园林废弃物地表覆盖对龙船花生长发育的影响

潘松　赵玉梅　袁峰均　史正军

关键词：园林废弃物；有机覆盖物；龙船花；生长参数；植物养分；SPAD

中图分类号：S731.2 文献标识码：A

园林废弃物是指园林植物自然凋落或者修剪养护时所产生的植被残体，主要包括树叶、草屑、树木与灌木剪枝等[1]。随着我国城市绿化的快速发展，园林废弃物俨然成为继城市生活垃圾之后的第二大城市固体废弃物[2]，将其制成有机覆盖物是实现园林废弃物资源化利用的有效途径之一，而且还可缓解由传统且主要的填埋、焚烧处理方式给生态环境带来的压力[3-4]。研究表明，有机覆盖物经自然分解可提高土壤中的有机质和氮、磷、钾等养分含量[5-6]，这些养分元素可供植物吸收利用，进而促进植物生长，MARICHAMY等[7]、CREGG 等[8]和KICZOROWSKI 等[9]的研究均得以证实；此外，有机覆盖物还具有改善土壤物理特性[10]、减少土壤侵蚀和保护径流[11]、保持土壤水分和温度[12]、抑制杂草生长[13]、吸滞、降解污染和美化绿地景观[14]等功能。因此，园林废弃物作有机覆盖物具有广阔的应用前景。目前，国内关于园林废弃物的地表覆盖应用较成熟的方式为堆肥和染色覆盖，而对原生材料直接覆盖的研究及应用较少，且大多侧重于对土壤理化性质和微生物方面的效果研究[15-18]，而鲜有对植物生长发育直接效果的研究。

龙船花（Ixora chinensis Lam.）原产于中国南部地区和马来西亚，株型优美、花期长，具有极高的观赏价值[19]，在我国南方城市园林中应用非常广泛[20-21]，同时还具有重要的药用价值[22-23]。故本研究以园林中常见灌木龙船花为例，探讨园林废弃物不同组分的原生材料地表覆盖对龙船花生长发育的影响，以期为园林废弃物作有机覆盖物的应用推广提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

试验地点：深圳市仙湖植物园试验基地。

供试土壤：试验基地附近人工山林地表层30 cm 深度内的自然赤红壤，其基本理化性质为有机质4.23 g/kg、全氮0.26 g/kg、全磷0.22 g/kg、全钾5.1 g/kg、pH 6.12，经自然晾干过2 cm 筛后备用。

供试肥料：复合肥（N∶P₂O₅∶K₂O=15∶15∶15）。

试验容器：利用市场购置的黑色PVC 阻根板卷材围合成圆柱形种植槽，规格为高50 cm、直径80 cm，外围用铁丝围绑加固。

供试植物：于苗木市场购置的龙船花袋苗，株高为25～30 cm。

供试覆盖物：草屑、树叶、枝叶、树枝共4类。选用园林日常养护过程中修剪的多种乔木侧枝混合物和草坪草修剪混合物，其中乔木包括马占相思（Acacia mangium）、大叶榕（Ficus altissima）、小叶榕（F. microcarpa）、水蒲桃（Syzygiumjambos）等华南本土阔叶植物，以马占相思和大叶榕为主；草坪草修剪物为马尼拉草（Zoysiamatrella）和台湾草（Z. pacifica）。“草屑”即草坪草修剪物，“树叶”为从乔木柔枝上摘取的叶片，“枝叶”为乔木主杆二级以上生长树叶的柔枝，“树枝”为木质化程度较高的乔木主杆一级侧枝，枝条硬化且无叶片生长；材料按分类收集后，将树枝、枝叶、树叶用小型树枝粉碎机粉碎至粒径30～80mm，草屑不粉碎，草叶长度为50～150 mm，所有材料经自然晾干后作覆盖物使用。

1.2 方法

1.2.1 试验设计试验采用二因素裂区设计，主因素为覆盖材料类型，分别为草屑、树叶、枝叶、树枝等4 种；副因素为覆盖厚度，分别为3、6、9 cm 共3 个水平；并设置不作覆盖处理的裸土作为对照（CK），试验处理及编号见表1。每个种植槽内种植8 株龙船花作为1 个试验处理，设3 次重复。

种植龙船花：在每个种植槽底部铺设约10 cm厚的陶粒，再向槽内填土，土壤经适度按压及灌水稳定至距种植槽上缘10 cm 左右，然后将去袋的龙船花苗带土球均匀植入，再根据处理设置在相应种植槽表土添加覆盖物。

试验于2019 年11 月完成种植工作，并于种植后第1、6、12、18 个月分别在每个种植槽内表施复合肥，每次10 g，每6 个月检查并补充被分解消耗的覆盖物至预设厚度，共补充3 次；龙船花生长历时21 個月，灌水等工作按常规养护方法进行管理。

1.2.2 样品采集与测定（1）样品采集与处理。于2021 年8 月在每个种植槽内随机选取长势正常、一致的6 株龙船花。采集前先测量龙船花的株高、茎粗和叶绿素相对含量（SPAD），再用枝剪采集龙船花植株地上部，分别测茎、叶鲜重，将鲜样装入纸袋中，以105 ℃烘箱杀青0.5 h 再75 ℃烘干至恒重，分别称茎、叶干重；最后将烘干样品用粉碎机粉碎，并过0.25 mm 筛后用于养分测定。

（2）测定指标与方法。株高用不锈钢尺测定，茎粗用游标卡尺测定，使用SPAD-502 Plus 叶绿素计测叶片的SPAD，植株氮（N）、磷（P）、钾（K）含量的测定均采用H₂SO₄-H₂O₂消煮，再将消煮液用凯氏定氮仪测定全氮，钼锑抗比色法测定全磷，火焰光度法测定全钾[24]。

1.3 数据处理

使用 SPSS 22.0 软件进行方差分析和相关性分析，使用Excel 2016 软件绘制图表，用Gaphpad9.3.1 软件进行主成分分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对龙船花生长参数的影响

由表 2 可知，与CK 相比，不同覆盖处理后龙船花的茎、叶干（鲜）重和总干（鲜）重均有不同程度的提高，表明有机覆盖物可促进龙船花的茎、叶生长和生物量的积累，以T7 的综合促进效果最好。从覆盖材料类型来看，覆盖材料类型显著影响龙船花的茎、叶生长， 以草屑覆盖（T₁～T₃）的综合表现最差，而树叶、枝叶和树枝覆盖处理（T₄～T₁₂）间差异不显著；从覆盖厚度来看，草屑和枝叶的覆盖效果受覆盖厚度的影响较大，且均以3 cm 厚度覆盖的效果最佳，而树叶和树枝覆盖受覆盖厚度的影响较小，各覆盖厚度间无显著性差异。

由图 1 可知，与CK 相比，覆盖处理的株高和茎粗均有不同程度的增长，表明有机覆盖物有助于龙船花植株横向和纵向的生长，使植株更加健壮。在所有覆盖处理中，T₂～T₄处理对龙船花的茎粗增长表现较差，而T₂ 和T₃处理对株高的增长效果较差，其余处理间无显著性差异，均以T7处理的增长效果最优。由此可知，从覆盖材料类型来看，草屑覆盖对龙船花株高和茎粗的整体效果较差，而其他材料间无显著性差异，同时，草屑、树叶的覆盖效果还受厚度的影响，分别以3、6 cm 的效果更佳。

2.2 不同处理对龙船花养分含量和SPAD 的影响

由表 3 可知，覆盖处理显著影响龙船花茎、叶的养分含量（叶的K 含量除外）和叶片的SPAD；与CK 相比，覆盖处理均提高了龙船花茎、叶的N含量和SPAD，以T₇的覆盖效果最佳；而茎、叶的P 含量受覆盖材料类型和厚度的影响而表现不一，草屑覆盖（T₁～T₃）提高了龙船花叶的P 含量，降低了茎的P 含量，树枝覆盖（T₄～T₆）处理后龙船花茎、叶的P 含量显著提升，而枝叶和树枝覆盖（T₇～T₁₂）对龙船花茎、叶P 含量的提升效果受覆盖厚度的影响较大，其中，枝叶以3 cm 厚度覆盖（T₇）、树枝以6 cm 厚度覆盖（T₁₁）的整体提升效果较好；覆盖处理的叶K 含量与CK 无显著差异，但覆盖材料类型和厚度显著影响茎的K 含量，以草屑覆盖、树枝6 cm 厚度覆盖的效果最差，均显著低于CK，其余覆盖处理与CK 无显著差异。

2.3 龙船花养分含量、SPAD 与生长参数的相关性分析

通过相关性分析可知（表4），龙船花各生长参数指标与茎、叶的N 含量与SPAD 两两间均呈极显著正相关（P<0.01），同时，茎、叶的N 含量与SPAD 也呈极显著正相关（P<0.01），茎、叶的P 含量与鲜叶重呈显著正相关（P<0.05）。由此表明，龙船花的生长主要受茎、叶N 含量和SPAD的影响，而茎、叶的P 含量对鲜叶片的作用明显。

2.4 不同处理下龙船花生长状况的综合分析

由于本研究所测龙船花的 15 个生长指标对各覆盖处理的响应有差异，故运用主成分分析方法对不同处理下的龙船花生长状况进行综合评价。根据特征值大于1 的原则，提取特征值最大的2 个主成分（图2），第1 主成分（PC1）的贡献率最大，为69.22%，第2 主成分（PC2）的贡献率为10.28%，累计贡献率达到了79.50%，说明这2 个主成分可反映所有指标的大部分信息。

各处理在PC1、PC2 中的综合得分可反映其对龙船花生长状况的综合影响，分值越高说明该处理下的龙船花植株生长状况越好；而据PC1 和PC2 的贡献率可知，在PC1 上得分值将直接影响该处理综合得分的高低。由图2 可以看出，CK在PC1 上的得分远低于其他处理，综合得分最低，表明覆盖处理均对龙船花生长具有促进效果；在所有覆盖处理中，T₁～T₄在PC1 上的得分明显偏低，而T₅～T₁₂ 均位于PC1 正半轴，在PC1 上有较高的得分值，且以T₇最高；故本研究将T₁～T₄归类为对龙船花促生效果偏差的处理，将T₅～T₁₂归类为对龙船花促生效果较好的处理，其中T7 的效果最好。

3 讨论

随着我国城市园林绿化建设的飞速发展，大量园林绿化废弃物的产生给城市管理部门带来巨大的压力，而传统的焚烧、填埋等处理方式已不符合我国对生态文明建设的需求。因此，园林废弃物的资源化利用已成为关注的焦点[4， 25]，其中將园林废弃物用于地表覆盖因加工简单、取材便利、生态环保等特点而备受关注[3， 26]。

相关研究表明，有机覆盖物可提高植物冠幅的高度、直径、生物量等生长参数[9， 27]，还可提高植物叶片中的SPAD[28]，与本研究结果基本一致；同时有机覆盖物还可提高植物体内的矿质养分含量，且明显受覆盖材料类型和厚度的影响，SAS-PASZT 等[29]研究表明，15 cm 厚度的锯末、树皮覆盖可提高苹果树叶片的N、K 含量，KICZOROWSKI 等[9]选用大麦秸秆和松树皮以15 cm 厚度覆盖也得到相似的结果，而CREGG 等[8]的研究结果显示，8 cm 厚度的硬木细料覆盖可提高灌木叶片的N 含量，而以松树皮和柏树覆盖对叶片N 含量无明显影响。本研究结果表明，所有覆盖处理均可提高龙船花茎、叶的N 含量，而对叶片K 含量的影响不明显；茎、叶的P 含量和茎的K 含量因覆盖材料类型和厚度的差异而表现不一。通过相关性分析表明，龙船花各生长参数指标与茎、叶的N 含量与SPAD 两两间均呈极显著正相关，这与李志宏等[30]、刘萱等[31]的研究结果基本一致。高效光合作用是植物获得高产的基础，而叶绿素是参与光合作用的重要色素，氮素又是叶绿素的基本构成组分[32-33]。综上，本研究中，园林废弃物作有机覆盖物主要是通过提高龙船花植株的氮含量来促进叶绿素的合成等反应，直接或间接增强了光合作用，最终实现了对龙船花的促生长效果。

4 结论

园林废弃物不同组分的原生材料作有机覆盖物可明显提高龙船花的株高、茎粗、生物量、N含量和SPAD，部分处理还可提高P 含量，受覆盖材料类型和厚度的影响各指标变化明显，其中，3、6、9 cm 厚度的枝叶、树枝，6、9 cm 厚度的树叶覆盖均可较好地促进龙船花生长，且以3 cm厚度的枝叶覆盖效果最好。