谢贤聪,窦婧晗,周俊辉
(仲恺农业工程学院园艺园林学院,广东广州 510225)
苔藓植物是一种形态、结构相对简单的,具有初步根、茎、叶分化的绿色高等植物,与其他具有根、茎、叶分化的高等植物不一样的是,苔藓植物没有维管组织,没有真正的根,大多数苔藓植物的根部只起固定植株的作用,并有吸收功能,所以常见树木和石头上甚至墙壁上都会长苔藓植物,而这些地方并没有土壤[1]。
苔藓植物在自然界的分布广泛,作为陆地生态系统的重要组成成分之一,几乎存在于所有的生态系统中[2]。苔藓植物种类丰富,具有观赏价值的苔藓植物有很多,但目前在商业上有使用价值的苔藓植物种类却十分稀少,常见的有大灰藓(Bryum coronatum Schwaegr.)、白发藓(Leucobryyum chlorophyllosum)、金发藓(P.commune)等。苔藓植物可塑性强,可用来制作植物墙、微景观、苔玉等园艺产品,且观赏价值极高,同时苔藓植物的抗性好,少病虫害,既耐旱也耐涝,既耐强光也耐阴暗,十分适于家居养护。
苔藓涂鸦将苔藓和涂鸦巧妙结合起来,是一种将苔藓植物弄成碎片后与基质混合,在建筑墙体上进行一定的艺术设计,等苔藓植物碎片重新长成预期的形状和规模来进行绿化的园艺技术形式。
基于苔藓植物的养护简单、易生长、病虫害少、对生长环境要求低等优点,苔藓涂鸦在室内墙体的绿化上具有颇为可观的前景,其优势有:①成本低廉。苔藓植物的繁殖常用断茎或分株的方法进行大面积繁殖,由于苔藓植物繁殖速度快、养分要求低、易成活、易管理,其种植成本也相对较低。②养护简单。苔藓植物对于光照、养分、土壤等环境要求低,不需要太多的设备、材料进行养护。③苔藓植物的种类丰富,且各具特殊的形态,如白发藓(L.chlorophyllosum)、金发藓(P.commune)、匐灯藓(Plagiomnium cuspidatum)等,这给苔藓涂鸦提供了大量的原材料,不同的苔藓植物打造出来的苔藓涂鸦风格各异,能适应人群不同的需求。
目前对苔藓植物的生长分布与环境影响的研究较多,在商业和科研上对于苔藓涂鸦的应用以及研究极少,大多数关于苔藓涂鸦的资料为一些科普性文章,没有太多的科学依据。依据网上资料所记录的使用酸奶、啤酒、面粉等制作涂鸦的基质进行试验,最终因基质长菌污染导致苔藓植物死亡而失败,且由于添加了营养物,在养护过程中食物腐败产生恶臭味以及表面生蛆,严重影响环境。苔藓涂鸦的信息资料缺乏是导致苔藓涂鸦在商业应用上稀缺的主要原因之一。
影响苔藓涂鸦生长的因素有很多。不同苔藓植物对于不同环境的适应度不一,有些苔藓植物比较耐旱,如砂藓(Racomitrium canescens);有些苔藓植物比较喜湿润环境,如匐灯藓(P.cuspidatum);有些苔藓植物比较耐光照环境,如大灰藓(B.coronatum Schwaegr.)。在制作苔藓涂鸦时,根据周围环境选择合适的苔藓植物种类对于苔藓涂鸦的制作是否成功起着决定性的作用。此外,环境因素对于苔藓涂鸦的成功与否也是至关重要。Smith[3]认为,光照和水分条件是影响苔藓植物生长的2 个主要限制因子。苔藓植物的水分主要来源于大气,只有少部分来自其生长基质[4]。多数苔藓植物喜湿、不耐土壤干旱及空气干燥,对空气相对湿度的要求在65%以上[5]。水分不足会削弱苔藓植物的光合作用,降低其生物量的累积[6-7]。除了光照和水分外,环境中的温度、养分等因素均会对苔藓植物的生长造成影响。大多数苔藓植物光合作用最适温度范围为5~25℃[8]。苔藓植物对养分的依赖极低,低肥土壤或人工施肥土壤均不宜植藓[9]。
苔藓植物的断茎繁殖、片植、分株繁殖等研究成果较为成熟,市场上已经存在着部分苔藓植物的人工繁殖技术,这些都能够为苔藓涂鸦提供充分的理论基础。Shaw[10]发现,大部分苔藓植物的配子体在干燥粉碎后培养,1 个月内可以出现新的藓枝,3 个月后再生的植物体就可以覆盖全部栽培容器。陈彦芹等[11]采用孢子接种法和配子体断茎法及碎皮法对土生扭口藓的结皮形成进行了研究,认为在相同培养条件下碎皮法更有利于结皮盖度的形成。田桂泉等[12]发现,通过分株、撒茎叶法培养的真藓在1 个月后可以长满整个样地,繁殖过程靠原丝体生成配子枝进行。
试验场地位于广东省广州市白云区钟落潭镇仲恺农业工程学院内。试验期间,白天遮光处光照度在500~2000 Lux;湿度变化范围在70%~90%,午间湿度最低,集中在70%~80%;温度变化在22.5~28℃之间,较集中在24~27℃。白天光照处光照强度为3000~30000 Lx;湿度变化范围为60%~85%,午间湿度最低,集中在65%~75%之间;温度变化在23~28℃之间,较集中在25~27℃。
2.2.1 苔藓植物。大灰藓(Hypnum plumaeforme)、蕊型真藓(Bryum coronatum Schwaegr.)、树生真藓(Bryum sp.)。其中大灰藓采自广州市从化区南平村,蕊型真藓以及树生真藓采自仲恺农业工程学院白云校区。
2.2.2 涂鸦基质。黄泥取自广州市白云区仲恺农业工程学院内,土层深度20cm 左右;菜园土采自广州市白云区太和镇沙亭岗村菜地,为表层土。2 种土壤在进行试验前均用自来水浸泡且去除杂质。黄泥的pH 值范围为3.0~4.0,菜园土的pH 值范围为4.5~5.5。
2.2.3 涂鸦承载体。140g/m2的农用白色无纺布。
采用单因素试验,一共设置4 组试验,分别如下:
2.3.1 遮光条件下,3 种苔藓铺覆基质涂鸦后的生长状况。①苔藓制备。试验前于野外采集所需质量的苔藓,注意不能在雨天或下雨过后不久采集苔藓,此时苔藓吸水量大,质量也相对较大。在室内用剪刀剪取苔藓配子体,用分析天平称量0.2g/份的树生真藓碎片、0.35g/份的大灰藓碎片、0.8g/份的蕊型真藓碎片,备用。②基质制备。从野外采集黄泥置于桶中,加入一定量清水,搅拌成黄泥浆,去除泥浆中夹带的杂质,如枯叶、草根、石头、砂粒等,将泥浆静置一段时间至泥浆沉淀,去除上部澄清的水,取下层较为黏稠、颗粒较小的黄泥浆液。③试验操作。将0.1m×0.1m 大小的140g/m2白色无纺布浸泡于清水中至完全湿透,用烧杯量取30mL 的黄泥浆液均匀倾倒在无纺布上,分别在泥浆表面撒上事前称量好的树生真藓、大灰藓和蕊型真藓碎片,用手在苔藓表面轻轻按实,制成苔藓涂鸦,重复3次遮光。
2.3.2 光照条件下,3 种苔藓铺覆基质涂鸦后的生长状况。苔藓制备、基质制备与试验操作同2.3.1,将苔藓涂鸦放置于光照正常处进行正常养护。
2.3.3 遮光条件下,3 种苔藓与基质搅拌涂鸦后的生长状况。苔藓制备、基质制备同上。试验操作将0.1m×0.1m 大小的140g/m2白色无纺布,浸泡于清水中至完全湿透,用烧杯量取30mL 的黄泥浆液,将事前称量好的3 种苔藓配子体碎片均匀搅拌在泥浆里,将搅拌完全的泥浆均匀倾倒在无纺布上,制成苔藓涂鸦,重复3次。将苔藓涂鸦放置于遮光处进行正常养护。
2.3.4 遮光条件下,蕊型真藓铺覆在3 种基质上涂鸦后的生长状况。①苔藓制备。试验前于野外采集所需质量的苔藓,在室内用剪刀剪取苔藓配子体,用分析天平称量0.8g/份的蕊型真藓碎片,备用。②基质制备。同上。③试验操作。将0.1m×0.1m 大小的140g/m2白色无纺布浸泡于清水中至完全湿透,用烧杯分别量取30mL 的黄泥浆、菜园土浆以及黄泥浆∶菜园土浆=1∶1 的混合泥浆,并将3 种泥浆分别均匀倾倒在无纺布上,再分别在泥浆表面撒上事前称量好的蕊型真藓碎片,用手在苔藓表面轻轻按实,制成苔藓涂鸦,重复3 次。将苔藓涂鸦放置于遮光处进行正常养护。
每天下午对试验处理喷雾1 次,至无纺布与泥土浆液完全湿透,使用的水为长时间静置后的自来水,以降低自来水中的氯离子等物质对苔藓的毒害。养护过程中,设置透明塑料防水膜,防止雨水冲刷导致泥土浆液或苔藓流失,养护1.5 个月后对苔藓进行数据测量并记录。
将试验各处理苔藓用流水冲入烧杯中,并用玻璃棒充分搅拌,将泥土充分打散,使苔藓碎片不与泥土黏着,使用20g/m2规格的无纺布过滤,将滤渣再次置于烧杯中,加入自来水搅拌,如上反复操作几次,至滤渣中没有或很少有杂质与泥土,再用镊子将滤渣中剩余的少量杂质去除后,将滤渣置于吸水纸上,用吸水纸覆盖滤渣吸取滤渣表面水,最后用分析天平称量滤渣的重量,计算鲜重增长量以及重量密度增长量,并用Excel 记录数据。
采用Office2010 中的Excel 软件对原始数据进行并制图;采用SPSS17.0 中文版对数据进行多重比较。
3.1.1 遮光条件下,3 种苔藓铺覆基质上涂鸦后的生长状况分析。由表1 可知,遮光条件下不同苔藓的生长量差异较不明显。在经过1.5 个月的正常养护后,3 种苔藓的鲜重及重量密度都有明显的增长,其中增长量最大的是大灰藓,鲜重增长量为0.823g,重量密度增长量为82.300g/m2;树生真藓的鲜重及重量密度增长量最小,鲜重增长量为0.707g,重量密度增长量为70.700g/m2。可见,遮光条件下,相较于其他2 种苔藓,大灰藓的生长表现最为优异,蕊型真藓次之,树生真藓的生长表现最差。经方差分析,3 种苔藓的鲜重及重量密度增长量无明显差异,说明遮光条件对树生真藓、大灰藓、蕊型真藓的影响程度相近。
3.1.2 光照条件下,3 种苔藓铺覆基质上的涂鸦后生长状况分析。由表2 可知,在光照条件下养护1.5 个月,3种苔藓的鲜重及重量密度均有不同程度的增长,且三者之间差异显著,其中,树生真藓的生长状况最好,其鲜重增长量最大,为1.427g,重量密度增长量为142.700g/m2;大灰藓的生长状况次之,蕊型真藓的生长状况最差,其鲜重增长量仅为0.636g,重量密度增长量仅为63.600g/m2。可见,树生真藓相对于其他2 种苔藓更适应光照环境。
表2 光照条件下3 种苔藓铺覆基质上涂鸦后的生长状况
由表3 可知,经过搅拌在基质里的涂鸦操作的苔藓在遮光条件下养护1.5 个月后,大灰藓的生长状况最好,其鲜重增长量为1.607g,重量密度增长量为160.700g/m2;树生真藓的生长状况次之,蕊型真藓的生长状况最差,其鲜重增长量为0.765g,重量密度增长量为76.500g/m2。可见,经过基质搅拌的涂鸦后,在遮光条件下,大灰藓的生长状况依旧最好,而与未经过搅拌涂鸦组试验不同的是,蕊型真藓的生长状况最差。
表3 遮光条件下3 种苔藓分别与基质搅拌后涂鸦后的生长状况
由图1 可知,蕊型真藓在黄泥基质和黄泥∶菜园土=1∶1 的基质中涂鸦的鲜重及重量密度增长量的差距不大,无显著差异,但在菜园土基质涂鸦里的部分蕊型真藓生长状态较差,出现植株局部或整体褐化,生长受到抑制,甚至部分苔藓黑化死亡,导致其鲜重及重量密度增长量明显低于另外2 种基质。
图1 蕊型真藓(B.coronatum)在3 种基质中涂鸦的生长状况
参照网上资料中苔藓涂鸦的基质的配比,设置了5 种基质,其中,为探究有机物对苔藓的影响,采用了4种基质,即酸奶∶面粉=1∶1、黄泥∶面粉=1∶1、结水凝剂(水泡泡)∶面粉=1∶1。此外为保证基质中含有足够水分,减少人工浇水的次数,设置了黄泥∶水凝剂(水泡泡)=1∶1 的基质。结果前4 种基质表面均出现菌落,苔藓因真菌污染而死亡的情况。其中,酸奶∶面粉=1∶1 种基质表面出现的菌落数量及种类最多,黄泥∶面粉=1∶1 和结水凝剂(水泡泡)∶面粉=1∶1基质表面出现的菌落数量及种类较少。此外,含有酸奶的基质中出现了蛆虫,且产生腐败散发出臭味,严重影响环境;含有结水凝剂(水泡泡)的基质中因结水凝剂失水皱缩,基质整体面积缩小,苔藓也随着基质的面积缩小而全部挤压在一处,或者脱落。
多次的试验失败表明,无论是在基质中添加多菌灵抑或是在后期养护过程中定期喷施多菌灵溶液,均无法控制真菌的生长;且多菌灵的使用会对苔藓的生长造成影响,浓度过高甚至引起苔藓死亡。因此,在自然环境中使用酸奶、面粉等有机物质作为苔藓涂鸦的基质并不适宜,有机物质容易引起真菌污染,吸引苍蝇产卵、吸引蠕虫,同时在分解过程中产生一定热量,都会抑制苔藓的正常生长。
苔藓涂鸦具有观赏价值高、养护简易、适用性广、可塑性强等特点,非常适宜用作家庭园艺,同时,在公园、展区、街道墙体等场合也有着良好的表现。
试验中为了保证苔藓涂鸦能够与无纺布紧密贴合且在后期养护中不易脱落而选用了黄泥和菜园土2 种黏性较大的土壤,去除土壤中的杂质和大颗粒,能提高土壤的黏性,有效防止土壤干裂。
在后期养护过程中发现,2 种土壤在干燥后均会出现不同程度的龟裂,且黄泥的龟裂程度明显比菜园土高,但均不影响土壤与无纺布的贴合。此外,黄泥和菜园土2 种材料容易获取,且价格便宜,在苔藓涂鸦商业化后,能够极大程度减少基础材料费用。
试验表明,制作苔藓涂鸦时,遮光条件下可选择大灰藓进行制作,光照条件可选择树生真藓进行制作。这2 种苔藓均是广州的乡土种苔藓,能够在广州地区气候条件下正常表现,且树生真藓繁殖力极强,能在短时间内迅速繁殖,可推广运用于商品生产上。
大灰藓的生长则对光照的需求不高,在遮光条件下能更好地生长,而经过搅拌涂鸦后,在养护过程中其湿度要求相较于其他2 种苔藓更高,可推断较高的湿度环境对大灰藓生长有良好的促进作用。
蕊型真藓在菜园土中的生长状况明显比其他2 种基质的差,甚至出现部分苔藓碎片褐化死亡的现象。可能是菜园土经过耕作,有化肥、农药残留,所含的养分较高,不适合苔藓的生长。由观察可知,在自然状态下,蕊型真藓一般生长在一些较为贫瘠的地方,如石缝、砖缝、黄泥地等,这些地方的养分含量较低,说明蕊型真藓对养分的需求量极低,一定浓度的养分对蕊型真藓的生长有抑制作用。
总的来说,无论是在遮光或是光照环境下,蕊型真藓的生长状况均比树生真藓及大灰藓差。蕊型真藓属于直立型苔藓,大灰藓和树生真藓属于匍匐型苔藓。多数直立型苔藓在自然状态下主要以孢子进行繁殖,而匍匐型苔藓除了进行孢子繁殖外,还会产生侧枝,侧枝可形成一个新的植株。所以,一般情况下,匍匐型苔藓的繁殖速度更快,其总生物量的积累也越快。此外,一些小型的、匍匐生长的类群,可以通过其生长基质吸收养分和水分;但很多大型的、特别是直立生长的类群则需要通过空气、降水、林冠的淋溶等途径获得养分[8]。在苔藓涂鸦中,基质中的湿度高于空气中的湿度,匍匐型的大灰藓和树生真藓主要从基质中吸收水分和养分,而蕊型真藓主要从空气中吸收水分及养分,因此,大灰藓和树生真藓的鲜重及重量密度增长量会大于蕊型真藓。