夏季梨园菊科花卉绿肥化利用潜力评价

姚单君 张爱华 吴兴洪 冉斌 张钦 朱青 王文华 曹卫东 况胜剑

摘  要：目前菊科花卉大量應用于各种景观打造，本研究通过在梨园种植不同品种菊科花卉，探究其绿肥化利用潜力，同时筛选出较好的品种，为观光农业的可持续发展提供理论和实践基础。以7种常见夏季菊科花卉作为试验材料进行田间试验，通过对比菊科花卉的养分含量和积累量，以及对土壤养分的影响等得出其绿肥化利用潜力大小。结果表明，不同品种菊科花卉在整个生长期生长速率不同，在盛花期时油葵株高及根长均最大，分别为（193.17±20.71）、（18.43±3.72）cm。不同花卉开花性状及开花时间各不相同，但在盛花期时花序面积均能完全覆盖地面，具有较好的观赏价值。其中，油葵的花序面积最大，平均每个花序约为（0.088±0.010）m2，百日草花期最长，达107 d。各品种菊科花卉均能通过生长不断积累养分，百日草地上部分氮、磷、钾含量均最高，分别为（2.89±0.07）%、（0.53±0.03）%和（3.27±0.17）%。油葵单位面积干物质量、单位面积氮、磷、钾养分积累量及固碳量显著高于其他处理，分别为（18821.17±568.91）、（396.89±22.74）、（57.35±5.25）、（385.20±22.09）kg/hm2及（2820.96±84.49）g/m2。种植不同品种菊科花卉均能对土壤肥力产生不同程度的影响，显著提高土壤有机质，培肥土壤，提高土壤碱解氮、速效磷和速效钾的含量。综合各肥效指标及操作便利性得出，在梨园7个品种菊科花卉绿肥化利用潜力大小依次为：小葵子>高秆波斯菊>百日草>矮秆波斯菊>高秆硫华菊>矮秆硫华菊>油葵，因此，在梨园可选择种植小葵子、高秆波斯菊和百日草作绿肥化利用，兼顾美观和生态。

关键词：梨园;菊科花卉;绿肥化利用

中图分类号：S142      文献标识码：A

Abstract： Asteraceae flowers are widely used in various landscapes. The research aims to explore the potential of green manure utilization by planting different varieties of Asteraceae flowers in pear orchards， and choose out better varieties to provide theory and practice for the sustainable development of tourism agriculture. Seven common summer Asteraceae flowers were used as the experimental materials. The potential of green manure utilization was obtained by comparing the content and accumulation of nutrients and the effects on soil nutrients. The growth rate of different species of Asteraceae in different growth stages was different. The plant height and root length of oil sunflower were the highest at the blossom stage， which was （193.17±20.71） and （18.43±3.72）cm， respectively. The flower traits and flower blossom time of different flowers were different， but the inflorescence area could completely cover the ground during the blossom period， which had a good ornamental value. Among them， the inflorescence area of oil sunflower was the largest， and the average inflorescence was about （0.088±0.010）m2， and zinnia had the longest flowering period of 107 days. All varieties of Asteraceae flowers could accumulate nutrients in growth. The content of nitrogen， phosphorus and potassium of the aboveground part of zinnia was the highest， which was （2.89±0.07）%， （0.53±0.03）% and （3.27±0.17）% respectively. The dry matter quality， nitrogen， phosphorus and potassium nutrient accumulation and carbon sequestration per unit area of oil sunflower were significantly higher than that of other treatments， which was （18821.17±568.91） （396.89±22.74）， （57.35±5.25） and （385.20±22.09）kg/hm2， （2820.96±84.49）g/m2， respectively. Varieties of Asteraceae flowers could affect the soil fertility， and significantly improve soil organic matter， fertilize soil， and increase soil available nitrogen， available phosphorus and available potassium. Based on the comprehensive fertilizer efficiency indicators and the convenience of operation， the sequence of green manure utilization potential of seven species of Asteraceae in pear orchards was： small sunflower > high-pole cosmos > zinnia > dwarf cosmos > high-pole sulphur > dwarf sulphur > oil sunflower. Therefore， taking into account both the beauty and ecology， small sunflower， high-pole cosmos and zinnia could be plantedin the pear orchards.

由图2可得，各处理植株在6月上中旬陆续开始开花。高秆硫华菊最先进入初花期，油葵则最后，两者相差15 d，差异较为明显。同时，高秆硫华菊最先进入盛花期，百日草和油葵最后进入盛花期，与高秆硫华菊相差14 d。百日草开花总时长显著多于其他处理，为107 d，小葵子开花总时长最短，为34 d。百日草花期最后结束，持续开花到9月下旬，其余处理先后在7月中下旬结束花期，矮秆硫华菊花期结束最早。

2.2  不同处理的景观效应分析

盛花期不同处理植株数量及开花情况如表2所示。由表2可知，各个处理植株数量和开花情况均存在一定差异。其中，高秆波斯菊植株数量显著多于其他处理（P<0.05），为（345.33±20.95）万株/hm2，小葵子植株数量最少，为（41.33±10.41）万株/hm2;高秆硫华菊花序数最多，为（392.00± 20.00）万个/hm2，小葵子花序数最少，仅有（40.00±4.62）万个/hm2;油葵花序平铺面最大，为（47739.97±7057.73） m2/hm2，百日草花序平铺面最小，为（17842.65±463.5） m2/hm2。将植株数量、花序数、单个花序面积及花序平铺面积作相关性分析得出，单个花序面积与植株数量呈显著负相关（r=?0.709），花序数则与植株数量呈显著正相关（r=0.773），花序平铺面积与单个花序面积相关性最大，存在一定正相关关系。

2.3  不同处理植株养分积累效应分析

由图3可知，不同处理之间植株地上部分及根部氮、磷、钾含量均有一定差异，且各养分含量均为地上部分>根部，仅高秆硫华菊地上部分及根部钾含量无差异。其中，百日草地上部分氮、磷、钾含量显著高于其他处理（P<0.05），分别为（2.89±0.07）%、（0.53±0.03）%及（3.27±0.17）%，小葵子地上部分氮含量最低，为（1.96±0.05）%，高秆硫华菊地上部分钾含量最低，为（1.36±0.01）%;各处理植株根部磷含量没有差异，油葵根部氮含量显著高于其他处理（P<0.05），为（1.19±0.01）%，矮秆波斯菊根部钾含量最高，为（1.78±0.11）%。

根据图4和图5可得，不同处理植株（包括地上部分及根部）干物质积累量及氮、磷、钾养分积累量均存在不同差异。其中，油葵干物质积累量及氮、磷、钾养分积累量均显著高于其他6个处理（P<0.05），分别为（18821.17±568.91）、（396.89± 2.74）、（57.35±5.25）和（385.20±22.09） g/hm2，矮秆硫华菊干物质积累量及氮、磷、钾养分积累量均最低，分别为（1097.29±71.30）、（25.28±2.61）、（4.22±0.22）及（17.19±1.82） kg/hm2，且其干物质积累量及氮积累量显著低于其他处理（P<0.05）。可以看出，植株最终氮、磷、钾养分积累量受植株干物质量和氮、磷、钾养分含量的共同影响，但在本研究中与植株干物质量的相关性更大，呈显著正相关关系（r=0.992、r=0.977、r=0.975）。

2.4  不同处理地上部固碳能力分析

固碳是通过捕获碳并安全封存的方式来取代直接向大气中排放CO2的过程，也称为碳封存[17]。植物固碳主要通过光合作用同化吸收大量CO2，从而在一定程度上缓解气候变化所带来的危害[18]。本研究条件下，不同处理的固碳能力不同，从图6可得，不同处理之间植株固碳量差异较大。其中油葵固碳量显著高于其他处理（P<0.05），为（2820.96±84.49）g/m2，小葵子次之，为（1186.38± 18.66）g/m2，矮秆硫华菊固碳量显著低于其他6个处理（P<0.05），为（164.73±10.14）g/m2。其说明油葵固碳能力最强，能吸收更多大气中的CO2，形成自身物质。

2.5  不同处理对土壤养分的影响

由表3可知，各处理之间土壤理化指标均有一定差异。相对于基础土样，各处理碱解氮等理化指标存在不同的变化。其中，各处理土壤碱解氮含量均显著降低（P<0.05），小葵子降低最少，降低了7.6%，高秆硫华菊降低最多，降低了28.81%;百日草和油葵土壤有效磷含量显著提高（P< 0.05），高杆波斯菊、高杆和矮杆硫华菊则显著降低（P<0.05），各处理中百日草土壤有效磷含量最高，为（29.30±0.31）mg/kg，矮秆硫华菊含量最低，为（11.07±0.05）mg/kg;不同处理土壤速效钾含量均有不同程度提高，矮秆硫华菊增加最多，增加了108.3%（P<0.05），油葵增加最少，仅增加9.9%;各处理土壤缓效钾含量均显著降低（P<0.05），降低幅度较大，矮秆硫华菊降低最少，降低了45.65%，高秆波斯菊降低最多，降低了82.94 %;7个处理土壤有机质含量均显著增加（P< 0.05），百日草含量最高，增加到（48.13±0.12）g/kg，高秆硫华菊仅增加到（38.83±0.33）g/kg;除百日草外其他处理土壤pH均有不同程度降低，小葵子降低最多（P<0.05），为（5.00±0.04）。

3  讨论

大部分菊科植物都具有较高的观赏价值，应用于各种景观打造中，同时也富于较多的经济价值。百日草、波斯菊、硫华菊、小葵子、油葵均是具有较高观赏价值的菊科植物，应用范围广。本研究发现，在不同生长时期各个品种菊科花卉生长速率均有所不同，其中矮秆硫华菊最先达到生长线性期。在植株盛花期，油葵株高及根长均显著高于其他品种。根据这一性状，在梨园梨树平均树高为175 cm的情況下，种植除油葵以外的其他6个品种花卉作肥用较为适宜，不影响梨树生长的同时，也不妨碍果园的日常管理。

植物的开花性状是植物景观最重要的组成部分[19]，在梨园种植观赏花卉也应考虑其观赏价值。各品种花卉颜色均明亮鲜艳，观赏价值高。高秆硫华菊最先进入初花期，油葵最后，相差近半个月，百日草花期显著比其他几个品种长。百日草舌状花瓣数最多，矮秆及高秆波斯菊舌状花瓣数最少。油葵花序面积最大，矮秆硫华菊花序面积最小。高秆波斯菊单位面积植株数量最多，小葵子单位面积植株数量最少。2种波斯菊和2种硫华菊单位面积花序数显著多于百日草、小葵子及油葵，其中高秆硫华菊最多。油葵单位面积花序平铺面积最大，百日草单位面积花序平铺面积最小。通过作相关性分析得出的结果说明，随着植株密度的增加小区内花序数量增多，但单个花序面积则会逐渐减小，花序平铺面积相应地在一定程度上有所降低。综上所述，各个品种花卉虽然开花性状各不相同，但均具有较高的观赏价值，可根据开花时长、颜色、花序面积等不同方面的要求进行选择，而根据以上指标，在梨园种植这7种花卉均适宜。

花卉的绿肥化利用最主要的就是探究其自身养分的含量及积累。百日草地上部分氮、磷、钾含量均显著高于其他6个品种，小葵子地上部分氮含量最低，油葵根部氮含量显著高于其他处理，各个品种根部磷含量几乎无差异，矮秆波斯菊根部钾含量大于其他处理。作物生长发育是干物质与养分不断积累的过程，干物质与养分积累是作物产量形成的基础[20-21]。同时，有研究人员提出，植物自身每生成1 g干物质需要吸收固定大气中的CO2 1.63 g[22-23]。油葵单位面积干物质量显著高于其他处理，矮秆硫华菊最小。油葵单位面积氮、磷、钾养分积累量及固碳量也显著高于其他处理，矮秆硫华菊也为最小。相关性分析结果表明，单位面积养分积累量均与单位面积干物质量呈显著正相关关系，其影响力远远大于花卉自身养分含量。根据各个品种的养分积累能力，油葵绿肥化利用潜力为最大，其次是小葵子，再者则是高秆波斯菊、矮秆硫华菊的潜力最小。在观花期过后将其直接刈割覆盖或翻压入土，既达到了一定景观价值，也能夠有效培肥土壤。

作物的生长需要吸收土壤中的各种养分，但有些植物可以通过自身的生长降低土壤对磷的吸附和富集作用，还可以通过自身氧化还原过程，活化土壤中难以被利用的磷和钾[24]。有研究表明，在果园间作豆科、禾本科等作物能够增加土壤有机质，培肥土壤，提高土壤碱解氮、有效磷和速效钾的含量[12， 25]。本研究中种植不同菊科花卉也能在不同程度上提高土壤中速效钾含量，从而降低缓效钾含量，其中矮秆硫华菊活化土壤中钾的能力显著大于其他处理，百日草和油葵能更加有效活化土壤中的磷。同时，7个品种花卉均能显著提高土壤有机质含量，这可能是由于凋落物的腐解，有待进一步深入研究。

综上所述，各品种花卉开花时间、花的性状各不相同，但在盛花期时花序面积均能完全覆盖地面，而在干物质及养分积累量上，油葵优势明显，小葵子次之，矮秆硫华菊最小，百日草及油葵可明显活化土壤中的磷，矮秆硫华菊能更加有效地活化土壤中的钾，百日草次之。同时结合梨园果树平均树高，在梨园7个品种菊科花卉绿肥化利用潜力大小依次为：小葵子>高秆波斯菊>百日草>矮秆波斯菊>高秆硫华菊>矮秆硫华菊>油葵。因此，在梨园种植小葵子、高秆波斯菊及百日草作绿肥化利用均较为适宜。

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