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水分是制约草坪草成坪、生长及维持颜色青绿的主要环境因子,特别是在干旱、半干旱地区水资源数量有限,而且时空分布极不均匀,从而极大地限制了绿地草坪的建植,增加了保养难度。草坪灌溉用水已经成为许多城市景观设施中竞争用水的一个重要方面。草坪草根较浅,其所需水分主要通过地表灌溉获得,而木本植物植株高大、根系发达,可较多地利用土壤深层的地下水,然而无论是灌用水还是地下水都是地球上的水资源。而且从生态角度考虑,在干旱半干旱地区先种草固土护坡、涵养水源,再植树造林也符合植被演替规律,避免“年年植树不见树”的现象。对于草坪生产者和管理者来说,了解草坪草的抗旱机理和相关节水技术对增强草种抗旱性、提高管理策略尤为重要。一般养护条件下,草坪草每天的典型耗水量为2.5~7.5毫米,最大值为12毫米,长期水分亏缺的草坪会因体内代谢失调,生长势减弱而影响其原有特性的发展,表现出夏季枯黄,冬季提前休眠等现象。
1 生态节水与生理节水灌溉技术
从草坪植物生长发育过程和田间耗水规律来看,出苗至成坪期草坪草覆盖率低,地面水分蒸发量大,这是造成田间水分损失的重要原因。随着草坪草生长发育,植株逐渐郁闭,成坪后地面蒸发水量降低,草坪草本身蒸腾强度加大。在新建草坪发育前期或已建草坪的反青期可采用生态节水的措施,适当密植精植,增加基本苗,尽量推迟返青后的灌水期能有效减少地表蒸发水分,达到苗期控水的效果。
渗灌和喷灌在节水上优于传统的漫灌,并且其草坪品质优于漫灌草坪。许多在农作物上进行研究并取得了很好效果的节水灌溉技术也可以草坪上推广应用。如控制性分根交替节水灌溉技术,利用生长在干燥土壤区域中的一部分根产生水分胁迫信号以调节地上部叶片气孔关闭,而湿润区的一部分根系从土壤中吸收水分以满足作物生命之需的最小水量,同时交替供水还可以减少无效蒸发损失,降低总灌水量,达到节水而不抑制光合产物积累的目的,利用该技术可节水30%以上。
2 选育和种植节水抗旱型草坪草品种
选择适应当地气候条件的草种和品种是节约用水的一项重要措施,一些干旱地区倾向于用暖地型的野牛草代替冷地型草坪草,野生草可在极端干蜡条件下不进行灌溉,而冷地型草无灌溉则生长不良甚至死亡。草坪草的蒸散量在种间和种内都存在差异,选择节水的低蒸散量的草坪草品种通过有计划地育种和选择来开发具有低蒸散量的草坪品种具有很大的潜力和很好的实用前景。
加快节水抗旱草坪草育种的基础是建立科学有效地早期鉴定指标体系,虽然常规抗旱鉴定指标众多,但由于其实用性和针对性不强,限制了它在育种实践中的广泛应用。所以,从长远来看,通过抗旱形态和生理性状分析,借助分子生物学手段进行基因定位研究,对加速育种进程起到重要的推动作用。
3 草坪草高效抗旱保水剂
从植物单叶水平分析可见,提高作物叶片的光合性能,如提高光合速率、扩大有效叶面积和延长光合时间,以及能够降低叶面蒸腾强度的生长调节剂均可以提高水分利用效率。抗蒸腾剂可减少蒸腾水分散失,它们通过包裹在植物表面而起作用。它对乔木和灌木很有效,由于草坪生长季节的旺盛生长和不断有一部分组织被修剪掉,所以在草坪草上使用有效期短。生长调节剂具有降低草坪草水分散失的潜力,如调嘧醇和氟草磺分别使低钝叶草和狗牙根的水分消耗率下降20%和35%。湿润剂可使水形成水滴,减少水与固体和其他液体间的张力。草坪上使用可增加土壤的湿润度,特别使用于一些难于湿润的疏水土壤,也可使枯草层湿润,使根系湿润得更均匀。叶面喷洒剂的主要成分,可以在一定程度上改善干旱条件植株的生理状态,起到抗旱作用,但由于其有效期较短,药效不稳定,以及广谱性差的原因,限制了其大面积应用。
4 草坪节水管理措施
在节水灌溉中,以肥调水日渐成为重要的农艺节水技术之一,合理施肥可调节固、液、气三相的组成,增加土壤蓄水保墒能力,抑制土壤蒸发,提高水分利用效率。研究表明,增加氮、磷、钾素营养能够补偿水分胁迫下植物表现出的生长缓慢,叶面积减少等效应,提高植物水分利用率,其机理在于:①施肥可促进根系发育,提高根系吸水能力,以及改善叶片的光合作用,增加同化物产量;②施肥可以增加土壤与植物间的水分热力学函数——偏摩尔自由能梯度,提高植株的保水作用,平抑不同土壤含水量所导致的土壤——植株间水分自由能梯度的差异;③施肥后植株发育好,覆盖度高,田间散失水分减少,提高蒸腾、蒸发及耗水的生物转化率。但过多的施肥,特别是氮肥会导致草坪草地上部分过度生长,叶面表皮薄而多汁,从而蒸腾损失过多水分,伴随蒸散的增高,草坪对水分的利用率和对干旱的抗性会逐渐下降。因此,在干旱期间应控制氮肥用量,使用富含磷、钾的肥料。
提高修剪高度可使地上有更多绿色组织通过光合作用合成更多的碳水化合物供给根系生长,使根系变得更深更广,吸收更多水分。而且提高修剪高度后,更厚的冠层可通过空气流动和减少蒸发而降低蒸散,同时还能促进根系发育并保护草坪草基部分生组织不受高温伤害。枯草层是水分渗入土壤的障碍,常引起水分在地表流动,进而蒸发损失,还可导致根系分布变浅。打孔通气可打破枯草层并加快其分解,改善土壤渗透性,降低土壤紧实度,促进根系向更深的土层分布。
由于刈剪的伤口水分损失显著,且伤口越粗糙愈合时间越长。因此,减少刈剪次数并使用锋利的刀片也可有效地节约用水;少用除草剂,避免伤害草坪根系;建植草坪时使用有机肥和土壤改良剂,可提高草坪土壤的保水能力。(张馨丹 延吉市依兰镇)
1 生态节水与生理节水灌溉技术
从草坪植物生长发育过程和田间耗水规律来看,出苗至成坪期草坪草覆盖率低,地面水分蒸发量大,这是造成田间水分损失的重要原因。随着草坪草生长发育,植株逐渐郁闭,成坪后地面蒸发水量降低,草坪草本身蒸腾强度加大。在新建草坪发育前期或已建草坪的反青期可采用生态节水的措施,适当密植精植,增加基本苗,尽量推迟返青后的灌水期能有效减少地表蒸发水分,达到苗期控水的效果。
渗灌和喷灌在节水上优于传统的漫灌,并且其草坪品质优于漫灌草坪。许多在农作物上进行研究并取得了很好效果的节水灌溉技术也可以草坪上推广应用。如控制性分根交替节水灌溉技术,利用生长在干燥土壤区域中的一部分根产生水分胁迫信号以调节地上部叶片气孔关闭,而湿润区的一部分根系从土壤中吸收水分以满足作物生命之需的最小水量,同时交替供水还可以减少无效蒸发损失,降低总灌水量,达到节水而不抑制光合产物积累的目的,利用该技术可节水30%以上。
2 选育和种植节水抗旱型草坪草品种
选择适应当地气候条件的草种和品种是节约用水的一项重要措施,一些干旱地区倾向于用暖地型的野牛草代替冷地型草坪草,野生草可在极端干蜡条件下不进行灌溉,而冷地型草无灌溉则生长不良甚至死亡。草坪草的蒸散量在种间和种内都存在差异,选择节水的低蒸散量的草坪草品种通过有计划地育种和选择来开发具有低蒸散量的草坪品种具有很大的潜力和很好的实用前景。
加快节水抗旱草坪草育种的基础是建立科学有效地早期鉴定指标体系,虽然常规抗旱鉴定指标众多,但由于其实用性和针对性不强,限制了它在育种实践中的广泛应用。所以,从长远来看,通过抗旱形态和生理性状分析,借助分子生物学手段进行基因定位研究,对加速育种进程起到重要的推动作用。
3 草坪草高效抗旱保水剂
从植物单叶水平分析可见,提高作物叶片的光合性能,如提高光合速率、扩大有效叶面积和延长光合时间,以及能够降低叶面蒸腾强度的生长调节剂均可以提高水分利用效率。抗蒸腾剂可减少蒸腾水分散失,它们通过包裹在植物表面而起作用。它对乔木和灌木很有效,由于草坪生长季节的旺盛生长和不断有一部分组织被修剪掉,所以在草坪草上使用有效期短。生长调节剂具有降低草坪草水分散失的潜力,如调嘧醇和氟草磺分别使低钝叶草和狗牙根的水分消耗率下降20%和35%。湿润剂可使水形成水滴,减少水与固体和其他液体间的张力。草坪上使用可增加土壤的湿润度,特别使用于一些难于湿润的疏水土壤,也可使枯草层湿润,使根系湿润得更均匀。叶面喷洒剂的主要成分,可以在一定程度上改善干旱条件植株的生理状态,起到抗旱作用,但由于其有效期较短,药效不稳定,以及广谱性差的原因,限制了其大面积应用。
4 草坪节水管理措施
在节水灌溉中,以肥调水日渐成为重要的农艺节水技术之一,合理施肥可调节固、液、气三相的组成,增加土壤蓄水保墒能力,抑制土壤蒸发,提高水分利用效率。研究表明,增加氮、磷、钾素营养能够补偿水分胁迫下植物表现出的生长缓慢,叶面积减少等效应,提高植物水分利用率,其机理在于:①施肥可促进根系发育,提高根系吸水能力,以及改善叶片的光合作用,增加同化物产量;②施肥可以增加土壤与植物间的水分热力学函数——偏摩尔自由能梯度,提高植株的保水作用,平抑不同土壤含水量所导致的土壤——植株间水分自由能梯度的差异;③施肥后植株发育好,覆盖度高,田间散失水分减少,提高蒸腾、蒸发及耗水的生物转化率。但过多的施肥,特别是氮肥会导致草坪草地上部分过度生长,叶面表皮薄而多汁,从而蒸腾损失过多水分,伴随蒸散的增高,草坪对水分的利用率和对干旱的抗性会逐渐下降。因此,在干旱期间应控制氮肥用量,使用富含磷、钾的肥料。
提高修剪高度可使地上有更多绿色组织通过光合作用合成更多的碳水化合物供给根系生长,使根系变得更深更广,吸收更多水分。而且提高修剪高度后,更厚的冠层可通过空气流动和减少蒸发而降低蒸散,同时还能促进根系发育并保护草坪草基部分生组织不受高温伤害。枯草层是水分渗入土壤的障碍,常引起水分在地表流动,进而蒸发损失,还可导致根系分布变浅。打孔通气可打破枯草层并加快其分解,改善土壤渗透性,降低土壤紧实度,促进根系向更深的土层分布。
由于刈剪的伤口水分损失显著,且伤口越粗糙愈合时间越长。因此,减少刈剪次数并使用锋利的刀片也可有效地节约用水;少用除草剂,避免伤害草坪根系;建植草坪时使用有机肥和土壤改良剂,可提高草坪土壤的保水能力。(张馨丹 延吉市依兰镇)