不同配方基質(zhì)理化性質(zhì)對簕杜鵑營養(yǎng)生長的影響

樊 波，袁麗麗，史正軍，藍(lán)翠鈺

（1.深圳市國藝園林建設(shè)有限公司，廣東 深圳 518040；2.深圳市中國科學(xué)院仙湖植物園，廣東 深圳 518004）

【研究意義】簕杜鵑（Bougainvillea spectabilis）是紫茉莉 科（Nyctaginaceae）葉子花屬（Bougainvillea）的藤狀灌木。因其耐旱喜光、苞片色彩奔放熱烈，且可以四季繁花，是優(yōu)異的園林觀賞植物，在我國南方亞熱帶地區(qū)廣泛種植，并被深圳等城市列為市花［1］，尤其近年來在華南地區(qū)各城市橋梁綠化等立體綠化得到廣泛應(yīng)用。簕杜鵑植株長勢、營養(yǎng)狀態(tài)與開花頻率、開花期、開花密度等觀賞效果有著密切關(guān)系［2］，適宜的栽培基質(zhì)是保障簕杜鵑持續(xù)、健壯生長的關(guān)鍵；此外，在立體綠化中，栽培基質(zhì)還決定著系統(tǒng)荷載、穩(wěn)定性等關(guān)鍵參數(shù)?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】長期以來，簕杜鵑栽培多以園土、泥炭為栽培基質(zhì)主料，但泥炭材料日趨枯竭，國內(nèi)外已尋求用堆肥等材料逐漸代替［3-5］。同時，在城市園林綠化中，性狀良好的園土資源也日益稀缺，可用資源多為深層土甚至渣土［6］，這為土壤改良或栽培基質(zhì)配制材料選擇提出更高的要求。由于簕杜鵑種植在華南地區(qū)各城市中應(yīng)用規(guī)模巨大，其栽培基質(zhì)原料應(yīng)盡可能本土解決。已有研究表明園林廢棄物堆肥可以代替泥炭用于植物盆栽基質(zhì)使用［3-4,7-8］?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】以園林廢棄物資源化循環(huán)利用為目標(biāo)，以深圳城市區(qū)域普通土壤、園林廢棄物堆肥為主料，并嘗試添加新型材料園林廢棄物生物炭，進(jìn)行簕杜鵑栽培基質(zhì)配方種植篩選試驗(yàn)，以期篩選出適宜深圳本地規(guī)?；瘧?yīng)用的簕杜鵑栽培基質(zhì)配方?！緮M解決的關(guān)鍵問題】栽培基質(zhì)是影響簕杜鵑生長的關(guān)鍵要素，本試驗(yàn)將自然土壤、園林廢棄物堆肥、泥炭、生物炭、珍珠巖、椰糠、河沙等7 種材料按照不同比例配制成15 種混合基質(zhì)，以簕杜鵑水紅和小葉紫2 個品種為試驗(yàn)材料，分析不同基質(zhì)配比對簕杜鵑營養(yǎng)生長的影響，以期為簕杜鵑栽培基質(zhì)的選擇提供參考，同時為園林廢棄物的資源化循環(huán)利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試植物材料為簕杜鵑水紅和小葉紫2 個品種1 年生扦插袋苗。供試基質(zhì)配方原料包括土壤、園林廢棄物堆肥、泥炭、生物炭、河沙、珍珠巖、椰糠等7 種。其中泥炭選用歐洲進(jìn)口壓縮包裝產(chǎn)品，使用前用水浸泡至松散后自然晾干，生物炭為深圳本地產(chǎn)品，由園林粉碎樹枝經(jīng)過高溫裂解制作而成。供試土壤為采自深圳觀瀾苗圃場的砂壤質(zhì)赤紅壤。

上述原料的主要理化性質(zhì)為：土壤有機(jī)質(zhì)含量15.1 g/kg，氮、磷、鉀全量分別為0.80、0.33、17.1g/kg，pH 6.27，取樣地自然狀態(tài)下容重1.40 g/cm3；園林廢棄物堆肥有機(jī)質(zhì)含量36.8%，氮磷鉀總養(yǎng)分3.35%，pH 7.3，水分含量32.64%；泥炭有機(jī)質(zhì)67.2%，pH 5.1，含水率17.3%；生物炭有機(jī)碳含量607.90 g/kg、總氮12.20 g/kg、總磷4.32 g/kg、總鉀15.64 g/kg，pH 10.10，含水率15%，電導(dǎo)率844 ms/cm，陽離子交換量7.43 cmol/kg，BET 比表面積9.22 m2/g；其他材料均為園藝栽培基質(zhì)使用的普通規(guī)格。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2021 年2—7 月在深圳市部九窩精品簕杜鵑儲備和控花基地生產(chǎn)大棚中進(jìn)行，按供試材料不同體積配比設(shè)置15 個配方處理（T1～T15），T1 為土壤∶堆肥=8 ∶2，T2 為土壤∶堆肥=7 ∶3，T3 為土壤∶泥炭=7 ∶3，T4 為土壤∶堆肥∶珍珠巖=7 ∶2 ∶1，T5 為土壤∶堆肥=5 ∶5，T6 為土壤∶堆肥∶珍珠巖=5 ∶3 ∶2，T7 為土壤∶堆肥∶椰糠=5 ∶3 ∶2，T8 為土壤∶堆肥∶珍珠巖=5 ∶2 ∶3，T9 為土壤∶堆肥∶椰糠=5 ∶2 ∶3，T10 為土壤∶堆肥∶河沙=3 ∶4 ∶3，T11 為土壤∶堆肥∶泥炭∶河沙=3 ∶2 ∶2 ∶3，T12 為土壤∶堆肥∶泥炭∶河沙=3 ∶3 ∶2 ∶2，T13 為土壤∶堆肥∶生物炭=3 ∶5 ∶2，T14 為土壤∶堆肥∶生物炭∶椰糠=3 ∶4 ∶1 ∶2，T15 為土壤∶堆肥∶生物炭∶珍珠巖=3 ∶4 ∶1 ∶2，以未經(jīng)改良的土壤為對照，每個處理5 次重復(fù)，每個重復(fù)1 盆。

2 個簕杜鵑品種均采用塑料花盆種植?；ㄅ柚睆?0 cm，深17 cm，每盆栽植1 株。試驗(yàn)于2021 年2 月25 日進(jìn)行上盆栽植。苗木上盆前先小心將根系土球抖落去除，再用各處理配方土裝盆固定并適當(dāng)壓實(shí)，上盆后澆透定根水?；ㄅ璧卒佊幸粚犹樟?，以便于排水。試驗(yàn)期間按照簕杜鵑苗期常規(guī)管理方法統(tǒng)一進(jìn)行灌溉、施肥管理，其中灌溉根據(jù)土壤濕度變化3～5 d 灌施1 次，每月施復(fù)合肥（15-15-15）1 次。試驗(yàn)于2021 年7 月30 日收獲，苗木生長期共約5 個月。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

各處理基質(zhì)按配方配制后，在植物裝盆前對有機(jī)質(zhì)（OM）、pH、全氮（TN）、全磷（TP）、全鉀（TK）、堿解氮（AN）、有效磷（AP）、速效鉀（AK）、EC 等化學(xué)指標(biāo)進(jìn)行測定；由于裝盆初期基質(zhì)物理結(jié)構(gòu)一般不穩(wěn)定，本試驗(yàn)在植物收獲后用環(huán)刀取樣，測定了穩(wěn)定狀態(tài)下基質(zhì)容重（BD）、總孔隙度（TPR）等物理指標(biāo)。上述指標(biāo)測定方法借鑒國家林業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（LY/T 系列）［9］。

上盆后定期進(jìn)行植物生長指標(biāo)觀測，分別記錄株高、冠幅、主徑等形態(tài)指標(biāo)，上盆當(dāng)天測定原始數(shù)據(jù)，上盆后90 d（即3 個月生長期）測定第1 次數(shù)據(jù)，上盆后150 d（5 個月生長期）測定第2 次數(shù)據(jù)。株高和冠幅用卷尺測定，主徑用游標(biāo)卡尺測定，測定部位設(shè)定為距根部5 cm；同時，上盆后150 d 用SPAD-502PLUS 葉綠素儀測定1 次葉片SPAD 值，測定值為每株隨機(jī)選取10 個完全展開葉片的平均值；植物收獲后，即試驗(yàn)處理后150 d，每株隨機(jī)采集約10 g 全株完全展開葉片，經(jīng)干化、粉碎等預(yù)處理后，測定葉片的氮、磷、鉀含量。葉片氮含量采用凱式定氮儀法測定，全磷含量采用鉬銻抗比色法測定，鉀含量采用原子吸收法測定［10］。

1.4 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用Excel 2010 進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的記錄和整理，采用DPS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) ［11］進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，運(yùn)用最小顯著差數(shù)法（LSD）進(jìn)行不同配方處理間植株生長單項(xiàng)指標(biāo)的差異顯著性分析。通過植物上述形態(tài)、生理指標(biāo)共7 個指標(biāo)進(jìn)行基于協(xié)方差法的主成分分析，對基質(zhì)配方進(jìn)行綜合評價(jià)；采用Origin 2022 統(tǒng)計(jì)軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)配方的理化特性分析

從表1 可以看出，T1～T15 處理栽培基質(zhì)種植前的初始有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效鉀的含量均高于CK，其中添加生物炭的T13～T15 處理全氮、堿解氮、速效鉀的含量遠(yuǎn)高于其他處理；但與CK 相比，各處理全磷、全鉀、有效磷變化趨勢不一致。配方基質(zhì)顯然未直接提高土壤氮磷鉀養(yǎng)分總體水平，這需要通過生長過程中定期施肥以滿足植物對養(yǎng)分的需求。

就pH 值和EC 值而言，不同材料配比與CK相比變化趨勢均不一致，其中pH 變化幅度在6.04～7.15 之間，屬于弱酸性至中性，添加生物炭的T13～T15 處理pH 明顯高于其他處理；EC 變化幅度在0.05～1.20 ms/cm 之間，pH 值和EC 值均符合一般植物正常生長要求［12］。

從表1 可以看出，經(jīng)過5 個月栽培期的穩(wěn)定狀態(tài)基質(zhì)容重分布在0.79～1.16 g/cm3之間，基質(zhì)孔隙度分布在51.84%～63.82%之間，各處理均明顯優(yōu)于對照，其中添加椰糠、珍珠巖的T6～T9 處理容重表現(xiàn)較低，添加生物炭的T13～T15 處理總體表現(xiàn)為最低。說明在栽培基質(zhì)中添加椰糠、珍珠巖或生物炭均能夠有效降低土壤容重，有利于減輕種植系統(tǒng)荷載。

表1 不同處理基質(zhì)種植前理化性質(zhì)描述性統(tǒng)計(jì)Table 1 Descriptive statistics of physical-chemical properties of different substrates before planting

2.2 不同基質(zhì)配方對簕杜鵑生長的影響

2.2.1 對植株株高的影響 株高作為植物形態(tài)學(xué)調(diào)查工作中最基本的指標(biāo)之一，能夠客觀明確地表示植株生長的優(yōu)劣，而冠幅則是用來衡量植物長勢的參考標(biāo)準(zhǔn)，植株的株高和冠幅都能在一定程度上反映植物的生長狀況。如圖1 所示，生長3 個月后，簕杜鵑2 個品種CK 及T1～T15 處理株高與上盆后第1 次測量結(jié)果相比均有增長，尤其是水紅品種株高增長幅度總體上較小葉紫大。其中水紅T13 處理株高增長值顯著高于其他大部分處理，達(dá)到15.84 cm；T5 處理增長幅度次之，但與大部分處理間差異不顯著。小葉紫T3、T12、T15、T10 處理增長幅度平均值高于其他處理但差異不顯著。

圖1 水紅與小葉紫株高增長值Fig.1 Plant height increases of Miss Manila and Sao Paulo

生長5 個月后，2 個品種各處理增長差異較3 個月時均有較大變化。其中水紅T12 處理株高增長幅度顯著高于其他大部分處理，達(dá)到22.40 cm；T5、T13、T15 處理株高增長幅度也較大。小葉紫T12 處理株高增長幅度顯著高于其他大部分處理，達(dá)到21.40 cm，T11、T13、T15 處理增長幅度也較大。

由圖1 生長3 月期和5 月期的株高差值可以看出，水紅品種大部分處理前3 個月株高增長量高于后2 個月，但T12、T15 處理表現(xiàn)為后2 個月株高更快或持平；小葉紫品種則除CK 外整體表現(xiàn)為后2 個月株高生長明顯加速，其中T12、T15、T13 處理生長最快。

2.2.2 對植株冠幅的影響 如圖2 所示，生長3個月后，簕杜鵑2 個品種CK 及T1～T15 處理冠幅數(shù)據(jù)與上盆后第1 次測量結(jié)果相比均有所增長。其中水紅T12 處理冠幅增長值顯著高于其他大部分處理，為19.70 cm，T8、T10、T13、T15 處理也明顯高于其他處理但與大部分處理間差異不顯著；小葉紫T12、T13 處理冠幅增長值顯著高于其他大部分處理，分別為24.85、26.65 cm。

生長5 個月后，2 個品種各處理增長差異較3 個月時區(qū)別不大。其中水紅T12、T13 處理冠幅增長值顯著高于其他大部分處理，分別達(dá)到25.20、23.45 cm，T5、T8、T10、T15 處理冠幅增長值也處于較高水平；同水紅類似，小葉紫也是T12、T13 處理增長值顯著高于其他大部分處理，分別達(dá)到33.85、35.85 cm，T5、T15 處理增長值也處于較高水平。

由圖2 生長3 月期和5 月期的冠幅差值可以看出，水紅品種和小葉紫品種大部分處理后2 個月冠幅增長較3 個月均變緩，但絕大部分處理冠幅變化均大于CK。水紅品種T5、T13、T15 處理和小葉紫品種T15、T5、T11 處理后2 個月冠幅變化相對較大。

圖2 水紅與小葉紫冠幅增長值Fig.2 Crown width increases of Miss Manila and Sao Paulo

2.2.3 對植株主徑的影響 如圖3 所示，生長3個月后，簕杜鵑2 個品種CK 及T1～T15 處理主徑與上盆第1 次測量結(jié)果相比均有所增長。其中水紅T13 處理主徑增長顯著高于其他大部分處理，而小葉紫主徑增長值各處理間差異不顯著。

圖3 水紅與小葉紫主徑增長值Fig.3 Main path increases of Miss Manila and Sao Paulo

生長5 個月后，小葉紫主徑增長差異較3 個月時大于水紅。其中水紅還是以T13 處理增長最明顯，但與其他大部分處理之間差異不顯著；小葉紫T8、T13 處理主徑增長較CK、T3、T8、T14處理具有顯著差異，與其他處理之間差異不顯著。

由圖3 中生長3 月期和5 月期的主徑差值可以看出，2 個簕杜鵑品種隨時間主徑增速趨勢不一致，其中水紅品種整體表現(xiàn)為后2 個月較前3個月速度減緩，但少數(shù)處理（T2、T14、T15）表現(xiàn)為大致持平或增加；小葉紫品種整體表現(xiàn)為后2 個月較前3 個月速度增加或大致持平。

2.2.4 對植株葉片SPAD 值的影響 圖4 為水紅和小葉紫在生長5 個月后的葉片SPAD 值。從圖4 可以看出，水紅和小葉紫2 個品種葉片SPAD值水平相差不大，均在30～50 范圍內(nèi)變化。而就不同處理來說，水紅T15、T13、T12、T10 處理葉片SPAD 值顯著高于其他處理，小葉紫T13、T14、T15 處理葉片SPAD 值顯著高于其他處理，這與前期2 個品種的株高、冠幅增長值分析結(jié)果幾乎一致，這一結(jié)果印證了這幾個基質(zhì)配比對簕杜鵑的生長具有一定的促進(jìn)作用。

圖4 水紅和小葉紫葉片SPAD 值Fig.4 SPAD values in leaves of Miss Manila and Sao Paulo

2.2.5 對葉片氮磷鉀含量的影響 從圖5 可以看出，簕杜鵑2 個品種在各栽培基質(zhì)中的葉片氮含量均顯著高于CK，同時T13、T15 處理葉片氮含量均顯著高于其他絕大部分處理，水紅分別為1.72%和1.71%，小葉紫分別為1.98%和1.80%。水紅T2、T14、T15 處理葉片磷含量明顯高于CK及其他處理，但與絕大部分處理間差異不顯著，最高為T2 處理，達(dá)到0.17%；小葉紫T13 處理葉片磷含量為0.23%，顯著高于其他大部分處理，但與CK 差異不顯著。水紅和小葉紫2 個品種各處理間葉片鉀含量幾乎處于同一水平，絕大部分處理間差異不顯著。

圖5 水紅和小葉紫葉片氮、磷、鉀含量Fig.5 Conten ts of N,P and K in leaves of Miss Manila and Sao Paulo

2.3 不同基質(zhì)配方對簕杜鵑生長影響的綜合評價(jià)

由于植物生長各單項(xiàng)指標(biāo)變化對不同配方的響應(yīng)并不盡一致，本研究采用主成分分析及聚類分析法，選取上述植株株高、冠幅、主徑、葉片SPAD 值、葉片氮磷鉀含量等共7 個指標(biāo)，分別針對水紅簕杜鵑和小葉紫簕杜鵑種植的16 個基質(zhì)配方處理（含對照）的種植適宜性進(jìn)行綜合評價(jià)。

主成分分析結(jié)果（表2）表明，兩個品種簕杜鵑前3 個主成分累計(jì)百分率均分別達(dá)到99.64%和98.87%；其中第一主成分分別占到80.17%和75.77%。根據(jù)第一主成分得分（圖6）對16 種基質(zhì)配方進(jìn)行排序，種植水紅簕杜鵑的基質(zhì)配方排序表現(xiàn)為T12＞T13＞T15＞T5＞T10＞T8＞T6＞T1＞T11＞T7＞T14＞T4＞T9＞T3＞CK＞T2，種植小葉紫簕杜鵑的基質(zhì)配方排序表現(xiàn)為T13＞T12＞T15＞T5＞T11＞T10＞T7＞T14＞T6＞T8＞T4＞T1＞T3＞T9＞T2＞CK。

圖6 簕杜鵑生長指標(biāo)主成分分析第一主成分得分Fig.6 The first principal component scores of growth indices of Miss Manila and Sao Paulo

表2 簕杜鵑生長指標(biāo)主成分分析特征值和貢獻(xiàn)率Table 2 Characteristic value and contribution rate of principal component of growth indices of Miss Manila and Sao Paulo

3 討論

本試驗(yàn)15 個處理的關(guān)鍵指標(biāo)有機(jī)質(zhì)、pH、EC、容重、孔隙度等均符合本地園林綠化種植土質(zhì)量要求［12］，有機(jī)質(zhì)、養(yǎng)分、孔隙狀況較對照均有明顯優(yōu)化。但不同處理在生長過程中統(tǒng)一施肥、灌溉等管理的情況下，植物生長反應(yīng)不一，說明基質(zhì)配方選擇對水紅和小葉紫種植有著重要意義。

園林綠化廢棄物堆肥富含有機(jī)質(zhì)，質(zhì)地疏松、通氣良好、保水保肥［7,13］。本試驗(yàn)中用園林廢棄物堆肥不同比例代替泥炭，即用土壤∶堆肥比7 ∶3（T2）與土壤∶泥炭比7 ∶3（T3）、用土壤∶堆肥∶河沙比3 ∶4 ∶3（T10）與土壤∶堆肥∶泥炭∶河沙比3 ∶2 ∶2 ∶3（T11）分別相比較，對簕杜鵑生長影響整體無明顯差異，說明在簕杜鵑栽培中，可以用園林廢棄物堆肥代替泥炭材料，這與曹靜等［14］的研究結(jié)果一致。

生物炭是用樹枝、農(nóng)作物秸稈、稻殼等植物材料，通過高溫裂解獲得的生物質(zhì)材料［15］。生物炭具有輕容重、多孔性和高陽離子交換量（CEC）特征，且富含碳和一定的養(yǎng)分，近年來受到國內(nèi)外廣泛重視，越來越多的被應(yīng)用于污水凈化［13］、土壤改良中［16-17］，甚至可替代泥炭作為栽培基質(zhì)配料［18］，可有效改善栽培基質(zhì)的保水、保肥性。本研究篩選出的T13 和T15 配方中均添加了由園林廢棄物加工的生物炭，對植物生長促進(jìn)效果顯著；同時本研究結(jié)果表明，栽培基質(zhì)中添加生物炭能夠有效降低土壤容重，適宜橋梁綠化對荷載要求較高的栽培系統(tǒng)應(yīng)用。應(yīng)當(dāng)注意的是，生物炭含有較高的堿性成分和含鹽量，在用于土壤改良和基質(zhì)配料時應(yīng)控制用量［18-19］。本試驗(yàn)分別添加20%、10%、10%生物炭的T13～T15 處理基質(zhì)pH 和EC 明顯高于其他處理，但從配方篩選結(jié)果來說，10%、20%生物炭添加量是簕杜鵑栽培基質(zhì)配制的適宜用量。

椰糠作為栽培基質(zhì)被廣泛應(yīng)用于草本類農(nóng)作物栽培上，一定比例的椰糠可以促進(jìn)作物地上部分的生長［20-21］。本研究中，根據(jù)2 個簕杜鵑品種的生長表現(xiàn)以及不同基質(zhì)配方對簕杜鵑生長影響的綜合評價(jià)結(jié)果來看，土壤∶堆肥∶生物炭∶珍珠巖=3 ∶4 ∶1 ∶2 處理（T15）要優(yōu)于土壤∶堆肥∶生物炭∶椰糠=3 ∶4 ∶1 ∶2 處理（T14），土壤∶堆肥∶珍珠巖=5 ∶2 ∶3 處理（T8）優(yōu)于土壤：堆肥∶椰糠=5 ∶2 ∶3 處理（T9），說明作為簕杜鵑栽培基質(zhì)的配料珍珠巖要優(yōu)于椰糠。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，水紅簕杜鵑表現(xiàn)最優(yōu)的前3 個栽培基質(zhì)配方是土壤∶堆肥∶泥炭∶河沙=3 ∶3 ∶2 ∶2（T12）、土 壤∶堆 肥∶生物炭=3 ∶5 ∶2（T13）、土壤∶堆肥∶生物炭∶珍 珠巖=3 ∶4 ∶1 ∶2（T15），同時 土壤∶堆肥=5 ∶5（T5）和土壤∶堆肥∶河沙=3 ∶4 ∶3（T10）也較適宜；小葉紫簕杜鵑表現(xiàn)最優(yōu)的前3 個栽培基質(zhì)配方是土壤∶堆肥∶生物炭=3 ∶5 ∶2（T13）、土壤∶堆肥∶泥炭∶河沙=3 ∶3 ∶2 ∶2（T12）、土壤∶堆肥∶生物炭∶珍珠巖=3 ∶4 ∶1 ∶2（T15），同時土壤∶堆肥=5 ∶5（T5）和土壤∶堆肥∶泥炭∶河沙=3 ∶2 ∶2 ∶3（T11）也較適宜?？傮w來說，園林廢棄物堆肥可代替泥炭用于簕杜鵑栽培基質(zhì)配制，適宜用量為40%～50%；同時，基質(zhì)材料中添加10%、20%園林廢棄物生物炭對簕杜鵑的營養(yǎng)生長有著明顯促進(jìn)作用。