不同培育措施對浙江楠容器苗生長和根系形態(tài)的影響1)

李因剛

(南京林業(yè)大學，南京，210037)

柳新紅 馬俊偉 李芳芳 石從廣 楊少宗

(浙江省林業(yè)科學研究院)

容器苗培育是林木種苗的重點方向之一，與裸根苗相比，容器苗具有起苗和運輸不傷根系，栽植時帶有完整根團等優(yōu)點;優(yōu)質(zhì)的容器苗能延長造林時間，顯著提高苗木成活率和造林成效，并有效促進幼林生長［1－2］。我國在 20世紀 50年代開始了容器苗研究與生產(chǎn)，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，一些主要造林樹種已經(jīng)在很大程度上取代了裸根苗，在苗木生產(chǎn)和造林工程中發(fā)揮著越來越重要的作用［3－8］。近年來，為滿足珍貴用材林大規(guī)模發(fā)展對高質(zhì)量苗木的需求，珍貴樹種容器育苗技術(shù)也取得了一定的進展［9－11］。

浙江楠(Phoebe chekiangensis)屬樟科(Lauraceae)楠屬(Phoebe)的高大喬木，是“金絲楠木”的一種，具有較高的經(jīng)濟價值。分布于浙江、福建北部、江西東北部和安徽南部［12－13］，為華東地區(qū)特有珍貴用材樹種。樹干通直，材質(zhì)堅硬，可作建筑、家具等用材。樹身高大，枝條粗壯，雄偉壯觀，葉四季青翠，可作園林綠化樹種［14］。由于浙江楠經(jīng)濟價值高，浙江、江西、安徽和江蘇等省均有人工栽培，大規(guī)模的造林用苗也多為1年生容器苗。針對浙江楠容器苗培育的研究雖然也有相關(guān)報道，這些研究僅揭示了育苗基質(zhì)組成配比、肥料供應量等單一因素對苗木生長的影響［15－17］。本文以浙江楠自由授粉半同胞家系為研究材料，系統(tǒng)研究了基質(zhì)配比、容器類型、緩釋肥量和育苗密度等因素對容器苗生長、葉面積、干物質(zhì)積累與分配、根系形態(tài)等方面的影響，以期為浙江楠工廠化容器苗生產(chǎn)和育苗標準的編制提供技術(shù)參考和理論依據(jù)。

1 試驗地概況

試驗地位于杭州市西湖區(qū)浙江省林業(yè)科學研究院苗圃。該地區(qū)為典型的亞熱帶季風氣候，四季分明，溫暖濕潤。年均氣溫16.2℃，1月份氣溫最低，平均氣溫3.8℃，7月份氣溫最高，平均氣溫28.6℃，極端最高氣溫 42.9℃，極端最低氣溫－15.0℃，無霜期230～260 d。年均降水量1 435 mm，平均相對濕度為76%。年日照時間1 765 h。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

試驗用苗木為2012年冬季在濕沙中層積催芽，2013年4月萌發(fā)的芽苗。種子來源為浙江開化種源的同一個自由授粉半同胞家系。試驗所用的基質(zhì)、肥料和容器均與實際生產(chǎn)一致。在進行基質(zhì)混合時，加入相應量的緩釋肥(美國產(chǎn)APEX18－6－12型)，肥效期9個月。容器為無紡布容器(規(guī)格4.5 cm(直徑)×10 cm(高))和黑色聚丙烯塑料缽(規(guī)格10 cm(直徑)×20 cm(高))。

2.2 試驗設計

在參考相關(guān)研究［15－17］的基礎(chǔ)上，本試驗在基質(zhì)配方4個水平，容器規(guī)格、緩釋肥量和育苗密度各2水平下，系統(tǒng)研究浙江楠容器苗生長和根系形態(tài)，各因素及其水平見表1。采用L8(4×24)混合水平的正交試驗設計，試驗處理見表2，每處理50株苗木，重復3次。苗木管理參照實際生產(chǎn)進行。

表1 正交試驗因素水平表

2.3 測定內(nèi)容與方法

2013年12月10日，浙江楠容器苗已進入生長停止期，進行各試驗處理的苗高、地徑、葉面積、葉片數(shù)量、干物質(zhì)量和根系形態(tài)等指標的測定。

每小區(qū)隨機抽取30株苗木，分別用直尺和游標卡尺測量其苗高(精度 0.1 cm)、地徑(精度 0.01 mm)。隨機取5株苗木用于測定葉面積、葉片個數(shù)和干物質(zhì)量，將苗木收獲后用自來水沖洗干凈，之后將其分為根、莖和葉3部分。利用美國LI－COR公司Li－3000C便攜式葉面積測定儀，先測定每株苗木的葉片數(shù)量和葉面積，然后將根、莖和葉3部分分別置于烘箱內(nèi)，85℃烘干至恒質(zhì)量，稱取其干質(zhì)量。根系取樣時，先將栽植容器放在尼龍網(wǎng)篩上用水沖去基質(zhì)，再用流水緩緩沖洗干凈(沖洗時，在根系下面放置100目篩以防止脫落的根系被水沖走)。

表2 L8(4×24)混合水平的正交試驗設計

每小區(qū)隨機取5株苗木，根系取樣方法與上述相同。用雙光源掃描儀掃描得到根系圖片，根據(jù)掃描圖片，用根系分析軟件Win－RHIZO Pro2005b(加拿大Regent Instruments公司設計)測定根長、根表面積、根體積和根平均直徑等根系形態(tài)參數(shù)。

2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Microsoft Excel 2007進行數(shù)據(jù)處理與作圖，正態(tài)性分布檢驗、方差分析、各性狀均值和標準差、Duncan多重比較均在SAS8.2軟件中完成。葉片數(shù)據(jù)經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)換，使其符合正態(tài)分布。

3 結(jié)果與分析

3.1 正交試驗的方差分析

為確定試驗因素對浙江楠容器苗相關(guān)性狀的影響，進行了正交試驗的方差分析見表3。由表3可知，容器苗各相關(guān)性狀中，僅有苗高在基質(zhì)配方間差異顯著，根冠比在育苗密度間差異極顯著。除地徑外，其他性狀在容器規(guī)格間均有顯著或極顯著差異，意味著容器規(guī)格的不同導致苗木各性狀差異明顯;而所有性狀在緩釋肥量間差異均不顯著，說明本試驗中的兩種緩釋肥添加量對苗木生長的影響程度非常有限。此外，葉片數(shù)、苗高在空列上分別差異顯著、極顯著，說明基質(zhì)配比、容器規(guī)格、緩釋肥量和育苗密度等4個因素間有顯著的交互效應存在，至于具體的交互效應，需要選用擴大的正交表來做進一步的驗證試驗。

3.2 不同培育措施對浙江楠容器苗形態(tài)和干物質(zhì)積累的影響

浙江楠容器苗形態(tài)和干物質(zhì)積累在處理間的差異及多重比較結(jié)果見表4。從表4可以看出，處理2、5、3 的苗高分別達到 24.98、24.32、24.13 cm，均顯著高于處理1和 7，分別為處理 7(21.70 cm)的 1.15、1.12、1.11 倍。地徑的變化幅度為 2.77～3.36 mm，處理2與其他7個處理間差異均達顯著水平。采用大規(guī)格容器的處理 2、4、6、8的葉面積均在 120.00 cm2以上，明顯高于小規(guī)格容器的處理 1、3、5、7，并且處理2、6與小規(guī)格容器處理間的差異達顯著水平。葉片數(shù)量在不同處理間也有相似趨勢，處理2、6處于較高水平，顯著高于處理1、3、5、7等采用小規(guī)格容器的處理?？偢晌镔|(zhì)量在3.0 g以上的是處理 8、2、6，根冠比在 1.0 以上的是處理 6、8、4，它們均與處理 1、3、5、7 差異顯著。

表3 L8(4×24)正交試驗設計方差分析

表4 不同培育措施浙江楠容器苗形態(tài)和干物質(zhì)積累分配及多重比較

3.3 不同培育措施對浙江楠容器苗根系形態(tài)的影響

正交試驗的方差分析結(jié)果顯示，根長、根表面積、根體積和根平均直徑等根系形態(tài)性狀均只是在容器規(guī)格間存在極顯著的差異，而在基質(zhì)配方、緩釋肥量、育苗密度和因素間的交互效應的差異極小。根系形態(tài)在處理間的差異及多重比較結(jié)果(表5)表明，2、4、6和8等處理的根系形態(tài)性狀均顯著的大于1、3、5和 7等處理。處理 2、4、6和 8采用容器B2，其根長、根表面積和根平均直徑等性狀均值分別為 1 068.4 cm、182.5 cm2和 1.753 mm;而處理 1、3、5和7采用容器 B1，其均值僅分別為 421.2 cm、84.95 cm2和0.750 mm;不同容器規(guī)格間的差異達到1個數(shù)量級。容器B2(處理2、4、6、8)的根體積均值(6.625 cm3)是容器 B1(處理 1、3、5、7)的 2.13 倍。

表5 不同培育措施浙江楠容器苗根系形態(tài)及多重比較

3.4 浙江楠容器苗培育措施的篩選

相關(guān)分析表明，苗高與地徑間、總干物質(zhì)量與根冠比間、葉面積與葉片數(shù)量間及根系各性狀間均呈極顯著正相關(guān)(p＜0.01)。因此，本研究以苗高、總干物質(zhì)量、葉面積和根長等4個性狀指標，作為浙江楠容器苗培育措施的選擇指標。由表6可知，處理2、6的4個性狀均不同程度的高于8種培育措施的平均值，其苗高分別高于總體均值5.36%、1.22%，總干物質(zhì)量、葉面積和根長等性狀高于總體均值23.61%～50.08%。處理4的葉面積和處理8的苗高略小于總體均值，其余性狀也是明顯優(yōu)于總體均值。除處理3、5的苗高與總體均值基本持平外，處理 1、3、5、7的苗木的性狀均在總體水平以下，其幅度為－57.38%～－2.69%。綜合來看，不同培育措施的優(yōu)劣由高到低的順序為:處理2、處理6、處理4、處理8、其他4個處理。

表6 不同培育措施容器苗性狀與總體均值的差異 %

4 結(jié)論與討論

浙江楠為華東地區(qū)特有種，高質(zhì)量的苗木生產(chǎn)是發(fā)展大規(guī)模人工林的必要條件。本文開展了多因素對浙江楠容器苗培育的影響。結(jié)果表明，不同的育苗基質(zhì)配方僅在苗高生長上有顯著的差異，而基質(zhì)配方、容器規(guī)格、緩釋肥量和育苗密度主因素間的交互作用也會對苗高產(chǎn)生極顯著的影響。地徑性狀則在所有因素間均沒有顯著差異。2.0、2.5 kg/m3的緩釋肥添加量對所有性狀的影響甚微，這與木荷的研究結(jié)果類似［6］。因此，從苗木質(zhì)量和育苗的經(jīng)濟性上綜合考慮，2.0 kg/m3為較為合理的肥料添加量。根冠比在75與100株/m2的育苗密度間存在極顯著差異，說明苗木地上部分生長空間的大小決定了枝葉的生物量高低，進而對生物量的合理分配產(chǎn)生了影響。4個主因素及其交互效應中，容器規(guī)格不但對苗高、整株苗木的葉面積和葉片數(shù)量產(chǎn)生顯著的影響，還對干物質(zhì)積累與分配、根系形態(tài)等性狀有著極顯著影響。在容器規(guī)格上，B2容器的高度和容積分別是B1的2倍和9.87倍。浙江楠為深根性樹種，更大的生長空間有利于其根系特性的體現(xiàn)，從而促進了根系的增長，根表面積、根體積和根平均直徑的增大。各性狀的方差分析也表明，容器規(guī)格對各性狀的影響由大到小的順序為:根冠比、根系形態(tài)、葉片性狀、苗高。

苗木各性狀在不同培育措施間的差異及多重比較結(jié)果顯示，處理2具備更多的肥料(緩釋肥2.5 kg/m3)、更小的育苗密度(75株/m2)，這有利于苗木的高徑生長、葉片性狀的增大，其苗高、地徑、葉面積和葉片數(shù)量等性狀均為所有處理的最高值，分別達到 24.98 cm、3.36 mm、156.36 cm2和 2.182。處理6的基質(zhì)配方中，營養(yǎng)豐富的泥炭占總體積80%，在不同培育措施中是最高的，也使其苗木干物質(zhì)量達到最高(3.293 g/株)。苗木根冠比變化幅度為 0.668～1.177，兩者相差 76.2%。雖然本試驗中最優(yōu)組合(處理2)的苗高、地徑和干物質(zhì)量等性狀小于文獻中的 28.4 cm、5.08 mm 和 4.259 g/株，但最優(yōu)組合的根冠比(0.912)高于文獻中的根冠比(0.590)［17］，說明本試驗苗木的生長指標雖不是最好，但苗木質(zhì)量性狀較高。在根系形態(tài)性狀中，根長、根表面積和根體積的最大值分別為采用容器B2的處理 6(1117.8 cm)、處理 2(180.43 cm2)和處理 4(6.48 cm3)，遠高于采用容器 B1 的處理 1、3、5、7及王藝等［17］人的試驗結(jié)果(517.9 cm、141.05 cm2和 3.08 cm3)。

在性狀間相關(guān)分析的基礎(chǔ)上，以苗高、總干物質(zhì)量、葉面積和根長等4個性狀指標來進行浙江楠容器苗培育措施的優(yōu)選，不同培育措施的優(yōu)劣由大到小的順序為:處理2、處理6、處理4、處理 8、其他 4個處理?？紤]到基質(zhì)配方的理化性質(zhì)，A2(V(泥炭)∶V(蛭石)=6∶4)基質(zhì)配方比A1基質(zhì)配方(V(泥炭)∶V(蛭石)∶V(闊葉樹木片)=5∶3∶2)具有更高的持水量和更小的密度，能有效節(jié)約圃地管理階段的用水成本和出圃造林的運輸成本［15］。育苗密度D1(100株/m2)比D2(75株/m2)能更充分的利用有限的土地資源，提高苗圃單位面積的苗木數(shù)量?？傮w而言，處理4(A2、B2、C2和D1的組合)為浙江楠容器苗最優(yōu)的培育措施。

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