3種冷季型草坪草建植的混合草坪比較與評價

麥靖雯，武 鑫 ，徐彥花 ，張巨明

（1.華南農業大學林學與風景園林學院，廣東 廣州 510642；2.廣東省草業工程技術研究中心，廣東 廣州 510642）

【研究意義】運動場草坪是草上體育運動項目的基礎。按照材料屬性，運動場草坪分為天然草坪和人造草坪兩類。天然草坪具有質地良好、美觀舒適、運動性能優良、可緩解人們視覺疲勞等優點［1］，但其耐踐踏性較差、養護成本高、使用受氣候影響大。而人造草坪維護成本低、耐踐踏能力強、使用不受氣候影響，但人造草坪質地較硬、牽引力大，運動員使用易受損傷［2-4］。如果將兩種類型草坪混合起來，在性能上取長補短，則可以既具有天然草的舒適性，又具有人造草的耐踐踏性，在高強度使用條件下仍能保持高質量的使用要求，因此混合草坪應運而生、市場前景廣闊?！厩叭搜芯窟M展】最早的混合草坪出現于20世紀90年代［5］，是以天然草坪為基礎，將人造草植入其中，草坪草根系在生長過程中與土壤及人造草絲交織纏繞，形成混合草坪。目前混合草坪主要有3種類型：第1種為草絲植入式混合草坪，使用簇絨機將人造草絲注入坪床砂中，再播種天然草坪草種［6］；第2種為纖維加固式混合草坪，使用專用設備將人造纖維絲或纖維網片和坪床砂混合后鋪設，再播種天然草坪草種［7］；第3種為草皮鋪裝式混合草坪，先鋪設人造草皮，再覆蓋砂或土壤基質，通過梳草使草絲保持直立，然后播種天然草坪草種。國外現有多家推廣應用混合草坪的公司，草絲植入式以荷蘭Desso公司為代表，纖維加固式以澳大利亞Strathayre公司為代表，草皮鋪裝式以荷蘭GreenFields公司為代表，但在國內專門針對混合草坪的研發甚少，僅見滿達等［8-9］對普通人造草做不同行距處理后構建的混合草坪作了初步研究。【本研究切入點】在3種類型的混合草坪中，草絲植入式和纖維加固式技術相對成熟，應用較廣泛，而草皮鋪裝式是近年新研發的一種混合草坪，其人造草為編織型，草絲密度較為稀疏，給天然草生長預留了一定的生長空間，其襯底經緯線之間縱橫交錯的縫隙可供天然草根系穿透生長，目前這種混合草坪中的天然草坪多采用種子型的品種建植，但不同草種建植對混合草坪質量的影響并不明確。【擬解決的關鍵問題】本研究利用鋪裝式人造草，選用運動場草坪中常用的多年生黑麥草（Lolium perenne）、草地早熟禾（Poa pratensis）和高羊茅（Festuca arundinacea）3種冷季型草坪草建植混合草坪［10］，通過對3種混合草坪坪用性狀和質量的綜合評價，選出建植混合草坪最適合的天然草坪草種，為鋪裝式混合草坪在北方溫帶地區的建植提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2016年11月19日至2017年2月10日在廣州市華南農業大學莘園后塑料大棚進行，試驗地屬南亞熱帶季風濕潤氣候，全年平均氣溫21.7 ℃，全年無霜期335～360 d，年平均降水量為2 234 mm、多集中在4～7月，氣候溫和、光照充足、雨量充沛。試驗在適合冷季型草坪草生長的冬春季開展，期間平均溫度為17.29 ℃。

人造草坪由廣州傲勝人造草公司提供，為編織型人造草，草絲纖維原材料為進口聚乙烯，寬度1.1±0.1 mm、高度50 mm、經密80、緯密400。人造草坪裁剪大小為33 cm×44.5 cm，種植盆規格為49 cm×38 cm×13.5 cm，底部鉆有6個直徑為5 mm的排水孔。天然草種植材料為種子，播種量均為常用播種量。試驗草種選用多年生黑麥草（首相2），播種量為40 g/m2；草地早熟禾（百斯特），播種量為20 g/m2；高羊茅（凌志Ⅱ），播種量為40 g/m2?；|由80%沙+20%泥炭土混配而成。泥炭土為德國Hawita（含有機質90%，pH為5.5～6.5），沙為當地過篩河沙。

1.2 試驗設計

試驗采用隨機區組設計，處理為多年生黑麥草、草地早熟禾和高羊茅3種冷季型草坪草種，3次重復。在種植盆內先裝厚度9 cm的基質，壓實平整后鋪設剪裁好的編織型人造草坪，其上覆蓋4 cm基質，澆透水沉降后，土壤表面距離盆沿2.5 cm。待土壤表面干爽后將人造草絲人工疏理出來，播種天然草種，覆沙2 mm，壓實，澆水。

出苗期，每天用噴壺澆水1次，滲透土壤表層1 cm。1周后，根據水分蒸發量進行澆水，每周澆水1～2次。采取人工拔除方式清除雜草、病蟲。待草層高度為5～7 cm時進行第1次修剪，按照1/3原則進行修剪，隨后每周修剪1～2次，留茬高度為2.5 cm；每2周施用N∶P∶K=15∶15∶15的復合肥1次，每次用量為15 g/m2。2016年12月6日至2017年2月10日間測量各個指標。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 密度 密度采用樣框法測定。采用10 cm×10 cm的樣框放置盆栽中，分別計數一個樣框內人造草和天然草的枝條數，每隔1周測定1次，3次重復。

1.3.2 蓋度 蓋度采用樣框法測定。將由35個小格（5 cm×5 cm）組成的30 cm×40 cm樣框隨機放在被測盆栽上，針刺每個節點，統計接觸到草坪草和人造草的節點數量，并用百分數表示，每隔4周測量1次。

1.3.3 成坪時間 成坪時間測定采用目測法。每周3個人分別獨立對每個小區的蓋度進行估測，計算小區草坪蓋度達到90%所需天數。

1.3.4 均一性 均一性評價采用目測打分法。3個人分別獨立對每個小區顏色打分，分值1～9分。草皮成坪后每隔2周測定1次。

1.3.5 生長速度 生長速度以草坪剪草前后生長高度的變化來衡量。草皮成坪后，在各小區內于修剪前后隨機選取5個點，用直尺測定其高度，取平均值。

1.3.6 草屑量 采用人工使用草剪方式修剪草坪。每次修剪后收集天然草草屑，將其放置在105 ℃烘箱中烘干24 h，直至樣品干重不再減少，記錄樣品干重。

1.3.7 生物量 試驗結束清盆時，將每盆全部植株洗干凈，放進溫度為105 ℃的烘箱中烘3 h，直至樣品干重不再減少，記錄樣品干重。

1.3.8 綜合評價 通過加權均分進行評價。對各個處理的各項指標表現分5級9分制打分（1～9分），權重系數根據各項指標對草坪耐踐踏性的重要性確定（表1），根據表1各項指標的得分和權重系數計算加權平均分。

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加權平均分=∑（權重×各個指標分值）

表1 草坪質量各指標分級、評分和權重系數Table 1 Index grading, scoring and weight coefficient of turf quality

試驗數據采用Excel 2013進行分析，用SPSS 19.0軟件進行方差分析，用Duncan’s法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 3種混合草坪的坪用性狀比較

2.1.1 密度 在混合草系統中，3種冷季型草種的密度均呈現上升趨勢（表2）。第1次測量，草地早熟禾的密度顯著低于多年生黑麥草，而在隨后測量中，3種草種沒有顯著差異。而在每次測量中，多年生黑麥草的密度均表現為最大。在人造草絲方面，草絲密度在試驗過程中有所下降，但下降幅度不明顯，可能是因為后期養護管理中人造草絲出現倒伏現象，但3個處理間的人造草絲密度沒有顯著差異。在總密度方面，3種冷季型草種間沒有顯著差異，其中多年生黑麥草的總密度最大，其次是草地早熟禾。

2.1.2 蓋度 表3顯示，3種冷季型草種的蓋度呈上升趨勢，12月6日的測量中，3個草種間的蓋度存在顯著差異，而在隨后測量中，3個草種間的蓋度差異不顯著。在每次測量中，多年生黑麥草的天然草蓋度均表現為最大。試驗中人造草絲的蓋度有所下降，但3個草種間的人造草絲蓋度沒有顯著差異。在總蓋度方面，在第1次測量中，高羊茅的總蓋度顯著低于其余兩個草種；而在后兩次測量中，3個草種間的總蓋度沒有顯著差異。

2.1.3 成坪時間 從圖1可以看出，多年生黑麥草的成坪時間約為24 d，顯著少于草地早熟禾和高羊茅，后兩者成坪時間沒有顯著差異，均為32 d左右。而對混合草坪而言，多年生黑麥草混合草坪成坪時間約為14 d，草地早熟禾成坪時間約為16 d，兩者之間沒有顯著差異。而高羊茅混合草坪的成坪時間顯著多于其余兩類草坪，約為30 d。與單一的天然草坪相比，3種混合草坪成坪時間都較短，尤其是多年生黑麥草坪與草地早熟禾草坪。

表2 3種混合草坪的密度（枝/cm2）變化Table 2 Changes in the density (shoot / cm2) of three kinds of hybrid turfs

表3 3種混合草坪的蓋度（%）變化Table 3 Changes in the coverage of three kinds of hybrid turfs (%)

圖1 3種混合草坪的成坪時間變化Fig.1 Turf establishment time of three kinds of hybrid turfs

2.1.4 均一性 3種冷季型草建植的混合草坪均一性呈現出上升趨勢（表4），第1次測量，多年生黑麥草混合草坪的均一性顯著高于草地早熟禾混合草坪和高羊茅混合草坪。而在隨后測量中，3個草種混合草坪間的均一性沒有顯著差異。

表4 3種混合草坪的均一性變化Table 4 Changes in the uniformity of three kinds of hybrid turfs

2.1.5 生長速度 多年生黑麥草和高羊茅的生長速度呈下降趨勢，但高羊茅生長速度下降幅度比多年生黑麥草大，早熟禾生長速度呈先上升后下降趨勢（表5）。除2017年1月4日外，在其他測量時間中3種冷季型草種間的生長速度均有顯著差異。早熟禾平均生長速度顯著低于多年生黑麥草和高羊茅，但多年生黑麥草和高羊茅的生長速度沒有顯著差異。

表5 3種冷季型草種在混合草坪中的生長速度變化Table 5 Changes in growth rate of three cold season grass species in hybrid turfs

2.2 3種混合草坪中天然草草屑量和生物量比較

表6 3種混合草坪中天然草的草屑量變化Table 6 Clipping yield of natural grass in three kinds of hybrid turfs

2.2.2 生物量 多年生黑麥草和高羊茅的植株生物量分別為12.57 g和10.69 g，顯著高于草地早熟禾，但多年生黑麥草與高羊茅間的植株生物量沒有顯著差異（圖2），其中多年生黑麥草的植株生物量表現最佳。

圖2 3種混合草坪中天然草的生物量變化Fig.2 Changes in biomass of natural grass in three kinds of hybrid turfs

2.3 3種冷季型草種在混合草中的綜合評分比較

從表7可以看出，3個草種混合草坪的加權均分表現為多年生黑麥草＞高羊茅＞草地早熟禾。多年生黑麥草的加權均分為8.04分，處于優良水平，且分數遠高于其余兩個草種；草地早熟禾和高羊茅的加權均分分別為5.26分和6.20分，均處于中等水平。因此，綜合來看，在3個草種建植的混合草坪中，多年生黑麥草建植的混合草坪綜合質量表現最好。

3 討論

草坪草的密度受其遺傳基礎的影響［11］，也與草坪強度、耐踐踏性、彈性等使用指標密切相關［12］，密度大的草坪耐踐踏［13］。多年生黑麥草的分蘗能力較草地早熟禾和高羊茅強［14］。3種混合草坪由于天然草的品種不同，導致其密度也不同，其中多年生黑麥草密度為2.77枝/cm2，高于草地早熟禾（2.36枝/cm2）和高羊茅（2.44枝/cm2）；而3種混合草坪所使用的人造草型號相同，理論上3種混合草坪擁有相同的人造草密度，但因為建植、覆沙、養護等操作可能造成人造草密度上的差異，3種混合草坪的人造草密度平均為2.10枝/cm2，雖然三者之間有差異，但是差異不顯著?？偯芏确矫妫?種混合草坪天然草和人造草的總密度達到3.70～4.30枝/cm2，該密度值在運動場草坪評價體系中處于優等級［15］。

表7 3種冷季型草種在混合草中的綜合評分Table 7 Comprehensive score of three cold season grass species in hybrid turfs

蓋度是運動場草坪的重要指標，一般來說蓋度大的草坪美觀、均一、耐踐踏，對運動員安全。在本研究中，人造草蓋度為50%～60%，天然草與人造草的蓋度比接近1∶1。有研究表明，混合草坪中的人造草絲可以有效保護天然草，從而提高草坪整體的耐踐踏性［9］。在試驗末期，3種混合草坪天然草的蓋度均達到100%，但天然草蓋度達到90%需要的天數則不一樣，多年生黑麥草為23 d、成坪最早，早熟禾和高羊茅成坪較晚、均為33 d。而3種混合草坪的成坪天數顯然比天然草成坪天數少，特別是多年生黑麥草混合草坪與草地早熟和混合草坪，成坪時間縮短約1/2，成坪時間分別為14、16 d，由此可見，混合草成坪速度優于單一天然草坪。

草坪的均一性是一個綜合指標，受草坪質地、密度、顏色、修剪高度等因素影響［16］。本研究混合草坪中的人造草，其草絲顏色與多年生黑麥草相近，形成的混合草坪色彩一致；在質地上，據觀測，人造草絲的葉片寬度為1.2 mm，多年生黑麥草質地為2.8 mm、草地早熟禾質地為2.3 mm、高羊茅質地為4.9 mm，人造草絲的寬度比3種天然草的寬度都窄，但人造草絲基本上都分布在混合草坪的下層，因此混合草坪表現出來的質地實際上由其上層的天然草所決定，而且試驗期間，多年生黑麥草的密度和蓋度也一直優于其余兩個草種。因此，3種天然草相比多年生黑麥草建植的混合草坪均一性最好，平均分為5.9分，高于其余兩種草種。需要指出的是，同天然草一樣，人造草的質地和顏色對混合草坪的均一性影響同樣明顯，本試驗的均一性評價基于本次參試的人造草質地和顏色，如果人造草的質地和顏色不同，均一性的評價結果肯定不同，因此，在建植混合草坪時，在首先確定天然草坪草的條件下可考慮定制生產與天然草質地、顏色相似的人造草，以保證建植的混合草坪均一性達到最佳。

植物的光合產物與葉綠素含量和葉面積成正相關［17］。在本研究中，多年生黑麥草分蘗枝條多、天然草蓋度高，在一定程度上帶來較大的葉面積，從而生產更多的有機物。試驗中多年生黑麥草的草屑量和植株生物量分別為1.53 g和12.57 g，均高于草地早熟禾和高羊茅的草屑生物量和植株生物量。

優質運動場草坪應具備良好的耐踐踏性［18］。過度踐踏會使葉片受損、土壤板結，從而使草坪生物量下降，進而使密度、蓋度等指標下降［19-20］。3種混合草坪中，大約有50%的密度和蓋度由人造草構成，與天然草相比，人造草的耐踐踏性極強，為混合草坪的耐踐踏提供了強大支撐，可大大減輕天然草的踐踏壓力和受損傷程度，因此混合草坪耐踐踏性明顯強于天然草坪［8］。

耐踐踏性是一個綜合指標，MALLESHAIAH等［21］和CERET等［22］認為耐踐踏性主要與草坪本身的生物量、密度、蓋度等因素有關。因此，本研究采用加權法對混合草坪進行綜合評價，權重系數根據各項指標對草坪耐踐踏性的重要性確定。將生物量、密度和蓋度的權重分別設置為0.30、0.25和0.15，占比較大，從而體現出3個指標對混合草坪的重要性。按照加權法綜合評價結果，3種冷季型草坪草建植的混合草坪排序為多年生黑麥草＞高羊茅＞草地早熟禾。

4 結論

本研究結果表明，在人造草坪上用多年生黑麥草、草地早熟禾和高羊茅建植混合草坪時，3種草均表現出良好的密度、蓋度和較快的成坪時間，都適合建植混合草坪。與草地早熟禾、高羊茅相比，多年生黑麥草的密度、蓋度、植株生物量等指標表現更為優異。因此，建議在北方溫帶地區建植混合草坪時天然草應首選多年生黑麥草。