聶麗云 張彎彎 李仕裕 王發(fā)國 盛愛武 劉東明

摘 要：假茉莉（Clerodendrum inerme）是一種重要的半紅樹植物，是海島及沿海防護林的重要組成部分，淡水、土壤是海島植被恢復的重要生態(tài)因子。為了總結出最適合假茉莉生長發(fā)育的土壤及水肥條件，該文設置了不同基質(zhì)、澆水頻率及氮素處理，對不同處理下假茉莉的生物量及水分利用率進行了研究。結果表明：（1）在不同的基質(zhì)中，含泥炭的混合基質(zhì)對于假茉莉生物量的積累具有突出作用，S4基質(zhì)（珊瑚砂∶泥炭∶紅壤土∶椰糠=12∶2∶3∶3）地下生物量（平方根）為1.66 g，極顯著高于不含泥炭的基質(zhì)，S1基質(zhì)（珊瑚砂∶泥炭=3∶2）總生物量（平方根）為4.54 g，極顯著高于其他基質(zhì)。（2）中、低澆水頻率下的總生物量分別為4.02、4.23 g，極顯著高于高澆水頻率下的3.46 g，而不同氮素處理間生物量的差異并不顯著，這表明假茉莉在中、低澆水頻率，少施氮肥或不施氮肥的條件下仍然能夠獲得較高的生物量。（3）對于水分利用率而言，原珊瑚砂基質(zhì)保水性較差，水分利用率較低，而混合基質(zhì)在中、低澆水頻率下水分利用率均有不同顯著程度的提高。綜上結果顯示，假茉莉在含泥炭基質(zhì)，中、低澆水頻率，無氮或低氮條件下能夠較好生長。

關鍵詞：假茉莉，基質(zhì)，水分利用率，生物量

Abstract：Clerodendrum inerme is a semi-mangrove plant that is an important part of island and coastal shelter forests. Fresh water and soil are important ecological factors for island vegetation restoration. In order to summarize the most suitable soil，water and fertilizer treatment for C. inerme，we set different matrices，irrigation frequencies and nitrogen treatments，and studied the biomass and water use efficiency of C. inerme under the different treatments. The results were as follows：（1） Peat-containing mixed matrix had a prominent effect on the biomass accumulation of C. inerme. The underground biomass（Square Root Calculations） of S4 matrix （coral sand∶peat∶red soil∶coco peat=12∶2∶3∶3） was 1.66 g，which was significantly higher than that of peat-free matrix，and the total biomass （Square Root Calculations） of S1 matrix （coral sand∶peat=3∶2） was 4.54 g，which was significantly higher than other matrices. （2） In addition，the total biomasses treated at medium and low irrigation frequencies were 4.02 and 4.23 g，respectively，which were significantly higher than 3.46 g at high irrigation frequency. But the biomass between different nitrogen treatments was not significant，indicating that C. inerme could obtain high biomass under medium and low irrigation frequencies，with less or no nitrogen fertilizer. （3） For water use efficiency，the original coral sand matrix was kept at a low level，and the mixed matrix has been significantly improved，especially at medium and low irrigation frequencies. Therefore，C. inerme can grow well under peat-containing matrix，medium and low irrigation frequencies，with low nitrogen or no nitrogen.

Key words：Clerodendrum inerme，matrix，water use efficiency，biomass

假茉莉（Clerodendrum inerme），又稱苦郎樹、許樹，是馬鞭草科（Verbenaceae）大青屬（Clerodendrum L.）攀援狀灌木（吳德鄰，1995）。假茉莉分布于亞洲東南部至大洋洲北部的海岸沙灘及島嶼，在我國主要分布于福建、臺灣、浙江南部、廣東、香港、海南等地（方笑等，2017）。假茉莉直立或平臥，根、莖、葉有苦味，幼枝四棱形，被短柔毛;葉卵形、橢圓形或橢圓狀披針形，長3～7 cm，寬1.5～4.5 cm，基部楔形或寬楔形，頂端鈍尖，全緣，常略反卷;聚傘花序，稀二歧分枝，具3（7～9）花，芳香，花冠白色，5裂，花果期3月—12月（中國植物志，2004）。

作為紅樹林的主要組成物種之一，假茉莉具有耐干旱、耐鹽堿的優(yōu)良特性，是我國南方沿海防沙造林主要樹種之一（單家林等，2008）。假茉莉所在的珊瑚砂島目前樹木生長狀況相對較弱，某些病原菌可能在短時間內(nèi)流行并危害植物（李婕等，2016）。假茉莉葉提取物對于動植物病原菌具有較好的抑菌活性（Chen et al.，1996;陽振等，2007;畢秀蓮等，2008;鄧業(yè)成等，2012），從中分離出的二萜類化合物對于鱗翅目昆蟲具有拒食活性（Pereira & Gurudutt，1990;Gebbinck et al.，2002;方笑等，2017）。因而，在熱帶珊瑚島礁人工種植假茉莉能夠預防病蟲害的侵染，提高苗木成活率，減少養(yǎng)護步驟以及使用農(nóng)藥導致的二次污染（張彎彎，2018）。另外，在珊瑚島礁及現(xiàn)有的沿海防護林中，木麻黃都是主要樹種，木麻黃凋落物對于植物生長具有抑制作用（王海生等，2018）。而假茉莉適宜在木麻黃林地中生長，這為建立木麻黃-假茉莉混交林提供了可能性，對于提高島礁及沿海防護林的生物多樣性和生態(tài)穩(wěn)定性具有積極作用（袁秋進等，2017）。

熱帶珊瑚島光照強且季節(jié)性干旱明顯、土壤貧瘠、保水能力差，因而淡水、土壤是海島植被恢復的重要生態(tài)因子（李婕等，2016;任海等，2017）。目前，島礁人工種植的苗木成活率不高，后期養(yǎng)護成本投入較大。如何提高人工種植植株的成活率，盡可能減少養(yǎng)護成本是本研究的核心問題。本研究從島礁立地條件出發(fā)，圍繞低養(yǎng)護成本、避免二次污染的原則，分析土壤、水分、氮肥三個因素對于假茉莉生物量和水分利用率的影響，總結出最適合假茉莉的土壤、水和氮養(yǎng)護管理技術，為進一步完善島礁植被的栽培管理技術，改善島礁生境條件，構建能自維持宜居生態(tài)島奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

于2016年6月至2016年12月，選取生長健壯、高度約為90 cm的兩年生假茉莉苗，在廣州華南植物園實驗大棚進行試驗，將原栽培土去除后分別按照不同配比的基質(zhì)，將苗種植于30 cm × 25 cm的花盆中。栽培基質(zhì)為珊瑚砂、紅壤土、泥炭、椰糠、氮素肥料的不同質(zhì)量比組成。假茉莉植株、花、果見圖1。

1.2 試驗設計

試驗包括3個因素：基質(zhì)、水分、氮肥。栽培基質(zhì)設置5個組別：100%珊瑚砂（S0）、珊瑚砂∶泥炭=3∶2（S1）、珊瑚砂∶紅壤土=3∶2（S2）、珊瑚砂∶椰糠=3∶2（S3）、珊瑚砂∶泥炭∶紅壤土∶椰糠=12∶2∶3∶3（S4）。澆水頻率設置為3個水平：高頻（W0，2 d 1次）、中頻（W1，5 d 1次）、低頻（W2，7 d 1次）。氮素設置3個水平：低氮（N0，不施氮肥）、中氮（N1，0.2 g·kg1氮肥）、高氮（N2，0.4 g·kg1氮肥）。共計45個處理，每個處理30株苗。

1.3 試驗測定的指標及方法

1.3.1 基質(zhì)理化性質(zhì) 栽培前，采集配比土壤過 2 mm 孔徑篩，室溫下自然風干，測定土壤pH值（中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準，2007）、電導率（中華人民共和國國家環(huán)境保護標準，2016）、含鹽量（中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標準，1999）等理化性質(zhì)。

1.3.2 植株生理生長指標測定 從2016年6月起，每隔45 d，選取有代表性的植株測定其生理生長性狀。

每個處理選取3～10株長勢均一的植株，用LI-6400便攜式光合儀測定瞬時光合速率（Pn）、 蒸騰速率（Tr）等光合作用參數(shù)。水分利用率（WUE）根據(jù)WUE（μmol·mol1）=Pn/Tr計算得出（羅亞勇等，2009）。

每個處理選取3株長勢均一的植株，用FA2004電子分析天平測定其地上、地下部分鮮重及干重等生長指標。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理 本研究使用Excel 2016進行數(shù)據(jù)錄入，利用R 3.5.3及相關軟件包對基質(zhì)理化性質(zhì)，假茉莉的生物量及水分利用率進行方差分析（LSD法）;對假茉莉生物量進行單因素和兩因素方差分析時，為使數(shù)據(jù)滿足正態(tài)性和方差齊性，對所有生物量數(shù)據(jù)進行了平方根轉換;對假茉莉的水分利用率進行兩因素方差分析時，對個別不符合齊性條件的組別采用了秩和檢驗（Kruskal-Wallis法）。

2 結果與分析

2.1 不同基質(zhì)理化性質(zhì)的差異

由表1可見，從土壤pH值來看，混合基質(zhì)（S1、S2、S3、S4）的pH值要顯著低于原有珊瑚砂基質(zhì)（S0），但四種混合基質(zhì)間并無顯著區(qū)別，含泥炭的基質(zhì)（S1、S4）pH值降低效果要略優(yōu)于不含泥炭的基質(zhì);四種混合基質(zhì)的電導率有不同程度的增加，但差異不顯著;基質(zhì)的可溶性鹽含量的變化趨勢與電導率基本相似，除S4基質(zhì)外，其他基質(zhì)含鹽量無顯著差異。

2.2 不同基質(zhì)及水、氮處理對假茉莉生物量的影響

2.2.1 不同基質(zhì)對假茉莉生物量的影響 從圖2可以看出，就8月份而言，不同基質(zhì)的地下生物量（圖2：B）差異極顯著，總生物量（圖2：C）近顯著;對于地下生物量，S0、S2、S3組差異不顯著，S1、S4組差異不顯著，S4顯著或極顯著高于S0、S2、S3組。就10月份而言，無論是地上生物量（圖2：D）還是地下生物量（圖2：E）均存在顯著差異;對于地上生物量，S1基質(zhì)要顯著高于S0基質(zhì);對于地下生物量，S1、S4均顯著高于其他基質(zhì)。

2.2.2 不同水、氮處理對假茉莉生物量的影響 由表2可知，不同澆水頻率（W）組間，假茉莉生物量差異顯著;而不同氮素處理（N）組間，生物量差異不顯著;W和N之間無交互作用。對于地上生物量及總生物量，中、低澆水頻率組（W1、W2）要顯著高于高澆水頻率組（W0），而W1、W2組間差異不顯著;對于地下生物量，不同澆水頻率組間差異不顯著（圖3）。

2.3 不同水、氮處理對假茉莉水分利用率的影響

由圖4可知，四種基質(zhì)內(nèi)不同水、氮處理間均存在極顯著差異。對于原珊瑚砂基質(zhì)S0，低澆水頻率W2組水分利用率較低，而改良后的混合基質(zhì)在低澆水頻率下的水分利用率都有明顯的提高，表現(xiàn)出中、低澆水頻率下的水分利用率要高于高澆水頻率;對于S1基質(zhì)，W2N1顯著高于W0、W1組;表明與其他基質(zhì)相比，S4基質(zhì)具有較好的保水性。

3 討論與結論

新建的熱帶珊瑚島主要的土壤介質(zhì)為珊瑚和貝殼組成的珊瑚砂，土壤非常貧瘠，有機質(zhì)和營養(yǎng)元素（如氮）含量極低，保水性差，很不利于植物的生長（龔子同等，2013;任海等，2017;王煒韌等，2018）。因而，對原有土壤進行改良，改良后基質(zhì)的鹽堿含量、植株的生物量及水分利用率在一定程度上可以評價改良方案的優(yōu)劣。

從土壤pH值來看，混合基質(zhì)的pH要顯著低于原有珊瑚砂基質(zhì)，但四種混合基質(zhì)間并無顯著的區(qū)別，泥炭的改良效果要略優(yōu)于椰糠、紅壤土的改良效果;從土壤電導率及可溶性鹽含量來看，混合基質(zhì)要高于原有基質(zhì)，這表明混合基質(zhì)為假茉莉的生長提供了豐富的有機質(zhì)或營養(yǎng)元素。在不同的基質(zhì)中，含泥炭的混合基質(zhì)最有利于假茉莉生物量的積累，由珊瑚砂、泥炭、椰糠、紅壤土配比組成的混合基質(zhì)對于假茉莉地下生物量的積累具有突出的作用;地下生物量的積累有利于根的生長，而發(fā)達的根系有利于蓄水保肥，有利于地上枝葉的生長，對珊瑚島礁根際微生境的形成也有促進作用。

本研究結果發(fā)現(xiàn)，不同濃度氮素處理，假茉莉生物量的差異并不顯著。這表明人工施加的氮肥并不是假茉莉生長的關鍵因子，假茉莉能夠適應原有的珊瑚砂基質(zhì)，從中獲得養(yǎng)分。已有研究發(fā)現(xiàn)，雖然珊瑚島土壤貧瘠，但是移栽到珊瑚島上的多數(shù)植物并未表現(xiàn)出顯著的氮素虧缺，表明多數(shù)海島植物都能夠適應海島生境（李婕等，2016）。研究發(fā)現(xiàn)珊瑚島常見植物草海桐、長春花等根際土壤養(yǎng)分含量偏低，但植物體內(nèi)營養(yǎng)元素含量卻較高，且生長狀況良好，表明這些植物對土壤養(yǎng)分的利用效率都較高，能夠適應土壤貧瘠的珊瑚島環(huán)境（徐貝貝等，2018;童升洪等，2018）。不同的澆水頻率對于假茉莉的水分利用率和生物量都有顯著影響。珊瑚砂保水能力較差，低澆水頻率下的水分利用率較低，必須輔以高頻率的澆水才能保證假茉莉的水分吸收和利用。而改良基質(zhì)的中、低頻澆水下的水分利用率有了明顯的提高。對于泥炭改良基質(zhì)，低澆水頻率、低氮水平能夠有效提高假茉莉的水分利用率;對于添加紅壤土的改良基質(zhì)，在同一氮素水平下，低澆水頻率能夠提高水分利用率;對于椰糠改良基質(zhì)，中、低澆水頻率更有利于提高水分利用率;而由珊瑚砂、泥炭、椰糠、紅壤土組成的基質(zhì)具有較好的保水性，各組的水分利用率都較高。同時，相比高頻率的澆水，中、低頻率澆水也更有利于假茉莉生物量的積累，這也表明，水分利用率和氮素利用率可能存在協(xié)同作用，提高水分利用率有利于提高假茉莉的氮素利用效率，這為進一步研究假茉莉的生理抗逆性提供了基礎。

因此，合理低頻澆水，少施氮肥既可以提高假茉莉的生物量，又有利于提高水、氮資源利用效率，減少水資源的過量消耗及過度施加氮肥導致的土壤污染問題。在熱帶珊瑚島礁植被恢復工作中，假茉莉是優(yōu)良的新建植被先鋒樹種，針對假茉莉構建的群落應合理地低頻澆水、少施氮肥，即可達到快速、高效構建珊瑚砂環(huán)境植被的目標。

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（責任編輯 何永艷）