3種地被植物可移動(dòng)式垂直綠化栽培基質(zhì)的篩選

商侃侃,胡永紅,秦 俊

（上海辰山植物園，上海 201602）

可移動(dòng)式垂直綠化是國內(nèi)外較新的城市垂直綠化技術(shù)，利用構(gòu)架、栽培模塊等設(shè)施附于構(gòu)筑物，在栽植穴內(nèi)種植便于更換的1—2年生草花或多年生低矮花灌木，替代傳統(tǒng)的攀援植物綠化形式，在城市建筑物的墻面、圍墻、柵欄、立柱和花架等方面具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值［1-2］。植物的容器栽培技術(shù)和容器苗生產(chǎn)技術(shù)，即從苗木的繁殖、培育直至成型利用均在容器內(nèi)進(jìn)行，已經(jīng)成為可移動(dòng)垂直綠化應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。因此，在可移動(dòng)式垂直綠化配套體系研究中，栽培基質(zhì)是綠化植物賴以生存和生長的基本條件，也是可移動(dòng)式垂直綠化成功實(shí)施的關(guān)鍵［3］。

隨著泥炭等自然資源的日益貧乏和特殊生境綠化的普及，采用人工栽培基質(zhì)作為生長基質(zhì)是可移動(dòng)垂直綠化的必然趨勢。屋頂綠化的栽培基質(zhì)研究和產(chǎn)品成型相對(duì)較多，主要選用泥炭、蛭石、珍珠巖、浮石、煤渣、鋸木屑等原料，配制成多種有機(jī)、無機(jī)復(fù)合型屋頂綠化基質(zhì)［4-6］。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，上海可移動(dòng)式垂直綠墻應(yīng)用的植物材料以多年生草本和小灌木居多，栽培基質(zhì)主要為草炭、自然園土和珍珠巖的混合基質(zhì)和自然園土兩類，且常因澆灌導(dǎo)致基質(zhì)流失［7］。因此，亟待開發(fā)與可移動(dòng)垂直綠化植物相適應(yīng)的栽培基質(zhì)和應(yīng)用技術(shù)。

本研究以可移動(dòng)垂直綠化中應(yīng)用較多的地被植物為對(duì)象，選擇椰絲、腐殖土、珍珠巖和園土為原料，通過配比制備栽培基質(zhì)，比較評(píng)價(jià)不同栽培基質(zhì)對(duì)植物根系-基質(zhì)的一體化成型時(shí)間和生長的影響，為可移動(dòng)垂直綠化容器苗的培育和生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 植物材料

地被植物是對(duì)低矮覆蓋地面的植物的統(tǒng)稱，包括多年生草本，自播能力很強(qiáng)的少數(shù)一年生、二年生草本植物，以及低矮叢生、枝葉茂密的灌木和藤本、矮生竹類、蕨類等［8］。根據(jù)上海市可移動(dòng)垂直綠化現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果［7］，選擇多年生草本美女櫻（Verbena hybrida）和矮麥冬（Ophiopogon japonicus var.nana）以及常綠灌木小葉衛(wèi)矛（Euonymus japonicus‘microphylla’）為研究對(duì)象，選擇種植于A-100標(biāo)準(zhǔn)塑料盆中長勢一致的一年生扦插苗。

1.2 基質(zhì)原料

選擇椰絲、腐殖土、園土、珍珠巖為基質(zhì)配方原材料。椰絲可以使根與栽培基質(zhì)更容易結(jié)合成一整體，從而實(shí)現(xiàn)植物根系-基質(zhì)一體化。腐殖土由枯枝落葉經(jīng)一年半的自然發(fā)酵而成，園土取自上海植物園種植用的黃壤土，可以為植物提供營養(yǎng)，珍珠巖為園藝常用基質(zhì)，它們的理化性質(zhì)見表1。

表1 配方基質(zhì)原材料的理化性質(zhì)Table 1 Physical and chem ical properties of raw materials for combined substrata

1.3 試驗(yàn)處理

選擇椰絲、腐殖土、園土、珍珠巖為原材料進(jìn)行四因素、三水平正交試驗(yàn)（表2），所有材料自然風(fēng)干后按體積計(jì)算，以單位體積為1個(gè)計(jì)量單位。利用正交表L9（34）從81個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)中挑選出有代表性的9個(gè)試驗(yàn)配方（表3）。每個(gè)配方重復(fù)8盆，于3月底種植地被植物，放置在上海植物園試驗(yàn)田，進(jìn)行生長觀測。

表2 試驗(yàn)方案的因素水平表Table 2 Factors and levels of experimental p lan

表3 試驗(yàn)方案的因素水平表Table 3 Factors and levels of experimental program

1.4 測定方法

基質(zhì)-根系一體化成型時(shí)間于植物生長7 d后，每間隔1 d進(jìn)行脫盆觀察，以植物地上部分提起后，地下部分不以大塊基質(zhì)脫落或僅有少量細(xì)小基質(zhì)掉落作為最快成型時(shí)間［3］。采用常規(guī)觀測方法測定植物生長60 d后的株高、冠幅、分枝數(shù)、根長、生物量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用極差分析法和綜合評(píng)分法確定因素的優(yōu)水平和最優(yōu)水平組合［8］。各項(xiàng)指標(biāo)按照實(shí)際試驗(yàn)值進(jìn)行分析，先計(jì)算每個(gè)因素同一水平下試驗(yàn)值的實(shí)測值之和（Ki，i=1，2，3），再計(jì)算出同一因素不同水平間的極差Rj值。因素的主次由極差（Rj）的大小來衡量，極差大說明該因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響較大；反之說明該因素對(duì)試驗(yàn)的影響相對(duì)較小。

采用隸屬函數(shù)法對(duì)測定的一體化成型時(shí)間、株高、冠幅、分枝數(shù)、根長和生物量等指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，獲得0—1之間的試驗(yàn)平均值Xi，多指標(biāo)綜合評(píng)分法公式如下［8］：

綜合評(píng)價(jià)指數(shù) =（X1X2X3…Xk）1/K×100%

式中：Xi為第i項(xiàng)指標(biāo)的試驗(yàn)平均值；K為指標(biāo)數(shù)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 栽培基質(zhì)對(duì)一體化成型時(shí)間的影響

不同栽培基質(zhì)處理下，3種地被植物的根系-基質(zhì)一體化成型時(shí)間存在明顯差異。極差分析結(jié)果表明（表4），美女櫻一體化成型時(shí)間最短的配比為A2B3C3D3，各因素主次順序?yàn)镈、A、B、C；小葉衛(wèi)矛一體化成型時(shí)間最短的配比為A2B3C3D3，各因素主次順序?yàn)锽、C、A、D；矮麥冬一體化成型時(shí)間最短的配比為A3B3C3D1，各因素主次順序?yàn)锽、D、A、C?？梢姡惩梁鸵z對(duì)地被植物的一體化成型影響較大，腐殖土含量越高、椰絲較長時(shí)，一體化成型時(shí)間較短。

表4 栽培基質(zhì)對(duì)植物根系-基質(zhì)一體化成型時(shí)間的影響Table 4 Effects of culture substrata on root-substrate integration molding time d

2.2 栽培基質(zhì)對(duì)植物生長影響

不同栽培基質(zhì)對(duì)3種地被植物的分枝數(shù)、株高、冠幅、根長、莖葉生物量和根系生物量產(chǎn)生明顯影響（表5）。

極差分析結(jié)果表明，最適宜美女櫻分枝的配比為A1B3C3D3，各因素主次順序?yàn)锳、C、D、B；最適宜根系生長的配比為 A2B1C1D3，各因素主次順序?yàn)锽、A、D、C；最適宜地上部分鮮生物量積累的配比為A2B2C3D1，各因素主次順序?yàn)镈、B、C、A；最適宜地上部分干物質(zhì)積累A2B2C2D1，各因素主次順序?yàn)镈、C、A、B；最適宜根系鮮生物量積累的配比為A2B2C2D1，各因素主次順序?yàn)锳、D、C、B；最適宜根系干物質(zhì)積累的配比為 A2B3C2D1，各因素主次順序?yàn)?D、A、C、B（表5）。

對(duì)于小葉衛(wèi)矛的生長，最適宜株高生長的配比為A1B1C3D2，各因素主次順序?yàn)镃、A、D、B；最適宜根系生長的配比為A3B3C3D1，各因素主次順序?yàn)镃、B、A、D；最適宜地上部分鮮生物量和干物質(zhì)積累的配比為A2B2C1D1，各因素主次順序?yàn)锳、C、D、B；最適宜根系鮮生物量積累的配比為A2B2C3D1，各因素主次順序?yàn)?B、D、C、A；最適宜根系干物質(zhì)積累的配比為 A2B2C1D1，各因素主次順序?yàn)?B、D、C、A（表5）。

對(duì)于矮麥冬的生長，最適宜冠幅生長的配比為A2B2C1D2，各因素主次順序?yàn)锳、D、C、B；最適宜根系生長的配比為A3B2C2D2，各因素主次順序?yàn)镃、B、A、D；最適宜地上部分鮮生物量和干物質(zhì)積累的配比為A1B3C2D3，各因素主次順序?yàn)锽、A、C、D；最適宜根系鮮生物量和干物質(zhì)積累的配比為A1B3C2D1，影響鮮生物量各因素主次順序?yàn)锽、D、A、C，而影響干物質(zhì)的各因素主次順序?yàn)镈、B、A、C（表5）。

表5 栽培基質(zhì)對(duì)美女櫻、小葉衛(wèi)矛和矮麥冬生長的影響Table 5 Effects of culture substrata on grow th of V.hybrid，E.japonicus‘m icrophylla’and O.japonicus var.nana

2.3 栽培基質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

綜合評(píng)分法評(píng)價(jià)4種基質(zhì)3個(gè)處理水平對(duì)植物根系-基質(zhì)一體化成型時(shí)間和生長影響，得到3種地被植物的栽培基質(zhì)配方綜合評(píng)價(jià)結(jié)果（表6）。綜合得分極差分析可知，美女櫻基質(zhì)-根系快速成型的理論配比為A2B2C2D1，各因素主次順序?yàn)镈、A、C、B；小葉衛(wèi)矛的理論配比為A2B2C3D1，各因素主次順序?yàn)镃、B、D、A；矮麥冬的理論配比為 A1B3C2D1，各因素主次順序?yàn)?B、A、D、C。

換算成實(shí)際基質(zhì)比例，美女櫻的為4 cm椰絲10.0%、腐殖土67.5%、園土22.5%、珍珠巖0；小葉衛(wèi)矛的為4 cm椰絲10.0%、腐殖土90.0%、園土0、珍珠巖0，矮麥冬的2 cm椰絲10.0%、腐殖土73.6%、園土16.4%、珍珠巖0。

表6 栽培基質(zhì)對(duì)植物生長影響的綜合評(píng)價(jià)Table 6 Overall evaluation of effects of culture substrata on plant grow th

3 討論

基質(zhì)的配比直接影響容器苗的生長和質(zhì)量，也是可移動(dòng)垂直綠化應(yīng)用成功的關(guān)鍵［2］。本研究中不同配比基質(zhì)對(duì)3種地被植物的一體化成型時(shí)間和植株生長的作用不同，三者的理想基質(zhì)配比表明，地被植物栽培基質(zhì)以椰絲長度2—4 cm為佳，要求腐殖土比例67.5%以上、園土相對(duì)較少，而珍珠巖的作用效果最差，這主要是由于不同基質(zhì)原料的性質(zhì)決定的［4，6］。

目前國內(nèi)外使用最為廣泛的為混合基質(zhì)，無機(jī)基質(zhì)一般很少含有營養(yǎng)，如巖棉、珍珠巖、蛭石、陶粒等；有機(jī)基質(zhì)是一類天然或合成的有機(jī)材料，主要為草炭、苔蘚、木屑、腐殖土、椰康、稻殼、蔗渣等，含有一定量的養(yǎng)分［4］。本研究中珍珠巖作為一種改良土壤物理性質(zhì)的惰性材料，具有質(zhì)地輕、無營養(yǎng)成分、不易分解等特點(diǎn)；而腐殖土在容重、總孔隙度、最大持水量、電導(dǎo)率等指標(biāo)上接近甚至優(yōu)于珍珠巖，且含有豐富的有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀等養(yǎng)分，在發(fā)揮土壤物理結(jié)構(gòu)改良的同時(shí)，更能提供養(yǎng)分被植物吸收并促進(jìn)生長。同時(shí)，利用椰絲的纖維拉力作用和黃壤土的黏性，使其與根系更容易形成根土團(tuán)，在植物生長早期就實(shí)現(xiàn)根系與基質(zhì)的緊密結(jié)合，成為根系-基質(zhì)一體化栽植，便于植物的更換和運(yùn)輸，這已經(jīng)在景天科植物根系-基質(zhì)一體化研究中得到證實(shí)［3］。

構(gòu)架式垂直綠化形式種植基質(zhì)類似于屋頂綠化和立體花壇的栽培基質(zhì)，要求輕質(zhì)、保水保肥性好等［2，9-10］。優(yōu)良的園藝栽培基質(zhì)一般要求容重為100—800 kg/m3，總孔隙度在75.0%以上，pH 6—7，具有一定的緩沖能力和穩(wěn)定的C/N，能為植物生長提供適宜的水、肥、氣、熱根際環(huán)境，以保證植物良好生長［6］。國內(nèi)外常用的處理方法主要采用堆肥技術(shù)，本次腐殖土由樹枝落葉堆肥一年半后所得，各項(xiàng)理化指標(biāo)達(dá)到或接近園藝栽培基質(zhì)的一般要求，且在3種地被植物栽培中成為決定植物一體化成型和生長的關(guān)鍵因子。而調(diào)查發(fā)現(xiàn)，上?？梢苿?dòng)式垂直綠墻的栽培基質(zhì)主要為草炭、自然園土和珍珠巖的混合基質(zhì)和自然園土兩類，且常因澆灌導(dǎo)致珍珠巖等基質(zhì)流失［7］。因此，可移動(dòng)立體綠化的地被植物應(yīng)用中，建議采用腐殖土替換草炭等不可再生資源，應(yīng)用體積比例在67.5%以上，搭配少量2—4 cm椰絲以及黃壤土。

4 結(jié)論

4.1 腐殖土在容重、總孔隙度、最大持水量、水氣比等方面滿足優(yōu)良園藝栽培基質(zhì)要求，且含有豐富的有機(jī)養(yǎng)分，對(duì)3種地被植物的根系定型和植株生長的影響最大，而珍珠巖的作用效果最差。

4.2 地被植物用于可移動(dòng)式垂直綠化的栽培基質(zhì)建議為椰絲長度2—4 cm，腐殖土比例67.5%以上，并配有少量黃壤土。

4.3 3種地被植物理想基質(zhì)配方：美女櫻的為4 cm椰絲10.0%、腐殖土67.5%、園土22.5%，珍珠巖0；小葉衛(wèi)矛的為4 cm椰絲10.0%、腐殖土90.0%、園土0、珍珠巖0；矮麥冬的2 cm椰絲10.0%、腐殖土73.6%、園土16.4%、珍珠巖0。

［1］何健聰，張?zhí)?，李躍林，等.我國城市垂直綠化現(xiàn)狀與垂直綠化新技術(shù)［J］.城市環(huán)境與城市生態(tài)，2003，16（6）：289-291.

［2］胡永紅，葉子易，秦俊.模塊式綠化在豎向空間的設(shè)計(jì)與應(yīng)用：以上海世博會(huì)主題館植物墻為例［J］.中國園林，2012，28（7）：111-114.

［3］張萌，秦俊，劉慶華，等.可移動(dòng)式垂直綠化栽培介質(zhì)研究［J］.江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2009，21（1）：35-39.

［4］田吉林，汪寅虎.設(shè)施無土栽培基質(zhì)的研究現(xiàn)狀、存在問題與展望（綜述）［J］.上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2000，16（4）：87-92.

［5］李謙盛，郭世榮，李式軍.利用工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)無土栽培基質(zhì)［J］.自然資源學(xué)報(bào)，2002，17（4）：515-519.

［6］王忠強(qiáng)，張心昱，孟憲民，等.泥炭形成過程對(duì)泥炭基質(zhì)替代物研究的啟示［J］.自然資源學(xué)報(bào)，2012，27（7）：1252-1258.

［7］朱苗青，秦俊，胡永紅.上海市可移動(dòng)式垂直綠化現(xiàn)狀調(diào)查［C］//張啟翔.中國觀賞園藝研究進(jìn)展（2010）.北京：中國林業(yè)出版社，2010：572-576.

［8］王寧，王建新，宋崎，等.正交設(shè)計(jì)多指標(biāo)綜合評(píng)分法優(yōu)化救心速釋片處方［J］.中成藥，2003，25（3）：179-182.

［9］張玲慧，夏宜平.地被植物在園林中的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀［J］.中國園林，2003，19（9）：54-57.

［10］趙定國，薛偉成.輕型屋頂綠化的降溫效果［J］.上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2006，22（1）：53-55.