不同配方基质理化性质对簕杜鹃营养生长的影响

樊 波，袁丽丽，史正军，蓝翠钰

（1.深圳市国艺园林建设有限公司，广东 深圳 518040；2.深圳市中国科学院仙湖植物园，广东 深圳 518004）

【研究意义】簕杜鹃（Bougainvillea spectabilis）是紫茉莉 科（Nyctaginaceae）叶子花属（Bougainvillea）的藤状灌木。因其耐旱喜光、苞片色彩奔放热烈，且可以四季繁花，是优异的园林观赏植物，在我国南方亚热带地区广泛种植，并被深圳等城市列为市花［1］，尤其近年来在华南地区各城市桥梁绿化等立体绿化得到广泛应用。簕杜鹃植株长势、营养状态与开花频率、开花期、开花密度等观赏效果有着密切关系［2］，适宜的栽培基质是保障簕杜鹃持续、健壮生长的关键；此外，在立体绿化中，栽培基质还决定着系统荷载、稳定性等关键参数。【前人研究进展】长期以来，簕杜鹃栽培多以园土、泥炭为栽培基质主料，但泥炭材料日趋枯竭，国内外已寻求用堆肥等材料逐渐代替［3-5］。同时，在城市园林绿化中，性状良好的园土资源也日益稀缺，可用资源多为深层土甚至渣土［6］，这为土壤改良或栽培基质配制材料选择提出更高的要求。由于簕杜鹃种植在华南地区各城市中应用规模巨大，其栽培基质原料应尽可能本土解决。已有研究表明园林废弃物堆肥可以代替泥炭用于植物盆栽基质使用［3-4,7-8］。【本研究切入点】以园林废弃物资源化循环利用为目标，以深圳城市区域普通土壤、园林废弃物堆肥为主料，并尝试添加新型材料园林废弃物生物炭，进行簕杜鹃栽培基质配方种植筛选试验，以期筛选出适宜深圳本地规模化应用的簕杜鹃栽培基质配方。【拟解决的关键问题】栽培基质是影响簕杜鹃生长的关键要素，本试验将自然土壤、园林废弃物堆肥、泥炭、生物炭、珍珠岩、椰糠、河沙等7 种材料按照不同比例配制成15 种混合基质，以簕杜鹃水红和小叶紫2 个品种为试验材料，分析不同基质配比对簕杜鹃营养生长的影响，以期为簕杜鹃栽培基质的选择提供参考，同时为园林废弃物的资源化循环利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试植物材料为簕杜鹃水红和小叶紫2 个品种1 年生扦插袋苗。供试基质配方原料包括土壤、园林废弃物堆肥、泥炭、生物炭、河沙、珍珠岩、椰糠等7 种。其中泥炭选用欧洲进口压缩包装产品，使用前用水浸泡至松散后自然晾干，生物炭为深圳本地产品，由园林粉碎树枝经过高温裂解制作而成。供试土壤为采自深圳观澜苗圃场的砂壤质赤红壤。

上述原料的主要理化性质为：土壤有机质含量15.1 g/kg，氮、磷、钾全量分别为0.80、0.33、17.1g/kg，pH 6.27，取样地自然状态下容重1.40 g/cm3；园林废弃物堆肥有机质含量36.8%，氮磷钾总养分3.35%，pH 7.3，水分含量32.64%；泥炭有机质67.2%，pH 5.1，含水率17.3%；生物炭有机碳含量607.90 g/kg、总氮12.20 g/kg、总磷4.32 g/kg、总钾15.64 g/kg，pH 10.10，含水率15%，电导率844 ms/cm，阳离子交换量7.43 cmol/kg，BET 比表面积9.22 m2/g；其他材料均为园艺栽培基质使用的普通规格。

1.2 试验方法

试验于2021 年2—7 月在深圳市部九窝精品簕杜鹃储备和控花基地生产大棚中进行，按供试材料不同体积配比设置15 个配方处理（T1～T15），T1 为土壤∶堆肥=8 ∶2，T2 为土壤∶堆肥=7 ∶3，T3 为土壤∶泥炭=7 ∶3，T4 为土壤∶堆肥∶珍珠岩=7 ∶2 ∶1，T5 为土壤∶堆肥=5 ∶5，T6 为土壤∶堆肥∶珍珠岩=5 ∶3 ∶2，T7 为土壤∶堆肥∶椰糠=5 ∶3 ∶2，T8 为土壤∶堆肥∶珍珠岩=5 ∶2 ∶3，T9 为土壤∶堆肥∶椰糠=5 ∶2 ∶3，T10 为土壤∶堆肥∶河沙=3 ∶4 ∶3，T11 为土壤∶堆肥∶泥炭∶河沙=3 ∶2 ∶2 ∶3，T12 为土壤∶堆肥∶泥炭∶河沙=3 ∶3 ∶2 ∶2，T13 为土壤∶堆肥∶生物炭=3 ∶5 ∶2，T14 为土壤∶堆肥∶生物炭∶椰糠=3 ∶4 ∶1 ∶2，T15 为土壤∶堆肥∶生物炭∶珍珠岩=3 ∶4 ∶1 ∶2，以未经改良的土壤为对照，每个处理5 次重复，每个重复1 盆。

2 个簕杜鹃品种均采用塑料花盆种植。花盆直径30 cm，深17 cm，每盆栽植1 株。试验于2021 年2 月25 日进行上盆栽植。苗木上盆前先小心将根系土球抖落去除，再用各处理配方土装盆固定并适当压实，上盆后浇透定根水。花盆底铺有一层陶粒，以便于排水。试验期间按照簕杜鹃苗期常规管理方法统一进行灌溉、施肥管理，其中灌溉根据土壤湿度变化3～5 d 灌施1 次，每月施复合肥（15-15-15）1 次。试验于2021 年7 月30 日收获，苗木生长期共约5 个月。

1.3 测定项目及方法

各处理基质按配方配制后，在植物装盆前对有机质（OM）、pH、全氮（TN）、全磷（TP）、全钾（TK）、碱解氮（AN）、有效磷（AP）、速效钾（AK）、EC 等化学指标进行测定；由于装盆初期基质物理结构一般不稳定，本试验在植物收获后用环刀取样，测定了稳定状态下基质容重（BD）、总孔隙度（TPR）等物理指标。上述指标测定方法借鉴国家林业标准（LY/T 系列）［9］。

上盆后定期进行植物生长指标观测，分别记录株高、冠幅、主径等形态指标，上盆当天测定原始数据，上盆后90 d（即3 个月生长期）测定第1 次数据，上盆后150 d（5 个月生长期）测定第2 次数据。株高和冠幅用卷尺测定，主径用游标卡尺测定，测定部位设定为距根部5 cm；同时，上盆后150 d 用SPAD-502PLUS 叶绿素仪测定1 次叶片SPAD 值，测定值为每株随机选取10 个完全展开叶片的平均值；植物收获后，即试验处理后150 d，每株随机采集约10 g 全株完全展开叶片，经干化、粉碎等预处理后，测定叶片的氮、磷、钾含量。叶片氮含量采用凯式定氮仪法测定，全磷含量采用钼锑抗比色法测定，钾含量采用原子吸收法测定［10］。

1.4 数据分析

运用Excel 2010 进行原始数据的记录和整理，采用DPS 数据处理系统 ［11］进行数据处理，运用最小显著差数法（LSD）进行不同配方处理间植株生长单项指标的差异显著性分析。通过植物上述形态、生理指标共7 个指标进行基于协方差法的主成分分析，对基质配方进行综合评价；采用Origin 2022 统计软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同基质配方的理化特性分析

从表1 可以看出，T1～T15 处理栽培基质种植前的初始有机质、全氮、碱解氮、速效钾的含量均高于CK，其中添加生物炭的T13～T15 处理全氮、碱解氮、速效钾的含量远高于其他处理；但与CK 相比，各处理全磷、全钾、有效磷变化趋势不一致。配方基质显然未直接提高土壤氮磷钾养分总体水平，这需要通过生长过程中定期施肥以满足植物对养分的需求。

就pH 值和EC 值而言，不同材料配比与CK相比变化趋势均不一致，其中pH 变化幅度在6.04～7.15 之间，属于弱酸性至中性，添加生物炭的T13～T15 处理pH 明显高于其他处理；EC 变化幅度在0.05～1.20 ms/cm 之间，pH 值和EC 值均符合一般植物正常生长要求［12］。

从表1 可以看出，经过5 个月栽培期的稳定状态基质容重分布在0.79～1.16 g/cm3之间，基质孔隙度分布在51.84%～63.82%之间，各处理均明显优于对照，其中添加椰糠、珍珠岩的T6～T9 处理容重表现较低，添加生物炭的T13～T15 处理总体表现为最低。说明在栽培基质中添加椰糠、珍珠岩或生物炭均能够有效降低土壤容重，有利于减轻种植系统荷载。

表1 不同处理基质种植前理化性质描述性统计Table 1 Descriptive statistics of physical-chemical properties of different substrates before planting

2.2 不同基质配方对簕杜鹃生长的影响

2.2.1 对植株株高的影响 株高作为植物形态学调查工作中最基本的指标之一，能够客观明确地表示植株生长的优劣，而冠幅则是用来衡量植物长势的参考标准，植株的株高和冠幅都能在一定程度上反映植物的生长状况。如图1 所示，生长3 个月后，簕杜鹃2 个品种CK 及T1～T15 处理株高与上盆后第1 次测量结果相比均有增长，尤其是水红品种株高增长幅度总体上较小叶紫大。其中水红T13 处理株高增长值显著高于其他大部分处理，达到15.84 cm；T5 处理增长幅度次之，但与大部分处理间差异不显著。小叶紫T3、T12、T15、T10 处理增长幅度平均值高于其他处理但差异不显著。

图1 水红与小叶紫株高增长值Fig.1 Plant height increases of Miss Manila and Sao Paulo

生长5 个月后，2 个品种各处理增长差异较3 个月时均有较大变化。其中水红T12 处理株高增长幅度显著高于其他大部分处理，达到22.40 cm；T5、T13、T15 处理株高增长幅度也较大。小叶紫T12 处理株高增长幅度显著高于其他大部分处理，达到21.40 cm，T11、T13、T15 处理增长幅度也较大。

由图1 生长3 月期和5 月期的株高差值可以看出，水红品种大部分处理前3 个月株高增长量高于后2 个月，但T12、T15 处理表现为后2 个月株高更快或持平；小叶紫品种则除CK 外整体表现为后2 个月株高生长明显加速，其中T12、T15、T13 处理生长最快。

2.2.2 对植株冠幅的影响 如图2 所示，生长3个月后，簕杜鹃2 个品种CK 及T1～T15 处理冠幅数据与上盆后第1 次测量结果相比均有所增长。其中水红T12 处理冠幅增长值显著高于其他大部分处理，为19.70 cm，T8、T10、T13、T15 处理也明显高于其他处理但与大部分处理间差异不显著；小叶紫T12、T13 处理冠幅增长值显著高于其他大部分处理，分别为24.85、26.65 cm。

生长5 个月后，2 个品种各处理增长差异较3 个月时区别不大。其中水红T12、T13 处理冠幅增长值显著高于其他大部分处理，分别达到25.20、23.45 cm，T5、T8、T10、T15 处理冠幅增长值也处于较高水平；同水红类似，小叶紫也是T12、T13 处理增长值显著高于其他大部分处理，分别达到33.85、35.85 cm，T5、T15 处理增长值也处于较高水平。

由图2 生长3 月期和5 月期的冠幅差值可以看出，水红品种和小叶紫品种大部分处理后2 个月冠幅增长较3 个月均变缓，但绝大部分处理冠幅变化均大于CK。水红品种T5、T13、T15 处理和小叶紫品种T15、T5、T11 处理后2 个月冠幅变化相对较大。

图2 水红与小叶紫冠幅增长值Fig.2 Crown width increases of Miss Manila and Sao Paulo

2.2.3 对植株主径的影响 如图3 所示，生长3个月后，簕杜鹃2 个品种CK 及T1～T15 处理主径与上盆第1 次测量结果相比均有所增长。其中水红T13 处理主径增长显著高于其他大部分处理，而小叶紫主径增长值各处理间差异不显著。

图3 水红与小叶紫主径增长值Fig.3 Main path increases of Miss Manila and Sao Paulo

生长5 个月后，小叶紫主径增长差异较3 个月时大于水红。其中水红还是以T13 处理增长最明显，但与其他大部分处理之间差异不显著；小叶紫T8、T13 处理主径增长较CK、T3、T8、T14处理具有显著差异，与其他处理之间差异不显著。

由图3 中生长3 月期和5 月期的主径差值可以看出，2 个簕杜鹃品种随时间主径增速趋势不一致，其中水红品种整体表现为后2 个月较前3个月速度减缓，但少数处理（T2、T14、T15）表现为大致持平或增加；小叶紫品种整体表现为后2 个月较前3 个月速度增加或大致持平。

2.2.4 对植株叶片SPAD 值的影响 图4 为水红和小叶紫在生长5 个月后的叶片SPAD 值。从图4 可以看出，水红和小叶紫2 个品种叶片SPAD值水平相差不大，均在30～50 范围内变化。而就不同处理来说，水红T15、T13、T12、T10 处理叶片SPAD 值显著高于其他处理，小叶紫T13、T14、T15 处理叶片SPAD 值显著高于其他处理，这与前期2 个品种的株高、冠幅增长值分析结果几乎一致，这一结果印证了这几个基质配比对簕杜鹃的生长具有一定的促进作用。

图4 水红和小叶紫叶片SPAD 值Fig.4 SPAD values in leaves of Miss Manila and Sao Paulo

2.2.5 对叶片氮磷钾含量的影响 从图5 可以看出，簕杜鹃2 个品种在各栽培基质中的叶片氮含量均显著高于CK，同时T13、T15 处理叶片氮含量均显著高于其他绝大部分处理，水红分别为1.72%和1.71%，小叶紫分别为1.98%和1.80%。水红T2、T14、T15 处理叶片磷含量明显高于CK及其他处理，但与绝大部分处理间差异不显著，最高为T2 处理，达到0.17%；小叶紫T13 处理叶片磷含量为0.23%，显著高于其他大部分处理，但与CK 差异不显著。水红和小叶紫2 个品种各处理间叶片钾含量几乎处于同一水平，绝大部分处理间差异不显著。

图5 水红和小叶紫叶片氮、磷、钾含量Fig.5 Conten ts of N,P and K in leaves of Miss Manila and Sao Paulo

2.3 不同基质配方对簕杜鹃生长影响的综合评价

由于植物生长各单项指标变化对不同配方的响应并不尽一致，本研究采用主成分分析及聚类分析法，选取上述植株株高、冠幅、主径、叶片SPAD 值、叶片氮磷钾含量等共7 个指标，分别针对水红簕杜鹃和小叶紫簕杜鹃种植的16 个基质配方处理（含对照）的种植适宜性进行综合评价。

主成分分析结果（表2）表明，两个品种簕杜鹃前3 个主成分累计百分率均分别达到99.64%和98.87%；其中第一主成分分别占到80.17%和75.77%。根据第一主成分得分（图6）对16 种基质配方进行排序，种植水红簕杜鹃的基质配方排序表现为T12＞T13＞T15＞T5＞T10＞T8＞T6＞T1＞T11＞T7＞T14＞T4＞T9＞T3＞CK＞T2，种植小叶紫簕杜鹃的基质配方排序表现为T13＞T12＞T15＞T5＞T11＞T10＞T7＞T14＞T6＞T8＞T4＞T1＞T3＞T9＞T2＞CK。

图6 簕杜鹃生长指标主成分分析第一主成分得分Fig.6 The first principal component scores of growth indices of Miss Manila and Sao Paulo

表2 簕杜鹃生长指标主成分分析特征值和贡献率Table 2 Characteristic value and contribution rate of principal component of growth indices of Miss Manila and Sao Paulo

3 讨论

本试验15 个处理的关键指标有机质、pH、EC、容重、孔隙度等均符合本地园林绿化种植土质量要求［12］，有机质、养分、孔隙状况较对照均有明显优化。但不同处理在生长过程中统一施肥、灌溉等管理的情况下，植物生长反应不一，说明基质配方选择对水红和小叶紫种植有着重要意义。

园林绿化废弃物堆肥富含有机质，质地疏松、通气良好、保水保肥［7,13］。本试验中用园林废弃物堆肥不同比例代替泥炭，即用土壤∶堆肥比7 ∶3（T2）与土壤∶泥炭比7 ∶3（T3）、用土壤∶堆肥∶河沙比3 ∶4 ∶3（T10）与土壤∶堆肥∶泥炭∶河沙比3 ∶2 ∶2 ∶3（T11）分别相比较，对簕杜鹃生长影响整体无明显差异，说明在簕杜鹃栽培中，可以用园林废弃物堆肥代替泥炭材料，这与曹静等［14］的研究结果一致。

生物炭是用树枝、农作物秸秆、稻壳等植物材料，通过高温裂解获得的生物质材料［15］。生物炭具有轻容重、多孔性和高阳离子交换量（CEC）特征，且富含碳和一定的养分，近年来受到国内外广泛重视，越来越多的被应用于污水净化［13］、土壤改良中［16-17］，甚至可替代泥炭作为栽培基质配料［18］，可有效改善栽培基质的保水、保肥性。本研究筛选出的T13 和T15 配方中均添加了由园林废弃物加工的生物炭，对植物生长促进效果显著；同时本研究结果表明，栽培基质中添加生物炭能够有效降低土壤容重，适宜桥梁绿化对荷载要求较高的栽培系统应用。应当注意的是，生物炭含有较高的碱性成分和含盐量，在用于土壤改良和基质配料时应控制用量［18-19］。本试验分别添加20%、10%、10%生物炭的T13～T15 处理基质pH 和EC 明显高于其他处理，但从配方筛选结果来说，10%、20%生物炭添加量是簕杜鹃栽培基质配制的适宜用量。

椰糠作为栽培基质被广泛应用于草本类农作物栽培上，一定比例的椰糠可以促进作物地上部分的生长［20-21］。本研究中，根据2 个簕杜鹃品种的生长表现以及不同基质配方对簕杜鹃生长影响的综合评价结果来看，土壤∶堆肥∶生物炭∶珍珠岩=3 ∶4 ∶1 ∶2 处理（T15）要优于土壤∶堆肥∶生物炭∶椰糠=3 ∶4 ∶1 ∶2 处理（T14），土壤∶堆肥∶珍珠岩=5 ∶2 ∶3 处理（T8）优于土壤：堆肥∶椰糠=5 ∶2 ∶3 处理（T9），说明作为簕杜鹃栽培基质的配料珍珠岩要优于椰糠。

4 结论

本试验结果表明，水红簕杜鹃表现最优的前3 个栽培基质配方是土壤∶堆肥∶泥炭∶河沙=3 ∶3 ∶2 ∶2（T12）、土 壤∶堆 肥∶生物炭=3 ∶5 ∶2（T13）、土壤∶堆肥∶生物炭∶珍 珠岩=3 ∶4 ∶1 ∶2（T15），同时 土壤∶堆肥=5 ∶5（T5）和土壤∶堆肥∶河沙=3 ∶4 ∶3（T10）也较适宜；小叶紫簕杜鹃表现最优的前3 个栽培基质配方是土壤∶堆肥∶生物炭=3 ∶5 ∶2（T13）、土壤∶堆肥∶泥炭∶河沙=3 ∶3 ∶2 ∶2（T12）、土壤∶堆肥∶生物炭∶珍珠岩=3 ∶4 ∶1 ∶2（T15），同时土壤∶堆肥=5 ∶5（T5）和土壤∶堆肥∶泥炭∶河沙=3 ∶2 ∶2 ∶3（T11）也较适宜。总体来说，园林废弃物堆肥可代替泥炭用于簕杜鹃栽培基质配制，适宜用量为40%～50%；同时，基质材料中添加10%、20%园林废弃物生物炭对簕杜鹃的营养生长有着明显促进作用。