不同基质中4种电网塔基地被植物种子发芽与幼苗生长研究

林雪燕，侯 健，金睿哲，林俊兰，鄢舒卉，薛秋华*

(1. 福建农林大学园林学院，福建 福州 350002；2. 福建农林大学国际学院，福建 福州 350002)

我国电网覆盖范围广，修建电网过程中对原地域生态有所破坏，增加青山露白，造成水土流失，甚至导致塌方、滑坡。对电网电塔塔基及周边进行复绿，能较好提升景观效果，恢复生态环境，这也是我国生态环境部的要求。植被能加固边坡、减少边坡水土冲刷，具有一定的护坡功能，电网塔基的绿化在涵养水源的同时可提高绿地覆盖率、美化环境，具有较好的经济、社会和生态效益[1]。

本研究选择多年生、抗性强、适应性好、适合荒野种植的宽叶雀稗(Paspalum wettsteinii)、百喜草(P. notatum)、狗牙根(Cynodon dactylon)、猪屎豆(Crotalaria pallida) 等4种植物为试材，以沙土、园土、红壤、建筑废弃土、碎石块等电网基座下山地常见类型土壤作为栽培基质，研究4种植物在不同基质中的种子发芽、幼苗生长状况，以期为电网电塔塔基及周边复绿提供理论依据和实践指导。

1 材料与方法

1.1 温湿条件

实验在福建农林大学实验楼露天天台进行，气温14.8～36.6 ℃，平均气温23.4 ℃；空气相对湿度22.5%～96.5%，平均湿度72.5%。

1.2 材料

1.2.1 植物材料

宽叶雀稗、百喜草、狗牙根和猪屎豆的种子均来自福州景晖生态科技有限公司，千粒重如表1所示。挑选大小一致、颗粒饱满的种子进行试验。

表1 4种草种千粒重Table 1 Thousand kernel weight of four weed species

1.2.2 栽培基质

试验基质为沙土、园土、红壤、建筑废弃土和碎石块，其基本理化性质如表2。

表2 5种基质理化性质Table 2 Physical and chemical properties of five substrates used in the experiment

1.3 试验设计

设计单因素完全随机区组盆栽试验。每种植物设置5个基质处理，每处理3次重复，每重复播种种子50粒。于2021年4月1日播种(盆上径20 cm、下径12 cm、高14 cm)，播种后浇透水，露天栽培粗放管理，2个月后测量其性状指标。

1.4 指标测定

1.4.1 发芽情况统计

记录初始发芽时间，记载发芽数。

发芽率(%)＝(正常发芽种子粒数/参试种子总粒数)×100%。

1.4.2 苗期表观特征

盖度采用目测法，制作面积为1 m2木架，用细绳将木架平均分100个1 dm2小格，目测计数植物所占有的面积比例，用百分数表示植物盖度。颜色采用目测法，较少量绿色为1～3分，叶片较为枯黄、有土壤裸露为 4～5分，黄绿色至较深绿色为 5～7分，深绿至墨绿为7～9分，邀请3位园林专业研究生进行打分，取平均值消除主观因素。株高用卷尺测量，为基质面至植物顶端的垂直距离，每处理测量3次，取平均值[2]。

1.4.3 单株鲜重与干重

鲜重为植株从基质中取出洗净吸干水分后称重；干重为烘箱105 ℃杀青30 min后在80 ℃下烘干至恒重称重[3]。分别计算不同基质中每种植物单株的鲜重、干重、地上干重和根系干重。

根冠比=单株根系干重/单株地上干重。

1.5 数据分析

采用灰色关联度分析进行多项指标综合评价[4]。使用SPSS20.0软件的One-way ANOVA作单因素方差分析，并用Duncan法进行多重比较，差异显著水平为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 初始发芽时间和发芽率

播种第5 天，园土处理的宽叶雀稗、狗牙根和红壤处理的宽叶雀稗最早发芽；沙土处理的宽叶雀稗、狗牙根，碎石块处理的狗牙根发芽时间为播种后第8天；红壤处理的狗牙根、建筑废弃土处理的宽叶雀稗在第9天发芽；建筑废弃土处理下的狗牙根在第 10天发芽；碎石块处理的宽叶雀稗在第 11天发芽。5种基质处理的百喜草初始发芽时间都晚于宽叶雀稗和狗牙根，集中在播种后第15天至 25天之间；猪屎豆在观测期内未见发芽，故不参与后续数据分析(表3)。

表3 不同基质下4种草种初始发芽时间Table 3 Initial germination times of 4 grass seeds sowed in different substrates

同种植物在不同基质下的发芽率存在差异。宽叶雀稗在沙土处理下的发芽率最高，为52.00%，与园土、碎石块处理的发芽率差异显著，与红壤、建筑废弃土处理差异不显著；百喜草在沙土处理下的发芽率最高，为34.00%，与建筑废弃土处理差异显著，与其他处理差异不显著；狗牙根在沙土处理下的发芽率最高，为44.67%，与其他处理均具有显著差异。沙土为3种植物最适萌发基质(图1)。

图1 不同基质下3种地被植物种子发芽率Fig. 1 Germination rate of three species of ground cover plants under different substrates

2.2 苗期表观特征

不同基质中宽叶雀稗的性状指标均以红壤处理的表现最佳，其中颜色分值有 9.133分，盖度最大为12.667%，株高最高达41.667 cm，颜色、盖度与其他处理差异显著，株高与园土处理差异不显著，与其他处理差异显著(表4)。百喜草在不同基质处理中的性状指标数值均以园土处理的最大，颜色最高分值为7.167分，盖度最大为10.000%，株高最高为25.000 cm；园土处理的颜色分值与其他处理均有显著差异，盖度、株高均与红壤处理无显著差异，与其他处理差异显著(表4)。狗牙根的颜色、盖度在园土处理中最大，分别是 6.000分、15.333%，红壤处理的株高最高，有37 cm；园土处理的颜色、盖度与其他处理均呈显著差异；园土处理的株高与红壤处理不具显著差异，与其他处理差异显著(表4、图2)。

表4 不同基质下植物的性状指标Table 4 Characters of different plants under different substrates

图2 不同基质处理下3种植物形态Fig. 2 Morphology of three plants under different substrates

2.3 单株鲜重与干重

宽叶雀稗单株鲜重、地上干重、根系干重、总干重均以园土处理的最大，园土处理的单株鲜重与红壤处理差异不显著，与其他处理差异显著；园土处理的单株地上干重、根系干重、总干重与其他处理差异显著；沙土处理的宽叶雀稗根冠比最大为1.730，与其他处理差异显著。园土处理的百喜草单株鲜重、地上干重、根系干重、总干重均为最大，均与其他处理差异显著；5个处理之间的根冠比差异不显著。不同基质处理的狗牙根5个质量指标均以园土处理的最大，园土处理的单株鲜重、地上干重和总干重与红壤处理差异不显著，与其他处理差异显著；根系干重与其他处理均具显著差异，园土处理的根冠比与沙土处理的差异不显著，与其他处理差异显著(表5)。

表5 不同基质下3种植物单株鲜重与干重Table 5 Fresh weight and biomass of per plants under different substrates

续表

2.4 基质与植物萌发及生长关联分析

用灰色关联系数法对5种基质和3种植物进行综合评分，关联度(δ)越高，综合评价越好。宽叶雀稗在五种基质处理下的关联度排序为 δ红壤>δ园土>δ沙土>δ碎石块>δ建筑废弃土；百喜草、狗牙根的基质关联度排序均为 δ园土>δ红壤>δ沙土>δ碎石块>δ建筑废弃土(表6)。

表6 不同基质与3种植物的关联系数和关联度Table 6 Correlation coefficient and correlation degree of three plants under different substrates

综合评分较高的植物可作为电塔基座下的首选绿化植物。沙土处理、建筑废弃土、碎石块处理的3种植物的关联度排序均为 δ宽叶雀稗>δ狗牙根>δ百喜草；园土处理下的为 δ狗牙根>δ宽叶雀稗>δ百喜草；红壤处理下为δ宽叶雀稗>δ狗牙根>δ百喜草。从加权关联度可看出三种植物的综合排序为 δ宽叶雀稗>δ狗牙根>δ百喜草(表6)。

3 讨论与结论

宽叶雀稗和百喜草为多年生草本植物，耐贫瘠、抗寒抗旱、适应性强[5—6]，具备较好的抗病虫害及耐淹、保持水土能力[7—8]；狗牙根能吸收土壤中有毒物质，根系发达、长势快且耐旱，生命力顽强[9—10]；猪屎豆根瘤发达、耐旱耐盐碱，可做绿肥[11]。电网基座的土壤条件差，故选择此4种广泛应用于边坡绿化的植物作为研究对象，并选用电网基座下常见的土壤类型探讨不同植物适宜的土壤基质及幼苗生长的最佳土壤环境。

光、温、水、土壤 pH等是限制植物种子萌发的主要环境因素。宽叶雀稗、狗牙根在园土中发芽初始时间最早，是因园土的保水性较好，较为充足的水分促进种子萌发，这与王玉等[12]对木麻黄(Casuarina equisetifolia)种子萌发的研究一致。红壤处理的宽叶雀稗发芽时间最早，或因其种子具有耐酸性[13]。百喜草种子萌发速度慢、发芽率较低，是因为百喜草的发芽过程需要35 ℃、48 h的温度、水分引发[14]，此次试验初期自然环境温度较低，抑制百喜草种子萌动，至后期天气温度上升，引发百喜草种子萌发。郑嘉诚等[15]研究表明，由于沙土pH值适中、透气性和保温性较好，最适合沙棘(Hippophae rhamnoidessubsp.gyantsensis)种子萌发，本试验3种植物均在沙土中发芽率最高。猪屎豆种子种皮致密、透水性差，播种2个月后未见发芽。

植物叶片颜色是植物遗传特性在适宜水土中吸收和利用光能的色泽反射；植物盖度可截留降雨，减少土壤侵蚀，是植物在水平维度生长状况的重要特征指标和量化指标，盖度值可用于同种或不同种植物之间的比较，盖度值越大说明植物生长越快，越容易覆盖裸露土地；株高是植物垂直结构的特征指标，三者结合可较好地反映植物的生长状况[16]。宽叶雀稗幼苗能适应酸性土壤，克服养分贫瘠环境[13]，本研究中红壤处理的宽叶雀稗的颜色值、盖度值、株高值均为最高。狗牙根幼苗的盖度值高于百喜草幼苗，显然狗牙根的匍匐茎蔓延生长能较快地增加覆盖面积[17]。园土历经多年耕作，腐殖质丰富、土壤肥力高、物理性能好，百喜草和狗牙根均在园土中生长最快。

鲜重、干重和根冠比等指标常用于筛选优良水土保持植物时评价植物生长[18—19]。园土生长的3种植物单株鲜重和干重均最大，与喻荣岗等[20]研究结果相同。沙土处理的3种植物发芽率最高，种植初始阶段沙土肥力与园土肥力相差不多，由于沙土的保肥效果较差，后期营养成分不足以供应植物生长，长势较园土和红壤处理的弱，故现实条件下沙土需混合其他基质栽种植物。植物地上部分和地下部分存在相互依赖、制约平衡的关系[21]。在不同基质处理下的单株地上干重或地下干重较大的植物，其根冠比并非最大，在沙土、碎石块基质上，3种植物可以提升根冠比来保持水土。3种植物在建筑废弃土、碎石块上也能发芽，有些植物的部分生长指标与红壤或沙土处理的差异不显著(P>0.05)，在修建电网后留下的建筑废弃土、碎石块或可就地取材、进行改良作为边坡植物的种植基质。

灰色关联度分析常用于植物多种性状相对重要性的研究，方法简单、结果准确可靠[22—23]。对3种植物进行灰色关联度分析，综合评价顺序为δ宽叶雀稗>δ狗牙根>δ百喜草。彭绍云等[23]对长汀县河田镇红壤试验小区的水土保持效应进行比较，发现百喜草的保水、保土效应优于宽叶雀稗。本试验中百喜草发芽慢导致幼苗生长速度慢，但后期生长可能较快[18,24]。在实际推广应用中，需因地制宜，在不同时期合理配植各种类型植物(乔-灌-草)，尽快恢复电塔周边的植被环境，丰富电网建设后的生物多样性。

本试验将宽叶雀稗、百喜草、狗牙根和猪屎豆分别种植于电网电塔塔基及周边常见的基质：沙土、园土、红壤、建筑废弃土和碎石块，对4种植物的发芽和生长状况进行研究。结果表明，沙土最适合宽叶雀稗、百喜草、狗牙根种子萌发；猪屎豆在这些基质上不发芽；宽叶雀稗在红壤处理下生长最好，百喜草、狗牙根在园土上长得最好；沙土、建筑废弃土、碎石块上最适合生长的植物是宽叶雀稗。结合灰色关联度分析，宽叶雀稗综合评价最好。