全 文 ：文章编号: 1007-0435( 2005) 04-0308-05
土壤水分对草坪草蒸散及生长特性的影响
李冬杰1 ,杨培岭* 1,王　勇1, 刘洪禄2,郝仲勇2
( 1. 中国农业大学水利与土木土程学院, 北京　100083; 2 北京市水利科学研究所,北京　100044)
摘要: 研究了土壤水分对草坪蒸散和生长的影响。结果表明: 水分条件能显著影响(P < 0. 1)草坪草的蒸散,供水多,蒸
散量大, 供水少, 蒸散量小; 土壤含水量为田间持水量 70%～85%时, 草地早熟禾 (P oa p ratensis)蒸散量最大, 55%～
70% ,次之 , 40%～55%最低。草坪草叶面积指数、地上和地下生物量均与土壤含水量呈显著的正相关。
关键词: 土壤水分; 蒸散量; 草地早熟禾; 叶面积指数; 生物量
中图分类号: S648. 4　　　文献标识码: A
Effect of Soil Moisture Content on the Evapo-transpiration ( ET)
and Growth of Turfgrass
LI Dong-jie
1, YANG Pei-ling
1,
WANG Yong
1, L IU Hong-lu
2, HAO Zhong-yong
2
( 1. College of Hydr aul ics and Civil Engineerin g, Ch ina Agricultural University, Beij ing 100083, Ch ina;
2. Beijing Hydraulics Research Ins t itu te, Beijin g 100044, Ch ina)
Abstract: The purpo se of this research w as to examine the ef fects of soil moisture content to the evapo-transpi-
rat ion ( ET ) and gr ow th of turf gr ass gr ow ing under pot experiment. T hree dif ferent soil mo isture t reatments
w er e designed: A1: 70%～85% field capacity ( FC) , A2: 55%～70% FC, A3: 40%～55% FC. T he result
show s that the evapo-transpir at ion ro se w ith the soil moisture increased. T he Poa p r atensis turf w ith A 1 treat-
ment lost the gr eatest amount of w ater; followed by A 2. A3 treatment suffered the least . Results reg ar ding the
above-ground and under -g round biomass w ere also signif icant ly inf luenced ( P< 0. 1) by the so il mo isture con-
tent .
Key words : Soil moisture; Evapo-transpir at ion; Poa p ratensis; Leaf area index ; Biomass
　　国外关于城市绿化草坪耗水的研究报道较多。如
Burns ( 1976)
[ 1]、Bir an ( 1981) [ 2]、Beard( 1985) [ 3]、Car-
row ( 1988) [ 4]、Atkins( 1991) [ 5]、Car row ( 1996) [ 6] 等
人报道。Linaw eaver 等在美国西部约有一半市政用水
用于浇灌户外草坪及其它植被 [ 7] ; 在美国拉斯维加斯
地区的水土保持及绿化用水在今后 20年里将增加
67%。近些年来, 北京市草坪业发展迅速, 草坪的养护
需要消耗较多的水分,这给市政供水造成了一定的压
力[ 8]。如何解决草坪巨大的耗水量与北京市严重缺水
之间的矛盾, 是摆在人们面前的一项艰巨任务。然而国
内有关草坪蒸散的研究报道较少。笔者只见到潘金
山[ 9] ,韩建国 [ 10]等人的研究报道。
草坪草叶面积指数( LAI ) 是草坪草的一项重要
的绿量指标, 它比绿地覆盖率等平面指标能更好地说
明绿地在空间结构上的差异[ 11] ,且与草坪草的生态功
能和景观效应呈极显著的正相关,因此是用来评价城
市绿化草坪生态功能的理想指标之一。草坪草的地上、
地下生物量则是衡量草坪生长发育状态的重要指标,
是研究草坪生长规律的重要参数。
本试验以草地早熟禾( Poa p r atensi s)为试材, 研
究水分对草坪早熟禾的蒸散量、叶面积指数、地上地下
生物量等的影响,为草坪合理灌溉和科学管理草坪提
供理论依据。
收稿日期: 2005-01-17; 修回日期: 2005-07-14
基金项目:国家 863专项“北方半干旱都市绿地灌溉区节水综合技术体系集成与示范研究”
作者简介:李冬杰( 1978-) , 女, 硕士研究生, 研究方向为水土保持与荒漠化治理, E-mail: lidongjie@ 126. com ; * 通讯作者 Author for corres-
pondence, E-mail: yp-l@ 163. com
第 13卷　第 4期
　Vo l. 13　 No . 4
草　地　学　报
ACT A AGRESTIA SIN ICA
　　2005年　 12 月
　Dec. 　　2005
1　材料与方法
1. 1　试验区自然概况
试验于 2004年 4月 5日至 10月 30日在中国农
业大学进行, 试验用土为通州永乐店镇田土与腐殖土
的混合土,混合比为 5∶1(土壤化学性状见表 1) ,混合
土样质地检测结果为砂壤土。试验用盆为近圆柱形, 上
口 25 cm ,下口 22 cm ,高 20 cm ,底部有漏水圆孔。将
混合均匀后的土装至离盆口约2 cm 处。试验用的草籽
为草地早熟禾“公园 Park、巴林 Ballin、蓝鸟 Bluebird、
凯蒂莎”的混合草籽,混合比为 7∶5∶5∶4”, 由中国
园林科学研究院提供。
表 1　供试土壤的理化性状
Table 1　Chemical pr opert ies of the tested soil
速效磷( P2O 5)
Availab le phosphorus ( mg/ kg)
铵态氮
Amm onia-N( m g/ kg)
速效钾( K 2O)
Available Potas sium (m g/ kg)
pH 值
pH value
有机质
Organic su bstan ce( % )
腐殖酸
Humic acid( % )
55 18 143. 5 7. 24 3. 45 11. 03
　　播种日期为 4月 5 日, 播种量为 10 g/ m 2, 约合
0. 50 g /盆。播种后首先置于中国农业大学院内的温室
里。温室长约 25 m ,宽约20 m, 温室内光照充足,消光
系数约为 25%～30%。在草坪成坪后( 5月 1日)搬出
温室。
播种后 1周出苗,当草坪草长到 15 cm 时开始修
剪,每月修剪一次,留茬高度 6～7 cm。
本试验处理设置了 3个水分梯度, A1: 土壤含水
量为 70%～85%田间持水量( FC )、A2: 55%～70%
FC、A 3: 40%～55% FC,试验设置3个处理 8个重复。
各盆随机排列。
1. 2　分析方法
蒸散量采用称重法测定。根据土壤水分,换算盆
重,采用称重法控制土壤含水量。开始测定日期为 5月
1日。开始测定的前一天下午( 4月 30日)浇水。当土
壤含水量降到试验设定的灌水下限时开始灌水, 至灌
水上限时为止。2 次称重间隔时间可为 2～3 d( 7～8
月) ,也可为 3～5 d( 9月份以后)。称重所用的电子天
平为北京天鹅衡器有限公司生产, 最大称量为 30 kg ,
分度值为 0. 5 g。称重在下午 5点进行,并换算为土壤
含水量,如果含水量降到灌水下限,则灌溉。降雨时用
遮雨棚遮雨。
在开始控制含水量一个月后,每隔 20～30 d测定
草坪草的叶面积指数和地上、地下生物量。取样时间:
5月 16日、6月 4日、7月 6日、8月 5日、8月 25日、9
月 25日。叶面积指数测量方法:叶面积指数首次测量
为 6月 4号, 在各个处理之间随机选择草坪草 100株,
使用M icro tek Scan M aker 3840扫描仪将所有叶片扫
描并存储为 jpg 文件,使用 AutoCAD软件中的 Dis-
tance 和 ar ea 命令对坪草叶片图像进行测量, 分别得
出叶长、叶宽以及叶面积数据。拟合出叶面积与叶片长
与宽的关系(见图 1)。从拟合曲线中可以看出, 相关系
数 R在 0. 90以上。以后测量每个处理随机选择草 20
株,测量叶片的长与宽,根据拟合方程,求出叶面积。再
根据每盆的总株数换算成每盆的总叶面积,除以盆上
口面积,得到叶面积指数。
图 1　草坪草叶面积拟合曲线
F ig . 1　Leaf area simulation cur ve
地上、地下生物量测量方法:地上部在剪下后直接
称重得到。测量鲜重后将地上部在烘箱内 105℃下杀
青 2 h,然后在70℃下烘48 h 得到其干重。地下部是在
地上部取样后,将地下部整盆取出, 用清水冲洗, 放在
通风处将根系表面的水分吹干, 测量其鲜重。后将茎叶
在 105℃下杀青 2 h, 然后在 70℃下烘 48 h 后称其干
重。
2　结果与分析
2. 1　土壤水分对草坪草蒸散量的影响
月均最大蒸散量出现在 7月份 6. 5mm/ d;最小值
出现在 10月份 1. 1 mm/ d。整体看来,土壤含水量为
70%～85% FC 的处理蒸散量最大, 其次为 55%～
70% FC 水平, 土壤含水量为 40%～55%蒸散量最
小。结果表明,土壤水分条件的差异能显著影响草坪草
的蒸散,供水多,蒸散量大, 供水少,蒸散量小。因此在
实际中通过控制水分来降低草坪草的蒸散损失是切实
可行的。从方差分析表(表 2)可以看出,不同灌溉水平
对于草坪草蒸散量的影响, 对于大部分月份处于高度
显著水平, 其中 6月、8月、9月影响极显著, 7月份为
影响显著,但是 10月份未达到显著水平。究其原因主
要在于 10月份,温度降低, 草坪草的蒸散量减少,对于
309第 4期 李冬杰等:土壤水分对草坪蒸散及生长特性的影响
草坪草来说, 各个水平都能达到充足供水要求, 各处理 之间蒸散量差异不显著。
表 2　土壤水分状况对月平均蒸散量的 F 分析
Table 2　Var iance analy sis of the soil mo istur e on the aver age monthly evapo-tr anspir ation
方差来源(月份)
S ource
平方和
Sum of squares
自由度
DF
均方差
Mean squ are
F 值
F value
误差
Err or
5 1. 515 2. 000 0. 76 184. 03** 0. 004
6 3. 795 2. 000 1. 90 1139. 81** 0. 002
7 1. 429 2. 000 0. 72 14. 49* 0. 049
8 0. 234 2. 000 0. 12 997. 32** 0. 000
9 0. 524 2. 000 0. 26 36. 12** 0. 007
10 0. 411 2. 000 0. 21 8. 53 0. 024
　　注: ** 表示 F> F0. 05= 19 , * 表示 F> F0. 1= 9
Note: ** Correlat ion is s ignif icant at 0. 05; * Correlat ion is signi ficant at 0. 1
图 2　土壤水分对草坪草月蒸散量的影响
Fig. 2　Effects of soil m oistur e on the aver age monthly
evapo-transpir ation o f turfg r ass
2. 2　土壤水分对草坪草叶面积指数的影响
从图 3 中可以看出, 土壤含水量为 70%～85%
FC 处理的叶面积指数最大, 其次为 55%～70% FC
水平, 土壤含水量为 40%～55% FC 条件下的草坪草
叶面积指数最小。总体看来含水量 70%～85% FC 和
A2: 55%～70%FC 水平之间差别比 A2: 55%～70%
FC 和A 3: 40%～55% FC 之间的差异小。随着含水量
水平的降低, 草坪草的叶面积指数也降低, 通过图 3也
可以看出: 在一定土壤含水量范围内,含水量水平越
高,草坪的生长发育状态越好。
图 3　不同水分条件下草坪草叶面积指数的变化
Fig . 3　Effects of differ ent so il moist ur e on
LAI o f turfg r ass
方差分析(表 3)可以看出, 土壤含水量对草坪草
的叶面积指数的影响都能达到显著程度。我们已经知
道草坪草的叶面积指数是草坪草生态景观功能的一个
评价指标,这里也可以得出土壤含水量的降低也将影
响草坪草的景观效果的结论。
表 3　土壤水分状况对叶面积指数的 F 分析
T able 3　Var iance analy sis of soil m oistur e on LAI
方差来源
S ource
平方和
Sum of squares
自由度
DF
均方差
Mean squ are
F
F value
误差
Err or
5-16 0. 071 2 0. 035 0. 004** 82. 94
6-4 0. 350 2 0. 175 0. 010* 17. 00
6-29 3. 800 2 1. 900 0. 034** 56. 23
7-20 0. 682 2 0. 341 0. 011** 29. 69
8-26 3. 866 2 1. 933 0. 030** 64. 33
9-26 0. 463 2 0. 231 0. 009** 26. 30
　　注: ** 表示 F> F0. 05= 19 , * 表示 F> F0. 1= 9
Note: ** Correlat ion is s ignif icant at 0. 05; * Correlat ion is signi ficant at 0. 1.
　　通过上面关于土壤含水量对草坪草蒸散量的分析可
以得出: 通过控制实际灌溉水分来降低草坪草的蒸散损
失是切实可行的, 但土壤含水量对草坪草的叶面积指数
产生显著影响,所以在实际草坪管理中, 要通过适当降低
含水量来达到节水的效果, 必须要同时考虑土壤含水量
的降低会不会影响草坪草的质量及景观效应。
在草坪整个生长期内, 通过对于草坪的生长情况
综合评价, 多次评分结果表明含水量 70%～85% FC
水平的评分大约在 8分左右, 55%～70% FC 水平能
达到 6分以上, 通常 6分以上(包括 6分)是可以接收
310 草　地　学　报 第 13卷
的[ 13 ]。40%～55% FC 水平在高温、干旱的情况下不能
达到景观效果(图 4)。
图 4　不同土壤水分条件对草坪质量的影响
F ig . 3　Effects o f different soil mo istur e content
on turfg r ass qua lity
2. 3　土壤水分条件对草坪草地上、地下生物量的影响
从表 4可以看出在不同的测定日期草坪草的地
上、地下生物量均随土壤含水量水平的增加而增加, 并
且增加幅度较大, 具体分析见下列方差分析表(表 5)。
从方差分析表可以看出, 不同灌溉水平对草坪草
地上、地下生物量的影响显著,对于大部分月份处于高
度显著水平,其中 5月、6月、8月、9月影响高度显著,
其中 7月份为影响显著, 但是 10月份未达到显著水
平,究其原因主要在于 10月份, 温度降低, 草坪草的蒸
散量减少,对于草坪草来说,各个水平都能达到充足供
水要求,各处理草坪草的地上地下生物量的生长均未
受到水分胁迫的作用,不同土壤含水量水平对于生物
量影响达不到显著效果。
表 4　不同水分条件对草地早熟禾地上生物量鲜重、干重的影响( g/ m2)
T able 4　Effect o f soil mo isture on t he above-gr ound and under-gr ound biomass( g / m2)
日期
Date
70%～85% FC 55%～70% FC 40%～55% FC
鲜重
Fresh w eigh t
干重
Dry w eight
鲜重
Fresh w eight
干重
Dry w eight
鲜重
Fr esh w eight
干重
Dry w eight
6-4 810. 13 114. 40 707. 97 99. 60 411. 22 54. 60
7-6 1338. 54 221. 20 1221. 40 211. 80 901. 40 166. 80
8-5 1454. 00 317. 80 1532. 00 289. 40 976. 20 224. 00
8-25 1223. 80 258. 40 1158. 00 244. 00 915. 80 213. 80
9-25 2031. 20 457. 20 1459. 60 346. 20 918. 80 216. 00
表 5　不同土壤水分条件对草坪草地上、地下生物量的 F分析
T able 5　Variance analysis o f so il moist ur e on the above-g round and under-g r ound biomass
指标 Index 测定日期(月-日) Date( m-d)
6-4 7-6 8-5 8-25 9-25
地上部
Above-Ground
鲜重 Fr esh w eight 10. 07* 8. 94 367. 45** 62. 024** 17. 05*
干重 Dry w eigh t 8. 958 3. 32 26. 429** 23. 69** 8. 455
地下
Under-Ground
鲜重 Fr esh w eight 19. 66** 29. 47** 27. 81** 26. 15** 11. 14*
干重 Dry w eigh t 7. 39 3. 32 163. 15** 1330. 28** 26. 18**
　　注: ** 表示 F> F0. 05= 19, * 表示 F> F0. 1= 9
Note: ** Correlat ion is signi ficant at 0. 05, * Correlation is s ignif icant at 0. 1
3　结论与讨论
3. 1　土壤水分对草坪草的叶面积指数影响显著,叶面
积指数作为三维指标,对于衡量草坪草的生态功能具
有重要意义,在土壤含水量小于 80% FC 大于 40% FC
的条件下,叶面积指数随着草坪草灌溉量的增加而增
加。草坪草的地上部和地下部的生物量鲜重、干重都随
着灌溉量的增加而增加,且对于两者的影响都能达到
显著影响。
3. 2　土壤水分条件能显著影响草坪草的蒸散, 供水
多,蒸散量大,供水少, 蒸散量小。因此在实际中通过控
制水分来降低草坪草的蒸散损失是切实可行的。试验
结果表明 70%～85% FC 水平下草坪草的长势良好,
55%～70% FC 水平次之, 40%～55% FC 水平在高
温、干旱的情况下不能达到景观效果。
3. 3　综合以上分析可以看出,尽管草坪草的叶面积指
数、生物量会随着含水量的增加而增加,但是当含水量
达到55%～70% FC水平时就已经能满足草坪草的生
长需要、达到景观和生态功能标准要求,而在实际草坪
管理和养护过程中,灌水量一般凭经验,灌溉水量往往
超过草坪草的实际需要量。特别对于北京大面积种植
的冷季型草坪草, 在高温季节,常常将浇水作为降温的
途径,甚至连续几天不间断浇水,故而增加了草坪草的
灌水量。因此,对草坪草灌溉量的研究就成了一项亟需
解决的问题。当然在现有条件下改变现有的管理习惯
还有一定困难,但是目前自动灌溉系统逐步推广,自动
灌溉系统可以根据土壤水分状况及时启动、关闭暂停
311第 4期 李冬杰等:土壤水分对草坪蒸散及生长特性的影响
灌溉系统。按目前的情况看来,对于灌溉的启动的土壤
水分控制下限都设定的比较大, 且标准不一,增大了草
坪草的灌水量。所以对于不影响草坪草景观生态功能
的土壤水分下限研究意义重大, 下一步的工作中,应该
在盆栽试验的基础上,进一步实施小区试验并研究进
行示范推广效果, 进一步探讨草坪的合理灌溉问题。
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312 草　地　学　报 第 13卷