基于園林廢棄物的孔雀草栽培基質(zhì)配方研究

張程　黃雅潔　朱詠莉　李萍萍

摘 要：通過(guò)將腐熟后的園林廢棄物與草炭、蛭石進(jìn)行配比，研究不同配比基質(zhì)對(duì)孔雀草生長(zhǎng)的影響，為花草栽培基質(zhì)的篩選并提高經(jīng)濟(jì)效益提供依據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)土相比，園林廢棄物可以有效改善基質(zhì)的理化性質(zhì)，增加基質(zhì)的養(yǎng)分以及總孔隙度，提高基質(zhì)的通氣透水能力，從而促進(jìn)孔雀草株高、冠幅等生長(zhǎng)。其中，園林廢棄物與草炭、蛭石的體積比為2：1：1時(shí)，孔雀草的株高、冠幅、開花數(shù)量分別比對(duì)照提高了4.23%～6.76%，27.72%～31.19%，15.38%～92.31%，綜合評(píng)價(jià)的接近程度為0.96，表明該配比為基于園林廢棄物的孔雀草最優(yōu)栽培基質(zhì)配方。

關(guān)鍵詞：園林廢棄物;孔雀草;生長(zhǎng);綜合評(píng)價(jià);栽培基質(zhì)

中圖分類號(hào)：S318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.19754/j.nyyjs.20201015042

孔雀草（Tagetespatula）是菊科萬(wàn)壽菊屬的一年生草本植物[1]，由于適應(yīng)能力強(qiáng)，花色鮮艷，花量大，觀賞期長(zhǎng)，其已經(jīng)逐步成為花壇、庭院、園林中栽植的主要花卉之一，尤其在五一、國(guó)慶等節(jié)日期間，常被大量使用[2]。現(xiàn)在園林上種植孔雀草的常用栽培基質(zhì)為草炭或草炭復(fù)合物[3]，草炭因?yàn)槠漭^高的穩(wěn)定性、較強(qiáng)的持水能力和通氣性能，是世界各國(guó)公認(rèn)的最好的無(wú)土栽培基質(zhì)之一[4]，但是，草炭作為一種不可持續(xù)發(fā)展的資源，過(guò)度開采會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成極大破壞。因此，當(dāng)務(wù)之急是尋找一種價(jià)格低廉、材料來(lái)源廣泛、對(duì)環(huán)境無(wú)污染并且能夠大規(guī)模生產(chǎn)的基質(zhì)來(lái)代替草炭[5]。

長(zhǎng)期以來(lái)，園林廢棄物被視為固體垃圾而被人們忽視[6]。然而，隨著進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，園林廢棄物不僅包含著大量的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素以及不同成分的有機(jī)物，還包含了不少對(duì)植物生長(zhǎng)有益的營(yíng)養(yǎng)元素，并且其酸堿度適宜，適合用于不同植株的栽培[7]。目前，園林廢棄物作為花卉基質(zhì)的研究已有一些報(bào)道，如作為千日紅[8]、百日草[9]、金盞菊[10]、向日葵[11]等的栽培基質(zhì)。研究結(jié)果顯示，園林廢棄物堆腐后，與一定比例的草炭、蛭石等混合，能有效改善基質(zhì)的通氣性、持水能力以及養(yǎng)分供應(yīng)能力，在一定程度上能促進(jìn)植株的生長(zhǎng)[12]，可以代替草炭作為栽培基質(zhì)。盡管如此，由于不同植株生長(zhǎng)習(xí)性和生理特點(diǎn)的差異，其所適合的園林廢棄物比例并不相同，并且原材料的搭配不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致園林廢棄物肥力不持久，影響植物后期的生長(zhǎng)[13]。目前，針對(duì)不同的植物類型，其適宜的園林廢棄物基質(zhì)配方仍有待進(jìn)行研究。

本文以發(fā)酵腐熟的園林廢棄物為主要基質(zhì)原料，通過(guò)與草炭、蛭石進(jìn)行不同配比，并以常規(guī)草炭基質(zhì)作為對(duì)照，研究不同園林廢棄物配比基質(zhì)對(duì)孔雀草生長(zhǎng)的影響。為基于園林廢棄物的草本花卉基質(zhì)配方的篩選以及促進(jìn)花卉生產(chǎn)的高效管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

園林廢棄物來(lái)自于的園林廢棄物處理中心，主要為枯枝落葉，經(jīng)粉碎后添加1%的發(fā)酵箘劑，經(jīng)堆制發(fā)酵而成。

試驗(yàn)所用草炭、蛭石、珍珠巖均購(gòu)置于花草市場(chǎng)。草炭基本性狀為：容重0.22g·cm-3，總孔隙度82.1%，通氣孔隙27.2%，持水孔隙54.9%，pH6.2，EC值0.46ms·cm-1，有機(jī)碳38.4%，TN10.1g·kg-1、TP1.05g·kg-1、TK1.27g·kg-1。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)共設(shè)置8個(gè)處理，分別為C1（園林廢棄物100%）、C2（園林廢棄物∶草炭∶蛭石=3∶1∶0）、C3（園林廢棄物∶草炭∶蛭石=3∶0∶1）、C4（園林廢棄物∶草炭∶蛭石=3∶1∶1）、C5（園林廢棄物∶草炭∶蛭石=1∶1∶0）、C6（園林廢棄物∶草炭∶蛭石=1∶1∶0）、C7（園林廢棄物∶草炭∶蛭石=

2∶1∶1）以及對(duì)照組CK（草炭∶蛭石∶珍珠巖=2∶1∶1），每個(gè)處理設(shè)20個(gè)重復(fù)。

選擇生長(zhǎng)一致的孔雀草幼苗移植入不同配比基質(zhì)的花盆中進(jìn)行定植，花盆直徑120mm、低徑85mm、高度90mm。從定植后開始，每7d隨機(jī)選取5株進(jìn)行株高、冠幅的測(cè)定;每15d隨機(jī)選取3株進(jìn)行植株地上、地下部分鮮重和干重的測(cè)定。在整個(gè)生長(zhǎng)期定期澆灌清水，不施肥。定植20d后開始，每隔5d對(duì)每組的開花株數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并計(jì)算開花比例。定植30d后，每隔10d對(duì)每株的開花數(shù)進(jìn)行調(diào)查，統(tǒng)計(jì)開花情況。表1、2為各處理基質(zhì)的基本理化性狀。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定

孔雀草的株高、冠幅采用皮尺測(cè)量，每組測(cè)取多個(gè)數(shù)值，取平均值。孔雀草的生物量用分析天平稱重。開花情況為人工計(jì)數(shù)。

基質(zhì)基本理化性狀的測(cè)定參考《土壤理化分析》[14]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Origin（2017）進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)以及作圖。

采用Topsis集成評(píng)價(jià)法（簡(jiǎn)稱優(yōu)劣解距離法）對(duì)不同處理進(jìn)行綜合評(píng)定。將原始數(shù)據(jù)矩陣統(tǒng)一指標(biāo)類型得到正向化的矩陣，對(duì)正向化的矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理以消除各指標(biāo)量綱的影響，并找到有限方案中的最優(yōu)方案和最劣方案，然后分別計(jì)算各評(píng)價(jià)對(duì)象與最優(yōu)方案和最劣方案間的距離，獲得各評(píng)價(jià)對(duì)象與最優(yōu)方案的相對(duì)接近程度，以此作為評(píng)價(jià)優(yōu)劣的依據(jù)[15]。本文利用各組的株高、冠幅、生物量以及開化狀況進(jìn)行Topsis集成評(píng)價(jià)運(yùn)算，計(jì)算的接近程度數(shù)值越大，表示綜合評(píng)價(jià)結(jié)果越好，反之則綜合評(píng)價(jià)結(jié)果越差。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同園林廢棄物配比對(duì)孔雀草株高的影響

從圖1可以看到，不同處理的孔雀草，其株高生長(zhǎng)趨勢(shì)大致相同，且在孔雀草移栽初期，各處理的株高差異較小，但隨著生長(zhǎng)的進(jìn)行，各處理間的差異開始逐漸明顯。其中，C1處理下的孔雀草植株始終較為矮小，其株高全期僅增長(zhǎng)14.84cm;C4、C7處理下的孔雀草長(zhǎng)勢(shì)較好，一直領(lǐng)先于其它處理，且C4處理的孔雀草株高增長(zhǎng)量最多，達(dá)到16.76cm。從株高生長(zhǎng)的整體結(jié)果來(lái)看，C4、C7處理一直都高于其它各處理，C1處理的孔雀草，生長(zhǎng)受阻，植株矮小。

2.2 不同園林廢棄物配比對(duì)孔雀草冠幅的影響

從圖2可見(jiàn)，各處理孔雀草的冠幅增長(zhǎng)趨勢(shì)大致相同，前5周增長(zhǎng)速度較快，后面逐漸開始緩和。與株高不同的是，各處理的冠幅在生長(zhǎng)初期的差異已經(jīng)很顯著，其中初始冠幅最低的CK處理與初始冠幅最高的C3處理相差了3.80cm。由圖3、4可知，CK處理的孔雀草冠幅不僅增長(zhǎng)速率慢，其增長(zhǎng)量也是各處理中最低，僅有10.96cm。C1處理雖然前期冠幅增長(zhǎng)速率高，但后期增長(zhǎng)速率大幅下降，生長(zhǎng)緩慢，增長(zhǎng)量也僅有12.16cm，是所有處理中最低的。C6、C7處理的孔雀草冠幅前期增長(zhǎng)速率快，后期速率稍微減緩但增長(zhǎng)仍然穩(wěn)定，其中C7處理的孔雀草冠幅增長(zhǎng)為各處理之最，達(dá)到14.94cm。C2、C3、C5處理的孔雀草冠幅生長(zhǎng)狀態(tài)相似，其增長(zhǎng)量與各期生長(zhǎng)速率相差均比較小。C5處理的孔雀草冠幅生長(zhǎng)情況略優(yōu)于C1、CK處理，但冠幅的增長(zhǎng)量與其他處理還有較大的差距。

2.3 不同園林廢棄物配比對(duì)孔雀草地上部、地下部干重的影響

圖3、4是各處理地上、地下部干重的變化情況。可以看出，各處理的地上部生長(zhǎng)量變化趨勢(shì)大致相同，均在第45～75天增長(zhǎng)較快。其中C1、CK處理的地上部生物量一直小于其它處理，但在前30d中差距較小，而在后60d中，差距逐步增大，在第90天時(shí)，C1、CK處理的地上部干重僅有3.06g、2.96g，比其它處理低10.47%～16.89%左右。C6、C7處理地上部生物量在初期質(zhì)量小，但后期長(zhǎng)勢(shì)迅速，增長(zhǎng)量大，到第90天時(shí)，超過(guò)了大部分處理，分別重3.44g、3.46g。C4處理地上部的生長(zhǎng)一直保持著優(yōu)勢(shì)，生長(zhǎng)平穩(wěn)，在第90天時(shí)達(dá)到3.51g，超過(guò)了其它處理。

與地上部的變化不同，各處理地下部干重的增長(zhǎng)一直較平穩(wěn)，前60d各處理差距也很小，一直到后30d，差異開始明顯。可以看出，C1處理的地下部生長(zhǎng)狀況一直較差，到第90天時(shí)，其地下部干重僅有1.95g。但同為地上部生長(zhǎng)情況不理想的CK處理，其地下部生長(zhǎng)卻較為良好，在第90天時(shí)，其地下部干重達(dá)到了2.47g，僅比生長(zhǎng)最為良好的C7處理低0.25g。C4、C7處理地下部的生長(zhǎng)依舊保持優(yōu)勢(shì)，在第90天時(shí)地下部干重分別達(dá)到了2.60g、2.72g，而地上部生長(zhǎng)不錯(cuò)的C2處理地下部生長(zhǎng)狀態(tài)一般，到第90天時(shí)甚至不如CK處理，僅有2.24g。

2.4 不同園林廢棄物配比對(duì)孔雀草開花的影響

圖5、圖6是不同處理的開花情況。可以看到，在前25d，C1處理的開花率較低，且5d內(nèi)增加量也最少，僅增加10%。后期成花量低，第40天時(shí)，每株也僅有3朵。C2處理與C4處理前20d開花率相同，但C2處理的增長(zhǎng)量要大于C4處理，且后期C2處理的成花量要遠(yuǎn)大于C4處理。C3處理與C5處理開花率相同，且C5處理的增長(zhǎng)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于C3處理，比C3處理多出15%;但C3處理與C5處理的成花量相當(dāng)。C6處理開花率較低，增長(zhǎng)速率也低，但是成花量高，5株共開19朵。C7處理開花率最高，到第25天時(shí)，開花率達(dá)到95%。后期成花量也大，每株可達(dá)4朵。CK組開花率雖低，但是增長(zhǎng)量卻很高，5d內(nèi)增長(zhǎng)了50%。不過(guò)后期成花量不如其余處理，5株僅共開13朵。

2.5 不同處理對(duì)孔雀草生長(zhǎng)的綜合影響

使用Topsis集成評(píng)價(jià)法對(duì)不同處理作為孔雀草栽培基質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)定。利用了株高、冠幅、生物量、開化狀況4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行接近程度的計(jì)算，理想解距離越小，負(fù)理想解距離越大，計(jì)算得到的與最優(yōu)處理的接近程度就越高。接近程度的數(shù)值越大，則綜合評(píng)價(jià)結(jié)果越好，反之則綜合評(píng)價(jià)結(jié)果越差。一般接近程度數(shù)值為0.8以上即被認(rèn)為是較好。不同基質(zhì)處理的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果如表3顯示。可以得出，不同處理基質(zhì)對(duì)孔雀草生長(zhǎng)品質(zhì)影響效果的綜合排名為C7（0.96）>C2（0.86）>C6（0.84）>C5（0.81）>C4（0.77）>C3（0.70）>C1（0.37）>CK（0.11）。

3 討論

泥炭因結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、質(zhì)地較輕、持水能力強(qiáng)、容重小、富含有機(jī)質(zhì)和腐殖酸等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代園藝產(chǎn)業(yè)中。但泥炭作為不可再生資源，大量開采會(huì)導(dǎo)致生態(tài)破壞，因此各國(guó)先后出臺(tái)了相關(guān)法律法規(guī)以限制泥炭的濫用。園林廢棄物富含有機(jī)質(zhì)及各營(yíng)養(yǎng)元素，經(jīng)堆肥處理后用于園藝植物的栽培，可有效促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育。

基質(zhì)性狀的好壞是決定植物生長(zhǎng)狀況良好與否的基礎(chǔ)，而植物生長(zhǎng)狀況的好壞也是基質(zhì)優(yōu)劣的最直觀地反映[16]。純園林廢棄物C1處理盡管養(yǎng)分充足，無(wú)論氮、磷、鉀全量養(yǎng)分或有效態(tài)養(yǎng)分含量都均高于C2～C7的復(fù)配處理，更是CK處理的1.1～14.5倍（表1），但其容重大，達(dá)到了0.315g·cm-3，基質(zhì)緊實(shí)，總孔隙度較小（表1），通氣透水性差，雖然有利于孔雀草的固定，但是并不利于根系的生長(zhǎng)。這從C1處理的根系干重可以得到證實(shí)，其根系干重均低于其它各處理（圖4）。因此，C1處理的較復(fù)配的其它處理（C2～C7）孔雀草株高生長(zhǎng)受阻，冠幅也伸展不開，成花量也低。C2與C5均為園林廢棄物與草炭的搭配處理，由于C2處理園林廢棄物體積比為75%，高于C5（50%），因此營(yíng)養(yǎng)更為豐富，植株生長(zhǎng)更好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證明了這點(diǎn)，C2處理的孔雀草不論是地上部的長(zhǎng)勢(shì)（圖1、2、3）還是開花情況（圖5、6），都優(yōu)于C5處理。C3與C6處理均為園林廢棄物與蛭石的搭配，園林廢棄物體積比分別為75%和50%。因此，C6處理的基質(zhì)容重更低，更加疏松多孔，其通氣持水能力要優(yōu)于C3處理（表1），因此C6處理的孔雀草根系更加發(fā)達(dá)（圖4），并且其株高（圖1）、冠幅（圖2）、成花量（圖5、6）等也都優(yōu)于C3處理，盡管C6處理基質(zhì)養(yǎng)分含量處理低于C3。相較于C2和C5處理，C3和C6處理基質(zhì)中以蛭石代替草炭，養(yǎng)分含量更低，因此導(dǎo)致地上部的生長(zhǎng)略差于C2和C5處理。

C4與C7處理均為園林廢棄物與草炭和蛭石三者的不同搭配。與其它處理相比，C4與和C7處理容重更低，孔隙度更高，通氣透水能力也更強(qiáng)，所以二者的根系以及地上部的生長(zhǎng)也比其它處理更占據(jù)優(yōu)勢(shì)。可能由于孔雀草喜酸[17]，因此pH值更低的C7處理的孔雀草生長(zhǎng)比C4更勝一籌。而常規(guī)草炭CK處理，雖然基質(zhì)容重低，通氣透水性能好，根系生長(zhǎng)也較好，但可能由于其養(yǎng)分含量偏低，孔雀草的生長(zhǎng)及開花情況卻不如其它處理。與CK相比，C7處理孔雀草生長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)更為明顯，其株高、冠幅、生物量及開花量分別提高了5.29%、30.87%、13.81%和53.85%。采用Topsis集成評(píng)價(jià)法對(duì)不同處基質(zhì)理孔雀草生長(zhǎng)的綜合評(píng)定結(jié)果也表明，C7處理的接近程度數(shù)值最大，達(dá)到了0.96，明顯高于其它所有基質(zhì)處理;其次為C2、C6和C5，其綜合評(píng)定的接近程度數(shù)值均高于0.8。因此可見(jiàn)，對(duì)孔雀草而言，其基質(zhì)適宜的園林廢棄物的添加比例為50%～75%，其中，以園林廢棄物與草炭、蛭石比列為2∶1∶1為孔雀草栽培的最優(yōu)基質(zhì)配比，也可作為常用草炭配方的替代基質(zhì)。

因此，園林廢棄物與草炭、蛭石進(jìn)行合理復(fù)配后，其物理性狀如總孔隙度及持水孔隙均有所改善，提高了基質(zhì)的通氣、透水與保水性能，更有利于孔雀草的生長(zhǎng)。這與園林廢棄物能夠有效促進(jìn)青蘋果竹芋和火焰火鶴的生長(zhǎng)[18]以及增加蟹爪蘭株高、冠幅以及生物量的增長(zhǎng)[19]的研究結(jié)論相一致。但由于園林廢棄物搭配的其它原料類型，以及栽培植物種類的差異，目前研究所得到的最適園林廢棄物的配比比例卻相差較大。田赟等認(rèn)為當(dāng)基質(zhì)中草炭與園林廢棄物的配比為1∶1的時(shí)候，最適合青蘋果竹芋的生長(zhǎng);當(dāng)基質(zhì)中草炭與園林廢棄物的配比在1∶1～7∶3之間時(shí)，能有效促進(jìn)火焰火鶴的生長(zhǎng)。宋倩等認(rèn)為蟹爪蘭的最佳基質(zhì)配比為園林廢棄物與草炭、蛭石比列為2∶1∶1。張強(qiáng)對(duì)矮牽牛、彩葉草的研究認(rèn)為[20]，栽培基質(zhì)中園林廢棄物的適宜添加比例為30%～50%，而本研究則認(rèn)為添加的比例可以更高，可達(dá)到50%～75%。這可能與園林廢棄物搭配的其它原料的類型及性狀不同有關(guān)。由此可見(jiàn)，由于不同栽培植物生長(zhǎng)特性以及對(duì)基質(zhì)的性狀要求等的差異，其適宜的園林廢棄物基質(zhì)配方就需要根據(jù)具體的原料組成、植物的類型等具體條件進(jìn)行進(jìn)一步的研究和探索。

4 結(jié)論

不同配比園林廢棄物基質(zhì)對(duì)孔雀草株高、冠幅、生物量等影響均優(yōu)于純園林廢棄物和CK，說(shuō)明園林廢棄物與不同物料混合使用可以改善基質(zhì)的理化性質(zhì)，能夠促進(jìn)孔雀草的生長(zhǎng)。純園林廢棄物不宜作為孔雀草的栽培基質(zhì)進(jìn)行使用，需與其它原料進(jìn)行搭配。不同基質(zhì)配比中，以園林廢棄物與草炭、蛭石的比例為2∶1∶1的基質(zhì)栽培的孔雀草綜合評(píng)價(jià)數(shù)值較高，可作為生產(chǎn)上孔雀草栽培的替代基質(zhì)。

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（責(zé)任編輯 李媛媛）

收稿日期：2020-09-04

基金項(xiàng)目：江蘇省科技廳農(nóng)業(yè)重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：BE2018321）;江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：PAPD）

作者簡(jiǎn)介：張程（1997-），男，碩士。研究方向：廢棄物再利用;通訊作者朱詠莉（1976-），女，博士，研究員。研究方向：生物質(zhì)廢棄物資源利用。