園林廢棄物地表覆蓋對龍船花生長發育的影響

潘松　趙玉梅　袁峰均　史正軍

關鍵詞：園林廢棄物；有機覆蓋物；龍船花；生長參數；植物養分；SPAD

中圖分類號：S731.2 文獻標識碼：A

園林廢棄物是指園林植物自然凋落或者修剪養護時所產生的植被殘體，主要包括樹葉、草屑、樹木與灌木剪枝等[1]。隨著我國城市綠化的快速發展，園林廢棄物儼然成為繼城市生活垃圾之后的第二大城市固體廢棄物[2]，將其制成有機覆蓋物是實現園林廢棄物資源化利用的有效途徑之一，而且還可緩解由傳統且主要的填埋、焚燒處理方式給生態環境帶來的壓力[3-4]。研究表明，有機覆蓋物經自然分解可提高土壤中的有機質和氮、磷、鉀等養分含量[5-6]，這些養分元素可供植物吸收利用，進而促進植物生長，MARICHAMY等[7]、CREGG 等[8]和KICZOROWSKI 等[9]的研究均得以證實；此外，有機覆蓋物還具有改善土壤物理特性[10]、減少土壤侵蝕和保護徑流[11]、保持土壤水分和溫度[12]、抑制雜草生長[13]、吸滯、降解污染和美化綠地景觀[14]等功能。因此，園林廢棄物作有機覆蓋物具有廣闊的應用前景。目前，國內關于園林廢棄物的地表覆蓋應用較成熟的方式為堆肥和染色覆蓋，而對原生材料直接覆蓋的研究及應用較少，且大多側重于對土壤理化性質和微生物方面的效果研究[15-18]，而鮮有對植物生長發育直接效果的研究。

龍船花（Ixora chinensis Lam.）原產于中國南部地區和馬來西亞，株型優美、花期長，具有極高的觀賞價值[19]，在我國南方城市園林中應用非常廣泛[20-21]，同時還具有重要的藥用價值[22-23]。故本研究以園林中常見灌木龍船花為例，探討園林廢棄物不同組分的原生材料地表覆蓋對龍船花生長發育的影響，以期為園林廢棄物作有機覆蓋物的應用推廣提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗地點：深圳市仙湖植物園試驗基地。

供試土壤：試驗基地附近人工山林地表層30 cm 深度內的自然赤紅壤，其基本理化性質為有機質4.23 g/kg、全氮0.26 g/kg、全磷0.22 g/kg、全鉀5.1 g/kg、pH 6.12，經自然晾干過2 cm 篩后備用。

供試肥料：復合肥（N∶P₂O₅∶K₂O=15∶15∶15）。

試驗容器：利用市場購置的黑色PVC 阻根板卷材圍合成圓柱形種植槽，規格為高50 cm、直徑80 cm，外圍用鐵絲圍綁加固。

供試植物：于苗木市場購置的龍船花袋苗，株高為25～30 cm。

供試覆蓋物：草屑、樹葉、枝葉、樹枝共4類。選用園林日常養護過程中修剪的多種喬木側枝混合物和草坪草修剪混合物，其中喬木包括馬占相思（Acacia mangium）、大葉榕（Ficus altissima）、小葉榕（F. microcarpa）、水蒲桃（Syzygiumjambos）等華南本土闊葉植物，以馬占相思和大葉榕為主；草坪草修剪物為馬尼拉草（Zoysiamatrella）和臺灣草（Z. pacifica）?！安菪肌奔床萜翰菪藜粑?，“樹葉”為從喬木柔枝上摘取的葉片，“枝葉”為喬木主桿二級以上生長樹葉的柔枝，“樹枝”為木質化程度較高的喬木主桿一級側枝，枝條硬化且無葉片生長；材料按分類收集后，將樹枝、枝葉、樹葉用小型樹枝粉碎機粉碎至粒徑30～80mm，草屑不粉碎，草葉長度為50～150 mm，所有材料經自然晾干后作覆蓋物使用。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計試驗采用二因素裂區設計，主因素為覆蓋材料類型，分別為草屑、樹葉、枝葉、樹枝等4 種；副因素為覆蓋厚度，分別為3、6、9 cm 共3 個水平；并設置不作覆蓋處理的裸土作為對照（CK），試驗處理及編號見表1。每個種植槽內種植8 株龍船花作為1 個試驗處理，設3 次重復。

種植龍船花：在每個種植槽底部鋪設約10 cm厚的陶粒，再向槽內填土，土壤經適度按壓及灌水穩定至距種植槽上緣10 cm 左右，然后將去袋的龍船花苗帶土球均勻植入，再根據處理設置在相應種植槽表土添加覆蓋物。

試驗于2019 年11 月完成種植工作，并于種植后第1、6、12、18 個月分別在每個種植槽內表施復合肥，每次10 g，每6 個月檢查并補充被分解消耗的覆蓋物至預設厚度，共補充3 次；龍船花生長歷時21 個月，灌水等工作按常規養護方法進行管理。

1.2.2 樣品采集與測定（1）樣品采集與處理。于2021 年8 月在每個種植槽內隨機選取長勢正常、一致的6 株龍船花。采集前先測量龍船花的株高、莖粗和葉綠素相對含量（SPAD），再用枝剪采集龍船花植株地上部，分別測莖、葉鮮重，將鮮樣裝入紙袋中，以105 ℃烘箱殺青0.5 h 再75 ℃烘干至恒重，分別稱莖、葉干重；最后將烘干樣品用粉碎機粉碎，并過0.25 mm 篩后用于養分測定。

（2）測定指標與方法。株高用不銹鋼尺測定，莖粗用游標卡尺測定，使用SPAD-502 Plus 葉綠素計測葉片的SPAD，植株氮（N）、磷（P）、鉀（K）含量的測定均采用H₂SO₄-H₂O₂消煮，再將消煮液用凱氏定氮儀測定全氮，鉬銻抗比色法測定全磷，火焰光度法測定全鉀[24]。

1.3 數據處理

使用 SPSS 22.0 軟件進行方差分析和相關性分析，使用Excel 2016 軟件繪制圖表，用Gaphpad9.3.1 軟件進行主成分分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對龍船花生長參數的影響

由表 2 可知，與CK 相比，不同覆蓋處理后龍船花的莖、葉干（鮮）重和總干（鮮）重均有不同程度的提高，表明有機覆蓋物可促進龍船花的莖、葉生長和生物量的積累，以T7 的綜合促進效果最好。從覆蓋材料類型來看，覆蓋材料類型顯著影響龍船花的莖、葉生長， 以草屑覆蓋（T₁～T₃）的綜合表現最差，而樹葉、枝葉和樹枝覆蓋處理（T₄～T₁₂）間差異不顯著；從覆蓋厚度來看，草屑和枝葉的覆蓋效果受覆蓋厚度的影響較大，且均以3 cm 厚度覆蓋的效果最佳，而樹葉和樹枝覆蓋受覆蓋厚度的影響較小，各覆蓋厚度間無顯著性差異。

由圖 1 可知，與CK 相比，覆蓋處理的株高和莖粗均有不同程度的增長，表明有機覆蓋物有助于龍船花植株橫向和縱向的生長，使植株更加健壯。在所有覆蓋處理中，T₂～T₄處理對龍船花的莖粗增長表現較差，而T₂ 和T₃處理對株高的增長效果較差，其余處理間無顯著性差異，均以T7處理的增長效果最優。由此可知，從覆蓋材料類型來看，草屑覆蓋對龍船花株高和莖粗的整體效果較差，而其他材料間無顯著性差異，同時，草屑、樹葉的覆蓋效果還受厚度的影響，分別以3、6 cm 的效果更佳。

2.2 不同處理對龍船花養分含量和SPAD 的影響

由表 3 可知，覆蓋處理顯著影響龍船花莖、葉的養分含量（葉的K 含量除外）和葉片的SPAD；與CK 相比，覆蓋處理均提高了龍船花莖、葉的N含量和SPAD，以T₇的覆蓋效果最佳；而莖、葉的P 含量受覆蓋材料類型和厚度的影響而表現不一，草屑覆蓋（T₁～T₃）提高了龍船花葉的P 含量，降低了莖的P 含量，樹枝覆蓋（T₄～T₆）處理后龍船花莖、葉的P 含量顯著提升，而枝葉和樹枝覆蓋（T₇～T₁₂）對龍船花莖、葉P 含量的提升效果受覆蓋厚度的影響較大，其中，枝葉以3 cm 厚度覆蓋（T₇）、樹枝以6 cm 厚度覆蓋（T₁₁）的整體提升效果較好；覆蓋處理的葉K 含量與CK 無顯著差異，但覆蓋材料類型和厚度顯著影響莖的K 含量，以草屑覆蓋、樹枝6 cm 厚度覆蓋的效果最差，均顯著低于CK，其余覆蓋處理與CK 無顯著差異。

2.3 龍船花養分含量、SPAD 與生長參數的相關性分析

通過相關性分析可知（表4），龍船花各生長參數指標與莖、葉的N 含量與SPAD 兩兩間均呈極顯著正相關（P<0.01），同時，莖、葉的N 含量與SPAD 也呈極顯著正相關（P<0.01），莖、葉的P 含量與鮮葉重呈顯著正相關（P<0.05）。由此表明，龍船花的生長主要受莖、葉N 含量和SPAD的影響，而莖、葉的P 含量對鮮葉片的作用明顯。

2.4 不同處理下龍船花生長狀況的綜合分析

由于本研究所測龍船花的 15 個生長指標對各覆蓋處理的響應有差異，故運用主成分分析方法對不同處理下的龍船花生長狀況進行綜合評價。根據特征值大于1 的原則，提取特征值最大的2 個主成分（圖2），第1 主成分（PC1）的貢獻率最大，為69.22%，第2 主成分（PC2）的貢獻率為10.28%，累計貢獻率達到了79.50%，說明這2 個主成分可反映所有指標的大部分信息。

各處理在PC1、PC2 中的綜合得分可反映其對龍船花生長狀況的綜合影響，分值越高說明該處理下的龍船花植株生長狀況越好；而據PC1 和PC2 的貢獻率可知，在PC1 上得分值將直接影響該處理綜合得分的高低。由圖2 可以看出，CK在PC1 上的得分遠低于其他處理，綜合得分最低，表明覆蓋處理均對龍船花生長具有促進效果；在所有覆蓋處理中，T₁～T₄在PC1 上的得分明顯偏低，而T₅～T₁₂ 均位于PC1 正半軸，在PC1 上有較高的得分值，且以T₇最高；故本研究將T₁～T₄歸類為對龍船花促生效果偏差的處理，將T₅～T₁₂歸類為對龍船花促生效果較好的處理，其中T7 的效果最好。

3 討論

隨著我國城市園林綠化建設的飛速發展，大量園林綠化廢棄物的產生給城市管理部門帶來巨大的壓力，而傳統的焚燒、填埋等處理方式已不符合我國對生態文明建設的需求。因此，園林廢棄物的資源化利用已成為關注的焦點[4， 25]，其中將園林廢棄物用于地表覆蓋因加工簡單、取材便利、生態環保等特點而備受關注[3， 26]。

相關研究表明，有機覆蓋物可提高植物冠幅的高度、直徑、生物量等生長參數[9， 27]，還可提高植物葉片中的SPAD[28]，與本研究結果基本一致；同時有機覆蓋物還可提高植物體內的礦質養分含量，且明顯受覆蓋材料類型和厚度的影響，SAS-PASZT 等[29]研究表明，15 cm 厚度的鋸末、樹皮覆蓋可提高蘋果樹葉片的N、K 含量，KICZOROWSKI 等[9]選用大麥秸稈和松樹皮以15 cm 厚度覆蓋也得到相似的結果，而CREGG 等[8]的研究結果顯示，8 cm 厚度的硬木細料覆蓋可提高灌木葉片的N 含量，而以松樹皮和柏樹覆蓋對葉片N 含量無明顯影響。本研究結果表明，所有覆蓋處理均可提高龍船花莖、葉的N 含量，而對葉片K 含量的影響不明顯；莖、葉的P 含量和莖的K 含量因覆蓋材料類型和厚度的差異而表現不一。通過相關性分析表明，龍船花各生長參數指標與莖、葉的N 含量與SPAD 兩兩間均呈極顯著正相關，這與李志宏等[30]、劉萱等[31]的研究結果基本一致。高效光合作用是植物獲得高產的基礎，而葉綠素是參與光合作用的重要色素，氮素又是葉綠素的基本構成組分[32-33]。綜上，本研究中，園林廢棄物作有機覆蓋物主要是通過提高龍船花植株的氮含量來促進葉綠素的合成等反應，直接或間接增強了光合作用，最終實現了對龍船花的促生長效果。

4 結論

園林廢棄物不同組分的原生材料作有機覆蓋物可明顯提高龍船花的株高、莖粗、生物量、N含量和SPAD，部分處理還可提高P 含量，受覆蓋材料類型和厚度的影響各指標變化明顯，其中，3、6、9 cm 厚度的枝葉、樹枝，6、9 cm 厚度的樹葉覆蓋均可較好地促進龍船花生長，且以3 cm厚度的枝葉覆蓋效果最好。