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天然草与人造草混合系统草坪特性研究

作　者: 满达
导　师: 韩烈保
学　校: 北京林业大学
专　业: 草业科学
关键词: 运动场草坪天然草与人造草混合系统草坪人造纤维加固材料综合特性评价层次分析法
分类号: S688.4
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

运动场草坪是当今世界上许多高水平体育竞赛的必备条件,它是经济、科学、技术、管理等诸因素的综合。目前,运动场草坪主要包括天然草坪和人造草坪。为了结合两种草坪的优点,开发了一种新型的天然草坪与人造草坪混合建植技术。混合系统草坪是指利用先进的现代化专业机械设备,以不同方式将一些人造纤维材料以及不同原料的颗粒状和网状材料等混入运动场天然草坪的表层或根系生长层,与天然草坪草、特殊机械管理条件以及基础场地设备共同组成新的草坪系统。现在国内还未见到相关研究与产品,国外则对该项技术研究了多年并已经投入使用。但是国外的相关研究主要集中在混合系统草坪的使用质量方面,具有一定局限性,无法较全面地反映混合系统草坪的综合特性。论文从混合系统草坪的综合特性出发,在国内首次提出混合系统草坪的概念并通过用优质运动场天然草与人造纤维加固材料建植天然草与人造草混合系统草坪,研究其建植技术与坪床土壤特性、运动质量、表观质量、生长特性以及天然草的生理响应等,并采用层次分析法客观评价了其综合特性,进而为这种新型运动场草坪建造提供科学合理的理论基础和技术参数,能够将该项技术在国内得到更好的应用推广试验区草坪的坪床结构是按照标准足球场坪床设计建造,上面将不同密度处理的BESTTURF人造纤维加固材料平整铺设并覆盖5cm厚度的不同泥炭含量处理的基质,然后将优质天然草种在上面混播建植。试验开始后使用模拟践踏椭圆滚子进行模拟践踏处理。采用复式裂区设计,主区因素为三个不同践踏处理,副区因素为三种不同泥炭含量配比的基质,再裂区因素是行距为2cm(A2)、4cm(A4)、6cm(A6)、8cm(A8)与纯天然草坪对照(A0)等5种不同密度的人造纤维加固材料处理。主要研究结果如下：(1)随着践踏强度的增加,混合系统草坪的表观质量与生物量均呈现出下降趋势,与混合对照A0相比A2、A4、A6、A8的株高下降幅度减缓；随着基质配比中泥炭含量的增加,表层0-5cm土层的根系所占比重占80%以上且有明显的先降后升趋势,各处理间差异明显；随着人造纤维加固材料密度的增加,各混合处理表层根系(0-5cm)的比重呈现上升趋势。(2)混合系统草坪的扭动摩擦力、滑动摩擦力性能、反弹率以及滚动距离均随着践踏胁迫的强度增加而具有上升的特点。A4、A6始终保持较高的扭动摩擦力与滑动摩擦力,明显高于其他处理；混合系统草坪的扭动摩擦力、滑动摩擦力、反弹率以及滚动距离均随着基质中泥炭含量的增加而呈现出下降的规律。(3)随着践踏强度的增加,各处理坪床土壤紧实度与酸碱度均呈现出上升的趋势,土壤水分入渗率呈现下降趋势,而土壤电导率则是先降低后上升的变化规律。与对照相比A6、A8均显著提高了坪床土壤水分入渗率；坪床5cm层的土壤含水量变化规律与15cm层的区别较大；A6处理的土壤酸碱度与电导率均保持稳定,变化幅度较小。随着基质中泥炭含量的增加,坪床5cm与15cm层的土壤含水量均呈现上升趋势,而土壤紧实度与酸碱度呈明显下降的趋势,土壤盐渍度变化规律基本一致,均呈现先升后降的趋势,与加固材料密度拟合呈显著的二次曲线函数；A2与A4的不同土层平均含水量均保持较低值,而A0与A8的不同土层平均含水量均保持较高值；随着混合系统草坪中人造纤维丝加固材料密度的减少,土壤紧实度则是递减的变化规律,而坪床土壤水分入渗率大部分处理呈现出上升的趋势。(4)随着践踏强度的增加,混合处理中天然草叶片相对电导率均呈现上升趋势,而净光合速率与光饱和点均有所下降,光饱和点出现的光强点有所提前。各混合处理SOD活性随着践踏强度的增加而表现出先上升后下降的规律。各处理叶片可溶性糖含量总体变化规律与叶绿素相近,呈现出先升后降的趋势,并且在践踏胁迫下各混合处理间差异达到显著水平(P<0.05)。践踏胁迫使所有混合处理的MDA含量呈上升趋势。混合系统草坪的平均净光合速率随着人造纤维加固材料密度的降低而呈现先升后降的变化规律。(5)根据相关草坪质量评价标准(NY/T634-2002、GB/T19995.1-2005、FIFA May 2009 Edition)对混合系统草坪进行运动质量评价结果表明,各处理均有较好表现,综合质量符合标准。通过层次综合分析法对混合系统草坪综合特性进行评价发现,评价体系中生理响应元素占有权重值最高,其次是生长特性元素,而土壤特性元素所占相对较少。结合混合系统草坪综合特性评分标准,通过公式推算出总得分排序为A6(6cm)>A4(4cm)>A0(CK)>A8(8cm)>A2(2cm)。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
1 绪论  11-34
  1.1 文献综述  12-30
    1.1.1 运动场草坪建造研究进展  12-18
    1.1.2 运动场天然草坪与人造草坪研究进展  18-23
    1.1.3 运动场草坪坪床加固材料研究进展  23-30
  1.2 研究目的及意义  30-32
    1.2.1 研究目的  30
    1.2.2 研究意义  30-32
  1.3 主要研究内容  32-33
    1.3.1 天然草与人造草混合系统草坪的建造  32
    1.3.2 混合系统草坪表观及生长特性研究  32
    1.3.3 混合系统草坪运动质量研究  32
    1.3.4 混合系统草坪土壤性质研究  32
    1.3.5 混合系统草坪生理响应研究  32
    1.3.6 混合系统草坪综合评价  32-33
  1.4 技术路线  33-34
2 研究材料与方法  34-52
  2.1 试验地概况  34
  2.2 试验设计  34-36
    2.2.1 小区设计  34
    2.2.2 践踏处理  34-36
  2.3 研究方法  36-46
    2.3.1 混合系统草坪表观质量指标及生物量  36-38
    2.3.2 混合系统草坪运动质量指标  38-41
    2.3.3 坪床土壤理化性质指标  41-42
    2.3.4 植物生理指标  42-45
    2.3.5 综合评价法  45-46
  2.4 试验材料  46-48
    2.4.1 基质材料  46-47
    2.4.2 人造纤维加固材料  47
    2.4.3 天然草  47-48
  2.5 天然草与人造草混合系统草坪建造  48-51
    2.5.1 坪床建造  48-49
    2.5.2 人造纤维加固材料制备  49
    2.5.3 天然草种及基质的配备  49
    2.5.4 建植方法  49-50
    2.5.5 养护管理  50-51
  2.6 数据处理  51-52
3 混合系统草坪表观及生长特性研究  52-63
  3.1 草层高度的测定  52-55
    3.1.1 草层高度  52-53
    3.1.2 植株高度生长率  53-54
    3.1.3 小结与讨论  54-55
  3.2 密度、质地及色泽的测定  55-59
    3.2.1 草坪密度  55
    3.2.2 草坪质地  55-56
    3.2.3 草坪色泽  56
    3.2.4 草坪均一性  56-58
    3.2.5 小结与讨论  58-59
  3.3 生物量的测定  59-63
    3.3.1 地上生物量  59-60
    3.3.2 地下生物量  60-61
    3.3.3 小结与讨论  61-63
4 混合系统草坪运动质量研究  63-74
  4.1 草坪表面摩擦性能的测定  63-67
    4.1.1 扭动摩擦力  63-65
    4.1.2 滑动摩擦力  65-66
    4.1.3 小结与讨论  66-67
  4.2 草坪表面反弹及滚动性能的测定  67-74
    4.2.1 反弹性能  67-69
    4.2.2 滚动性能  69-72
    4.2.3 小结与讨论  72-74
5 混合系统草坪土壤性质研究  74-84
  5.1 坪床土壤物理性质的测定  74-79
    5.1.1 土壤含水量  74-75
    5.1.2 土壤水分入渗率  75-77
    5.1.3 土壤紧实度  77-78
    5.1.4 小结与讨论  78-79
  5.2 坪床土壤化学性质的测定  79-84
    5.2.1 土壤电导率  79-81
    5.2.2 土壤酸碱度(pH)  81-82
    5.2.3 小结与讨论  82-84
6 混合系统草坪生理响应研究  84-96
  6.1 生理生化指标的测定  84-88
    6.1.1 叶片细胞膜透性  84
    6.1.2 叶绿素含量  84-85
    6.1.3 可溶性糖含量  85
    6.1.4 超氧化物歧化酶(SOD)  85-86
    6.1.5 丙二醛(MDA)  86-87
    6.1.6 小结与讨论  87-88
  6.2 光合性能的测定  88-96
    6.2.1 不同践踏胁迫下混合系统草坪的净光合速率(Pn)  88-93
    6.2.2 不同基质混合系统草坪的净光合速率(Pn)  93-94
    6.2.3 小结与讨论  94-96
7 混合系统草坪综合评价  96-114
  7.1 运动场草坪标准评价  96-103
    7.1.1 草坪质量分级评价  96-97
    7.1.2 运动质量评价  97-100
    7.1.3 混合系统草坪运动质量推荐指标及测定标准  100-102
    7.1.4 小结与讨论  102-103
  7.2 层次分析法评价(AHP)  103-114
    7.2.1 层次分析综合评价结构的设计  104-105
    7.2.2 构造判断矩阵  105-107
    7.2.3 评价指标权重的计算  107-110
    7.2.4 测定指标评分标准  110-112
    7.2.5 综合评价  112-113
    7.2.6 小结与讨论  113-114
8 结论与讨论  114-121
  8.1 主要结论  114-116
    8.1.1 研究结论  114-115
    8.1.2 综合评价结论  115-116
  8.2 讨论  116-121
    8.2.1 研究结果讨论  116-119
    8.2.2 评价结果讨论  119-120
    8.2.3 创新点  120
    8.2.4 研究展望  120-121
参考文献  121-127
附图  127-134
个人简介  134-135
导师简介  135-136
获得成果目录  136-137
致谢  137

天然草与人造草混合系统草坪特性研究

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