再生水灌溉對馬尼拉草坪生長及運動質量的影響

李諭藩 趙蕙婷

摘 要 我國人均水資源占有量較低。近年來，華南地區(qū)受氣候變化影響水資源短缺問題愈發(fā)突出。馬尼拉草因耐踐踏、耐修剪，在我國南方地區(qū)被廣泛應用于綠化及運動草坪。草坪綠化建設作為城市綠化建設的重要組成，需要耗費大量的水資源，因此探索將再生水應用于馬尼拉草坪灌溉十分必要。以廣西桂林旅游學院雁山校區(qū)高爾夫實訓基地內的2塊長20 m、寬20 m的區(qū)域為試驗地，在相同養(yǎng)護、管理條件下，探索再生水與自來水灌溉處理對馬尼拉草坪生長的影響。試驗結果表明，再生水與自來水灌溉處理之間的草坪生長狀況與運動質量無顯著差異，但再生水灌溉處理后的馬尼拉草坪凈重、莖葉的主要化學元素含量、草坪色度、草坪均勻性、草坪質量數據均優(yōu)于自來水灌溉處理后的馬尼拉草坪數據。

關鍵詞 再生水；自來水；灌溉；馬尼拉草坪；廣西桂林市

中圖分類號：X523；S688.4 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.06.073

近年來，受氣候變化等多重因素影響，我國南方地區(qū)出現了較為嚴重的水資源危機，因此進行水資源循環(huán)利用迫在眉睫。再生水是指污水處理后達到一定標準可進行再利用的非飲用水，再生水灌溉具有廣闊的應用空間，已有部分地區(qū)嘗試使用再生水對運動草坪進行灌溉。我國南方地區(qū)廣泛栽種馬尼拉草作運動場地草坪。草坪的運動質量決定著該草坪是否具備作為運動草坪的條件，但目前尚無使用再生水灌溉的草坪運動質量變化的相關研究[1]。因此，本文研究再生水灌溉對馬尼拉草坪運動質量的影響，以實現在保障運動草坪質量的同時，節(jié)約水、肥資源，保護生態(tài)環(huán)境。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設在桂林旅游學院雁山校區(qū)高爾夫實訓基地，地理位置110°18′E，25°5′N；海拔150 m，屬亞熱帶季風氣候，氣候溫和，雨熱同期，降水充沛；年降水量1 887.6 mm（多集中于3—6月），年蒸發(fā)量1 682 mm，年平均相對濕度76%；年平均氣溫19.1 ℃，年日照時間1 447.1 h，年無霜期309 d。試驗地土壤以紅壤為主，pH值為4.5～6.5，有機質含量0.67%、全氮含量0.08%、速效磷含量5.17 mg·kg-1、速效鉀含量129.59 mg·kg-1。試驗區(qū)植被豐富，植物生長狀態(tài)良好，對馬尼拉草坪生長影響較小。試驗區(qū)包括4萬m2的

5洞高爾夫球場及長250 m、寬10 m的備用草坪跑道1條，試驗在備用草坪跑道開展。

1.2 試驗材料

1）水源。本研究共采用2種水源（再生水及自來水），其中再生水為桂林雁山區(qū)污水處理廠處理過水質達到一級A類排放標準的再生水，2種水源的水質詳見表1。

2）試驗草坪。本試驗選用草種為溝葉結縷草，又名馬尼拉草、半細葉結縷草，是禾本科結縷草屬植物。草本、地生，半細葉、總狀花序，翠綠色，觀賞價值高，宜在深厚肥沃、排水良好的土壤中栽培。馬尼拉草喜溫暖、濕潤環(huán)境，草叢茂密，分蘗能力強，覆蓋度大，抗干旱、耐瘠薄，對環(huán)境要求較小[2]。

1.3 試驗方法

本試驗根據《國際足聯(lián)足球場地質量項目》，于2022年3月20日選定2塊地勢、坪床等條件均相同的10 m×10 m的區(qū)域（間隔30 m），統(tǒng)一鋪設供試的馬尼拉草坪，隨后在3個月內對其進行統(tǒng)一的科學養(yǎng)護，待其生根且穩(wěn)定生長后，于6月20日將其統(tǒng)一修剪至3 cm并清理草屑。試驗共設2個處理，使用自來水灌溉的區(qū)域為A處理，使用再生水灌溉的1區(qū)域為B處理，灌水時間為9：00，每3 d灌溉１次，每次灌水量均為3 L。試驗期間正常修剪，每隔2～3 d修剪1次，注意需遵循草坪修剪的基本原則（1/3原則）[3]。2022年8月20日開始測定草坪生長高度，隨后統(tǒng)一修剪草坪高度至3 cm，運用TCM 500草坪色彩分析儀測量草坪色度，同時對各項草坪的運動質量指標進行測定。最后將修剪下的草屑帶回實驗室，測定草坪莖葉氮、磷、鉀、鈣、鎂等化學元素的含量。試驗主要采用高爾夫果嶺測速儀、Flightscope高爾夫雷達探測儀等設備，另借助GR-200型分析天平、數碼設備、計算機軟件等完成試驗數據的收集與整理工作。

1.4 項目測定

1.4.1 草坪生長指標測定

1）草坪凈重及含水量測定。凈重及含水量是衡量草坪生長狀況的重要指標，將對草坪運動質量產生直接影響[4]。本試驗將修剪后A、B 2個區(qū)域的草屑單獨收集裝袋，去除土壤、雜草等物質后稱重，獲得草坪鮮質量。然后各取1.000 0 kg樣品，將其置于105 ℃烘箱內殺青10 min，再將烘箱溫度降至75 ℃烘至恒重，取出收集袋，冷卻至室溫后稱其干質量，并記錄數據，以分析不同水質灌溉后草坪含水量。

草坪含水量的計算公式為

草坪含水量=（樣本鮮質量-樣本干質量）/樣本鮮質量×100% ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

2）草坪色度測定。草坪色度是反應草坪生長狀況的重要指標，草坪綠色程度的高低直接決定了草坪的外觀質量[5]。本試驗用TCM 500 Color Meter儀器測量草坪顏色，選擇0～9.9的綠色指數模式進行評測，每個小區(qū)讀取6次，取平均值測定草坪色度。

3）草坪均一性測定。均一性是指草坪外觀上均勻一致的程度，是對草坪草顏色、生長高度、密度、組成成分、質地等項目整齊度的綜合評價，是草坪外觀質量的重要特征[6]。采用目測法測定草坪均一性，并采用十分制法進行評分，9～10分為均勻，6～8分為基本整齊，3～5分為不均勻，1～2分為雜亂[7]。

4）草坪莖葉主要化學元素含量測定。采用釩鉬黃吸光光度法測定N元素含量，采用納氏試劑分光光度法測定P元素含量；采用ICE 3500原子吸收光譜儀測定K、Ca、Mg元素含量[8]。

1.4.2 運動質量指標測定

1）回彈性測定。采用國際足球聯(lián)合會（FIFA）規(guī)定的壓力為0.7 kg·cm-2（0.62 Bar），球直徑為68 mm、質量為425 g的標準足球，從3 m（足球下緣至場地表面）的高度自由下落，記錄足球的反彈高度，并計算反彈率，FIFA推薦的標準反彈率在20%～50%[9]。

反彈率（BR）的計算公式為

BR=H÷300×100%（2）

式中：BR為足球的反彈率；H為足球下落后反彈起的最高高度，cm。

2）滾動抵抗指標測定。果嶺球速器由一個“V”形槽狀的鋁板條構成，長0.9 m，鋁板條正面為精確磨制的釋放球的凹槽，長76 cm，延伸到測速器放在地表的一端，該端的背面底部被磨平，以減少滾下球的反彈?！癡”形槽的內角145°，相距1.3 cm的兩點支撐球。球沿槽滾下時會產生輕微的回旋，這是恒定的，對果嶺速度的測定無不利影響[10]。釋放球的凹槽設計使得當測速器的一端從地面抬高上升到與水平方向成20°角時，球開始滾動往下，這保證了球到達低端的速度總是相同的[11-13]。測定時將標準高爾夫球放在測速器上端的“V”形槽中，測速器的低端固定不動，慢慢抬起測速器上端，直到球開始往下、朝前滾動、停止，在該點做標記，并使用尺量其長度，記錄數據。連續(xù)重復3次，取3次距離數據的平均值。3次測量中，3顆球的相鄰球間距不超過20 cm，如超出則重新測定[14]。

3）滑動摩擦指標測定。試驗使用FlightScopeX2雷達探測儀測量桿頭速度，同時選用1只7號鐵桿并將桿身固定在1個點上使其可做圓周運動，試驗時使其桿頭上升到同一高度后自由落下，通過球桿速度的差異分析其滑動摩擦力[15]。依據能量守恒定律，球桿具有重力勢能。在忽略空氣阻力及摩擦力的前提下，桿頭質量為60 g，整桿質量為460 g，上升到150°后自由落下。根據公式（3）計算可得桿頭通過最低點的速度為7.47 m·s-1，試驗中進行無草坪空擺測試，速度為6.33 m·s-1，屬于誤差允許范圍內。

（3）

式中：V表示桿頭速度，m·s-1；m表示桿頭質量，

g；M表示整桿質量，g；g表示重力加速度；L表示球桿總長，m。

1.5 數據處理

本次試驗數據均采用Excel對數據進行整理，通過SPSS 16.0統(tǒng)計軟件對數據進行分析，將各項草坪質量與FIFA及其他相關標準進行比對，對本次試驗結果進行客觀驗證[16-18]。

2 結果與分析

2.1 草坪干質量及含水量

草坪干質量為樣本除去水分后所剩物質的質量[19]。由表2可知，在相同管護處理模式下，使用桂林雁山地區(qū)再生水灌溉，馬尼拉草坪水分含量更高，結合再生水中植物所需營養(yǎng)元素含量高于自來水的結論，可以得出富含適度營養(yǎng)元素的水更容易被馬尼拉草吸收，植物體內所含水分含量更高，更有利于植物生長。

由表3可知，在統(tǒng)一管理下，A、B處理間草坪色度差異不明顯，但B處理馬尼拉草坪色度較A處理高0.19；雖然A、B處理間草坪均一性無明顯差異，但B處理草坪均一性較A處理高0.05。這表明再生水灌溉對馬尼拉草坪的草坪色度及草坪均一性生長有一定的促進作用，但由于試驗時間較短，需持續(xù)探索再生水灌溉對馬尼拉草坪色度及均一性的具體影響。

2.3 草坪莖葉主要化學元素含量

由表4可知，在不進行另外施肥及其他管護措施相同的前提下，B處理馬尼拉草坪莖葉部分的N、P、K、Ca含量均顯著高于A處理，其中B處理馬尼拉草坪P元素含量比A處理高1.368 g·kg-1，但Mg元素含量比A處理低0.211 g·kg-1。

2.4 運動質量

由于草坪統(tǒng)一修剪高度為3 cm，因此，當球從3 m高度自由下落后，草坪可起到緩沖球落地沖擊力的效果，且草坪密度越大，莖葉硬度越大，則球彈起的高度就越低。由表5可知，A處理馬尼拉草坪的回彈性高于B處理。自來水灌溉的馬尼拉草坪球的反彈率為27.7%，再生水灌溉的馬尼拉草坪反彈率為25.0%。這表明B處理馬尼拉草坪在草坪密度及莖葉硬度上均高于A處理，且二者的反彈性差異極小。

由表5可知，B處理馬尼拉草坪小球滾動距離低于同等條件下A處理，且多次測試的結果穩(wěn)定性也優(yōu)于A處理。這表明再生水灌溉能有效增強馬尼拉草坪的滾動抵抗力，促進草坪滾動抵抗系數的穩(wěn)定。

由表5可知，B處理下高爾夫球桿通過后的桿頭速度明顯低于A處理，表明再生水灌溉后馬尼拉草坪的滑動摩擦力有大幅增加。

3 結論與討論

綜合試驗數據結果及分析，再生水灌溉對馬尼拉草坪的生長狀況及運動質量均產生了較為明顯的影響，具體表現在馬尼拉草的干質量、水分含量、色度、均一性、草坪莖葉主要營養(yǎng)元素含量及草坪的反彈率、滾動抵抗指標、滑動摩擦指標等均發(fā)生了變化。這表明在桂林市采用經污水處理廠處理過達到一級A類排放標準的再生水對馬尼拉草坪進行灌溉是切實可行的，且在不額外添加肥料及相同管護措施的情況下，再生水灌溉處理后的馬尼拉草坪生長狀況的各項指標優(yōu)于自來水灌溉處理后的馬尼拉草坪[20]。同時，在草坪運動質量主要指標的測定中，再生水灌溉后的馬尼拉草坪與自來水對照組的數據差異較小且均在國際標準允許的范圍內，表明利用再生水灌溉以馬尼拉為代表的運動草坪在運動質量層面是切實可行的[21]。但本試驗也存在一些局限性，對不同種類、地區(qū)、生長時間的運動草坪缺乏研究，而不同運動對于草坪的要求也不一致，所以后續(xù)需在本試驗的基礎上進一步開展研究，探索不同草坪不同運動場地的再生水灌溉管理制度。

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（責任編輯：張春雨）