麦靖雯，武 鑫，徐彦花，刘天增，张巨明

（1.华南农业大学林学与风景园林学院，广东 广州 510642；2.广东省草业工程技术研究中心，广东广州 510642）

人造草坪是以塑料化纤产品为原料，在工厂制造生产的一种产品[1]。最早的人造草坪出现于20世纪60年代的美国[2]。经过几十年的不断研发，人造草材料和生产工艺得到不断优化，其反弹率、滚动摩擦性等指标已与人工建植的草坪十分相近[3]。人造草坪养护管理简单，使用不受季节影响，耐践踏性强[4]，但有研究表明，人造草坪更容易使运动员脚踝或膝关节受伤[5-6]。近年来，通过在人造草坪上播种草坪草建植混合草坪，可优化人造草坪的运动性能[7]，从而减少运动员脚踝、膝关节受伤的几率。混合草坪现已成为运动场草坪的一种新类型[8]，并在2018年俄罗斯举办的世界杯足球赛赛场上开始使用。

人造草坪的类型及其产品规格对混合草坪能否成功建植影响很大。根据生产工艺分类，人造草坪可以分为常规型和编织型。常规型人造草坪是以丁苯乳胶作为背胶，固定人造草丝。其生产工艺成熟，成本低，使用广泛，但草丝密度大，底布密实，排水性、通透性差，草坪草在其中难以生长，因此常规人造草坪需要经过疏剪草丝、打孔处理，为根系创造良好的通气排水环境，为草坪草提供适宜的生长空间。武鑫[9]研究发现，在不同规格的常规型人造草坪底布打孔处理中，以孔径10 mm、孔间距2.5 cm处理，直播普通狗牙根(Cynodon dactylon)种子建植的草坪密度、盖度、植株生物量等指标表现更优异，建植的混合草坪质量最佳。

编织型人造草坪是以人造草丝和底布为基料使用双针床机器进行一体化织造而生产出的一种新型人造草坪[10]。其底布经纬线之间纵横交错，形成大量的缝隙，这些缝隙不但有利于混合草坪坪床的通气和排水，而且能够让草坪草根系穿透底布向纵深生长，进而吸收人造草底布下层土壤中的水分和养分，有利于草坪草(特别是根系)的生长。编织型人造草坪底布的缝隙大小，也就是底布的通透性是由其经纬密度所决定，但在构建混合草坪中，适合草坪草生长的编织型人造草坪的经纬规格尚未明确，有待研究。

本研究探讨适合草坪草生长的编织型人造草坪间隙规格，以及编织型人造草坪与常规型人造草坪对建植混合草坪质量的影响，这对混合草坪的建植和推广都具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在广东省广州市天河区华南农业大学莘园后塑料大棚中进行。属南亚热带季风湿润气候，全年平均气温21.7℃，全年无霜期335～360 d，年平均降水量为2 234 mm，多集中在4月− 7月，气候温和、光照充足、雨量充沛。试验于2016年9月1日开始，至2016年11月14日结束。试验期间平均温度为24.5℃。

1.2 试验材料

两种类型人造草坪由广州傲胜人造草公司提供：一种是传统型2D系列人造草AVG，草丝纤维原材料为进口聚乙烯(厚度300μm，宽度1.5 mm，草丝长度50 mm)，背胶为美国陶氏丁苯乳胶，底部为博纳抗紫外线聚丙烯底布和沙罗底布；另一种是编织型人造草坪，草丝纤维原材料为进口聚乙烯，宽度(1.1±0.1)mm，厚度(240±10)μm，高度50 mm。人造草坪裁剪大小为33 cm×44.5 cm。种植盆规格为49 cm×38 cm×13.5 cm，底部均匀分布6个直径为5 mm 的小孔。试验草种选用狗牙根，种植材料为种子，纯净度为98%，发芽率为92%，播种量为15 g·m−2。基质由80%沙+20%泥炭土混配而成。泥炭土为德国Hawita (含有机质90%，pH 5.5～6.5)，沙为当地河沙。

1.3 试验设计

在种植盆先铺设9 cm 的基质，随后铺设不同规格的人造草坪，其上再覆4 cm 的基质，浇水浸透沉降后，土壤表面距离盆平面2.5 cm。待土壤表面干爽后将人造草丝人工疏理出来，平整后播种狗牙根草种。播种采用人工撒播方式，将每盆预先称量好的种子，按质量比1∶10(种子∶ 沙)与沙充分拌和后均匀撒播到人造草中，覆沙2 mm，压实，浇水。

试验设置常规型2种规格、编织型4种规格共6 种人造草坪处理(表1)，建植混合草坪，对照为狗牙根草坪。试验采用随机区组设计，重复3次。

表1 不同类型的人造草坪处理Table 1 Thedifferent typesof artificial turf examined in thisstudy

1.4 后期管理

出苗期，每天用喷壶浇水一次，渗透土壤表层1 cm。一周后，根据水分蒸发量浇水，一周浇水1～2次。采取人工拔除方式清除杂草。待草层高度为7 cm 时进行第1次修剪，按照1/3原则进行修剪，随后每周修剪1～2次，留茬高度为2.5 cm；每两周施用N∶P∶K = 15∶15∶15的复合肥，每次用量为15 g·m−2。

1.5 测定指标

1.5.1密度

样框法测定。采用10 cm ×10 cm 的样框放置盆栽草坪上，分别计数样框内草坪草枝条数(枝·cm−2)和人造草的纤维数(根·cm−2)，每4周测量一次。

1.5.2盖度

样框法测定。将由35个小格(5 cm ×5 cm)组成的25 cm ×35 cm 样框随机放在盆栽草坪上，针刺每个节点，分别统计接触到草坪草和人造草的节点数量，并用百分数表示。每4周测量一次。

1.5.3均一性

目测打分法[11]。3个人分别独立对每盆草坪均一性目测打分，分值1−9分。每4周打分一次。

1.5.4生长速度

以草坪修剪前后生长高度的变化来衡量。在每盆内于修剪前后随机选取5个点，用直尺测定其高度，取其平均值。

1.5.5草屑量

人工用草剪修剪草坪。每次修剪后收集草坪草草屑，将其放置在105℃下杀青30 min，然后在80℃烘箱中烘至恒重，记录样品的干重。

1.5.6生物量

试验结束清盆时，将每盆狗牙根全部植株洗干净，放进温度设置在105℃下杀青30 min，然后在80℃烘箱中烘至恒重，记录样品的干重。

1.5.7综合评价

通过加权均分法对每盆草坪进行综合评价。对各个处理的各项指标表现分5级9分制打分(1～9分)，权重系数根据各项指标对草坪耐践踏性的重要性确定(表2)，根据表2各项指标的得分和权重系数计算加权平均分。

表2 草坪质量各指标分级、评分和权重系数表Table2 Range of scale and score for assessed turf quality indices

1.6 数据分析

试验数据采用Excel 2013进行图表分析，用SPSS 19.0软件进行方差分析，用Duncan’s法在P<0.05水平下进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同类型人造草坪对混合草坪密度的影响

各处理的密度随建植时间呈上升趋势，其中处理CK 的密度均为最小，处理X3的密度在9月14日和11月9日时最高(表3)。由于混合草坪在后期出现人造丝倒伏情况，各处理的人造草丝密度均呈下降的趋势。由于人造草坪材料的草丝行距或纬密不一样，所以导致各处理间的人造草丝密度有显著差异(P< 0.05)，其中处理G1的人造草丝密度在3 次测量中均为最大。在3次测量中，CK 的总密度均显著小于其余处理，而其余处理间的总密度没有显著差异(P>0.05)，但处理X3的总密度较高。

表3 不同类型人造草坪对混合草坪密度的影响Table 3 The effecte of different types of artificial turf on hybrid turf density shoot or fiber·cm−2

2.2 不同类型人造草坪对混合草坪盖度的影响

各处理的盖度随建植时间呈上升的趋势，3次测量中，处理X4均表现较优(表4)。人造草的盖度与其密度一样呈下降趋势，但下降的幅度甚少。至11月9日最后一次测量中，CK 的总盖度显著小于其他各处理(P<0.05)，除X2外，其他各处理间的总盖度无显著差异(P> 0.05)。

表4 不同类型人造草坪对混合草坪盖度的影响Table4 Theeffectsof different typesof artificial turf on hybrid turf coverage%

2.3 不同类型人造草坪对混合草坪均一性的影响

各处理的均一性随建植时间呈上升趋势，且各处理间存在明显差异(表5)。3次测量中，CK 的均一性分值均为最低，且第1次显著(P<0.05)低于其他处理。处理X4的均一性平均值最高，为5.87分。

表5 不同类型人造草坪对混合草坪均一性、生长速度和草屑量的影响Table 5 Effect of different types of artificial turf on hybrid turf uniformity, growth rate and turf clippings

2.4 不同类型人造草坪对混合草坪生长速度的影响

由于试验末期渐入冬季，温度下降，因此各处理的狗牙根生长速度随建植时间呈下降的趋势(表5)。在3 次测量中，处理X3、X4的生长速度接近或者快于CK 的生长速度(P>0.05)。处理X3、X4和CK 的平均生长速度显著(P<0.05)大于其余处理，其中处理X4的生长速度最大，为0.95 cm·d−1。

2.5 不同类型人造草坪对混合草坪草屑量的影响

与生长速度相似，各处理间的草屑量随建植时间呈下降趋势(表5)。平均草屑量处理X3最大，为0.96 g，与处理X4和CK 的草屑量没有显著差异(P>0.05)，但与其余处理有显著差异(P<0.05)，处理G1草屑量最少，为0.52 g。

2.6 不同类型人造草坪对混合草坪生物量的影响

其生物量测定结果表明，处理X4最大，为10.23 g，其次是处理X3，为9.97 g，且两者间没有显著差异(P>0.05)(图1)。处理X2的生物量最小，为4.54 g，与CK 和处理X3、X4有显著差异(P<0.05)。

图1 不同类型人造草坪对混合草坪生物量的影响Figure 1 The effects of different types of artificial turf on hybrid turf biomass

2.7 不同类型人造草坪构建的混合草坪综合评价

经计算，各处理的加权均分排序为X3> X4> G2>CK> X1>G1>X2(表6)。处理X3的各个指标表现较好，加权均分达到8.44分，高于其他处理，处于优良水平。其次是处理X4，加权均分为8.35分。其他处理的分值范围为5.63～6.84分，处于中等水平。

表6 不同类型人造草坪构建的混合草坪加权评价结果Table 6 Comprehensive evaluation of artificial turf on hybrid turf properties

3 讨论与结论

要使混合草坪成功建植，关键之一在于人造草底布具有良好的通透性，为草坪草根系生长创造良好的环境条件。然而，常规型人造草坪底布涂抹丁苯乳胶，透水性很差[12]，底布上层的水分难以向下渗透，从而影响坪床的排水性，不利于草坪草根系的生长。因此用常规型人造草坪建植混合草坪首先需要解决人造草底布的排水不畅问题。麦靖雯等[13]研究表明，对常规型人造草底布采用孔径10 mm、孔间距2.5 cm 的打孔处理，可解决人造草坪底布带来的坪床排水问题，有利于混合草坪草坪草的生长。本研究参试的两种常规型人造草坪底布即采用该打孔规格。植物的生长状况与生长空间有着密切关系[14-15]。对于解决了排水问题的常规型人造草构建的混合草坪而言，人造草丝行距越大，人造草丝密度则越小，留给草坪草生长的空间就越大。常规型人造草坪AVG-1(草丝行距为38 mm)构建的混合草坪人造草丝平均密度、盖度显著高于常规型人造草坪AVG-2(草丝行距为58 mm)构建的混合草坪，因此常规型人造草坪AVG-2混合草坪中的狗牙根拥有更多的生长空间，能够获取更多的光照，光合作用较强，植物生长更加旺盛。研究结果显示，常规型人造草坪AVG-2构建的混合草坪的狗牙根密度、盖度、生物量均优于AVG-1构建的混合草坪，表明常规型人造草坪AVG-2比AVG-1更适合建植混合草坪。

编织型人造草底布由织线编制而成，经纬方向织线交叉间均留有空隙，纬密越小空隙越大。据观测，编织型人造草坪X1、X2、X3、X4的平均空隙大小分别为1.00、1.20、1.00、0.80 mm。植物的生长与土壤的排水性能有着密切的关系[16-17]，排水性能良好的土壤可以避免植物根系层遭受水淹，有利于根系的正常生长，进而促进地上部分的生长。然而，排水性能过强的土壤可将水分、养分也排走流失，导致植物容易缺水、缺肥，不利于植物的正常生长。因此，良好的坪床土壤其排水性能与持水性能应处于动态平衡，才有利于草坪草的生长[18]。相比编织型人造草坪X1(纬密157.48丝·cm−1)、X3(纬密157.48丝·cm−1)、X4(纬密177.17丝·cm−1)，编织型人造草坪X2经纬之间具有较大的空隙，其排水能力优于编织型人造草坪X1、X3、X4，这就意味着其保水保肥能力不及编织型人造草坪X1、X3、X4。保水保肥能力的强弱会影响植物的生长[19]。此外，混合草坪中人造草丝的密度也可能影响草坪草的生长。编织型人造草坪X1和X2的人造草丝密度高于X3、X4，虽然编织型人造草坪X1的经纬密度与X3的相同，但X1混合草坪的生物量显著低于处理X3，可能是因为X1高密度的人造草丝占据了草坪草的生长空间，阻碍了草坪草捕捉光源，进而影响了其光合作用。这与满达等[20]对混合草坪的研究结果相一致。这进一步证明，高密度的人造草丝不适合建植混合草坪。

本研究结果表明，与常规型人造草坪相比，根系穿过编织型人造草坪的数量较多。狗牙根的不定根直径为1～1.5 mm[21]，其根系可以相对容易地穿过编织型的人造草坪，吸收人造草底布下深层土壤的水分和养分，从而有利于根系的生长。本研究结果表明，编织型人造草坪X3、X4构建的混合草坪的草屑量、生物量基本上显著大于常规型人造草坪AVG-1、AVG-2构建的混合草坪的草屑量、生物量。常规型人造草坪的草丝呈簇状条形排列，编织型人造草坪的草丝是单独均匀垂直分布在底布上。因此从表观上看，狗牙根草坪草叶片与编织型人造草坪草丝融合性更好，反映在均一性方面编织型人造草坪X3、X4的均一性均优于常规型人造草坪AVG-1、AVG-2。可见，编织型人造草坪X3、X4比常规型人造草坪AVG-1、AVG-2更有利于狗牙根的生长，更适合应用于混合草坪中。根据加权均分法对草坪质量进行综合评价结果，不同类型混合草坪质量排序为：编织型人造草坪X3>编织型人造草坪X4>常规型人造草坪AVG-2>对照CK >编织型人造草坪X1> 常规型人造草坪AVG-1>国产编织型人造草坪X2，也说明草丝密度较为稀疏的编织型人造草X3和X4更适合建植混合草坪，其中以编织型人造X3(经密31.49丝·cm−1、纬密157.48丝·cm−1、人造草丝密度为1.71根·cm−2)建植的混合草坪质量最佳。