无芒隐子草(Cleistogenes songoric)是我国西北荒漠草原重要的多年生野生禾草,具有抗热、抗旱、耐寒、耐践踏,青绿期较长,营养生长期色泽墨绿,叶片美观等特点,有作为优良草坪草引种驯化的利用价值[1-2]。以往对无芒隐子草的研究主要集中于种子萌发[3-4]、繁殖方式[5-6]、围栏封育[7]等方面,对无芒隐子草草坪特性的研究甚少。魏学[2]研究表明,在隔10d灌水条件下,与高羊茅(Festuca arundinacea)相比,无芒隐子草表现出更优良的坪用特性,但该草作为草坪草在高温伏旱季节存在叶色泛黄问题,严重影响草坪青绿期。因此,采用管理措施延长无芒隐子草的青绿期是十分必要的。
李西等[8]认为育种方法是防治草坪冬季枯黄的最佳途径。但是育种的成功率太低,通常会采用施肥或植物生长调节剂来替代育种[9]。在我国,植物生长调节剂已广泛应用于农作物上来增强抗寒性,但在改变草坪色泽及延缓草坪冬季枯黄等问题上应用还较少[10]。草坪施肥有利于补充草坪土壤中养分的供应,是提高草坪质量和持久性的决定性因素[11]。氮作为草坪植物需求量最多的营养元素,是影响草坪质量的主要因素[12],植物缺氮时生长受到抑制,植株矮小,叶色呈黄绿色[13]。施氮肥能促进草坪生长,提高草坪的颜色和密度[14],边秀举等[15]
研究认为氮肥可明显改善多年生黑麦草(Lolium perenne)草坪色泽。但不同草坪草品种对氮肥的需求量亦不同[16]。
Raimkioo和Kaneko[17]研究认为狗牙根(Cynodon dactylon)草坪草Texture品种的最佳施氮肥量为每月48g/m2,而Ormand品种则为每月16~33g/m2。在补播的黑麦草草坪上,每月施氮肥4g/m2即可获得理想的草坪质量,达到7g/m2时,草坪质量下降很快[18]。因此,对于不同的草坪草品种,选择适宜的氮肥施用量对提高草坪质量是至关重要的。目前草坪施肥多以速效性氮肥为主[19],本研究探讨不同施尿素水平对无芒隐子草草坪生长特性的影响,旨在为无芒隐子草草坪的施肥管理提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地设在兰州大学草地农业科技学院张掖试验站,位于河西走廊中部,38°24′N,100°29′E,海拔1450m,属典型干旱气候区。年均气温和降水量分别为7.6℃和116mm,≥10℃年活动积温3420℃,最高(7月)、最低(1月)月平均气温分别为22.9和-12.4℃(图1),年均蒸发量1457mm,为降水量的12.5倍(张掖市气象局提供)。光能资源丰富,年日照3045.2h,无霜期170d。土质为沙壤土,单位体积的土壤有机碳含量为0.96%,总氮和磷含量分别为0.71%和0.062%,pH值为6.5~7.0。
1.2 试验材料供试材料为2008年5月建坪的无芒隐子草草坪,供试氮肥为含N 46%的成品尿素[CO(NH2)2]。
1.3 试验设计
试验于2012年进行,采用随机区组设计,施尿素量设4个水平(0,2,5,8g/m2),0g/m2为对照,4次重复,每重复1个小区,小区面积3m×3m,间隔50cm。
在无芒隐子草生长季节(5-9月),按上述施肥量于每月5日施肥1次,年施肥5次。草坪修剪高度4cm,每20d灌水1次。
1.4测定指标及方法
16-8月,每月上旬(5-8日)刈割,刈割后在小区随机标记30株,每5d用直尺和游标卡尺分别测量植株的自然高度和第1片叶的叶宽,重复3次。
颜色:在生长季5-9月每月20日,采用英国皇家园艺协会(Royal Horticultural Society,RHS)制作的比色卡在自然条件下,对叶片进行比色并获取相应级别的颜色,再结合国际(the National Type Evaluation Program,NTEP)采用的9分制进行打分,其分值1分到9分分别表示黄绿、浅绿、绿、深绿和墨绿,分值越高表示草坪色泽越好。
叶片相对含水量:在7月灌溉后连续20d无降雨情况下,参考邹奇[20]的方法每5d测定1次,实验室称取样品鲜重、饱水重、烘干重,叶片相对含水量=(鲜重-烘干重)/(饱水重-烘干重)×100%。
植株全氮:在生长季6-8月,每月施尿素后每5d测定1次,采用凯氏定氮法,用FLAstar 5000流动注射分析仪测定。
绿色期:依据郑海金等[21]采用目测法测定品种从8%的植株返青变绿到80%的植株枯黄的持续天数。
1.5 数据处理
用SPSS 17.0对数据进行方差分析和多重比较,用Excel 2003制图。
2 结果与分析
2.1 施尿素对草坪色泽的影响
尿素可显着改善草坪的色泽,尤其在7和8月高温条件下施肥处理的草坪色泽明显好于0g/m2(P<0.05)。
随着时间的增加,0g/m2的色泽下降明显,在9月下旬0g/m2的评分只有2.9,表明草坪已经开始枯黄,而5和8g/m2处理下的草坪色泽还保持在6分左右的可接受水平(表1)。
2.2 施尿素对草坪草株高的影响
尿素对草坪草株高有显着的影响,随施尿素量的增加,草坪草株高呈显着增长趋势,随着时间的增加,所有处理下的草坪生长速度均开始下降。施肥20d时,8g/m2处理下的株高(14.37cm)显着高于其他处理(P<0.05),是0g/m2(8.34cm)的1.7倍,其他处理间无显着差异(P>0.05)。株高与施尿素后天数之间存在显着线性相关,由回归方程式计算可得0,2,5和8g/m2处理下的无芒隐子草草坪植株长至14cm(需修剪高度)所需时间分别为42,35,30和18d(图2)。
2.3 施尿素对草坪草叶宽的影响
尿素对草坪草叶片宽度有显着影响,在施尿素后前15d内,随施尿素量的增加,草坪草叶宽呈显着增长趋势(P<0.05)。施尿素15d时,8(2.22mm)和5g/m2(2.03mm)处理下的叶宽分别是0g/m2(1.46mm)的1.4和1.3倍。
15d后,所有处理下的叶宽均开始下降,表明这时草坪受到轻度干旱胁迫,叶片开始萎蔫,但施尿素处理,尤其是8和5g/m2处理可明显降低叶片的萎蔫速度(图3)。【1-3】
2.4 施尿素对叶片相对含水量的影响
在灌水后所有处理下的叶片相对含水量无显着差异(P>0.05),均在80%以上。随着时间的延长,所有处理下的叶片相对含水量均开始下降,但8和5g/m2处理可明显减缓叶片相对含水量的下降速度,在各个时期均显着高于0g/m2(P<0.05)。
2g/m2处理也可降低叶片相对含水量的下降速度,但与0g/m2无显着差异(P>0.05)。施肥20d时,8和5g/m2处理下的叶片相对含水量均在60%以上,2和0g/m2处理下的叶片相对含水量均在60%以下(图4)。
2.5 施尿素对植株全氮的影响
施尿素后5d,所有处理下的植株全氮含量都呈上升趋势,随施尿素量的增加植株全氮含量呈显着增长趋势,8g/m2处理显着高于其他处理(P<0.05)。之后开始呈明显下降趋势,与第5天相比,20d时0,2,5和8g/m2处理下的植株全氮含量分别下降了18%,28%,22%和37%。
20d时8和5g/m2处理间差异不显着(P>0.05),均显着高于2和0g/m2(P<0.05)(图5)。这说明5g/m2处理下的氮利用率最高。【4-6】
2.6 施尿素对绿期的影响
尿素可显着延长草坪绿色期(P<0.05),与0g/m2(180d)相比,2(185d),5(200d)和8g/m2(198d)处理的绿色期分别延长了5,20和18d。
5和8g/m2处理间无显着差异(P>0.05)(图6)。
3 讨论
氮是草坪植物蛋白质和核酸的重要组成部分,也对叶绿素、酶和多种维生素的合成起重要作用[13];但在草坪草生长期间,因修剪损失的土壤养分中以氮为最高[15],因此,施氮肥是提高草坪质量的关键措施。有研究[15]认为气温在20℃左右时,施氮后4d就可使发黄的多年生黑麦草草坪明显转绿。彭燕和周寿荣[22]研究 表 明 氮 肥 可 显 着 促 进 亨 特 早 熟 禾 (Poapratensis cv.Huntsville)的出叶和生长速度,提高草坪的生活力,有效改变草坪的外观质量。本研究表明尿素的施用尤其在7月可显着改善无芒隐子草草坪的色泽,促进草坪草植株及叶片的生长,从而提高草坪的外观质量;并且随着施尿素量的增加,草坪的外观质量显着提高。
这可能是因为施尿素可打破无芒隐子草的夏季休眠,促进植株生长,并且尿素可提供大量的氮供无芒隐子草合成叶绿素,从而改善草坪的色泽,这与江海东等[23]在高羊茅(Festuca arundinacea)上的研究一致。但施氮量并不是越多越好,在一定范围内,增加施氮量能够提高植物叶片光合速率,延缓植物衰老[24];如果施氮过量,不但会灼伤草坪,而且会使大量养分淋失,提高管理成本并造成环境污染[13]。White[25]研究认为每月施氮4.9g/m2就可维持狗牙根草坪秋天的颜色和盖度。章学梅等[26]认为与10,40g/m2相比,北方混播草坪的年最佳施氮量为25g/m2。Gross等[27]也认为低施氮量比高施氮量更能提高草坪质量。本研究结果也表明8g/m2处理会使草坪营养过剩,出现疯长现象,从而增加无芒隐子草草坪的修剪次数并造成养分浪费。以无芒隐子草草坪青绿期200d计算,在生长季内0,2,5和8g/m2处理下的草坪所需修剪次数分别为5,6,7和11次。与0g/m2相比,8g/m2的修剪次数增加6次,从而使草坪管理成本提高一倍以上;而5g/m2在显着提高草坪质量的同时只增加修剪次数2次,获得最大的经济效益。
5和8g/m2处理在改善无芒隐子草草坪质量方面差异不显着,均显着好于2和0g/m2。这说明在一定范围内,无芒隐子草草坪质量随施尿素量增加而改善,施入过多尿素会造成浪费和增加管理难度。叶片相对含水量是反映植物叶片水分缺失程度和能否维持生长的重要指标[28-31],干旱胁迫下维持较高叶片相对含水量的植物一般都具有较强的抗旱性[32-34]。本研究表明施尿素可以减缓草坪草叶片相对含水量的下降速度,从而提高无芒隐子草草坪夏季的抗旱性,推迟无芒隐子草叶片的萎蔫时间来提高草坪的质量;并且叶片相对含水量随施尿素量的增加而增加。
施氮可有效延长草坪绿期[35-37],Hulke[38]研究表明,每月施氮4.8g/m2较2.4g/m2更能延长草坪的绿期。Richardson[39]研究认为秋季施氮肥能延长狗牙根草坪绿期。本研究也表明施尿素可显着延长无芒隐子草草坪的绿期,并且随施尿素量的增加延长绿期效果越好。最高在5g/m2处理下可延长绿期20d,显着高于2g/m2处理,与8g/m2处理差异不显着。这可能是因为尿素的施用可持续为无芒隐子草草坪提供养分,使其对低温的抵抗力增强。
4 结论
在无芒隐子草草坪生长季节,施用尿素可显着改善草坪的色泽,有益于草坪的生长和质量提高,延长其绿色期。在尿素用量上,5g/m2为宜。
参考文献:
[1] 周志宇.阿拉善荒漠草地类初级营养类型研究[M].兰州:甘肃科学技术出版社,1990.
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