铜草花人工培育技术研究_梁超.pdf

安徽农学通报2023年05期蔬菜 水果 园艺铜草花人工培育技术研究梁超（铜陵市铜都森林公园管理处（国有林场），安徽铜陵 244000）摘要铜草花（海州香薷）是有效的铜矿藏指示植物，具有较强的铜吸收、积累能力，并具有一定的观赏性，是废弃铜矿山及其污染土壤植被恢复的潜力物种，但铜草花人工培育技术的研究较少，限制了其在矿区生态修复中的推广应用。本试验以人工培育铜草花的技术研究成果为依据，简述了人工培育铜草花的技术试验过程，旨在找出最优方案，为人工种植、培育铜草花提供技术参考。关键词铜草花；人工培育；海州香薷；铜矿区中图分类号X324文献标识号A文章编号1007-7731（2023）05-0063-04铜草花，学名海州香薷（Elsholtzia splendens Nakai），唇形科，香薷属，多年生直立草本植物，自然生植株高3040 cm，花期1011月份，苞片呈圆或宽卵圆形，花瓣颜色多为紫红色或蓝色，花开形似牙刷，广泛分布于河南、安徽、江苏、浙江、江西等地。铜草花的根、茎、叶都能吸附铜离子，在铬、铅、锌等多种重金属复合污染的土壤中也能正常生长，且具有一定的富集能力，因此在治理土壤重金属污染方面效果显著，在我国有着“吃铜草”“东方薰衣草”之称。铜草花曾遍布铜陵市，后因矿山开采等因素，自然生长地面积逐渐萎缩，真正认识、了解铜草花的人不多。目前世界上发现的铜矿指示植物有 30 种之多，都不及铜草花应用广泛。铜草花能在铜含量高达 0.4%0.5%的土壤中生存1。2004 年，中科院南京土壤研究所宋静基于土培试验，验证海州香薷为铜的耐性植物，可用于铜污染土壤的植物固定2，且相比于其他植物修复材料如紫 花 香 薷，海 州 香 薷 对 Cu、Zn 的 积 累 量 明 显更高。基于近年来铜陵市铜矿区重金属污染困难立地生态修复的战略需求和为未来铜草花主题公园的建设做好技术储备工作的目的，本研究在验证铜草花人工培育可行性及相关技术的同时提高了其观赏性，并以铜草花的植物修复技术作为铜矿区困难立地生态修复的示范，以期改变铜矿山裸露、安全隐患多的治理难题，最终目的是有效提升和改善矿区的生态环境，美化铜陵的市容市貌，打造铜陵城市特色植物景观，向人们展示源远流长的青铜文明，发挥铜草花的旅游价值，有效推动长江经济带生态环境保护工作。1研究地概况铜陵市地处中国华东地区、安徽省中南部，位于长江下游平原与皖南山区的交接地带，铜陵因铜得名，以铜兴市，素有“中国古铜都，当代铜基地”之称。采冶铜的历史始于商周，盛于汉唐，至今已延绵3 500余年，历史上多以露天开采方式进行，铜矿床露天采场最终变成了废弃矿山遗迹地。目前，在铜陵市的铜官山、笔架山、狮子山、凤凰山、大青山、铜山均有铜矿床露天采场分布。试验样地选择在铜陵市笔架山南坡铜矿山露天排土场（30.915 7 N、117.813 7 E）和铜陵市铜都森林公园管理处（国有林场）苗圃内（30.890 9 N、117.7916 E）。为掌握铜矿遗迹地矿渣和尾砂 2种土质的土壤环境质量数据，分别对土壤重金属含量等进行了测定，具体土壤环境质量数据见表1。作者简介梁超（1980），男，林业工程师，从事森林培育、资源保护和管理工作。收稿日期2022-05-19-63DOI:10.16377/ki.issn1007-7731.2023.05.007安徽农学通报2023年05期蔬菜 水果 园艺表1土壤环境质量数据土质尾砂矿渣坐标30.915 8N、117.812 7E30.915 7N、117.813 7EpH6.937.26镉/（gg-1）10.914.26镍/（gg-1）90.8172.32铅/（gg-1）87.6684.38铜/（gg-1）5 529.477 633.93锌/（gg-1）454.05625.002材料与方法2.1试验材料试验所需的铜草花种子采自铜陵市笔架山南坡铜矿区铜草花的自然生长地。选择长势较好的一片铜草花，在尽花后15 d采用收割种穗，晒12 d后进行揉搓，净种后装入布袋于通风干燥处保存。2.2试验方法2019年3月上旬，本试验分别在2块试验样地按约200 粒/m2标准，以人工撒播方式进行播种。每隔30 d观察、记录生长情况，培养180 d后，测量植株数量、高度、干重等数据，比较差异性，最终进行综合分析。利用原有矿山露天排土场废弃地（本身也是自然生铜草花的生长地，土质为矿渣），通过不同土壤处理方式进行人工种植，试验人工播种、培育的可行性，根据后期生长状况找出最优处理方式。笔架山试验样地试验面积1 300 m2，共有3个试验因子、14个处理。在苗圃试验样地中，本试验通过按比例移入铜矿遗迹地尾砂土和调节土壤pH的方式改造土壤，对适宜铜草花生长的土壤进行研究，包括土壤铜离子含量对铜草花生长影响研究、不同土壤pH对铜草花生长影响研究。试验面积360 m2，共有3个试验因子，84个样方。使用生石灰和硫酸亚铁作为pH调节剂。移入的铜矿区尾砂土取自笔架山铜矿山遗迹地，按比例混合并充分拌匀。2.3试验设计笔架山试验样地共14个处理，每个处理5m10m，面积50 m2，试验设计如表2所示。表2笔架山试验样地试验设计地块编号3456789101112131421土壤处理翻地30 cm宽地200 cm起垄50 cm保湿剂15 gm-2保湿剂30 gm-2保湿剂45 gm-2草炭土2 Lm-2草炭土2 Lm-2+保湿剂15 gm-2保湿剂15 gm-2保湿剂30 gm-2保湿剂45 gm-2草炭土2 Lm-2草炭土2 Lm-2+保湿剂 15 gm-2播种施复合肥除草苗圃试验样地设土壤加砂量、土壤pH调节剂添加量2个因子，正交设计，随机分布。其中土壤加尾砂土量30%、50%、70%、100%4个量，土壤pH调节剂添加量为每平方米均匀喷洒生石灰40、60 g，硫酸亚铁20、50、100、200 g和不添加调节剂7个量，共计84个处理。每个处理重复3次，面积为1 m2，处理土壤深30 cm，处理之间间隔大于30 cm。对照为铜草花移出地30 cm以内土。所有处理和对照均匀撒施45%NPK复合肥50 g，统一其它肥水管理，试验设计如表3所示。表3苗圃试验样地试验设计0123生石灰04060硫酸亚铁100铜矿区尾砂土30%0A11A12A13A10A21A22A23A20A31A32A33A350%0B11B12B13B10B21B22B23B20B31B32B33B370%0C11C12C13C10C21C22C23C20C31C32C33C3100%0D11D12D13D10D21D22D23D20D31D32D33D3序号pH调节剂/（gm-2）A123B123C123D123-6445620050204A15A16A14A25A26A24A35A36A34B15B16B14B25B26B24B35B36B34C15C16C14C25C26C24C35C36C34D15D16D14D25D26D24D35D36D3续表3苗圃试验样地试验设计序号pH调节剂/（gm-2）A123B123C123D1233结果与分析3.1人工种植可行性及不同土壤处理对生长量影响的分析由表4可知，不同土壤处理对铜草花生长影响显著。对照笔架山样地同区域自然生铜草花的平均株高即3号样地，经过土壤处理后样地的铜草花长势良好，平均株高均高于自然生和未经过土壤处理的30 cm株高，并且通过观察，生长密度也远高于自然生长地，有效提升了铜草花的整体观赏性，验证了人工种植培育的完全可行性。对比发现，7号样地的长势最好，其次为14号样地，对照试验设计发现保湿剂的添加比例也最高，反之，没有添加保湿剂的样地长势差。说明土壤保水力对铜草花的长势影响很大，施肥对铜草花长势也有影响。表4笔架山样地不同土壤处理生长情况统计编号1234567891011121314平均株高/cm44.440.030.239.648.762.875.233.743.136.038.440.041.569.6干重/kg28.8726.0118.8925.7531.6940.8448.9021.9128.0323.4124.9226.0126.9945.27注：表内为2019年尽花后15 d的测量数据，下同。3.2土壤铜离子含量及pH对生长量影响的分析通过直观的数据对比，发现相较于笔架山试验样地，苗圃试验样地铜草花的整体株高明显更高（长势更好），这可能是由于移入的铜矿区尾砂土，含经过研磨选矿后废弃的矿砂，相比矿渣更精细，因此渗水率低，使得土壤的保水力增强导致的。由表5可知，在不同pH的土壤条件下，铜草花均可以正常生长，整体差异性不大。编号4D的处理方式下，铜草花的长势最好，6B的处理方式下，长势最差。表5苗圃样地生长情况统计编号0A0B0C0D1A1B1C1D2A2B2C2D3A3B3C3D4A4B4C4D5A5B5C5D6A6B6C6D平均株数18.0015.3316.3316.0017.0016.3320.3320.0016.6717.0020.0021.6717.3322.6716.3317.0021.3315.0017.6717.3318.0021.3322.0017.0019.0016.6716.6720.67平均株高/cm74.0071.1786.1781.3379.0088.8387.1782.584.6785.1790.0091.8389.6793.3380.1787.6781.1783.6780.1796.6780.3389.3389.3383.1762.1759.6788.3385.17干重/kg0.9130.900.780.720.590.790.670.690.830.870.841.291.050.830.900.871.110.951.040.910.780.901.080.800.680.470.920.70注：对每个处理的3次重复进行平均统计。4结论与讨论本试验通过从播种到开花结实的一个完整生长周期的观测，验证了铜草花人工种植的可行性，并且以试验结果证明，合理的人工培育使（下转73页）梁超：铜草花人工培育技术研究-65倡雨季造林。2019年雨季在屏山栽植侧柏30 hm2，成活率在90%以上。但应注意天气，雨后就晴不宜栽植，最好连阴几天。因夏季气温高，蒸发量大，失水快，不宜远途运苗。阔叶树要提倡秋季栽植，栽植时要讲究质量，根系完整，疏展，踏实、扶正，并培土保墒。2.7抚育管理俗话说“三分栽七分管”，抚育管理包括看管，除草、松土、抹芽、病虫防治等。造林要立即封山，防止人畜损坏，并要进行23次管理工作。第1次在4月份，要踏实、培土，防止风倒。第2次在6月份，除草松土，视干湿情况进行浇水和病虫害防治。第3次在8月份，调查成活率，以便来年春季补栽、去萌和抹芽、虫害防治。冬季注意防火,因冬季干旱少雨，干叶朽枝及杂草易引起火灾。至于修枝，阔叶树要视树而定，针叶树35年不必修枝；黑松第5年可去第1层枝，第6年可去12层，以后每年去一层枝，但应保持枝叶在枝干的2/3或3/4，防止过度修枝影响生长。新造的幼林一般要经历缓苗、生根、生长并逐步进入速生的过程。幼苗管理是关键的转折阶段，对以后树木生长和丰产关系极大。由于在这个阶段的幼林基本上处于散生状态，幼苗生长相对困难，要为其创造优越的环境条件，使之达到较高的成活率，进而达到成林目的。造林后，及时用枯树枝、碎草、石块等覆盖穴面，同时采用保水剂叶面喷施、地膜覆盖等技术，既可防兔抗旱，又可避免大雨时雨滴击溅表土，减少蒸腾失水。对穴面保墒和促进苗木生长均有明显作用。因为在石质山地造林，尤其是裸根苗应尽可能在栽后2 d内浇水1次，以保幼树成活。大雨过后，要及时查苗看穴，如苗木被冲压，应及时扒出扶正，修筑好被大雨冲毁的树盘。在造林后第3年，每年除草、松土2次、施肥1次，初冬进行封土防寒。封山育林是加强森林资源保护，增加林草覆盖率、控制水土流失、改善生态环境的重要措施之一。对新造林地实行“应封尽封，死封死禁”，并完善封育制度，加强管护力量，做到每一块封育区都有专人管护，保护石质山地造林绿化成果。按照“预防为主，因害设防，综合治理”的原则，实行火、病、虫、鼠、兔等灾害的综合防治，定期进行灾害巡查，根据灾害程度进行防治，避免环境污染、破坏生物多样性，做好相应的预测、预防工作。切实加强森林资源管理，确保“青山常在，永续利用”3参考文献1 代光明.石质山绿化造林存在的问题既对策建议J.安徽农学通报，2014（16）：105-106.2 王建华，赵振卿.浅谈造林整地的意义和方法J.农村实用科技信息，2010（3）：41.（责编：王慧晴）得铜草花在植株高度、密度、干重方面都要远超自然生铜草花，花期的观赏性也有很大提升。试验发现铜矿砂土中添加保湿剂（增强土壤的保水力，添加量也很关键）及施肥对促进铜草花生长效果显著；铜离子含量对铜草花长势有影响；pH在48之间，铜草花长势差别不显著；笔架山试验样地，前期长势良好，直到10月份以后，因当年连续秋干，没有及时进行灌溉，铜草花生长受阻，并出现部分枯死现象，主要问题是矿渣土壤保水不足，需要在79月浇12次透水，或者进一步探索矿渣土壤的保水方法。后续研究还需进一步完善探索，如人工种植条件下，铜草花种植密度的控制问题、采种时间对铜草花长势是否有影响、非处理层土壤对数据影响的改进方法等。同时建议加强铜草花植物材料收割后的合理处置及其资源化利用技术研究，实现良性循环，促进植物修复产业化进程，打造铜草花产业链。5参考文献1 谢学锦，徐邦樑.铜矿指示植物海州香薷，地质学报，1953，4（32）：360-368.2 SONG J，ZHAO F J，LUO Y M，et al.Copper uptake byElsholtzia splendens and Silene vulgaris and assessment ofcopper phytoavailability in contaminated soilsJ.Environ.Pollut.，2004，128：307-315.（责编：张蓓）（上接65页）姬军永等：浅谈泗县石质山地植被恢复对策-73