鹽堿地無土草皮卷生產的隔離層選擇

摘要：通過在濱海鹽堿地上生產無土草皮卷過程中比較不同隔離層（磚、河沙、報紙、河沙+地膜）對高羊茅（Festuca elata Keng ex E. Alexeev）草坪草生長和品質的影響，結合綜合隸屬度對草坪品質進行評價，從而為鹽堿地無土草皮卷生產提供技術依據。結果表明，磚和報紙隔離層上基質含鹽量分別為0.27%和0.31%，達到了重度鹽堿土的含量水平（0.2%～0.4%）；河沙隔離層上基質含鹽量為0.16%，達到了中度鹽堿土的含量水平（0.1%～0.2%）；而河沙+地膜處理只有0.07%。河沙處理的成卷時間、地上部生物量、葉綠素含量、根系活力、密度指標也顯著低于河沙+地膜處理。綜合各項指標，河沙+地膜處理的草皮性狀綜合隸屬度達0.95，因此試驗的最佳隔離層為3 cm河沙+地膜。

關鍵詞：鹽堿地；無土草皮卷；隔離層；高羊茅（Festuca elata Keng ex E. Alexeev）

中圖分類號：S343.4 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）10-2585-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.10.033

Abstract：To study the soilless sod culture in saline-alkaline land， the experiment was conducted to study the effects of different isolation layer （brick， sand， newspaper and sand + mulch） on the growth and quality of tall fescue（Festuca elata Keng ex E. Alexeev） turf grass， and the turf quality was determined by the comprehensive feudatory degree. The results showed that the salt content in matrix upon the isolation layer of brick， sand， newspaper and sand + mulch treatment was 0.27 %， 0.31 %， 0.16 % and 0.07 %， respectively. The indices including sod formation， aboveground biomass， chlorophyll content， root activity and density of sand treatment was significantly lower than that of sand + mulch treatment. The comprehensive feudatory degree of sand + mulch was 0.95， thus the optimal isolation layer was sand 3 cm + mulch.

Key words： saline-alkaline land； soilless sod culture； isolation layer； tall fescue（Festuca elata Keng ex E. Alexeev）

鹽堿地是一種重要的土地資源，全世界鹽堿地面積約為9.55億hm2，中國約有9.913萬hm2，其中現代鹽堿地3.693萬hm2，殘余鹽堿地4.487萬hm2，潛在鹽堿地1.733萬hm2[1]。濱海鹽堿地是另一類鹽堿地，它分布在沿海地區，由于長期受到海水浸漬，土壤中的氯化鈉、硫酸鈉等中性鹽分不斷沉積，鈉離子濃度過高，pH常在7～8[2]。濱海鹽堿地由于土壤鹽分濃度高，造成了植物組織傷害和生理性干旱，最后導致植株萎蔫甚至死亡[3]。濱海鹽堿地表層含鹽量常超過0.6%，只能生長一些耐鹽堿的植物；其土壤改良可以分為物理改良、水利改良和化學改良3種方法，其中最主要的是通過蓄淡壓鹽、灌水洗鹽、滲管排鹽等水利改良措施來降低表層土壤的鹽分含量[4]。鹽堿地的改良需要投入大量的人力、物力和財力，改良的成本極高；改良后主要種植棉花、綠化苗木等抗鹽堿作物，產出并不高[5]。由于鹽堿地改良的高投入、低產出特點，其經濟效益不高。

濱海鹽堿地由于常年受海水浸漬，并且氯化鈉、硫酸鈉等鹽分在地面作水平方向與垂直方向的重新分配，從而使鹽分在集鹽地區的土壤表層逐漸積聚起來[6]。無土草皮卷生產過程中為了隔離原土壤、方便成品草皮起卷銷售，一般都鋪設磚、沙、報紙、地膜等隔離層[7]。如果選擇合適的隔離層阻隔鹽堿地水溶性鹽的毛細管作用，那么基質就不會產生次生鹽漬化，鹽堿地就可以不經過改良直接生產草皮卷，大大提高了鹽堿地的利用率。為此，試驗通過在濱海鹽堿地上生產無土草皮卷過程中比較不同隔離層對高羊茅[Festuca elata Keng ex E. Alexeev]草坪草生長指標和品質指標的影響，并應用綜合隸屬度對草坪品質進行評價，從而為鹽堿地無土草皮卷的生產篩選適宜的隔離層。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 草種與基質及農事用品 供試草種為市售的商品草坪草高羊茅種子；草皮卷混合基質組成有污泥、蘑菇渣、秸稈、粉煤灰、蛭石、河沙，混合基質發酵菌種由北京沃土天地生物科技有限公司提供；搭建鹽堿土床材料有標準建筑用紅磚（240 mm×115 mm×53 mm）、塑料膜、鹽堿土等，隔離層材料有紅磚、河沙、地膜、舊報紙等。草坪草生長期間使用的農藥有多菌靈和甲基托布津，肥料有氮磷復合肥等。

1.1.2 草皮卷混合基質組成 混合基質的配比是先把污泥∶蘑菇渣∶秸稈按干重比1∶2∶2混合，混合后添加粉煤灰，粉煤灰的添加量為發酵有機物料干重的5%，發酵菌種的添加量為發酵原料干重的3‰。發酵后得到的發酵產物再與蛭石和河沙按照70∶20∶10體積比混合，就得到試驗所用的混合基質。

1.1.3 鹽堿土 鹽堿土采自山東省煙臺市芝罘區農校路北首同三高速旁。采樣地地下水位1.2 m，土壤質地黏重板結，土壤結構差，生長有鹽堿地指示植物堿蓬和檉柳，鹽分表聚性明顯，地表有鹽霜或結皮，0～20 cm土壤含鹽量0.64%。室內鹽堿土床的鋪設是把鹽堿土平鋪在塑料膜上，塑料膜邊沿墊一圈紅磚，鹽堿土厚度5 cm。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 試驗設4個隔離層處理，分別是①ZH，磚隔離層處理，將紅磚平鋪在鹽堿土床上作隔離層。②SZ，河沙隔離層處理，在鹽堿土床上鋪3 cm的河沙，整平，壓實。③BZ，報紙隔離層處理，在鹽堿土床上鋪上舊報紙。④DS，地膜+河沙隔離層處理，在鹽堿土床上鋪3 cm的河沙，然后鋪地膜，在地膜上均勻打孔，利于排水透氣。小區面積為480 mm×345 mm（相當于6塊磚平鋪），各小區的邊界高度比隔離層高53 mm（1塊磚的高度）。將基質裝入小區中，基質厚度4.5 cm。高羊茅草種的播種量為40 g/m2。各處理都3次重復，室內培養。試驗期間定期給鹽堿土床澆水，含水量維持在田間持水量的70%左右。由于紅磚的毛細管作用，水溶性鹽會沿著紅磚的氣孔上升，而水溶性鹽的運動是個緩慢的過程，因此試驗進行2個草皮卷生產循環。第一個循環草皮卷起獲后，更換基質和報紙隔離層，補充沙，進行第二個循環。第一個循環不測草皮卷品質。

1.2.2 草皮卷的管理 ①澆水。用噴壺進行噴灌，第一次噴灌保證床土達到含水量完全飽和，在幼苗2～3葉期前每天2次，保持床土濕潤不積水，以后根據基質干濕狀況進行噴灌，各處理保持相同噴灌量。②除雜草。試驗期間人工進行雜草拔除。③病蟲預防與防治。播種后用多菌靈和甲基托布津輪換，低濃度噴霧，預防病害發生；若發現螻蛄危害，結合蹲苗保持苗床干燥，迫使喜潮濕的螻蛄轉移棲息地。④追肥。在生長旺盛期結合噴灌，撒施氮磷復合肥20 g/m2，追肥1次。⑤起獲。待草苗長至可出售的高度時將草皮從鹽堿土床上提起，不要撕裂，卷起后草皮卷不要出現裂縫。

1.2.3 觀測項目與方法 ①基質理化性質的測定。物理性質采用美國Hummel的測定方法，測定內容包括容重、通氣孔隙度、毛細管孔隙度和總孔隙度[8]。化學性質測定內容包括基質pH以及總氮、總磷、總鉀、有機質和重金屬的含量，其中總氮、總磷、總鉀采用硫酸-雙氧水分解法預處理，再用凱氏定氮法測氮、礬鉬黃比色法測磷、火焰光度計法測鉀。有機質采用K2Cr2O7-外熱源法測定；重金屬采用HNO3-HF-HClO4聯合消煮法測定。②隔離層上基質含鹽量測定。對鋪設在鹽堿土床上的4個隔離層處理（ZH、BZ、SZ、DS）的基質按照文獻[9]的方法測定各自的含鹽量。③草坪的坪用性狀指標觀測方法。草皮質量直接稱重，測前24 h灌水1次。地上部分生物量直接刈割烘干稱重，地下部分生物量用清水洗凈烘干稱重；葉綠素含量的測定采用丙酮∶乙醇=1∶1混合液浸提葉綠素法。根系活力采用改良的TTC測定法。成坪時間為蓋度達到85%的生長期即為成坪的時間。成卷時間是將草皮從地上提起不被撕裂、卷起后草皮卷不出現裂縫的時間作為草皮的成卷時間。密度采用實測法測定。

1.3 草坪綜合質量評價

采用模糊綜合評判法[10]評價草坪綜合質量，將成坪時間、成卷時間、密度、根系活力、葉綠素含量、草皮重量、地上部生物量、地下部生物量這8個指標按照模糊數學理論進行隸屬函數分析，綜合評定不同基質配比的優劣。

權重的確定采用打分評判法，各指標互相權衡重要性后，得到成坪時間、成卷時間、密度、根系活力、葉綠素含量、草皮重量、地上部生物量、地下部生物量8個指標的權重；Wi矩陣為：{0.096，0.330，0.102，

0.098，0.118，0.100，0.078，0.078}[10]。

1.4 數據處理

試驗所得數據采用Microsoft Office Excel 2003軟件處理、制表，利用SAS程序進行統計分析，運用鄧肯氏新復極差檢驗法（Duncan's new multiple range test，DMRT）進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 草皮卷混合基質理化性質

試驗測定的草皮卷混合基質物理性質為容重0.53 g/cm3、通氣孔隙度28.51%、毛細管孔隙度31.64%、總孔隙度60.15%；化學性質為N含量1.09%、P2O5 2.08%、K2O 0.45%、有機質34.05%、As 7.65 mg/kg、Cd 0.21 mg/kg、Pb 4.30 mg/kg、Cr 82.47 mg/kg、Hg 0.61 mg/kg；其中總As、總Cd、總Pb、總Cr、總Hg的含量低于文獻[11]的限定值。

2.2 各隔離層上基質含鹽量水平

試驗測定的4個隔離層上基質含鹽量情況分別是磚隔離層處理（ZH）為0.27%，河沙隔離層處理（SZ）為0.16%，報紙隔離層處理（BZ）為0.31%，地膜+河沙隔離層處理（DS）為0.07%。其中ZH和BZ的隔離層上基質含鹽量達到了重度鹽堿土的含量水平（0.2%～0.4%）；SZ的隔離層上基質含鹽量達到了中度鹽堿土的含量水平（0.1%～0.2%）；而DS的隔離層上基質含鹽量只有0.07%。

2.3 草皮卷的草皮性狀分析

4個隔離層上基質生長的草皮卷的草皮性狀測定情況見表1。由表1可以看出，BZ處理的成坪時間和成卷時間高于其余3個處理；相對于DS處理，BZ處理成坪時間和成卷時間分別提高了8.67、12.00 d。DS處理的地上部生物量最高，ZH和BZ處理的地上部生物量低于SZ和DS處理。SZ和DS處理的地下部生物量兩者之間差異不顯著（P>0.05），但與ZH、BZ 2個處理之間差異顯著（P<0.05），BZ處理最低。

草皮的重量主要包括基質重量和草坪草的重量，因為草坪草的重量相對于基質重量而言占比非常小，可以忽略，所以草皮卷的重量主要反映的是基質的重量。試驗中各處理所用的基質相同，但是SZ和DS處理在基質下面有3 cm厚的河沙，在起獲草皮卷時，SZ和DS處理的草皮卷根系不可避免地會包裹少量的沙。因此，SZ和DS處理的草皮卷重量大于ZH和BZ處理，并且與這2個處理間差異顯著（P<0.05）。

DS處理的葉綠素含量和密度最高，其次為SZ處理，ZH和BZ處理最低；DS、SZ處理的葉綠素含量和密度與ZH、BZ處理之間差異顯著（P<0.05）。DS處理的根系活力大于ZH、SZ和BZ處理，并且與這3個處理間差異顯著（P<0.05）。

2.4 綜合品質評價

綜合隸屬度可以將不同品質指標綜合考慮，從而全面評價草坪品質[10]。4個隔離層上基質生長的草皮卷的草皮性狀綜合隸屬度計算結果見表2。由表2可見，除了草皮重量的隸屬度以外，BZ處理其余指標的隸屬度都是0.00；而對于DS處理，除了草皮重量的隸屬度外，其余指標的隸屬度都是1.00。因此，DS處理的綜合隸屬度達到0.95，而BZ處理只有0.09。綜合隸屬度由大到小順序為DS、SZ、ZH、BZ。

3 討論

濱海鹽堿地特點主要體現在土壤含鹽量和地下水位的高低，而且土壤的自然脫鹽率低。試驗中所用基質的毛細管孔隙度為31.64%，如果直接將基質覆蓋在鹽堿土上的話，由于水溶性鹽毛細管現象，將產生基質的次生鹽漬化，影響草皮卷的生長。要杜絕毛細管現象的產生，防止鹽分上升，設置隔離層是一種有效的方法[12]。張薇等[6]研究了陶粒、沸石、蛭石作為隔鹽層對濱海鹽土理化性質的影響，結果沸石和蛭石降低了毛細管孔隙度，脫鹽率分別為60.6%、72.4%，但隔鹽層上的土壤仍產生了次生鹽漬化。段登選等[12]的研究表明，低洼鹽堿地用薄膜隔鹽堿效果良好。張莉等[13]對隔沙層與鹽堿地土壤水鹽運動的關系研究表明，隔沙層使土壤積鹽程度降低，但是不能完全避免次生鹽漬化。史文娟等[14]在研究蒸發條件下淺層地下水埋深夾沙層土壤水鹽運移特性后，發現沙層的存在雖然抑制了鹽分向上遷移的速度，但沙層上的土壤仍然產生了次生鹽漬化。

本試驗設置了4種隔離層處理，結果磚隔離層和報紙隔離層上面的基質含鹽量達到了重度鹽堿土的含量水平，河沙隔離層達到了中度鹽堿土的含量水平；而地膜+河沙隔離層處理上面的基質含鹽量只有0.07%。因此，地膜+河沙隔離層可抑制水溶性鹽的毛細管作用，從而可避免表層基質次生鹽漬化；而磚、報紙、河沙隔離層的抑制水溶性鹽的毛細管作用效果差，導致表層基質發生次生鹽漬化。

由于磚隔離層和報紙隔離層處理的基質達到了重度鹽堿土含量水平，河沙隔離層達到了中度鹽堿土含量水平，而且這3個處理的草皮品質指標都低于地膜+河沙隔離層處理。并且地膜+河沙隔離層處理的草皮性狀綜合隸屬度達0.95，是4個處理中最高的，因此試驗的最佳隔離層為3 cm河沙+地膜。

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