夏季梨園菊科花卉綠肥化利用潛力評(píng)價(jià)

姚單君 張愛(ài)華 吳興洪 冉斌 張欽 朱青 王文華 曹衛(wèi)東 況勝劍

摘 ?要：目前菊科花卉大量應(yīng)用于各種景觀打造，本研究通過(guò)在梨園種植不同品種菊科花卉，探究其綠肥化利用潛力，同時(shí)篩選出較好的品種，為觀光農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。以7種常見(jiàn)夏季菊科花卉作為試驗(yàn)材料進(jìn)行田間試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)比菊科花卉的養(yǎng)分含量和積累量，以及對(duì)土壤養(yǎng)分的影響等得出其綠肥化利用潛力大小。結(jié)果表明，不同品種菊科花卉在整個(gè)生長(zhǎng)期生長(zhǎng)速率不同，在盛花期時(shí)油葵株高及根長(zhǎng)均最大，分別為（193.17±20.71）、（18.43±3.72）cm。不同花卉開(kāi)花性狀及開(kāi)花時(shí)間各不相同，但在盛花期時(shí)花序面積均能完全覆蓋地面，具有較好的觀賞價(jià)值。其中，油葵的花序面積最大，平均每個(gè)花序約為（0.088±0.010）m2，百日草花期最長(zhǎng)，達(dá)107 d。各品種菊科花卉均能通過(guò)生長(zhǎng)不斷積累養(yǎng)分，百日草地上部分氮、磷、鉀含量均最高，分別為（2.89±0.07）%、（0.53±0.03）%和（3.27±0.17）%。油葵單位面積干物質(zhì)量、單位面積氮、磷、鉀養(yǎng)分積累量及固碳量顯著高于其他處理，分別為（18821.17±568.91）、（396.89±22.74）、（57.35±5.25）、（385.20±22.09）kg/hm2及（2820.96±84.49）g/m2。種植不同品種菊科花卉均能對(duì)土壤肥力產(chǎn)生不同程度的影響，顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)，培肥土壤，提高土壤堿解氮、速效磷和速效鉀的含量。綜合各肥效指標(biāo)及操作便利性得出，在梨園7個(gè)品種菊科花卉綠肥化利用潛力大小依次為：小葵子>高稈波斯菊>百日草>矮稈波斯菊>高稈硫華菊>矮稈硫華菊>油葵，因此，在梨園可選擇種植小葵子、高稈波斯菊和百日草作綠肥化利用，兼顧美觀和生態(tài)。

關(guān)鍵詞：梨園;菊科花卉;綠肥化利用

中圖分類號(hào)：S142 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： Asteraceae flowers are widely used in various landscapes. The research aims to explore the potential of green manure utilization by planting different varieties of Asteraceae flowers in pear orchards， and choose out better varieties to provide theory and practice for the sustainable development of tourism agriculture. Seven common summer Asteraceae flowers were used as the experimental materials. The potential of green manure utilization was obtained by comparing the content and accumulation of nutrients and the effects on soil nutrients. The growth rate of different species of Asteraceae in different growth stages was different. The plant height and root length of oil sunflower were the highest at the blossom stage， which was （193.17±20.71） and （18.43±3.72）cm， respectively. The flower traits and flower blossom time of different flowers were different， but the inflorescence area could completely cover the ground during the blossom period， which had a good ornamental value. Among them， the inflorescence area of oil sunflower was the largest， and the average inflorescence was about （0.088±0.010）m2， and zinnia had the longest flowering period of 107 days. All varieties of Asteraceae flowers could accumulate nutrients in growth. The content of nitrogen， phosphorus and potassium of the aboveground part of zinnia was the highest， which was （2.89±0.07）%， （0.53±0.03）% and （3.27±0.17）% respectively. The dry matter quality， nitrogen， phosphorus and potassium nutrient accumulation and carbon sequestration per unit area of oil sunflower were significantly higher than that of other treatments， which was （18821.17±568.91） （396.89±22.74）， （57.35±5.25） and （385.20±22.09）kg/hm2， （2820.96±84.49）g/m2， respectively. Varieties of Asteraceae flowers could affect the soil fertility， and significantly improve soil organic matter， fertilize soil， and increase soil available nitrogen， available phosphorus and available potassium. Based on the comprehensive fertilizer efficiency indicators and the convenience of operation， the sequence of green manure utilization potential of seven species of Asteraceae in pear orchards was： small sunflower > high-pole cosmos > zinnia > dwarf cosmos > high-pole sulphur > dwarf sulphur > oil sunflower. Therefore， taking into account both the beauty and ecology， small sunflower， high-pole cosmos and zinnia could be plantedin the pear orchards.

由圖2可得，各處理植株在6月上中旬陸續(xù)開(kāi)始開(kāi)花。高稈硫華菊最先進(jìn)入初花期，油葵則最后，兩者相差15 d，差異較為明顯。同時(shí)，高稈硫華菊最先進(jìn)入盛花期，百日草和油葵最后進(jìn)入盛花期，與高稈硫華菊相差14 d。百日草開(kāi)花總時(shí)長(zhǎng)顯著多于其他處理，為107 d，小葵子開(kāi)花總時(shí)長(zhǎng)最短，為34 d。百日草花期最后結(jié)束，持續(xù)開(kāi)花到9月下旬，其余處理先后在7月中下旬結(jié)束花期，矮稈硫華菊花期結(jié)束最早。

2.2 ?不同處理的景觀效應(yīng)分析

盛花期不同處理植株數(shù)量及開(kāi)花情況如表2所示。由表2可知，各個(gè)處理植株數(shù)量和開(kāi)花情況均存在一定差異。其中，高稈波斯菊植株數(shù)量顯著多于其他處理（P<0.05），為（345.33±20.95）萬(wàn)株/hm2，小葵子植株數(shù)量最少，為（41.33±10.41）萬(wàn)株/hm2;高稈硫華菊花序數(shù)最多，為（392.00± 20.00）萬(wàn)個(gè)/hm2，小葵子花序數(shù)最少，僅有（40.00±4.62）萬(wàn)個(gè)/hm2;油葵花序平鋪面最大，為（47739.97±7057.73） m2/hm2，百日草花序平鋪面最小，為（17842.65±463.5） m2/hm2。將植株數(shù)量、花序數(shù)、單個(gè)花序面積及花序平鋪面積作相關(guān)性分析得出，單個(gè)花序面積與植株數(shù)量呈顯著負(fù)相關(guān)（r=?0.709），花序數(shù)則與植株數(shù)量呈顯著正相關(guān)（r=0.773），花序平鋪面積與單個(gè)花序面積相關(guān)性最大，存在一定正相關(guān)關(guān)系。

2.3 ?不同處理植株養(yǎng)分積累效應(yīng)分析

由圖3可知，不同處理之間植株地上部分及根部氮、磷、鉀含量均有一定差異，且各養(yǎng)分含量均為地上部分>根部，僅高稈硫華菊地上部分及根部鉀含量無(wú)差異。其中，百日草地上部分氮、磷、鉀含量顯著高于其他處理（P<0.05），分別為（2.89±0.07）%、（0.53±0.03）%及（3.27±0.17）%，小葵子地上部分氮含量最低，為（1.96±0.05）%，高稈硫華菊地上部分鉀含量最低，為（1.36±0.01）%;各處理植株根部磷含量沒(méi)有差異，油葵根部氮含量顯著高于其他處理（P<0.05），為（1.19±0.01）%，矮稈波斯菊根部鉀含量最高，為（1.78±0.11）%。

根據(jù)圖4和圖5可得，不同處理植株（包括地上部分及根部）干物質(zhì)積累量及氮、磷、鉀養(yǎng)分積累量均存在不同差異。其中，油葵干物質(zhì)積累量及氮、磷、鉀養(yǎng)分積累量均顯著高于其他6個(gè)處理（P<0.05），分別為（18821.17±568.91）、（396.89± 2.74）、（57.35±5.25）和（385.20±22.09） g/hm2，矮稈硫華菊干物質(zhì)積累量及氮、磷、鉀養(yǎng)分積累量均最低，分別為（1097.29±71.30）、（25.28±2.61）、（4.22±0.22）及（17.19±1.82） kg/hm2，且其干物質(zhì)積累量及氮積累量顯著低于其他處理（P<0.05）?？梢钥闯觯仓曜罱K氮、磷、鉀養(yǎng)分積累量受植株干物質(zhì)量和氮、磷、鉀養(yǎng)分含量的共同影響，但在本研究中與植株干物質(zhì)量的相關(guān)性更大，呈顯著正相關(guān)關(guān)系（r=0.992、r=0.977、r=0.975）。

2.4 ?不同處理地上部固碳能力分析

固碳是通過(guò)捕獲碳并安全封存的方式來(lái)取代直接向大氣中排放CO2的過(guò)程，也稱為碳封存[17]。植物固碳主要通過(guò)光合作用同化吸收大量CO2，從而在一定程度上緩解氣候變化所帶來(lái)的危害[18]。本研究條件下，不同處理的固碳能力不同，從圖6可得，不同處理之間植株固碳量差異較大。其中油葵固碳量顯著高于其他處理（P<0.05），為（2820.96±84.49）g/m2，小葵子次之，為（1186.38± 18.66）g/m2，矮稈硫華菊固碳量顯著低于其他6個(gè)處理（P<0.05），為（164.73±10.14）g/m2。其說(shuō)明油葵固碳能力最強(qiáng)，能吸收更多大氣中的CO2，形成自身物質(zhì)。

2.5 ?不同處理對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

由表3可知，各處理之間土壤理化指標(biāo)均有一定差異。相對(duì)于基礎(chǔ)土樣，各處理堿解氮等理化指標(biāo)存在不同的變化。其中，各處理土壤堿解氮含量均顯著降低（P<0.05），小葵子降低最少，降低了7.6%，高稈硫華菊降低最多，降低了28.81%;百日草和油葵土壤有效磷含量顯著提高（P< 0.05），高桿波斯菊、高桿和矮桿硫華菊則顯著降低（P<0.05），各處理中百日草土壤有效磷含量最高，為（29.30±0.31）mg/kg，矮稈硫華菊含量最低，為（11.07±0.05）mg/kg;不同處理土壤速效鉀含量均有不同程度提高，矮稈硫華菊增加最多，增加了108.3%（P<0.05），油葵增加最少，僅增加9.9%;各處理土壤緩效鉀含量均顯著降低（P<0.05），降低幅度較大，矮稈硫華菊降低最少，降低了45.65%，高稈波斯菊降低最多，降低了82.94 %;7個(gè)處理土壤有機(jī)質(zhì)含量均顯著增加（P< 0.05），百日草含量最高，增加到（48.13±0.12）g/kg，高稈硫華菊僅增加到（38.83±0.33）g/kg;除百日草外其他處理土壤pH均有不同程度降低，小葵子降低最多（P<0.05），為（5.00±0.04）。

3 ?討論

大部分菊科植物都具有較高的觀賞價(jià)值，應(yīng)用于各種景觀打造中，同時(shí)也富于較多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。百日草、波斯菊、硫華菊、小葵子、油葵均是具有較高觀賞價(jià)值的菊科植物，應(yīng)用范圍廣。本研究發(fā)現(xiàn)，在不同生長(zhǎng)時(shí)期各個(gè)品種菊科花卉生長(zhǎng)速率均有所不同，其中矮稈硫華菊最先達(dá)到生長(zhǎng)線性期。在植株盛花期，油葵株高及根長(zhǎng)均顯著高于其他品種。根據(jù)這一性狀，在梨園梨樹(shù)平均樹(shù)高為175 cm的情況下，種植除油葵以外的其他6個(gè)品種花卉作肥用較為適宜，不影響梨樹(shù)生長(zhǎng)的同時(shí)，也不妨礙果園的日常管理。

植物的開(kāi)花性狀是植物景觀最重要的組成部分[19]，在梨園種植觀賞花卉也應(yīng)考慮其觀賞價(jià)值。各品種花卉顏色均明亮鮮艷，觀賞價(jià)值高。高稈硫華菊最先進(jìn)入初花期，油葵最后，相差近半個(gè)月，百日草花期顯著比其他幾個(gè)品種長(zhǎng)。百日草舌狀花瓣數(shù)最多，矮稈及高稈波斯菊舌狀花瓣數(shù)最少。油葵花序面積最大，矮稈硫華菊花序面積最小。高稈波斯菊單位面積植株數(shù)量最多，小葵子單位面積植株數(shù)量最少。2種波斯菊和2種硫華菊單位面積花序數(shù)顯著多于百日草、小葵子及油葵，其中高稈硫華菊最多。油葵單位面積花序平鋪面積最大，百日草單位面積花序平鋪面積最小。通過(guò)作相關(guān)性分析得出的結(jié)果說(shuō)明，隨著植株密度的增加小區(qū)內(nèi)花序數(shù)量增多，但單個(gè)花序面積則會(huì)逐漸減小，花序平鋪面積相應(yīng)地在一定程度上有所降低。綜上所述，各個(gè)品種花卉雖然開(kāi)花性狀各不相同，但均具有較高的觀賞價(jià)值，可根據(jù)開(kāi)花時(shí)長(zhǎng)、顏色、花序面積等不同方面的要求進(jìn)行選擇，而根據(jù)以上指標(biāo)，在梨園種植這7種花卉均適宜。

花卉的綠肥化利用最主要的就是探究其自身養(yǎng)分的含量及積累。百日草地上部分氮、磷、鉀含量均顯著高于其他6個(gè)品種，小葵子地上部分氮含量最低，油葵根部氮含量顯著高于其他處理，各個(gè)品種根部磷含量幾乎無(wú)差異，矮稈波斯菊根部鉀含量大于其他處理。作物生長(zhǎng)發(fā)育是干物質(zhì)與養(yǎng)分不斷積累的過(guò)程，干物質(zhì)與養(yǎng)分積累是作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)[20-21]。同時(shí)，有研究人員提出，植物自身每生成1 g干物質(zhì)需要吸收固定大氣中的CO2 1.63 g[22-23]。油葵單位面積干物質(zhì)量顯著高于其他處理，矮稈硫華菊最小。油葵單位面積氮、磷、鉀養(yǎng)分積累量及固碳量也顯著高于其他處理，矮稈硫華菊也為最小。相關(guān)性分析結(jié)果表明，單位面積養(yǎng)分積累量均與單位面積干物質(zhì)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，其影響力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于花卉自身養(yǎng)分含量。根據(jù)各個(gè)品種的養(yǎng)分積累能力，油葵綠肥化利用潛力為最大，其次是小葵子，再者則是高稈波斯菊、矮稈硫華菊的潛力最小。在觀花期過(guò)后將其直接刈割覆蓋或翻壓入土，既達(dá)到了一定景觀價(jià)值，也能夠有效培肥土壤。

作物的生長(zhǎng)需要吸收土壤中的各種養(yǎng)分，但有些植物可以通過(guò)自身的生長(zhǎng)降低土壤對(duì)磷的吸附和富集作用，還可以通過(guò)自身氧化還原過(guò)程，活化土壤中難以被利用的磷和鉀[24]。有研究表明，在果園間作豆科、禾本科等作物能夠增加土壤有機(jī)質(zhì)，培肥土壤，提高土壤堿解氮、有效磷和速效鉀的含量[12， 25]。本研究中種植不同菊科花卉也能在不同程度上提高土壤中速效鉀含量，從而降低緩效鉀含量，其中矮稈硫華菊活化土壤中鉀的能力顯著大于其他處理，百日草和油葵能更加有效活化土壤中的磷。同時(shí)，7個(gè)品種花卉均能顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，這可能是由于凋落物的腐解，有待進(jìn)一步深入研究。

綜上所述，各品種花卉開(kāi)花時(shí)間、花的性狀各不相同，但在盛花期時(shí)花序面積均能完全覆蓋地面，而在干物質(zhì)及養(yǎng)分積累量上，油葵優(yōu)勢(shì)明顯，小葵子次之，矮稈硫華菊最小，百日草及油葵可明顯活化土壤中的磷，矮稈硫華菊能更加有效地活化土壤中的鉀，百日草次之。同時(shí)結(jié)合梨園果樹(shù)平均樹(shù)高，在梨園7個(gè)品種菊科花卉綠肥化利用潛力大小依次為：小葵子>高稈波斯菊>百日草>矮稈波斯菊>高稈硫華菊>矮稈硫華菊>油葵。因此，在梨園種植小葵子、高稈波斯菊及百日草作綠肥化利用均較為適宜。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳士平. 論綠肥在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的地位[J]. 土壤通報(bào)， 1980（1）： 35-40.

[2] 曹衛(wèi)東， 黃鴻翔. 關(guān)于我國(guó)恢復(fù)和發(fā)展綠肥若干問(wèn)題的思考[J]. 中國(guó)土壤與肥料， 2009（4）： 1-3.

[3] 曹衛(wèi)東， 包興國(guó)， 徐昌旭， 等. 中國(guó)綠肥科研60年回顧與未來(lái)展望[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)， 2017， 23（6）： 1450-1461.

[4] 賈永霞， 張春梅， 方繼宇， 等. 細(xì)葉百日草對(duì)鎘的生長(zhǎng)響應(yīng)及富集特征研究[J]. 核農(nóng)學(xué)報(bào)， 2015， 29（8）： 1577-1582.

[5] 林立金， 馬倩倩， 石 ?軍， 等. 花卉植物硫華菊的鎘積累特性研究[J]. 水土保持學(xué)報(bào)， 2016， 30（3）： 141-146.

[6] 曹 ?柳， 楊俊興， 郭勁君， 等. 施肥對(duì)向日葵吸收積累Cd的影響[J]. 環(huán)境科學(xué)， 2018， 39（11）： 5189-5197.

[7] 肖克飚， 吳普特， 雷金銀， 等. 不同類型耐鹽植物對(duì)鹽堿土生物改良研究[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)， 2012， 31（12）： 2433-2440.

[8] 吳曉鳳， 倪 ?沛， 楊 ?濤， 等. 10種菊科植物的抗旱性與抗鹽性評(píng)價(jià)[J]. 生態(tài)學(xué)雜志， 2018， 37（7）： 1959-1968.

[9] 史薪鈺， 趙 ?娛， 劉 ?洋， 等. 片麻巖山地幾種草本植物生長(zhǎng)特性及水土保持效益分析[J]. 北方園藝， 2016（14）： 70-74.

[10] 李 ?媛， 韓迎儒， 趙 ?冰， 等. 污水脅迫下7種草本地被植物耐污性比較研究[J]. 草地學(xué)報(bào)， 2018， 26（6）： 1392- 1399.

[11] 溫明霞， 石孝均， 聶振朋， 等. 椪柑果園種植夏季綠肥的效應(yīng)[J]. 果樹(shù)學(xué)報(bào)， 2011， 28（6）： 1077-1081.

[12] 李 ?蘋， 徐培智， 解開(kāi)治， 等. 坡地果園間種不同綠肥的效應(yīng)研究[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2009（10）： 90-92.

[13] 俞巧鋼， 葉 ?靜， 馬軍偉， 等. 山地果園套種綠肥對(duì)氮磷徑流流失的影響[J]. 水土保持學(xué)報(bào)， 2012， 26（2）： 6-10， 20.

[14] 鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析[M]. 北京： 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社， 2005.

[15] 張愛(ài)華， 張 ?欽， 楊 ?爽， 等. 新型尿素對(duì)玉米產(chǎn)量及養(yǎng)分積累、利用的影響[J]. 玉米科學(xué)， 2018， 26（5）： 137-142.

[16] 陳丹艷， 楊振超， 孔 ?政， 等. CO2對(duì)生菜生長(zhǎng)和固碳量的影響[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2018， 46（6）： 108-114.

[17] Lal R， Negassa W， Lorenz K. Carbon sequestration in soil[J]. Current Opinion in Environmental Sustainability， 2015， 15： 79-86.

[18] 張 ?嬌， 施擁軍， 朱月清， 等. 浙北地區(qū)常見(jiàn)綠化樹(shù)種光合固碳特征[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)， 2013， 33（6）： 1740-1750.

[19] 張 ?靜. 風(fēng)鈴木類植物開(kāi)花性狀與觀賞價(jià)值研究[D]. 北京： 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院， 2016

[20] 齊文增， 陳曉璐， 劉 ?鵬， 等. 超高產(chǎn)夏玉米干物質(zhì)與氮、磷、鉀養(yǎng)分積累與分配特點(diǎn)[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)， 2013， 19（1）： 26-36.

[21] 申關(guān)望， 祁玉良， 魯偉林， 等. 施氮量對(duì)雜交水稻D優(yōu)3138干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)與稻米品質(zhì)的影響[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2017， 45（2）： 23-25.

[22] 王首吉， 杜 ?虹， 梅志平， 等. 春季深澳灣龍須菜固碳量及其影響因素[J]. 海洋環(huán)境科學(xué)， 2016， 35（3）： 343-348.

[23] 胡海清， 羅碧珍， 魏書精， 等. 小興安嶺7種典型林型林分生物量碳密度與固碳能力[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào)， 2015， 39（2）： 140-158.

[24] Zhang Y S， Werner W， Sun X. Phosphorus adsorption and desorption in paddy soils as affected by organic manure and cellulose[J]. Agribiological Research， 1993， 46： 286-294.

[25] 秦景逸， 張 ?云， 王秀梅， 等. 綠肥間作模式對(duì)蘋果園土壤養(yǎng)分含量的影響[J]. 北方園藝， 2016（11）： 169-172.