施肥对草坪质量及环境的影响

赵林萍1,2,吴礼树1,黄鸿翔2,周　勇2,荣向农2

(11华中农业大学,湖北　武汉　430070;21中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京　100081)

摘　要:针对目前草坪施肥研究中存在的问题,综述了草坪营养的特点,以及国内外施肥对草坪质量、病虫害发生及对环境的影响,并且提出了今后在草坪施肥研究中应注意的问题。关键词:草坪;施肥;环境

中图分类号:S283　　　文献标识码:A 　　　文章编号:1673-6257(2006)04-0006-05

收稿日期:2005-06-25

基金项目:中国农业科学院科研基金课题“养分管理对冷季型观赏草坪质量影响研究”。

作者简介:赵林萍(1963-),女,副研究员,山西太原人,从事植物营养与施肥研究。

　　草坪是园林绿地的基调,是环境绿化的重要组成部分,主要用于美化环境、净化空气、保持水土

和提供户外活动、体育活动的场所(孙吉雄,19)[1]。近十几年来,随着经济的发展和人民生

活水平的不断提高,我国的草坪业发展很快,而且在未来的10年内将会有更大的发展,据不完全统计,北京现有草坪面积410×1011m 2,到2008年,要求人均绿地达到15m 2,必须增加公共绿地4200hm 2以上,其中草坪起着非常重要的作用,具有相

当大的发展潜力。草坪业的发展主要体现在草坪建植技术提高较快,高尔夫球场、足球场及其它运动草坪等专业草坪数量猛增等方面(陈佐忠,1994,1996;胡叔良,1994)[2-4];同时,在迅速发展过

程中,也存在诸多问题,如盲目引种、管理较差等(陈佐忠,1998;张自和,1998)[5,6]。特别是对草坪质量影响较大的施肥管理以及施肥对环境的影响正引起业内人士的关注,成为草坪研究的热点。1　草坪施肥的特点

草坪草具有一系列独特的功能、生物学特性和栽培管理要求,与农作物之间既有营养共性,又有特殊性(韩烈保,1994;Snaydon R 1W 1,1987;Herbert F 1B 1,1993)[7-9]。一方面,草坪草多以茎

叶为主体,要求尽可能延长其营养期,要求多次施肥。另一方面,草坪草需要定期的灌溉,频繁的灌

溉使草坪土壤中的速效养分容易被淋失;修剪次数

多也使许多养分随剪掉的草屑带走,二者均可造成土壤肥力衰减,使草坪处于“饥饿”状态(张新民,2002)[10]。草坪草种类或品种不同对养分需求也常存在一定的差异,此差异尤其表现在对氮素的需求。在保持理想草坪质量时,有的草种需氮量中等或较高,也有一些草种可耐受的肥力水平较宽。例如紫羊茅对氮需求较低,高氮水平下草坪的密度和质量反而下降。结缕草虽然在高肥力下表现更好,但也能够耐受低肥力。狗牙根尤其是一些改良品种,对氮需求较高,而假俭草、地毯草、巴哈雀稗生长量较低,对肥力要求也低。同一草种的不同品种间也存在着同样的差异(胡林,2001)[11]。此外,对草坪质量的要求也决定了肥料的施用量和施用次数,如高尔夫球场果岭的草坪和作为观赏用草坪对质量要求和施肥水平均比一般绿地要高得多。

草坪建植后,人们关注的是如何保持草坪的适当生长速度和得到一个致密、均一、浓绿的草坪(孙吉雄等,1999)[12]。草坪的形成和生长需要在恰当的时间获得足够的肥料供应,使其对营养的需要与生长率相同步。为维持草坪的良好外观和坪用特性,生长季内频繁的修剪是必要的,但这也造成草坪养分的大量流失(Dugger H 1M 1,1972,1993;Davis D 1B 1,1991;韩建国等,1997)[13-15]。所以对草坪自身的生长和对草坪的维持而言,高频率施用化肥是必不可少的(Paul Rieke ,1993;陈志一,1993)[16,17],而化肥的过度施用,在频繁的浇灌条件下,以氮为主的养分大量淋失,不仅浪费资源,同时造成地下水污染(西村格,1998)[18]。2　施肥对草坪质量的影响211　氮肥对草坪质量的影响

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212　钾肥对草坪质量的影响

施钾肥可以增加草坪的绿色期。适量施钾后,增加了组织中的钾素营养,增强了促进叶绿素合成所需酶的活性,叶绿素含量增加,适时适量施钾,能使其枯黄日期延后、返青日期提前,从而使其青绿期较长,施钾肥后草坪绿期一般可持2～4 d[25]。

施钾肥可以增加草坪的抗寒性。在一定范围内随着钾肥用量的增加,多年生黑麦草的抗寒性可明显增强[26],在一定氮肥水平下,狗牙根越冬率随钾肥施用量的增加而提高[27],Reaves等研究了营养元素对假俭草抗寒能力的影响,指出钾肥可增强该草的抗寒性,低氮、磷和高钾能减轻或避免假俭草和钝叶草受到冻害[28]。

施钾肥可以增加草坪的抗旱性和耐热性。草坪草在干旱时气孔一般关闭,以免水分蒸腾损失,大量研究表明,植物暴露于干热风中,蒸腾速度立刻加快,低钾植物受到的影响更大,它关闭气孔需要的时间更长;而供钾良好的植物反应快,从胁迫状态下恢复得也很快。土壤缺水时,适宜的钾素供应能促进植物根系生长和下扎,扩大根系在土壤中的吸收表面积以及和土壤水分的接触位点,并且使根细胞的渗透势降低,增加了土、根界面的水势梯度,从而增强对水分的吸收[29,30];适宜的钾素营养也可提高根冠比,增强植物吸水能力;无论是高的空气温度对地上部的胁迫,还是高的土壤温度对根的胁迫,匍匐剪股颖的根生长和营养元素(特别是钾)的累积对其抗热性有重要作用[31]。

钾素营养具有增强草坪草耐践踏性的作用。研究表明茎组织中钾含量随施钾量的增加而增加,茎组织中含钾量高,可增强海滨雀稗和狗牙根的耐践踏性[32],仅施钾肥或施高硅和钾可增强海滨雀稗的耐践踏性,并分别使其因践踏造成的伤害由35%下降到14%。

可见施用钾肥能够延长草坪的绿色期,增加草坪的抗寒性、抗旱性和耐热性,增强草坪草耐践踏性,大大改善草坪的观赏价值。

3　草坪营养与病害研究

311　氮、磷、钾营养与草坪草病害

氮素是植物营养的必需元素,充足的氮素供应为草坪草的生长提供了物质基础,生长健康的草坪草有较强的抵抗病害的能力。但是,大量施氮会致使草坪草对锈病、根腐病等感染性增强,病害加深,由于重施氮后,草坪草形态结构及生理生化性质发生变化。重施氮肥使草坪草木质素的合成变少,组织变嫩;又使其体内的可溶性氮化物含量增加,从而向叶表面分泌的量增加,诱发病菌的发生;同时重施氮还会使草坪草体内的酚类物质合成减少,对病原菌的毒性也降低。高氮对病原菌的侵染,病斑的扩散以及病原菌产孢都有促进作用。钾素虽然不参与有机物的组成,但参与新陈代谢作用,促进糖类、脂肪、蛋白质、淀粉、纤维素、木质素的合成;在缺钾范围内,施钾能减轻病原菌的侵染性。草坪草缺钾时,代谢过程失调,蛋白质氮合成减少,可溶性氮增加;酚类化合物减少,对病原菌的毒性降低;使草坪草的硅化度变低,细胞表皮变薄,木质化程度降低,机械强度变弱;气孔开关调节能力下降,伤口愈合速度减慢,这些都会使发病率上升。磷是植物体的组成成分,又参与一系列重要的生理代谢活动,但目前磷在抗病中的直接作用尚不清楚,毫无疑问,磷预防病害的间接作用是不可低估的[33]。

312　硅、钙、镁、硫与草坪草病害

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中国土壤与肥料　2006(4)

硅元素对提高草坪草组织结构强度起着十分重

要的作用。这是由于硅化的表皮层可阻止真菌的入侵,对象叶斑病、褐斑病、枯萎病等真菌引起的病害有抵抗作用。钙是细胞壁的组成成分,而细胞壁是植物体抵挡病原菌入侵的天然屏障,钙能促进果胶的合成;抑制果胶酸酶活性;降低病原菌分泌水解酶的能力。草坪草施足量的钙肥(酸性土壤施石灰)能大大提高其抗病能力。镁能增加叶绿素含量,促进光合作用,使茎叶含碳化合物增加,可溶性氮下降,同时又能促进硅的吸收[33]。313　微量元素与草坪草病害

微量元素缺乏能使草坪草体内易感病的有机小

分子物质积累,抗性物质合成受阻。铁肥的合理施用能激活合成抗菌物质过程中的酶,能显著降低病原菌孢子萌发率,铁营养能减轻草坪草布斑病、锈病、粉霉病、枯萎病等病害。施锌主要是通过影响病原菌活性而产生作用,硫酸锌能防治由于真菌引起的一系列病害。铜被广泛用作杀菌剂,缺铜时草坪草体内酚类化合物、木质素、糖类的合成受到影响,施铜后,草坪草过氧化氢酶、过氧化物酶活性下降,而多酚氧化酶活性增强,从而抑制病原菌生长的能力提高。氯肥向来被忽视,氯肥对防治草坪草根腐病有较好的效果。草坪草中的氯肥可通过其它肥料的施用而得到[33]。

通过平衡施肥可以改善草坪植株的营养状况,增强对各类病虫害的抵抗能力,减少病虫害的发生,降低农药的使用。4　草坪施肥对环境的影响

草坪管理中施用氮肥是否污染环境越来越受到关注。影响草坪生态系统中肥料氮损失的因素很多,如土壤类型、试验方法、肥料种类、施肥量、施肥方法、浇水、温度和生态环境条件等。其中施肥量、肥料种类和浇水是最主要的因子,并且三者相互联系,相互作用。

肥料氮的挥发损失:大多数情况下,氮素进入土壤受到草坪草的延缓或阻碍,因而草坪土壤表层中的肥料氮暴露于湿度大、高温和微生物活动频繁的微环境中,这些条件恰恰有利于氨的挥发。Sheard 和Beaucham p 在草坪田间试验中测定,发现在施肥量为10g/m 2时,狗牙根+紫羊茅混播草坪上尿素挥发损失率为15%[34]。Lighter 等对鸭茅草坪上不同尿素的氨挥发损失作了研究,供试肥料为固体尿素、尿素溶液、铵、氯化钾-尿素溶

液、氯化钙-尿素溶液,施肥量为春季20g/m 2、夏季10g/m 2。结果发现施肥后24h 内就发生了氨挥发损失,其中固态尿素、尿素溶液和氯化钾-尿素溶液氨挥发损失最大(损失率为27%～41%)[35]。施氮后灌溉措施对氨挥发损失也有显著影响。Bowman 等研究发现施氮后不浇水氨挥发损失可达36%,施氮后每浇1cm 水可使氨挥发率降低8%[36]。T iko 等也认为施肥后浇水能大大减少氨挥发损失,施肥后立即浇水可使固态尿素和液态尿素氨挥发损失率分别减少9614%和6610%,但可能会增加径流损失与淋溶损失[37]。有关草坪草生态系统中肥料氮的反硝化损失研究较少,Mancino 等在草地早熟禾草坪上施用钾后研究发现,当土壤水分达到饱和时,反硝化损失非常明显。肥料氮的淋溶损失:施肥量和氮肥种类对肥料氮的淋溶损失影响最大。大多数研究都认为,随着施氮量增加,氮的淋溶损失率也随之增大。氮肥的淋溶损失也受氮肥种类的影响。研究表明,缓效氮肥的淋溶损失率要比速效氮肥低。Alva 等研究认为,在施肥量一定的条件下,塑料包衣铵的淋溶损失比铵小67%[38]。肥料氮的淋溶损失还与土壤类型有关。Brauen 等研究发现,改良沙土(加入泥炭)的氮淋溶损失比沙土小3%～6%[39]。Brown 等研究发现,沙土狗牙根果岭上铵的淋溶损失率为9%,其中施氮后10～40d 氮淋溶损失最严重[40]。不同的土壤淋溶损失率不同,其顺序为沙土(11%)>沙土+泥炭(3%)>沙壤土>壤土(小于1%)>粘土(小于1%)[41]。

径流损失:Smith 等人的研究结果表明,若在生长旺盛的狗牙根草坪上施氮25g/m 2,24h 后浇水25mm ,硝态氮的径流损失率为16%;相同条件下休眠狗牙根草坪上硝态氮的径流损失率则为%[42]。C ole 和Baird 等的研究认为,无论何种条件下包衣尿素的径流损失都小于普通尿素[43]。总之,草坪施用过量的氮肥可能引起环境污染,草坪施肥应根据草坪的需肥特性、土壤条件,选择适宜的肥料品种、施肥时间和施肥方法,提高肥料的利用效率,减少对环境的污染。5　草坪施肥研究应重视的问题

近年来,我国草坪业发展很快,草坪质量得到人们的关注,作为栽培管理重要措施的草坪施肥也

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与大田作物不同,草坪的功能主要是供人们观赏和保护生态环境,具体地说,就是要延长绿色期,维持营养体的生长时间,因此草坪施肥是周年性的,需要不断地供给养分,适合于使用一些长效肥料。目前已经有不少研究草坪长效肥料的,重点应考虑如何降低肥料的成本。

草坪施肥造成的环境污染问题不仅仅是地下水盐的污染,由于施肥不合理,影响草坪的健康生长,引起病虫害的发生,导致农药的大量使用,也会对土壤和地下水造成污染。有关这方面的研究主要是在国外,国内仅有个别人进行过研究,随着我国草坪业的快速发展和人们对环境保护意识的加强,今后应加强此方面的研究。

总之,研究草坪的营养特性和合理施肥是建造高质量草坪的关键问题之一,加强草坪营养和施肥方面的理论研究和技术开发都非常必要。

参考文献:

[1]　孙吉雄.草坪学[M].甘肃科学技术出版社,19.

[2]　陈佐忠.略论草地生态学研究面临的几个热点[J].草业

科学,1994,11(1):42-45.

[3]　陈佐忠,蔡朵珍.加强草坪生态研究,促进草坪产业发展

[M].中国草地科学进展,34-39,中国农业大学出版社,

1996.

[4]　胡叔良.现代草坪学概况及进展[J].中国草地,1994,

(6):57-63.

[5]　陈佐忠.开创草坪科学与草坪业新局面,迎接21世纪

[M].面向21世纪的中国草坪科学与草坪业,中国农业大

学出版社,1998.1-3.

[6]　张自和.我国草坪科学进展,迎接21世纪[M].面向21

世纪的中国草坪科学与草坪业,中国农业大学出版社,

1998.16-21.

[7]　韩烈保.草坪管理学[M].北京农业大学出版社,1994.

[8]　Snaydon R.W..M anaged G rasslands Analytical S tudies,Ecosys2

tem of the w orld17B,Amsterdam,1987.

[9]　Herbert F. B.,Redesigning the American Lswn,Y ale University

Press,1993.

[10]　张新民,等.草坪专用肥的应用状况与发展趋势[J].草

原与草坪,2002,1,3-6.

[11]　胡林,草坪科学与管理[M].北京:中国农业大学出版

社,2002.199-213.

[12]　孙吉雄,等.草坪养护与管理[M].云南教育出版社,

1999.18-23.

[13]　Dugger H.M..The biology and utilization of grasses,pp.xvii-

xviii,Academic Press,N.Y.1972.

[14]　Davis D. B.,Summer patch and K entucky bluegrass quality as in2

fluenced by cultural practices,Agrom ony Journal,1991,83:670

-677.

[15]　韩建国,等.修剪频率和高度对草地早熟禾、高羊毛草坪

质量的影响[J].草地科学,1997,(2):141-146. [16]　PaulR..Turfgrass Cultural ractices-Fertilization and M owing,

AG UIDE T O T URFG RASS VARIETY,1993,85-96.

[17]　陈志一.草坪栽培管理[M].北京:农业出版社,1993.

[18]　西村格.开创草坪科学与草坪业新局面[M].迎接21世

纪,面向21世纪的中国草坪科学与草坪业,中国农业大学

出版社,1998.38-41.

[19]　Eggens,J.L,C.P.M.Wrightand K.Carey.Nitrate and An2

nonium Nitrogen E fects on G rowth of Creeping Bentgrass an Annual

Bluegrass,H ortiscience,19,2(6):952-954.

[20]　毕玉芬,杨恒山,等.建坪与管理因素对运动场草坪密度

的影响[J].草业科学,1995,12(2):-69.

[21]　甘肃草原生态研究所课题组.运动场草坪建植管理技术的

研究与开发[J].草业科学,1992,(6):55.

[22]　Raimioo,K.,A. E.K aneko.E ffect Fertility Rates and G rowth

and Turf Qual of Perenial(Lolium perenne)in W inter,Jounal of

Plant Nutrition,1993,16(8):1531-1538.

[23]　Shibata,M.etc..Artificial S oil and C onstruction of Bed S oil for

Putting G reen Using Artificial S oil,United S tates Patent,1985,US

4,812:339.

[24]　游明鸿,等.K肥对假俭草草坪绿度和品质的影响[J].

亚热带植物科学,2004,33(3):22-25.

[25]　Razmjoo K,K anekos.E ffect of potassium rate on growth,quality,

chemical com position,and winter hardness of perennial ryegrass

[J].Journal of Plant Nutrition,1993,16:(1):195-201. [26]　G ilbert W B,Davis D L.In fluence of fertility ratios on winter hardi2

ness of Bermudagrass[J].Agron.J.1971,63:591-593. [27]　Reeves S A.G eorge1E ffct of N,P and K tissue levels and late fall

fertilization on the cold hardiness of T ifgreen Bermudagrass[J].

Agron.J.1970,62:659-662.

[28]　Barrios HP,Jones LG,Leger LP.In fluence of certain nitrogen fer2

tilizers on quality and growth of lawn grasses in Louisiana[J].Bul2

letin Agricultural Experiment S tation,Louisiana S tate University.

1982,73(9):211.

[29]　M engel K,K irkby E A1P otassium in crop production[J].Ad2

vances in Agrnomy,1980,(35):59-110.

[30]　Saxena NP.The role of potassium in drough toleranc[J].P otash

Review,1985,16(5).

[31]　Huang-BR,Xu-QZ.R oot growth and nutrient element status of

creeping bentgrass cultivars differing in heat tolerance as in fluenced

by supraoptimal shoot and root tem peratures[J].Journal.of Plant

Nutrtion1,2000,23:7,979-990.

[下转第39页]E ffect of urea-phosphate on the quality and yield of

cotton by drip irrigation under plastic film

LI U Jian,DU Jian-wei,ZHANG Wei-xing

(Research Institute of Urumqi Petrochemical C orporotion,Urumqi830019)

Abstract:Application research on fertilizer of urea-phosphate on cotton by drip irrigate indicated urea-phosphate was of acidic,nutritive and s oluble in water.It could not only increase cotton yield,alter cotton quality and prom ote cotton growth,but als o increase fertilizer utilization ratio,give full play to the superiority in quantitative controllability of drip irrigate.Y ield of cotton was increased by714%～1413%.

K ey w ords:urea-phosphate;com plex fertilizer;drip irrigate;quality;yield

[上接第9页]

[32]　T renholm LE,Carrow RN,Duncan RR.M echanisms of wear toler2

ance in seashore paspalum and bermudagrass[J].Crop Science,

2000,40(5):I350-I357.

[33]　柴容明.草坪草营养与病害关系[J].北方园艺,2000,60

(总131): 3.

[34]　Sheard R W,Bearcham p E G.Aerodynamic measurement of amm o2

nium v olatilization fronurea applied to bluegrass-fescue turf[A].

In F.L.Lemaire(ed)Proc.5th.Int.Turfgrass Res.C on f

[C].Avignon,France.INRA.1985.549-556.

[35]　Lightner J W,M engel D B,Rhykerd C L.Amm onium v olatilization

from nitrogen fertilizer surface applied to orchard grass s od[J].S oil

Sci S oc.Am-J,1990,54(6):1478-1482.

[36]　Bowman DC,Devitt D A,M iller W W.The effect of salinity on ni2

trate leaching from tall fescue turfgrass[J].USG A G reen Section

Record,1995,33(1):45-49.

[37]　T itko III,S treet J R,Logan T J.V olatilization of amm onia from

granular and diss olved urea applied to tu fgrass[J].Agron.J,

1987,79:535-540.[38]　Alva A K.Differential leaching of nutrients from s oluble vs.C on2

trolled-release fertilizers[J].Envieo1M anage,1992,16:769-

776.

[39]　Brauen S E,S tahnke G.Leaching of nitrate from sand putting

greens[J].USG A G reen Section Record,1995,33(1):29-

32.

[40]　Brown K W,Thomas J C,Duble R J.Nitrogen s ource effect on ni2

trate and amm onium leaching and run of losses from greens[J].A2

gron.J,1982,74:947-950.

[41]　Y ates M V,G reen R L,G an J.M easurement and m odel prediction

of pesticide partitioning in field-scale turfgrass plots[A].Annual

Project Reports[R].Far H ills,N.J,US A.USG A G reen Sec2

tion,1996.80-94.

[42]　Smith A E,Bridges D C.USG A1995Turfgrass and Environmental

Research Summary[M].FarH ills,N.J,US A.USG A G reen

Section,1996.76-77.

[43]　C ole J H,Baird J H,Basta N T,et al.In fluence of bu ffers on pes2

ticide and nutrient runoff from bermudagrass turf[J].Environ.

Qual.,1997,26:15-1598.

E ffects of fertilizer applying on quality of la w n

ZHAO Lin-ping1,2,WU Li-shu1,HUANG H ong-xiang2,ZHOU Y ong2,RONG X iang-nong2 (11Huazhong Agric.Univ,Hubei Wuhan　430070;2Res ource and Environment Inst,CAAS,Beijing　100081)

Abstract:There are s ome problems on studying of lawn fertilizer applying.This paper reviewed the characteristics of the nutrients of lawn and the effects of fertilizer applying on quality of lawn,the occur of the,disease and insect,and af2 fecting to environment.It discussed that s ome issues should be pay m ore attention to studying of lawn fertilization.

K ey w ords:lawn;fertilization;environment