每次踐踏后澆水。每次施肥后立即澆水。根據(jù)雜草的生長狀況，盡量除早、除小，進行人工拔草。

1.4 測定指標與方法

顏色：采用1～9分目測法[21]，深綠9分，枯黃1分，綠色6分。3名觀測人員獨立對草坪顏色目測打分，取3人觀測值的平均數(shù)。

均一性：1～9分目測法[21]，9分為最優(yōu)，6分為可接受水平，1分為最差。3名觀測人員獨立對每盆草坪均一性目測打分，取3人觀測值的平均數(shù)。

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。

密度：樣框法[21]測定，采用10 cm×10 cm的樣框放置盆栽草坪上，測定樣方內(nèi)的草坪植株枝條數(shù)。

生物量：試驗期間，用直徑5 cm的取樣器取10 cm深的草皮柱，帶回實驗室。將草皮柱地上部分齊根剪下，地下部分清理出根系，洗凈后放進80℃烘箱內(nèi)烘干至恒重，稱量并記錄。

以上指標在試驗開始第3 d時測量一次，試驗開始后每兩周測量一次，一共測定5次。

1.5 綜合評價

采用各指標踐踏和磨損脅迫下最后一次測量的相對值進行耐踐踏性綜合評價。踐踏和磨損脅迫下某指標相對值=踐踏和磨損脅迫下某指標最后一次測量值/對照某指標測量值。

計算供試材料各指標隸屬函數(shù)值[22]，計算公式為：

(1)

式中，Xj表示第j個指標值，Xmin表示第j個指標的最小值，Xmax表示第j個指標的最大值。

用下列公式計算標準差系數(shù)Vj：

(2)

用下式計算各指標的權(quán)重：

(3)

式中，Wj表示第j個指標的權(quán)重。

用下式計算各材料的耐踐踏性綜合評價值D，D值越大表明耐踐踏性越強，得到各草種的耐踐踏性評分并進行排序。

(4)

1.6 踐踏器處理與磨損器處理的草坪質(zhì)量擬合分析

利用線性擬合分析和加權(quán)平均算法，根據(jù)每次踐踏處理和不同磨損強度處理試驗的數(shù)據(jù)做線性擬合分析，以試驗天數(shù)為橫坐標，各草種的耐踐踏綜合得分為縱坐標，以各指標第一次測量的CK值為起點，分別得出4個草坪草踐踏處理和不同磨損強度處理的耐踐踏綜合值的線性擬合函數(shù)。取踐踏擬合函數(shù)與3個磨損強度的交點作擬合分析，交點為對應的試驗天數(shù)，根據(jù)試驗天數(shù)計算出對應的磨損來回次數(shù)與踐踏來回次數(shù)即為二者對應坐標的擬合點。

1.7 數(shù)據(jù)分析

測定的各項指標試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2019進行圖表分析，線性擬合圖用Origin 2019進行繪圖，用SPSS 22.0軟件進行方差分析，用Duncan’s法在P<0.05水平下進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 踐踏與磨損處理下的草坪顏色變化

4個草坪草對照CK的草坪顏色分數(shù)均顯著高于踐踏和磨損處理(P<0.05，表1)。隨著處理時間的增加，草坪顏色出現(xiàn)不同程度的枯黃，其顏色分數(shù)呈下降趨勢。處理14 d后，踐踏處理下的‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草的顏色分數(shù)顯著低于3種磨損強度處理(P<0.05)；處理28 d后，踐踏處理下的‘Tifgreen’雜交狗牙根與普通狗牙根顏色分數(shù)顯著低于3種磨損強度處理(P<0.05)；處理42 d后，‘青島’結(jié)縷草顏色分數(shù)顯著低于3種磨損強度處理(P<0.05)。處理大部分時間內(nèi)，4個草坪草在3種強度磨損處理下的草坪顏色分數(shù)均高于踐踏處理。

4個草坪草對照CK的草坪顏色始終無顯著差異，踐踏處理的草坪顏色分數(shù)在14，28，42和56 d時均顯著低于3 d時(P<0.05)。磨損處理28 d后，4個草坪草32 min處理的草坪顏色分數(shù)開始顯著低于處理3 d時(P<0.05)；42 d后，4個草坪草16 min處理的草坪顏色分數(shù)開始顯著低于處理3 d時(P<0.05)；而磨損8 min處理在42 d后，普通狗牙根、‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草和‘青島’結(jié)縷草的草坪顏色分數(shù)開始顯著低于處理3 d時(P<0.05)，‘Tifgreen’雜交狗牙根的草坪顏色分數(shù)則是在處理56 d后顯著低于3 d時(P<0.05)。

表1 踐踏與磨損處理下的草坪顏色分數(shù)變化Table 1 Changes of turf color score under traffic and wear treatments

2.2 踐踏與磨損處理下的草坪均一性變化

處理14 d后，4個草坪草對照CK的草坪均一性均顯著高于踐踏和磨損處理(P<0.05)，且4個草坪草的均一性均隨踐踏和磨損處理時間的增加而下降(表2)。處理14 d后，踐踏處理下的‘青島’結(jié)縷草均一性和磨損32 min處理并無顯著差異。處理28 d后，踐踏處理下的‘Tifgreen’雜交狗牙根均一性與磨損16 min和32 min處理并無顯著差異。處理42 d后，踐踏處理下的4個草坪草均一性都顯著低于3種磨損強度處理(P<0.05)。

4個草坪草踐踏處理的草坪均一性在14，28，42和56 d時均顯著低于3 d時(P<0.05)。磨損處理28 d后，4個草坪草32 min處理的草坪均一性開始顯著低于3 d時(P<0.05)；在28 d后，‘Tifgreen’雜交狗牙根、普通狗牙根和‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草16 min處理的草坪均一性開始顯著低于3 d時(P<0.05)，‘青島’結(jié)縷草16 min處理的草坪均一性則是在42 d后開始顯著低于3 d時(P<0.05)；在42 d后，4個草坪草8 min處理的草坪顏色均開始顯著低于3 d時(P<0.05)。

表2 踐踏與磨損處理下的草坪均一性變化Table 2 Changes of turf uniformity under traffic and wear treatments

2.3 踐踏與磨損處理下的草坪蓋度變化

4個草坪草對照CK的草坪蓋度始終處在95%以上，而踐踏和磨損處理的草坪蓋度呈下降趨勢(表3)。處理14 d后，踐踏處理下的‘Tifgreen’雜交狗牙根與‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草的蓋度與3種磨損強度處理并無顯著差異。普通狗牙根、‘Tifgreen’雜交狗牙根、‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草和‘青島’結(jié)縷草分別在踐踏處理14 d,28 d,42 d和58 d后，草坪草蓋度都顯著低于3種磨損強度處理(P<0.05)。磨損處理14 d后，4個草坪草蓋度均呈現(xiàn)磨損8 min>磨損16 min>磨損32 min的趨勢，磨損強度越大，草坪蓋度越低。

4個草坪草踐踏處理的草坪蓋度在處理14 d后均顯著低于處理3 d時(P<0.05)。磨損32 min和16 min處理在14 d后，普通狗牙根和‘青島’結(jié)縷草的草坪蓋度均開始顯著低于處理3 d時(P<0.05)；16 min處理28 d后，‘Tifgreen’雜交狗牙根和‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草的草坪蓋度則是開始顯著低于處理3 d時(P<0.05)；在處理42 d后，‘Tifgreen’雜交狗牙根、普通狗牙根和‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草8 min處理的草坪蓋度均開始顯著低于3 d時(P<0.05)。

表3 踐踏與磨損處理下的草坪蓋度變化Table 3 Changes of turf coverage under traffic and wear treatments 單位：%

2.4 踐踏與磨損處理下的草坪密度變化

4個草坪草對照CK的草坪密度始終較為穩(wěn)定，而踐踏和磨損處理的草坪草密度呈下降趨勢(表4)。踐踏處理14 d后，普通狗牙根和‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草都顯著低于3種磨損強度處理(P<0.05)。磨損處理28 d后，4個草坪草密度均呈現(xiàn)磨損8 min>磨損16 min>磨損32 min的趨勢，磨損強度越大，草坪密度越低。

踐踏處理14，28，42和56 d后，普通狗牙根、‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草和‘青島’結(jié)縷草的草坪密度均顯著低于處理3 d時(P<0.05)，‘Tifgreen’雜交狗牙根則在處理28 d后開始顯著低于處理3 d時(P<0.05)。磨損處理28 d后，4個草坪草磨損32 min和磨損16 min處理的草坪密度開始顯著低于處理3 d時(P<0.05)；8 min處理42 d后，4個草坪草的草坪密度開始顯著低于處理3 d時(P<0.05)。

表4 踐踏與磨損處理下的草坪密度變化Table 4 Changes of turf density under traffic and wear treatments 單位：shoot·(0.01 m)-2

2.5 踐踏與磨損處理下的草坪生物量變化

4個草坪草的生物量均隨處理時間的增加而下降，而對照CK的生物量始終較為穩(wěn)定(表4)。處理14 d后，4個草坪草對照CK的草坪生物量均顯著高于踐踏處理(P<0.05)，且踐踏處理下的‘Tifgreen’雜交狗牙根、普通狗牙根和‘青島’結(jié)縷草都顯著低于3種磨損強度處理(P<0.05)，而‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草則是從處理42 d后，踐踏處理下的草坪生物量顯著低于3種磨損強度處理(P<0.05)。4個草坪草磨損處理在第14 d時，3種磨損強度處理間的生物量無顯著差異，從28 d開始，生物量均呈現(xiàn)磨損8 min>磨損16 min>磨損32 min的趨勢，磨損強度越大，草坪生物量越低。

踐踏處理的4個草坪草生物量在處理時間為14,28,42和56 d時均顯著低于處理3 d(P<0.05)。磨損32 min處理28 d后，普通狗牙根、‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草和‘青島’結(jié)縷草的生物量開始顯著低于處理3 d時(P<0.05)，‘Tifgreen’雜交狗牙根的生物量則是在14 d后顯著低于3 d時(P<0.05)；在28 d后，4個草坪草磨損16 min處理的草坪生物量開始顯著低于3 d時(P<0.05)；磨損8 min處理在42 d后，‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草和‘青島’結(jié)縷草的生物量開始顯著低于處理3 d時(P<0.05)。

表5 踐踏與磨損處理下的草坪生物量變化Table 5 Changes of turf biomass under traffic and wear treatments 單位：g

2.6 草坪草踐踏器處理與磨損器處理的耐踐踏綜合評價擬合分析

根據(jù)1.5隸屬函數(shù)公式計算得出各指標在耐踐踏性評價中的權(quán)重(表6)，顏色、均一性、蓋度、密度和生物量所占權(quán)重分別為16.43%，22.70%，14.26%，16.92%和29.69%。將各指標隸屬函數(shù)值乘以權(quán)重之和相加即為該草種的耐踐踏性綜合評價值，之后將4個草坪草每次踐踏處理和不同磨損強度處理試驗的數(shù)據(jù)做線性擬合分析，以試驗天數(shù)為橫坐標，耐踐踏綜合評價值為縱坐標，分別得出‘Tifgreen’雜交狗牙根、普通狗牙根、‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草和‘青島’結(jié)縷草踐踏處理和不同磨損強度處理的耐踐踏綜合評價值的線性擬合函數(shù)，4個草坪草各處理經(jīng)過加權(quán)計算綜合分數(shù)從大到小排名是：‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草> ‘Tifgreen’雜交狗牙根>‘青島’結(jié)縷草>普通狗牙根，綜合評價來看，‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草的耐踐踏性表現(xiàn)最好。同一草種各處理下的耐踐踏性綜合性評價值順序均為磨損8 min>磨損16 min>磨損32 min>踐踏。取踐踏擬合函數(shù)與3個磨損強度的交點作擬合分析，交點為對應的試驗天數(shù)(圖2)，交點視為踐踏和對應磨損處理效果相當?shù)臅r間點，‘Tifgreen’雜交狗牙根草坪踐踏處理和磨損8 min，16 min，32 min處理的交點為處理時間5.07 d，7.58 d，15.51 d；普通狗牙根草坪踐踏處理和磨損8 min，16 min，32 min處理的交點為處理時間4.17 d，5.23 d，8.21 d；‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草草坪踐踏處理和磨損8 min，16 min，32 min處理的交點為處理時間9.77 d，12.41 d，17.64 d；‘青島’結(jié)縷草草坪踐踏處理和磨損8 min，16 min，32 min處理的交點為處理時間5.45 d，6.11 d，9.64 d。根據(jù)試驗天數(shù)計算出對應的磨損來回次數(shù)與踐踏來回次數(shù)即為二者對應坐標的擬合點(表7)?！甌ifgreen’雜交狗牙根草坪綜合評價值在磨損器以1 000 次·min-1的往復磨損8 min，16 min，32 min處理的磨損次數(shù)2.03×105，6.06×105，2.48×106次約等于模擬踐踏器處理的4.35，6.50，13.29個來回；普通狗牙根草坪綜合評價值在磨損器以1 000 次·min-1的往復磨損8 min，16 min，32 min處理的磨損次數(shù)1.67×105，4.10×105，1.31×106次約等于模擬踐踏器處理的3.57，4.48，7.04個來回；‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草草坪綜合評價值在磨損器以1 000 次·min-1的往復磨損8 min，16 min，32 min處理的磨損次數(shù)3.91×105，9.90×105，2.82×106次約等于模擬踐踏器處理的8.37，10.64，15.12個來回；‘青島’結(jié)縷草草坪綜合評價值在磨損器以1 000 次·min-1的往復磨損8 min，16 min，32 min處理的磨損次數(shù)2.18×105，4.89×105，1.54×106次約等于模擬踐踏器處理的4.67，5.24，8.26個來回。

表6 草坪草耐踐踏評價得分各指標權(quán)重系數(shù)Table 6 Weight coefficient of each indicator for traffic tolerance evaluation score of turfgrass

表7 草坪草不同強度磨損處理與踐踏處理之間的擬合Table 7 Fitting between different intensities of wear treatments and traffic treatment for turfgrasses

圖2 草坪草耐踐踏性綜合評價值和不同磨損器處理強度及踐踏處理時間線性擬合圖Fig.2 linear fit of comprehensive evaluation values of turfgrasses with different wear treatment intensities and traffic treatment time

3 討論

踐踏對草坪最直接的影響便是表觀質(zhì)量，直觀的反映草坪的生長狀況。草坪在受到踐踏脅迫后，葉片變窄、變彎曲，株型變小，導致草坪均一性和蓋度下降，進而影響到草坪的顏色[23]。草坪踐踏主要受垂直方向的擠壓，水平方向的撕拉和摩擦這3個外力，其中水平方向上的撕拉占的比例最高，對草坪造成的傷害最深[24]，影響草坪草的光合作用和降低了草坪草的抗病性，更容易被病菌感染。奇鳳等[25]發(fā)現(xiàn)中等踐踏強度下草地早熟禾和高羊茅(Festucaarundinacea)草坪的分蘗能力有所下降，持續(xù)的踐踏會導致草坪密度下降，本試驗結(jié)果與之相似，中等踐踏強度脅迫下的狗牙根和結(jié)縷草草坪密度隨踐踏時間的增加而持續(xù)下降。與踐踏處理相似，磨損對草坪最直接的影響便是表觀質(zhì)量，然而磨損直接造成草坪草莖葉受損，持續(xù)的磨損處理會導致部分植株死亡，降低了均一性[26]；且磨損程度越大，葉片受損程度就越大[27]，草坪的密度、蓋度、生物量下降的幅度也越大[28]。本研究中，3種強度磨損處理條件下，隨著處理時間的增加，4個草坪草在持續(xù)受損，表觀質(zhì)量指標持續(xù)下降，且下降幅度均隨磨損處理強度上升而增加。

踐踏和磨損脅迫對草坪的影響是多方面的，單一的指標往往只反映某一方面性狀的差異[29]。因此對于草坪耐踐踏性和耐磨損性的評價，不能局限于單一的指標，而國內(nèi)外的許多學者根據(jù)所選材料的不同，選用了不同的評價指標和方法。有采用蓋度、密度等表觀質(zhì)量指標[30-32]，也有生物量、葉綠素等量化指標進行耐踐踏性綜合評價[33-34]。本研究結(jié)合前人關(guān)于草坪草耐踐踏性的研究，最后確定從顏色、均一性、蓋度、密度和生物量5個表觀質(zhì)量指標綜合評價踐踏和磨損對4個草坪草的影響。根據(jù)各指標隸屬函數(shù)值計算的各指標權(quán)重結(jié)果，均一性與總生物量所占的權(quán)重最高，分別占22.70%和29.69%，說明均一性與總生物量是受踐踏和磨損影響最大的2個指標。均一性本質(zhì)上是一個綜合指標，是整個草坪的外貌均勻程度，是草坪密度、顏色、質(zhì)地、整齊性等差異程度的綜合反映[35]，均一性相比于密度、蓋度等單一指標，更能綜合出反映踐踏和磨損處理對草坪整體的影響以及踐踏處理下草坪的生長狀況，可以更真實的體現(xiàn)出踐踏和磨損對草坪的損害程度。生物量是植物生長發(fā)育狀況最直接的體現(xiàn)[36]，其在耐踐踏性評價中占權(quán)重29.69%，大于其他指標的權(quán)重。草坪磨損器對草坪的傷害集中在對草坪地上部分莖葉的直接磨損，因此其對草坪草生物量的影響幾乎集中在地上部分，不同于磨損器，踐踏器除了直接造成草坪地上部分的撕拉與摩擦，還擠壓了草坪的坪床土壤，改變了草坪草的土壤結(jié)構(gòu)，壓縮了根系的生長空間[37]，直接導致地下生物量的下降，地下根系生長受限制，其吸收養(yǎng)分的能力大大減弱，對草坪草生長造成二次傷害，間接影響地上莖葉部分的生長，長期以往，草坪草生物量會大幅度下降，因此踐踏處理下草坪草生物量的下降幅度要遠大于磨損處理，生物量指標更能體現(xiàn)踐踏與不同強度磨損間的差距。草坪在踐踏或者磨損處理下的生物量下降幅度越低，說明草坪草在踐踏或磨損脅迫下保持自身生長的能力越強，耐踐踏性越強；反之則說明，草坪草的耐踐踏性越弱。由此可以看出，均一性和生物量可以作為草坪草耐踐踏性和耐磨損性的關(guān)鍵指標。

模擬草坪磨損器由電動馬達驅(qū)動，帶動底部的纖維布以1 000 次·min-1對草坪進行反復的摩擦運動，重量僅2.2 kg，草坪磨損器對土壤緊實度的影響很小，對草坪的傷害主要集中在對草坪地上部分莖葉的直接磨損，而踐踏器重量達80 kg，對草坪草的作用力則是包括垂直方向的擠壓，水平方向的撕拉和摩擦，對土壤緊實度的作用很大，因此模擬踐踏器對草坪的傷害程度是多方面的，其強度也遠大于草坪磨損器。本研究對比4個草坪草踐踏處理和不同磨損強度處理的顏色、均一性、蓋度、密度、總生物量的變化，發(fā)現(xiàn)4個草坪草在中等踐踏強度下各指標下降幅度均大于磨損處理，草坪草受到的傷害程度更高。綜合各指標對草坪草進行耐踐踏性評價，4個草坪草的耐踐踏性從強到弱排名是：‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草> ‘Tifgreen’雜交狗牙根> ‘青島’結(jié)縷草>普通狗牙根。王旭盛[38]在使用與本試驗相同的模擬踐踏器對包括結(jié)縷草屬和狗牙根屬等4個屬共20多個草種進行踐踏處理，發(fā)現(xiàn)結(jié)縷草屬中，‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草的耐踐踏性最好，‘青島’結(jié)縷草耐踐踏性最差；狗牙根屬中，‘Tifgreen’雜交狗牙根的耐踐踏性最好，普通狗牙根耐踐踏性最差，與本試驗結(jié)果相符。踐踏導致土壤緊實是一個緩慢漸進的過程，本試驗踐踏處理僅兩個月時間，踐踏器對草坪緊實度的影響有限，可以忽略其對草坪地下部分生長帶來的影響，可以說踐踏器對草坪的作用主要是對草坪地上的影響，也就是說踐踏器對草坪的影響基本上是磨損產(chǎn)生的作用。試驗結(jié)果表明，4個草坪草不同磨損強度處理下下降的程度有所區(qū)別，這可能主要與草種本身的耐磨損性有關(guān)?！m引Ⅲ號’結(jié)縷草踐踏處理下耐踐踏綜合評分的擬合函數(shù)曲線與3種磨損強度(8 min，16 min，32 min)處理的擬合函數(shù)曲線交點分別在踐踏處理的第8.37，10.64和15.12個來回；而普通狗牙根踐踏處理下耐踐踏綜合評分的擬合函數(shù)曲線與3種磨損強度(8 min，16 min，32 min)處理的擬合函數(shù)曲線交點分別在踐踏處理的第3.57，4.48和7.04個來回，說明草坪草的耐踐踏性越強，其模擬踐踏器與磨損器處理的擬合點出現(xiàn)的越晚。這可能是由于耐踐踏性強的草種在踐踏或者磨損脅迫下，其保持本身正常生長的能力就越強[39]，所以在受到踐踏或者磨損脅迫時，其表觀質(zhì)量指標下降的幅度更小，因此其擬合函數(shù)的斜率更小，趨勢更平緩，某種程度上，踐踏處理可以看作是強化版的磨損脅迫，因此耐踐踏性強的草種，其踐踏處理與各磨損處理的擬合函數(shù)表現(xiàn)的更平緩，擬合點坐標更靠后。

4 結(jié)論

綜上，均一性和生物量可以作為草坪草耐踐踏性的關(guān)鍵指標。通過對草坪草的表觀質(zhì)量指標進行隸屬函數(shù)分析和加權(quán)平均，4個草坪草耐踐踏性和耐磨損性從強到弱順序為：‘蘭引Ⅲ號’結(jié)縷草> ‘Tifgreen’雜交狗牙根> ‘青島’結(jié)縷草>普通狗牙根。綜合分析模擬踐踏器處理與磨損器處理之間的擬合關(guān)系發(fā)現(xiàn)，草坪草的耐踐踏性越強，其模擬踐踏器與磨損器處理之間的擬合點出現(xiàn)的時間越晚。試驗結(jié)果為小型磨損器與大型踐踏器結(jié)合用于耐踐踏試驗研究提供了數(shù)據(jù)支撐和技術(shù)參考。