运动场草坪根际层改良物质的筛选与改良效果研究

摘要

与一般的绿化草坪不同,运动场草坪需承受高强度的运动践踏和养护机械滚压,日积月累的运动践踏和机械滚压会导致运动草坪坪床土壤的压实,造成土壤含氧量下降,从而影响草坪根系的正常呼吸和生长,并导致草坪退化。为了减轻土壤的板结现象,一般采用中粗粒径的沙作为运动草坪的根际层,然而,由于沙质根际层的保水和保肥能力极低,需要频繁的浇水和施肥才能维持草坪正常生长的需求。在沙质根际层中添加土壤改良物质是提高运动草坪坪床保水保肥能力的主要途径,本文开展了不同土壤改良物质的物理化学性状的测定、添加不同比例土壤改良物质对沙质根际层的改良效果、以及添加土壤改良物质对草坪建植与生长、草坪营养淋溶损失和草坪抗旱能力的影响等方面的研究,主要研究结果如下:
　　(1)测定并比较了8种土壤改良物质的物理化学性状。结果表明:珊瑚沙1号、2号和蛭石与沙样对照在渗透率、孔隙度、容重、持水率等指标上差异较小,表明其对沙质根际层的性状改良方面没有明显的作用,不适宜作为运动场草坪沙质根际层的改良物质。草炭在持水力、容重指标上显著高于沙样,但是在渗透率和通气孔隙度上显著低于沙样对照,因此作为运动场草坪沙质根际层的改良上存在明显的缺陷。PROFILE燃烧粘土和AXIS硅藻土在渗透率、孔隙度、容重、持水率等指标上均显著优于沙样对照,显示了对沙质根际层具有较大的改良空间。稻壳炭粒和CLITE珍珠岩在渗透率和孔隙度等指标上与PROFILE煅烧粘土和AXIS硅藻土等国外进口材料差异不大,且在容重和持水力等指标上明显优于 PROFILE煅烧粘土和AXIS硅藻土,显示了其在沙质根际层改良方面具有较好的应用前景。
　　(2)对初步筛选出的稻壳炭粒、CLITE珍珠岩、AXIS硅藻土、PROFILE煅烧粘土和草炭等5种改良物质进行了不同添加比例的改良效果研究。结果表明:稻壳炭粒、PROFILE煅烧粘土、AXIS硅藻土和CLITE珍珠岩都能显著提高根际层的渗透率、总孔隙度、毛管孔隙度、持水力和对K+和NO3-的吸附力,且其提高幅度与添加比例呈正相关。当稻壳炭粒和CLITE珍珠岩的添加比例大于15％时,根际层的毛管孔隙度超出了 USGA(美国高尔夫协会)推荐的最高值(25%);当 AXIS硅藻土的添加比例大于15%时,根际层的总孔隙度超出了USGA推荐的最高值(50%);当PROFILE煅烧粘土添加的添加比例大于20%时,根际层的通气孔隙度超出了USGA推荐的最高值(30%)。与其他改良物质不同,添加草炭会降低根际层的渗透率和通气孔隙度,当草炭的添加比例大于10%时,根际层的通气孔隙度已下降到USGA推荐的最低标准(15%)之下。因此5种改良物质的适宜添加比例分别为:稻壳炭粒≤15%、CLITE珍珠岩≤15%、AXIS硅藻土≤15%、PROFILE煅烧粘土≤20%、草炭≤10%。
　　(3)研究了添加稻壳炭粒、CLITE珍珠岩、AXIS硅藻土、PROFILE煅烧粘土和草炭等5种土壤改良物质对匍匐剪股颖(Agrostisstolonifera L.)草坪建植的影响。结果表明:5种土壤改良物质处理不仅促进了匍匐剪股颖种子的发芽势,而且显著促进了幼苗的生长。添加5种改良物质都提高了匍匐剪股颖幼苗的出叶速度、单株分蘖数、垂直生长速度、总生物量和草坪盖度,其提高幅度自高到低为:PROFILE煅烧粘土>草炭>AXIS硅藻土>稻壳炭粒>CLITE珍珠岩。土壤改良物质对匍匐剪股颖根系生长的促进效应与地上部分不同,根系生物量最高的是PROFILE煅烧粘土,其次为CLITE珍珠岩,草炭和稻壳炭粒的根系生物量最小;但CLITE珍珠岩的根长最长,其次为PROFILE煅烧粘土、AXIS硅藻土和稻壳炭粒,草炭的根长最短。
　　(4)研究了添加稻壳炭粒、CLITE珍珠岩、AXIS硅藻土和 PROFILE煅烧粘土等4种改良物质对杂交百慕大(Cynodon dactylon× C.transvaalensis)耐旱能力的影响。结果表明:与对照相比,添加4种改良物质均能提高杂交百慕大草坪的抗旱能力。叶片电导率、叶绿素含量、相对含水量和根系生物量等指标均显示了CLITE珍珠岩对草坪抗旱能力的促进效应最好,其次为AXIS硅藻土和PROFILE煅烧粘土,稻壳炭粒对草坪抗旱能力的提高幅度最小。其中AXIS硅藻土和PROFILE煅烧粘土处理耐旱能力的改善效应随添加比例的增加而提高,而CLITE珍珠岩和稻壳炭粒则以10%添加比例的耐旱能力最强,15%添加比例的耐旱能力已低于10%的处理,但仍高于5%的处理。
　　(5)研究了添加稻壳炭粒、CLITE珍珠岩、AXIS硅藻土、PROFILE煅烧粘土和草炭等5种土壤改良物质的草坪对氮、钾淋溶的影响。结果表明:与对照相比,添加10%比例的5种土壤改良物质处理均显著减少了草坪氮和钾的淋溶损失。纯沙对照的全氮淋溶损失率高达38.4%,添加5种土壤改良物质后,全氮淋溶损失率可降低到25.1%以下;草坪氮营养的淋溶形态主要以硝态氮为主,铵态氮的淋溶损失比例较小;氮素淋溶损失率从低到高依次为:CLITE珍珠岩>草炭>稻壳炭粒>PROFILE煅烧粘土>AXIS硅藻土。纯沙对照的钾淋溶损失率可高达44.8%,添加5种土壤改良物质后,钾淋溶损失率可降低到29.2%以下;钾淋溶损失率从低到高依次为:草炭>CLITE珍珠岩>稻壳炭粒>PROFILE煅烧粘土>AXIS硅藻土。添加5种土壤改良物质均显著增加了根际层对氮和钾的吸附固定量,对淋溶后匍匐剪股颖的生长也有明显的改善效应,其生长速度、草坪质量、叶绿素含量、生物量、草坪密度等生长生理指标均显著高于对照,对匍匐剪股颖生长的改善效应自高到低依次为:草炭>PROFILE煅烧粘土>稻壳炭粒>AXIS硅藻土>CLITE珍珠岩。
　　(6)CLITE珍珠岩在持水力、提高草坪抗旱能力和减少草坪氮和钾的淋溶损失等方面超过了AXIS硅藻土和PROFILE煅烧粘土等国外进口的改良物质,稻壳炭粒在持水力、减少草坪氮和钾的淋溶损失等方面也优于AXIS硅藻土和PROFILE煅烧粘土,显示了其在运动草坪根际层改良上的应用前景。

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第一章 文献综述

1.1引言

1.2运动场草坪坪床研究

1.3运动场草坪坪床根际层的研究

1.4土壤改良物质的应用

1.5运动场根际层物理性状的研究进展

1.6本课题研究的目的意义

第二章 不同土壤改良物质的物理化学性状

2.1引言

2.2材料与方法

2.3结果分析

2.4讨论

第三章 不同土壤改良物质添加比例的改良效果

3.1引言

3.2材料与方法

3.3 结果与分析

3.4讨论

第四章 不同土壤改良物质对匍匐剪股颖种子萌发与幼苗生长的影响

4.1引言

4.2材料与方法

4.3结果与分析

4.4讨论

第五章 不同改良物质添加比例对杂交百慕大耐旱能力的影响

5.1引言

5.2材料与方法

5.3结果与分析

5.4讨论

第六章 不同改良物质对匍匐剪股颖草坪淋溶的影响

6.1引言

6.2材料与方法

6.3结果与分析

6.4讨论

第七章 总结与展望

7.1全文总结

7.2研究展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文及专利