鄒 凌，陽純艷，趙培飛，田 敏，施自明，王心潮，陸 琳，蘇 艷*

(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所，云南昆明 650205；2.國(guó)家觀賞園藝工程技術(shù)研究中心，云南昆明 650205；3.硯山縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，云南硯山 663100)

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的日益加快，高層建筑的不斷增加，改善城市綠化對(duì)城市生態(tài)問題的解決具有重要意義。垂直綠化是城市立體綠化的重要表現(xiàn)之一，在我國(guó)多數(shù)城市中有所體現(xiàn)，有利于城市美化和城市規(guī)劃工作的深入開展。垂直綠化主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：綠色植物、維護(hù)設(shè)備與硬件(澆灌設(shè)備)、栽培基質(zhì)(土壤、水或無土基質(zhì))。由于垂直綠化栽培模式與其他模式有顯著的區(qū)別，因此，該模式對(duì)栽培基質(zhì)有一定的要求，如生長(zhǎng)基質(zhì)需要有較好的穩(wěn)固性，要考慮到建筑物的承重以及種植的養(yǎng)護(hù)和維護(hù)難度，還要求具有重量輕、較好的保水、養(yǎng)分緩釋及良好的透水透氣性等特點(diǎn)。不同栽培基質(zhì)如土壤、草炭、腐殖土、珍珠巖、椰槺、鋸木屑的物理和化學(xué)特性均不相同。因此選擇適合垂直綠化的栽培基質(zhì)一直是該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。在可移動(dòng)垂直綠化容器育苗中，美女櫻和小葉衛(wèi)矛最佳基質(zhì)配方為4 cm椰絲1份、腐殖土6份、園土4份；矮麥冬的最佳基質(zhì)配方為2 cm椰絲1份、腐殖土9份、園土4份和珍珠巖3份或者6 cm椰絲1份、腐殖土9份、園土2份；蘿藦幼苗在園土、草炭和蛭石以體積比4∶2∶4配制而成的混合基質(zhì)上生長(zhǎng)情況較好；與稻殼炭和木屑炭相比，以泥炭、椰磚作為基質(zhì)主成分的混合基質(zhì)保肥性最佳。

天竺葵(sp.)、礬根(sp.)、草莓(×)是常見的綠化植物，易管護(hù)，可以作為垂直綠化植物。植物的生長(zhǎng)離不開對(duì)大、中、微量元素的攝取。天然土壤中含有一定量的大、中、微量元素。因此將土壤作為垂直綠化植物栽培基質(zhì)的一個(gè)組分有利于植物的生長(zhǎng)；但土壤的容重通常顯著大于各種無土基質(zhì)，如椰槺、草炭、腐殖土、珍珠巖。因此土壤的添加必然會(huì)加重整個(gè)垂直綠化體系。椰槺、草炭、腐殖土、珍珠巖容重相比土壤較輕；然而，無土基質(zhì)如椰槺、草炭、腐殖土各營(yíng)養(yǎng)元素的含量與土壤相比較少，因此，如果將無土基質(zhì)作為垂直綠化植物的物理支撐，添加足夠的各種營(yíng)養(yǎng)元素才能讓植物正常生長(zhǎng)。因此，摸索優(yōu)化的不同栽培基質(zhì)組分配方和營(yíng)養(yǎng)管理對(duì)垂直栽培綠化體系非常重要。筆者探索不同椰槺、草炭、腐殖土、珍珠巖組分的比例對(duì)容重和天竺葵、礬根、草莓生長(zhǎng)的影響，通過比較大、中、微量元素的水溶肥配方與緩釋肥對(duì)植物生長(zhǎng)的影響，以期找到重量輕、易維護(hù)、觀賞性好的垂直栽培體系。

1 材料與方法

試驗(yàn)包含3種植物與2個(gè)因子。植物種類為天竺葵、草莓、礬根。2個(gè)因子分別是不同基質(zhì)比例配比與不同肥料的應(yīng)用。不同基質(zhì)比例(體積比)為1份紅土、2份椰槺、1份珍珠巖(A)；2份椰槺、1份腐殖土(B)；2份椰槺、1份草炭(E)。A處理為當(dāng)前常用的垂直綠化栽培基質(zhì)比例。不同肥料處理為緩釋復(fù)合肥(Ⅰ)、水溶肥配方(Ⅱ)(表1)。按照以上比例將各栽培基質(zhì)均勻地混合后，裝入圖1的栽培盒中。對(duì)于緩釋復(fù)合肥處理，5 g緩釋肥與栽培基質(zhì)均勻混合后，裝入栽培盒中，用清水澆灌直至栽培基質(zhì)飽和。對(duì)于水溶肥配方處理，按表1中所示的量，將各肥料加入100 L清水中，待完全溶解后，澆灌至栽培盒中，直至栽培基質(zhì)飽和。然后將處于同一生長(zhǎng)階段的各種植物移栽至栽培盒中。每一種植物與因子均有4個(gè)重復(fù)。每個(gè)重復(fù)中有2個(gè)植株。在持續(xù)60 d的試驗(yàn)過程中，所有植株均置于避雨的大棚中，每2～3 d用清水澆灌1次，每次澆灌至栽培盒底部有少量的水滲出。

表1 水溶肥配方中化學(xué)物質(zhì)含量

栽培基質(zhì)的理化性質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)元素的測(cè)量。對(duì)于容重，首先將各栽培基質(zhì)烘干，然后分別將紅土與每種栽培基質(zhì)裝入1 L的容器中，裝至基質(zhì)與容器口齊平，不進(jìn)行填壓，而后稱重，減去容器的重量后即為每種栽培基質(zhì)的容重。用同樣方法對(duì)按比例混合好的基質(zhì)容重進(jìn)行測(cè)量。依據(jù)中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NY/T)對(duì)混合后各栽培基質(zhì)的理化指標(biāo)，即電導(dǎo)率(EC)、酸堿度(pH)及各營(yíng)養(yǎng)元素的有效態(tài)(表2)進(jìn)行了測(cè)量。植株被收割后，對(duì)混合基質(zhì)的EC再進(jìn)行1次測(cè)定。

植株長(zhǎng)勢(shì)與觀賞性的評(píng)估。在試驗(yàn)28 d時(shí)(第一生長(zhǎng)階段)，對(duì)天竺葵的觀賞性指標(biāo)包括株高、葉直徑、植株冠幅，礬根的觀賞性指標(biāo)包括葉直徑、植株冠幅進(jìn)行測(cè)量。直徑和冠幅的測(cè)量方法見圖1，葉面直徑具體方法為在1個(gè)植株上隨機(jī)選取2片葉子，測(cè)量記錄后取算術(shù)平均數(shù)；冠幅測(cè)量見圖1C，為長(zhǎng)×寬所得的面積表示。草莓的觀賞性包括匍匐莖的數(shù)目與長(zhǎng)度。長(zhǎng)度的最終值為4根隨機(jī)選取的匍匐莖的算術(shù)平均值。以上指標(biāo)在試驗(yàn)56 d(第二生長(zhǎng)階段)重復(fù)測(cè)量一次。試驗(yàn)結(jié)束后，收割所有植株地上部分用于生物量的測(cè)量。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用軟件為。因變量：容重、基質(zhì)理化指標(biāo)、葉直徑、植株冠幅、匍匐莖數(shù)目和長(zhǎng)度、生物量。對(duì)因變量與自變量：不同基質(zhì)比例配比、不同肥料所組成的矩陣進(jìn)行方差分析。當(dāng)<0.05，自變量對(duì)因變量的影響顯著。post hoc分析則通過計(jì)算最小顯著差異(L.S.D.)比對(duì)不同處理或因子間的平均值是否存在顯著差異。

圖1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)(以天竺葵為例)Fig.1 Experimental design

2 結(jié)果與分析

由表2可見，在A、B、E基質(zhì)按照比例混好后，由于各水溶肥的加入，含水溶肥II的各處理的EC顯著大于含緩釋肥I的各處理；除銨根離子外，含水溶肥II的各處理中各大、中、微量元素均顯著大于含緩釋肥I的各處理。pH在各處理間無顯著差異，在5.6～6.0，屬于中等酸性。在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，除B.I和B.II外，含水溶肥II的各處理與含緩釋肥I的各處理，EC無顯著差異。不同基質(zhì)配方之間比較，配方E.I和E.II的EC值分別為1.12和1.37 mS/cm，顯著高于配方A.I、A.II、B.I和B.II處理。

表2 不同比例混合基質(zhì)的EC、pH及各營(yíng)養(yǎng)元素含量

由圖2可知，紅土、腐殖土、草炭、椰槺的容重存在顯著差異，椰槺的容重最小約為175 g/L，其他3種分別為草炭205 g/L，腐殖土245 g/L，紅土440 g/L。對(duì)于混合后的基質(zhì)，基質(zhì)配方E(2份椰槺，1份草炭)的容重最小約為375 g/L，基質(zhì)配方B(2份椰槺，1份腐殖土)為410 g/L，基質(zhì)配方A(1份紅土，2份椰槺，1份珍珠巖)為525 g/L。

注：不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)Note：Different small letters indicated significant difference between different treatments(P<0.05)圖2 不同原料和配方組合的容重Fig.2 Bulk density of different raw materials and formula combinations

在生長(zhǎng)的第一階段(圖3)，天竺葵葉直徑組合B.II較大約為6 cm，顯著大于A.I、A.II、B.I、E.I。礬根葉直徑在不同組合之間差異不顯著。草莓匍匐莖長(zhǎng)度組合A.I、B.I、E.I較長(zhǎng)在8 cm左右，B.II、E.II約為7 cm，A.II最短。在生長(zhǎng)的第二階段，天竺葵直徑組合B.II、E.II約8 cm，其次為A.I、B.I、E.I，A.II直徑最小約為5 cm。礬根葉直徑在第二階段，葉直徑相比第一階段顯著增大，然而在不同組合之間，差異仍不顯著。

天竺葵地上部分生物量A.II組合最低(圖4)，約為2 g，顯著低于其他組合。在B.I組合中，天竺葵地上部分生物量約為7 g。B.II、E.I組合的生物量最高，達(dá)10 g左右。A.I、E.II組合的生物量為9 g左右，但兩者差異不顯著。礬根地上部分生物量在不同組合之間差異不顯著，但A.II、B.II、E.II組合的生物量約為18 g，略高于其他組合。草莓地上部分生物量組合B.II最高，約為1.8 g；草莓地上部分生物量組合E.II最低，約為0.75 g，顯著低于B.II。

天竺葵株高組合A.II、B.I最矮(圖5)，約為37 cm，顯著低于其他組合。在其他組合中，天竺葵的株高均大于55 cm，組合B.II最高，達(dá)65 cm。天竺葵冠幅組合A.II最小，約為125 cm，組合B.I冠幅為260 cm，顯著大于A.II；然而這2個(gè)組合顯著小于其他組合，其他組合的冠幅均達(dá)375 cm以上，尤其是E.I達(dá)450 cm。礬根的冠幅A.I、B.I、E.I較小，為350～420 cm；組合A.II、B.II冠幅達(dá)500 cm以上，顯著大于A.I、B.I、E.I。草莓匍匐莖數(shù)目組合B.I、B.II最多，每個(gè)植株達(dá)9個(gè)，其他組合每個(gè)單株為7個(gè)左右。

注：不同小寫字母表示同一階段不同處理間差異顯著(P<0.05)Note：Different small letters in the same column indicated significant difference between different treatments at the same growth period(P<0.05)圖3 2個(gè)生長(zhǎng)階段植株在不同基質(zhì)配方和肥料處理下的葉直徑和匍匐莖長(zhǎng)度Fig.3 Leaf diameter and stolon length of plants at two growth stages under different matrix formulas and fertilizer

注：不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)Note：Different small letters in the same column indicated significant difference between different treatments(P<0.05)圖4 植株收割后不同基質(zhì)配方和肥料處理組合的地上部分生物量Fig.4 Aboveground biomass of different matrix formulas and fertilizer treatment combinations after plant harvest

注：不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)Note：Different small letters in the same column indicated significant difference between different treatments(P<0.05)圖5 植株收割時(shí)不同基質(zhì)配方和肥料處理組合的株高、冠幅和匍匐莖數(shù)目Fig.5 Plant height，crown width and stolon number of different matrix formulas and fertilizer treatment combinations during plant harvesting

3 討論

腐殖土、草炭、椰槺單獨(dú)作為垂直綠化體系的栽培基質(zhì)和紅土比較具有輕便的優(yōu)勢(shì)。容重大的栽培基質(zhì)在風(fēng)力大的環(huán)境下有較強(qiáng)的固定效果。對(duì)于天竺葵、礬根、草莓而言，其植株尺寸較小，在室外垂直綠化栽培體系中受風(fēng)力的影響小，所以無需容重大的栽培基質(zhì)來固定。因此對(duì)于該研究的3種垂直綠化植物和其他尺寸小的植物種類而言，選擇較為輕便的栽培基質(zhì)是必然的趨勢(shì)。不同無土栽培基質(zhì)的理化性質(zhì)存在明顯差異，如CEC(cation exchange capacity，陽離子交換能力)反映栽培基質(zhì)的保肥能力、孔隙度、pH、保水能力、容重等。在該研究中，配方A、B、E各組分均為無土栽培基質(zhì)常用的比例?；|(zhì)配方E(2份椰槺，1份草炭)與基質(zhì)配方B(2份椰槺，1份腐殖土)的容重顯著小于有紅土的基質(zhì)配方A。栽培基質(zhì)的容重與CEC呈一定程度的正相關(guān)關(guān)系，在不同的基質(zhì)配方中，應(yīng)使用不同的肥料或者不同的施肥方案。如對(duì)于CEC和黏粒低的土壤，化肥和農(nóng)藥應(yīng)“少量多次施”，對(duì)于CEC和黏粒高的土壤應(yīng)“相對(duì)集中施用”。該研究中，在2個(gè)生長(zhǎng)階段，天竺葵與礬根葉的直徑和草莓匍匐莖的長(zhǎng)度，以及其最終的生物量、株高、冠幅、匍匐莖數(shù)目在不同栽培基質(zhì)中未表現(xiàn)出明顯差異。

在不同肥料處理中，使用水溶肥栽培基質(zhì)的EC1值明顯大于使用緩釋肥基質(zhì)的EC1值，表明水溶肥對(duì)營(yíng)養(yǎng)水平的提高是快速明顯的，而緩釋肥中的營(yíng)養(yǎng)元素還未得到充分的釋放。該研究中的3種植物種類在不同栽培基質(zhì)配方中對(duì)EC1值的提高有不同的反映，對(duì)于天竺葵，生長(zhǎng)28 d時(shí)，在含有紅土的基質(zhì)配方A中，水溶肥的處理似乎抑制了其葉直徑的增大，然而在基質(zhì)配方B中，水溶肥促進(jìn)了葉直徑的增大，在基質(zhì)配方E中，葉直徑在緩釋肥和水溶肥的處理中無明顯差異；生長(zhǎng)56 d時(shí)，不同配方基質(zhì)EC2已經(jīng)無明顯差異，證明緩釋肥中的養(yǎng)分隨著時(shí)間的推移逐漸釋放出來。從天竺葵最終的生物量來看，在基質(zhì)配方A中，水溶肥處理對(duì)天竺葵有明顯的抑制作用。Ku等研究表明對(duì)于盆栽的天竺葵而言，在用水溶肥時(shí)，必須讓澆灌的水肥滲出20%～40%以排除過量的鹽分以獲得更大的葉面積，然而該研究并未界定出栽培基質(zhì)中EC對(duì)天竺葵植株有抑制的門檻值。對(duì)于礬根而言，在試驗(yàn)過程中同一個(gè)生長(zhǎng)階段，礬根葉直徑在不同處理中無顯著差異，且其最終生物量在不同處理中也無顯著差異；然而，在用水溶肥配方的處理中，礬根的冠幅顯著大于緩釋肥的處理。草莓在生長(zhǎng)第一階段明顯受到水溶肥的抑制，這表明該研究中的水溶肥配方不適合該草莓品種的生長(zhǎng)，這可能在很大程度上歸結(jié)于栽培基質(zhì)中EC值過高，該研究所用的水溶肥配方的EC值均高于1.0 mS/cm，高鹽分對(duì)草莓生長(zhǎng)產(chǎn)生了抑制作用。在生長(zhǎng)的第二階段，在同一種基質(zhì)配方中，使用水溶肥的處理，草莓匍匐莖的長(zhǎng)度仍低于使用緩釋肥的處理；值得注意的是，在使用緩釋肥的處理中，隨著其中的營(yíng)養(yǎng)元素得到了釋放，在生長(zhǎng)的第二階段匍匐莖長(zhǎng)度顯著增加；在緩釋肥處理中，在A、E基質(zhì)配方中，草莓的生物量也大于使用水溶肥的處理；在B基質(zhì)配方中，草莓的匍匐莖數(shù)目最多。

每一種栽培基質(zhì)都有其特有的屬性。不同植物生長(zhǎng)的最佳環(huán)境也不同，如pH可以影響不同種類植物的生長(zhǎng)。所以通過試驗(yàn)選擇適合目標(biāo)植物最適的基質(zhì)配方和營(yíng)養(yǎng)配方對(duì)于垂直綠化體系的推廣具有重要意義。對(duì)于垂直綠化植物的觀賞性而言，也與不同的植物種類和環(huán)境有關(guān)。對(duì)于該研究的3種植物作為垂直綠化植物，均無現(xiàn)成的觀賞性標(biāo)準(zhǔn)，但植物的健康生長(zhǎng)應(yīng)是重要的一個(gè)指標(biāo)。對(duì)于垂直綠化植物而言，其中一個(gè)重要的指標(biāo)是這些植物所產(chǎn)生的表面積能夠覆蓋目標(biāo)環(huán)境。因此，該研究評(píng)估了天竺葵與礬根的葉面積和冠幅或者草莓的匍匐莖長(zhǎng)度和數(shù)目，葉面積、冠幅越大，匍匐莖數(shù)目越多越長(zhǎng)，其觀賞性越好。對(duì)于栽培基質(zhì)配方的篩選，由于使用了無土栽培基質(zhì)，由不同比例的腐殖土、草炭、椰槺所構(gòu)成的基質(zhì)配方B和E均比有紅土的基質(zhì)配方A輕便，有利于垂直綠化體系的養(yǎng)護(hù)，尤其是基質(zhì)配方E最輕。該研究所使用的水溶肥配方明顯不適合草莓的生長(zhǎng)，然而對(duì)無土基質(zhì)中的天竺葵與礬根而言，它們的觀賞性都被水溶性配方提高。因此從栽培基質(zhì)的輕便和觀賞性角度，對(duì)于天竺葵，最佳的組合是E.II，即2份椰槺、1份草炭配合使用水溶肥配方。對(duì)于礬根，最佳組合也是E.II。對(duì)于草莓，最佳組合是B.I，是即2份椰槺、1份腐殖土配合緩釋肥的使用。各種栽培基質(zhì)的成本也存在差異。經(jīng)調(diào)查，草炭的價(jià)格為3 000～4 000元/t，均價(jià)為3 500元/t(基于5家批發(fā)商報(bào)價(jià))，椰槺為2 900～4 800元/t，均價(jià)為3 600元/t(基于4家批發(fā)商報(bào)價(jià))，腐殖土價(jià)格為400～700元/t，均價(jià)為500元/t(基于4家批發(fā)商報(bào)價(jià))。因此，含有腐殖土的基質(zhì)配方B的成本最低。所以在以后的試驗(yàn)中可以嘗試增加腐殖土的比例。

該試驗(yàn)共耗時(shí)56 d，選出了較為輕便以及觀賞性更好的基質(zhì)配方和肥料配方。垂直綠化栽培體系的選擇仍有可以改善的方面，如對(duì)更輕便的基質(zhì)配方的使用。肥水是保持植株后期健康生長(zhǎng)的決定性因素，尤其是在垂直離地空間。肥水管理不到位，植株生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)無法跟上，就會(huì)導(dǎo)致綠化效果差、周期短、后期更換成本高。對(duì)于肥料配方而言可以嘗試水溶肥與緩釋肥的結(jié)合使用，這樣可以讓水溶肥中營(yíng)養(yǎng)元素的及時(shí)有效性在早期促進(jìn)植物生長(zhǎng)，緩釋肥中營(yíng)養(yǎng)元素的緩慢釋放可以減少早期過高的EC值對(duì)植物的抑制作用，還可以減少后期補(bǔ)充肥料所需的人工。

4 結(jié)論

該試驗(yàn)研究不同基質(zhì)配比及營(yíng)養(yǎng)配方對(duì)礬根、天竺葵、草莓生長(zhǎng)和觀賞性的影響，結(jié)果表明，對(duì)于天竺葵與礬根而言，最佳的基質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)配方組合是2份椰槺、1份草炭配合使用水溶肥配方，植株長(zhǎng)勢(shì)旺盛，觀賞性最佳；對(duì)于草莓而言，2份椰槺、1份腐殖土配合緩釋肥的使用為最佳組合。無土栽培技術(shù)有利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，使得花卉種植生產(chǎn)不受自然環(huán)境的束縛，可以按照需求進(jìn)行生產(chǎn)，能夠最大程度地按數(shù)量化指標(biāo)進(jìn)行生產(chǎn)，利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、自動(dòng)化、規(guī)?；a(chǎn)。