不同基質(zhì)對棕櫚容器苗生長和生理特性的影響

徐味 韋小麗

摘 要：以泥炭、腐殖土、棕絲粉和鋸木屑為基料，采用4因素3水平正交試驗設(shè)計，以腐殖土和黃心土（1∶1）為對照，進行棕櫚容器育苗試驗，測定了不同處理2年生棕櫚苗的生長和生理指標(biāo)，采用隸屬函數(shù)法進行不同基質(zhì)配方育苗質(zhì)量的評價，以篩選出適宜棕櫚幼苗栽培的基質(zhì)配比。結(jié)果表明：不同基質(zhì)配方對棕櫚容器苗除葉片數(shù)以外的指標(biāo)影響均達到顯著水平，地徑、生物量、可溶性糖含量及葉綠素含量等指標(biāo)均高于對照。根據(jù)綜合篩選結(jié)果發(fā)現(xiàn)腐殖質(zhì)：泥炭：棕絲粉：鋸木屑按1/2∶1∶2∶1/3配比的基質(zhì)培育棕櫚苗的綜合質(zhì)量最好，為培育棕櫚容器苗的最佳基質(zhì)。

關(guān)鍵詞：棕櫚；基質(zhì)配方；容器育苗；生長指標(biāo)；生理指標(biāo)

中圖分類號：S723.133

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1008-0457（2018）03-0027-06 國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2018.03.005

Effect of Different Substrate Formula on Growth and Physiological Characteristics of Trachycarpus Fortunei Container Seedlings

XU Wei，WEI Xiaoli*

（College of Forestry， Guizhou University， Guiyang， Guizhou 550025， China）

Abstract：Effect of different substrate formula on growth and physiological characteristics of container seedlings of Trachycarpus fortunei was studied. The study used peat， humus soil， Trachycarpus fortunei fiber powder and sawdust as substrates， yellow soil and humus soil （1∶1） as control and orthogonal design L9（34） as method. Morphological and physiological characteristics of two-year seedlings in different substrates were investigated in order to screen optimum substrate formula for T. fortunei seedling cultivation by membership function method. The results showed that， apart from the number of leaves， the effect of different substrates on growth and physiological indicators reached a significant level and ground diameter， biomass， soluble sugar content and chlorophyll content of seedlings were all significantly higher than those of control. According to the comprehensive screening results， the substrate formula of humus：peat：T. fortunei fiber powder：sawdust =1/2∶1∶2∶1/3 is the best for the cultivation of the T. fortunei container seedlings.

Key words：Trachycarpus fortunei； substrate formula； container seedling； physiological indicators； growth indicators

棕櫚（Trachycarpus fortunei（Hook.）H.Wendl）為棕櫚科（Palmae）棕櫚屬（Trachycarpus）常綠喬木[1]，原產(chǎn)于中國中部至南部山地，是我國最普遍的棕櫚科植物，因其具較強的耐寒性、耐旱性、耐風(fēng)性及耐鹽性[2]，廣泛分布于我國秦嶺、長江流域以南的溫暖濕潤多雨地區(qū)，以四川、云南、貴州、湖南、湖北和陜西最多[3]。棕櫚作為城市綠化樹種和經(jīng)濟樹種，具有觀賞、工業(yè)應(yīng)用、藥用及生態(tài)價值和廣闊的發(fā)展前景。棕櫚在貴州省主要分布在興義、貞豐、安龍、望謨、三都、荔波等縣市，生長于400 m以下的疏林下或巖山灌叢中[4]。棕櫚是淺根性樹種，在喀斯特石山地、半石山地區(qū)域生長良好，是巖溶石質(zhì)山地生態(tài)脆弱地區(qū)植被恢復(fù)的優(yōu)選樹種[5]。在具備明顯亞熱帶氣候和喀斯特地貌特征的貴州，可作為石漠化治理、植被恢復(fù)、林業(yè)產(chǎn)業(yè)化培育的樹種。

容器苗栽培基質(zhì)的好壞直接影響到植物的生長和發(fā)育[6]。自20世紀(jì)70年代以來，研究人員對不同樹種容器育苗基質(zhì)配比、育苗容器和規(guī)格等進行了研究，表明基質(zhì)配比對容器育苗影響顯著[7-8]。近年來，國內(nèi)外開發(fā)了許多理化性能良好的輕型基質(zhì)材料，如蛙石、泥炭、木屑、蔗渣、巖棉、珍珠巖、樹皮粉、腐殖土、碳化稻殼、枯枝落葉等。而目前對于棕櫚的培育基質(zhì)配方研究尚少見，棕櫚加工廢棄物棕絲粉不僅具有較好的壓縮性和回彈性[9]，適于用作植生袋的基質(zhì)材料，養(yǎng)分含量也顯著高于椰糠基質(zhì)[10]，且棕絲粉作為棕床墊的加工廢棄物來源充足，具備栽培基質(zhì)選擇原則中的適用性和經(jīng)濟性。因此，本試驗采用常用基質(zhì)泥炭、腐殖土、鋸木屑與棕絲粉進行不同配比的棕櫚如容器育苗試驗，研究基質(zhì)對苗木生長、生理特性的影響，以篩選出適宜栽培棕櫚的育苗基質(zhì)，提高苗木質(zhì)量。

1 材料及方法

1.1 試驗地概況

試驗地設(shè)置在貴陽市花溪區(qū)貴州大學(xué)林學(xué)院實驗苗圃，地處黔中地區(qū)，東經(jīng)104°34′、北緯26°34′，海拔高度1159 m，系中亞熱帶濕潤溫和型氣候。年均溫度15.8℃，絕對最高溫度39.5℃，最低溫度-9.5℃，≥10℃的年活動積溫S為4637.5℃，年降水量1229 mm，年均相對濕度79%，太陽輻射總量為3567 MJ/m2，年生長期271 d。

1.2 試驗材料

試驗育苗所用種子于2015年12月采集于貴州務(wù)川地區(qū)，經(jīng)消毒、沙藏催芽、篩選后于2016年6月4日播種至不同基質(zhì)的容器中育苗。

試驗所用基質(zhì)的鋸木屑和棕絲經(jīng)曬干、打碎過篩、堆制腐熟后備用，黃心土為第四紀(jì)粘土的心土層，育苗容器為14 cm×18 cm的黑色無紡布育苗袋。

1.3 試驗設(shè)計

育苗基質(zhì)采用腐殖質(zhì)、泥炭、棕絲粉、鋸木屑4因素3水平正交試驗設(shè)計，以腐殖土和黃心土按體積比1：1為對照，共計10種基質(zhì)參試，每種基質(zhì)配比育苗150袋，各育苗基質(zhì)的成分及配比見表1。

于2016年4月提前進行苗床整理，5月將已發(fā)芽的棕櫚種子播種于袋中，每袋1～2粒，播種深度3 cm，覆蓋基質(zhì)后澆透水，出土后間苗。苗木生長期間常規(guī)管理，每株容器苗每兩個月施復(fù)合肥（15-15-15，硫酸鉀型 N-P2O5-K2O，總養(yǎng)分≥45%）5 g，早晚澆水，每周進行除草除雜工作，夏季遮陰。

1.4 測定內(nèi)容及方法

苗期生長指標(biāo)測定：因棕櫚一年生苗僅長出3～4片葉，一年生苗不做測定。于2017年3月容器苗生長季開始測定各生長指標(biāo)，每個基質(zhì)抽樣30株幼苗掛牌標(biāo)記，測定棕櫚的苗高、地徑和葉片數(shù)，截至到當(dāng)年11月下旬苗木停止生長為止。每隔30 d測定1次。

幼苗生物量的測定：于2017年12月測定，每個基質(zhì)取標(biāo)準(zhǔn)株5株，洗去泥土等雜質(zhì)后于105℃烘箱中烘干至恒重，分別測其根重、莖重和葉重。

根部形態(tài)指標(biāo)的測定：在2年生苗木封頂停止生長后，每個基質(zhì)選取3株標(biāo)準(zhǔn)株，利用Win RHIZOC Pro2004b對其掃描，并用萬深LA-S根系分析軟件分析計算，求其根長、根表面積、根體積、根尖數(shù)。

生理指標(biāo)的測定：在9月對不同培養(yǎng)基質(zhì)的棕櫚容器苗選取3株標(biāo)準(zhǔn)株進行相關(guān)生理指標(biāo)的測定。葉綠素含量的測定采用丙酮乙醇混合液法；可溶性糖含量的測定采用蒽酮比色法[11]；可溶性蛋白含量的測定采用考馬斯亮藍法；根系活力的測定采用TTC法[12]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)使用SPSS 18.0進行分析，使用Excel 2003繪制圖表，綜合評價采用隸屬函數(shù)法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)對棕櫚容器苗木生長的影響

2.1.1 對棕櫚苗地上形態(tài)指標(biāo)的影響

對兩年生棕櫚容器苗生長數(shù)據(jù)進行方差分析（表2）表明，不同基質(zhì)處理之間棕櫚苗的苗高、地徑以及高徑比均差異顯著（p﹤0.05），而不同基質(zhì)對于苗木葉片數(shù)量并無明顯影響（p﹥0.05）。4號基質(zhì)培育的棕櫚苗最高，比對照高6.58 cm，除5號外的其余基質(zhì)上的苗高均高于10號（黃心土：腐殖質(zhì)=1：1）對照基質(zhì)。不同基質(zhì)處理間棕櫚苗地徑差異顯著（p﹤0.05）且均大于對照基質(zhì)，其中地徑生長最好的是8號基質(zhì)，最小的是10號基質(zhì)，前者是后者的1.84倍。高徑比在各處理間差異顯著（p﹤0.05），高徑比最大的是7號基質(zhì)培育的容器苗，最小值2號基質(zhì)的高徑比僅是7號的61.0%。棕櫚苗的葉片數(shù)在各基質(zhì)之間則無顯著差異（p﹥0.05），變幅為6.3～8.3片，葉片數(shù)最多的5號處理是葉片數(shù)最少的7號處理的1.3倍。

2.1.2 對棕櫚苗木根系生長的影響

通過對不同基質(zhì)上棕櫚根系生長指標(biāo)的方差分析發(fā)現(xiàn)（表3），不同基質(zhì)培育出來的棕櫚苗在總根長、根系總面積、總體積、平均直徑以及根尖數(shù)都存在顯著差異（P﹤0.05）。10組基質(zhì)處理培育的棕櫚苗中總根長最大的是3號基質(zhì)培育的苗木，為最小值6號基質(zhì)苗木的2倍。根系表面積較大的有3號、4號和8號，較小的有1號、6號和7號。根系體積最大的是8號基質(zhì)，最小的是7號，前者是后者的2.4倍。根系平均直徑最大的是4號基質(zhì)，其次是3號和8號，直徑最小的9號基質(zhì)，僅有最大值4號的55%。根尖是根系中生命活動最活躍的部分，根的伸長、水分和養(yǎng)分的吸收、成熟組織的分化以及對重力與光線的反應(yīng)都發(fā)生于這一區(qū)域。前9組試驗基質(zhì)的根尖數(shù)都大于對照組，根尖數(shù)最多的3號基質(zhì)是對照組的2.2倍。

2.1.3 對棕櫚苗生物量的影響

生物量是反映植物生產(chǎn)能力的一個重要指標(biāo)。由表4看出，前9組基質(zhì)容器苗的根重均大于對照基質(zhì)，最大值是8號基質(zhì)處理，其根干重是對照的2.15倍。莖干重最大值為4號處理，8號次之，最小值為9號基質(zhì)，5號和10號基質(zhì)的莖干重也較小，最大值是最小值的1.7倍，差值為0.86 g。葉干重的最大值為8號處理，最小值為6號處理。苗木總重量最大值是8號處理，其次是4號，最小值為6號處理，最大值與最小值的差值達到2.32 g，前者是后者的1.7倍。

莖根比是苗木地上部分與地下部分重量的比值，反映苗木生長的平衡狀況。10組基質(zhì)中8號基質(zhì)和4號基質(zhì)容器苗的莖根比表現(xiàn)最好，莖根比分別是1.02和1.09，7號的莖根比最大，是8號的1.6倍。同時8號和4號基質(zhì)培育的棕櫚苗生物量累積多，生長也較為均衡，較大的根系生物量也能一定程度上提高苗木在不良環(huán)境中的抗逆性。綜合表現(xiàn)較差的為對照組以及5號、6號和1號基質(zhì)，其在各項生物量指標(biāo)中都處于最差水平，且互相之間沒有顯著性差異（p>0.05）。

2.1.4 不同基質(zhì)主要生長指標(biāo)的正交試驗直觀分析

為了研究基質(zhì)配比中的腐殖質(zhì)、泥炭、棕絲粉和鋸木屑對棕櫚容器苗生長指標(biāo)的影響次序及最佳配比，對其主要的生長指標(biāo)進行極差分析，由表5可見，4項生長指標(biāo)的主導(dǎo)因子都是鋸木屑。苗木地徑和生物量的最佳配比均為（腐殖質(zhì)∶泥炭∶棕絲粉∶鋸木屑）=（2∶1∶1∶1/3）。當(dāng)（腐殖質(zhì)∶泥炭∶棕絲粉∶鋸木屑）=（1/2∶2∶1∶1/3）時對苗高生長最有利，當(dāng)（腐殖質(zhì)∶泥炭∶棕絲粉∶鋸木屑）=（1∶1∶1/2∶1/3）對根系總體積最有利。

2.2 不同基質(zhì)對棕櫚苗期生理特性的影響

2.2.1 不同基質(zhì)對棕櫚葉綠素含量的影響

葉綠素與植物光合作用密切相關(guān)，其含量直接影響著植物的生長發(fā)育，是反映植物生長情況和生理活性的重要指標(biāo)。10組基質(zhì)培育的棕櫚苗中，前9組基質(zhì)葉綠素a、葉綠素b及葉綠素總含量都高于對照基質(zhì)，且差異顯著（p<0.05）。葉綠素a含量最大的是8號基質(zhì)，是10（CK）基質(zhì)的1.85倍，葉綠素b含量最高的是4號和8號基質(zhì)，是對照基質(zhì)的1.84倍。葉綠素總量最大的是8號，其次是5號和4號，除對照組外，葉綠素總含量較小的還有7號和1號基質(zhì)。

2.2.2 對棕櫚可溶性糖及可溶性蛋白含量的影響

苗木體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)在維持植物的生命活動、促進根莖葉的生長、保證造林成活率等方面起著重要的作用。因此，不同基質(zhì)配方培育的棕櫚苗木體內(nèi)的可溶性糖及可溶性蛋白質(zhì)含量是反映基質(zhì)培育效果和苗木質(zhì)量的重要指標(biāo)。從圖1可以發(fā)現(xiàn)，4號基質(zhì)培育的苗木可溶性糖含量最高，3號和8號次之，9組混合輕基質(zhì)培育的棕櫚苗木可溶性糖含量都大于10號（CK）基質(zhì)，最大值4號是它的1.9倍。除1號、2號、5號基質(zhì)外，3號、4號、6號、7號、8號和9號其余基質(zhì)培育的苗木可溶性糖含量均與10號的差異達到顯著水平（P﹤0.05）。

苗木的可溶性蛋白積累有利于其在造林后度過緩苗期并抵御各種不良生長條件。從圖2看出，10組基質(zhì)培育苗木的蛋白質(zhì)含量變化范圍在1.95～3.41 mg/g。4號和8號基質(zhì)培育的棕櫚苗木可溶性蛋白含量較高，且與其他基質(zhì)間差異達到顯著水平（P﹤0.05），10號（CK）基質(zhì)培育的棕櫚苗木蛋白質(zhì)含量最小，且與5號以外的基質(zhì)處理均差異顯著（P﹤0.05），最大值4號是10號基質(zhì)的1.86倍。

2.2.3 對棕櫚根系活力的影響

根系活力是泛指根的吸收功能、合成代謝等，與吸收作用的強弱有直接關(guān)系，因此衡量容器苗質(zhì)量高低的一個重要指標(biāo)就是根系活力。研究結(jié)果（圖3）顯示，根系活力最大的是3號基質(zhì)，4號和5號基質(zhì)次之，根系活力均大于對照基質(zhì)培育的苗木且差異顯著（P﹤0.05）。根系活力最小的是9號基質(zhì)，只為最大值3號的40.8%。除9號基質(zhì)外，7號、10號的根系活力也較小，不利于苗木造林后的成活以及適應(yīng)。

2.3 不同基質(zhì)棕櫚容器苗質(zhì)量的綜合評價

苗木的質(zhì)量高低不僅需要從形態(tài)指標(biāo)來判斷，更需要從生理指標(biāo)來反映。植物的生長過程復(fù)雜且受多種因素影響，孤立地用某一指標(biāo)評價植物，很難真實全面地反映苗木的質(zhì)量。試驗采用模糊數(shù)學(xué)的隸屬函數(shù)法以多個生長、生理指標(biāo)對10組基質(zhì)處理培育的棕櫚苗木質(zhì)量進行綜合分析。結(jié)果（表7）表明，不同基質(zhì)培育的棕櫚容器苗主要生長生理指標(biāo)的隸屬函數(shù)值大小依次為8>4>3>2>5>7>9>6>1>10。

3 結(jié)論與討論

不同培育基質(zhì)對于棕櫚幼苗期生長和生理特性影響明顯，對10種基質(zhì)培育的苗木生長和生理指標(biāo)的分析比較顯示，除葉片數(shù)外其余各項生長指標(biāo)（苗高、地徑、根系生長、生物量）和各項生理指標(biāo)（葉綠素含量、根系活力、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量）在各處理間均呈顯著性差異（P﹤0.05）。

由于不同基質(zhì)培育對棕櫚苗木各部分生長的促進作用存在差異，對不同生理指標(biāo)中的影響也不盡一致，綜合評價不同育苗基質(zhì)對苗木出圃質(zhì)量的影響，進而選擇最優(yōu)基質(zhì)配方，是推廣機械化容器育苗待解決的問題。本試驗采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)公式進行定量換算后綜合評價的結(jié)果表明，所有處理中V（腐殖質(zhì)∶泥炭∶棕絲粉∶鋸木屑）=1/2∶1∶2∶1/3 的基質(zhì)培育的棕櫚在生長和生理特性的隸屬函數(shù)值都是最大的，用該基質(zhì)培育的兩年生棕櫚容器苗的株高、地徑、高莖比、葉片數(shù)均優(yōu)于對照且位列所有基質(zhì)中的前三名，根系生長指標(biāo)除根尖數(shù)生長略差外均表現(xiàn)出明顯的生長量優(yōu)勢。生物量的積累以及苗木質(zhì)量指數(shù)等生長特性均優(yōu)于對照且與其他混合基質(zhì)相比多項指標(biāo)都具有明顯優(yōu)勢。因此，初步認為腐殖質(zhì)∶泥炭∶棕絲粉∶鋸木屑按1/2∶1∶2∶1/3 配比的8號基質(zhì)是促進棕櫚容器苗生長和養(yǎng)分積累，有助于提高棕櫚容器苗生理活性的最佳基質(zhì)。

混合基質(zhì)中鋸木屑對多項指標(biāo)均起到主導(dǎo)作用，且體積占比為1/3時最佳。據(jù)王明祖等[13]人對木屑復(fù)合基質(zhì)的理化性質(zhì)研究結(jié)果，以木屑為主要成分的不同復(fù)合基質(zhì)持水孔隙度、與常規(guī)傳統(tǒng)基質(zhì)相比差異顯著，由此初步推斷孔隙度是影響基質(zhì)培育效果的關(guān)鍵物理性質(zhì)，基質(zhì)在化學(xué)性質(zhì)中的不足可以通過培育期間的施肥等措施適應(yīng)植物的養(yǎng)分需要。

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