不同水質(zhì)灌溉對(duì)冷季型草坪草生長(zhǎng)特性的影響

于 輝，趙云華，趙曉輝，姚江華，劉惠青

(1.鄂爾多斯生態(tài)環(huán)境職業(yè)學(xué)院，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017010；2.鄂爾多斯市杭錦旗草原站，內(nèi)蒙古 杭錦旗 017400；3.鄂爾多斯市草原工作站，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017010；4.鄂爾多斯市草原監(jiān)督管理局，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017010)

不同水質(zhì)灌溉對(duì)冷季型草坪草生長(zhǎng)特性的影響

于 輝1，趙云華2，趙曉輝2，姚江華3，劉惠青4

(1.鄂爾多斯生態(tài)環(huán)境職業(yè)學(xué)院，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017010；2.鄂爾多斯市杭錦旗草原站，內(nèi)蒙古 杭錦旗 017400；3.鄂爾多斯市草原工作站，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017010；4.鄂爾多斯市草原監(jiān)督管理局，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017010)

在鄂爾多斯地區(qū)，利用再生水、雨水和自來水對(duì)草坪草進(jìn)行等量和等時(shí)灌溉，研究不同灌溉水源對(duì)草地早熟禾、多年生黑麥草、高羊茅、匍匐翦股穎的地上生物量、光合速率、葉綠素含量、根系活力等的影響，通過灰色關(guān)聯(lián)分析進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，再生水和雨水灌溉對(duì)草地早熟禾、多年生黑麥草、高羊茅、匍匐翦股穎的生長(zhǎng)具有一定促進(jìn)作用，測(cè)定指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)最優(yōu)的是再生水灌溉下的高羊茅，其次是雨水灌溉下的草地早熟禾，這兩者更適宜在鄂爾多斯地區(qū)應(yīng)用。

冷季型草坪草；再生水；雨水；生長(zhǎng)

鄂爾多斯市位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西南部，降水多集中于7～9月，占全年降水量的70%，干旱嚴(yán)重，屬于水資源匱乏的地區(qū)，大力推廣再生水和雨水收集系統(tǒng)，可以有效地解決當(dāng)?shù)厮床蛔愕膯栴}，同時(shí)實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

草坪具有生長(zhǎng)迅速、須根發(fā)達(dá)、再生能力強(qiáng)和易于建植等特點(diǎn)[1]，在北方城市草坪綠化中廣泛應(yīng)用，但其需水量大，利用再生水和雨水灌溉可以節(jié)約大量自來水。再生水是生活污水和工業(yè)廢水經(jīng)過一級(jí)、二級(jí)和深度處理后達(dá)到農(nóng)田灌溉用水標(biāo)準(zhǔn)的回用水，水質(zhì)穩(wěn)定、水量大且集中，用于洗車、沖廁、綠化等用途[2，3]。

再生水重新利用可以減少城市污水排放，改善自然環(huán)境，降低能耗。雨水是分布廣泛和可直接利用的水資源，利用建筑物的房頂、道路兩側(cè)、人工地面和自然地面等將雨水有效地收集和處理，雨水中有機(jī)污染物較少，溶解氧接近飽和，鈣含量低，硬度小，水質(zhì)比較可靠，可用作生活雜用水和灌溉用水[4]。收集雨水不僅可解決園林綠化用水，而且對(duì)緩解城市用水緊張有重大意義。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在鄂爾多斯市納林希里試驗(yàn)站進(jìn)行，地理位置E 108°58′，N 39°49′，海拔1 556 m，屬溫帶大陸性氣候，年降水量348.3 mm，全年蒸發(fā)量2 506.3 mm；年平均氣溫6.2 ℃，無霜期130 d；年日照時(shí)數(shù)3 100 h；年平均風(fēng)速3.6 m/s；土壤為栗鈣土，土壤pH 7.5，有機(jī)質(zhì)含量0.67%，全氮0.08%，速效磷5.17 mg/kg，速效鉀129.59 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

1.2.1 試驗(yàn)草種 試驗(yàn)用草地早熟禾(Poapratensis)品種百勝(Barvictor)、多年生黑麥草(Loliumperenne)品種潘多拉(Panterra)、高羊茅(Festucaarundinacea)品種凌志(Barlexas)、匍匐翦股穎(Agrostissoionifera)品種普特(Putter)，種子來源于鄂爾多斯市草原工作站。

1.2.2 試驗(yàn)用水 再生水來自市政污水處理廠，雨水來自市政雨水收集系統(tǒng)，自來水來自市政自來水公司。水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)來自實(shí)驗(yàn)室自測(cè)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試草坪播種時(shí)間為2012年5月20日，在2013年6月1日開始進(jìn)行灌溉。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每小區(qū)面積4 m×5 m,小區(qū)之間走廊寬0.8 m，3次重復(fù)。處理組采用再生水灌溉、雨水灌溉，對(duì)照組采用自來水灌溉，共12個(gè)處理。灌水時(shí)間為上午10∶00，每3 d灌溉1次，每次灌量均為100 mm。試驗(yàn)期間正常田間管理,2013年7月1日開始測(cè)定草坪草再生量，2013年8月1日測(cè)定其他3項(xiàng)生理指標(biāo)。

表1 再生水、雨水和自來水水質(zhì)指標(biāo)Table1 Quality indicators of reclaimed water,Rain and tap water in experiment

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 生長(zhǎng)速度 每隔20 d對(duì)草坪進(jìn)行修剪，取樣1 m2，采5個(gè)點(diǎn)，留茬高度為5 cm，用電子天平稱量修剪的鮮草質(zhì)量并記錄，求平均值后再除以取樣間隔天數(shù)的值為生長(zhǎng)速度。

1.4.2 光合速率測(cè)定 利用L1-6400光合測(cè)定系統(tǒng)測(cè)定光合速率。每天上午10∶00測(cè)定1次,連續(xù)測(cè)定7 d，選取各處理植株成熟葉片，隨機(jī)選取5個(gè)葉片，從光合測(cè)定系統(tǒng)中讀出光合速率，取平均值。

1.4.3 葉綠素含量測(cè)定 葉綠素含量測(cè)定參照文獻(xiàn)[5]的方法進(jìn)行。各處理分別隨機(jī)稱取新鮮葉片，研成勻漿定容，在分光光度計(jì)下比色。

1.4.4 根系活力測(cè)定 根系活力測(cè)定參照文獻(xiàn)[6]的方法進(jìn)行。隨機(jī)挖取各處理植株新鮮根系3份，注意避免損傷根系，洗凈根上殘土，測(cè)定根系活力。

1.4.5 灰色關(guān)聯(lián)分析 按灰色系統(tǒng)理論，把試驗(yàn)測(cè)定的各項(xiàng)指標(biāo)作為一個(gè)整體，即灰色系統(tǒng)。選取各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)的最優(yōu)值設(shè)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照處理X0，其各項(xiàng)指標(biāo)均為參試處理中相應(yīng)試驗(yàn)指標(biāo)的最大值。根據(jù)關(guān)聯(lián)度分析原則，關(guān)聯(lián)順序越靠前的處理Xi與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照處理X0越接近，其綜合評(píng)價(jià)表現(xiàn)越優(yōu)[7]。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel、DPS軟件統(tǒng)計(jì)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 草坪草生長(zhǎng)速度

草坪草生長(zhǎng)速度是不同水質(zhì)灌溉條件下評(píng)價(jià)草坪草生長(zhǎng)狀況最綜合的指標(biāo)，反映了草坪的蓋度、密度以及生長(zhǎng)勢(shì)等草坪景觀性狀[8]。不同水處理?xiàng)l件下，草地早熟禾、匍匐翦股穎生長(zhǎng)速度，均表現(xiàn)為雨水灌溉處理極顯著高于另2種灌溉處理，自來水灌溉處理又極顯著高于再生水灌溉處理；多年生黑麥草、高羊茅生長(zhǎng)速度均表現(xiàn)為再生水灌溉處理極顯著高于另2種灌溉處理，雨水灌溉處理高于自來水灌溉處理，差異不顯著(表2)。

再生水灌溉處理中，多年生黑麥草草坪生長(zhǎng)速度最高；雨水和自來水灌溉處理中，草地早熟禾草坪生長(zhǎng)速度均高于其他處理。

表2 不同灌溉條件下4種冷季型草坪草的生長(zhǎng)速度Table2 Comparison of regeneration of four cool season turf grasses under different water irrigation g/d

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)

2.2 光合速率

光是影響植物結(jié)構(gòu)與功能的重要因素,在植物的生長(zhǎng)及演化中發(fā)揮著重要作用。植物生長(zhǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)來自光合作用合成的碳水化合物,植物光合能力與其生長(zhǎng)速度有著密切的聯(lián)系[9-13]。不同水處理?xiàng)l件下，多年生黑麥草、高羊茅光合速率比較結(jié)果均表現(xiàn)為再生水灌溉處理極顯著高于另2種灌溉處理，雨水灌溉處理又極顯著高于自來水灌溉處理；草地早熟禾、匍匐翦股穎光合速率表現(xiàn)為雨水灌溉處理顯著高于另2種灌溉處理(表3)。

再生水和雨水灌溉處理下，多年生黑麥草光合速率均高于其他處理；自來水灌溉處理下，草地早熟禾光合速率最高。

表3 不同灌溉條件下4種冷季型草坪草的光合速率Table3 Comparison of photosynthetic rate of four cool season turf grasses under different water irrigation μmol/(m2·s)

2.3 葉綠素含量

葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的重要物質(zhì)，其含量直接影響植物光合作用的光能利用效率，是重要的生理指標(biāo)。葉綠素含量高則草坪草長(zhǎng)勢(shì)好。對(duì)色素含量的分析已成為評(píng)價(jià)植物長(zhǎng)勢(shì)的一種重要手段[14-19]。試驗(yàn)結(jié)果表明，不同水處理?xiàng)l件下，草地早熟禾、匍匐翦股穎葉綠素含量均表現(xiàn)為雨水灌溉處理極顯著高于另2種灌溉處理，自來水灌溉處理又極顯著高于再生水灌溉處理；多年生黑麥草、高羊茅葉綠素含量均表現(xiàn)為再生水灌溉處理極顯著高于另2種灌溉處理，雨水灌溉處理又極顯著高于自來水灌溉處理(表4)。

再生水灌溉處理中，草坪葉綠素含量表現(xiàn)為多年生黑麥草>高羊茅>草地早熟禾>匍匐翦股穎；雨水灌溉處理中，草坪葉綠素含量表現(xiàn)為草地早熟禾>多年生黑麥草>高羊茅>匍匐翦股穎；自來水灌溉處理中，草坪葉綠素含量表現(xiàn)為匍匐翦股穎>草地早熟禾>高羊茅>多年生黑麥草。

表4 不同灌溉條件下4種冷季型草坪草的葉綠素含量Table4 Comparison of leaf chlorophyll content of four cool season turf grasses under different water irrigation mg/g FW

2.4 根系活力

根系活力可以反映植物在逆境下的生長(zhǎng)狀態(tài)。在不同灌溉處理?xiàng)l件下，草地早熟禾、匍匐翦股穎根系活力比較結(jié)果一致，均表現(xiàn)為雨水灌溉處理極顯著高于另2種灌溉處理，自來水灌溉處理又極顯著高于再生水灌溉處理；多年生黑麥草和高羊茅根系活力均表現(xiàn)為再生水灌溉處理顯著高于另2種灌溉處理。

再生水和雨水灌溉處理中，高羊茅根系活力均高于其他處理；自來水灌溉處理中，草地早熟禾根系活力最高(表5)。

表5 不同灌溉條件下4種冷季型草坪草的根系活力Table5 Comparison of root system activity of four cool season turf grasses under different water irrigation mg/g

2.5 綜合評(píng)價(jià)

將全部數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，分辨率系數(shù)ρ=0.5，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照處理各項(xiàng)指標(biāo)均設(shè)為試驗(yàn)各處理生理指標(biāo)中的最優(yōu)值，通過灰色關(guān)聯(lián)分析求得各處理的關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)順序(表6)。

綜合評(píng)價(jià)的關(guān)聯(lián)順序中，最優(yōu)是再生水灌溉下的高羊茅，其次是雨水灌溉下的草地早熟禾，最差是再生水灌溉下的匍匐翦股穎。

表6 不同灌溉條件下4種冷季型草坪草的綜合評(píng)價(jià)Table6 Comprehensive evaluation of four cool season turf grasses under different water irrigation

3 討論與結(jié)論

(1)試驗(yàn)結(jié)果表明，再生水灌溉下的高羊茅根系活力明顯高于其他處理，雨水灌溉下的草地早熟禾在地上生物量、葉綠素含量方面顯著高于其他處理，再生較快，葉色較深，再生水灌溉下的多年生黑麥草在光合速率方面顯著高于其他處理。

(2)再生水灌溉下的高羊茅生長(zhǎng)速度、光合速率、葉綠素含量及根系活力4項(xiàng)生理指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)中最優(yōu)，說明高羊茅具有較高的耐鹽性，能夠忍受再生水中的鹽分累積，能充分吸收營(yíng)養(yǎng)元素，在再生水的作用下表現(xiàn)出較強(qiáng)的生理優(yōu)勢(shì)。多年生黑麥草具有一定的耐鹽性，能利用一些營(yíng)養(yǎng)元素，在再生水的作用下正常生長(zhǎng)。草地早熟禾耐鹽性弱，在再生水鹽濃度較高的條件下對(duì)細(xì)胞造成一定損害，植物體內(nèi)生理平衡被打破，生長(zhǎng)緩慢。匍匐翦股穎的耐鹽性更弱于草地早熟禾，再生水含較多的鹽分可能導(dǎo)致鈉離子在翦股穎根系內(nèi)的累積，造成翦股穎根系生長(zhǎng)受到抑制，植物受到不可逆?zhèn)ΓL(zhǎng)發(fā)育嚴(yán)重受阻。

(3)雨水含有一些草坪草所需的礦物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)元素，雨水灌溉可以提高土壤肥力。與自來水相比，雨水灌溉更能促進(jìn)草坪草生長(zhǎng)。試驗(yàn)中雨水灌溉的草坪草葉綠素含量顯著高于自來水灌溉，雨水為葉綠素合成提供了必需的元素，能促進(jìn)葉綠素正常合成氨氮，使草坪草顏色呈現(xiàn)深綠色，自來水灌溉下的草坪草黃葉較多，葉片顏色明顯較淡。雨水灌溉下草坪草根系活力低于再生水灌溉，雨水中懸浮物質(zhì)堵塞土壤中氣孔，影響草坪草根系的正常生長(zhǎng)。

(4)再生水灌溉下的高羊茅和雨水灌溉下的草地早熟禾比較適合在鄂爾多斯地區(qū)建植。試驗(yàn)區(qū)短期再生水灌溉能促進(jìn)高羊茅、多年生黑麥草的生長(zhǎng)，但是長(zhǎng)期使用再生水灌溉的效果還有待進(jìn)一步研究。試驗(yàn)取得的雨水灌溉下草地早熟禾、匍匐翦股穎、高羊茅幾項(xiàng)生長(zhǎng)特性數(shù)據(jù)，可為繼續(xù)研究和實(shí)踐此地區(qū)雨水收集灌溉綠地方面提供一定參考。

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Effect of irrigation with diffferent water on growth characteristic of cool season turf grasses

YU Hui1，ZHAO Yun-hua2，ZHAO Xiao-hui2，YAO Jiang-hua3，LIU Hui-qing4

(1.ErdosEcologicalEnvironmentCareerAcademy,Erdos017010,China；2.Hangjin,GrasslandStation,Erdos014300,China；3.ErdosGrasslandStation,Erdos017010,China；4.ErdosGrasslandAdministration,Erdos017010,China)

The paper used the same quantity of reclaimed water and rain to irrigate the cool season turf grasses(Poa pratensis,Lolium perenne,Festuca arundinacea,Agrostis soionifera) at the same time and studied the effects on grass regeneration,photosynthetic rate,leaf chlorophyll content and root system activity.Based on the gray correlation analysis,the results indicated that reclaimed water and rain could promote growth of four cool season turf grasses.The festuca and Poa pratensis irrigated by reclaimed water and rain were more suiTablein Erdos.

cool season turf grasses;reclaimed water;rain water;growth

2015-01-08；

2015-01-20

于輝(1976-)，男，遼寧省康平縣人，畜牧師，碩士，研究方向?yàn)椴輼I(yè)科學(xué)。 E-mail：yuhui9yuhui9@163.com

S 541

A

1009-5500(2015)02-0080-05