橋梁綠化中不同種植年限小葉紫花三角梅生長(zhǎng)差異研究

阮沐寧，葉少萍，溫鵬花，陳彥霖，張麗華

(1.廣州市林業(yè)和園林科學(xué)研究院，廣東 廣州 510405; 2.廣東省城市園林工程技術(shù)研發(fā)中心，廣東 廣州 510405)

橋梁綠化是利用園林植物將人行橋梁、立交橋、高架橋橋面兩側(cè)加以綠化的一種造景方式，是增加城市綠化面積、提升城市景觀的重要手段。實(shí)踐表明，建設(shè)高品質(zhì)的橋梁綠化需要克服種植空間有限、環(huán)境因素干擾大、養(yǎng)護(hù)管理要求高等問題[1]，因此，國(guó)內(nèi)學(xué)者圍繞橋梁綠化建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)開展了大量的研究，目前已在橋梁綠化植物品種選育與栽培、花期調(diào)控、水肥管理、種植土改良等方面取得良好進(jìn)展[2-6]。

近年來，廣州市積極推廣應(yīng)用橋梁綠化，橋梁綠化建設(shè)和養(yǎng)護(hù)技術(shù)水平得到顯著提高，截至“十三五”末完成建設(shè)426座橋梁綠化，綠化長(zhǎng)度超過350 km，養(yǎng)護(hù)水平達(dá)到四季有花、四季常綠。然而，隨著種植年限的增加，橋梁綠化容易出現(xiàn)植物養(yǎng)分吸收不均衡、開花質(zhì)量下降、種植土質(zhì)量下降等問題，在一定程度上影響了橋梁綠化的景觀效果[1，4]。此外，廣州市要求園林綠化事業(yè)必須全面堅(jiān)持科學(xué)綠化，對(duì)橋梁綠化精細(xì)化養(yǎng)護(hù)也提出了更高的要求。

光葉子花，即三角梅(Bougainvilleaglabra)是華南地區(qū)重要的觀賞植物，具有觀賞價(jià)值高、抗逆性強(qiáng)、耐修剪等特點(diǎn)，目前已成為廣州市橋梁綠化主要推廣應(yīng)用的植物品種[2]。為進(jìn)一步了解橋梁綠化建設(shè)質(zhì)量與養(yǎng)護(hù)現(xiàn)狀，本研究以廣州市橋梁綠化植物小葉紫花三角梅(Bougainvillea‘Royal Purple’ )為研究對(duì)象，調(diào)查分析種植12、14、16、18年的小葉紫花三角梅生長(zhǎng)指標(biāo)和種植土養(yǎng)分指標(biāo)差異，為科學(xué)提升橋梁綠化精細(xì)化養(yǎng)護(hù)水平提供理論支撐。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

廣東省廣州市(112°57′—114°03′E，22°26′—23°56′N)地處中國(guó)南部、廣東省中南部、珠江三角洲中北緣，是西江、北江、東江三江匯合處，屬海洋性亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫20～22 ℃，平均相對(duì)濕度77%，市區(qū)年降雨量約為1720 mm；屬于丘陵地帶，地勢(shì)東北高、西南低，背山面海；全年水熱同期、雨量充沛，利于植物生長(zhǎng)，為四季常綠、花團(tuán)錦簇的“花城”。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

調(diào)查植物為不同橋梁種植12、14、16、18年的小葉紫花三角梅，橋梁綠化基本情況見表1。種植容器為塑料種植盆，其規(guī)格為97.5 cm×37.0 cm×46.0 cm(長(zhǎng)度×寬度×高度)，內(nèi)部由下往上依次鋪設(shè)陶粒(厚度約5.0 cm)、隔網(wǎng)、種植土(厚度約20.0 cm)，每個(gè)盆內(nèi)栽種有2株小葉紫花三角梅。

2.2 試驗(yàn)布置與方法

采用原位觀察方法，于每座橋梁隨機(jī)選取4盆小葉紫花三角梅統(tǒng)計(jì)其生長(zhǎng)指標(biāo)，其中葉片SPAD值采用SPAD—502葉綠素計(jì)測(cè)定，以花朵面積占植株整體表面積的比例表示花朵密度[7]，葉片全N、全P、全K含量測(cè)定分別采用凱氏定氮法、鉬銻抗比色法、火焰分光光度計(jì)法[8]；采集根際種植土測(cè)定養(yǎng)分指標(biāo)，其中堿解N測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法，有效P測(cè)定采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法，速效K測(cè)定采用乙酸銨浸提-火焰光度計(jì)法[8]。分別于2021年6月15日、7月18日、9月13日、10月25日、11月12日、12月12日測(cè)定葉片SPAD值、花朵密度，12月12日測(cè)定葉片全N、全P、全K含量以及種植土堿解N、有效P、速效K含量。

2.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用IBM SPSS Statistics 21.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)不同種植年限、不同觀測(cè)時(shí)間的小葉紫花三角梅生長(zhǎng)指標(biāo)、種植土養(yǎng)分指標(biāo)進(jìn)行單因素方差分析，對(duì)小葉紫花三角梅生長(zhǎng)指標(biāo)和種植土養(yǎng)分指標(biāo)進(jìn)行雙變量相關(guān)性分析；圖形繪制采用Excel 2010軟件完成。

表1 廣州市部分橋梁綠化基本情況Tab.1 BasicinformationofbridgelandscapeinpartofGuangzhou區(qū)域橋梁名稱種植年份種植年限/年綠化長(zhǎng)度/m東風(fēng)路正南路人行天橋200418278.4越秀區(qū)廣園路金貴村人行天橋200616667.5寺右新馬路軍區(qū)禮堂人行天橋200814306.0中山一路省人大人行天橋201012488.0廣州大道-天河北交叉口人行天橋200418510.3天河區(qū)瘦狗南路跨鐵路人行天橋200616288.3廣園快速路農(nóng)干院人行天橋2008141041.4廣園快速路五山人行天橋201012300.0廣州大道北南方醫(yī)院路段人行天橋200418224.0白云區(qū)廣園路廣園客運(yùn)站人行天橋200616932.0白云大道元下田牌坊人行天橋200814260.0白云大道白云堡立交橋201012704.0

3 結(jié)果與分析

3.1 不同種植年限小葉紫花三角梅葉片SPAD值

葉片SPAD值表示葉綠素的相對(duì)含量，可以用于間接反映植物葉片葉綠素含量[9]。由表2可知，不同種植年限之間小葉紫花三角梅葉片SPAD值存在顯著差異(P<0.05)，且不同觀測(cè)時(shí)間下種植16年的葉片SPAD值最高。6月15日時(shí)，種植16年的葉片SPAD值(50.13)顯著高于其他種植年限(P<0.05)，種植18年的葉片SPAD值(44.35)顯著高于種植14年(P<0.05)；7月18日時(shí)，種植12年的葉片SPAD值均顯著低于其他種植年限(P<0.05)；9月13日時(shí)，種植16年的葉片SPAD值為51.71，顯著高于種植12年(P<0.05)；10月25日時(shí)，種植16年的葉片SPAD值較種植12、14年的分別顯著高出24.00%、13.82%(P<0.05)，種植18年的葉片SPAD值較種植12年顯著高出16.50%(P<0.05)；11月12日時(shí)，種植16年的葉片SPAD值為52.73，顯著高于種植14、18年的葉片(P<0.05)；12月12日時(shí)，種植16年的葉片SPAD值顯著高于種植12、18年(P<0.05)。

此外，不同種植年限葉片SPAD值在12月12日時(shí)最高、6月15日時(shí)最低，不同觀測(cè)時(shí)間之間存在顯著差異(P<0.05)。種植12年處理中，12月12日時(shí)葉片SPAD值顯著高于其他觀測(cè)時(shí)間(P<0.05)，11月12日顯著高于6月15日(P<0.05)；種植14年處理中，12月12日時(shí)葉片SPAD值顯著高于其他觀測(cè)時(shí)間(P<0.05)，6月15日則顯著低于其他觀測(cè)時(shí)間(P<0.05)；種植16年處理中，12月12日時(shí)葉片SPAD值顯著高于其他觀測(cè)時(shí)間(P<0.05)，10月25日顯著高于6月15日(P<0.05)；種植18年處理中，12月12日時(shí)葉片SPAD值顯著高于6月15日、11月12日(P<0.05)，6月15日則顯著低于7月18日、10月25日、12月12日(P<0.05)。

表2 不同種植年限小葉紫花三角梅葉片SPAD值Tab.2 LeafSPADvalueofBougainvillea‘RoyalPurple indifferentplantingyears種植年限/年葉片SPAD值6月15日7月18日9月13日10月25日11月12日12月12日1243.41±0.82BCc44.39±1.51Bbc43.73±1.43Bbc43.71±1.65Cbc47.80±1.54ABb53.00±1.61Ba1440.28±1.05Cc49.31±1.31Ab47.38±1.91ABb47.62±2.08BCb45.98±1.75Bb54.32±1.62ABa1650.13±1.54Ac52.39±0.82Abc51.71±1.48Abc54.20±1.25Ab52.73±1.67Abc58.76±1.46Aa1844.35±1.89Bc52.00±1.35Aab49.16±2.71ABabc50.92±2.25ABab47.28±2.13Bbc54.00±1.87Ba 注:同列各行間不同大寫字母表示同一個(gè)觀測(cè)時(shí)間不同種植年限處理之間差異顯著(P<0.05),同列各行間不同小寫字母表示同一個(gè)種植年限不同觀測(cè)時(shí)間之間差異顯著(P<0.05)。下同。

3.2 不同種植年限小葉紫花三角梅花朵密度

花朵密度是反映三角梅開花質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)之一[4]。調(diào)查結(jié)果顯示，除了12月12日以外，其余觀測(cè)時(shí)間不同種植年限處理之間小葉紫花三角梅花朵密度存在顯著差異(P<0.05，見表3)。6月15日時(shí)，花朵密度由高至低排序?yàn)?2年(68%)>14年(63%)>18年(44%)>16年(15%)，種植12、14年的花朵密度均顯著高于種植16、18年(P<0.05)，種植16年與18年之間差異顯著(P<0.05)；7月18日時(shí)，花朵密度僅為1%～17%，其中種植14年的花朵密度顯著高于種植12、16年(P<0.05)；9月13日時(shí)，花朵密度在26%～48%之間，種植18年的花朵密度較種植14年的顯著高出22%(P<0.05)；10月25日時(shí)，種植16年的花朵密度最高(75%)，種植12年的次之(72%)，種植14、18年的分別為53%、48%，其中種植16年與18年之間差異顯著(P<0.05)；11月12日時(shí)，花朵密度由高至低排序?yàn)?2年(56%)>16年(48%)>14年(29%)=18年(29%)，其中種植12年的花朵密度顯著高于種植14、18年(P<0.05)；12月12日時(shí)，花朵密度在18%～43%之間，由高至低排序?yàn)?2年>18年>16年>14年。

隨著觀測(cè)時(shí)間的延長(zhǎng)，小葉紫花三角梅花朵密度呈現(xiàn)先下降后升高再下降的趨勢(shì)，其中6月15日至7月18日期間花朵密度明顯下降，7月18日至10月25日期間則明顯上升，10月25日至12月12日期間花朵密度則緩慢下降，不同觀測(cè)時(shí)間之間花朵密度存在顯著差異(P<0.05)。種植12年處理中，6月15日、10月25日時(shí)花朵密度均顯著高于7月18日、9月13日、12月12日(P<0.05)，11月12日顯著高于7月18日、9月13日(P<0.05)，7月18日則顯著低于9月13日、12月12日(P<0.05)；種植14年處理中，6月15日、10月25日時(shí)花朵密度均顯著高于其他觀測(cè)時(shí)間(P<0.05)；種植16年處理中，10月25日時(shí)花朵密度分別較其他觀測(cè)時(shí)間顯著高出27%～69%(P<0.05)，11月12日則分別較6月15日、7月18日、12月12日顯著高出33%、42%、18%(P<0.05)；種植18年處理中，6月15日、9月13日、10月25日、12月12日時(shí)花朵密度分別較7月18日顯著高出35%、39%、39%、29%(P<0.05)。

表3 不同種植年限小葉紫花三角梅花朵密度Tab.3 FlowerdensityofBougainvillea‘RoyalPurple indifferentplantingyears%種植年限/年花朵密度6月15日7月18日9月13日10月25日11月12日12月12日1268±4Aa1±0Bd33±8ABc72±7ABa56±10Aab43±10Abc1463±3Aa17±6Ab26±6Bb53±10ABa29±6Bb18±6Ab1615±2Cde6±1Be39±6ABbc75±5Aa48±7ABb30±11Acd1844±7Ba9±4ABb48±8Aa48±10Ba29±10Bab38±9Aa

3.3 不同種植年限小葉紫花三角梅葉片養(yǎng)分含量

從2021年12月12日葉片養(yǎng)分含量來看，小葉紫花三角梅葉片全N含量最高，全K含量次之，全P含量最低(見表4)。隨著種植年限的增加，葉片全N、全K含量呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢(shì)，全P含量反而逐年降低。種植16年的葉片全N含量最高(46.86 g·kg-1)，較種植12年的顯著高出17.24%(P<0.05)；種植12年的葉片全P含量為7.70 g·kg-1，較種植14、16、18年分別高出24.39%、27.06%、55.24%；葉片全K含量由高至低排序?yàn)?6年>18年>14年>12年，然而不同種植年限之間差異不顯著(P>0.05)。

表4 不同種植年限小葉紫花三角梅葉片全N、全P和全K含量Tab.4 LeaftotalN,PandKcontentsofBougainvillea‘RoyalPurple indifferentplantingyearsg·kg-1種植年限/年全N全P全K1239.97±1.23b7.70±0.59a11.61±1.34a1442.83±2.79ab6.19±0.97ab13.31±1.12a1646.86±2.73a6.06±0.58ab13.82±1.01a1842.39±1.19ab4.96±0.77b13.57±1.03a 注:表中數(shù)據(jù)觀測(cè)時(shí)間為2021年12月12日,同列各行不同小寫字母表示不同種植年限處理之間差異顯著(P<0.05)。下同。

3.4 不同種植年限小葉紫花三角梅種植土養(yǎng)分含量

2021年12月12日調(diào)查結(jié)果顯示(見表5)，小葉紫花三角梅種植土堿解N含量在529.46～892.55 mg·kg-1之間，不同種植年限由高至低排序?yàn)?6年(892.55 mg·kg-1)>12年(779.60 mg·kg-1)>18年(718.20 mg·kg-1)>14年(529.46 mg·kg-1)；有效P含量在143.22～234.37 mg·kg-1之間，其中種植16年(234.37 mg·kg-1)的有效P含量分別較種植12年(146.05 mg·kg-1)、14年(143.22 mg·kg-1)的顯著高出60.47%、63.64%(P<0.05)，種植18年的有效P含量(225.05 mg·kg-1)分別較種植12年、14年的顯著高出54.09%、57.14%(P<0.05)；速效K含量在426.32～765.22 mg·kg-1之間，不同種植年限由高至低排序?yàn)?6年(765.22 mg·kg-1)>14年(707.64 mg·kg-1)>18年(582.22 mg·kg-1)>12年(426.32 mg·kg-1)。此外，種植12年、14年和種植16年、18年之間種植土有效P含量差異顯著(P<0.05)，然而，不同種植年限之間堿解N、速效K含量則均無顯著差異(P>0.05)。

表5 不同種植年限小葉紫花三角梅種植土堿解N、有效P和速效K含量Tab.5 SoilalkalihydrolyzedN,availablePandKcontentsofBougainvillea‘RoyalPurple indifferentplantingyearsmg·kg-1種植年限/年堿解N有效P速效K12779.60±178.26a146.05±18.07b426.32±61.46a14529.46±55.17a143.22±24.84b707.64±208.77a16892.55±224.99a234.37±29.90a765.22±188.02a18718.20±68.16a225.05±19.01a582.22±124.76a

3.5 小葉紫花三角梅生長(zhǎng)指標(biāo)與種植土養(yǎng)分指標(biāo)的相關(guān)性分析

由表6可知，小葉紫花三角梅葉片全P含量與葉片SPAD值呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)；葉片全K含量與花朵密度呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)，與葉片全N、全P含量則呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；種植土堿解N與有效P含量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，與速效K含量呈顯著正相關(guān)(P<0.05)；種植土速效K含量與葉片全N、全K含量均呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，與種植土有效P含量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；其余指標(biāo)之間均不存在顯著相關(guān)關(guān)系(P>0.05)。

表6 小葉紫花三角梅生長(zhǎng)指標(biāo)與種植土養(yǎng)分指標(biāo)相關(guān)性分析Tab.6 CorrelationanalysisbetweengrowthindexandsoilnutrientindexofBougainvillea‘RoyalPurple’指標(biāo)葉片SPAD葉片全N葉片全P葉片全K種植土堿解N種植土有效P種植土速效K花朵密度0.172-0.1920.041-0.419??-0.221-0.007-0.007葉片SPAD1.000-0.044-0.437??-0.229-0.0510.229-0.103葉片全N1.0000.2290.518??0.2330.1890.300?葉片全P1.0000.371??-0.042-0.1040.165葉片全K1.0000.0060.2900.341?種植土堿解N1.0000.482??0.311?種植土有效P1.0000.440??種植土速效K1.000 注:表中數(shù)據(jù)觀測(cè)時(shí)間為2021年12月12日,?表示相關(guān)性顯著(P<0.05),??表示相關(guān)性極顯著(P<0.01)。

4 結(jié)論與討論

(1)不同種植年限之間小葉紫花三角梅葉片SPAD值和花朵密度差異顯著(P<0.05)，且隨著觀測(cè)時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)出一定的動(dòng)態(tài)變化。隨著種植年限的增加，小葉紫花三角梅葉片SPAD值顯著增加(P<0.05)，至種植16年時(shí)達(dá)到最大值；花朵密度則逐漸下降，其中6月15日、11月12日、12月22日時(shí)種植12年的花朵密度高于其他年限，說明種植年限增加開花質(zhì)量反而有所下降。此外，葉片SPAD值在6月15日時(shí)最低、12月12日時(shí)最高，而花朵密度則呈現(xiàn)先下降后升高再下降的趨勢(shì)，7月18日時(shí)最低、10月25日時(shí)最高。研究表明，光合作用是植物形成干物質(zhì)的主要途徑，葉綠素含量能夠反映植物光合作用能力強(qiáng)弱[10]，種植年限增加時(shí)葉綠素含量表現(xiàn)出逐漸增加[11]或減弱的趨勢(shì)[12]。此外，植物開花過程中葉綠素含量也會(huì)產(chǎn)生變化，例如矮牽牛(Petuniahybrida)花芽形成期和子房、花藥成熟期葉綠素含量減低，雌雄蕊形成期和開花期則有所升高，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供給變化是影響葉綠素含量變化的重要因素[13]。鐘連香等[14]認(rèn)為從盛花期到衰敗期，植物葉綠素含量明顯減少，這種情況可能與植株新陳代謝有關(guān)。本研究中種植16年的小葉紫花三角梅葉片仍保持較強(qiáng)的光合作用能力，有利于促進(jìn)成花過程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累[10]。

(2)隨著種植年限增加，小葉紫花三角梅葉片全N、全K含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，其中種植16年時(shí)全N含量顯著高于種植12年(P<0.05)；全P含量則逐漸下降，種植12年較其他種植年限高出24.39%～55.24%。這可能是由于種植年限增加時(shí)小葉紫花三角梅根系更新生長(zhǎng)緩慢，加之種植土養(yǎng)分消耗大，引起植株養(yǎng)分吸收轉(zhuǎn)運(yùn)效率下降，進(jìn)而導(dǎo)致養(yǎng)分積累量下降[4]。此外，葉片全P含量與SPAD值、全K含量與花朵密度之間均呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)，而全P與全K含量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，表明植物體內(nèi)磷素、鉀素積累具有協(xié)同性，其積累量增加時(shí)反而在一定程度上抑制了葉片光合、開花等生理過程。研究表明，營(yíng)養(yǎng)是花芽分化及花器官形成與生長(zhǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，植物營(yíng)養(yǎng)吸收增加有利于改善其開花品質(zhì)[15]。小葉紫花三角梅在生殖生長(zhǎng)時(shí)大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)向生殖器官運(yùn)輸，從而可能引起枝條、葉片養(yǎng)分積累量下降[16]?；诖耍ㄗh日常養(yǎng)護(hù)時(shí)根據(jù)小葉紫花三角梅不同生長(zhǎng)時(shí)期對(duì)養(yǎng)分需求的變化，采取合理的養(yǎng)分調(diào)控措施，以改善其養(yǎng)分積累效率。

(3)從種植土養(yǎng)分含量變化來看，種植16年的小葉紫花三角梅種植土堿解N、有效P、速效K含量均高于其他種植年限，其中有效P含量分別較種植12年、14年時(shí)顯著高出60.47%、63.64%(P<0.05)，表明種植16年的種植土仍維持著較高的磷素水平。磷素是植物生長(zhǎng)發(fā)育的必需營(yíng)養(yǎng)元素之一，對(duì)于植物光合作用、呼吸作用等各種代謝過程有著重要的意義[17]。研究發(fā)現(xiàn)，由于磷在土壤中的擴(kuò)散效率低，需要持續(xù)的磷肥投入以維持植物生長(zhǎng)，而長(zhǎng)期施用磷肥會(huì)造成土壤磷的大量積累，例如16～20年蘋果園土壤全P、無機(jī)P和有效P含量顯著高于0～5年[17]，王奇等[18]也指出設(shè)施菜田土壤有效磷P含量隨種植年限增加呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。然而，王吉秀等[19]研究發(fā)現(xiàn)，桉樹(Eucalyptus)人工林土壤有效P含量隨種植年限增加呈顯著下降的趨勢(shì)，種植15年的有效P含量比未種植桉樹的林地顯著下降了3.11倍。在橋梁綠化中，小葉紫花三角梅生長(zhǎng)旺盛、開花時(shí)間長(zhǎng)，其生長(zhǎng)代謝活動(dòng)需要消耗大量的養(yǎng)分，日常養(yǎng)護(hù)時(shí)持續(xù)施肥也可能引起了種植土養(yǎng)分增加，同時(shí)由于大量根系集中生長(zhǎng)在有限的空間內(nèi)形成更多的根際區(qū)域，使得根系活動(dòng)可能促進(jìn)種植土養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，使得有效P含量明顯增加。此外，種植土速效K含量與葉片全N、全K含量均呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，表明種植土鉀素含量增加有利于小葉三角梅葉片氮素、鉀素的積累。

綜上所述，不同種植年限小葉紫花三角梅的生長(zhǎng)存在差異，種植12年的開花質(zhì)量較優(yōu)、種植16年的葉片光合能力較優(yōu)，同時(shí)養(yǎng)分在土壤與植株之間的積累差異也可能影響葉片光合、開花等生理過程，這些差異可能與環(huán)境因子或養(yǎng)護(hù)措施有關(guān)，后續(xù)仍需要進(jìn)一步評(píng)價(jià)引起小葉紫花三角梅生長(zhǎng)差異的原因，為小葉紫花三角梅精細(xì)化養(yǎng)護(hù)提供技術(shù)支撐。