基于园林废弃物的孔雀草栽培基质配方研究

张程　黄雅洁　朱咏莉　李萍萍

摘 要：通过将腐熟后的园林废弃物与草炭、蛭石进行配比，研究不同配比基质对孔雀草生长的影响，为花草栽培基质的筛选并提高经济效益提供依据。试验结果表明，与传统的营养土相比，园林废弃物可以有效改善基质的理化性质，增加基质的养分以及总孔隙度，提高基质的通气透水能力，从而促进孔雀草株高、冠幅等生长。其中，园林废弃物与草炭、蛭石的体积比为2：1：1时，孔雀草的株高、冠幅、開花数量分别比对照提高了4.23%～6.76%，27.72%～31.19%，15.38%～92.31%，综合评价的接近程度为0.96，表明该配比为基于园林废弃物的孔雀草最优栽培基质配方。

关键词：园林废弃物;孔雀草;生长;综合评价;栽培基质

中图分类号：S318 文献标识码：A DOI：10.19754/j.nyyjs.20201015042

孔雀草（Tagetespatula）是菊科万寿菊属的一年生草本植物[1]，由于适应能力强，花色鲜艳，花量大，观赏期长，其已经逐步成为花坛、庭院、园林中栽植的主要花卉之一，尤其在五一、国庆等节日期间，常被大量使用[2]。现在园林上种植孔雀草的常用栽培基质为草炭或草炭复合物[3]，草炭因为其较高的稳定性、较强的持水能力和通气性能，是世界各国公认的最好的无土栽培基质之一[4]，但是，草炭作为一种不可持续发展的资源，过度开采会对当地生态环境造成极大破坏。因此，当务之急是寻找一种价格低廉、材料来源广泛、对环境无污染并且能够大规模生产的基质来代替草炭[5]。

长期以来，园林废弃物被视为固体垃圾而被人们忽视[6]。然而，随着进一步的研究发现，园林废弃物不仅包含着大量的纤维素、半纤维素、木质素以及不同成分的有机物，还包含了不少对植物生长有益的营养元素，并且其酸碱度适宜，适合用于不同植株的栽培[7]。目前，园林废弃物作为花卉基质的研究已有一些报道，如作为千日红[8]、百日草[9]、金盏菊[10]、向日葵[11]等的栽培基质。研究结果显示，园林废弃物堆腐后，与一定比例的草炭、蛭石等混合，能有效改善基质的通气性、持水能力以及养分供应能力，在一定程度上能促进植株的生长[12]，可以代替草炭作为栽培基质。尽管如此，由于不同植株生长习性和生理特点的差异，其所适合的园林废弃物比例并不相同，并且原材料的搭配不当会导致园林废弃物肥力不持久，影响植物后期的生长[13]。目前，针对不同的植物类型，其适宜的园林废弃物基质配方仍有待进行研究。

本文以发酵腐熟的园林废弃物为主要基质原料，通过与草炭、蛭石进行不同配比，并以常规草炭基质作为对照，研究不同园林废弃物配比基质对孔雀草生长的影响。为基于园林废弃物的草本花卉基质配方的筛选以及促进花卉生产的高效管理提供科学依据。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

园林废弃物来自于的园林废弃物处理中心，主要为枯枝落叶，经粉碎后添加1%的发酵箘剂，经堆制发酵而成。

试验所用草炭、蛭石、珍珠岩均购置于花草市场。草炭基本性状为：容重0.22g·cm-3，总孔隙度82.1%，通气孔隙27.2%，持水孔隙54.9%，pH6.2，EC值0.46ms·cm-1，有机碳38.4%，TN10.1g·kg-1、TP1.05g·kg-1、TK1.27g·kg-1。

1.2 试验方法

试验共设置8个处理，分别为C1（园林废弃物100%）、C2（园林废弃物∶草炭∶蛭石=3∶1∶0）、C3（园林废弃物∶草炭∶蛭石=3∶0∶1）、C4（园林废弃物∶草炭∶蛭石=3∶1∶1）、C5（园林废弃物∶草炭∶蛭石=1∶1∶0）、C6（园林废弃物∶草炭∶蛭石=1∶1∶0）、C7（园林废弃物∶草炭∶蛭石=

2∶1∶1）以及对照组CK（草炭∶蛭石∶珍珠岩=2∶1∶1），每个处理设20个重复。

选择生长一致的孔雀草幼苗移植入不同配比基质的花盆中进行定植，花盆直径120mm、低径85mm、高度90mm。从定植后开始，每7d随机选取5株进行株高、冠幅的测定;每15d随机选取3株进行植株地上、地下部分鲜重和干重的测定。在整个生长期定期浇灌清水，不施肥。定植20d后开始，每隔5d对每组的开花株数进行统计，并计算开花比例。定植30d后，每隔10d对每株的开花数进行调查，统计开花情况。表1、2为各处理基质的基本理化性状。

1.3 项目测定

孔雀草的株高、冠幅采用皮尺测量，每组测取多个数值，取平均值。孔雀草的生物量用分析天平称重。开花情况为人工计数。

基质基本理化性状的测定参考《土壤理化分析》[14]。

1.4 数据分析

采用Origin（2017）进行数据的统计以及作图。

采用Topsis集成评价法（简称优劣解距离法）对不同处理进行综合评定。将原始数据矩阵统一指标类型得到正向化的矩阵，对正向化的矩阵进行标准化处理以消除各指标量纲的影响，并找到有限方案中的最优方案和最劣方案，然后分别计算各评价对象与最优方案和最劣方案间的距离，获得各评价对象与最优方案的相对接近程度，以此作为评价优劣的依据[15]。本文利用各组的株高、冠幅、生物量以及开化状况进行Topsis集成评价运算，计算的接近程度数值越大，表示综合评价结果越好，反之则综合评价结果越差。

2 结果与分析

2.1 不同园林废弃物配比对孔雀草株高的影响

从图1可以看到，不同处理的孔雀草，其株高生长趋势大致相同，且在孔雀草移栽初期，各处理的株高差异较小，但随着生长的进行，各处理间的差异开始逐渐明显。其中，C1处理下的孔雀草植株始终较为矮小，其株高全期仅增长14.84cm;C4、C7处理下的孔雀草长势较好，一直领先于其它处理，且C4处理的孔雀草株高增长量最多，达到16.76cm。从株高生长的整体结果来看，C4、C7处理一直都高于其它各处理，C1处理的孔雀草，生长受阻，植株矮小。

2.2 不同园林废弃物配比对孔雀草冠幅的影响

从图2可见，各处理孔雀草的冠幅增长趋势大致相同，前5周增长速度较快，后面逐渐开始缓和。与株高不同的是，各处理的冠幅在生长初期的差异已经很显著，其中初始冠幅最低的CK处理与初始冠幅最高的C3处理相差了3.80cm。由图3、4可知，CK处理的孔雀草冠幅不仅增长速率慢，其增长量也是各处理中最低，仅有10.96cm。C1处理虽然前期冠幅增长速率高，但后期增长速率大幅下降，生长缓慢，增长量也仅有12.16cm，是所有处理中最低的。C6、C7处理的孔雀草冠幅前期增长速率快，后期速率稍微减缓但增长仍然稳定，其中C7处理的孔雀草冠幅增长为各处理之最，达到14.94cm。C2、C3、C5处理的孔雀草冠幅生长状态相似，其增长量与各期生长速率相差均比较小。C5处理的孔雀草冠幅生长情况略优于C1、CK处理，但冠幅的增长量与其他处理还有较大的差距。

2.3 不同园林废弃物配比对孔雀草地上部、地下部干重的影响

图3、4是各处理地上、地下部干重的变化情况。可以看出，各处理的地上部生长量变化趋势大致相同，均在第45～75天增长较快。其中C1、CK处理的地上部生物量一直小于其它处理，但在前30d中差距较小，而在后60d中，差距逐步增大，在第90天时，C1、CK处理的地上部干重仅有3.06g、2.96g，比其它处理低10.47%～16.89%左右。C6、C7处理地上部生物量在初期质量小，但后期长势迅速，增长量大，到第90天时，超过了大部分处理，分别重3.44g、3.46g。C4处理地上部的生长一直保持着优势，生长平稳，在第90天时达到3.51g，超过了其它处理。

与地上部的变化不同，各处理地下部干重的增长一直较平稳，前60d各处理差距也很小，一直到后30d，差异开始明显。可以看出，C1处理的地下部生长状况一直较差，到第90天时，其地下部干重仅有1.95g。但同为地上部生长情况不理想的CK处理，其地下部生长却较为良好，在第90天时，其地下部干重达到了2.47g，仅比生长最为良好的C7处理低0.25g。C4、C7处理地下部的生长依旧保持优势，在第90天时地下部干重分别达到了2.60g、2.72g，而地上部生长不错的C2处理地下部生长状态一般，到第90天时甚至不如CK处理，仅有2.24g。

2.4 不同园林废弃物配比对孔雀草开花的影响

图5、图6是不同处理的开花情况。可以看到，在前25d，C1处理的开花率较低，且5d内增加量也最少，仅增加10%。后期成花量低，第40天时，每株也仅有3朵。C2处理与C4处理前20d开花率相同，但C2处理的增长量要大于C4处理，且后期C2处理的成花量要远大于C4处理。C3处理与C5处理开花率相同，且C5处理的增长量要远远大于C3处理，比C3处理多出15%;但C3处理与C5处理的成花量相当。C6处理开花率较低，增长速率也低，但是成花量高，5株共开19朵。C7处理开花率最高，到第25天时，开花率达到95%。后期成花量也大，每株可达4朵。CK组开花率虽低，但是增长量却很高，5d内增长了50%。不过后期成花量不如其余处理，5株仅共开13朵。

2.5 不同处理对孔雀草生长的综合影响

使用Topsis集成评价法对不同处理作为孔雀草栽培基质进行综合评定。利用了株高、冠幅、生物量、开化状况4个指标进行接近程度的计算，理想解距离越小，负理想解距离越大，计算得到的与最优处理的接近程度就越高。接近程度的数值越大，则综合评价结果越好，反之则综合评价结果越差。一般接近程度数值为0.8以上即被认为是较好。不同基质处理的综合评价结果如表3显示。可以得出，不同处理基质对孔雀草生长品质影响效果的综合排名为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 讨论

泥炭因结构稳定、质地较轻、持水能力强、容重小、富含有机质和腐殖酸等特点，被广泛应用于现代园艺产业中。但泥炭作为不可再生资源，大量开采会导致生态破坏，因此各国先后出台了相关法律法规以限制泥炭的滥用。园林废弃物富含有机质及各营养元素，经堆肥处理后用于园艺植物的栽培，可有效促进植物的生长发育。

基质性状的好坏是决定植物生长状况良好与否的基础，而植物生长状况的好坏也是基质优劣的最直观地反映[16]。纯园林废弃物C1处理尽管养分充足，无论氮、磷、钾全量养分或有效态养分含量都均高于C2～C7的复配处理，更是CK处理的1.1～14.5倍（表1），但其容重大，达到了0.315g·cm-3，基质紧实，总孔隙度较小（表1），通气透水性差，虽然有利于孔雀草的固定，但是并不利于根系的生长。这从C1处理的根系干重可以得到证实，其根系干重均低于其它各处理（图4）。因此，C1處理的较复配的其它处理（C2～C7）孔雀草株高生长受阻，冠幅也伸展不开，成花量也低。C2与C5均为园林废弃物与草炭的搭配处理，由于C2处理园林废弃物体积比为75%，高于C5（50%），因此营养更为丰富，植株生长更好。实验结果也证明了这点，C2处理的孔雀草不论是地上部的长势（图1、2、3）还是开花情况（图5、6），都优于C5处理。C3与C6处理均为园林废弃物与蛭石的搭配，园林废弃物体积比分别为75%和50%。因此，C6处理的基质容重更低，更加疏松多孔，其通气持水能力要优于C3处理（表1），因此C6处理的孔雀草根系更加发达（图4），并且其株高（图1）、冠幅（图2）、成花量（图5、6）等也都优于C3处理，尽管C6处理基质养分含量处理低于C3。相较于C2和C5处理，C3和C6处理基质中以蛭石代替草炭，养分含量更低，因此导致地上部的生长略差于C2和C5处理。

C4与C7处理均为园林废弃物与草炭和蛭石三者的不同搭配。与其它处理相比，C4与和C7处理容重更低，孔隙度更高，通气透水能力也更强，所以二者的根系以及地上部的生长也比其它处理更占据优势。可能由于孔雀草喜酸[17]，因此pH值更低的C7处理的孔雀草生长比C4更胜一筹。而常规草炭CK处理，虽然基质容重低，通气透水性能好，根系生长也较好，但可能由于其养分含量偏低，孔雀草的生长及开花情况却不如其它处理。与CK相比，C7处理孔雀草生长的优势更为明显，其株高、冠幅、生物量及开花量分别提高了5.29%、30.87%、13.81%和53.85%。采用Topsis集成评价法对不同处基质理孔雀草生长的综合评定结果也表明，C7处理的接近程度数值最大，达到了0.96，明显高于其它所有基质处理;其次为C2、C6和C5，其综合评定的接近程度数值均高于0.8。因此可见，对孔雀草而言，其基质适宜的园林废弃物的添加比例为50%～75%，其中，以园林废弃物与草炭、蛭石比列为2∶1∶1为孔雀草栽培的最优基质配比，也可作为常用草炭配方的替代基质。

因此，园林废弃物与草炭、蛭石进行合理复配后，其物理性状如总孔隙度及持水孔隙均有所改善，提高了基质的通气、透水与保水性能，更有利于孔雀草的生长。这与园林废弃物能够有效促进青苹果竹芋和火焰火鹤的生长[18]以及增加蟹爪兰株高、冠幅以及生物量的增长[19]的研究结论相一致。但由于园林废弃物搭配的其它原料类型，以及栽培植物种类的差异，目前研究所得到的最适园林废弃物的配比比例却相差较大。田赟等认为当基质中草炭与园林废弃物的配比为1∶1的时候，最适合青苹果竹芋的生长;当基质中草炭与园林废弃物的配比在1∶1～7∶3之间时，能有效促进火焰火鹤的生长。宋倩等认为蟹爪兰的最佳基质配比为园林废弃物与草炭、蛭石比列为2∶1∶1。张强对矮牵牛、彩叶草的研究认为[20]，栽培基质中园林废弃物的适宜添加比例为30%～50%，而本研究则认为添加的比例可以更高，可达到50%～75%。这可能与园林废弃物搭配的其它原料的类型及性状不同有关。由此可见，由于不同栽培植物生长特性以及对基质的性状要求等的差异，其适宜的园林废弃物基质配方就需要根据具体的原料组成、植物的类型等具体条件进行进一步的研究和探索。

4 结论

不同配比园林废弃物基质对孔雀草株高、冠幅、生物量等影响均优于纯园林废弃物和CK，说明园林废弃物与不同物料混合使用可以改善基质的理化性质，能够促进孔雀草的生长。纯园林废弃物不宜作为孔雀草的栽培基质进行使用，需与其它原料进行搭配。不同基质配比中，以园林废弃物与草炭、蛭石的比例为2∶1∶1的基质栽培的孔雀草综合评价数值较高，可作为生产上孔雀草栽培的替代基质。

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（责任编辑 李媛媛）

收稿日期：2020-09-04

基金项目：江苏省科技厅农业重点研发项目（项目编号：BE2018321）;江苏高校优势学科建设工程资助项目（项目编号：PAPD）

作者简介：张程（1997-），男，硕士。研究方向：废弃物再利用;通讯作者朱咏莉（1976-），女，博士，研究员。研究方向：生物质废弃物资源利用。