阮沐寧 葉少萍 溫鵬花

橋梁綠化是利用植物對(duì)高架橋、立交橋、人行天橋等橋體進(jìn)行綠化和美化的一種立體綠化形式。由于橋梁綠化體量一般較其他類型立體綠化大，所產(chǎn)生的影響范圍也更廣，可有效降低汽車產(chǎn)生的噪音和凈化汽車尾氣，發(fā)揮固氮釋氧、調(diào)節(jié)小氣候、減噪、凈化空氣、美學(xué)功能等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值[1]。深圳市自1994年以來(lái)開展立交橋、人行天橋、高架橋等橋梁美化和綠化工作，《深圳市綠地系統(tǒng)規(guī)劃（2014—2030）》提出“至2020年，全市50%的立交橋和人行天橋?qū)崿F(xiàn)掛綠；至2030年，全市70%的立交橋和人行天橋?qū)崿F(xiàn)掛綠”[2]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2019年深圳市已完成綠化立交橋80余座、人行天橋120余座[3]。然而，隨著橋梁綠化的發(fā)展，其植物生長(zhǎng)品質(zhì)下降、植物根系過(guò)密、種植土質(zhì)量下降等養(yǎng)護(hù)管理問(wèn)題日益凸顯[4～5]。為解決橋梁綠化建設(shè)品質(zhì)不高、景觀衰退的問(wèn)題，自2018年以來(lái)，深圳市逐步開展橋梁綠化品質(zhì)提升工作，從設(shè)計(jì)、施工、種植、管養(yǎng)等環(huán)節(jié)重點(diǎn)實(shí)施品質(zhì)提升，取得了良好進(jìn)展。

橋梁綠化植物生長(zhǎng)環(huán)境比傳統(tǒng)綠化形式惡劣，為更好地提升橋梁綠化景觀效果，國(guó)內(nèi)學(xué)者在適生植物品種優(yōu)選[6～7]、花期調(diào)控[8]、水肥精準(zhǔn)控制[9～10]、改良基質(zhì)優(yōu)選[4]等方面開展了大量研究工作。栽培基質(zhì)是植物生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，由于橋梁綠化荷載不能過(guò)重，基質(zhì)一般需要具備輕質(zhì)、養(yǎng)分釋放持久、排水和持水性能良好等特性，同時(shí)環(huán)境友好型基質(zhì)材料在橋梁綠化中也得到了推廣應(yīng)用[11～12]。然而，隨著植物生長(zhǎng)年限的增加，基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)供給容易出現(xiàn)短缺情況，而過(guò)度的施肥管理容易引起營(yíng)養(yǎng)過(guò)盛，導(dǎo)致植物出現(xiàn)生長(zhǎng)過(guò)快或營(yíng)養(yǎng)不良的現(xiàn)象，影響橋梁綠化觀賞效果[4～5]。光葉子花（三角梅）Bougainvillea glabra是低矮的花灌木，品種多樣、花期長(zhǎng)、抗逆性強(qiáng)，是華南地區(qū)重要的觀賞植物，在立體綠化尤其是橋梁綠化中應(yīng)用廣泛[13～14]。本研究以深圳市福田區(qū)福新立交橋小葉紫花三角梅Bougainvillea‘Royal Purple’ 為研究對(duì)象，調(diào)查分析2種橋梁綠化基質(zhì)理化性質(zhì)變化，探討不同基質(zhì)應(yīng)用對(duì)小葉紫花三角梅生長(zhǎng)和開花的影響，以期為提升橋梁綠化建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)水平提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試植物為小葉紫花三角梅Bougainvillea‘Royal Purple’，自2019年11月起種植于福新立交橋（N22°32′16″，E114°2′44″）。種植容器為塑料種植盆（長(zhǎng)度97.5 cm×寬度36.0 cm×高度32.0 cm），由下往上依次為陶粒（厚度約5.0 cm）、隔網(wǎng)、基質(zhì)（厚度約25.0 cm），每個(gè)盆內(nèi)栽種3株小葉紫花三角梅扦插苗（株高約60.0 cm，冠幅約60.0 cm）。

供試橋梁綠化基質(zhì)2種，分別標(biāo)記為基質(zhì)A和基質(zhì)B，主要由園林廢棄物腐熟堆肥、黃泥、有機(jī)肥等材料按照特定比例配制而成。種植前基質(zhì)A基本理化性質(zhì)為：pH 6.97， EC值0.42 mS·cm-1，有機(jī)質(zhì)含量76.01 g·kg-1，全N、全P、全K含量分別為2.45 g·kg-1、0.79 g·kg-1、6.70 g·kg-1，堿解N、有效P、速效K含量分別為207.37 mg·kg-1、64.13 mg·kg-1、1 009.27 mg·kg-1；基質(zhì)B基本理化性質(zhì)為：pH 7.58，EC值0.30 mS·cm-1，有機(jī)質(zhì)含量101.65 g·kg-1，全N、全P、全K含量分別為2.11 g·kg-1、1.60 g·kg-1、7.16 g·kg-1，堿解N、有效P、速效K含量分別為238.19 mg·kg-1、36.15 mg·kg-1、200.00 mg·kg-1。立交橋主路兩側(cè)（內(nèi)側(cè)）采用基質(zhì)A種植，分車帶（外側(cè)）采用基質(zhì)B種植，種植數(shù)量分別為527盆、340盆。為保證小葉紫花三角梅生長(zhǎng)效果，每隔30 d追施復(fù)合肥（N∶P∶K=15∶15∶15，產(chǎn)自挪威海德魯有限公司）一次，施肥量為30 g/盆；水分管理采用定時(shí)滴灌系統(tǒng)，滴灌頻率設(shè)定為每天2次、每次間隔4～5 h，滴灌水量春季和夏季設(shè)定為每次2～3 L/盆、秋季和冬季設(shè)定為每次4～6 L/盆。

1.2 試驗(yàn)方法

本研究采用原位觀察方法，每種基質(zhì)隨機(jī)選取4盆小葉紫花三角梅，分別于種植后第18、19、20、21、22個(gè)月時(shí)統(tǒng)計(jì)花朵密度[15]，采用SPAD-502葉綠素計(jì)測(cè)定葉片SPAD值；于種植后第18個(gè)月時(shí)采集成熟新鮮葉片測(cè)定全N、全P、全K含量[16]，測(cè)定基質(zhì)容重、pH、EC值、有機(jī)質(zhì)含量、堿解N、有效P、速效K含量[16]。

1.3 數(shù)據(jù)處理及分析

采用IBM SPSS Statistics 21.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)不同基質(zhì)處理的小葉紫花三角梅葉片指標(biāo)、基質(zhì)理化性質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行單因素方差分析，對(duì)種植18個(gè)月的小葉紫花三角梅葉片指標(biāo)和基質(zhì)理化性質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行雙變量相關(guān)性分析；圖形繪制采用Excel 2010。

2 結(jié)果分析

2.1 兩種橋梁綠化基質(zhì)理化性質(zhì)變化

由表1可知，種植第18個(gè)月的基質(zhì)A的容重、pH、EC值、有機(jī)質(zhì)、堿解N、有效P、速效K含量分別為0.80 g·cm-3、5.63、0.11 mS·cm-1、51.20 g·kg-1、270.93 mg·kg-1、197.70 mg·kg-1、184.78 mg·kg-1，其中pH、EC值、有機(jī)質(zhì)、速效K含量較種植前分別降低了1.35、0.31 mS·cm-1、24.81g·kg-1、824.50 mg·kg-1，堿解N、有效P含量則分別增加了63.56 mg·kg-1、133.57 mg·kg-1；基質(zhì)B的容重、pH、EC值、有機(jī)質(zhì)、堿解N、有效P、速效K含量分別為0.68 g·cm-3、5.95、0.10 mS·cm-1、

表1 第18個(gè)月2種橋梁綠化基質(zhì)基本理化性質(zhì)

88.03 g·kg-1、349.98 mg·kg-1、160.28 mg·kg-1、225.23 mg·kg-1，其中pH、EC值、有機(jī)質(zhì)含量較種植前分別降低了1.63、0.20mS·cm-1、13.63g·kg-1，堿解N、有效P、速效K含量則分別增加了111.79 mg·kg-1、124.13 mg·kg-1、25.23 mg·kg-1。對(duì)照廣州市地方標(biāo)準(zhǔn)《園林種植土》（DB4401/T36—2019）[17]，2種基質(zhì)的容重、pH、有機(jī)質(zhì)、堿解N、有效P、速效K含量均符合通用種植土標(biāo)準(zhǔn)值范圍，EC值則低于標(biāo)準(zhǔn)值下限值（0.16 mS·cm-1）。此外，基質(zhì)A的有效P含量顯著高于基質(zhì)B（P＜0.05），其余指標(biāo)則均無(wú)顯著差異（P＞0.05）。

2.2 基質(zhì)對(duì)小葉紫花三角梅生長(zhǎng)和開花的影響

2.2.1 葉片SPAD值

隨著種植時(shí)間的延長(zhǎng)，小葉紫花三角梅葉片SPAD值呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)（圖1）。基質(zhì)A處理中，第18個(gè)月時(shí)葉片SPAD值最高，且顯著高于第21、22個(gè)月（P＜0.05）；基質(zhì)B處理中，第18、19、20個(gè)月時(shí)葉片SPAD值均顯著高于第21、22個(gè)月（P＜0.05）。從不同基質(zhì)處理來(lái)看，不同種植時(shí)間下基質(zhì)B處理葉片SPAD值均高于基質(zhì)A處理，其中第19個(gè)月時(shí)2個(gè)基質(zhì)處理之間差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。

圖1 不同種植時(shí)間小葉紫花三角梅葉片SPAD值變化

2.2.2 花朵密度

由圖2可知，不同種植時(shí)間之間小葉紫花三角梅花朵密度差異顯著（P＜0.05），第21個(gè)月時(shí)花朵密度達(dá)到最大值，基質(zhì)A、B處理分別為54%、75%?；|(zhì)A處理中，花朵密度由高到低排序?yàn)椋旱?1個(gè)月＞第18個(gè)月＞第19個(gè)月＞第22個(gè)月＞第20個(gè)月；基質(zhì)B處理中，花朵密度由高到低排序?yàn)椋旱?1個(gè)月＞第19個(gè)月＞第18個(gè)月＞第22個(gè)月＞第20個(gè)月。從不同基質(zhì)處理來(lái)看，同一個(gè)種植時(shí)間下2種基質(zhì)處理之間花朵密度均無(wú)顯著差異（P＞0.05）。

圖2 不同種植時(shí)間小葉紫花三角梅花朵密度變化

2.2.3 葉片養(yǎng)分含量

從葉片養(yǎng)分含量來(lái)看，第18個(gè)月時(shí)小葉紫花三角梅葉片全N含量最高，全P含量次之，全K含量最低（圖3）。其中，基質(zhì)A處理葉片全N、P、K含量分別為48.17 g·kg-1、19.33 g·kg-1、13.39 g·kg-1，較基質(zhì)B處理分別高出8.14%、0.52%、2.64%，但是2種基質(zhì)處理之間葉片全N、P、K含量均無(wú)顯著差異（P＞0.05）。

圖3 第18個(gè)月小葉紫花三角梅葉片養(yǎng)分含量

2.3 小葉紫花三角梅生長(zhǎng)指標(biāo)與基質(zhì)理化性質(zhì)的相關(guān)性分析

相關(guān)性分析結(jié)果顯示，第18個(gè)月時(shí)小葉紫花三角梅花朵密度與葉片全K含量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），其余生長(zhǎng)指標(biāo)之間則無(wú)顯著相關(guān)性（P＞0.05）。此外，由表2可知，葉片SPAD值與基質(zhì)有效P相關(guān)性系數(shù)為-0.744，呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）；葉片全N與基質(zhì)有機(jī)質(zhì)、堿解N含量相關(guān)性系數(shù)分別為-0.793、-0.776，均呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）；花朵密度、葉片全P和全K含量與基質(zhì)理化指標(biāo)均不存在顯著相關(guān)關(guān)系（P＞0.05）。

表2 第18個(gè)月小葉紫花三角梅生長(zhǎng)指標(biāo)與橋梁綠化基質(zhì)理化性質(zhì)相關(guān)性分析

3 結(jié)論與討論

與種植前相比，第18個(gè)月時(shí)2種橋梁綠化基質(zhì)的pH、EC值、有機(jī)質(zhì)含量下降，堿解N、有效P含量則增加，其中pH、容重、有機(jī)質(zhì)、堿解N、有效P、速效K含量均符合通用種植土指標(biāo)要求；基質(zhì)A的有效P含量顯著高于基質(zhì)B（P＜0.05），其余理化性質(zhì)指標(biāo)則無(wú)顯著差異（P＞0.05）。隨著種植時(shí)間的延長(zhǎng)，小葉紫花三角梅葉片SPAD值呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；不同種植時(shí)間之間花朵密度差異顯著（P＜0.05），第21個(gè)月時(shí)達(dá)到最大值，其中基質(zhì)A、B處理分別為54%、75%。然而，2種橋梁綠化基質(zhì)處理下小葉紫花三角梅生長(zhǎng)和開花較為一致，其花朵密度、葉片SPAD值以及全N、全P、全K含量均無(wú)顯著差異（P＞0.05）。

橋梁綠化植物生長(zhǎng)環(huán)境特殊，對(duì)栽培基質(zhì)的要求不同于地面栽培植物。王定躍等[18]認(rèn)為基質(zhì)配比對(duì)三角梅‘同安紅’B. spectabilis‘Crimsonlake’ 生長(zhǎng)影響較容器類型大，園土、泥炭、珍珠巖、河沙按照體積比2∶4∶3∶1配制的基質(zhì)能顯著促進(jìn)其根系的生長(zhǎng)。本研究的2種橋梁綠化基質(zhì)均由園林廢棄物腐熟堆肥、有機(jī)肥等環(huán)境友好型原材料混配獲得，種植第18個(gè)月后仍能滿足小葉紫花三角梅種植的要求。此外，隨著種植時(shí)間的延長(zhǎng)，在植物生長(zhǎng)代謝活動(dòng)的影響下，栽培基質(zhì)理化性質(zhì)也隨著變化。李麗娟等[19]認(rèn)為植物根系活動(dòng)導(dǎo)致根際土壤有機(jī)質(zhì)、全N、堿解N、有效P的顯著富集，表明植物能夠通過(guò)積極的生理調(diào)節(jié)改善土壤養(yǎng)分的生物有效性，以利于自身的營(yíng)養(yǎng)吸收。橋梁綠化基質(zhì)的堿解N、有效P含量較種植前增加，可能是由于橋梁綠化中種植盆空間有限[4]，小葉紫花三角梅大量根系集中生長(zhǎng)在有限的空間內(nèi)形成更多的根際區(qū)域，使得根系以及根際微生物積極參與基質(zhì)材料養(yǎng)分轉(zhuǎn)化過(guò)程，從而有可能促進(jìn)基質(zhì)養(yǎng)分的釋放，使得基質(zhì)堿解N、有效P含量維持在適宜的水平。磷素是植物生長(zhǎng)發(fā)育的必需營(yíng)養(yǎng)元素之一，對(duì)于植物光合作用、呼吸作用等各種代謝過(guò)程有重要的意義[20]。栽培基質(zhì)一般由有機(jī)、無(wú)機(jī)材料按照不同配比配制而成，其磷素供應(yīng)能力受材料來(lái)源影響。大量研究表明，長(zhǎng)期施用有機(jī)肥能夠通過(guò)降低土壤對(duì)P的吸附從而提升土壤有效P含量，而不同有機(jī)肥類型及用量對(duì)土壤有效P含量的影響存在差異[21～23]。本研究中基質(zhì)A添加的有機(jī)肥成分為牛糞，基質(zhì)B添加的有機(jī)肥成分為蚯蚓糞為主，基質(zhì)A的有效P含量高于基質(zhì)B，可見2種來(lái)源有機(jī)肥對(duì)于基質(zhì)磷素含量的影響可能存在差異，但是目前這種影響仍未明確，因此下一步有必要針對(duì)有機(jī)肥影響2種基質(zhì)磷素釋放效率的差異開展相關(guān)研究。

葉片SPAD值能夠反映葉綠素含量的多少，而葉綠素含量與氮素含量密切相關(guān)，因此SPAD 值也被用來(lái)衡量葉片氮素含量的高低[24]。由于植物水分條件、營(yíng)養(yǎng)狀況、生長(zhǎng)時(shí)期等因素對(duì)葉片SPAD值有不同程度的影響，應(yīng)用SPAD值判斷氮素營(yíng)養(yǎng)狀況時(shí)要綜合考慮各種影響因素[22～24]。本研究中小葉紫花三角梅葉片SPAD值隨著種植時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，表明葉綠素含量逐漸降低，而氮素積累也可能受到了一定限制。結(jié)合基質(zhì)理化性質(zhì)來(lái)看，葉片全N與基質(zhì)有機(jī)質(zhì)和堿解N含量均呈顯著負(fù)相關(guān) （P＜0.05），表明基質(zhì)有機(jī)質(zhì)和堿解N含量越高反而不利于葉片氮素積累。一方面，作物對(duì)氮素的吸收依賴根系的生長(zhǎng)發(fā)育[25]，劉悅明等[4]證實(shí)斷根處理對(duì)小葉紫花三角梅葉片全N元素的積累產(chǎn)生了一定的負(fù)效應(yīng)，本研究中小葉紫花三角梅根系盤旋和生長(zhǎng)退化問(wèn)題也可能抑制了氮素的吸收；另一方面，基質(zhì)氮素含量偏高，可能降低了小葉紫花三角梅的蒸騰量及氣孔導(dǎo)度，降低光合速率，從而不利于氮素的積累，這與郝鳳等[25]研究一致。此外，植物根際環(huán)境磷素狀況對(duì)葉片SPAD值也有直接影響，例如低P水平增加了水稻幼苗葉片SPAD值，高P水平反而降低了葉片SPAD值，這種差異主要是P水平較低時(shí)促進(jìn)了老葉中的P向新葉轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致新葉SPAD值較高[22]。第18個(gè)月時(shí)2種基質(zhì)有效P含量與小葉紫花三角梅葉片SPAD值呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），這與劉旻霞[23]研究結(jié)果一致，表明基質(zhì)有效P含量增加不利于植株磷素的積累，從而導(dǎo)致葉片SPAD值降低。

此外，三角梅開花質(zhì)量是評(píng)價(jià)橋梁綠化景觀效果的重要指標(biāo)。研究表明，三角梅開花過(guò)程受葉片內(nèi)源激素含量變化、營(yíng)養(yǎng)狀況以及光照等因素影響，因此實(shí)施花期調(diào)控可以采取控水、修剪、施肥、噴施生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施[26～28]。本研究中，小葉紫花三角梅花朵密度隨著種植時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)明顯的動(dòng)態(tài)變化，然而花朵密度總體偏低，且盛花期較短。第18個(gè)月時(shí)小葉紫花三角梅花密度與葉片全K含量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），推測(cè)植株出現(xiàn)低鉀狀況時(shí)可能會(huì)抑制小葉紫花三角梅開花過(guò)程。鉀素在植物生長(zhǎng)和發(fā)育過(guò)程中起重要作用，宋志忠等[29]發(fā)現(xiàn)鉀素狀況改善時(shí)會(huì)促進(jìn)桃花提前開花，這與KUP家族基因在開花不同時(shí)期轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控差異密切相關(guān)。目前有關(guān)鉀素參與小葉紫花三角梅花期調(diào)控的機(jī)制未見報(bào)道，建議后續(xù)研究分析小葉紫花三角梅鉀素吸收、積累和分配特性，進(jìn)一步評(píng)價(jià)開花過(guò)程對(duì)鉀素的響應(yīng)機(jī)制，同時(shí)加強(qiáng)鉀素營(yíng)養(yǎng)調(diào)控技術(shù)措施，以改善小葉紫花三角梅開花質(zhì)量，進(jìn)而提升橋梁綠化景觀品質(zhì)。