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草坪草水分生理及节水灌溉的研究

刘自学  
【摘要】:草坪草每年需多少水,草坪的耗水量是否比树木多,这些都是目前在城市建植草坪中急需回答的问题。 为回答这个问题,本研究在北京市朝阳区北京克劳沃基地进行。该地北纬39°34′,东经116°28′,海拔50m,大于10℃年积温约4200℃,年降雨约600mm。 研究内容包括:①6种草坪草叶片气孔特征和气孔传导力;②6种草坪草的光合、蒸腾速率和水分利用效率;③微型蒸渗仪(MLS)法和土壤—植物—大气连续体系统(SPAC)法测定的最大蒸散量(ETmax),最小蒸散量(ETmin)及其幅度(ETmax-min);④生长季内土壤水分动态及节水灌溉;⑤保水剂在草坪草上应用的效果。 研究的结果与结论如下: 1.野牛草、结缕草和狗牙根叶片的气孔呈卵圆形,长宽比为1:1,狗牙根和野牛草叶片气孔上覆有腊质。早熟禾、黑麦草和高羊茅叶片的气孔呈椭圆形,长宽比为2:1,3种冷季型草坪草叶片的气孔孔径大于暖季型草的叶片气孔孔径,而气孔的密度则是暖季型草的比冷季型的大。 冷季型草的气孔传导力一天中有两个高峰,而暖季型草为单峰型,早熟禾和结缕草的气孔传导力比其他四种草要小,气孔传导力越大则意味着蒸腾耗水越多,因为气孔开放程度较大。 2.2002年和2003年分别用CID—301PS和LD—6400PS光合系统测定仪测定了光合、蒸腾速率和水分利用效率。冷季型草在春秋季的光合速率(μmolCO_2·m~(-2)·s~(-1))高于暖季型草,在夏季则是暖季型的光合速率大于冷季型草。冷季型草的光合速率高峰出现在上午10时前,而暖季草则出现在下午12—14时。无论是冷季型草还是暖季型草,其蒸腾速率以夏季最高,春秋季较低。冷季型草中蒸腾速率大小排序是高羊茅>早熟禾>黑麦草,而暖季型草的蒸腾速率则依次是狗牙根>结缕草>野牛草。在秋季除了结缕草外,草坪草的蒸腾速率随着气温上升而增长,但蒸腾速率的峰值发生在光合速率的高峰之后。一天之中蒸腾速率的峰值出现的时间,各草种之间有明显差异。在夏季暖季型草蒸腾速率的高峰出现的时间比冷季型草早。在春秋季冷季草的水分利用效率要比暖季型草高,但在夏季则暖季型草的水分利用效率大于冷季型草,特别是多年生黑麦草和结缕草的水分利用效率比其他4种草都高。 3.为了准确测定蒸散量和蒸散强度,2002年和2003年同期内进行了微型蒸 渗仪法和土壤一植物一大气连续体水分平衡法的平行实验。微型蒸渗仪法用6种草 分为充分灌水和限制灌水两个处理。S队C法用了3种草坪草(高羊茅、草地早熟 禾和多年生黑麦草),3个土壤湿度(田间持水量的30一50%,田间持水量SD一70%, 田间持水量的7任一90%)处理,三次重复,共27个(4 mxsm)小区。 表1是MLS和SRAC用高羊茅测定的最大蒸散量,最小蒸散量和变化幅度, 表明两种方法有很好相关性。除了2002年SPAC的蒸散量外。其余均是MLS测定 的蒸散量大于SPAC的。 表1用MLS和SPAC测定高羊茅的最大蒸散量、最小蒸散量和变化幅度 年份 2002 2003 指标 最大蒸散量(mrn) 最小蒸散量(mrn) 变化幅度(rnrn) 最大蒸散量(mill) 最小蒸散量(~) 变化幅度(~) MLS 561 468 93 648 379 268 SPAC 656 427 229 623 345 278 误差(%) 一16.93 8 .76 一146.24 3 .87 8 .60 3 .48 表2是6种草坪草分别在2002年和2003年用MLS法和SPAC法最大蒸散量、 最小蒸散量、变化幅度和土壤水分胁迫系数(Ks)的平均值。由表2可看出,冷季 表24一10月6种草坪草最大蒸散量、最小蒸散量和变化幅度的平均值 草草种 种平均最大蒸散量平均最小蒸散量变化幅度坪草系数(Kc))) (( (( (们nrn)(nun)(rn刃n) )) 高高羊茅茅1069 634 435 0.59 99 早早熟禾禾1077 646 431 0.60 00 黑黑麦草草1028 607 421 0.59 99 狗狗牙根根855 685 170 0.80 00 结结缕草草840 677 1630‘81 11 野野牛草草777 612 165 0.79 99 空空白 白1 181 323 858 0.27 77 型草的最大蒸散量、最小蒸散量和变化幅度的平均值均显著地大于暖季型草。冷季 型草中蒸散量最大的是早熟禾,暖季型草中蒸散量最大是狗牙根。这一结论与近年 来其他研究者的一致。因此,在温带气候条件下,草坪草在生长季的耗水量大约为 60任一1 000nun,所以草坪需补灌200~sese300~水才能保持满意的颜色和生长量。虽 然年有效降水500nun,这些草坪草可以存活。 坪草系数(Kc)反映了不同草种间对水分需求的生态幅度差异,其值越大则表 示某种草的水分生态幅度越窄,因而遭受水分胁迫的可能性就大,反之,则水分生 态幅度宽,受到干旱胁迫的可能性就小。 4.不同土壤水分控制下的土壤水分动态,虽然土壤水与大气水发生强烈交换, 土壤还是能调控土壤水分平衡。生长季内根区土层出现水分亏缺,但由于降雨和灌 水可获得补充。表3是生长季始末不同灌水处理下高羊茅,早熟练禾和黑麦草的 lm土层水分亏缺情况。结果证明,在生长季结束时,灌水600们。们n的lm土层贮水 量仅比灌水75~的多34一46~,因此,灌水越多,蒸散量越大。 表3不同灌水量处理下lm土层的水分亏缺量 草草种 种灌水量(mm)生长季开始的贮生长季未的贮水分亏缺量量 水 水 水量(mm)水量(mrn)(mm)* ** 高


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