摘要:为优化、筛选适合昆明地区观赏及运动场草坪混播组合,对当地表现良好的草坪草进行混播建坪,在幼坪和成坪阶段分别观测相关指标,用模糊数学综合评判法评定草坪质量,按照5级分级法评定标准,评判结果为:Z5组合(草地早熟禾肯塔基60%+紫羊茅宝瑞40%),草坪质量较好,达到I级标准;Z4组合(草地早熟禾肯塔基70%+匍匐翦股颖普特30%)、Z1组合(草地早熟禾肯塔基40%+高羊茅红象30%+多年生黑麦草匹克威30%)、Z2组合(高羊茅红象80%+草地早熟禾肯塔基20%)和Z6组合(草地早熟禾优异25%+草地早熟禾蓝月25%+草地早熟禾新哥来德25%+草地早熟禾肯塔基25%),草坪质量尚可,达到Ⅲ级标准;Z3组合(草地早熟禾肯塔基50%+普通狗牙根30%+多年生黑麦草匹克威20%),草坪质量差,仅达到Ⅳ级标准。其中,Z1组合是运动场草坪的最优组合,Z5组合是观赏草坪的最优组合,其草坪质量综合评价值分别达到0.677和0.881,高于实际应用值0.600。
关键词:混播草坪;模糊数学评价法;质量评价;组合优化
草坪混播是根据草坪的用途、环境条件和养护管理水平,选择多个草种或同种不同品种的草坪草混合建坪的方法[1]。由于草坪用途、混播组合、混播比例、各地气候条件和管理水平的不同,混播草坪的适应性及质量也不相同[2-7]。混播草坪虽然没有单播草坪均匀一致,但在配合良好的条件下,能适应不同的环境条件,持久耐用,更耐病虫害[8,9]。
试验以昆明为立地条件,利用在昆明地区引种成功的优良草坪草种(品种),根据其生长互补性和外观表现进行组合,测定各混播组合的
出苗整齐时间,幼苗生长速度,密度,成坪时间等指标,经过模糊处理,综合评价草坪质量,筛选适宜该地区建坪的混播组合,为昆明及其气候相似地区的草坪建植与养护管理提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 试验地自然概况
试验地位于昆明黑龙潭,地理位置N 25°01′,E 103°,海拔1 913 m,年均温14.7 ℃,年均降水量900~1 100 mm,年均日照数2 411.8 h,土壤pH为6.5。北亚热带高原季风气候,干湿分明,6~10月为雨季,11月至次年5月为旱季。
1.2 试验材料及设计
试验材料均来自于北京克劳沃集团,试验设计见表1。运动场草坪及观赏草坪各3个混播组合,每组合3次重复。小区面积2 m×3 m,小区间距0.5 m。2011年3月21日播种,常规田间管理。幼苗阶段每隔5 d、成坪后每隔30 d观测1次相关指标。
1.3 测定指标及方法
密度采用样方法,样方面积 0.01 m2,用枝每立方厘米表示;均一性用9分制目测;质地以草坪草叶片的宽度来度量,用游标卡尺测量叶片最宽处,每样方重复15次,求其平均值;
盖度采用样方框点测法,样方面积1 m2。
生长速度以出苗后在小区内随机标记10株,采用量度法测定主茎长度,并计算其平均生长速度;绿期为草坪群落中80%的植株返青,到80%的植株枯黄所经历的日数;
成坪时间为草坪群落从出苗到盖度达到95%时所需时间;
叶绿素含量用丙酮法测量,以叶绿素含量作为评价草坪颜色的定量标准[9]。
1.4 草坪质量综合评价
1.4.1 评价方法 引入模糊数学综合评判法,根据混播草坪的性状表现,确定其质量指标集及评语集之间的划分标准(表2)。
1.4.2 建立隶属函数 因混播草坪各质量指标随评语等级呈现线性上升或下降趋势(表2),故选线性函数作为隶属函数[10]。根据数据具体情况,确定其模糊函数[11]。评定混播草坪的各个指标隶属函数:
1.5 数据分析
数据分析与统计采用SPSS13.0软件完成。
2 结果与分析
2.1 混播草坪苗期质量评价
2.1.1 成坪时间
含有多年生黑麦草的混播组合成坪时间较短(Z1、Z3),其中,多年生黑麦草所含比例越大成坪时间越短;而含有草地早熟禾的混播组合成坪时间较长(Z2、Z4、Z5、Z6),草地早熟禾所占的比例越大,成坪时间越长。成坪最快的为Z1,只需46 d;成坪最慢的为Z6,需要62 d;方差分析表明,Z6与Z1、Z2、Z3和Z4成坪时间差异都显著(P<0.05),其中,Z1、Z2和Z3两两之间差异不显著(表3)。这是由于多年生黑麦草和草地早熟禾的萌发速度、生长速度相差较大所致,更与混播组合的成员构成及其比例有很大关系。这和张大彪等报道一致[12]。
2.1.2 草坪质量综合评价
将各混播群落的出苗整齐时间、生长速度、成坪时间、密度等指标经过模糊处理,并乘以各自权重系数,作为对各组合苗期综合质量的模糊评价。评定混播草坪苗期各性状指标的隶属函数建立如下:
2.2 混播草坪成坪后质量评价
2.2.1 草坪质地
各混播草坪叶宽变化都比较平缓,呈单峰曲线分布,叶宽最大值均出现在出苗后120 d(图1)。其中,Z2组合草坪叶片最宽,平均值为0.430 cm,显著高于其他组合(P<0.05)。主要原因是高羊茅的比例过大,过多的宽叶草坪草使Z2混播草坪显得较为粗糙。叶片最细的组合是Z5,平均叶宽为0.218 cm,与其他组合差异显著(P<0.05)。从生长天数分析,Z1组合在出苗后30~60 d表现最好,但随着生长时间的推移叶片越来越粗糙;Z2组合在出苗后90~120 d表现较差,这和其建群种高羊茅的生长规律有关;其余组合在整个观察期的表现都较好,但以Z5组合最佳。这是因为Z5组合中草地早熟禾和紫羊茅都属于叶片较纤细的草坪草,两者混播有较好的草坪质地,适合建植观赏草坪[8]。
2.2.2 草坪颜色
草坪颜色的深浅同植株体内叶绿素含量呈正相关,试验采用叶绿素含量作为评价草坪颜色的定量标准。各混播组合草坪叶绿素含量随生长时间的变化,总体均呈下降趋势,苗期较高,越冬期间(种后240 d)最低(图2)。但Z6组合叶绿素含量曲线的变化最为明显,出苗后含量最高,为27.56 mg/L,随后逐渐下降,在出苗后90~120 d下降特别明显。出
现这种情况,与混播草坪植物组成及当时气温较高有关。Z6组合系种内混播,由草地早熟禾4个品种组成。草地早熟禾系冷季型草坪草,不耐高温[8]。高温时段,生长不良,光合作用下降,可能导致体内叶绿素含量的剧烈下降。
2.2.3 草坪盖度
出苗后各混播组合的草坪盖度均呈现稳定增加的趋势,后期草坪盖度则增加不多。出苗后30 d各组合草坪盖度总体欠佳,盖度最大的是Z2组合,为91.83%;最差的是Z6组合,为71.5%;其余各组合均在80%~90%(图3)。出苗后90 d,各组合的草坪盖度维持在95%以上;150 d,则达到100%。组合间差异不明显(P≥0.05),总体表现较好。这与混播组合的植物组成及气候有关。
2.2.4 草坪杂草发生率 各混播组合草坪杂草发生率随时间的变化,总体呈下降趋势,进入冬季后(苗后240 d)达到最低值,为1.7%~6.6%(图4),组合之间差异不显著(P≥0.05 )。观测期内,Z1、Z2、Z3组合杂草发生率始终不高,均在10%以下,这与其草坪盖度相对较高有关,说明各混播组合草坪群落生长势强,竞争优势明显,杂草难于侵入。Z4、Z5、Z6组合,杂草发生率总体较高,尤其是苗期,出苗后30 d,其杂草发生率分别为20.00%,39.73%和42.80%,组合间有较大的差异(P≤0.05),生产上应加强苗期除杂,否则会导致种草失败[8]。
2.2.5 综合质量评定
除草坪绿期外,其他指标均采用出苗后150 d测得的数据(表5)。此时为草坪生长旺季,评定结果具有一定的代表性。
将表5各指标与其相对应的隶属函数f(x)进行模糊化,得到模糊关系矩阵R
2.3 评价集的建立
评价集是评判者对评价对象可能做出的各种评价结果所组成的集合。按照草坪组合5级分级法[7],试验建立评价集V=(I级 Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅳ级 V级)及综合评价质量分级标准(表6)。
将已获得的草坪质量综合评价值B与所制定的草坪质量等级表进行一一对照,根据模糊数学的“择近原则”可确定该草坪质量等级。综合评价值B越大,草坪质量越好,反之,草坪质量越差。试验选用叶绿素含量、质地作为综合评价的指标集,其他指标集和其对应的权重值均未发生变化,对其综合值B的影响相同,因此可以在同一评价集下进行比较。对照表6的标准,混播草坪综合评价结果为:
Z5组合,草坪综合质量很好,达到I级标准;Z4、Z1、Z2和Z6组合,草坪综合质量尚可,达到Ⅲ级标准;Z3组合,草坪综合质量差,只达到Ⅳ级标准。
2.4 混播草坪优化组合筛选
根据5级分级法评定质量标准,总分值大于0.600的混播组合可作为优化组合用于实际建坪[7]。比较运动场草坪Z1、Z2和Z3组合的草坪质量综合评价值,Z1组合的B值最大,为0.677,系运动场草坪最优组合。比较观赏草坪Z4、Z5和Z6组合,Z5组合的草坪质量综合评价值B最高,达到0.881,系观赏草坪最优组合。
3 讨论
多个草坪草种或品种的合理搭配,能充分发挥各自的生理优势和生态习性,建成品质优良的草坪[13],但草坪混播是一项复杂技术,混播品种之间既有互补,又存在着对水分、养分、生存空间的竞争。只有选择兼容性好、互补性强的草种进行科学配比,才能取得较为满意的结果[14,15]。Z3组合,采用50%草地早熟禾、30%狗牙根、20%多年生黑麦草混播,虽然,苗期有较好的表现,但成坪后表现欠佳,主要原因就是组合内冷、暖季型草坪草之间的兼容性较差所致[1]。
草坪草混播不是简单地把草种混在一起播种,它有一定的原则性和依据标准,通常包括建群种,伴生种和保护种[16]。配有黑麦草的组合,苗期质量综合评价较高,主要是黑麦草萌发快,提高了成坪速度,因此常作“先锋草种”,同时保护作用也明显,常与草地早熟禾等草种混合栽培[17]。从配有早熟禾的组合来看,早熟禾的比例越高,苗期质量相对较差。这是因为,在配有速生草种的组合中,如果优势种本身萌发很缓慢,其自身的生长也会受到一定程度的抑制[18]。因此,建议在设计混播组合时,保护种多年生黑麦草不要超过20%,优势种草地早熟禾不超过60%。
4 结论
(1)Z5组合,草坪质量很好,系I级草坪;Z4、Z1、Z2和Z6组合,草坪质量尚可,系Ⅲ级草坪。
(2)在昆明地区,运动场草坪的最优组合为Z1;观赏草坪的最优组合为Z5。其草坪质量综合评价值分别为0.677分和0.881分,高于实际应用值0.600。
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