2.3 抗旱节水型园林地被植物筛选

2.3.1 材料与方法

选择北京地区常用的10种地被植物和宿根花卉（见表2-13）进行试验，所有供试苗木全部采用二年生苗，进行蒸散量及不同灌溉处理下的观测，具体如下：

毛茛、涝峪苔草、八宝景天、地被月季、马蔺、紫花地丁、鸢尾、萱草等8种采用小型蒸渗仪法测定。株距25cm×25cm，每小区内安装3个小型蒸渗仪，为3个重复。在土壤水势达到灌溉点灌溉前后分别称重，得出实际蒸散量ET_c。蛇莓、五叶地锦采用TDR法。每处理设3个小区（1m×1m），每小区安装1个TDR管，为3个重复。定期用TDR探头测量土壤含水率，由两次测量值之差即可求出实际蒸散量ET_c（使用TDR法之前要用烘干称重法校正；TDR法测出的是容量含水率，两次测量值之差乘以土壤层深度即为耗水的体积。分层测量后将各层消耗的水量相加得到总耗水量）。

采用蒸散量反馈式灌溉方法确定灌溉量。以20cm深度的土壤水势达到-50kPa时作为灌溉点。通过试验基地的小型气象站的气象资料，利用FAO公布的Penman-Monteith修正公式，算出参考作物蒸散量ET₀。

作物系数是衡量植物需水性能的一个指标，求出不同时期各植物的作物系数K_c=ET_c/ET₀。

蒸散量测定的基础上设置100%ET₀、75%ET₀、50%ET₀、25%ET₀（其中，ET₀由试验田中设置的小型气象站数据换算）四个处理梯度，观测植物在不同灌溉处理下的生长和景观表现，确定植物适宜的灌溉标准。

测量指标包括：株高、冠幅、茎数、花量、地上部干重、地下部干重。计算根冠比。

2.3.2 生长季蒸散量

10种植物的蒸散量测量结果见表2-14。可见，涝峪苔草和马蔺的蒸散量最低，分别为240.33mm和291.45mm；五叶地锦和蛇莓蒸散量最高，分别为462.3mm和494.95mm；其余6种植物中，地被月季和毛茛蒸散量相对较低，分别为311.05mm和312.95mm；其次是八宝景天，为350.71mm；而萱草和紫花地丁蒸散量相对较高，分别为367.1mm和368.7mm。以蒸散量衡量植物的抗旱能力为：涝峪苔草＞马蔺＞地被月季＞毛茛＞鸢尾＞八宝景天＞萱草＞紫花地丁＞五叶地锦＞蛇莓。

2.3.3 作物系数

作物系数是衡量草本植物需水性能的一个重要指标，根据公式K_c=ET_c/ET₀，可得出每种地被植物6—10月的作物系数，见表2-15。蛇莓和五叶地锦蒸散量高，作物系数便相应地高，其值分别为1.03和0.85，其中蛇莓6月、7月、10月的作物系数都大于1；涝峪苔草、毛茛、地被月季的作物系数都比较低，基本在0.4～0.5之间，说明其蒸散量相对较低；马蔺相对于前三种蒸散量较低的植物来说，作物系数相对较高，但各月也基本在0.6左右；萱草和紫花地丁作物系数在0.7左右。

以草本植物需水性排序，则10种植物的节水能力从强到弱为：毛茛＞涝峪苔草＞地被月季＞八宝景天＞马蔺＞鸢尾＞萱草＞紫花地丁＞五叶地锦＞蛇莓。

冷季型草坪草是北京市目前比较普遍且大量使用的地被植物，有研究表明，其作物系数介于0.8～1.4之间，本次试验中涉及到的10种植物中，只有蛇莓和五叶地锦的作物系数处于这个范围内，其他的都少于0.7，由此可见，除上述两种地被外，其他地被植物需水性都低于冷季型草坪草，可作为冷季型草坪草的节水抗旱替代品种。

2.3.4 不同灌溉水平下的地被植物生长状况

试验通过调查植物在不同灌溉处理下的生长和景观表现，确定植物适宜的灌溉标准，评价其适应节水灌溉能力。

由表2-16可知，充足灌溉条件下，马蔺的生物量指标与控制灌溉条件下的有显著差异；75%ET₀和50%ET₀的灌溉水平没有明显差异，但两种处理条件下，马蔺的株高、冠幅、叶片数、总叶面积、地上部干重均较100%ET₀灌溉水平下有显著下降，说明控制灌溉影响了马蔺的观赏性，但根干重显著增加，使得三种灌溉条件下马蔺的根冠比很接近，无明显差异，这说明马蔺有着很强的抗干旱胁迫的能力。25%ET₀灌溉条件下，虽然马蔺的各项指标都下降了许多，但仍然能正常生长。因此，考虑到马蔺的观赏性，节水灌溉以75%ET₀和50%ET₀的灌溉水平为宜。

由表2-17可知，在四个灌溉梯度下，鸢尾的株高、冠幅无显著差异，但对叶片的大小有影响，干旱情况叶片明显变小。而且水分受到控制后，地上部干重、根干重等指标都明显低于充足灌溉条件下的，但根冠比没失调，反而是越干旱，根冠比越大。这说明鸢尾抗旱性较强，即使进行深度控制灌溉，对景观的影响也相对较小。因此，鸢尾属于可以深度控制灌溉型地被植物。

由表2-18可知，75%ET₀处理下，萱草的各项指标与100%ET₀处理下无显著差异，但50%ET₀和25%ET₀两个处理下，萱草的叶片明显变得又窄又短，根冠比也明显降低。而25%ET₀条件下，萱草叶片数量还明显减少。以上分析说明萱草具有一定的耐旱性，但为了不影响其景观性，最好以75%ET₀的轻度干旱胁迫为宜。因此，萱草属于可以轻度控制灌溉型地被植物。

由表2-19可知，在充足灌溉条件下的月季外观表现，均优于控制灌溉条件下的，无论是株高、冠幅、地上部干重，还是花量，都与其他三个灌溉梯度下的有着显著性差异，但是充足灌溉条件下，月季的根冠比严重失调，这说明充足灌溉，反而不利于提高月季的抗旱性。而75%ET₀条件下，虽然地上部各指标均比充足灌溉条件下的要差一些，但根系健壮，根冠大。由此说明，干旱对月季的观赏性有影响，但在75%ET₀处理下，却是最健康的。50%ET₀条件下，除月季根干重与75%ET₀的有差异外，其他指标都没有明显差异。因此，月季的抗旱性相对较强，属于可以深度控制灌溉型地被植物。

由表2-20可知，在四个灌溉梯度下，紫花地丁只有根冠比在0.05水平下无显著差异，其余指标均差异显著，说明紫花地丁对水分胁迫极敏感。当受到干旱胁迫时，其生物量和观赏性随即下降，干旱胁迫越严重，生物量和观赏性下降越多。因为受胁迫后，地上部和根的变化幅度相近，故其根冠比差异不显著。同时可以看出，75%ET₀处理下，紫花地丁除地上部干重外的各项指标与100%ET₀处理下无显著差异，说明紫花地丁在不低于75%ET₀的轻度干旱胁迫下，仍可基本维持其观赏性。但要指出的是，在75%ET₀处理下，其覆盖成坪的速度较100%ET₀处理还是有差异的。因此，如果在园林中应用需要其快速覆盖地表，最好仍维持100%ET₀的灌溉处理。因此，紫花地丁属于需充足灌溉型地被植物。

由表2-21可知，在75%ET₀和50%ET₀灌溉条件下，八宝景天只有分蘖数在0.05水平下有显著差异，其余指标均差异不显著，而且在50%ET₀处理下，八宝景天的株高、冠幅、地上部干重、根干重和分蘖数在各处理中处于最高，说明八宝景天更适于在50%ET₀的水分处理中生长，这也符合景天科植物抗旱的特性。因此，八宝景天属于可以深度控制灌溉型地被植物。

由表2-22可知，在四个灌溉梯度下，毛茛的所有指标在0.05水平下均有显著差异，说明毛茛对水分极敏感。75%ET₀与100%ET₀处理下的各观赏性指标基本差异不显著，故75%ET₀的灌溉量基本可以满足园林中的应用。因此，毛茛属于可以轻度控制灌溉型地被植物。

由表2-23可知，在四个灌溉梯度下，涝峪苔草的株高、根干重、叶长均无显著差异。25%ET₀灌溉条件下虽然冠幅和分蘖数减少，但根冠比却远远高于充足灌溉条件下的。以上分析说明，涝峪苔草具有极强的耐旱性，干旱条件下能健壮生长，但在园林绿化中应用，为增加分蘖，加快其成坪速度，前期应给予相对充足的灌溉。

由表2-24可知，在四个灌溉梯度下，五叶地锦的所有指标在0.05水平下差异显著，说明五叶地锦对水分胁迫极敏感。但可以看出，100%ET₀处理和75%ET₀处理下，其茎条数、覆盖度、地上部干重和根冠比这四个指标差异不显著，说明五叶地锦在不低于75%ET₀的轻度干旱胁迫下，仍可基本维持其观赏性。因此，五叶地锦属于可以轻度控制灌溉型地被植物。

由表2-25可知，在四个灌溉梯度下，蛇莓的所有指标在0.05水平下差异显著，说明蛇莓对水分胁迫极敏感。虽然实验结束时75%ET₀处理下的覆盖度和100%ET₀处理下的无显著差异，但是由于75%ET₀处理下的植株生长较100%ET₀处理的缓慢，其达到郁闭成坪的时间较100%ET₀处理的要晚，同时75%ET₀处理下的单片叶面积显著低于100%ET₀处理，总的来说，75%ET₀的灌溉处理影响了其观赏效果，故蛇莓最适宜的灌溉量应是100%ET₀。因此，蛇莓属于需充足灌溉型地被植物。

综合10种地被植物在四个灌溉梯度下的表现（见表2-26），分析得出：马蔺、鸢尾、地被月季、八宝景天、涝峪苔草属于抗旱性强的地被植物，可深度控制灌溉，50%ET₀灌溉条件下能生长良好；萱草、毛茛和五叶地锦抗旱性较强，可轻度控制灌溉，以不低于75%ET₀为宜；紫花地丁、蛇莓，属喜湿地被植物，为维持其最佳观赏效果，需充足灌溉。

综合上述试验结果，分析得出马蔺、涝峪苔草、鸢尾、地被月季、八宝景天这五种地被植物具有较好的抗旱节水性能，同时在干旱条件下依然能保持较好的绿化观赏效果，推荐为北京市抗旱节水型地被植物。