室內(nèi)環(huán)境下五種綠墻植物的生長表現(xiàn)及葉綠素含量分析

白靖怡 高欣悅 張江濤 黨曉青 劉艷 劉冬云

摘 要 為篩選出適宜的室內(nèi)生態(tài)綠墻植物，對吊竹梅、彩葉草、豆瓣綠、礬根和冷水花5種植物材料進(jìn)行試驗(yàn)處理，并測定其生長表現(xiàn)和葉片的葉綠素含量，篩選出適宜在室內(nèi)生長的綠墻植物。試驗(yàn)結(jié)果表明，在選擇的物種植物中，礬根、冷水花和豆瓣綠為適合室內(nèi)生態(tài)綠墻的植物。

關(guān)鍵詞 室內(nèi)垂直綠化;對比;形態(tài)指標(biāo);葉綠素含量

中圖分類號(hào)：S688 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.17.071

隨著工業(yè)化及城市化的飛速發(fā)展，生態(tài)發(fā)展迫在眉睫。人們工作、生活的室內(nèi)綠化的發(fā)展空間有限，因而室內(nèi)生態(tài)綠墻具有很大的發(fā)展?jié)摿?。生態(tài)垂直綠墻是用綠色植物建造的墻體，既有蔥蘢的色彩，又具有分隔內(nèi)外空間的功能，給人舒適的美感。室內(nèi)植物具有調(diào)節(jié)室內(nèi)小氣候的作用，但是室內(nèi)環(huán)境人為因素干擾大[1]。目前，關(guān)于處置綠墻上植物適應(yīng)性的測定僅限于生理方面，對于相關(guān)形態(tài)測定很少[2]。因此，本研究通過測定5種觀葉植物在室內(nèi)生態(tài)綠墻上的生理形態(tài)指標(biāo)來對5種植物的生長狀態(tài)進(jìn)行初步評價(jià)，再通過測量葉綠素含量判斷彩葉植物的生長狀態(tài)和觀賞價(jià)值，進(jìn)行綜合評價(jià)，進(jìn)而篩選出適宜在室內(nèi)環(huán)境下生長的綠墻植物，為生態(tài)綠墻的應(yīng)用推廣提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為吊竹梅（Tradescantia zebrina）、彩葉草（Plectranthus scutellarioides）、豆瓣綠（Peperomia tetraphylla）、礬根（Heuchera micrantha（和冷水花（Pilea notata）5種觀葉植物，選擇長勢一致、無病蟲害的3年生植株進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)于河北農(nóng)業(yè)大學(xué)辦公室內(nèi)進(jìn)行。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在均為散射光的樓房北側(cè)室內(nèi)設(shè)置一組生態(tài)綠墻（簡稱S），生態(tài)綠墻采用卡盆式（如圖1）。首先從網(wǎng)上定制一組1.0 m×1.5 m的架子，架子上裝有10個(gè)可固定容器的支架，形成一個(gè)鐵網(wǎng)。將容器斜向插入固定面板，每個(gè)容器下開有排水孔。供水采用滴灌方法，在架子最上方設(shè)有儲(chǔ)水容器，容器中設(shè)有吸水棉繩，并且使吸水棉繩與每一個(gè)容器底部相連，保證植物水分的需求。

用配比為椰絲10%、腐葉土70%、園土10%和有機(jī)肥10%的基質(zhì)土作為植物栽培基質(zhì)。綠墻上種植5種植物材料，每種植物每處理5株，重復(fù)3次。每組處理分別以相同條件下地面盆栽植株為對照，室內(nèi)盆栽對照為CK。

1.2.2 植物生長測定

每7天測定一次兩種條件下5種植物的株高、冠徑、葉長和葉寬4種生長指標(biāo)，每一指標(biāo)測定5株植物，重復(fù)3次。

其中，株高的測定是指植株的絕對高度（即植株拉直后的高度）;冠徑是測定植物冠幅的最寬處;葉長（從葉基到葉尖，不含葉柄）和葉寬（葉片上與主脈垂直方向上的最寬處）[3]用直尺在標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算紙上量出。在測量同時(shí)，觀察植物的株形及整體觀賞效果。

1.2.3 葉綠素含量測定

葉綠素含量采用分光光度法測定。視材料的不同摘取成熟葉片，擦干凈葉表面的污物，準(zhǔn)確稱取0.1 g剪成小條放入盛10 mL萃取液（95%乙醇）的刻度試管中，用保鮮膜封口[4]。在黑暗處放置24 h，直到葉組織完全變白為止。然后取出3 mL浸提液置于比色皿中，用萃取液（95%乙醇）作空白對照，用分光光度計(jì)測定在665 nm、649 nm、470 nm處的光密度值，并根據(jù)Arnon公式計(jì)算得葉綠素含量。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

原始數(shù)據(jù)的整理采用Excel軟件完成，差異性顯著性測驗(yàn)采用SPSS17.0軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 室內(nèi)環(huán)境下5種綠墻植物的生長表現(xiàn)

在室內(nèi)環(huán)境下，不同植物的生長表現(xiàn)不同。由表1可知，在冠徑方面，礬根和冷水花存在顯著性差異。礬根和吊竹梅較對照組減小，礬根減小了8 cm，而其余植物均較對照組增大，最大增加10 cm。在株高方面，礬根、冷水花和吊竹梅存在顯著性差異，且只有礬根1種植物株高較對照組減小，約3 cm。礬根、吊竹梅和彩葉草3種植物在葉寬方面均存在差異性，僅有綠墻礬根葉寬小于對照組，約1 cm。而吊竹梅和彩葉草在葉長方面存在差異性，但不顯著。冷水花在葉長方面略低于對照組。

2.2 室內(nèi)環(huán)境條件對5種綠墻植物葉片葉綠素含量的影響

葉綠體色素在光合植物作用中擔(dān)任著光能的吸收和轉(zhuǎn)化角色，由此保證植物光合作用的正常進(jìn)行[5]。通過葉綠素含量的測定，可以判定植物的光合作用能力即健康情況[6]。植物葉片呈色與葉片細(xì)胞內(nèi)色素的種類、含量及分布有關(guān)。高等植物葉片中的葉綠素包括了葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素等。葉片顏色就是由這些色素共同決定的。由于環(huán)境對植物葉色有一定的影響，所以當(dāng)環(huán)境改變時(shí)，葉色會(huì)發(fā)生一定程度的變化。

2.2.1 對葉綠素a含量的影響

從圖2可以看出，隨著室內(nèi)培養(yǎng)時(shí)間的延長，除了吊竹梅的葉綠素a含量減少，其他4種植物的葉綠素a含量均增加。5種植物中，礬根的葉綠素a含量始終維持在較高水平，在5 d之后，吊竹梅的葉綠素a含量一直低于其他4種植物。

彩葉草的葉綠素a含量在培養(yǎng)初期（5 d）迅速上升，上升幅度達(dá)到145%，而在5～10 d里總升幅不到 6%，10～15 d里下降幅度約6%。礬根葉綠素a含量上升的幅度較小，培養(yǎng)初期（5 d）呈緩慢上升趨勢，上升幅度約為10%，5～10 d出現(xiàn)更為緩慢的上升趨勢，10～15 d緩慢下降1%。吊竹梅則表現(xiàn)出先緩慢上升后下降的趨勢。0～10 d呈緩慢上升趨勢，上升幅度約為30%，之后呈下降趨勢，下降幅度約為76%。冷水花的葉綠素a含量先上升后下降。前10天上升幅度達(dá)到400%，且0～5 d比5～10 d上升的幅度大，10～15 d呈下降約30%。豆瓣綠的葉綠素a含量呈逐漸上升趨勢。前5天上升幅度達(dá)到475%，在5～15 d上升的幅度較小，約為15%。

方差分析顯示，彩葉草在培養(yǎng)階段一直存在顯著性差異，其余4種植物僅在初期或末期與盆栽對照存在顯著性差異。

2.2.2 對葉綠素b含量的影響

圖3表明，隨著室內(nèi)培養(yǎng)時(shí)間的延長，除了吊竹梅和礬根的葉綠素b含量減少，其他3種植物的葉綠素b含量均增加。

彩葉草的葉綠素b含量在0～10 d約上升了257%，而在10～15 d里下降約33%。礬根的葉綠素b含量先上升后下降，變化的幅度均較大。培養(yǎng)初期（5 d）呈快速上升趨勢，上升幅度約為130%，5～10 d快速下降約85%。礬根在第10 d時(shí)達(dá)到5種植物葉綠素b含量的最大值，0.54 mg·g-1。吊竹梅則表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢。在培養(yǎng)的前10天里呈上升趨勢，上升幅度約為100%，之后呈下降趨勢，下降幅度約為63%。冷水花的葉綠素b含量先上升后下降。前10天上升幅度達(dá)到400%，而0～5 d比5～10 d上升的幅度大，10～15 d呈下降趨勢，下降幅度約為40%。豆瓣綠的葉綠素b含量先上升后下降。前5天上升幅度達(dá)到83%，5～15 d呈下降趨勢，下降幅度約為29%，而5～10 d與10～15 d相比下降得更快。

方差分析顯示，彩葉草在10 d之前與盆栽對照組一直存在差異且顯著。吊竹梅、礬根和豆瓣綠則在10 d以后出現(xiàn)顯著性差異。而冷水花則差異不顯著。

2.2.3 對類胡蘿卜素含量的影響

從圖4可以看出，隨著室內(nèi)培養(yǎng)時(shí)間的延長，5種植物的類胡蘿卜素含量均增加。其中，礬根的類胡蘿卜素含量始終維持在較高水平。吊竹梅則始終維持在較低水平。

彩葉草的類胡蘿卜素含量在0～5 d基本沒變，5～15 d呈大幅上升趨勢，上升幅度約為125%。礬根的類胡蘿卜素含量變化的幅度較小。培養(yǎng)初期（5 d）下降幅度約為9%，從5～10 d上升的幅度約為18%，從10～15 d下降的幅度約為8%。吊竹梅的類胡蘿卜素含量在培養(yǎng)初期（5 d）呈上升趨勢，上升幅度約為50%，0～10 d呈上升趨勢，上升的幅度約為100%，從10～15 d呈下降趨勢，下降的幅度約為33%。冷水花的類胡蘿卜素含量先上升后下降。前10天上升幅度達(dá)到67%，而0～5 d比5～10 d上升的幅度小，10～15 d呈下降趨勢，下降幅度約為33%。豆瓣綠的類胡蘿卜素含量呈逐漸上升趨勢。前5天上升幅度達(dá)到300%，在5～15 d上升的幅度較小，約為38%。

方差分析顯示，彩葉草和吊竹梅在初期存在顯著性差異。礬根和冷水花則在培養(yǎng)期間不連續(xù)的存在顯著性差異。豆瓣綠在5～10 d存在顯著性差異。

2.2.4 對葉綠素總量的影響

由圖5可知，5種植物的葉綠素總量變化趨勢與葉綠素a、b的變化趨勢相似，也是隨著室內(nèi)培養(yǎng)時(shí)間的延長，除了吊竹梅和礬根的葉綠素總量減少，其他3種植物的葉綠素總量均增加。其中，礬根的葉綠素總量始終維持在較高水平，在5 d之后，吊竹梅的葉綠素總量一直低于其他4種植物。

在5種植物中，礬根葉綠素總量最高，冷水花次之，之后為豆瓣綠和彩葉草，吊竹梅的葉綠素總量最低。與初始狀態(tài)相比，在室內(nèi)環(huán)境下培養(yǎng)期間，礬根的葉綠素總量下降了約13%，吊竹梅的葉綠素總量下降了47%，彩葉草的葉綠素總量上升了130%，冷水花的葉綠素總量上升了236%，豆瓣綠的葉綠素總量上升了470%。

方差分析表明，彩葉草在0～15 d內(nèi)均存在顯著性差異。吊竹梅和冷水花分別在末期、初期存在顯著性差異。豆瓣綠則在0～5 d內(nèi)存在顯著性差異。而礬根在培養(yǎng)階段內(nèi)不連續(xù)的出現(xiàn)顯著性差異。

通過葉綠素含量的測定，可以看出吊竹梅的葉綠素色素含量最低，所以吊竹梅的光合作用能力較低。其他4種植物的葉綠素色素含量都較高，光合能力較好。

由于葉片顏色由這些色素共同決定，所以通過測定葉綠素含量可以得出，彩葉草這種彩葉植物的顏色會(huì)隨著葉綠素含量的增加而變綠，觀賞價(jià)值便會(huì)降低。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

通過對吊竹梅、彩葉草、豆瓣綠、礬根和冷水花5種植物形態(tài)指標(biāo)和葉綠素含量的測定，得出以下結(jié)論：1）彩葉草葉綠素含量較高，在室內(nèi)不能展現(xiàn)出應(yīng)有的葉色，故彩葉草最為不適宜在室內(nèi)生長;2）吊竹梅枝條過長易折斷，不易打理，所以不適合用作于綠植墻材料;3）礬根、冷水花和豆瓣綠在室內(nèi)環(huán)境下都可較好地生長。

所以在選擇的5種植物中，室內(nèi)綠墻植物材料建議選用冷水花、豆瓣綠和礬根。

3.2 討論

3.2.1 室內(nèi)光照對植物生長的影響

北側(cè)室內(nèi)光線較弱。隨著光強(qiáng)的減弱，植物的形態(tài)和植物的葉片結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，通過增大冠徑可以加強(qiáng)對光的吸收和利用;通過增加株高來避免弱光環(huán)境，加強(qiáng)其對弱光的適應(yīng)能力。植物對光的敏感度不同，造成其在植物外部形態(tài)上的不同變化。

3.2.2 環(huán)境對于葉色的影響

植物葉片呈色與葉片細(xì)胞內(nèi)色素的種類、含量及分布有關(guān)。彩葉植物呈現(xiàn)彩色的最根本的原因就是葉片中的色素種類和比例發(fā)生了變化[7]。而環(huán)境對于植物葉色有一定的影響。當(dāng)環(huán)境條件不利于植物生長時(shí)，植物會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的變化來適應(yīng)環(huán)境，保證其正常的生理生長，因此會(huì)影響其葉片的呈色效果[8]。

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（責(zé)任編輯：趙中正）