刘千山: 从后期养护的角度看高尔夫球场的设计建造
目前中国高尔夫球场基本上果岭都为砂质果岭,也就是砂子的质量可直接影响果岭草坪的质量。
建造砂质果岭主要有以下优点:
①有很高的透水性,下雨后能在短时间内可以进行推杆;
②球落下时砂子有吸收压力的功能,同时使球的回转力降低;
③砂子在多人打球践踏下不容易变硬,通气性良好,根能生长能够保持地上部分草坪处于良好的状态。
以上是采用砂子的主要原因,但是砂质果岭也有不足之处:
① 保水保肥能力低,有机质含量低,盐基置换容量低,夏季土壤水分不足时地温升高较快,种植草坪容易形成干斑现象;
② 由于透气性较好,土壤中相对的真菌数量较高;
③ 砂果岭的透水透气性较好,果岭草长势好密度就会致密,这样枯草层厚度就会增加,导致果岭草抗病能力降低,发病率高;
④ 砂果岭的透水性会逐渐变差。
值得一提的是,一旦砂子选定后,以后在草坪维护时必需使用相同的砂子,否则前后用的不一样,造成草坪赖以生存的土壤形成异质层。一旦异质层形成将对土壤环境产生非常不利的影响。对根系对土壤中的微生物环境及微生物的种群分布、对土壤的渗透性、对土壤水分的影响非常明显,特别是毛管水和重力水的影响,还有土壤热量的传导。总之异质层的出现对今后草坪的养护和质量的好坏将产生长期的影响。特别是球场总监频繁更换的球场,由于总监管理理念的不同,往往不同的总监在覆砂时采用不同质地不同品种的砂子。所以说好的高尔夫球场用起土器取出的土样是上下均一、颜色一致的砂子。
一、 砂子床土的物理性质
众所周知砂子是岩石风化经过冲刷搬运沉积下来,由于地域不同岩石种类不同,搬运方式、搬运距离不同,砂子的种类也千差万别。实际上选择砂子要硬软结合,颜色要深浅结合,单一矿物和复合矿物结合,颗粒表面光滑和表面不光滑的结合。1. 粒径
砂子粒径的大小比例及粒径的形状直接影响土壤的通透性和土壤的硬度,和土壤保肥保水性也有关。不同国家不同地区对粒径的要求有所不同,日本认为最适粒径为0.05~0.5mm颗粒占总量的60%以上为最好,且均一性较好。
表一:
2. 形状和硬度
砂子形状圆形和近似圆形的颗粒是最理想的,圆形的颗粒与颗粒之间的间隙大,如果矿物质颗粒是三角型或多边型颗粒与颗粒之间间隙就小,如果在受外力的作用下颗粒与颗粒之间会变的更紧,对草根伤害比较大。砂子表面不是光滑的为好,要是有微孔最好,这样有利于颗粒上有有机质,有利于有益微生物的生长。但是颗粒比较圆的砂子软质的比较多,是轻质的岩石风化的产物,砂子多孔质且比较容易风化,风化后使果岭床土固结影响果岭的通透性。粒径圆形且硬度又很高的石英砂是比较少的,除非是由风形成的砂子由于形成条件摩擦力比较大。
3. 颜色
砂子的颜色受矿物质成分所影响。颜色较深的矿物含铁镁元素较多,和植物的生长有关,影响草坪土壤的肥料供应,颜色越深的矿物越容易风化,相对来说硬度较小,深颜色矿物含有铁镁元素且比较容易分解出来对草坪生长十分有利。颜色浅的矿物硬度较大因为含石英较多,石英是矿物质中最稳定最难风化的氧化物,果岭床土有以石英砂为主体、稳定性很强的主体结构,但是没有草坪生长发育所需要的营养成分,没有能够提供保水保肥的粘土矿物,床土实际上是肥沃度很低养分缺乏的状态。要特别注意的是不要把白色的石灰岩形成的砂子误认为是石英砂。白色的砂是花岗岩风化所形成的,乳白色的是长石类矿物,闪闪发亮且鳞片状的是云母,层状云母的比重比较轻,水洗砂、水抽砂中云母含量很少。长石类比较容易风化分解,山砂中矿物质成分比较丰富,但是河砂海砂中以石英(SiO2)成分为主。有时白色砂子中会混有各种颜色的砂子,有浅色由轻金属构成的钾长石、钠长石、钙长石等,有由重金属铁镁形成的颜色较深的辉石、角闪石、橄榄石等,这些砂对草坪生长有利。
二、砂子床土的化学性质
对于草坪总监来讲了解砂子的化学性质比了解砂子的物理性质更为重要,砂子化学特性是通过试验室化验分析而得到的。
1.酸碱度(pH):一般土壤的pH值4.5~5.5的范围内,但是砂质土壤的pH值7.0以上的比较多,因为砂子的盐基置换容量小,所以其盐基饱和度就会较高。
2.电导率 (EC):电导率是显示土壤溶液中盐离子浓度的数值,期望值是0.1以下,河砂、水洗砂一般是在0.1以下的比较多,海砂要高于0.1,砂质床土的EC值低就认为盐类累积少,这种观点是错误的。土壤中有害物质钠离子被土壤颗粒中带负荷离子所吸附,其吸附能力强所以要比土壤溶液中的钠离子要多。所以说光看EC值小就说明钠离子少是不对的。
3.氮肥:是通过铵态氮和硝态氮来测定出来的,一般100g砂子中含1mg氮肥。
4.磷肥:必需要测定磷酸吸收系数和有效态磷。磷酸吸收系数是水溶性磷酸被土壤中铁、铝、钙结合固定的能力,用100g的土壤中p2o5的量(mg)表示。比如说磷酸吸收系数是1000,就相当于100吨土壤里只有1吨磷酸肥料有效。一般的土壤的磷酸吸收系数400~800比较合适,但是砂质床土中铁、铝含量比较少,所以大部分磷酸吸收系数在300以下,所以大部分砂质果岭磷酸肥效相对较好。相反铁元素的不足是比较担心的问题。有效态磷肥是草坪能够吸收利用的量,30~80mg比较合适。砂子中有效态磷肥含量,差别比较大。
5.置换性钾、钙和镁:砂子中能够进行盐基置换的物质是粘土矿物和腐殖质之中的负电荷,这些带负电荷物质的多少是决定盐基置换容量的重要因素。草坪生长比较合适的比例为:矿物石灰占盐基置换容量的38%,镁占盐基置换容量的15%,钾占盐基置换容量的8%。
6.铁和锰元素:铁锰元素是草坪生长的必需元素,同时铁锰还有一个好处是其高价氧化物可以储存草坪根系呼吸所需要的氧气,在土壤中氧气欠缺时作为临时补给之用,可有效防治根系的腐烂。
7.硅元素:硅元素在土壤中是含量非常多的一种矿物质元素,以SiO2的形式存在于石英矿物及硅酸盐矿物中,但是绝大多数都处在无效状态下,必需保持土壤中硅酸含量在10mg以下,所以要补充硅肥。
8.腐殖质:砂子床土中腐殖质含量非常低,所以在建造果岭时砂子中要加入一定量的草炭用来改良土壤特性。
9.盐基置换容量:盐基置换容量是粘土矿物与腐殖质所持有的负电荷的量,前面介绍过砂土中(粘土矿物含量占12.5%以下时其最大盐基置换容量20mg当量me以下水平)。以石英为主体的白色砂子的盐基置换容量非常低,大部份在1me前后数值范围内,所以由各种矿物沉积所形成的岩石风化后所形成的颜色比较多的砂子叫做五色砂子,其盐基置换容量在数me的范围内比白色砂子要高,以砂子做床土的果岭其盐基置换容量低达不12me以上,所以地力不足。
10.盐基饱和度:盐基饱和度低时说明肥料不足,盐基饱和度过高时说明施肥过剩。要想使草坪草生长在偏酸的土壤中,要避免在盐基饱和度低土壤中一次性过多的施肥,砂子的盐基饱和度比较高。但是盐基置换容量比较低,保肥性比较差。下图显示盐基饱和度和pH值的关系,盐基饱和度变高pH值就会变高,相反盐基饱和度变低pH值就会变低。
三、 砂质果岭床土的改良
1. 改良目标的确定
如何使砂质果岭的床土得到有效的改善,首先要对选择好的砂子进行化验,看是否符合或接近美国USGA果岭用砂标准,测定pH值、大量元素及中微量元素含量,测定其盐基置换容量和有机质的含量。然后制定砂质果岭床土改良与施肥计划书,计划出改良后果岭床土所要达到的效果。要对所用的种类和性质,改良的目的和所用的比例,进行详细的说明,砂质果岭的盐基置换容量要达到12me以上,磷肥的施入量是磷肥吸收系数的20%以下比较合适。砂子的磷肥系数比较低,所以砂质果岭要施入一定量的磷肥或含有磷肥的矿物质。腐殖质、堆肥、草炭等都能缓慢释放出草坪生长发育所需要的营养元素,堆肥的质量是由堆肥中腐殖质的量来决定的,由于砂质果 岭床土中有机质含量很低,所以果岭建造时床土中要添加一定量的有机肥,腐殖质、堆肥、草炭等有机肥的施入量占果岭床土的1%以下比较合适。
砂质果岭建造完后,由于草坪致密特别是形成枯草层后和雨季时,往往使土壤处于缺氧状态,草坪的根系在缺氧状态下容易使根系腐烂,对草坪的生长发育非常不利。为了避免和缓解果岭床土在缺氧情况下使草坪根系腐烂,可在建造时床土中加入一定量的氧化铁、氧化锰(铁锰是高价状态)的矿物质。也可以单独加入一定量的腐殖酸用来调节氧化还原电位,提高土壤电子转移潜能,腐殖酸是土壤中主要的电子给体(还原剂),也是决定和控制土壤氧化还原电位潜能的主要因素,因此对土壤中许多化学、光化学和酶的单电子过程有很大的影响。比如盐碱土中施入褐煤+磷酸二铵后土壤的氧化还原电位从原来的-13mv提高到+25mv,提高土壤氧化还原态势,有效缓解草坪根腐。还有一个容易忽视的问题是能够引起土壤荒漠化的钠盐的混入量,要充分考虑除盐剂的施用,还有在选择砂子和各种改良材料时要考虑材料中钠盐的含量。2.床土改良材料
(1)粘土矿物 由2:1型粘土矿物沉积形成的沉积岩在经过风化分解形成的砂子,这样的砂子用作果岭的床土其盐基置换容量比较合适,也含有草坪生长的各种肥料成分,但是这种砂子比较难找,大部分果岭用砂是以石英为主体的砂子,盐基置换量低,肥料成分低,要想解决以上两点不足就必需在砂子中加入一定量的粘土矿物,添加的粘土矿物要限定在12.5%以下,添加后能使砂质果岭的床土盐基置换容量达到12me以上,所以说粘土矿物的选择是非常重要的,且床土改良用的粘土矿物的盐基置换容量必需达到100me以上。其膨润度3~5度是最好的,膨润度低不好,膨润度高的话钠离子含量多对土壤和草坪生长不利。床土中能够置换的阴离子电荷对NH4+、K+、Na+离子吸引能力很强,而选择的粘土矿物是天然的物质其成分中肯定有一定量的Na+离子,但是所选择的粘土矿物Na含量一定要控制在1%以下,且越少越好。因为钠离子土壤多处于碱性状态,碱性环境下有利于腐霉菌的生长繁殖,草坪易发生腐霉枯萎病。粘土矿物的粒径要控制在0.05mm以下,实际上工厂生产出来的粘土矿物是微粉状的粉末,微粉粒状的粘土矿物是很精致的。选择微粉状的粘土矿物的理由是粒径0.05mm的粘土矿物是粒径0.002mm的粘土矿物粒径的25倍。一般胶体颗粒的大小为1-100nm(按胶体颗粒的直径计),0.05mm等于50nm。 文 刘千山
目前中国高尔夫球场基本上果岭都为砂质果岭,也就是砂子的质量可直接影响果岭草坪的质量。
建造砂质果岭主要有以下优点:
①有很高的透水性,下雨后能在短时间内可以进行推杆;
②球落下时砂子有吸收压力的功能,同时使球的回转力降低;
③砂子在多人打球践踏下不容易变硬,通气性良好,根能生长能够保持地上部分草坪处于良好的状态。
以上是采用砂子的主要原因,但是砂质果岭也有不足之处:
① 保水保肥能力低,有机质含量低,盐基置换容量低,夏季土壤水分不足时地温升高较快,种植草坪容易形成干斑现象;
② 由于透气性较好,土壤中相对的真菌数量较高;
③ 砂果岭的透水透气性较好,果岭草长势好密度就会致密,这样枯草层厚度就会增加,导致果岭草抗病能力降低,发病率高;
④ 砂果岭的透水性会逐渐变差。
值得一提的是,一旦砂子选定后,以后在草坪维护时必需使用相同的砂子,否则前后用的不一样,造成草坪赖以生存的土壤形成异质层。一旦异质层形成将对土壤环境产生非常不利的影响。对根系对土壤中的微生物环境及微生物的种群分布、对土壤的渗透性、对土壤水分的影响非常明显,特别是毛管水和重力水的影响,还有土壤热量的传导。总之异质层的出现对今后草坪的养护和质量的好坏将产生长期的影响。特别是球场总监频繁更换的球场,由于总监管理理念的不同,往往不同的总监在覆砂时采用不同质地不同品种的砂子。所以说好的高尔夫球场用起土器取出的土样是上下均一、颜色一致的砂子。
一、 砂子床土的物理性质
众所周知砂子是岩石风化经过冲刷搬运沉积下来,由于地域不同岩石种类不同,搬运方式、搬运距离不同,砂子的种类也千差万别。实际上选择砂子要硬软结合,颜色要深浅结合,单一矿物和复合矿物结合,颗粒表面光滑和表面不光滑的结合。1. 粒径
砂子粒径的大小比例及粒径的形状直接影响土壤的通透性和土壤的硬度,和土壤保肥保水性也有关。不同国家不同地区对粒径的要求有所不同,日本认为最适粒径为0.05~0.5mm颗粒占总量的60%以上为最好,且均一性较好。
表一:
2. 形状和硬度
砂子形状圆形和近似圆形的颗粒是最理想的,圆形的颗粒与颗粒之间的间隙大,如果矿物质颗粒是三角型或多边型颗粒与颗粒之间间隙就小,如果在受外力的作用下颗粒与颗粒之间会变的更紧,对草根伤害比较大。砂子表面不是光滑的为好,要是有微孔最好,这样有利于颗粒上有有机质,有利于有益微生物的生长。但是颗粒比较圆的砂子软质的比较多,是轻质的岩石风化的产物,砂子多孔质且比较容易风化,风化后使果岭床土固结影响果岭的通透性。粒径圆形且硬度又很高的石英砂是比较少的,除非是由风形成的砂子由于形成条件摩擦力比较大。
3. 颜色
砂子的颜色受矿物质成分所影响。颜色较深的矿物含铁镁元素较多,和植物的生长有关,影响草坪土壤的肥料供应,颜色越深的矿物越容易风化,相对来说硬度较小,深颜色矿物含有铁镁元素且比较容易分解出来对草坪生长十分有利。颜色浅的矿物硬度较大因为含石英较多,石英是矿物质中最稳定最难风化的氧化物,果岭床土有以石英砂为主体、稳定性很强的主体结构,但是没有草坪生长发育所需要的营养成分,没有能够提供保水保肥的粘土矿物,床土实际上是肥沃度很低养分缺乏的状态。要特别注意的是不要把白色的石灰岩形成的砂子误认为是石英砂。白色的砂是花岗岩风化所形成的,乳白色的是长石类矿物,闪闪发亮且鳞片状的是云母,层状云母的比重比较轻,水洗砂、水抽砂中云母含量很少。长石类比较容易风化分解,山砂中矿物质成分比较丰富,但是河砂海砂中以石英(SiO2)成分为主。有时白色砂子中会混有各种颜色的砂子,有浅色由轻金属构成的钾长石、钠长石、钙长石等,有由重金属铁镁形成的颜色较深的辉石、角闪石、橄榄石等,这些砂对草坪生长有利。
二、砂子床土的化学性质
对于草坪总监来讲了解砂子的化学性质比了解砂子的物理性质更为重要,砂子化学特性是通过试验室化验分析而得到的。
1.酸碱度(pH):一般土壤的pH值4.5~5.5的范围内,但是砂质土壤的pH值7.0以上的比较多,因为砂子的盐基置换容量小,所以其盐基饱和度就会较高。
2.电导率 (EC):电导率是显示土壤溶液中盐离子浓度的数值,期望值是0.1以下,河砂、水洗砂一般是在0.1以下的比较多,海砂要高于0.1,砂质床土的EC值低就认为盐类累积少,这种观点是错误的。土壤中有害物质钠离子被土壤颗粒中带负荷离子所吸附,其吸附能力强所以要比土壤溶液中的钠离子要多。所以说光看EC值小就说明钠离子少是不对的。
3.氮肥:是通过铵态氮和硝态氮来测定出来的,一般100g砂子中含1mg氮肥。
4.磷肥:必需要测定磷酸吸收系数和有效态磷。磷酸吸收系数是水溶性磷酸被土壤中铁、铝、钙结合固定的能力,用100g的土壤中p2o5的量(mg)表示。比如说磷酸吸收系数是1000,就相当于100吨土壤里只有1吨磷酸肥料有效。一般的土壤的磷酸吸收系数400~800比较合适,但是砂质床土中铁、铝含量比较少,所以大部分磷酸吸收系数在300以下,所以大部分砂质果岭磷酸肥效相对较好。相反铁元素的不足是比较担心的问题。有效态磷肥是草坪能够吸收利用的量,30~80mg比较合适。砂子中有效态磷肥含量,差别比较大。
5.置换性钾、钙和镁:砂子中能够进行盐基置换的物质是粘土矿物和腐殖质之中的负电荷,这些带负电荷物质的多少是决定盐基置换容量的重要因素。草坪生长比较合适的比例为:矿物石灰占盐基置换容量的38%,镁占盐基置换容量的15%,钾占盐基置换容量的8%。
6.铁和锰元素:铁锰元素是草坪生长的必需元素,同时铁锰还有一个好处是其高价氧化物可以储存草坪根系呼吸所需要的氧气,在土壤中氧气欠缺时作为临时补给之用,可有效防治根系的腐烂。
7.硅元素:硅元素在土壤中是含量非常多的一种矿物质元素,以SiO2的形式存在于石英矿物及硅酸盐矿物中,但是绝大多数都处在无效状态下,必需保持土壤中硅酸含量在10mg以下,所以要补充硅肥。
8.腐殖质:砂子床土中腐殖质含量非常低,所以在建造果岭时砂子中要加入一定量的草炭用来改良土壤特性。
9.盐基置换容量:盐基置换容量是粘土矿物与腐殖质所持有的负电荷的量,前面介绍过砂土中(粘土矿物含量占12.5%以下时其最大盐基置换容量20mg当量me以下水平)。以石英为主体的白色砂子的盐基置换容量非常低,大部份在1me前后数值范围内,所以由各种矿物沉积所形成的岩石风化后所形成的颜色比较多的砂子叫做五色砂子,其盐基置换容量在数me的范围内比白色砂子要高,以砂子做床土的果岭其盐基置换容量低达不12me以上,所以地力不足。
10.盐基饱和度:盐基饱和度低时说明肥料不足,盐基饱和度过高时说明施肥过剩。要想使草坪草生长在偏酸的土壤中,要避免在盐基饱和度低土壤中一次性过多的施肥,砂子的盐基饱和度比较高。但是盐基置换容量比较低,保肥性比较差。下图显示盐基饱和度和pH值的关系,盐基饱和度变高pH值就会变高,相反盐基饱和度变低pH值就会变低。
表二:盐基饱和度和pH值的关系
三、 砂质果岭床土的改良
1. 改良目标的确定
如何使砂质果岭的床土得到有效的改善,首先要对选择好的砂子进行化验,看是否符合或接近美国USGA果岭用砂标准,测定pH值、大量元素及中微量元素含量,测定其盐基置换容量和有机质的含量。然后制定砂质果岭床土改良与施肥计划书,计划出改良后果岭床土所要达到的效果。要对所用的种类和性质,改良的目的和所用的比例,进行详细的说明,砂质果岭的盐基置换容量要达到12me以上,磷肥的施入量是磷肥吸收系数的20%以下比较合适。砂子的磷肥系数比较低,所以砂质果岭要施入一定量的磷肥或含有磷肥的矿物质。腐殖质、堆肥、草炭等都能缓慢释放出草坪生长发育所需要的营养元素,堆肥的质量是由堆肥中腐殖质的量来决定的,由于砂质果 岭床土中有机质含量很低,所以果岭建造时床土中要添加一定量的有机肥,腐殖质、堆肥、草炭等有机肥的施入量占果岭床土的1%以下比较合适。
砂质果岭建造完后,由于草坪致密特别是形成枯草层后和雨季时,往往使土壤处于缺氧状态,草坪的根系在缺氧状态下容易使根系腐烂,对草坪的生长发育非常不利。为了避免和缓解果岭床土在缺氧情况下使草坪根系腐烂,可在建造时床土中加入一定量的氧化铁、氧化锰(铁锰是高价状态)的矿物质。也可以单独加入一定量的腐殖酸用来调节氧化还原电位,提高土壤电子转移潜能,腐殖酸是土壤中主要的电子给体(还原剂),也是决定和控制土壤氧化还原电位潜能的主要因素,因此对土壤中许多化学、光化学和酶的单电子过程有很大的影响。比如盐碱土中施入褐煤+磷酸二铵后土壤的氧化还原电位从原来的-13mv提高到+25mv,提高土壤氧化还原态势,有效缓解草坪根腐。还有一个容易忽视的问题是能够引起土壤荒漠化的钠盐的混入量,要充分考虑除盐剂的施用,还有在选择砂子和各种改良材料时要考虑材料中钠盐的含量。2.床土改良材料
(1)粘土矿物 由2:1型粘土矿物沉积形成的沉积岩在经过风化分解形成的砂子,这样的砂子用作果岭的床土其盐基置换容量比较合适,也含有草坪生长的各种肥料成分,但是这种砂子比较难找,大部分果岭用砂是以石英为主体的砂子,盐基置换量低,肥料成分低,要想解决以上两点不足就必需在砂子中加入一定量的粘土矿物,添加的粘土矿物要限定在12.5%以下,添加后能使砂质果岭的床土盐基置换容量达到12me以上,所以说粘土矿物的选择是非常重要的,且床土改良用的粘土矿物的盐基置换容量必需达到100me以上。其膨润度3~5度是最好的,膨润度低不好,膨润度高的话钠离子含量多对土壤和草坪生长不利。床土中能够置换的阴离子电荷对NH4+、K+、Na+离子吸引能力很强,而选择的粘土矿物是天然的物质其成分中肯定有一定量的Na+离子,但是所选择的粘土矿物Na含量一定要控制在1%以下,且越少越好。因为钠离子土壤多处于碱性状态,碱性环境下有利于腐霉菌的生长繁殖,草坪易发生腐霉枯萎病。粘土矿物的粒径要控制在0.05mm以下,实际上工厂生产出来的粘土矿物是微粉状的粉末,微粉粒状的粘土矿物是很精致的。选择微粉状的粘土矿物的理由是粒径0.05mm的粘土矿物是粒径0.002mm的粘土矿物粒径的25倍。一般胶体颗粒的大小为1-100nm(按胶体颗粒的直径计),0.05mm等于50nm。
(2)堆肥:以草碳为主,草碳的质量非常重要,不同产地的草炭质量有很大的区别,因为草炭的形成和环境有关,特别是温度的关系比较大,草碳的颜色比较黑较好,杂质越少越好,腐殖质越多越好,好的草炭要比较细,看上去黑,有油性。
(3)除盐剂:以石英为主体的砂子作为果岭床土,其盐基置换容量非常小,少量混入钠盐就会对草坪的生长产生不良的影响,所以要在床土中加入一定量的除盐剂。
(4)氧化还原电位缓释剂:草坪的根系生长呼吸所需要的氧气平常是由土壤空气供给,但是在长时间下雨及土壤通气不良时,土壤中的高价氧化物可提供氧,是铁锰的高价氧化物,但是以石英为主体的砂子中铁锰含量都比较低,所以要在砂子床土中加入适量的高价的铁锰氧化物,作为草坪生长过程中根系氧气缺乏时临时补给之用。
作者:刘千山, 北京通盈·雁栖湖高尔夫俱乐部草坪总监
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