盐碱地无土草皮卷生产的隔离层选择

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摘要：通过在滨海盐碱地上生产无土草皮卷过程中比较不同隔离层（砖、河沙、报纸、河沙+地膜）对高羊茅（Festuca elata Keng ex E. Alexeev）草坪草生长和品质的影响，结合综合隶属度对草坪品质进行评价，从而为盐碱地无土草皮卷生产提供技术依据。结果表明，砖和报纸隔离层上基质含盐量分别为0.27%和0.31%，达到了重度盐碱土的含量水平（0.2%～0.4%）；河沙隔离层上基质含盐量为0.16%，达到了中度盐碱土的含量水平（0.1%～0.2%）；而河沙+地膜处理只有0.07%。河沙处理的成卷时间、地上部生物量、叶绿素含量、根系活力、密度指标也显著低于河沙+地膜处理。综合各项指标，河沙+地膜处理的草皮性状综合隶属度达0.95，因此试验的最佳隔离层为3 cm河沙+地膜。

关键词：盐碱地；无土草皮卷；隔离层；高羊茅（Festuca elata Keng ex E. Alexeev）

中图分类号：S343.4 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）10-2585-04

DOI：10.14088/ki.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）

盐碱地是一种重要的土地资源，全世界盐碱地面积约为9.55亿hm2，中国约有9.913万hm2，其中现代盐碱地3.693万hm2，残余盐碱地4.487万hm2，潜在盐碱地1.733万hm2[1]。滨海盐碱地是另一类盐碱地，它分布在沿海地区，由于长期受到海水浸渍，土壤中的氯化钠、硫酸钠等中性盐分不断沉积，钠离子浓度过高，pH常在7～8[2]。滨海盐碱地由于土壤盐分浓度高，造成了植物组织伤害和生理性干旱，最后导致植株萎蔫甚至死亡[3]。滨海盐碱地表层含盐量常超过0.6%，只能生长一些耐盐碱的植物；其土壤改良可以分为物理改良、水利改良和化学改良3种方法，其中最主要的是通过蓄淡压盐、灌水洗盐、渗管排盐等水利改良措施来降低表层土壤的盐分含量[4]。盐碱地的改良需要投入大量的人力、物力和财力，改良的成本极高；改良后主要种植棉花、绿化苗木等抗盐碱作物，产出并不高[5]。由于盐碱地改良的高投入、低产出特点，其经济效益不高。

滨海盐碱地由于常年受海水浸渍，并且氯化钠、硫酸钠等盐分在地面作水平方向与垂直方向的重新分配，从而使盐分在集盐地区的土壤表层逐渐积聚起来[6]。无土草皮卷生产过程中为了隔离原土壤、方便成品草皮起卷销售，一般都铺设砖、沙、报纸、地膜等隔离层[7]。如果选择合适的隔离层阻隔盐碱地水溶性盐的毛细管作用，那么基质就不会产生次生盐渍化，盐碱地就可以不经过改良直接生产草皮卷，大大提高了盐碱地的利用率。为此，试验通过在滨海盐碱地上生产无土草皮卷过程中比较不同隔离层对高羊茅[Festuca elata Keng ex E. Alexeev]草坪草生长指标和品质指标的影响，并应用综合隶属度对草坪品质进行评价，从而为盐碱地无土草皮卷的生产筛选适宜的隔离层。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 草种与基质及农事用品 供试草种为市售的商品草坪草高羊茅种子；草皮卷混合基质组成有污泥、蘑菇渣、秸秆、粉煤灰、蛭石、河沙，混合基质发酵菌种由北京沃土天地生物科技有限公司提供；搭建盐碱土床材料有标准建筑用红砖（240 mm×115 mm×53 mm）、塑料膜、盐碱土等，隔离层材料有红砖、河沙、地膜、旧报纸等。草坪草生长期间使用的农药有多菌灵和甲基托布津，肥料有氮磷复合肥等。

1.1.2 草皮卷混合基质组成 混合基质的配比是先把污泥∶蘑菇渣∶秸秆按干重比1∶2∶2混合，混合后添加粉煤灰，粉煤灰的添加量为发酵有机物料干重的5%，发酵菌种的添加量为发酵原料干重的3‰。发酵后得到的发酵产物再与蛭石和河沙按照70∶20∶10体积比混合，就得到试验所用的混合基质。

1.1.3 盐碱土 盐碱土采自山东省烟台市芝罘区农校路北首同三高速旁。采样地地下水位1.2 m，土壤质地黏重板结，土壤结构差，生长有盐碱地指示植物碱蓬和柽柳，盐分表聚性明显，地表有盐霜或结皮，0～20 cm土壤含盐量0.64%。室内盐碱土床的铺设是把盐碱土平铺在塑料膜上，塑料膜边沿垫一圈红砖，盐碱土厚度5 cm。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 试验设4个隔离层处理，分别是①ZH，砖隔离层处理，将红砖平铺在盐碱土床上作隔离层。②SZ，河沙隔离层处理，在盐碱土床上铺3 cm的河沙，整平，压实。③BZ，报纸隔离层处理，在盐碱土床上铺上旧报纸。④DS，地膜+河沙隔离层处理，在盐碱土床上铺3 cm的河沙，然后铺地膜，在地膜上均匀打孔，利于排水透气。小区面积为480 mm×345 mm（相当于6块砖平铺），各小区的边界高度比隔离层高53 mm（1块砖的高度）。将基质装入小区中，基质厚度4.5 cm。高羊茅草种的播种量为40 g/m2。各处理都3次重复，室内培养。试验期间定期给盐碱土床浇水，含水量维持在田间持水量的70%左右。由于红砖的毛细管作用，水溶性盐会沿着红砖的气孔上升，而水溶性盐的运动是个缓慢的过程，因此试验进行2个草皮卷生产循环。第一个循环草皮卷起获后，更换基质和报纸隔离层，补充沙，进行第二个循环。第一个循环不测草皮卷品质。

1.2.2 草皮卷的管理 ①浇水。用喷壶进行喷灌，第一次喷灌保证床土达到含水量完全饱和，在幼苗2～3叶期前每天2次，保持床土湿润不积水，以后根据基质干湿状况进行喷灌，各处理保持相同喷灌量。②除杂草。试验期间人工进行杂草拔除。③病虫预防与防治。播种后用多菌灵和甲基托布津轮换，低浓度喷雾，预防病害发生；若发现蝼蛄危害，结合蹲苗保持苗床干燥，迫使喜潮湿的蝼蛄转移栖息地。④追肥。在生长旺盛期结合喷灌，撒施氮磷复合肥20 g/m2，追肥1次。⑤起获。待草苗长至可出售的高度时将草皮从盐碱土床上提起，不要撕裂，卷起后草皮卷不要出现裂缝。

1.2.3 观测项目与方法 ①基质理化性质的测定。物理性质采用美国Hummel的测定方法，测定内容包括容重、通气孔隙度、毛细管孔隙度和总孔隙度[8]。化学性质测定内容包括基质pH以及总氮、总磷、总钾、有机质和重金属的含量，其中总氮、总磷、总钾采用硫酸-双氧水分解法预处理，再用凯氏定氮法测氮、矾钼黄比色法测磷、火焰光度计法测钾。有机质采用K2Cr2O7-外热源法测定；重金属采用HNO3-HF-HClO4联合消煮法测定。②隔离层上基质含盐量测定。对铺设在盐碱土床上的4个隔离层处理（ZH、BZ、SZ、DS）的基质按照文献[9]的方法测定各自的含盐量。③草坪的坪用性状指标观测方法。草皮质量直接称重，测前24 h灌水1次。地上部分生物量直接刈割烘干称重，地下部分生物量用清水洗净烘干称重；叶绿素含量的测定采用丙酮∶乙醇=1∶1混合液浸提叶绿素法。根系活力采用改良的TTC测定法。成坪时间为盖度达到85%的生长期即为成坪的时间。成卷时间是将草皮从地上提起不被撕裂、卷起后草皮卷不出现裂缝的时间作为草皮的成卷时间。密度采用实测法测定。

1.3 草坪综合质量评价

采用模糊综合评判法[10]评价草坪综合质量，将成坪时间、成卷时间、密度、根系活力、叶绿素含量、草皮重量、地上部生物量、地下部生物量这8个指标按照模糊数学理论进行隶属函数分析，综合评定不同基质配比的优劣。

权重的确定采用打分评判法，各指标互相权衡重要性后，得到成坪时间、成卷时间、密度、根系活力、叶绿素含量、草皮重量、地上部生物量、地下部生物量8个指标的权重；Wi矩阵为：{0.096，0.330，0.102，

0.098，0.118，0.100，0.078，0.078}[10]。

1.4 数据处理

试验所得数据采用Microsoft Office Excel 2003软件处理、制表，利用SAS程序进行统计分析，运用邓肯氏新复极差检验法（Duncan's new multiple range test，DMRT）进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 草皮卷混合基质理化性质

试验测定的草皮卷混合基质物理性质为容重0.53 g/cm3、通气孔隙度28.51%、毛细管孔隙度31.64%、总孔隙度60.15%；化学性质为N含量1.09%、P2O5 2.08%、K2O 0.45%、有机质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；其中总As、总Cd、总Pb、总Cr、总Hg的含量低于文献[11]的限定值。

2.2 各隔离层上基质含盐量水平

试验测定的4个隔离层上基质含盐量情况分别是砖隔离层处理（ZH）为0.27%，河沙隔离层处理（SZ）为0.16%，报纸隔离层处理（BZ）为0.31%，地膜+河沙隔离层处理（DS）为0.07%。其中ZH和BZ的隔离层上基质含盐量达到了重度盐碱土的含量水平（0.2%～0.4%）；SZ的隔离层上基质含盐量达到了中度盐碱土的含量水平（0.1%～0.2%）；而DS的隔离层上基质含盐量只有0.07%。

2.3 草皮卷的草皮性状分析

4个隔离层上基质生长的草皮卷的草皮性状测定情况见表1。由表1可以看出，BZ处理的成坪时间和成卷时间高于其余3个处理；相对于DS处理，BZ处理成坪时间和成卷时间分别提高了8.67、12.00 d。DS处理的地上部生物量最高，ZH和BZ处理的地上部生物量低于SZ和DS处理。SZ和DS处理的地下部生物量两者之间差异不显著（P>0.05），但与ZH、BZ 2个处理之间差异显著（P

草皮的重量主要包括基质重量和草坪草的重量，因为草坪草的重量相对于基质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质的重量。试验中各处理所用的基质相同，但是SZ和DS处理在基质下面有3 cm厚的河沙，在起获草皮卷时，SZ和DS处理的草皮卷根系不可避免地会包裹少量的沙。因此，SZ和DS处理的草皮卷重量大于ZH和BZ处理，并且与这2个处理间差异显著（P

DS处理的叶绿素含量和密度最高，其次为SZ处理，ZH和BZ处理最低；DS、SZ处理的叶绿素含量和密度与ZH、BZ处理之间差异显著（P

2.4 综合品质评价

综合隶属度可以将不同品质指标综合考虑，从而全面评价草坪品质[10]。4个隔离层上基质生长的草皮卷的草皮性状综合隶属度计算结果见表2。由表2可见，除了草皮重量的隶属度以外，BZ处理其余指标的隶属度都是0.00；而对于DS处理，除了草皮重量的隶属度外，其余指标的隶属度都是1.00。因此，DS处理的综合隶属度达到0.95，而BZ处理只有0.09。综合隶属度由大到小顺序为DS、SZ、ZH、BZ。

3 讨论

滨海盐碱地特点主要体现在土壤含盐量和地下水位的高低，而且土壤的自然脱盐率低。试验中所用基质的毛细管孔隙度为31.64%，如果直接将基质覆盖在盐碱土上的话，由于水溶性盐毛细管现象，将产生基质的次生盐渍化，影响草皮卷的生长。要杜绝毛细管现象的产生，防止盐分上升，设置隔离层是一种有效的方法[12]。张薇等[6]研究了陶粒、沸石、蛭石作为隔盐层对滨海盐土理化性质的影响，结果沸石和蛭石降低了毛细管孔隙度，脱盐率分别为60.6%、72.4%，但隔盐层上的土壤仍产生了次生盐渍化。段登选等[12]的研究表明，低洼盐碱地用薄膜隔盐碱效果良好。张莉等[13]对隔沙层与盐碱地土壤水盐运动的关系研究表明，隔沙层使土壤积盐程度降低，但是不能完全避免次生盐渍化。史文娟等[14]在研究蒸发条件下浅层地下水埋深夹沙层土壤水盐运移特性后，发现沙层的存在虽然抑制了盐分向上迁移的速度，但沙层上的土壤仍然产生了次生盐渍化。

本试验设置了4种隔离层处理，结果砖隔离层和报纸隔离层上面的基质含盐量达到了重度盐碱土的含量水平，河沙隔离层达到了中度盐碱土的含量水平；而地膜+河沙隔离层处理上面的基质含盐量只有0.07%。因此，地膜+河沙隔离层可抑制水溶性盐的毛细管作用，从而可避免表层基质次生盐渍化；而砖、报纸、河沙隔离层的抑制水溶性盐的毛细管作用效果差，导致表层基质发生次生盐渍化。

由于砖隔离层和报纸隔离层处理的基质达到了重度盐碱土含量水平，河沙隔离层达到了中度盐碱土含量水平，而且这3个处理的草皮品质指标都低于地膜+河沙隔离层处理。并且地膜+河沙隔离层处理的草皮性状综合隶属度达0.95，是4个处理中最高的，因此试验的最佳隔离层为3 cm河沙+地膜。

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