不同基质配比及营养配方对天竺葵·矾根·草莓生长和观赏性的影响

邹 凌，阳纯艳，赵培飞，田 敏，施自明，王心潮，陆 琳，苏 艳*

(1.云南省农业科学院花卉研究所，云南昆明 650205；2.国家观赏园艺工程技术研究中心，云南昆明 650205；3.砚山县农业技术推广中心，云南砚山 663100)

随着我国城市化进程的日益加快，高层建筑的不断增加，改善城市绿化对城市生态问题的解决具有重要意义。垂直绿化是城市立体绿化的重要表现之一，在我国多数城市中有所体现，有利于城市美化和城市规划工作的深入开展。垂直绿化主要由以下几个部分构成：绿色植物、维护设备与硬件(浇灌设备)、栽培基质(土壤、水或无土基质)。由于垂直绿化栽培模式与其他模式有显著的区别，因此，该模式对栽培基质有一定的要求，如生长基质需要有较好的稳固性，要考虑到建筑物的承重以及种植的养护和维护难度，还要求具有重量轻、较好的保水、养分缓释及良好的透水透气性等特点。不同栽培基质如土壤、草炭、腐殖土、珍珠岩、椰槺、锯木屑的物理和化学特性均不相同。因此选择适合垂直绿化的栽培基质一直是该领域的研究重点。在可移动垂直绿化容器育苗中，美女樱和小叶卫矛最佳基质配方为4 cm椰丝1份、腐殖土6份、园土4份；矮麦冬的最佳基质配方为2 cm椰丝1份、腐殖土9份、园土4份和珍珠岩3份或者6 cm椰丝1份、腐殖土9份、园土2份；萝藦幼苗在园土、草炭和蛭石以体积比4∶2∶4配制而成的混合基质上生长情况较好；与稻壳炭和木屑炭相比，以泥炭、椰砖作为基质主成分的混合基质保肥性最佳。

天竺葵(sp.)、矾根(sp.)、草莓(×)是常见的绿化植物，易管护，可以作为垂直绿化植物。植物的生长离不开对大、中、微量元素的摄取。天然土壤中含有一定量的大、中、微量元素。因此将土壤作为垂直绿化植物栽培基质的一个组分有利于植物的生长；但土壤的容重通常显著大于各种无土基质，如椰槺、草炭、腐殖土、珍珠岩。因此土壤的添加必然会加重整个垂直绿化体系。椰槺、草炭、腐殖土、珍珠岩容重相比土壤较轻；然而，无土基质如椰槺、草炭、腐殖土各营养元素的含量与土壤相比较少，因此，如果将无土基质作为垂直绿化植物的物理支撑，添加足够的各种营养元素才能让植物正常生长。因此，摸索优化的不同栽培基质组分配方和营养管理对垂直栽培绿化体系非常重要。笔者探索不同椰槺、草炭、腐殖土、珍珠岩组分的比例对容重和天竺葵、矾根、草莓生长的影响，通过比较大、中、微量元素的水溶肥配方与缓释肥对植物生长的影响，以期找到重量轻、易维护、观赏性好的垂直栽培体系。

1 材料与方法

试验包含3种植物与2个因子。植物种类为天竺葵、草莓、矾根。2个因子分别是不同基质比例配比与不同肥料的应用。不同基质比例(体积比)为1份红土、2份椰槺、1份珍珠岩(A)；2份椰槺、1份腐殖土(B)；2份椰槺、1份草炭(E)。A处理为当前常用的垂直绿化栽培基质比例。不同肥料处理为缓释复合肥(Ⅰ)、水溶肥配方(Ⅱ)(表1)。按照以上比例将各栽培基质均匀地混合后，装入图1的栽培盒中。对于缓释复合肥处理，5 g缓释肥与栽培基质均匀混合后，装入栽培盒中，用清水浇灌直至栽培基质饱和。对于水溶肥配方处理，按表1中所示的量，将各肥料加入100 L清水中，待完全溶解后，浇灌至栽培盒中，直至栽培基质饱和。然后将处于同一生长阶段的各种植物移栽至栽培盒中。每一种植物与因子均有4个重复。每个重复中有2个植株。在持续60 d的试验过程中，所有植株均置于避雨的大棚中，每2～3 d用清水浇灌1次，每次浇灌至栽培盒底部有少量的水渗出。

表1 水溶肥配方中化学物质含量

栽培基质的理化性质及营养元素的测量。对于容重，首先将各栽培基质烘干，然后分别将红土与每种栽培基质装入1 L的容器中，装至基质与容器口齐平，不进行填压，而后称重，减去容器的重量后即为每种栽培基质的容重。用同样方法对按比例混合好的基质容重进行测量。依据中华人民共和国农业行业标准(NY/T)对混合后各栽培基质的理化指标，即电导率(EC)、酸碱度(pH)及各营养元素的有效态(表2)进行了测量。植株被收割后，对混合基质的EC再进行1次测定。

植株长势与观赏性的评估。在试验28 d时(第一生长阶段)，对天竺葵的观赏性指标包括株高、叶直径、植株冠幅，矾根的观赏性指标包括叶直径、植株冠幅进行测量。直径和冠幅的测量方法见图1，叶面直径具体方法为在1个植株上随机选取2片叶子，测量记录后取算术平均数；冠幅测量见图1C，为长×宽所得的面积表示。草莓的观赏性包括匍匐茎的数目与长度。长度的最终值为4根随机选取的匍匐茎的算术平均值。以上指标在试验56 d(第二生长阶段)重复测量一次。试验结束后，收割所有植株地上部分用于生物量的测量。

数据统计分析采用软件为。因变量：容重、基质理化指标、叶直径、植株冠幅、匍匐茎数目和长度、生物量。对因变量与自变量：不同基质比例配比、不同肥料所组成的矩阵进行方差分析。当<0.05，自变量对因变量的影响显著。post hoc分析则通过计算最小显著差异(L.S.D.)比对不同处理或因子间的平均值是否存在显著差异。

图1 试验设计(以天竺葵为例)Fig.1 Experimental design

2 结果与分析

由表2可见，在A、B、E基质按照比例混好后，由于各水溶肥的加入，含水溶肥II的各处理的EC显著大于含缓释肥I的各处理；除铵根离子外，含水溶肥II的各处理中各大、中、微量元素均显著大于含缓释肥I的各处理。pH在各处理间无显著差异，在5.6～6.0，属于中等酸性。在试验结束时，除B.I和B.II外，含水溶肥II的各处理与含缓释肥I的各处理，EC无显著差异。不同基质配方之间比较，配方E.I和E.II的EC值分别为1.12和1.37 mS/cm，显著高于配方A.I、A.II、B.I和B.II处理。

表2 不同比例混合基质的EC、pH及各营养元素含量

由图2可知，红土、腐殖土、草炭、椰槺的容重存在显著差异，椰槺的容重最小约为175 g/L，其他3种分别为草炭205 g/L，腐殖土245 g/L，红土440 g/L。对于混合后的基质，基质配方E(2份椰槺，1份草炭)的容重最小约为375 g/L，基质配方B(2份椰槺，1份腐殖土)为410 g/L，基质配方A(1份红土，2份椰槺，1份珍珠岩)为525 g/L。

注：不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)Note：Different small letters indicated significant difference between different treatments(P<0.05)图2 不同原料和配方组合的容重Fig.2 Bulk density of different raw materials and formula combinations

在生长的第一阶段(图3)，天竺葵叶直径组合B.II较大约为6 cm，显著大于A.I、A.II、B.I、E.I。矾根叶直径在不同组合之间差异不显著。草莓匍匐茎长度组合A.I、B.I、E.I较长在8 cm左右，B.II、E.II约为7 cm，A.II最短。在生长的第二阶段，天竺葵直径组合B.II、E.II约8 cm，其次为A.I、B.I、E.I，A.II直径最小约为5 cm。矾根叶直径在第二阶段，叶直径相比第一阶段显著增大，然而在不同组合之间，差异仍不显著。

天竺葵地上部分生物量A.II组合最低(图4)，约为2 g，显著低于其他组合。在B.I组合中，天竺葵地上部分生物量约为7 g。B.II、E.I组合的生物量最高，达10 g左右。A.I、E.II组合的生物量为9 g左右，但两者差异不显著。矾根地上部分生物量在不同组合之间差异不显著，但A.II、B.II、E.II组合的生物量约为18 g，略高于其他组合。草莓地上部分生物量组合B.II最高，约为1.8 g；草莓地上部分生物量组合E.II最低，约为0.75 g，显著低于B.II。

天竺葵株高组合A.II、B.I最矮(图5)，约为37 cm，显著低于其他组合。在其他组合中，天竺葵的株高均大于55 cm，组合B.II最高，达65 cm。天竺葵冠幅组合A.II最小，约为125 cm，组合B.I冠幅为260 cm，显著大于A.II；然而这2个组合显著小于其他组合，其他组合的冠幅均达375 cm以上，尤其是E.I达450 cm。矾根的冠幅A.I、B.I、E.I较小，为350～420 cm；组合A.II、B.II冠幅达500 cm以上，显著大于A.I、B.I、E.I。草莓匍匐茎数目组合B.I、B.II最多，每个植株达9个，其他组合每个单株为7个左右。

注：不同小写字母表示同一阶段不同处理间差异显著(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)图3 2个生长阶段植株在不同基质配方和肥料处理下的叶直径和匍匐茎长度Fig.3 Leaf diameter and stolon length of plants at two growth stages under different matrix formulas and fertilizer

注：不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)Note：Different small letters in the same column indicated significant difference between different treatments(P<0.05)图4 植株收割后不同基质配方和肥料处理组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：不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)Note：Different small letters in the same column indicated significant difference between different treatments(P<0.05)图5 植株收割时不同基质配方和肥料处理组合的株高、冠幅和匍匐茎数目Fig.5 Plant height，crown width and stolon number of different matrix formulas and fertilizer treatment combinations during plant harvesting

3 讨论

腐殖土、草炭、椰槺单独作为垂直绿化体系的栽培基质和红土比较具有轻便的优势。容重大的栽培基质在风力大的环境下有较强的固定效果。对于天竺葵、矾根、草莓而言，其植株尺寸较小，在室外垂直绿化栽培体系中受风力的影响小，所以无需容重大的栽培基质来固定。因此对于该研究的3种垂直绿化植物和其他尺寸小的植物种类而言，选择较为轻便的栽培基质是必然的趋势。不同无土栽培基质的理化性质存在明显差异，如CEC(cation exchange capacity，阳离子交换能力)反映栽培基质的保肥能力、孔隙度、pH、保水能力、容重等。在该研究中，配方A、B、E各组分均为无土栽培基质常用的比例。基质配方E(2份椰槺，1份草炭)与基质配方B(2份椰槺，1份腐殖土)的容重显著小于有红土的基质配方A。栽培基质的容重与CEC呈一定程度的正相关关系，在不同的基质配方中，应使用不同的肥料或者不同的施肥方案。如对于CEC和黏粒低的土壤，化肥和农药应“少量多次施”，对于CEC和黏粒高的土壤应“相对集中施用”。该研究中，在2个生长阶段，天竺葵与矾根叶的直径和草莓匍匐茎的长度，以及其最终的生物量、株高、冠幅、匍匐茎数目在不同栽培基质中未表现出明显差异。

在不同肥料处理中，使用水溶肥栽培基质的EC1值明显大于使用缓释肥基质的EC1值，表明水溶肥对营养水平的提高是快速明显的，而缓释肥中的营养元素还未得到充分的释放。该研究中的3种植物种类在不同栽培基质配方中对EC1值的提高有不同的反映，对于天竺葵，生长28 d时，在含有红土的基质配方A中，水溶肥的处理似乎抑制了其叶直径的增大，然而在基质配方B中，水溶肥促进了叶直径的增大，在基质配方E中，叶直径在缓释肥和水溶肥的处理中无明显差异；生长56 d时，不同配方基质EC2已经无明显差异，证明缓释肥中的养分随着时间的推移逐渐释放出来。从天竺葵最终的生物量来看，在基质配方A中，水溶肥处理对天竺葵有明显的抑制作用。Ku等研究表明对于盆栽的天竺葵而言，在用水溶肥时，必须让浇灌的水肥渗出20%～40%以排除过量的盐分以获得更大的叶面积，然而该研究并未界定出栽培基质中EC对天竺葵植株有抑制的门槛值。对于矾根而言，在试验过程中同一个生长阶段，矾根叶直径在不同处理中无显著差异，且其最终生物量在不同处理中也无显著差异；然而，在用水溶肥配方的处理中，矾根的冠幅显著大于缓释肥的处理。草莓在生长第一阶段明显受到水溶肥的抑制，这表明该研究中的水溶肥配方不适合该草莓品种的生长，这可能在很大程度上归结于栽培基质中EC值过高，该研究所用的水溶肥配方的EC值均高于1.0 mS/cm，高盐分对草莓生长产生了抑制作用。在生长的第二阶段，在同一种基质配方中，使用水溶肥的处理，草莓匍匐茎的长度仍低于使用缓释肥的处理；值得注意的是，在使用缓释肥的处理中，随着其中的营养元素得到了释放，在生长的第二阶段匍匐茎长度显著增加；在缓释肥处理中，在A、E基质配方中，草莓的生物量也大于使用水溶肥的处理；在B基质配方中，草莓的匍匐茎数目最多。

每一种栽培基质都有其特有的属性。不同植物生长的最佳环境也不同，如pH可以影响不同种类植物的生长。所以通过试验选择适合目标植物最适的基质配方和营养配方对于垂直绿化体系的推广具有重要意义。对于垂直绿化植物的观赏性而言，也与不同的植物种类和环境有关。对于该研究的3种植物作为垂直绿化植物，均无现成的观赏性标准，但植物的健康生长应是重要的一个指标。对于垂直绿化植物而言，其中一个重要的指标是这些植物所产生的表面积能够覆盖目标环境。因此，该研究评估了天竺葵与矾根的叶面积和冠幅或者草莓的匍匐茎长度和数目，叶面积、冠幅越大，匍匐茎数目越多越长，其观赏性越好。对于栽培基质配方的筛选，由于使用了无土栽培基质，由不同比例的腐殖土、草炭、椰槺所构成的基质配方B和E均比有红土的基质配方A轻便，有利于垂直绿化体系的养护，尤其是基质配方E最轻。该研究所使用的水溶肥配方明显不适合草莓的生长，然而对无土基质中的天竺葵与矾根而言，它们的观赏性都被水溶性配方提高。因此从栽培基质的轻便和观赏性角度，对于天竺葵，最佳的组合是E.II，即2份椰槺、1份草炭配合使用水溶肥配方。对于矾根，最佳组合也是E.II。对于草莓，最佳组合是B.I，是即2份椰槺、1份腐殖土配合缓释肥的使用。各种栽培基质的成本也存在差异。经调查，草炭的价格为3 000～4 000元/t，均价为3 500元/t(基于5家批发商报价)，椰槺为2 900～4 800元/t，均价为3 600元/t(基于4家批发商报价)，腐殖土价格为400～700元/t，均价为500元/t(基于4家批发商报价)。因此，含有腐殖土的基质配方B的成本最低。所以在以后的试验中可以尝试增加腐殖土的比例。

该试验共耗时56 d，选出了较为轻便以及观赏性更好的基质配方和肥料配方。垂直绿化栽培体系的选择仍有可以改善的方面，如对更轻便的基质配方的使用。肥水是保持植株后期健康生长的决定性因素，尤其是在垂直离地空间。肥水管理不到位，植株生长营养无法跟上，就会导致绿化效果差、周期短、后期更换成本高。对于肥料配方而言可以尝试水溶肥与缓释肥的结合使用，这样可以让水溶肥中营养元素的及时有效性在早期促进植物生长，缓释肥中营养元素的缓慢释放可以减少早期过高的EC值对植物的抑制作用，还可以减少后期补充肥料所需的人工。

4 结论

该试验研究不同基质配比及营养配方对矾根、天竺葵、草莓生长和观赏性的影响，结果表明，对于天竺葵与矾根而言，最佳的基质及营养配方组合是2份椰槺、1份草炭配合使用水溶肥配方，植株长势旺盛，观赏性最佳；对于草莓而言，2份椰槺、1份腐殖土配合缓释肥的使用为最佳组合。无土栽培技术有利于实现农业现代化，使得花卉种植生产不受自然环境的束缚，可以按照需求进行生产，能够最大程度地按数量化指标进行生产，利于实现农业机械化、自动化、规模化生产。