機場永久免維護草坪建植研究
——以昆明巫家壩機場東非狼尾草草坪為例

董仲生，余 丁，李暾旭，文吉傖，陳治偉，楊國榮

(1.云南農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學院,云南 昆明 650212; 2.云南省空港建筑工程有限公司,云南 昆明 650200;3.昆明空港綠化景觀工程有限公司,云南 昆明 650200; 4.昆明機場安全運行保障部,云南 昆明 650200;5.云南省草地動物科學研究院,云南 昆明 650212)

機場草坪要求平坦、土層密實度高、草層高度不超過20 cm。昆明巫家壩機場草坪面積100 hm2，草種植株高，生長速度快，每年需要刈割6次以上，割草費用高；野生草坪四季結(jié)籽，吸引鳥類前來覓食；草層高低錯落、疏密不一，便于鳥的隱藏，機場每年開支約200萬元用于驅(qū)鳥，仍不能完全消除鳥害隱患；野生草坪斑禿面積較大，反射性強，機場噪音大。2004年，云南省空港建筑工程有限公司特邀云南農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學院進行論證，決定開展“昆明巫家壩機場東非狼尾草(Pennisetumclandestinum)永久草坪建植研究”。

東非狼尾草，又名隱花狼尾草、鋪地狼尾草，是禾本科狼尾草屬的多年生匍匐型下繁草。來源于海拔1 830～3 050 m，年降水量約1 000 mm的東非高原，1983年我國從澳大利亞引進威提特(Whittet)品種[1]。在云南亞熱帶和暖溫帶已種植27年，表現(xiàn)優(yōu)異。其根莖發(fā)達，根系入土深達3 m，匍匐莖蔓延能力強。集牧用、草坪、水土保持等多功能于一身[2-3]。耐瘠、耐旱、耐澇、耐踐踏、耐重牧、耐侵蝕，生命力特強[4-5]，對毒、害、雜草有顯著的抑制作用，一旦建成，永久使用，正在被推廣應用[6]。

1 材料與方法

1.1材料

1.1.1種莖 供試東非狼尾草種莖采集于“云南農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學院東非狼尾草的應用研究實驗基地”。

1.1.2試驗地 在巫家壩機場飛行區(qū)22號區(qū)域選擇樣地1.5 hm2(長300 m、寬50 m)。將其中以蘆葦(Phragmitesaustralis)、蚊子草(Filipendulapalmata)、球莖草蘆(Phalarisaquatica)、扁穗雀麥(Bromuscatharticus)和海法白三葉(Trifoliumrepens)為優(yōu)勢草種的5個野生草坪區(qū)域(長方形)，依次劃分為Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)、Ⅳ區(qū)和Ⅴ區(qū)，其中面積最小的為Ⅰ區(qū)，面積1 300 m2。每區(qū)內(nèi)劃分4個密度處理小區(qū)，分別用于扦插4個密度的東非狼尾草；每個密度處理小區(qū)再分為2個除草處理區(qū)，分別用于觀察除草2次和3次的結(jié)果。

1.2方法

1.2.1整地、清理野生雜草 2004年6月2日-5日，將坪地內(nèi)的野草割至約5 cm；翻耕(深度約15 cm)，清除土層表面較大的石塊，用旋耕機再耕一遍。6月11日，再用旋耕機耕一次表土，去除野生雜草；6月17日又復耕一次。

1.2.2扦插

取種莖：2004年6月18日，在“云南農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學院東非狼尾草應用研究基地”，采集東非狼尾草匍匐莖36袋，按試驗要求保存至扦插完為止。

扦插：2004年6月19日-21日，將種莖剪至含4～5個莖節(jié)的小段，保濕備用。在5個試驗區(qū)均以20、40、60、80 cm的行、株距進行扦插；無雨的當天，用灑水車噴灌一次，至水浸入土層10 cm以上，以后不再澆水。

除草、施肥：2004年6月30日-7月2日，第1次除草；施復合肥(200 kg/hm2)。7月25日，第2次除草；施尿素(100 kg/hm2)。8月15日，第3次除草時，5個試驗區(qū)均留1個小區(qū)作不除草的對照，且均不施肥。

1.2.3草坪綠化效果觀察

生長速度的觀測：以每個區(qū)域?qū)蔷€上的5個1/4分界點為中心，在1 m2內(nèi)隨機選5株東非狼尾草，測量主莖生長速度；計數(shù)，測定東非狼尾草與雜草的比例。

平整度、高度、密度、斑禿的觀察：肉眼觀察平整度，踩踏坪面感覺；越野車在坪面上以20 km/h的速度行駛的顛簸記錄，與5種相應的野生雜草為優(yōu)勢的草地進行比較。用軟尺測量草坪基層和最高層的高度。在每個小區(qū)草坪上走4×300 m，肉眼從垂直方向觀察草層的密度，表土是否裸露。2005、2006、2007、2008、2009、2010年均在5月進入雨季旺盛生長前及10月割草前各觀察一次。

枯草期的觀察：連續(xù)6年，觀察冬季枯萎，春季返青的情況并記錄。

抗逆性觀察：連續(xù)6年，觀察草坪的生長、退化狀況、其他物種入侵草坪的情況并記錄。

吸音效果的觀察：在草坪西側(cè)，離邊線2 m處，取一條與滑行道平行的線，在東非狼尾草草坪中100 m長的范圍內(nèi)，選間隔30 m的點3個；野生草坪上也取間隔30 m的點3個，分成3個組，每組含1個東非狼尾草草坪觀測點、1個原有草坪對照點。錄制波音747起飛前最后3 s的聲音，復制為5 min長；用皮卡車載組合音箱，播放錄音，以100 m/h勻速在滑行道上行駛；用2臺CEL-490噪聲分析儀，在草坪草層上方40 cm處，對準滑行道方向，記錄車行走時傳過來的噪音峰值。

年刈割次數(shù)：2004年9月開始，草坪高度達到20 cm時刈割，記錄需要刈割的次數(shù)。

生態(tài)環(huán)境觀察：觀察草坪上草的種類、鳥類食源、鼠類活動的情況。

抗斷性：每年4月觀察草坪土層的開裂狀況。

2 結(jié)果與分析

2.1生長速度 4個扦插密度的東非狼尾草草坪，在10周以內(nèi)的生長速度無顯著差異。扦插密度與覆蓋速度呈正相關(guān)，4個密度處理的草坪蓋度均在當年達100%，故選擇最經(jīng)濟的80 cm行株距進行統(tǒng)計分析。

2.1.1主莖 扦插后3 d觀察到主莖有明顯的營養(yǎng)生長，但3周以內(nèi)生長緩慢；從扦插后22 d開始，匍匐生長速度加快(表1)。蓋度超過70%以后，匍匐的生殖生長逐漸轉(zhuǎn)向向上的營養(yǎng)生長，不再測匍匐生長速度。Ⅳ區(qū)地勢稍低，土壤水分充足，東非狼尾草生長最快。

表1 扦插后東非狼尾草主莖生長速度 cm

2.1.2覆蓋速度 Ⅳ區(qū)和Ⅴ區(qū)內(nèi)未進行第3次除草的區(qū)域，在雜草的協(xié)同下，扦插后90 d時覆蓋度達100%(表2)；除草3次的小區(qū)內(nèi)只有東非狼尾草，90 d時的覆蓋率分別為41.2%和32.9%；到120 d時，Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)均100%覆蓋，約比Ⅳ區(qū)和Ⅴ區(qū)推遲1個月。從Ⅲ區(qū)看出，扦插150 d以后，東非狼尾草仍繼續(xù)生長；至扦插后300 d時，5個區(qū)的東非狼尾草草坪蓋度均達100%。

表2 不同時期東非狼尾草草坪覆蓋度 %

2.2平整度、高度、密度與斑禿

2.2.1平整度

目測：6年共觀察12次，平視與遠視整個草坪，均無凹凸現(xiàn)象。

踩踏感覺：2004年10月，草坪蓋度達100%的初期，踩踏能感覺到粗壯(2.0～6.3 mm)的地上莖編織成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；2005年，有彈性；2006年及以后草層厚密，彈性足，無凹凸感。

越野車30 km/h行駛：在厚實的東非狼尾草草坪上，只有坪面起伏的感覺，無簇狀野生草坪的顛簸感。在野生草坪上，成簇狀的草根與空隙的高度差異3～7 cm，人在上面行走容易崴腳；越野車在上面行駛，顛簸劇烈，不能開到30 km/h的速度。

2.2.2草坪高度 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區(qū)的基層高度平均為9.4～13.4 cm；Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ區(qū)之間差異不顯著(P>0.05)；Ⅱ區(qū)與Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ區(qū)之間，前3年差異顯著(P<0.05)。Ⅴ區(qū)的基層高度平均為16.0～19.3 cm，顯著高于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區(qū)(P<0.05)。連續(xù)6年，整個草坪未超過機場草坪草層高在20 cm以內(nèi)的要求(表3)。

2005-2009年，草坪高度除原以白三葉為優(yōu)勢草種的Ⅴ區(qū)略有下降外，其他4個區(qū)變化不明顯；2010年，除原以扁穗雀麥為優(yōu)勢的Ⅳ區(qū)，草層高度沒有明顯的改變外，其余4個區(qū)均下降，認為這與昆明百年一遇的特大干旱有關(guān)。

2.2.3密度 肉眼俯視觀察，草層濃密無縫隙。

2.2.4無斑禿 連續(xù)6年，每年4月觀察，表土覆蓋率均為100%。

表3 不同時期東非狼尾草草坪草層高度 cm

2.3枯草期 2005-2010年，從表面看，在每年的冬至節(jié)來臨后，重霜期后即進入枯草期；每年的雨水節(jié)令后，下雨即返青。在枯草期內(nèi)，翻開枯草層觀察發(fā)現(xiàn)，貼地東非狼尾草的莖、葉呈綠色。東非狼尾草能耐輕霜，重霜僅凍死離地較高的莖和葉；枯草期短，在60 d以內(nèi)。

2.4抗逆性

2.4.1與野生雜草的競爭力 2004年6月30日-8月15日，連續(xù)3次除草前，雜草均旺盛生長，3周以上即可將匍匐生長的東非狼尾草掩蓋；尤其蘆葦，出土1周即達20 cm高。進入9月以后，雜草生長減緩，10月10日以后，東非狼尾草顯示出生長優(yōu)勢。進入11月，雜草停止生長，東非狼尾草占絕對優(yōu)勢。

2004年11月20日，5個試驗區(qū)，雜草比例均超過50%。2005年4月觀察，完全返青后的草坪，除Ⅴ區(qū)外，雜草的比例每年約減少50%。以后，每年約以50%的速度減少。

2010年4月，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區(qū)中，均能找到數(shù)種雜草，但總比例≤0.5%，可忽略不計。

2.4.2第3次除草的效果 Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)和Ⅳ區(qū)，2005年4月，第3次除草的區(qū)域內(nèi)雜草比例在9.6%～26.3%；逐年銳減，至2010年4月，雜草已經(jīng)稀少(≤0.5%)，成為單一的東非狼尾草草坪(表4)。

2005-2007年，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ區(qū)，2005年4月，除草3次的處理區(qū)內(nèi)雜草比例在9.6%～26.3%；逐年銳減，至2010年4月，雜草已經(jīng)稀少(≤0.5%)，成為單一的東非狼尾草草坪(表4)。I、Ⅱ、Ⅲ和Ⅴ區(qū)，除草2次的處理區(qū)內(nèi)雜草比例顯著高于除草3次的處理區(qū)(P<0.05)。

表4 東非狼尾草草坪建植后不同時期雜草比例 %

2.4.3抗逆性 經(jīng)過6年的觀察，整個試驗草坪無新的外來草種入侵，原有的雜草，除白三葉大量存在外，原呈優(yōu)勢草種的雜草，在東非狼尾草成為優(yōu)勢草種后約每年遞減50%(表4)，呈逐漸消失的趨勢，至2010年基本消失。

經(jīng)過6年的觀察，單純的東非狼尾草草坪及有白三葉分布的東非狼尾草草坪，均無雜草入侵現(xiàn)象，也未觀察到草坪的退化現(xiàn)象。

2.5吸音效果 各3個測試點，均測定3次的東非狼尾草草坪與雜草的噪音峰值分別為41.3和55.6。濃密的東非狼尾草草層100%覆蓋表土，錯落排列的莖、葉，吸音效果好。檢測結(jié)果表明，通過東非狼尾草草坪傳過來的噪音，分貝數(shù)比天然草坪低14.3分貝(15.7%)，差異極顯著(P<0.01)。

2.6刈割次數(shù) 2005年刈割3次。2006-2009年，每年刈割1次即達到機場草坪草層高度不能超過20 cm的要求，去除的主要是零星的雜草，還坪后不造成影響。野生草坪各草種交叉抽穗，抽穗期拔節(jié)速度快，每周生長15 cm，生長量大，只有反復刈割(每年4次以上)才能控制在20 cm以下的高度。

2.7生態(tài)環(huán)境 2010年4月21日觀察發(fā)現(xiàn)，只有Ⅴ區(qū)為東非狼尾草與白三葉兩個草種組成，其他4區(qū)為單一的東非狼尾草草坪，雜草比例低于0.5%，物種單一。在整個試驗區(qū)，除東非狼尾草和白三葉兩種草外，無鳥類的食源。對鳥類而言，東非狼尾草和白三葉的適口性差；東非狼尾草的草種很小，包在葉鞘內(nèi)，鳥不能采食；白三葉開花結(jié)籽，但種子小(千粒重0.5～0.7 g)，因此鳥類很少采食。

因草層低矮、濃密、平整，鳥、鼠均不能隱藏，昆蟲也不多。據(jù)機場驅(qū)鳥隊介紹，該區(qū)幾乎無鼠、蛇的出沒，也無猛禽光臨；與原有草坪相比，在近5年試驗區(qū)活動的鳥很少，沒有在試驗區(qū)使用過驅(qū)鳥彈。

2.8抗斷性 東非狼尾草地上莖和地下莖盤根錯節(jié)，在土壤表層形成30 cm以上的密集根系，在地表有強大的拉力，坪面抗拉強度大；草層與根系的保水效果良好，土層更不會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。連續(xù)6年檢查，整個試驗區(qū)地表無干裂現(xiàn)象。特別是在百年一遇的大旱之年，土層也未出現(xiàn)龜裂，保證飛機安全迫降。

2.9開始免維護的時機選擇 東非狼尾草在匍匐生長期間，地上莖和地下莖同時生長；進入旱季后，地下莖的生長速度超過地上莖；昆明地區(qū)，每年的冬至節(jié)后才出現(xiàn)重霜；重霜后，5 cm以上的草層被凍枯，停止生長，地表保持綠色的地上莖生長緩慢。只要土壤中水不缺墑，地下莖就能持續(xù)生長。即東非狼尾草一年四季均在生長。夏秋季生長的雜草，入冬后枯萎，停止生長；進入3月后，冬春季生長的雜草停止生長。因此，四季生長的東非狼尾草，只要能存活，就能逐漸、自然地成為優(yōu)勢草種。

因此，一旦東非狼尾草在草坪上占有優(yōu)勢，草坪即可進入免維護期。特別是在機場，扦插成活后，以刈割野草等方式控制草層高度，保證東非狼尾草有足夠的光照，即可逐漸替代其他草種，進入免維護階段。只是僅靠東非狼尾草的競爭優(yōu)勢，達到單一草種達95%以上的覆蓋，需要的時間會延長。

3 討論與結(jié)論

3.1保持東非狼尾草冬、春季常綠的管理方法 重霜時，高度在5 cm以上的東非狼尾草均會枯竭。2009-2010年的秋、冬、春三季，昆明長期持續(xù)的特大干旱，不澆水的情況下，到4月中旬，巫家壩機場的試驗草坪表面枯黃，但底層依然呈綠色。進入冬季后，割至高度低于5 cm的草莖、草葉不會被凍枯，保持常年綠色。

3.2雜草白三葉的存在 在貧瘠土層，不施肥的情況下，有白三葉的存在，必然與東非狼尾草呈交替優(yōu)勢[7]，經(jīng)6年的觀察，進一步確認其周期約為2年。

3.2.1優(yōu)點 在冬春季，草坪的綠意更濃。春、夏、秋三季均有白花點綴，東非狼尾草草坪更富美感。

3.2.2缺點 豆科的白三葉固氮能力強，與禾本科的東非狼尾草互補，使草坪生長速度加快，初期的刈割成本較高。只要控制好表土的密實度，也易實現(xiàn)免維護。冬季不同區(qū)域東非狼尾草和白三葉的比例不同，呈現(xiàn)不同色塊。對這一現(xiàn)象的評價，褒貶不一。作為機場草坪，單一的東非狼尾草草坪已能滿足各方面的需要，以不留白三葉為宜。

3.3草產(chǎn)量與免維護 東非狼尾草是在肯尼亞等地培育的優(yōu)良牧草品種，作為牧草種植，它很耐肥，在氮肥充足的條件下產(chǎn)草量高。在瘠土上種植，則表現(xiàn)對氮肥敏感[8-9]。施尿素后，立即生長，肥效過后，轉(zhuǎn)為生殖生長，不再長高。即使在肥沃的土壤中種植，茂盛生長一段時間，連續(xù)刈割幾次，隨著土壤中氮的消耗，生長速度漸緩。所以，在整個機場，只要有合適的土層，不刈割也能維持低矮平整的草層。本研究表明，第1年單位面積的年割草費不到原有草坪的10%；無雜草的區(qū)域第2年即可免維護。

結(jié)合東非狼尾草在昆明小哨27年的牧用、超過25年的綠化應用，以及在非洲和澳洲的資料分析，可以確認，在巫家壩機場，東非狼尾草草坪已經(jīng)成為免維護的草坪，免除了每年割草的工作量和機械保養(yǎng)。

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