無芒隱子草\\(Cleistogenes songoric\\)是我國西北荒漠草原重要的多年生野生禾草,具有抗熱、抗旱、耐寒、耐踐踏,青綠期較長,營養生長期色澤墨綠,葉片美觀等特點,有作為優良草坪草引種馴化的利用價值[1-2]。以往對無芒隱子草的研究主要集中于種子萌發[3-4]、繁殖方式[5-6]、圍欄封育[7]等方面,對無芒隱子草草坪特性的研究甚少。魏學[2]研究表明,在隔10d灌水條件下,與高羊茅\\(Festuca arundinacea\\)相比,無芒隱子草表現出更優良的坪用特性,但該草作為草坪草在高溫伏旱季節存在葉色泛黃問題,嚴重影響草坪青綠期。因此,采用管理措施延長無芒隱子草的青綠期是十分必要的。
李西等[8]認為育種方法是防治草坪冬季枯黃的最佳途徑。但是育種的成功率太低,通常會采用施肥或植物生長調節劑來替代育種[9]。在我國,植物生長調節劑已廣泛應用于農作物上來增強抗寒性,但在改變草坪色澤及延緩草坪冬季枯黃等問題上應用還較少[10]。草坪施肥有利于補充草坪土壤中養分的供應,是提高草坪質量和持久性的決定性因素[11]。氮作為草坪植物需求量最多的營養元素,是影響草坪質量的主要因素[12],植物缺氮時生長受到抑制,植株矮小,葉色呈黃綠色[13]。施氮肥能促進草坪生長,提高草坪的顏色和密度[14],邊秀舉等[15]
研究認為氮肥可明顯改善多年生黑麥草\\(Lolium perenne\\)草坪色澤。但不同草坪草品種對氮肥的需求量亦不同[16]。
Raimkioo和Kaneko[17]研究認為狗牙根\\(Cynodon dactylon\\)草坪草Texture品種的最佳施氮肥量為每月48g/m2,而Ormand品種則為每月16~33g/m2。在補播的黑麥草草坪上,每月施氮肥4g/m2即可獲得理想的草坪質量,達到7g/m2時,草坪質量下降很快[18]。因此,對于不同的草坪草品種,選擇適宜的氮肥施用量對提高草坪質量是至關重要的。目前草坪施肥多以速效性氮肥為主[19],本研究探討不同施尿素水平對無芒隱子草草坪生長特性的影響,旨在為無芒隱子草草坪的施肥管理提供理論依據。
1 材料與方法
1.1 試驗地概況
試驗地設在蘭州大學草地農業科技學院張掖試驗站,位于河西走廊中部,38°24′N,100°29′E,海拔1450m,屬典型干旱氣候區。年均氣溫和降水量分別為7.6℃和116mm,≥10℃年活動積溫3420℃,最高\\(7月\\)、最低\\(1月\\)月平均氣溫分別為22.9和-12.4℃\\(圖1\\),年均蒸發量1457mm,為降水量的12.5倍\\(張掖市氣象局提供\\)。光能資源豐富,年日照3045.2h,無霜期170d。土質為沙壤土,單位體積的土壤有機碳含量為0.96%,總氮和磷含量分別為0.71%和0.062%,pH值為6.5~7.0。
1.2 試驗材料供試材料為2008年5月建坪的無芒隱子草草坪,供試氮肥為含N 46%的成品尿素[CO\\(NH2\\)2]。
1.3 試驗設計
試驗于2012年進行,采用隨機區組設計,施尿素量設4個水平\\(0,2,5,8g/m2\\),0g/m2為對照,4次重復,每重復1個小區,小區面積3m×3m,間隔50cm。
在無芒隱子草生長季節\\(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測定指標及方法
16-8月,每月上旬\\(5-8日\\)刈割,刈割后在小區隨機標記30株,每5d用直尺和游標卡尺分別測量植株的自然高度和第1片葉的葉寬,重復3次。
顏色:在生長季5-9月每月20日,采用英國皇家園藝協會\\(Royal Horticultural Society,RHS\\)制作的比色卡在自然條件下,對葉片進行比色并獲取相應級別的顏色,再結合國際\\(the National Type Evaluation Program,NTEP\\)采用的9分制進行打分,其分值1分到9分分別表示黃綠、淺綠、綠、深綠和墨綠,分值越高表示草坪色澤越好。
葉片相對含水量:在7月灌溉后連續20d無降雨情況下,參考鄒奇[20]的方法每5d測定1次,實驗室稱取樣品鮮重、飽水重、烘干重,葉片相對含水量=\\(鮮重-烘干重\\)/\\(飽水重-烘干重\\)×100%。
植株全氮:在生長季6-8月,每月施尿素后每5d測定1次,采用凱氏定氮法,用FLAstar 5000流動注射分析儀測定。
綠色期:依據鄭海金等[21]采用目測法測定品種從8%的植株返青變綠到80%的植株枯黃的持續天數。
1.5 數據處理
用SPSS 17.0對數據進行方差分析和多重比較,用Excel 2003制圖。
2 結果與分析
2.1 施尿素對草坪色澤的影響
尿素可顯著改善草坪的色澤,尤其在7和8月高溫條件下施肥處理的草坪色澤明顯好于0g/m2\\(P<0.05\\)。
隨著時間的增加,0g/m2的色澤下降明顯,在9月下旬0g/m2的評分只有2.9,表明草坪已經開始枯黃,而5和8g/m2處理下的草坪色澤還保持在6分左右的可接受水平\\(表1\\)。
2.2 施尿素對草坪草株高的影響
尿素對草坪草株高有顯著的影響,隨施尿素量的增加,草坪草株高呈顯著增長趨勢,隨著時間的增加,所有處理下的草坪生長速度均開始下降。施肥20d時,8g/m2處理下的株高\\(14.37cm\\)顯著高于其他處理\\(P<0.05\\),是0g/m2\\(8.34cm\\)的1.7倍,其他處理間無顯著差異\\(P>0.05\\)。株高與施尿素后天數之間存在顯著線性相關,由回歸方程式計算可得0,2,5和8g/m2處理下的無芒隱子草草坪植株長至14cm\\(需修剪高度\\)所需時間分別為42,35,30和18d\\(圖2\\)。
2.3 施尿素對草坪草葉寬的影響
尿素對草坪草葉片寬度有顯著影響,在施尿素后前15d內,隨施尿素量的增加,草坪草葉寬呈顯著增長趨勢\\(P<0.05\\)。施尿素15d時,8\\(2.22mm\\)和5g/m2\\(2.03mm\\)處理下的葉寬分別是0g/m2\\(1.46mm\\)的1.4和1.3倍。
15d后,所有處理下的葉寬均開始下降,表明這時草坪受到輕度干旱脅迫,葉片開始萎蔫,但施尿素處理,尤其是8和5g/m2處理可明顯降低葉片的萎蔫速度\\(圖3\\)?！?-3】
2.4 施尿素對葉片相對含水量的影響
在灌水后所有處理下的葉片相對含水量無顯著差異\\(P>0.05\\),均在80%以上。隨著時間的延長,所有處理下的葉片相對含水量均開始下降,但8和5g/m2處理可明顯減緩葉片相對含水量的下降速度,在各個時期均顯著高于0g/m2\\(P<0.05\\)。
2g/m2處理也可降低葉片相對含水量的下降速度,但與0g/m2無顯著差異\\(P>0.05\\)。施肥20d時,8和5g/m2處理下的葉片相對含水量均在60%以上,2和0g/m2處理下的葉片相對含水量均在60%以下\\(圖4\\)。
2.5 施尿素對植株全氮的影響
施尿素后5d,所有處理下的植株全氮含量都呈上升趨勢,隨施尿素量的增加植株全氮含量呈顯著增長趨勢,8g/m2處理顯著高于其他處理\\(P<0.05\\)。之后開始呈明顯下降趨勢,與第5天相比,20d時0,2,5和8g/m2處理下的植株全氮含量分別下降了18%,28%,22%和37%。
20d時8和5g/m2處理間差異不顯著\\(P>0.05\\),均顯著高于2和0g/m2\\(P<0.05\\)\\(圖5\\)。這說明5g/m2處理下的氮利用率最高?！?-6】
2.6 施尿素對綠期的影響
尿素可顯著延長草坪綠色期\\(P<0.05\\),與0g/m2\\(180d\\)相比,2\\(185d\\),5\\(200d\\)和8g/m2\\(198d\\)處理的綠色期分別延長了5,20和18d。
5和8g/m2處理間無顯著差異\\(P>0.05\\)\\(圖6\\)。
3 討論
氮是草坪植物蛋白質和核酸的重要組成部分,也對葉綠素、酶和多種維生素的合成起重要作用[13];但在草坪草生長期間,因修剪損失的土壤養分中以氮為最高[15],因此,施氮肥是提高草坪質量的關鍵措施。有研究[15]認為氣溫在20℃左右時,施氮后4d就可使發黃的多年生黑麥草草坪明顯轉綠。彭燕和周壽榮[22]研究 表 明 氮 肥 可 顯 著 促 進 亨 特 早 熟 禾 \\(Poapratensis cv.Huntsville\\)的出葉和生長速度,提高草坪的生活力,有效改變草坪的外觀質量。本研究表明尿素的施用尤其在7月可顯著改善無芒隱子草草坪的色澤,促進草坪草植株及葉片的生長,從而提高草坪的外觀質量;并且隨著施尿素量的增加,草坪的外觀質量顯著提高。
這可能是因為施尿素可打破無芒隱子草的夏季休眠,促進植株生長,并且尿素可提供大量的氮供無芒隱子草合成葉綠素,從而改善草坪的色澤,這與江海東等[23]在高羊茅\\(Festuca arundinacea\\)上的研究一致。但施氮量并不是越多越好,在一定范圍內,增加施氮量能夠提高植物葉片光合速率,延緩植物衰老[24];如果施氮過量,不但會灼傷草坪,而且會使大量養分淋失,提高管理成本并造成環境污染[13]。White[25]研究認為每月施氮4.9g/m2就可維持狗牙根草坪秋天的顏色和蓋度。章學梅等[26]認為與10,40g/m2相比,北方混播草坪的年最佳施氮量為25g/m2。Gross等[27]也認為低施氮量比高施氮量更能提高草坪質量。本研究結果也表明8g/m2處理會使草坪營養過剩,出現瘋長現象,從而增加無芒隱子草草坪的修剪次數并造成養分浪費。以無芒隱子草草坪青綠期200d計算,在生長季內0,2,5和8g/m2處理下的草坪所需修剪次數分別為5,6,7和11次。與0g/m2相比,8g/m2的修剪次數增加6次,從而使草坪管理成本提高一倍以上;而5g/m2在顯著提高草坪質量的同時只增加修剪次數2次,獲得最大的經濟效益。
5和8g/m2處理在改善無芒隱子草草坪質量方面差異不顯著,均顯著好于2和0g/m2。這說明在一定范圍內,無芒隱子草草坪質量隨施尿素量增加而改善,施入過多尿素會造成浪費和增加管理難度。葉片相對含水量是反映植物葉片水分缺失程度和能否維持生長的重要指標[28-31],干旱脅迫下維持較高葉片相對含水量的植物一般都具有較強的抗旱性[32-34]。本研究表明施尿素可以減緩草坪草葉片相對含水量的下降速度,從而提高無芒隱子草草坪夏季的抗旱性,推遲無芒隱子草葉片的萎蔫時間來提高草坪的質量;并且葉片相對含水量隨施尿素量的增加而增加。
施氮可有效延長草坪綠期[35-37],Hulke[38]研究表明,每月施氮4.8g/m2較2.4g/m2更能延長草坪的綠期。Richardson[39]研究認為秋季施氮肥能延長狗牙根草坪綠期。本研究也表明施尿素可顯著延長無芒隱子草草坪的綠期,并且隨施尿素量的增加延長綠期效果越好。最高在5g/m2處理下可延長綠期20d,顯著高于2g/m2處理,與8g/m2處理差異不顯著。這可能是因為尿素的施用可持續為無芒隱子草草坪提供養分,使其對低溫的抵抗力增強。
4 結論
在無芒隱子草草坪生長季節,施用尿素可顯著改善草坪的色澤,有益于草坪的生長和質量提高,延長其綠色期。在尿素用量上,5g/m2為宜。
參考文獻:
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