第一章 绪论
一、草坪与足球运动的起源
(一)人类利用草坪的发展历史
1.世界各国的草坪利用
草坪产生的历史和应用发展,开始于数千年以前,最早应用在园林方面。其中,埃及是园林艺术发展最早的国家之一,亦是草坪应用最早的国家。其他还有巴比伦、中国、古希腊,这在古代的历史学家、哲学家的论文和作家的文章中得以见证,还有考古挖掘出来的大量资料和墓碑上的浅浮雕都证明这一点。例如,反映新王朝时期(公元前2056年以前)的图画,就有像我们今天所理解的花园那样,在一定地段上配置了不同种类的植物群落,这个群落其中就包括草坪的初期表现。
公元前6世纪波斯(伊朗地区)国王基尔二世侵占了小亚细亚、巴比伦等地,开始大规模修建花园。当时,苏格拉底教导自己的学生说,只要波斯国王出现在哪里,哪里就有树草繁茂、鸟语花香的花园,花园内种植了包括草坪在内的各种植物。草坪已成为园林绿化的重要内容之一。因为当时花园盛称天堂,那里富有大地上可能有的一切最美好的东西。只要季节允许,国王在自己的花园里度过其大部分时光。
波斯战争以后,东方花园的文明在希腊本土上得到大力发展。草坪的应用也更为广泛。希腊对运动场的建设非常重视,著名的运动场——学园,在严重缺水的地理位置上,希腊人仍然使其变成美丽的花园。公元3世纪雅典的三个运动场都被描述的像花园一样:有许多树木和草地,郁郁葱葱。
约公元1~4世纪,罗马帝国时代的公园吸收了希腊的花园文化。随着建筑艺术的发展,草坪运动场也在这个时期得到萌发,草坪的应用也逐步地成熟。
在诺尔曼人侵入英国的时候,将这种文化和庭院的技术一起带入英国。当他们撤退后,尽管把所有的技术都带走了,但是在一些留下的果树园和教堂的院子里,生长着低矮的小草(图1-1)。就是这些小草使英国人大开眼界,好奇心激起他们对草坪利用的开发兴趣。酷爱草坪的英国人在1870年就有了野外草坪网球场,人们有理由认为这与教堂留下的矮草有很大的关系。
图1-1 罗马母鞠(Anthemis nobilis)
草坪运动项目的发展历史与这些国家的风土人情有一定的关系,像中国、英国、欧美有大片人们赖以生存的草原,最早这些广袅的土地亦都是达官贵族狩猎和休闲的场所。生活在这里的人们,他们对草坪有较深的认识和感情。这些草原不仅养活了大批的食草动物,同时也为人类在户外草坪上运动创造了良好的条件。正是有了广阔的草原和对草原的深刻理解,才使他们对户外草坪运动那样热衷,才使这些户外运动逐渐演变成为今天这样普及和成熟的竞技运动项目。许多事实表明我们现在的运动项目与草坪有关。足球和橄榄球的根源是16世纪出现的类似于蹴球运动的项目,最初是在广阔的草原中两队或多个队向对方阵地进攻的一种运动。除此之外,如高尔夫就有起源于牧羊人在草原上用鞭子打石子放牧的一种游戏演变而来的说法。曲棍球、板球也是由在草地上的一种运动表演演变而来的说法。板球是14世纪开始出现的一种运动,包括现在在室内进行运动的保龄球,以前也是在室外草坪上进行的。这两种运动都要求低矮的草坪,并都有很久的竞技历史。由此看来,如果说现在的草坪运动项目与草坪没关系那是不可能的。
1830年,19英寸的剪草机取得发明特许,Mr.Ransome和Mr.Budding试图工厂化生产。这一发明大大促进了草坪运动的推广和草坪广泛地使用,这是草坪运动场发展的一个里程碑。1864年Mr.Follows和Mr.Bates生产出手动剪草机。1890年Leyland Company制造出了重约1.5吨的燃料动力剪草机。由于操作者在机器的后方,煤烟、炭粉等不时地拥向操作者,苦不堪言,推广使用非常困难。
1902年Ransoms,Sime & Jeffries Ltd.创造出6马力汽油发动机的坐骑式剪草机。
1914年美国人Mr.Worthington开发出旋刀式剪草机,并使其定型产品化。这一产品被认为是现代剪草机的原型,经过不断地发展改进一直到现在。可以说剪草机的出现对草坪的利用普及起到极大的推进作用。
18世纪由于草坪利用的普及,草坪用的种子生产已经出现。有证可查的其中有高羊茅、本特草等品种。有这样的描述,生长低矮,与牧草用的高草草种有很大的不同。这一时期在栽培技术上也积累了很多经验。但是,当时由于技术保守,有的甚至传男不传女,很好的栽培管理经验可能随着主人的离世而失传。技术进步较慢,草坪推广利用也受到限制。
18世纪后半叶,随着高尔夫的盛行,英国、美国对草坪运动场所开始了专门的研究,1885年美国人Olett第一个开始对高尔夫球场进行研究,提出greenkeeping一词。这也是最初的果岭管理学概念。同时在康涅狄格州进行了剪股颖和羊茅二个品系的选育研究工作。在这以后的几十年间,随着高尔夫球运动的篷勃发展,草坪场地的研究也进入了一个飞速发展的时期。
1905年前后英国、法国、美国的很多大学的农学部成立了高尔夫球场实验室,主要进行草坪球场养护方面的研究。
1920年美国高尔夫协会(United States Golf Assocation)成立,会长Dr.j.Monteith创立了Green Section,专门进行高尔夫球场的设计以及造成标准等研究。直到现在这个试验场仍在进行着大量的有价值的相关草坪运动场内容的研究。
进入19世纪,在一些大学以及民间有了很多专门的草坪运动场研究机构。并且某些方面在以前的基础上取得更进一步的成果。1914年英国第一次召开高尔夫俱乐部理事长会议,会上一致要求成立高尔夫球场研究机构,1929年Board of Greenkeeping Re-search正式成立,经费由国际高尔夫球联合会(National Golf Unions)支付。1951年该委员会改名为Sports Turf Research Institute,研究内容不仅限于高尔夫也包括其他运动场草坪。
随后,新西兰、澳大利亚、南美洲也成立了很多类似的专业研究机构。这个时期是草坪发展的扩张时期,草坪及草坪运动场的行业规模、产业化的形成也都在这一时期。这一成果主要得益于高尔夫运动的兴起。
从20世纪50年代初,高尔夫球场的设计、造成方面取得了很大的成绩。如60年代盛行的California University System、USGA System等场地建造系统,当时风靡于欧美好多国家。
二战以后随着美国经济的发展,美国的高尔夫球运动异军突起,在草坪场地的结构造成方面也投入了大量的人力和物力进行研究,不仅在场地建设上发表很多成果,在比赛项目上也逐渐形成了世界高尔夫球坛的霸主地位。
2.我国草坪利用的过程
草坪的早期利用应该与花园的建造历史密不可分,我国园林的最早资料,有各种文字记载,并且有很多珍藏图画和其他的描绘。约可追溯到公元前12世纪,比世界上最早的园林稍晚一些。周朝的君主建造了中国最早的园林。周以后,曾陆续建造了大量华丽的园林,园中有各种花草树木。秦始皇在其14年的统治中,建了面积达1000公顷以上的宏伟园林。
在《史记》中提到,公园前1150年文王创建了面积为375公顷的灵园,在其中长满了树木和植物。西汉帝王的苑,周边延伸120~130公里。公元前195年,汉文帝建造了一座面积达3000公顷的宏大苑林,苑林内有建筑和花草。这些都是我国最早植物利用的文化遗产。
到17~18世纪,我国的园林艺术迅速发展,以自然式的布景著称于世,园中常常创造人工地形,乔、灌木成丛种植,最盛行种植松、竹、梅等。1631年造园学家计成撰写了《园冶》。1750年清乾隆扩建颐和园。1888年慈禧太后挪用海军经费重建颐和园。另外,北海公园、圆明园、苏州留园等也都是这一时期扩建和新建的。
我国真正现代利用意义上的天然草坪,还是1840年鸦片战争以后。国际往来扩大,西方草坪产业化的种子、机械逐渐进入国内。在上海一些国外的官员和商人开始用草坪绿化领事馆和宅院,逐步扩展到公共花园、公园等。开始了我国草坪利用的现代历史。
(二)竞技足球的发展历史
1.足球的起源
在中国公元前200年和93年就有蹴鞠的记载,这是足球最早的雏形。规范到今天的足球,普遍认为是在英国。
古代基督时代的harupaston一词就是蹴球的意思,而且古罗马也做一种游戏叫harpastum。中世纪时期,意大利、北美、南美的印度安人也都有蹴球的玩法。但是现代足球的原型是罗马人教给英国的祖先以后形成的。诺尔曼人侵入英国的时候,将这一文化带入英国,在14世纪足球在英国达到了全盛时期。当时在英国道路、广场等都踢足球,没有比赛规则,争斗频繁,受伤之事时有发生,而围观者也很容易受伤。因此,英国王子爱德华二世1314年发布了禁止足球比赛。以后也有亨利三世、四世等都下令禁止踢足球,但都收效甚微。
到16世纪英国有两种足球形式形成。一是hurlig at goals,另一类是hurilig over contry。hurlig at goals玩法是30~60人分成两组,将皮革制成的大球放入对方阵地。hurilig over contry是一种挑战性比赛,在野外将数公里以外的树木或房屋等作为目标,哪一组先将球放入目的地为胜者。
进入18世纪,英国的蹴球热有所改变,不管是农民还是市民都玩,但不像以前近似野蛮的玩法。在校园里开始盛行hurlig at goals较正规则的玩法。到19世纪初,是英国蹴球的再次复兴期,与过去相比,玩法上粗暴的现象有了很大的改观。这种进步主要是由于Rugby学校改进很多规则,为纪念这一举措,将足球的玩法改叫为Rugby foot-ball,另一类over contry改叫dribing game。1857年schefield club和hallam club足球俱乐部正式成立。1863年做出不准抱球走的规则,同时英国运动协会联盟成立,并且将Rugby football正式分开,将association的两个音节soci连音化,加er(人)取名为soccer,这就是现代的足球名。参加人数上也限定为22人。
2.我国足球的起源
就足球的起源来讲,中国是世界上最早的国家。据西汉学者刘向的记载,踢球运动始于黄帝时代,传到战国时期,已成为当时民间的一种主要的娱乐方式。一些人口集中的城镇里已是广泛的开展,到汉代(图1-2)足球已有了很大的发展,无论从形式上和游戏规则方面都有了提高和完善,是中国古代足球的第一个盛行期。有这样的记载“士以弓马为务,家以蹴鞠为学”。蹴鞠便是踢球的意思。可见当时足球开展的普遍性。
图1-2 蹴鞠图画像石(东汉)
据史料记载,公元前200年时的汉代,蹴球的游戏已形成较规范的两种。一种是自由式的没有球门,小场地作为休闲娱乐式的;另一种则类似于现在分为两队的对抗比赛。有规定的场地、球门、裁判和看台等设施,并有一定的比赛规则。而且这种方式在当时也被军事利用,作为一种军人训练及选拔将士的手段。通过这种体育比赛方式增强士兵的奔跑能力、反应能力、增强体质等,同时也用来选拔军队将士。当时有“练士知有材也,皆因嬉戏而讲习之”。也由于军队的利用,蹴球受到了当时权贵们的很大重视,带来了它的鼎盛繁荣时期。
蹴球在民间只能在广场、空地等简单的场地上进行。一本描述西汉社会的书《盐铁论》中说,当时的民间普遍喜欢的运动之一就是“康庄驰逐,穷巷踢鞠”。除了普通民间在广场、空地等简单的场地上进行踢球以外,有非常正规的蹴球场——蹴城。蹴城一般是皇宫和达官贵人的娱乐设施。它的建造方式根据中国古代对天象地理“天方地圆”的认识,被建为方形,四周有围墙包围。东汉文人李龙的《鞠域铭》写道“园鞠方墙,仿象阴阳”。大小也没有统一规定,根据蹴城主人身份的不同而不同,曾经有晋人陆机写的《鞠歌行序》说,东汉的大臣马防家的蹴城占据了整整一条街。由此可见蹴城的规模之大。因为有皇帝常来观看,蹴城的看台往往仿照宫殿的形式建造,“王者宫中必左藏而右平,蹴球亦有治国之象,左藏尔右平。”正面中央为中心主席检阅台,左侧为九级台阶,右面是斜坡。
唐朝文化、艺术复兴期,在足球方面也有很大的改进(图1-3),球壳改为八片尖度缝成,把在球壳内塞毛改为放一个动物膀胱,“嘘气闭而吹之”,成为充气的球。由于球变轻,唐代开始有了女子足球。球门不再是以往的蹴室,取而代之的是高3m的木柱。单球门,比赛双方队员各立球门两边,隔着球门比赛。到了宋代(图1-4),足球的发展迎来第二个高潮期。足球的比赛被列入朝廷的大宴表演节目。“每春秋三大宴,……第十二,蹴球。”在民间有专业艺人的体育表演。《东京梦华录》记述,北宋汴梁城宣德楼前瓦子里有孟宣,苏十表演带球门的足球。《武林旧事》记载,南宋临安城的“打白”踢球。有史记载足球起源于中国山东省(第三届中国国际足球博览会世界正式承认足球起源于中国山东临淄)。
图1-3 太宗蹴鞠图
图1-4 蹴鞠镜、蹴鞠笔筒
现代意义上的足球大约是在鸦片战争时期,1840年以后逐渐进入中国的。
(三)运动场草坪的发展历史
前面我们介绍了草坪以及足球的发展历史,同时也提到运动草坪的内容。这里我们定义运动草坪的概念,用于一般绿化等的草坪用草叫草坪草,用于竞技场的草坪叫运动草坪。
有文字记载在草坪场上运动的项目,最早是13世纪的一项运动叫lawn boiling,出现在英国;其次是板球,15世纪高尔夫球出现。这些运动最早都是在大自然的草坪上进行运动,运动场地就是自然广袅的草地。英国17世纪就开始有公共的足球场草坪。17~18世纪这一阶段运动场草坪除英国以外,德国、法国、澳大利亚及北美各国相继出现。现代草坪上运动的项目除以上足球、高尔夫之外,还有橄榄球、草地网球、曲棍球、棒球、美式足球、赛马等。
随着高尔夫球运动的发展和市场需求的作用下,欧美国家对草坪场地的研究力度逐渐加大,20世纪70年代发表了很多运动场的建植系统,先后经历了用粘土、壤土、黑土直到现在用水洗砂来建造。
我国在运动草坪方面发展很晚。20世纪50年代初期,先农坛体育场用天然草块造成足球场。也在这个时期引进高尔夫球。直到现在尽管建起很多漂亮的体育场,但是高标准的足球场草坪场地还为数不多。
1.现代足球场草坪的要求
现在运动场草坪种类很多,从要求修剪极低的野外保龄球、高尔夫球场的果岭到修剪较高的赛马场多种多样,要求不尽相同。但是作为运动场地共性来讲,应具备以下特性:
* 抗各种践踏和损伤能力。
* 在践踏和损伤后恢复快。
* 能形成坚实牢固的草地。
* 密植性强的特性。
* 耐低修剪特性。
* 耐钉鞋、铁器、脚等损伤特性。
* 弹力丰富的特性。
作为一个好的运动场除满足以上各条要求外。还应考虑病虫害、杂草的抵抗力、颜色等也都是必要的条件。
2.草种与擦伤抵抗力
草坪足球场的床土一般由砂土组成,个别也有壤土、粘土等。竞技场都要经受蹋压的影响,特别是足球场的中心区、球门区践踏更为严重。因此,草坪的耐践蹋能力直接影响到场地质量的好坏。
草坪对擦伤的抵抗力非常重要。图1-5表明各种草坪的擦伤抵抗力的强弱。
图1-5 草坪对擦伤和撕裂的抵抗力
二、草坪足球场地的建设
(一)场地建设项目论证
随着国家对体育基础设施投资力度的加大,以2008年为契机,全国县级以上城市的体育中心、学校体育设施正以前所未有的速度发展。草坪足球场地的建造,各地也发展迅速,但在建设前从设计到施工都有许多不明白的问题。以下就这一问题作一个简要的概述。
欧美足球运动发达的国家有很多条件良好的场地,他们在草坪场地建造上具有很高的技术水平。其核心是场地基础结构的造成技术理论和经验,这其中欧美的专门研究机构、大学等发挥着很大的作用。我国在引入这些理论的时候,只是凭着简单理解就进行施工,往往是几年甚至不到一年就出现问题。
事实上,建成一个质量良好的足球场,一定要有正确的科研理论作支持。场地造成后要满足以下条件:
* 使用时草坪草是活着的,场地是绿色的。
* 场地的运动质量是合格的,满足运动场地的要求。
为了达到以上的条件,场地在建成时必须从以下几个方面进行讨论。
1.场地的利用目的和规模
(1)是否是专用足球场
* 有辅助场地。
* 无辅助场地。
* 除足球比赛外还举行其他活动。
(2)田径场兼用
* 田径场带有足球场地。
* 田径场不带有足球场地。
* 除足球比赛外还举行其他活动。
(3)足球专用练习场
* 专用球类练习场。
* 多用途场地。
以上各种利用目的的不同,采用的建坪方式也不一样,要按照不同利用目的,选择建造方式。
2.场地所在地的气象条件
气候因素对草坪影响极大,以下这些因素要了解,并作为建坪的参考资料,做到有备无患。
极端温度、降水、梅雨、日照、水、初霜、夏季高温多湿、冬季积雪、地冻深度、强寒风等等。
3.环境条件
要了解人口密度、供水不足、周围化工厂有无污染等。
综合以上三条对各种因素进行综合考察然后选择建植系统,最后评议建设项目。
(二)场地基础结构
项目论证以后,就有设计、施工,首先要解决床土结构。
对一个球场来讲,无论是播种或是铺装,都要在整备好的土壤表面上进行。这样的土壤叫床土。床土的营造方法按照其使用目的、投资费用、自然条件等的不同而不同,例如高级别的足球场,要求严格的场地结构及土壤粒级,家庭绿化只要求加肥料和设置灌溉设施即可铺种草坪。美国有播种早熟禾的草坪完好地维持7年。
草坪竞赛场地的质量直接影响竞技者的安全、场馆利用率、观看效果等。因此,各个场地对草坪床土的营造上在费用、劳力等投入最大,都力图建成一个最佳的草坪场地。草坪运动场地是一个高级的、技术含量较高的产品,不是简单的草坪的美丽,它要求具有较高的运动质量、安全性、耐久性等。包括场地表层结构、平整度、硬度、球的反弹率、滚动阻力系数、渗水率等。这些特性的实现,需要在场地造成时严格的工艺程序和技术水平的支持,同时需要在以后的草坪管理中进一步完善和努力。只有这样才能营造出一个高标准的草坪足球场地。
以下,就足球场草坪营造的方法及过程作一个概括性论述。
1.运动场地的必要条件
草坪足球场地的土壤基础条件将在另一本书《足球场地草坪的造成与改造》(李
树青编)中详细的论述,这里仅作一个简单的介绍。
(1)播种苗床的平整
理想的运动场床土表面要求在满足硬度以后越细致越好,尤其是种子播种的情况下更是如此,表面不应有石头、木棍等存在。因为粗放的场地表面会给以后的管理造成隐患,并影响出苗等。
(2)良好的物理特性
草坪草健康的生存需要足够的空气,这些空气是从土粒的空隙中获取。如果土粒的粒径太小,再经踏压土壤很容易板结,这样土壤空隙中的空气会变得不足,造成通气不良,如果再加上土壤透水性差、排水不良等因素势必导致草坪的发育不正常,结果导致草坪种植失败。
(3)满足草生长的保水能力
土壤的保水能力受粒径的大小、质地及有机质含量所支配。理想的土壤是在没有灌水的干旱时期土壤有一定的保水能力。砂土保水能力最小,常用水渗透势来表示。
(4)微生物活动的良好条件
土壤微生物是土壤的重要组成部分,微生物的活力与土壤的腐殖质含量、酸度、土壤水分、空气等有着最直接的关系。
(5)有害化学物质的无危害含量
土壤的过酸和过碱及有影响植物养分吸收的物质存在时都会造成草坪受害。即使是肥料三要素过剩也会造成对草坪的伤害。
(6)满足养分供给
草坪是有生命的生物,它在整个生长季里要求有足够的养分供给。近代足球场草坪的土壤都是人工调制做成的,要考虑肥料供给的长效性和短期性相结合。
2.床土的构成
在草坪上举行的项目除足球、橄榄球以外,还有野外保龄球、高尔夫、草地网球、板球、赛马,棒球等。这些项目的共性是都在户外举行,都具有对场地有激烈蹋压的特点。满足这些条件的运动草坪土壤应具有以下特点:
* 使草坪发育良好,特别是根系生长良好。
* 对激烈的蹋压有很强的抵抗力,不易板结。
* 通气透气性良好,雨天也无积水。
* 地表面紧实,对球的反弹力良好。
欧美足球发达的国家经过多年的研究,满足这样的条件只有砂土才可能完成。
床土材料与混合比例:足球场地由于激烈地践踏,要求土壤抗板结、三项分布的稳定性、通气、通水良好。以前的球场最显著的特点是表层5~10cm处的土壤很快就变得坚硬,造成表面过硬,运动质量下降,灌水以后都无法恢复。
由于以上这些原因,场地的土壤粘土越少、砂越多理应越好。但是在决定足球场地土壤质地时应考虑以下几点:
灌水设备及给水完备的情况下,场地的砂含量要最大限度的使用。相反,无灌溉条件或不完备,要考虑增加土壤粘粒的含量,加大土壤的保水能力。同时也可使用土壤改良剂,增加土壤的保水能力和耐践踏能力。
土壤是植物生长的基质,农业上控制土壤因素以获得更多的收获(图1-6),这是我们大家都知道的。运动场草坪截然不同,它不考虑产量的问题,控制土壤因素的目的除得到健康的草坪以外,还必须考虑土壤的耐践踏、不易板结等特点。但有其共同点,这就是需要创造植物生存的最基本条件。
图1-6 耕地理想的土壤结构
(1)动场草坪的土壤与农田的区别
3.运动场草坪土壤质地与结构
素有绿色地毯之称的运动场草坪其实际技术支持来自于苗床,草形成草坪是由地下部的根和地上部的茎叶共同作用形成的。根吸收土壤中的养分和水再输送给地上部的茎叶,水分和养分的吸收能力取决于健全植物根的数量和表面积,尤其是与土壤接触的有效面积,这样根发育的良好状态,直接影响地上部的生长情况。如果根系发达会形成良好的草坪,抗干旱、抗践踏、抗擦伤的能力也强。相反,根系弱小草坪密度小,抵抗力也下降。这对草坪是非常重要的。对于足球、橄榄球这样强践踏的运动项目,中心区、球门区等非常容易引起裸地化,并容易导致运动员受伤,而且这样的场地在下雨时容易形成水流,使比赛中断。
以上所述草坪的生长发育直接受土壤的支配,好的土壤能提供植物生长的空间和所需的营养、空气和水分。这是在草坪造成之前就必须考虑的问题。足球场建造需要昂贵的价格。“好土产好粮”是农业最根本的原则。但是,运动场有其自身的特点,按照各种运动的要求,满足不同条件的运动,是非常必要的。土壤的特点主要表现在表层30cm范围的构成上,也叫根系层。世界上好多研究运动草坪的人都把重点放在这一范围之内的研究。(图1-7)
图1-7 草坪理想的土壤结构(Daniel and Ereeborg)
(2)土壤三项分布
土壤是由固态(无机体和有机体)、液态(土壤水)和气体(土壤空气)组成的三相体系,简称土壤三项。满足植物生长要求的好的土壤,其组成的三相比例有严格比例(图1-7A)。适宜的比例应为固体50%,其中矿物质占95%,有机质占5%;液体、气体各占25%。这种状态相当于好的农田耕作后,一场雨过后一夜的状态。但是,如果是田间土,一经蹋压后气相减少,相对的固相增加(图1-7B),再有雨的时候很易引起积水,形成土壤板结。以土壤造成的运动场,多数是这样的结果。而且,在较高地下水的低湿地,地下的排水能力丧失土壤中水相所占的比例增大(图1-7C),气相减少,氧气缺乏根系向浅层发育,草坪变薄、病虫害容易侵染。
如果床土以砂为主,保水和保肥的能力下降,也会相对的使土壤中的固相比例增大(图1-7D),气相块多,践踏后土壤的构成状态不易改变,较为安定,土壤中的氧气增加,根系发育良好且发达。这样的结果使草坪丰厚,蹋压和损伤的抵抗力加强。
归结起来,作为运动草坪的床土,砂子是最好的基质。农业上也是如此。土豆、萝卜、花生、红薯等块茎类蔬菜的产地最适地是砂地。尽管砂土有保水肥能力差的弱点,但是相对于植物利用的水分还是多的。而且水分可以通过喷灌来补充,特别是在南方降雨量较大,灌水的次数就更少了。另一个缺点可以通过加入土壤改良剂,特别是堆肥来改善,有机肥料逐渐的释放植物所需养分,满足植物的生长需要,这样大大地减少施肥量的负担。
但是也有人报道板球场要求粘土含量在50%以上,主要是增加场地的硬度,因为板球适合硬的土壤。草地网球场也要求重壤土。
(3)床土质地
土壤颗粒的组成、排列方式决定着土壤的物理、化学和生物特性。与植物生长发育所需要的水分、空气、热量和养分的关系十分密切。(表1-1)是我国土壤质地分类,从分类表中可以看出,适宜运动草坪的床土最好是砂子。
毫无疑问,运动场的床土用纯砂最好,但是,多大的砂粒、有无棱角等具体的要求是什么,还需进一步的明确。
表员原员 土壤粒级分类法
对床土用的砂子的研究最早在美国,主要是为营造高尔夫果岭,加利福尼亚大学、美国高尔夫协会研究中心等在1959年Dr.Dande提出Purr-Wick system。接着1960年有USGA方式、加利福尼亚方式发表。再以后有过多次的改良、完善,直到现在流行的建植系统。
于此同时欧洲著称运动草坪发祥地的英国的运动草坪研究所(Sport Turf Research Institut)和维尔逊大学发表了自己的研究成果。而且,在1979年新西兰也发表了新西兰造坪方式。
以上各种研究机构的研究结果综合起来有以下几条:
a)砂子的粒径与分布
组成土壤的各种大小不同的矿质颗粒,根据它们的直径可分为若干级。粒级划分标准各国不一。(表1-1)是国际和我国的土粒分级标准对照表。
砂粒从细纱(0.05mm~0.25mm)到粗砂(0.25mm~1.0mm)的范围中,中砂(0.25mm~0.5mm)是最适合使用的。很多研究证明,场地使用的砂子中中砂的比例不得少于60%,当然可能的情况最好都是均一的中砂。(图1-8)表示最理想的砂A和最不理想的砂B。
图1-8 表示最理想的砂A和最不理想的砂B (Baker)
D90:粒径曲线90%点的粒径D10:粒径曲线10%点的粒径D90/D10:越小砂子越均匀
b)砂子的形状
砂子的形状从有棱角到无棱角有各种各样的形态。
一般床土使用的和覆土使用的都是圆形的略显棱角的砂子。实际上略带棱角的砂子是最理想的好砂,因为无棱角的砂子过多,会造成床土不稳定、易沉降等不良现象。当然,带棱角的砂子也有不利的一面,这就是带棱角的砂子棱角间的相互吻合可导致土壤中的孔隙减少,气体变少、土壤变紧实、湿度增大,引起根系的发育不良。坝底和山川上游堆积的砂、内陆的砂一般均是这样的砂。
从草坪的根系方面考察,其主根直径如黑麦草、早熟禾类一般为>150~300μm(mieron),第三级的根为>30~90μm,这样如果大部分的砂粒直径为0.5~0.6mm时,它完全可以提供植物根系生长所需要的孔隙。从而也可得出,如果砂粒径在0.1~0.5mm的范围内足以提供植物根生长所需要的最佳空间。从一个侧面证明砂作为土壤基质的优越性。
4.土壤质地与草坪生长
如以上所述,土壤可分为很多类,但是什么样的土壤最适合于草坪生长而且管理方便,人们一直在思考、探求着。到目前还无法回答,因为草坪草的生长、草地的管理受很多因素支配,下面就这些因素做一个简单的介绍。
(1)草坪种类与生长
抛开其他因素就草种来讲,本特草、早熟禾、高羊茅适宜生长在壤土或重壤土,黑麦草在砂质土壤上生长不佳。在选择草种时一定要探明这些草的各种特性。
(2)气候与生长
各气候因子对草坪生长都有影响,特别是降雨量和雨季分布对草坪草选择土质起决定性作用。例如,在草坪生长季节降雨很多的地方,砂质土将成为首选。
(3)场地的造成方法与生长
有排水设备的场地,土壤中粘土的量就可适度的增加;混有有机质的土壤,砂的量就可适度增加;砂质土壤的场地要求有灌水设备。
足球场地由于比赛、管理者和管理机械的踏压,大粒径砂的比例会加大,粘土的量相对会缩小。但是棒球场由于要求较硬的场地,要求粘土含量50%以上。网球场要求重壤土。
除以上这些因素外,还有多个因素支配土壤的质地选择。对足球场草坪管理集约程度高,有灌水设备,多肥、修剪频度高条件,要选择水洗砂做为基质。但由于激烈的踏压作用,不具备上述条件的,最好的还是选择如(图1-9)土质三角中的壤质砂土或砂壤土。
图1-9 国际土壤学会土质分类法三角图
近年来足球场地的土壤普遍采用砂混合土壤(sandy mixture),在美国市场上可以买到不同规格的砂子。同时又有不同的床土营造处方,这方面在《足球场草坪的造成与改造》(李树青编)中详细论述。
(4)土壤改良剂的应用
土壤改良剂现在开发的种类有很多种,基本分为两类,即有机物类,包括腐殖酸、厩肥等;另一类是矿物质,有蛭石粉等。它们的功能各不相同,这些在美国、日本也大量使用。在中国还尚未形成产品和应用市场。
(5)床土的消毒
在我国床土的混合砂等都来自自然状态,含有大量的病原菌、线虫以及杂草种子等,因此,在土壤混合的过程中通过消毒将这些有害生物消除是非常必要的。一般经消毒的土壤,要等到各种药效过后方可建植草坪。
5.场地建植方式
(1)场地建植系统
现在国际上较流行的建植系统有:
A.旧金山大学系统
B.美国高尔夫协会系统(USGA)
C. PAT System
D. CELL System
以上是欧美最盛行的足球场建植方式,不同的建植系统有各自的特点和优势从而适应不同环境条件,满足不同的使用目的。
除以上的主要建植系统以外,建坪还有一些辅助的技术措施。
辅助技术:
* 抗拉系统。
* 地热系统。
(2)各建植系统简介
如上所说场地的运动质量及耐久性等主要取决于场地的基础结构。因此采用不同的建坪系统有不同的基础建构。下面介绍几种足球场地造成的方法。
a.PAT(Prescription athlitic turf system)系统:
最初由美国Padue University W.H.Daniel教授开发,其构造特点是:
* 底部和周围全部铺设不透水塑料布。
* 全面设置给、排水管道。
* 心土全部用一定粒径的水洗砂构成。
* 心土内设置湿度感应探头,采用土壤内渗透灌溉。
* 给、排水管与外部相连接,分别设有给水泵和排水泵。
优点是利用给、排水泵的功能,使土壤的含水量保持在植物所需的最佳含水量的范围内,这样一方面节约用水,另一方面减少管理费用,而且可快速排水。
b.CELL系统
最早开发于欧洲,是现在整个欧洲及美国、日本等国的运动场主要采用的建坪系统,在我国还没有见到,我们应结合中国的国情,进行研究实验、吸收利用。
主要特点是:
* 基盘全部铺设不透水的塑料薄膜。
* 给、排水暗沟全面铺设。
* 将基盘分隔成数个小区。
* 心土采用规格的水洗砂。
* 床土内设置湿度感应探头。
* 外部设置给、排水泵而且给、排水的暗沟相连。
灌水由水泵加压来实现。优点是给、排水可自由控制,节约用水。
c.苗床结构
不同建植系统有不同的苗床结构,这里就一般的床土结构做一示意,如(图1-10)。
图1-10 一般运动场土壤结构示意图
(3)技术要点
①100%的砂确保床土在强度踏压的情况下仍能保持良好的通气、透水性。同时要求有足够的养分和水分满足植物生长的需要。
②草坪常绿。
③场地表面安定性强,不易被破坏,同时要保证场地的运动质量,减少运动员的损伤。
④保证长时间的高质量草坪状况,一年保证进行40~50场球比赛。
⑤采用负压排水,降雨当时也可进行比赛。
(三)足球场地建造辅助系统
1.加入抗拉材料
抗拉材料最初是为赛马场跑道而开发的。后来高尔夫球场的果岭及发球区也采用了这一组织。它的做法主要是在表土内加入一些网状连接材料,当草根不规则地伸入这些网片的时候,相互交织在一起,提高心土的稳定性。1985年美国A&M大学教授(Beard和Sifers)首先在施工中采用。1992年日本的国立竞技场在重新改造时也采用这种方式。1993年香港的个别大学足球场及赛马场也采用它。目前我国还未有过这方面的报道。
2.地下加温系统
实现四季常绿,主要用于足球场、户外保龄球场。基本做法是,按一定间距规格水管设置在床土中,让热水通过水管,使土壤加热。该系统1960年Switon体育场使用,1963年美国Parth大学采用。
(四)足球场草坪建植
足球场草坪建植主要包括建植时间、草种的选择、坪床处理及播种等方面。
1.建植时间
由于不同草种适宜的生长温度有所不同,因而建植时间的选择也有一定的区别。冷季型草坪草种适宜的生长温度是15~25℃,因此冷季型草坪的建植多选择初春及秋季,春播草坪的灌水压力大,易受杂草侵害,相比之下,秋季为最佳建植时间。在我国夏季冷季型干旱区,夏初雨季来临前建植草坪也较好。暖季型草坪草种适宜生长温度为25~35℃,暖季型草坪的建植主要以夏季为主。
2.坪床处理
坪床处理是建坪的重要步骤。主要包括土壤清理、翻耕、平整、改良、施肥及排水灌溉系统的安装等项工作。要认真清除坪床中的建筑垃圾、杂草等杂物,施入细砂或泥炭,改善土壤的同透性,根据土壤的肥力状况,播种时可适量施入磷酸二铵、复合肥、有机肥等为底肥施用量以每平方米30~40g为宜(有机肥可适当加大)建植草坪要充分考虑到地面排水问题。
3.草种选择及混配比例
选择适宜当地气候、土壤条件的草坪草种是成功建植草坪的重要前提,其基本原则:首先要选择适宜当地土壤气候条件的草种,即先选择生存问题,其次再选择颜色、质地、均一性等方面,其次要依据不同的管理条件选择适宜的品种有序互补,因此混合播种是目前足球场草坪普遍采用的方式。草坪草种混配的重要依据是,要充分考虑到混播建植草坪的外观、质地等方面的均一性即要有完整均一的景观效果。不同地区、同一地区不同用途的足球场地草种混配及比例有所不同,而且管理条件的好坏,其混播比例也有所不同。
4.播种方式及播种量
足球场地的建植方式以撒播(sprine seed-ing)和铺草皮(sob)为主,播种量因品种的不同而有区别(见附录2),不同草种的播种量可查阅有关书籍。近几年在国外多采用铺草皮的方式,这种方式建坪周期短、效率高。铺设时要求草皮的厚基质和床土土壤一致,一般在铺之前要洗掉草皮上的原基质或土壤更为普遍。铺设的接缝要添土对齐、压平。(图1-11)
图1-11 足球场草坪铺装作业
(五)场地排水
1.排水的重要性
土壤表面积水对草坪草来说肯定是有害的,即使是土壤中的过剩水分也可导致草的不良反应,因此,场地的排水是草坪良好发育的重要条件,也是判断草坪场地优良的重要指标。排水不良导致场地失败的事例很多。
场地建成后排水出现问题,会造成很大的资金损失。因此在场地造成之前要充分的考虑。
2.场地排水的方法
草坪足球场地的排水基本上可分为以下几种。
(1)表面排水(surface drainage)
表面排水是一种古老而又十分有效的排水方法,近年来在降雨量大的地区尤其在高尔夫球场的建造上被重视。基本的方法是将场地的长轴线向两边做成坡形,使雨水从表面排出场地外,再通过外框的明沟或暗沟排出运动区域外。
这种方法在降雨较多的地区使用还是必要的。而且,对土壤粘重的场地、土壤渗水性较差的场地、表面整理不平的场地排水坡度对减少表面的积水非常有效。
(2)心土层排水(subsurface drainage,underdrainage)
前一节讲到根系圈常有积水会造成植物的生长障碍,在高的地下水位、雨水渗透到此地段的过剩的水必须要排走。因此心土的排水非常必要。
土心排水的方法有很多种,这里只介绍两种草坪足球场常采用的方法。
A.排水管排水(pipe or tile system)
这种方法现在足球场普遍采用,因为,足球场普遍采用纯砂做成,土壤渗水性良好,心土排水设施非常必要。
基本的方法是排水管和集水管按一定顺序排练在土壤表层的下部,集水管将重力渗透的水归到排水管中,排水管将水排出场地外。(图1-12)
图1-12 排水管结构图
B.全面排水(all through system)
这种方法费用较高,做法是首先对地下基础整形,中央高边缘低使水能够流出场外,基础之上铺10~13cm的豆石等,在其上铺5~7cm粗砂,一直铺到场外的排水沟,将水排出到场外。
(3)强制排水(force drainage system)
适宜于多雨地区的一种排水方法,形式上属于心土排水,不同于其他排水方式的是,所有其他排水是依靠重力完成排水过程,强制性排水顾名思义,它是依靠水泵的动力达到排水的目的。特点是排水快,对竞技场地这点非常重要,雨天比赛也不会受影响。
基本方法是:将波纹管按一定方式设置与草坪表面下方,并与排水管连接,排水管与场外的水泵连接,需要时打开水泵就会通过波纹管将心土中的水吸走。
(六)草种选择
我国幅员辽阔,从南到北横跨多个气候带,从东到西经过沿海、内陆、高原、冻土等地带,从海拔几米的滩涂到几千米的冻土高原,多种气候和地形孕育出各种各样的土壤。这样的环境对草坪足球场的建造无疑是一个巨大的挑战。
另一方面,草种的使用从寒地型的本特、早熟禾、高羊茅,暖地型的结缕草、百慕大等种类繁多。这样繁多的草种各有其适宜的气候和土壤,人们只能按照不同的气候、土壤、利用目的去选择适合的草种。除此之外,场地造成、建成后的管理等也必须是草种选择时要考虑的因素。
一般草种选择时以下各点要进行考察:
i.当地气候条件的适应性。
ii.土壤的适应性。
iii.灌水设备的有无。
iv.建造费的多少。
v.草地管理费的多少。
vi.种子或草坪得到的难易。
vii.造成场地的草坪质量、美观以及实际使用特性。
viii.草坪草的品质。
ix.繁殖及生长速度。
x.耐寒性。
xi.耐署性。
xii.耐旱性。
xiii.耐病性。
xiv.耐虫性。
xv.多年生或一年生。
xvi.耐修剪性。
xvii.耐踏压性。
xviii.耐久性。
xix.草坪的耐撕断性。
xx.草毡层形成的难易。
一般用在草坪上的种类几乎都是禾本科植物,它在植物分类中的位置如下。
种子植物门-被子植物亚门-单子叶植物纲-颍花群-禾本科
日本以至外国所说的GRASS一般来说是禾本科植物,或者说就是指禾本科植物。这个GRASS对人类非常有用,牧草被GRASS占去多半,而且草坪及水土保持所用的植物也大多是GRASS。
正如以上所说,因为GRASS主要用作饲料作物或用于草坪,前者用做饲料作物的叫做FORAGEGRASS,后者用于草坪的叫做TURFGRASS。
三、世界草坪运动场地苗床的现状
运动场地床土以砂子为主体,现在已成为大家普遍的认识,这里就世界范围内一些成功的场地和大家一起讨论。
(一)欧美足球场草坪
笔者曾经对德国、瑞典、法国、英国的足球场地做过一定的研究。实际上,欧洲各国的主要运动是足球,非常盛行。所以足球场就像我们的乒乓球台一样各地都非常普及。德国于1968年建造落成的慕尼黑的奥林匹克体育场,苗床就是莱茵河洗河晒出的砂子原物不动的拉来使用建成的,建造的场地草坪非常好。这说明它的土壤结构很好。这块场地的苗床30cm以下铺设了镍铬系合金加热线。草坪采用早熟禾为主。当时,我国的运动场地还停留在原始的土场地水平。直到20世纪70年代,才改为天然草甸土块,还谈不上草坪运动场地技术。与我国目前采用的砂土或和粘土混合造成的运动场也有很大的不同。(图1-13)
图1-13 莱茵河的河砂造成的运动床土
除德国外,瑞典、法国等都有容纳几万人的竞技场,床土都是用砂子造成的。1985年意大利的罗马奥林匹克竞技场也采用的是砂子。但不完全是纯砂,混了一些土壤在里面。而且,罗马北部一个镇的意大利国家足球队的场地,床土不是全砂而是砂壤土,除主场外还有两块练习场也同样是混合土,草种采用的是狗牙根(Bermuda-grass),但后者场地的草坪不尽人意。
摹那高的竞技体育场拉依二世体育场,床土采用砂子,草坪采用黑麦草为主的其他三类草混合。
1.美国和加拿大的竞技场
美国和加拿大的竞技场无论大小都采用砂子作为床土,特别是近几年来普遍采用PAT(Prescription Athletic Turf System)系统。这是从purr wich方式上发展而来的。最大的优点是床土中多余的水分可用真空泵强制吸走,在雨季也可以比赛。当然工程费用较高。
2.澳大利亚和其他国家的竞技场
澳大利亚和新西兰都是足球很有名的国家。1986年资料表明,足球场、户外保龄球场、赛马场、高尔夫场地床土都以砂为主,但也有个别采用混合土建造。草种以澳大利亚当地产的狗牙根(当地叫cauch grass)为主,用一年生黑麦草来实现冬季替换。
3.日本和韩国的场地
韩国的奥林匹克体育场采用砂和土混合,与国际水平还有一定的差距。日本的球场,从高尔夫的领域1960年第一个关西绿色研究所诞生,相继也有很多绿色研究所出现。但还没有发明独立的足球草坪建造体系。1964年东京奥林匹克运动会前,专门成立了足球场草坪研究所。完成的东京国家体育场,床土采用了关东黑土为主,草种用结缕草。为了保证奥林匹克运动会的使用,在大会前没有利用。当时社会舆论对其的建造水平给于很高的评价。但是大会后使用频度增加,土壤板结和排水不良等不可克服的问题出现了。1992年床土全面改造,以砂为主体,使用频度和效率都有提高,采用黑麦草秋播替换。
2002年日韩世界杯足球赛。极大地促进了草坪场地发展,日本把过去未采用国际同水平建植系统的草坪场地,全都改建为与国际接轨的系统。韩国也同样。
(二)我国足球场草坪的现状
20世纪50~60年代先后建成工体、先农坛等体育场,但场地技术还没有,最初也是用自然草块构成。70~80年代上海、广州为全运会建了几块场地,都是用粘土做成的,质量很差。进入90年代,上海虹口8万人体育场建成,场地技术有所提高。20世纪末云南、西安、重庆、成都等也相继建了很多体育场地,场地技术有了进一步的提高,大部分采用了砂土或纯砂。但核心的技术还没有解决,技术乃处于低水平阶段。
没有成功的例子,各地的草坪场地急速地进步还非常困难。
目前,我国运动场草坪的管理主要有三方面的问题:
①不良的苗床结构。
②夏季北方炎热南方梅雨。
③使用不当。
1.不良的苗床结构
我国现在造成的各种运动场草坪绝大多数是土壤为主造成的,尽管也设置了排水装置,但都不能起到应有作用,这是我国运动场草坪的不能良好利用的现状。为此,造成后较短的时间内土壤开始板结,下雨时透水性下降,产生滞水,造成运动障碍的地方也出现。同时出现干燥和紧硬现象,造成修正地面凹凸的施工非常困难,草坪根系变浅,草坪形成薄抗性下降,草坪综合评价值低。
这样的草坪最理想的是全面改造,也可根据不同的条件进行改良,但是急需改良是势在必行。
2.过度使用
我国的体育场地,练习用的备用场地很少,主要使用主场。俱乐部的操作不到位,对场地的使用只是一种掠夺性的经营使用,各俱乐部几乎没有自己产权的使用场地。都是租用性质的。这是导致场地过度使用的主要原因。练习是它比赛也是它,过多地使用导致场地裸地化。另一个极端是场地质量太差,一年内只许使用几次,造成资源的浪费。但绝大多数是在不好的草坪状态下继续使用。这样省钱省力。解决方案是只有相关的人员共同努力,特别是行政官员对草坪场地的理解和认识,才能提高场地的质量和利用率。现在流传的一种说法叫“远看像草坪,近看像菜地,下雨成猪圈”。进一步推进我国的运动场草坪的建造水平是一件非常重要的事。
3.草坪生长期和炎热的休眠期
我国从黑龙江到海南岛南北5500公里以上,从东到西5000公里以上,跨越各个气候带,但是主要是大陆性气候。草坪成长的盛期6~7月份以干热为主,沿海地区炎热加潮湿。这样的气候容易造成草坪的休眠,易染病虫害,抵抗力下降、杂草侵入容易发生等对草坪生长非常不利。北方冬季寒冷,无霜期在120~180天,对暖地型草生长非常不利,并且生长期很短,利用上受到极大的限制。克服这些不利的因素需要综合措施来完成,有的是技术方面的,有的是管理意识和经费问题。