沙地衬膜栽培技术是利用无土栽培原理，在漏水漏肥不能种植任何作物的贫脊沙地上，通过铺设塑料薄膜防漏，直接利用沙土做床土和水田土，配合一定的施肥、灌溉措施种植作物以获高产的新技术(黄学文等，1995)。沙地防渗节水栽培技术, 是沙地农业利用研究的重点(赵哈林等，1995), 自20世纪60年代起, 美国、日本的农学专家曾进行过大量试验研究, 80年代中国科学院沙漠研究所陈彩富等(1984)、程道远等(1986)在腾格里沙漠沙坡头地区流沙地试验地下铺设隔水层种植大豆等, 取得了一些成果, 同时日本水稻专家松岛省三(1987)、内岛善兵卫等(1988)在岛根县海岸沙丘土上开展了小面积的水稻栽培试验，90年代黄学文等(1995)在科尔沁沙地进行了薄膜水稻栽培研究。但国内对沙地衬膜栽培优质草坪以及结合喷灌节水技术的研究尚属空白。

试验在河西走廊中部的张掖市甘州区近郊进行，试验区地处E 99°51′, N 38°57′, 属典型大陆性气候，海拔1 440 m，全年日照时数3 045.2 h，年均气温7.6 ℃，极端最高温度39.1℃，极端最低温度-28℃，≥10 ℃积温3 078.4℃；年均降水113.4 mm，年均蒸发量2 341.0 mm，干燥度5.08(伍光和等, 1998)，蒸发量大于降水量；无霜期170 d；是典型的完全灌溉绿洲农业区(施财, 2004)。水成为影响该地区经济发展的决定性因素。该区大部分土壤含沙量高，保水性差，灌水后渗漏严重。在草坪种植中，用水量增大，成本高。为解决上述问题，笔者在2000—2003年进行了沙地底层衬膜节水种植草坪的试验，旨在开展草坪种植的节水技术，提高当地水资源利用率，推进“绿色工程”的进展。

1 材料与方法 1.1 草种的选择

采用草地早熟禾(Poa pratensis，供试品种为亨特Huntsville):草坪型多年生黑麦草(Lolium perenne，供试品种为神特Accent):草坪型苇状羊茅(Festuca arundinacea，供试品种为凌志Barlexas)＝6:2:2的比例种植(刘金荣等, 2002)。以上品种在河西走廊均有很强的抗寒性和抗旱性。

1.2 试验地设计

试验在相邻田间设4个处理。处理Ⅰ：底衬膜，喷灌；处理Ⅱ：底衬膜，漫灌；处理Ⅲ：底未衬膜，喷灌；处理Ⅳ：底未衬膜，漫灌。每个处理设3个重复，每个重复400 m²。

先将宽2 m、深50 cm的田间土层挖出放在田埂上，将土壤底层整平，侧面铲平，采用厚0.014 mm、宽2 m的地膜，沿田埂侧面铺垫到田间底层，地边侧面地膜伸出地面。然后再依次把田间土层挖掉，放在前面铺垫的地膜上，两条地膜重叠1 cm，对照为相邻田间底层未衬膜的沙地。结合整地基施饼肥250 kg·hm^-2、磷酸二铵150 kg·hm^-2，然后灌水。

1.3 种植及管理

播种前整地，于2002年5月16日播种，播种量为早熟禾18 g·m^-2，苇状羊茅、多年生黑麦草20 g·m^-2。草坪成坪以后，进行常规管理，主要管理措施为施肥、浇水、修剪、防除杂草等，试验中的2个处理采用的供水方式和灌水量不同，而其他管理措施包括播种、施肥等均控制在同一水平。

1.4 草坪供水系统的设计

草坪供水系统均采用喷灌，将有压水源输送到高压旋转喷头，以120°喷射角雾状喷洒到空中后降落地面。喷头间距依其喷射半径(12 m)设置为20 m。地下均设有水阀及水表(B.5 m³·h^-1)。

1.5 草坪灌水量的确定

新建草坪以坪床土壤始终保持湿润为准。每天早晨1次，直至80%以上出苗。成熟草坪采用植株观察法，在草坪枝叶萎蔫、叶色变青灰色时供水。因新建草坪成坪前期时间较短，所以本研究以成坪后每个处理的供水次数和灌水量为研究对象，在保证草坪能正常生长发育、每次供水使坪床土层湿透12 cm以下的情况下，降低供水次数以求较理想的节水效益。

1.6 草坪草的评定方法与指标

试验的观测指标是为了正确评价草坪的质量。这些指标包括成坪性、叶绿素含量、分蘖数、均一性、抗病性、质地等。

1.6.1 成坪性(X₁)

播种40~90 d后的草坪草覆盖率和2003年5月10日草坪草覆盖率的平均值(何任红等，2002)。

1.6.2 叶绿素含量(mg·L^-1)(X₂)

分别于2002年7月15日、8月30日、9月30日和2003年5月19日、7月30日、9月26日上午9：00左右进行，每个小区草坪草种随机抽取15~20枚成熟的叶片，剪取叶片中部，用混合液法测定叶片叶绿素含量及叶绿素a/b比值，具体做法是：取样品0.1 g，剪成小条放入盛10 mL萃取液(丙酮、无水酒精、蒸馏水其配比为4.5:4. 5:1)的刻度试管中，在冰箱中黑暗处放置24 h，直到叶组织完全变白时为止。然后取出3 m L浸提液置于比色皿中，用混合液作空白对照，用751型分光光度计测定在645 nm和663 nm处的光密度值，并根据Arnon公式计算叶绿素含量(山东农学院等，1980)：

式中：V为浸提液的最终体积；W为叶片鲜质量或叶片面积。叶绿素的含量单位(mg·L^-1)。

1.6.3 分蘖数(X₃)

于2002年8月25日和2003年5月19日，对每小区的草种随机抽取100株，计数总分蘖枝数，并取平均值。

1.6.4 均一性(X₄)

草坪草色泽一致，生长高度整齐，密度均匀，完全由目标草坪草组成，不含杂草，并且质地均匀的草坪为100分；裸地、枯草层或杂草所占据的面积每增加1 0%，减少20分；达到50%以上时，为0分。对于色泽、高度、质地3项的不均匀性，在以上评分基础上，分别减0~10分。以上各单项指标重复内随机取样4次，样方是以随机样点为圆心，1 m为半径的一个圆，若随机样点正好落在草坪边缘上，则按半圆计。测定时间为2002年6月25日、8月20日和2003年5月19日、7月30日、9月26日。

1.6.5 抗病性(X₅)

草坪草对细菌性、真菌性病害的抵抗能力，以发病率表示。测定时在各试验区用“Z”字式确定5个样点，每个样点取2 m²面积，测定发病率(孙吉雄, 1995)。

1.6.6 质地(X₆)

由于每个处理的草坪草种及混播比例相同，因此手感、叶宽基本一致，评分均为80分。

1.7 不同处理草坪草品质综合评定中的数据处理及灰色关联度分析 1.7.1 评价指标的无量纲化(李学全，1995)

评价指标的无量纲化是将各指标的实际值转化为评价值，以消除各指标量纲带来的影响

(1)

式中：X_i(k)为第i行第k列指标的实际值；maxX(k)为第k列指标的最大值；Y_i (k)为X_i(k)标准化后的评价值。i为处理编号(i=1，2，3，…，n)，k为评价指标编号(k=1，2，3，…，n)。

1.7.2 计算相对关联度(唐五湘, 1995)

若参考草坪数列为：

(2)

被评价类型数列为

(3)

Y_i是X_i的标准化值；Y₀是X₀标准化值。

由被评价数列X_i与参考数列X₀之间的关联系数可定义为：

(4)

式中：X₀为该指标阈值(或参考数列值)；ρ称为分辨系数，是一个介于0与1之间的确定数值，文中ρ=0.5。被评价类型与参考草坪各指标的关联系数的平均值称为被比较数列之后，按下列公式：

(5)

可求得曲线X_i与曲线X₀之间的相对关联度GL(i)，此时所求得的仅是被评价类型与参考草坪的等权关联度。但是，评价草坪草的各指标的重要性是不同的，因此，根据各指标作用的大小，分别给以不同的权重W(k)，按公式(6)：

(6)

求得被评价类型与参考草坪的加权关联度，通过加权关联度大小的比较，可对不同处理的草坪草质量进行数量化的综合评价。

2 结果与分析 2.1 灌水次数与灌水量

草坪草根系主要集中在0~15 cm土层中，据这一特点，可用喷灌技术控制草坪每次的灌水量，适当增加供水次数，在草坪生长季不同处理的灌溉次数及灌水量的结果(表 1)表明，处理Ⅰ节水效果最显著，每个小区(400 m²)喷灌1次的灌水量均为6 m³，每次土壤湿透12~15 cm，一个生长季只用水84 m³；处理Ⅱ虽然灌水次数较处理Ⅰ少，每个小区漫灌1次的灌水量均为10 m³，每次土壤湿透20~25 cm，一个生长季用水120 m³；处理Ⅲ尽管用了喷灌技术，但保水性差，渗漏严重，喷灌次数达33次，灌水量达1 98 m³；处理Ⅳ每个小区漫灌1次的灌水量均为18 m³，每次土壤湿透45~60 cm，一个生长季用水324 m³。

2.2 草坪草的综合评价 2.2.1 各草坪草的试验测定数据

通过对4个处理的草坪草的栽培试验观察测定，获得了直接关系草坪质量的各项测定指标的平均值(表 2)，经过几位草坪专家分析讨论，给出各项测定指标的权重W(k)及参考序列X₀(表 3)，运用灰色关联度分析方法对草坪草质量进行了综合评价。

2.2.2 各草坪草的试验测定数据关联系数和关联度的计算

文中的各项指标值量纲不同，需要进行标准化处理(表 4)。

用关联系数公式(4)、加权关联度公式(6)计算被评价草坪与参考草坪的加权关联度(表 5)。

通过对草坪草质量的综合评价，从表 5的GL(i)反映出4个处理中草坪质量的评价结果是：处理Ⅰ的草坪是极佳草坪，处理Ⅱ和处理Ⅲ的草坪是优质草坪，处理Ⅳ的草坪是劣质草坪。

3 结论与讨论

河西走廊地区非常干旱，且年蒸发量是降水量的20多倍。土壤含沙量高，灌水后渗漏严重，使草坪种植的用水量增大，且草坪质量不佳，存在抗逆性差等缺陷。用沙地底层衬膜节水种植草坪的技术，不但可以明显地节约用水(只需传统漫灌的1/3)，而且可以容易地种植出优质的草坪。如果在沙地底层衬膜技术的基础上加上喷灌系统，需水量只需传统漫灌的1/4，就可种出质量极佳的草坪。

沙地底层衬膜节水种植草坪虽然在第1年需要较大的人力投资，但如果按地膜使用15年计算，由于种植效果明显优于常规种植方法，所以经济效益极显著。从长远看，沙地底层衬膜节水种植技术不仅经济效益好，而且每年可节约灌水约5 000 m³·hm^-2，为沙地实行节水栽培奠定了基础。

沙地底层衬膜节水种植草坪技术还可以在其他作物的种植中运用，为干旱荒漠区的农业经济带来重大的经济效益和生态效益。随着水资源的减少，水越来越重要，价值越来越高。所以，节水的意义不仅体现在经济效益，更重要的还在于人类社会长期稳定的可持续发展。