全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2009, 36 (2) : 233 - 238
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2008 - 08 - 04; 修回日期 : 2009 - 02 - 04
基金项目 : 国家自然科学基金项目 (59878033) ; 天津师范大学滨海新区专项研究计划项目 ( 52LE19) ; 天津市高等学校科技发
展基金项目 (20040716)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: duolian_tjnu@1631com)
草坪基质填充废胶粒对践踏前后黑麦草生物学特性
的影响
赵树兰 , 多立安 3 , 王礼莉
(天津师范大学化学与生命科学学院 , 天津 300387)
摘 　要 : 在栽培基质中填充废胶粒 , 建植黑麦草草坪 , 研究践踏前后其生物学特性的变化。结果表明 :
草坪建植第 2年返青后 , 茎节数与盖度均随胶粒粒径的减小而增加 , 所有胶粒处理均明显高于无胶粒处理
(对照 ) ; 但茎枝长度却表现出相反的趋势 , 即随胶粒粒径的增加而增加 , 且均高于对照。践踏胁迫下 , 黑
麦草盖度、地上生物量、分蘖数表现出一致的规律 , 即随胶粒粒径减小而增加 , 以 1～2 mm胶粒处理为最
高 , 且所有胶粒处理均好于对照。践踏胁迫使黑麦草的茎节与叶片数损伤较大。践踏胁迫下 , 以 1～2 mm
处理根质量为最高 , 高出对照 138177%。综合分析表明 , 基质填充废胶粒能增加草坪抗践踏能力 , 这与胶
粒的弹性特征密切相关 ; 在 3种粒径胶粒中 , 以 1～2 mm胶粒明显优于其它粒径胶粒及未填充胶粒处理。
关键词 : 黑麦草 ; 践踏胁迫 ; 废胶粒 ; 草坪基质 ; 生物学特性
中图分类号 : S 68814　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2009) 0220233206
Effects of W a ste Crum b Rubber F illed in Turf M ed ium on B iolog ica l
Character istics of L olium perenne L . Before and after Tram ple Stress
ZHAO Shu2lan, DUO L i2an3 , and WANG L i2li
(College of Chem istry and L ife Sciences, T ianjin N orm al U niversity, T ian jin 300387, China)
Abstract: The biological characteristics such as the number of nodes, branch length, coverage, the
number of leaves, tillers, overground biomass and root growth of L olium perenne L. before and after tramp le
stress were investigated by establishing turf system with waste crumb rubber asmedium amendment. After lawn
returning green in the second year, the number of nodes and coverage of L. perenne L. increased with the de2
crease of crumb rubber size, and all crumb rubber treatmentswere all distinctly higher than the treatmentwith2
out crumb rubber ( control) before tramp le stress, but the branch length showed the opposite trend, increased
with the increase of crumb rubber size. Under tramp le stress, the coverage, overground biomass and tiller
number of ryegrass (L. perenne) disp layed the same rule. A ll of the parameters increased as decreasing
crumb rubber sizes. The treatment with 1 - 2 mm appeared the highest, and all treatments with different
crumb rubber sizes were better than control. Tramp le stress damaged the number of nodes and leaves greatly.
In addition, the root biomass with 1 - 2 mm crumb rubber treatment under tramp le stress was the highest, and
was higher 138177% than control. So the waste crumb rubber filled in turf medium as amendment could en2
hance tramp le resistance of lawn based on above comp rehensive analyses. This was directly correlated with
elasticity of crumb rubber. In the three treatments, the size of 1 - 2 mm crumb rubber was the op timum
medium amendment for sports lawn under tramp le stress, and the lawn character was clearly better than that of
other treatments.
　Key words: Lolium perenne L. ; tramp le stress; waste crumb rubber; turf medium; biological characteristics
园 　　艺 　　学 　　报 36卷
运动场草坪由于长期处于高强度践踏条件下 , 场地会变得紧实 , 失去弹性 , 草坪根带环境变差 ,
影响其正常生长 , 严重时造成草坪退化 ; 基质紧实也会增加管理成本 , 降低草坪寿命 (陈春阁 ,
1992; 宋桂龙和徐泽荣 , 2004)。草坪基质填充物是决定草坪使用寿命、根带稳定性、草坪生态及运
动质量的主要因素 , 其影响程度远大于施肥水平和草种选择 (A ldous, 1999; 宋桂龙和韩烈保 ,
2003)。为解决基质紧实问题 , 科学家对多种材料进行研究 , 但至今尚无突破性进展 (Adam s &
Gibbs, 1994; Stewart, 1994; McN itt & Landschoot, 2001)。因此找到一种适宜的基质填充物是解决运动
场草坪基质紧实这一问题的关键。
废旧橡胶现已成为在各国迅速蔓延的 “黑色公害 ”, 其安全处置及资源化利用引起了国际社会的
广泛关注 (Mastral et al. , 2002; Sunthonpagasit & Duffey, 2004; 陆永其 , 2005; B ignozzi & Sandrolini,
2006; Sukontasukkul & Chalkaew, 2006)。目前 , 废胶粒生产技术已十分成熟 , 主要用于铺设道路、制
作橡胶地毯等 (赵光贤 , 2005; 邱贤华 等 , 2006)。
本研究在实验室研究基础上 (王礼莉 等 , 2007a, 2007b) , 通过试验地建植草坪 , 在践踏胁迫
下较为系统地研究了基质填充废胶粒对草坪植物生物学特性的影响 , 揭示践踏胁迫下草坪基质填充胶
粒的缓冲作用与草坪成坪性能之间的相关性 , 以优化出适宜草坪基质填充的废胶粒粒径 , 为利用废胶
粒的弹性特征优势填充基质 , 构建耐踏型运动场草坪及其它休闲游憩草坪提供依据 (多立安 等 ,
2007)。
1　材料与方法
试验地位于天津师范大学北院内 (北纬 38°34′至 40°15′, 东经 116°43′至 118°04′)。年平均气温
12133 ℃, 1月最冷 , 月平均气温 - 4～ - 6 ℃; 7月最热 , 月平均气温 26 ℃。年平均降水量 550～
680 mm, 夏季降水量占全年降水量的 80% , 无霜期 200 d, 年平均日照射 2 610～3 090 h。
供试草种为多年生黑麦草 (L olium perenne L. )。草坪基质填充物为废胶粒 (河南省新奥公司 ) ,
粒径 (直径 ) 分别为 1～2、2～4和 4～6 mm。基质营养源为生活垃圾堆肥 , 配材为河沙 (50目 )。
共设 4个处理 : 基质分别填充上述 3种直径的废胶粒与不填充废胶粒 (对照 )。小区面积为 90 m2。
每个样方面积 30 cm ×30 cm, 四周和底层分别以木板为框架支撑 , 并用塑料薄膜作内衬层 , 使其与
外环境相阻断。小区深度为 40 cm, 下层为 15 cm厚土壤 , 中层为 15 cm厚的河沙、堆肥与胶粒的混
合物 , 上层为 5 cm混合均匀的河沙与堆肥 , 另外上留 5 cm深度 , 为避免灌溉时水分外溢。废胶粒处
理基质中间部分组成为 10%堆肥 + 8%胶粒 + 82%河沙 , 对照为 10%堆肥 + 90%河沙。于 8月 15
日播种黑麦草 , 播种量为 89 g·m - 2。正常进行杂草防除与灌溉。为了草坪植物有效越冬 , 播种当年
不作修剪。践踏胁迫于第 2年春季返青期结束后进行 , 第一次践踏为返青后第 95天 , 每周 1次 , 历
时 2个半月 , 最后一次为第 172天 , 共 12次。践踏设计以体重 60 kg的男生实施均匀践踏 , 践踏强度
为 50步 ·m in - 1 ; 每次践踏 2 m in。3次重复。此外 , 为能对草坪植物生物学特征有效测定 , 在整个
试验过程中未进行常规修剪。
第 2年返青后 7～54 d, 对草坪茎节数、茎枝生长和盖度进行调查 , 每周记录 1次 , 盖度采用样
方针刺法进行测定 (孙吉雄 , 2002)。草坪践踏后的测定 : 盖度测定从第 2次践踏后 5 d开始 , 每两
周 1次 , 直至最后 1次践踏结束 , 共测定 6次。地上生物量、分蘖数、茎节数、叶片数及根系生长等
指标的调查计数面积为 10 cm ×10 cm。首先记录分蘖数、茎节数和叶片数 , 然后齐地刈割 , 测定地
上生物量。分蘖数和地上生物量测定时间为返青后 100、130、161和 192 d, 每次测定后整个小区齐
地修剪 ; 茎节数和叶片数的测定为返青后 175 d; 根系生长测定为返青后 196 d, 用孔径 0125 mm的
土壤筛反复冲洗干净 , 除去杂物 , 并随机抽取 15株 , 测量须根数量和最长须根长度 (即每株植物都
以最长的须根作为测定标准来进行测定 ) , 然后在 105 ℃条件下烘干 , 称根质量。
432
　2期 赵树兰等 : 草坪基质填充废胶粒对践踏前后黑麦草生物学特性的影响 　
数据分析采用 M icrosoft Excel 2003和 SPSS 1310统计软件。
2　结果与分析
211　草坪建植第 2年践踏前黑麦草生物学特性
草坪建植第 2年返青后 , 随着胶粒粒径减小 , 黑麦草茎节数逐渐增多 , 以 1～2 mm胶粒处理最
多 , 所有处理都明显高于对照 (表 1) , 说明胶粒的加入促进了黑麦草茎节的生长。返青后 35 d内茎
节数增加较快 , 尤其是返青后的 7～14 d增加最快 , 1～2、2～4、4～6 mm胶粒处理及对照茎节数分
别增加 55167、51134、46及 48个 ·100 cm - 2。后期茎节数增加趋于缓慢 , 说明返青后 54 d黑麦草茎
节生长基本趋于稳定。
表 1　践踏前黑麦草茎节数
Table 1　The num ber of nodes of L olium perenne before tram ple
返青后天数 / d
Days after returning green
胶粒粒径 /mm Crumb rubber size
对照 Control 1～2 2～4 4～6
7 32167 ±1115d 45133 ±1153a 42133 ±1153b 36167 ±1115c
14 80167 ±3106c 101100 ±3100a 93167 ±2108b 82167 ±1153c
21 110100 ±2100c 134133 ±3121a 126133 ±3106b 123167 ±3106b
28 131133 ±1115d 163133 ±4116a 153100 ±4100b 145100 ±4100c
35 157167 ±1153d 195167 ±1115a 192100 ±2100b 187167 ±1153c
42 185133 ±5103c 217167 ±2152a 212100 ±5157ab 204100 ±4100b
47 192100 ±2100c 224100 ±1100a 219133 ±4104a 213100 ±2100b
54 194167 ±1153d 226133 ±0158a 223100 ±2100b 217100 ±1100c
　　注 : 同行数据中不同小写字母表示差异显著 ( P < 0105)。下同。
Note: D ifferent small letters in the same column indicate significant difference at P < 0105. The same below.
与茎节数不同 , 茎枝生长以 4～6 mm胶粒处理最快 , 随胶粒粒径的减小而减慢 , 但均高于对照
(表 2)。至返青后 54 d, 按照粒径从大到小的顺序 , 3个胶粒处理茎枝长度分别比对照增加 34101%、
21121%、7113%。返青后的前两周茎枝生长较慢 , 21 d起生长速度明显加快。
表 2　践踏前黑麦草茎枝生长
Table 2　Branch growth of L olium perenne before tram ple / cm
返青后天数 / d
Days after returning green
胶粒粒径 /mm Crumb rubber size
对照 Control 1～2 2～4 4～6
7 8122 ±1142b 9119 ±1154b 10176 ±1132a 10193 ±2102a
14 9163 ±1176b 10143 ±1132b 12140 ±1165a 12174 ±2128a
21 9199 ±1165c 12106 ±2108b 14123 ±2150a 15130 ±2110a
28 12157 ±2140c 15159 ±2146b 18194 ±3105a 19109 ±3114a
35 15100 ±3100c 18104 ±2140b 19125 ±2161ab 20169 ±2191a
42 16179 ±3187c 19131 ±2112b 20187 ±2198b 23166 ±3155a
47 19115 ±2117c 21193 ±2167b 22116 ±2109b 26126 ±3128a
54 21117 ±2160c 22168 ±2163c 25166 ±3132b 28137 ±3179a
成坪速度可用盖度变化来反映 , 盖度越大 , 成坪质量越高 (孙吉雄 , 2002)。返青后 21 d以前草
坪盖度较低 , 成坪速度较慢 , 黑麦草分蘖少 , 茎节少 ; 返青后 21～42 d, 成坪速度上升较快 , 其中以
1～2 mm为最快 , 其次是 2～4 mm和 4～6 mm处理 , 至 42 d, 填充胶粒各基质草坪盖度都在 70%以
上 , 3个胶粒处理分别比对照高出 26156%、15111%、12150% , 说明胶粒的加入可以增加草坪盖度。
随着分蘖增多 , 植物对光、水、肥、气等的竞争增强 , 盖度快速增长趋势也就趋于缓慢 (表 3)。
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表 3　践踏前黑麦草生长盖度
Table 3　Coverage of L olium perenne before tram ple /%
返青后天数 / d
Days after returning green
胶粒粒径 /mm Crumb rubber size
对照 Control 1～2 2～4 4～6
7 2167 ±0158a 3167 ±0158a 3100 ±0102a 3133 ±0158a
14 8167 ±0158b 10133 ±0158a 9133 ±0158ab 9167 ±0158ab
21 16133 ±0158b 19167 ±0158a 17167 ±0158b 17100 ±1100b
28 29167 ±0158c 34133 ±0158a 32167 ±1115b 31133 ±0158c
35 40133 ±0158d 47167 ±0158a 45133 ±1115b 42167 ±0158c
42 64100 ±3161c 81100 ±1100a 73167 ±1153b 72100 ±1173b
47 81100 ±1100c 91133 ±1153a 86133 ±0158b 84100 ±1173b
54 92133 ±0158c 96100 ±1100a 95167 ±0158a 94100 ±0103b
212　草坪建植第 2年践踏胁迫下黑麦草生物学特性
21211　草坪盖度 　在践踏胁迫下 , 草坪盖度随填充胶粒粒径的增加而降低 , 以 1～2 mm胶粒处理的
盖度最大 , 所有胶粒处理均显著高于对照 ( P < 0105) , 说明胶粒对于践踏具有一定的缓冲作用 , 且
胶粒越小缓冲作用就越明显 (表 4)。返青后 107～ 163 d, 践踏胁迫使草坪盖度下降最多的为对照 ,
盖度降低了 54158% , 1～2 mm胶粒处理盖度降低最小 , 为 33191%。至践踏胁迫结束后 , 1～2 mm
胶粒处理草坪盖度比对照高出 56126% , 基质填充 1～2 mm粒径胶粒草坪抗践踏能力最强。
表 4　践踏胁迫下黑麦草盖度变化
Table 4　Coverage change of L olium perenne under tram ple stress /%
返青后天数 / d
Days after returning green
胶粒粒径 /mm Crumb rubber size
对照 Control 1～2 2～4 4～6
107 91100 ±1100c 95133 ±0158a 94133 ±0158ab 93133 ±0158b
121 80133 ±0158d 90100 ±1100a 85133 ±0158b 83133 ±0158c
135 65133 ±0158d 79167 ±0158a 74167 ±1153b 70167 ±0158c
149 53100 ±2165d 70133 ±0158a 64167 ±0158b 61100 ±1100c
163 41133 ±1115d 63100 ±1100a 54100 ±1100b 51133 ±1115c
177 37133 ±2108d 58133 ±1153a 51133 ±1115b 47133 ±0158c
21212　地上生物量 　在践踏胁迫下 , 胶粒处理的地上生物量随粒径的增加而降低 , 显著高于对照
( P < 0105) , 与盖度趋势相同 ; 1～2 mm胶粒处理受到践踏胁迫的影响最小 , 192 d生物量最高 , 这
可能是因小粒径的胶粒对草坪践踏胁迫的耐受性较高 , 地上部分茎叶所受损伤较轻 (表 5)。
表 5　践踏胁迫下黑麦草地上生物量变化
Table 5　Change of overground b ioma ss of L olium perenne under tram ple stress / ( g·m - 2 )
胶粒粒径 /mm
Crumb rubber size
返青后天数 / d Days after returning green
100 130 161 192
对照 Control 103182 ±1122c 70108 ±1117d 47172 ±0143d 34113 ±0160d
1～2 113145 ±2187a 80133 ±1127a 75128 ±0167a 64116 ±0171a
2～4 111108 ±1155ab 76128 ±0145b 53174 ±0182b 44120 ±0145b
4～6 108174 ±0188b 74105 ±0167c 50179 ±0146c 36184 ±0180c
21213　分蘖数 　践踏胁迫下 , 草坪分蘖数于 130 d之前随着胶粒粒径的增加而增加 , 但随践踏胁迫
的进行而减少。同一处理不同时期比较 , 以 1～2 mm处理分蘖数下降最少 , 对照下降最多 , 说明基
质填充小粒径胶粒对增加草坪的抗践踏能力所起的作用最大 (表 6)。
632
　2期 赵树兰等 : 草坪基质填充废胶粒对践踏前后黑麦草生物学特性的影响 　
表 6　践踏胁迫下黑麦草分蘖数
Table 6　T iller num bers of L olium perenne under tram ple stress
胶粒粒径 /mm
Crumb rubber size
返青后天数 / d Days after returning green
100 130 161 192
对照 Control 134167 ±6111a 117100 ±5157a 98100 ±3100b 78100 ±2100c
1～2 132100 ±4100a 118167 ±4116a 109100 ±5157a 94100 ±3161a
2～4 137100 ±1116a 119167 ±2152a 108100 ±2100a 86133 ±1153b
4～6 139100 ±2165a 121133 ±2108a 102167 ±2152ab 86100 ±2100b
21214　茎节数与叶片数 　践踏胁迫下 , 茎节数与叶片数同样以 1～2 mm胶粒处理最多 , 并随胶粒粒
径的增加而减少 , 但均显著多于对照 ( P < 0105)。未加胶粒基的对照伤害最为严重 , 其茎叶在每次
践踏后 3 d观察 , 断叶很多 , 并出现发黄现象 ; 而填充胶粒的处理受到践踏胁迫伤害较轻 , 其恢复情
况也比对照好 (表 7)。
21215　根系生长 　践踏胁迫下 , 加入胶粒处理明显提高了黑麦草地下生物量 , 以 1～2 mm胶粒处理
最为显著 , 和对照相比高出 138177% , 随胶粒粒径的增加而减少 , 但均高于未加胶粒处理。最长须
根以 1～2 mm和 2～4 mm两处理较高 , 与 4～6 mm处理和对照间差异显著 ( P < 0105)。胶粒粒径由
小到大 , 须根数依次增加 , 均显著多于对照 ( P < 0105, 表 8)。
表 7　践踏胁迫下黑麦草茎节数和叶片数
Table 7　The num ber of nodes and leaves of
L olium perenne under tram ple stress
胶粒粒径 /mm
Crumb rubber size
茎节数
Node number
叶片数
Leaf number
对照 Control 81167 ±2108d 63167 ±3151d
1～2 119100 ±1100a 92100 ±2100a
2～4 106133 ±1153b 84167 ±1153b
4～6 94100 ±1100c 74167 ±1153c 表 8　践踏胁迫下黑麦草根系生长Table 8　Root growth of L olium perenne under tram ple stress胶粒粒径 /mmCrumb rubbersize 须根数 /( number·p lant - 1 )Fibrous roots 根质量 /( g·m - 2 )Root weight 最长须根长 / cmThe longestroot length对照 Control 16917 ±3112b 14101 ±0151b 6167 ±0187c1～2 40512 ±6019a 22144 ±0198a 7156 ±0153b2～4 23510 ±517b 23154 ±0128a 7189 ±0160b4～6 18619 ±2016b 14152 ±2162b 8156 ±0153a
3　讨论
草坪建植第 2年践踏前 , 4种基质培植的黑麦草成坪状况有所不同 , 胶粒各处理生长较快 , 而未
加胶粒的生长速度最慢。在践踏胁迫下 , 草坪盖度迅速下降 , 以 1～2 mm胶粒处理降低最少 , 同一
测定时间盖度均表现为 1～2 mm > 2～4 mm > 4～6 mm >对照 , 表明胶粒的加入对于践踏胁迫具有一
定的缓冲作用 , 且胶粒粒径越小缓冲作用越强。地上生物量的变化与盖度变化相似 , 以 1～2 mm处
理最高 , 对照最低 , 且粒径越小地上生物量越高 , 说明践踏胁迫下胶粒的加入对地上生物量的形成有
促进作用。践踏胁迫前期 , 大胶粒粒径处理的分蘖数相对较多 , 但与 1～2 mm处理和对照差别不大 ,
随着践踏的进行 , 1～2 mm处理优势明显 , 192 d分蘖数最多 , 降低幅度远远小于其它 3个处理。践
踏胁迫下 , 茎节数与叶片数同样以 1～2 mm处理最高 , 其次是 2～4与 4～6 mm处理 , 对照最少。
草坪植物强健的根系有助于提高草坪抗性和质量 , 因此 , 掌握草坪根系生长与草坪成坪性状的相
关规律 , 对草坪养护管理具有重要的意义 (罗俊强 等 , 2002)。根系生长的测定在操作上比较困难 ,
需要消耗大量的时间 , 而且根的取样和清洗费时费力。尽管如此 , 本研究中对各处理黑麦草根系作了
较为详尽的研究 , 结果表明 , 1～2 mm胶粒处理的根质量最高 , 最长须根 1～2 mm和 2～4 mm处理
明显长于 4～6 mm处理 , 须根数 4～6 mm处理最多 , 根系生长情况胶粒处理明显好于对照。从草坪
成坪性能各指标分析来看 , 草坪基质中胶粒的填充有助于践踏胁迫下草坪成坪性能与质量的提高 , 尤
732
园 　　艺 　　学 　　报 36卷
其以 1～2 mm胶粒处理效果最佳。其作用机理 , 需结合草坪植物生物学、解剖学、胶粒物理学层面
做进一步研究 , 才能提供深入合理的解释 ; 而在最小粒直径胶粒 (1～2 mm) 范围附近 , 进一步研究
更适宜草坪基质的胶粒粒径仍具有较大的探讨价值。
References
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