室內環境下五種綠墻植物的生長表現及葉綠素含量分析

白靖怡 高欣悅 張江濤 黨曉青 劉艷 劉冬云

摘 要 為篩選出適宜的室內生態綠墻植物，對吊竹梅、彩葉草、豆瓣綠、礬根和冷水花5種植物材料進行試驗處理，并測定其生長表現和葉片的葉綠素含量，篩選出適宜在室內生長的綠墻植物。試驗結果表明，在選擇的物種植物中，礬根、冷水花和豆瓣綠為適合室內生態綠墻的植物。

關鍵詞 室內垂直綠化;對比;形態指標;葉綠素含量

中圖分類號：S688 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.17.071

隨著工業化及城市化的飛速發展，生態發展迫在眉睫。人們工作、生活的室內綠化的發展空間有限，因而室內生態綠墻具有很大的發展潛力。生態垂直綠墻是用綠色植物建造的墻體，既有蔥蘢的色彩，又具有分隔內外空間的功能，給人舒適的美感。室內植物具有調節室內小氣候的作用，但是室內環境人為因素干擾大[1]。目前，關于處置綠墻上植物適應性的測定僅限于生理方面，對于相關形態測定很少[2]。因此，本研究通過測定5種觀葉植物在室內生態綠墻上的生理形態指標來對5種植物的生長狀態進行初步評價，再通過測量葉綠素含量判斷彩葉植物的生長狀態和觀賞價值，進行綜合評價，進而篩選出適宜在室內環境下生長的綠墻植物，為生態綠墻的應用推廣提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為吊竹梅（Tradescantia zebrina）、彩葉草（Plectranthus scutellarioides）、豆瓣綠（Peperomia tetraphylla）、礬根（Heuchera micrantha（和冷水花（Pilea notata）5種觀葉植物，選擇長勢一致、無病蟲害的3年生植株進行試驗。試驗于河北農業大學辦公室內進行。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計

在均為散射光的樓房北側室內設置一組生態綠墻（簡稱S），生態綠墻采用卡盆式（如圖1）。首先從網上定制一組1.0 m×1.5 m的架子，架子上裝有10個可固定容器的支架，形成一個鐵網。將容器斜向插入固定面板，每個容器下開有排水孔。供水采用滴灌方法，在架子最上方設有儲水容器，容器中設有吸水棉繩，并且使吸水棉繩與每一個容器底部相連，保證植物水分的需求。

用配比為椰絲10%、腐葉土70%、園土10%和有機肥10%的基質土作為植物栽培基質。綠墻上種植5種植物材料，每種植物每處理5株，重復3次。每組處理分別以相同條件下地面盆栽植株為對照，室內盆栽對照為CK。

1.2.2 植物生長測定

每7天測定一次兩種條件下5種植物的株高、冠徑、葉長和葉寬4種生長指標，每一指標測定5株植物，重復3次。

其中，株高的測定是指植株的絕對高度（即植株拉直后的高度）;冠徑是測定植物冠幅的最寬處;葉長（從葉基到葉尖，不含葉柄）和葉寬（葉片上與主脈垂直方向上的最寬處）[3]用直尺在標準計算紙上量出。在測量同時，觀察植物的株形及整體觀賞效果。

1.2.3 葉綠素含量測定

葉綠素含量采用分光光度法測定。視材料的不同摘取成熟葉片，擦干凈葉表面的污物，準確稱取0.1 g剪成小條放入盛10 mL萃取液（95%乙醇）的刻度試管中，用保鮮膜封口[4]。在黑暗處放置24 h，直到葉組織完全變白為止。然后取出3 mL浸提液置于比色皿中，用萃取液（95%乙醇）作空白對照，用分光光度計測定在665 nm、649 nm、470 nm處的光密度值，并根據Arnon公式計算得葉綠素含量。

1.2.4 數據處理

原始數據的整理采用Excel軟件完成，差異性顯著性測驗采用SPSS17.0軟件完成。

2 結果與分析

2.1 室內環境下5種綠墻植物的生長表現

在室內環境下，不同植物的生長表現不同。由表1可知，在冠徑方面，礬根和冷水花存在顯著性差異。礬根和吊竹梅較對照組減小，礬根減小了8 cm，而其余植物均較對照組增大，最大增加10 cm。在株高方面，礬根、冷水花和吊竹梅存在顯著性差異，且只有礬根1種植物株高較對照組減小，約3 cm。礬根、吊竹梅和彩葉草3種植物在葉寬方面均存在差異性，僅有綠墻礬根葉寬小于對照組，約1 cm。而吊竹梅和彩葉草在葉長方面存在差異性，但不顯著。冷水花在葉長方面略低于對照組。

2.2 室內環境條件對5種綠墻植物葉片葉綠素含量的影響

葉綠體色素在光合植物作用中擔任著光能的吸收和轉化角色，由此保證植物光合作用的正常進行[5]。通過葉綠素含量的測定，可以判定植物的光合作用能力即健康情況[6]。植物葉片呈色與葉片細胞內色素的種類、含量及分布有關。高等植物葉片中的葉綠素包括了葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素等。葉片顏色就是由這些色素共同決定的。由于環境對植物葉色有一定的影響，所以當環境改變時，葉色會發生一定程度的變化。

2.2.1 對葉綠素a含量的影響

從圖2可以看出，隨著室內培養時間的延長，除了吊竹梅的葉綠素a含量減少，其他4種植物的葉綠素a含量均增加。5種植物中，礬根的葉綠素a含量始終維持在較高水平，在5 d之后，吊竹梅的葉綠素a含量一直低于其他4種植物。

彩葉草的葉綠素a含量在培養初期（5 d）迅速上升，上升幅度達到145%，而在5～10 d里總升幅不到 6%，10～15 d里下降幅度約6%。礬根葉綠素a含量上升的幅度較小，培養初期（5 d）呈緩慢上升趨勢，上升幅度約為10%，5～10 d出現更為緩慢的上升趨勢，10～15 d緩慢下降1%。吊竹梅則表現出先緩慢上升后下降的趨勢。0～10 d呈緩慢上升趨勢，上升幅度約為30%，之后呈下降趨勢，下降幅度約為76%。冷水花的葉綠素a含量先上升后下降。前10天上升幅度達到400%，且0～5 d比5～10 d上升的幅度大，10～15 d呈下降約30%。豆瓣綠的葉綠素a含量呈逐漸上升趨勢。前5天上升幅度達到475%，在5～15 d上升的幅度較小，約為15%。

方差分析顯示，彩葉草在培養階段一直存在顯著性差異，其余4種植物僅在初期或末期與盆栽對照存在顯著性差異。

2.2.2 對葉綠素b含量的影響

圖3表明，隨著室內培養時間的延長，除了吊竹梅和礬根的葉綠素b含量減少，其他3種植物的葉綠素b含量均增加。

彩葉草的葉綠素b含量在0～10 d約上升了257%，而在10～15 d里下降約33%。礬根的葉綠素b含量先上升后下降，變化的幅度均較大。培養初期（5 d）呈快速上升趨勢，上升幅度約為130%，5～10 d快速下降約85%。礬根在第10 d時達到5種植物葉綠素b含量的最大值，0.54 mg·g-1。吊竹梅則表現出先上升后下降的趨勢。在培養的前10天里呈上升趨勢，上升幅度約為100%，之后呈下降趨勢，下降幅度約為63%。冷水花的葉綠素b含量先上升后下降。前10天上升幅度達到400%，而0～5 d比5～10 d上升的幅度大，10～15 d呈下降趨勢，下降幅度約為40%。豆瓣綠的葉綠素b含量先上升后下降。前5天上升幅度達到83%，5～15 d呈下降趨勢，下降幅度約為29%，而5～10 d與10～15 d相比下降得更快。

方差分析顯示，彩葉草在10 d之前與盆栽對照組一直存在差異且顯著。吊竹梅、礬根和豆瓣綠則在10 d以后出現顯著性差異。而冷水花則差異不顯著。

2.2.3 對類胡蘿卜素含量的影響

從圖4可以看出，隨著室內培養時間的延長，5種植物的類胡蘿卜素含量均增加。其中，礬根的類胡蘿卜素含量始終維持在較高水平。吊竹梅則始終維持在較低水平。

彩葉草的類胡蘿卜素含量在0～5 d基本沒變，5～15 d呈大幅上升趨勢，上升幅度約為125%。礬根的類胡蘿卜素含量變化的幅度較小。培養初期（5 d）下降幅度約為9%，從5～10 d上升的幅度約為18%，從10～15 d下降的幅度約為8%。吊竹梅的類胡蘿卜素含量在培養初期（5 d）呈上升趨勢，上升幅度約為50%，0～10 d呈上升趨勢，上升的幅度約為100%，從10～15 d呈下降趨勢，下降的幅度約為33%。冷水花的類胡蘿卜素含量先上升后下降。前10天上升幅度達到67%，而0～5 d比5～10 d上升的幅度小，10～15 d呈下降趨勢，下降幅度約為33%。豆瓣綠的類胡蘿卜素含量呈逐漸上升趨勢。前5天上升幅度達到300%，在5～15 d上升的幅度較小，約為38%。

方差分析顯示，彩葉草和吊竹梅在初期存在顯著性差異。礬根和冷水花則在培養期間不連續的存在顯著性差異。豆瓣綠在5～10 d存在顯著性差異。

2.2.4 對葉綠素總量的影響

由圖5可知，5種植物的葉綠素總量變化趨勢與葉綠素a、b的變化趨勢相似，也是隨著室內培養時間的延長，除了吊竹梅和礬根的葉綠素總量減少，其他3種植物的葉綠素總量均增加。其中，礬根的葉綠素總量始終維持在較高水平，在5 d之后，吊竹梅的葉綠素總量一直低于其他4種植物。

在5種植物中，礬根葉綠素總量最高，冷水花次之，之后為豆瓣綠和彩葉草，吊竹梅的葉綠素總量最低。與初始狀態相比，在室內環境下培養期間，礬根的葉綠素總量下降了約13%，吊竹梅的葉綠素總量下降了47%，彩葉草的葉綠素總量上升了130%，冷水花的葉綠素總量上升了236%，豆瓣綠的葉綠素總量上升了470%。

方差分析表明，彩葉草在0～15 d內均存在顯著性差異。吊竹梅和冷水花分別在末期、初期存在顯著性差異。豆瓣綠則在0～5 d內存在顯著性差異。而礬根在培養階段內不連續的出現顯著性差異。

通過葉綠素含量的測定，可以看出吊竹梅的葉綠素色素含量最低，所以吊竹梅的光合作用能力較低。其他4種植物的葉綠素色素含量都較高，光合能力較好。

由于葉片顏色由這些色素共同決定，所以通過測定葉綠素含量可以得出，彩葉草這種彩葉植物的顏色會隨著葉綠素含量的增加而變綠，觀賞價值便會降低。

3 結論與討論

3.1 結論

通過對吊竹梅、彩葉草、豆瓣綠、礬根和冷水花5種植物形態指標和葉綠素含量的測定，得出以下結論：1）彩葉草葉綠素含量較高，在室內不能展現出應有的葉色，故彩葉草最為不適宜在室內生長;2）吊竹梅枝條過長易折斷，不易打理，所以不適合用作于綠植墻材料;3）礬根、冷水花和豆瓣綠在室內環境下都可較好地生長。

所以在選擇的5種植物中，室內綠墻植物材料建議選用冷水花、豆瓣綠和礬根。

3.2 討論

3.2.1 室內光照對植物生長的影響

北側室內光線較弱。隨著光強的減弱，植物的形態和植物的葉片結構發生了變化，通過增大冠徑可以加強對光的吸收和利用;通過增加株高來避免弱光環境，加強其對弱光的適應能力。植物對光的敏感度不同，造成其在植物外部形態上的不同變化。

3.2.2 環境對于葉色的影響

植物葉片呈色與葉片細胞內色素的種類、含量及分布有關。彩葉植物呈現彩色的最根本的原因就是葉片中的色素種類和比例發生了變化[7]。而環境對于植物葉色有一定的影響。當環境條件不利于植物生長時，植物會進行相應的變化來適應環境，保證其正常的生理生長，因此會影響其葉片的呈色效果[8]。

參考文獻：

[1] 賈雪晴，符秀玉，王小如，等.室內植物幕墻植物材料的選擇[J].江蘇農業科學，2012，40（6）：182-184.

[2] 申鳳娟，陳雅君，王巍，等.光照對6種室內垂吊花卉形態與生長的影響[J].東北農業大學學報，2009，40（7）：28-33.

[3] 耿陽月，于航，趙美.夏熱冬冷地區室內垂直綠化的實驗研究[J].建筑熱能通風空調，2016，35（2）：5-8.

[4] 鄭小東，王曉潔，李玲玲.面向植物生長智能監控的葉顏色特征提取[J].中國農學通報，2010，26（19）：401-407.

[5] 張群，張宏志，呂長平，等.5種室內觀賞植物對不同光強適應能力的研究[A].中國觀賞園藝研究進展[C].2012：483-489.

[6] 孟力力，張俊，聞婧.不同品種彩葉草葉片色素含量與葉色參數的關系[J].江蘇農業科學，2016，44（5）：296-298.

[7] 戴思蘭.園林植物遺傳學[M].北京：中國林業出版社，2005.

[8] 祁海艷，劉曉東，王菲.光脅迫對中華金葉榆葉色的影響[J].河北林業科技，2009（3）：1-3.

（責任編輯：趙中正）