断根和施用改良基质对天桥绿化三角梅生长的影响*

刘悦明 叶少萍 李 铤 郑富海 张俊涛 伍成厚

（广州市林业和园林科学研究院，广东 广州 510405）

三角梅Bougainvillea glabra 又名叶子花、九重葛、簕杜鹃、宝巾花等，属紫茉莉科Nyctaginaceae、叶子花属Bougainvillea 常绿攀援灌木，喜阳光充足、温暖湿润的气候环境，适应性强[1]。三角梅品种多样，且花色多姿、花期长，是华南地区重要的观赏植物，目前被广泛应用在立体绿化、庭院绿化、盆景造型等方面[2-3]。天桥绿化是城市立体绿化重要的应用形式[4]。城市立交桥、人行天桥常常面临立地条件差、汽车废气和粉尘污染等问题，加之种植空间有限、植物蒸腾作用强、养护要求高等限制因素，绿化效果常常面临极大的挑战[5]。三角梅由于具有观赏价值高、抗逆性强、耐修剪、花期较长、养护成本较低等特点，非常适合应用在天桥绿化中，在广州、深圳、福州、厦门等城市天桥绿化中应用广泛[5-7]。

根系是植物固定生长和吸收养分、水分的重要器官，庞大的根系有利于提高植物抗逆能力、营养物质吸收效率等[8-9]。研究发现，植物根系的生长容易受到环境因子例如水分、温度、土壤、光照等因素影响，当环境因子发生变化甚至出现胁迫时根系形态会随之发生改变[10]。容器育苗是园林苗木主要的栽培方式之一，具有苗木质量和规格容易控制、苗圃出圃率高、移栽过程中根系不易损伤等优点。然而，容器种植的植物不能形成在自然状态下的完整根系，根系构型混乱，甚至出现根系畸形等问题，不利于其养分和水分吸收，最终影响植物的长势[11]。为解决容器栽种植物根系畸形等问题，研究学者对植物控根技术开展了大量的研究，目前已有报道的控根技术包括化学控根、物理控根和空气控根技术等[12]。

断根是物理控根的方式之一，主要是通过调控根系生长来改变植物生殖生长与营养生长、地上部与地下部过程，目前在经济林生产、农作物栽培、退化草地改良中应用较为广泛[13-14]。植物经过断根处理后，新根萌发较快，同时对养分物质的需求也会增加，因此研究人员通常会联合断根和施肥技术措施共同改善植物生长[15-17]。

国内天桥绿化一般使用悬挂式花箱栽种三角梅，花箱要求轻质且持久耐用，同时为减轻桥梁承重，花箱规格不宜过大，因此三角梅根系生长的空间非常有限，也容易出现根系盘旋和生长退化问题。此外，天桥绿化三角梅种植土使用年限延长，也容易出现有机质含量下降、肥力低、透气透水性变差等问题，从而影响了根系吸收效果，导致三角梅长势变差[5]。因此，天桥绿化三角梅养护需要重点关注根系生长和吸收代谢的变化。目前，国内研究学者采取调控三角梅生长的技术措施一般包括修剪、水肥控制、喷施调节剂等[7,18-19]， 对于天桥绿化三角梅根系生长退化问题及其改良措施的研究仍未见相关报道。因此，本研究以广州市海珠区海印桥小叶紫花三角梅Bougainvillea glabra‘Royal Purple’为研究对象，采用原位断根改良方法，研究断根和施用改良基质对三角梅生长及开花的影响，以期为提升天桥绿化三角梅养护技术提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试植物为小叶紫花三角梅，栽种在广州市海珠区海印桥自南往北方向护栏外侧（北纬23°06’55”～23°07’3”，东经113°16’58”～113°16’59”），种植年限约12 年。种植容器为塑料种植盆（长度97.5 cm×宽度37 cm×高度46 cm），由下往上依次为陶粒（厚度约5 cm）、隔网、土壤（种植土，厚度约20 cm），每个盆内栽种有2 株三角梅。

改良基质由园林废弃物腐熟堆肥、黄泥、花生麸按照一定比例配制而成，其基本理化性质为：pH 7.75，EC 2.28 mS·cm-1， 有 机 质 含 量为347.76 g·kg-1， 全N、 全P、 全K 含 量 分别 为30.72、3.90、8.01 g·kg-1， 水 解 性N、 有效P、 速 效K 含 量 分 别 为2 888.76 mg·kg-1、137.10 mg·kg-1、62.94 mg·kg-1。 复 合 肥，N:P:K=15:15:15，产自挪威海德鲁有限公司。

1.2 试验方法

本试验采用原位断根改良方法，设计3 组处理，以不断根、不施用改良基质为对照处理（标记为CK），以断根、不施用改良基质为T1 处理，以断根联合施用改良基质为T2 处理，每组处理选择连续排列的20 盆作为重复。2017 年2 月28 日进行现场处理，断根处理是对单个种植盆内2 株三角梅中间位置土壤和根系进行垂直切断，施用改良基质处理则是在断根处理后将中间位置种植土取出并更换为改良基质，改良基质用量为8 L/盆。为保证三角梅生长效果，每隔30 天追施复合肥一次，施肥量为30 g/盆。水分管理采用定时滴灌系统。

1.3 测定项目

试验第80 天时，每组处理随机选择5 盆统计三角梅生长指标，并采集根际土壤测定基本理化指标。各指标检测方法如下：

（1）叶片SPAD 值：采用SPAD-502 叶绿素计进行测定，每盆随机测定20 片成熟叶片SPAD 值的平均值作为该重复三角梅叶片SPAD 值。

（2）叶片养分含量：从单个种植盆内随机采集三角梅成熟新鲜叶片，经105 ℃杀青30 min、70 ℃烘干至恒重，测定叶片全N、全P、全K 含量。叶片经H2SO4-H2O2消煮法处理后，采用凯氏定氮法测定全N 含量，采用钼锑抗比色法测定全P 含量，采用火焰分光光度计法测定全K 含量[15]。

（3）根系生长指标：采集单个种植盆内2 株三角梅中间位置根际土壤，土壤样方尺寸为长度10 cm×宽度10 cm×深度20 cm。混匀后分别称取100 g 土壤，将鲜活根系筛分出来，测量根系干重、根系长度，每组处理采集5 个重复。

（4）花朵密度：以三角梅花朵面积占植株整体表面积的比例表示花朵密度[20]，每隔30 天统计一次，共计7 次。

（5）土壤理化性质分析：土壤pH 采用水土比5:1 浸提，pH 计测定；电导率（EC 值）采用水土比5:1 浸提，电导率仪测定；总孔隙度采用环刀法；水解氮采用碱解扩散法测定，有效磷采用碳酸氢钠浸提—钼锑抗比色法，速效钾采用乙酸铵浸提—火焰光度计法[21]。

1.4 数据处理与分析

采用IBM SPSS Statistics 21.0 软件对试验数据进行统计分析，对不同处理的三角梅叶片指标、根系生长指标、土壤理化指标进行单因素方差分析，并用LSD 法进行两两比较；图形绘制采用Excel 2010。

2 结果与分析

2.1 断根处理对三角梅叶片SPAD 值的影响

研究表明，SPAD 值可以间接反映植物叶片叶绿素含量与含氮量等[22-23]，因此本试验利用SPAD值评估三角梅叶片叶绿素含量。图1 结果显示，试验第80 天时，CK、T1、T2 处理三角梅叶片SPAD 值分别为53.74、49.88、48.66，其中T2 处理叶片SPAD 值显著低于CK 处理（P＜0.05）。

图1 第80 天时不同处理三角梅叶片SPAD 值Fig.1 The SPAD value of Bougainvillea glabra 'Royal Purple' under different treatments on the 80th day

2.2 断根处理对三角梅叶片养分含量的影响

从叶片养分含量来看，第80 天时三组处理三角梅叶片全N 含量最高，全K 含量次之，全P 含量最低（图2）。此外，不同处理之间三角梅叶片全N 含量差异显著（P＜0.05），其中CK 处理叶片全N 含量最高，较T1、T2 处理分别高出19.03%、9.01%；T2 处理叶片全N 含量较T1 处理则高出11.01%。T2 处理三角梅叶片全P 含量较CK、T1处理分别高出12.57%、22.93%，其中T2 与T1 处理之间差异达到显著水平（P＜0.05）。不同处理之间三角梅叶片全K 含量差异不显著（P＞0.05）。

表1 第80 天时不同处理三角梅根系干重和长度Tab. 1 The root dry weight and length of Bougainvillea glabra 'Royal Purple' under different treatments on the 80th day

表2 第80 天时不同处理三角梅根际土壤理化性质Tab. 2 The soil physical and chemical properties of Bougainvillea glabra 'Royal Purple' under different treatments on the 80th day

2.3 断根处理对三角梅根系生长的影响

本试验测定了第80 天时三角梅根系干重、根系长度，结果显示：T1 处理根系干重为0.82 g，分别较CK、T2 处理高出110.26%、74.47%；CK、T2 处理根系长度则分别较T1 处理高出27.76%、27.82%（表1）。然而，不同处理之间三角梅根系干重、根系长度差异均不显著（P＞0.05）。

2.4 断根处理对三角梅开花的影响

随着试验天数的增加，各组处理三角梅开花基本呈现出上升-下降-上升的变化（图3）。试验第180 天时，三角梅花朵密度明显增加，CK、T1、T2 处理花朵密度较第150 天时分别增加了38%、28%、44%，第210 天时花朵密度均达到最大值。从不同处理来看，除了第150 天，其余试验天数时各组处理之间差异均达到显著水平（P＜0.05）。其中，CK 处理三角梅开花较早，试验第30、60 天时花朵密度均显著高于T1、T2 处理（P＜0.05）。T2 处理第60 天时未见有开花，第90、120、180、210 天时花朵密度分别为51%、47%、76%、90%，均显著高于CK、T1 处理（P＜0.05）。

2.5 断根处理对三角梅根际土壤理化性质的影响

试验第80 天时，各组处理三角梅根际土壤pH在5.81～6.40 之间，EC 值在0.16～0.35 mS·cm-1之间；T2 处理土壤总孔隙度为49.86%，显著低于CK 处理（P＜0.05）；T2 处理土壤水解性N、有效P、速效K 含量均最高，CK 处理次之，T1 处理最低，但三组处理之间差异未达显著水平（P＞0.05，表2）。

图3 不同试验天数下不同处理三角梅花朵密度Fig.3 The flower density of Bougainvillea glabra 'Royal Purple' under different treatments on different experiment days

2.6 三角梅生长指标与根际土壤理化性质的相关性分析

图4 第80 天时三角梅叶片全N 与SPAD 值、全P 与土壤pH 相关性Fig.4 The correlation between total N contents and SPAD value, total P contents and soil pH of Bougainvillea glabra leaves on the 80th day

由图4 相关性分析结果可知，试验第80 天时三角梅叶片SPAD 值与叶片全N 含量呈极显著正相关（P＜0.01），与根际土壤总孔隙度呈显著正相关（P＜0.05）。此外，三角梅根际土壤pH 与叶片全P 含量负相关达到显著水平（P＜0.05），与根系长度正相关达到显著水平（P＜0.05）。

3 结论与讨论

一般地，断根处理会对植物根系造成直接的机械损伤，从而削弱老根、强壮根长势，促进须根的生长，最终影响植物营养元素的吸收代谢。断根作为一种用于提高产量的农艺措施，常常被应用在桃Prunus persica、苹果Malus domestica 等果树和小麦Triticum aestivum、花生Arachis hypogaea 等农作物生产中[13]。研究表明，断根处理也适用于林业和园林植物栽培，例如采用空气断根措施可以有效改善侧柏Platycladus orientalis 幼苗的根系形态特征，提高吸收面积，显著促进侧柏实生苗在生长早期快速发育[24]。大多数研究发现断根对植物根系生长表现出明显的促进作用，然而对地上部分生长的影响反而存在差异。陈强等[25]发现断根处理能够促进苗龄为5 年生的云南拟单性木兰Parakmeria yunnanensis 新侧根的萌发生长，但是对地上部分的生长反而产生了负效应，苗高、胸径和冠幅的生长量较不断根处理均大幅度下降。此外，断根处理能够增加银杏Ginkgo biloba 叶片N、P、K 元素的吸收，但是其生长高峰值反而较不断根处理推迟了15 天[26]。本研究结果显示，试验处理第80 天时，单一断根处理中三角梅根系干重较不断根处理增加了110.26%（P＞0.05），而叶片SPAD 值和全N、全P、全K 含量反而有所减少，其中叶片全N 含量显著减少了19.03%（P＜0.05），表明断根处理对三角梅叶片的生长尤其是N 元素的积累反而产生了一定的负效应。此外，本研究中第80 天时三角梅叶片SPAD值与全N 含量呈极显著正相关（P＜0.01），表明SPAD 值适用于评估三角梅叶片氮素营养水平。

植物断根后，根系暂时成为生长的中心，其恢复生长过程对水分、营养物质的吸收量也会随之增加[27]，因此实施植物断根处理的同时需要考虑土壤养分水平。研究表明，联合断根和施肥措施能够更好的改善根系土壤环境，例如增加土壤速效养分含量和促进土壤酶活[16]，从而影响植物长势。赵正雄等[15]发现断根追钾处理可明显促进烤烟K326 品种后期的生长。桂花和乌仁其其格[17]发现断根和施用菌肥显著增加了羊草Leymus chinense 群落物种丰富度指数、多样性指数和优势度指数，降低了均匀度指数。类似地，本研究发现与单一断根处理相比，第80 天时断根联合施用改良基质处理的三角梅根系长度增加了27.82%，结果与周克友等[27]研究类似；同时叶片全N、全P、全K 积累量均有所提高，尤其是全N、全P 含量分别显著增加了12.37%、29.73%（P＜0.05），然而SPAD 值、全N 含量反而显著低于不断根处理（P＜0.05）。本研究选用的改良基质含有丰富的有机质和较高的N、P、K 养分，对于断根处理下三角梅根系的恢复生长有一定的促进作用，但是对于三角梅根系恢复时期以及植株生长后期叶片生长尤其是养分积累的影响仍需要进一步明确。此外，相关性结果显示土壤pH 与叶片全P 含量呈显著负相关（P＜0.05），表明土壤pH 能够影响三角梅叶片磷元素的吸收，因此在断根处理时建议施用酸碱度适宜的改良基质。

近年来，三角梅已成为广州市立体绿化尤其是天桥绿化重点推广的品种之一，推动天桥绿化科学发展需要重点关注三角梅品种优选、栽培繁育、生理调控等技术领域，其中开花质量调控也是研究工作的重点方向之一。研究表明，营养是花芽分化及花器官形成与生长的物质基础，而断根处理通过影响植物营养吸收也会对开花产生影响。例如百子莲Agapanthus praecox ssp. orientalis 4 年生苗进行1/2 断根处理后，平均花期可以延长6 d、开花率提高15%，同时可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白含量均有不同程度的增加，由此推断出适当断根可以有效提高百子莲体内营养物质的积累，从而改善其开花品质[28]。与不断根处理相比，本研究中断根处理显著降低了第30、60 天时三角梅的花朵密度（P＜0.05），但是第90 天后花朵密度逐渐增加，尤其是断根联合施用改良基质处理第90、120、180、210 天时花朵密度均显著增加（P＜0.05），至第210 天时花朵密度达到90%。可以看出，联合断根和施用改良基质在调控三角梅花朵密度方面具有良好的效果。此外，随着试验天数的增加，三角梅的花朵密度呈现出上升—下降—上升的变化，推测可能与三角梅养分吸收以及潜在的环境因素等变化有关，后续仍需要进一步开展相关研究进行探讨。