3种地被植物可移动式垂直绿化栽培基质的筛选

时间：2024-05-24

商侃侃,胡永红,秦俊

（上海辰山植物园，上海 201602）

可移动式垂直绿化是国内外较新的城市垂直绿化技术，利用构架、栽培模块等设施附于构筑物，在栽植穴内种植便于更换的1—2年生草花或多年生低矮花灌木，替代传统的攀援植物绿化形式，在城市建筑物的墙面、围墙、栅栏、立柱和花架等方面具有广泛的应用价值［1-2］。植物的容器栽培技术和容器苗生产技术，即从苗木的繁殖、培育直至成型利用均在容器内进行，已经成为可移动垂直绿化应用的关键技术。因此，在可移动式垂直绿化配套体系研究中，栽培基质是绿化植物赖以生存和生长的基本条件，也是可移动式垂直绿化成功实施的关键［3］。

随着泥炭等自然资源的日益贫乏和特殊生境绿化的普及，采用人工栽培基质作为生长基质是可移动垂直绿化的必然趋势。屋顶绿化的栽培基质研究和产品成型相对较多，主要选用泥炭、蛭石、珍珠岩、浮石、煤渣、锯木屑等原料，配制成多种有机、无机复合型屋顶绿化基质［4-6］。调查发现，上海可移动式垂直绿墙应用的植物材料以多年生草本和小灌木居多，栽培基质主要为草炭、自然园土和珍珠岩的混合基质和自然园土两类，且常因浇灌导致基质流失［7］。因此，亟待开发与可移动垂直绿化植物相适应的栽培基质和应用技术。

本研究以可移动垂直绿化中应用较多的地被植物为对象，选择椰丝、腐殖土、珍珠岩和园土为原料，通过配比制备栽培基质，比较评价不同栽培基质对植物根系-基质的一体化成型时间和生长的影响，为可移动垂直绿化容器苗的培育和生产提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 植物材料

地被植物是对低矮覆盖地面的植物的统称，包括多年生草本，自播能力很强的少数一年生、二年生草本植物，以及低矮丛生、枝叶茂密的灌木和藤本、矮生竹类、蕨类等［8］。根据上海市可移动垂直绿化现状调查结果［7］，选择多年生草本美女樱（Verbena hybrida）和矮麦冬（Ophiopogon japonicus var.nana）以及常绿灌木小叶卫矛（Euonymus japonicus‘microphylla’）为研究对象，选择种植于A-100标准塑料盆中长势一致的一年生扦插苗。

1.2 基质原料

选择椰丝、腐殖土、园土、珍珠岩为基质配方原材料。椰丝可以使根与栽培基质更容易结合成一整体，从而实现植物根系-基质一体化。腐殖土由枯枝落叶经一年半的自然发酵而成，园土取自上海植物园种植用的黄壤土，可以为植物提供营养，珍珠岩为园艺常用基质，它们的理化性质见表1。

表1 配方基质原材料的理化性质Table 1 Physical and chem ical properties of raw materials for combined substrata

1.3 试验处理

选择椰丝、腐殖土、园土、珍珠岩为原材料进行四因素、三水平正交试验（表2），所有材料自然风干后按体积计算，以单位体积为1个计量单位。利用正交表L9（34）从81个试验点中挑选出有代表性的9个试验配方（表3）。每个配方重复8盆，于3月底种植地被植物，放置在上海植物园试验田，进行生长观测。

表2 试验方案的因素水平表Table 2 Factors and levels of experimental p lan

表3 试验方案的因素水平表Table 3 Factors and levels of experimental program

1.4 测定方法

基质-根系一体化成型时间于植物生长7 d后，每间隔1 d进行脱盆观察，以植物地上部分提起后，地下部分不以大块基质脱落或仅有少量细小基质掉落作为最快成型时间［3］。采用常规观测方法测定植物生长60 d后的株高、冠幅、分枝数、根长、生物量。

1.5 数据处理

采用极差分析法和综合评分法确定因素的优水平和最优水平组合［8］。各项指标按照实际试验值进行分析，先计算每个因素同一水平下试验值的实测值之和（Ki，i=1，2，3），再计算出同一因素不同水平间的极差Rj值。因素的主次由极差（Rj）的大小来衡量，极差大说明该因素对试验结果的影响较大；反之说明该因素对试验的影响相对较小。

采用隶属函数法对测定的一体化成型时间、株高、冠幅、分枝数、根长和生物量等指标进行标准化处理，获得0—1之间的试验平均值Xi，多指标综合评分法公式如下［8］：

综合评价指数 =（X1X2X3…Xk）1/K×100%

式中：Xi为第i项指标的试验平均值；K为指标数量。

2 结果与分析

2.1 栽培基质对一体化成型时间的影响

不同栽培基质处理下，3种地被植物的根系-基质一体化成型时间存在明显差异。极差分析结果表明（表4），美女樱一体化成型时间最短的配比为A2B3C3D3，各因素主次顺序为D、A、B、C；小叶卫矛一体化成型时间最短的配比为A2B3C3D3，各因素主次顺序为B、C、A、D；矮麦冬一体化成型时间最短的配比为A3B3C3D1，各因素主次顺序为B、D、A、C。可见，腐殖土和椰丝对地被植物的一体化成型影响较大，腐殖土含量越高、椰丝较长时，一体化成型时间较短。

表4 栽培基质对植物根系-基质一体化成型时间的影响Table 4 Effects of culture substrata on root-substrate integration molding time d

2.2 栽培基质对植物生长影响

不同栽培基质对3种地被植物的分枝数、株高、冠幅、根长、茎叶生物量和根系生物量产生明显影响（表5）。

极差分析结果表明，最适宜美女樱分枝的配比为A1B3C3D3，各因素主次顺序为A、C、D、B；最适宜根系生长的配比为 A2B1C1D3，各因素主次顺序为B、A、D、C；最适宜地上部分鲜生物量积累的配比为A2B2C3D1，各因素主次顺序为D、B、C、A；最适宜地上部分干物质积累A2B2C2D1，各因素主次顺序为D、C、A、B；最适宜根系鲜生物量积累的配比为A2B2C2D1，各因素主次顺序为A、D、C、B；最适宜根系干物质积累的配比为 A2B3C2D1，各因素主次顺序为 D、A、C、B（表5）。

对于小叶卫矛的生长，最适宜株高生长的配比为A1B1C3D2，各因素主次顺序为C、A、D、B；最适宜根系生长的配比为A3B3C3D1，各因素主次顺序为C、B、A、D；最适宜地上部分鲜生物量和干物质积累的配比为A2B2C1D1，各因素主次顺序为A、C、D、B；最适宜根系鲜生物量积累的配比为A2B2C3D1，各因素主次顺序为 B、D、C、A；最适宜根系干物质积累的配比为 A2B2C1D1，各因素主次顺序为 B、D、C、A（表5）。

对于矮麦冬的生长，最适宜冠幅生长的配比为A2B2C1D2，各因素主次顺序为A、D、C、B；最适宜根系生长的配比为A3B2C2D2，各因素主次顺序为C、B、A、D；最适宜地上部分鲜生物量和干物质积累的配比为A1B3C2D3，各因素主次顺序为B、A、C、D；最适宜根系鲜生物量和干物质积累的配比为A1B3C2D1，影响鲜生物量各因素主次顺序为B、D、A、C，而影响干物质的各因素主次顺序为D、B、A、C（表5）。

表5 栽培基质对美女樱、小叶卫矛和矮麦冬生长的影响Table 5 Effects of culture substrata on grow th of V.hybrid，E.japonicus‘m icrophylla’and O.japonicus var.nana

2.3 栽培基质综合评价

综合评分法评价4种基质3个处理水平对植物根系-基质一体化成型时间和生长影响，得到3种地被植物的栽培基质配方综合评价结果（表6）。综合得分极差分析可知，美女樱基质-根系快速成型的理论配比为A2B2C2D1，各因素主次顺序为D、A、C、B；小叶卫矛的理论配比为A2B2C3D1，各因素主次顺序为C、B、D、A；矮麦冬的理论配比为 A1B3C2D1，各因素主次顺序为 B、A、D、C。

换算成实际基质比例，美女樱的为4 cm椰丝10.0%、腐殖土67.5%、园土22.5%、珍珠岩0；小叶卫矛的为4 cm椰丝10.0%、腐殖土90.0%、园土0、珍珠岩0，矮麦冬的2 cm椰丝10.0%、腐殖土73.6%、园土16.4%、珍珠岩0。

表6 栽培基质对植物生长影响的综合评价Table 6 Overall evaluation of effects of culture substrata on plant grow th

3 讨论

基质的配比直接影响容器苗的生长和质量，也是可移动垂直绿化应用成功的关键［2］。本研究中不同配比基质对3种地被植物的一体化成型时间和植株生长的作用不同，三者的理想基质配比表明，地被植物栽培基质以椰丝长度2—4 cm为佳，要求腐殖土比例67.5%以上、园土相对较少，而珍珠岩的作用效果最差，这主要是由于不同基质原料的性质决定的［4，6］。

目前国内外使用最为广泛的为混合基质，无机基质一般很少含有营养，如岩棉、珍珠岩、蛭石、陶粒等；有机基质是一类天然或合成的有机材料，主要为草炭、苔藓、木屑、腐殖土、椰康、稻壳、蔗渣等，含有一定量的养分［4］。本研究中珍珠岩作为一种改良土壤物理性质的惰性材料，具有质地轻、无营养成分、不易分解等特点；而腐殖土在容重、总孔隙度、最大持水量、电导率等指标上接近甚至优于珍珠岩，且含有丰富的有机质、氮磷钾等养分，在发挥土壤物理结构改良的同时，更能提供养分被植物吸收并促进生长。同时，利用椰丝的纤维拉力作用和黄壤土的黏性，使其与根系更容易形成根土团，在植物生长早期就实现根系与基质的紧密结合，成为根系-基质一体化栽植，便于植物的更换和运输，这已经在景天科植物根系-基质一体化研究中得到证实［3］。

构架式垂直绿化形式种植基质类似于屋顶绿化和立体花坛的栽培基质，要求轻质、保水保肥性好等［2，9-10］。优良的园艺栽培基质一般要求容重为100—800 kg/m3，总孔隙度在75.0%以上，pH 6—7，具有一定的缓冲能力和稳定的C/N，能为植物生长提供适宜的水、肥、气、热根际环境，以保证植物良好生长［6］。国内外常用的处理方法主要采用堆肥技术，本次腐殖土由树枝落叶堆肥一年半后所得，各项理化指标达到或接近园艺栽培基质的一般要求，且在3种地被植物栽培中成为决定植物一体化成型和生长的关键因子。而调查发现，上海可移动式垂直绿墙的栽培基质主要为草炭、自然园土和珍珠岩的混合基质和自然园土两类，且常因浇灌导致珍珠岩等基质流失［7］。因此，可移动立体绿化的地被植物应用中，建议采用腐殖土替换草炭等不可再生资源，应用体积比例在67.5%以上，搭配少量2—4 cm椰丝以及黄壤土。