農(nóng)林廢棄物基質(zhì)對藍花楹苗木生長效應(yīng)的影響

李 超，許宇星，張沛健，劉學鋒，張國武

(國家林業(yè)局桉樹研究開發(fā)中心，廣東 湛江 524022)

農(nóng)林廢棄物基質(zhì)對藍花楹苗木生長效應(yīng)的影響

李 超，許宇星，張沛健，劉學鋒，張國武＊

(國家林業(yè)局桉樹研究開發(fā)中心，廣東 湛江 524022)

以椰糠、稻殼、桉樹皮為原料，按照不同體積比例配置15種混配基質(zhì)，并以黃心土為對照，對16種基質(zhì)進行理化性質(zhì)和苗木生長狀況的分析比較，通過主成分分析法篩選最佳配比。結(jié)果表明：16種基質(zhì)電導率為0.19 ~ 4.63 ms·cm-1，容重為0.18 ~ 0.96 g·cm-3，總孔隙度為63.90% ~ 93.33 %，pH值在4.19 ~ 6.27之間，不同基質(zhì)配比差異均達到顯著水平?；炫浠|(zhì)S4、S6、S14容重顯著低于其他各配比基質(zhì)及對照組，總孔隙度高于或顯著高于其他配比基質(zhì)，基質(zhì)pH值為中性偏酸，對藍花楹幼苗生長有較好的促進作用。對苗木各生長性狀等指標進行主成分分析，結(jié)果表明：S4、S6、S14三種混配基質(zhì)綜合得分較高，適合作為藍花楹幼苗培育的備選基質(zhì)，但篩選出的三種混配基質(zhì)有機質(zhì)含量、速效氮、速效磷和速效鉀含量并不突出，可能物理性質(zhì)的優(yōu)劣是藍花楹幼苗在基質(zhì)內(nèi)生長的主要限制因素。

農(nóng)林廢棄物混配基質(zhì)；藍花楹；理化性質(zhì)；主成份分析

農(nóng)林廢棄物是指農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)加工過程中所產(chǎn)生的殘余植物類廢棄物，例如稻殼、樹皮、椰殼等，其數(shù)量巨大，具有可再生和可生物降解等優(yōu)點[1-2]。長期以來，我國農(nóng)林廢棄物只有少數(shù)被用作生物質(zhì)燃料和動物飼料，多數(shù)丟棄和焚燒，造成了嚴重的環(huán)境污染和資源浪費[3]。近年來，越來越多學者關(guān)注農(nóng)林廢棄物的基質(zhì)化利用[4-10]，針對不同廢棄物的特點開發(fā)生產(chǎn)栽培基質(zhì)，既有利于廢棄物的回收利用、消除環(huán)境污染，同時創(chuàng)造了較高的經(jīng)濟價值，具有重要的現(xiàn)實意義[8]。

藍花楹(Jacaranda mimosifolia)為紫葳科(Bignoniaceae)藍花楹屬(Jacaranda)落葉喬木[10]，原產(chǎn)自熱帶南美洲，因其樹姿優(yōu)美、干形通直、藍紫色花壯觀美麗、花期長等特點，常用作行道樹、遮蔭樹，同時還是優(yōu)良的家具用材樹種[11-12]。目前，藍花楹主要繁殖方式為有性繁殖，即以穴盤點播為主，待小苗長至5 cm左右，開始將其從穴盤中移栽到塑料容器中培養(yǎng)[13]?；|(zhì)是影響容器育苗效果的關(guān)鍵因素之一，為篩選出育苗效率高但成本低廉的栽培基質(zhì)，本研究以脫鹽椰糠、碳化稻殼及腐熟桉樹皮為主要原材料，按照不同比例配制栽培基質(zhì)，通過對比分析不同基質(zhì)的理化性質(zhì)及其對苗木生長狀況的影響，結(jié)合分析以期篩選出配置簡便、育苗效果優(yōu)良的環(huán)保型育苗基質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試藍花楹苗木由廣州匯森林業(yè)有限公司提供，為生長健壯且長勢均一的1年生容器苗，苗高30±2 cm。椰糠購于廣州大田農(nóng)業(yè)有限公司，稻殼來自于廣東遂溪縣嶺北銀豐糧食加工廠，經(jīng)過人工碳化后用作混配基質(zhì)；桉樹皮取自南方國家級林木種苗示范基地桉樹林，經(jīng)堆漚腐熟后使用。經(jīng)過處理后各基質(zhì)材料的理化性質(zhì)見表1。

表2 各基質(zhì)材料的理化性質(zhì)

1.2 試驗方法

1.2.1 混配基質(zhì)的配制

將前期經(jīng)過處理的原材料椰糠、碳化稻殼、桉樹皮按照不同體積比配置成15種混合基質(zhì)，以黃心土為對照基質(zhì)(CK)，試驗設(shè)計見表2。

1.2.2 理化性質(zhì)的測定

苗木入盆前，對16種不同基質(zhì)處理的理化性質(zhì)進行檢測，有機質(zhì)含量測定采用重鉻酸鉀氧化—外加熱法，速效氮測定采用堿解—擴散法，速效磷測定采用鹽酸—硫酸浸提法，速效鉀采用乙酸銨浸提—火焰光度法測定，基質(zhì)容重及孔隙度采用環(huán)刀法測定，電導率和pH值參照程斐等[14]的方法測定。

表2 不同比例混配基質(zhì)處理 %

1.2.3 苗木栽培與管理

試驗在南方國家級林木種苗示范基地進行，以上口徑21 cm、高度15 cm、下口徑18.6 cm的塑料盆為育苗容器，于2015年12月2日采用完全隨機區(qū)組設(shè)計，將供試藍花楹幼苗根系附著基質(zhì)洗凈后，移入配置好的16種基質(zhì)中，每處理3個重復，每重復10盆，即每個處理共計30株幼苗。試驗期間不做任何施肥處理，僅做定期噴水維護。

1.2.4 生長指標的測定

于2016年6月2日測量供試幼苗的生長指標，通過每木檢尺計算各個處理苗木的平均株高和平均徑粗，再根據(jù)各處理平均株高和平均徑粗分別選取3株幼苗測定其單株地上生物量和地下生物量，參考文獻[1]和[15]以計算根冠比和壯苗指數(shù)，公式分別為：根冠比=單株地下生物量/單株地上生物量；壯苗指數(shù)=(徑粗/株高+根冠比)×單株總生物量。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPSS19.0軟件以及OFFICE 2010 Excel軟件進行相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，并利用鄧肯檢驗法對相關(guān)指標進行多重比較，結(jié)合幼苗各生長指標進行主成分分析以篩選最佳基質(zhì)配比。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)理化性質(zhì)比較

對各混配基質(zhì)及對照進行理化性質(zhì)測定可知(表3)，15種不同比例混配基質(zhì)的電導率、總孔隙度及pH值均顯著高于對照，容重顯著低于對照。各種混配基質(zhì)電導率為0.19 ~ 4.63 ms·cm-1，不同基質(zhì)差異達到顯著水平。pH為在4.19 ~ 6.27，對照基質(zhì)偏酸性，其余混配基質(zhì)接近中性，不同配比基質(zhì)間無顯著差異。各基質(zhì)容重為0.18 ~ 0.96 g·cm-3，其中S4、S6、S14及S2顯著低于其他各配比基質(zhì)及對照組。各混配基質(zhì)的總孔隙度為63.90% ~ 93.33%，S4、S6兩種混配基質(zhì)顯著高于其他各配比。不同配比基質(zhì)營養(yǎng)元素含量均呈現(xiàn)顯著差異。除速效鉀外，15種混配基質(zhì)的有機質(zhì)、速效磷、速效氮含量均顯著高于對照基質(zhì)。其中，有機質(zhì)含量最高的是S13和S14混配基質(zhì)，速效氮和速效鉀最高的是S3和S8混配基質(zhì)，速效磷最高的是S2和S5混配基質(zhì)。

表3 不同基質(zhì)理化性質(zhì)

2.2 不同基質(zhì)對藍花楹幼苗生長狀況的影響

在16種基質(zhì)中生長8個月后，各處理下苗木生長狀況如表4所示。結(jié)果表明：不同混配基質(zhì)中生長的苗木，在株高、莖粗、干生物量、根冠比及壯苗指數(shù)均呈現(xiàn)顯著差異。其中S6基質(zhì)(椰糠：稻殼：桉樹皮=1：3：0)、S4混配基質(zhì)(椰糠：稻殼：桉樹皮=3：1：0)以及S14基質(zhì)(椰糠：稻殼：桉樹皮=1：2：1)中幼苗地下干生物量、根冠比及壯苗指數(shù)均顯著高于其他基質(zhì)及對照；S13混配基質(zhì)(椰糠：稻殼：桉樹皮=2：1：1)與S14混配基質(zhì)(椰糠：稻殼：桉樹皮=1：2：1)中幼苗株高、莖粗均高于其他比例基質(zhì)；S4混配基質(zhì)(椰糠：稻殼：桉樹皮=3：1：0)及S14混配基質(zhì)(椰糠：稻殼：桉樹皮=1：2：1)中幼苗地下干生物量和總干生物量顯著高于其他基質(zhì)；S3混配基質(zhì)(椰糠：稻殼：桉樹皮=1：3：0)、S11混配基質(zhì)(椰糠：稻殼：桉樹皮=1：0：1)及S13混配基質(zhì)(椰糠：稻殼：桉樹皮=2：1：1)三種混配基質(zhì)在各個指標均低于其他基質(zhì)及對照，表現(xiàn)出較弱的生長優(yōu)勢?？傮w來看，S4、S6以及S14三種混配基質(zhì)對于藍花楹苗木生長具有較好的促進作用，明顯優(yōu)于其他混配基質(zhì)。

表4 不同基質(zhì)中藍花楹幼苗的生長狀況對比

2.3 不同混配基質(zhì)下幼苗生長指標主成分分析

雖然苗高、莖粗、生物量及壯苗指數(shù)等指標對評價基質(zhì)育苗效果具有一定的參考價值，但存在一定的局限性，因此采用主成分分析對各個生長指標進行綜合評價，以較全面地比較不同基質(zhì)的育苗效果。根據(jù)主成分分析結(jié)果(表5)顯示，系統(tǒng)共提取兩個主成分，累計貢獻率86.46%，對16個處理進行綜合得分PCT排名，S4、S6以及S14三種混配基質(zhì)對于藍花楹苗木生長表現(xiàn)出較好的促進作用，與前面單一指標結(jié)果一致。三種混配基質(zhì)中S4和S6無桉樹皮成分，S14處理中桉樹皮僅占25%；同時，排名最后的S11和S3混配基質(zhì)分別填充了100%和50%的桉樹皮，說明在藍花楹育苗基質(zhì)選擇中，桉樹皮對苗木生長產(chǎn)生了一定的抑制作用，椰糠和碳化稻殼的基質(zhì)環(huán)境為藍花楹提供了良好的容重和孔隙度，有助于苗木的生長。

表5 不同基質(zhì)對育苗效果的綜合結(jié)果

3 結(jié)論與討論

育苗基質(zhì)的選取及比例的選擇對苗木的生長至關(guān)重要，其理化性質(zhì)的優(yōu)劣直接影響到苗木后期的生長與發(fā)育[16]。一般認為，電導率小于2.6 ms·cm-1、容重0.1 ~ 0.8 g·cm-3、孔隙度54% ~ 96%，酸堿度中性微酸性的育苗基質(zhì)適合苗木生長[17-19]，本研究中，除S3、S8、S9及S11混配基質(zhì)電導率大于2.6 ms·cm-1，對照基質(zhì)S16容重偏大(0.96 g·cm-3)且酸堿度偏酸(4.19)，其余混配基質(zhì)均在上述適合范圍內(nèi)。其中S4、S6、S14混配基質(zhì)的孔隙度顯著大于其他配比，容重及電導率顯著小于其他配比，表現(xiàn)出良好的育苗基質(zhì)特征。同時，對比不同混配基質(zhì)內(nèi)苗木生長狀況，S4、S6、S14三種基質(zhì)配比也表現(xiàn)出對苗木較好的促進作用。但有機質(zhì)含量、速效氮、速效磷及速效鉀較高的S2、S3、S5、S8和S13并未表現(xiàn)出良好的生長狀況，可能原因在于藍花楹基質(zhì)培育的幼苗期，對于物理性質(zhì)的要求高于化學性質(zhì)，物理性質(zhì)的優(yōu)劣成為了藍花楹幼苗生長的主要限制因素。

通過主成分分析將株高、生物量、壯苗指數(shù)等7個生長指標轉(zhuǎn)化為2個主成分，較綜合、全面地評價了不同混配基質(zhì)下藍花楹幼苗的生長情況。研究結(jié)果顯示隨著桉樹皮成分的增加，苗木綜合評分呈下降趨勢，未參入桉樹皮的混配基質(zhì)中，隨著椰糠比例的增加，苗木綜合評分呈上升趨勢。因此，根據(jù)上述研究結(jié)果，推薦S4(椰糠：稻殼：桉樹皮=3：1：0)、S6(椰糠：稻殼：桉樹皮=1：3：0)及S14(椰糠：稻殼：桉樹皮=1：2：1)三個混配基質(zhì)作為藍花楹幼苗的培育基質(zhì)。

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Effects of Agricultural and Forestry Residue Substrates on the Growth of Jacaranda mimosifolia Seedlings

LI Chao, XU Yu-xing, ZHANG Pei-jian, LIU Xue-feng, ZHANG Guo-wu
(China Eucalypt Research Centre, Zhanjiang 524022, Guangdong, China)

To select high-quality mixed substrates for propagation of Jacaranda mimosifolia seedlings, 15 mixed substrates prepared using combinations of the coir, rice husk and eucalypt mixed in various ratios were trialed for seedling growth. Yellow soil was included as a control treatment. The physical and chemical properties of the substrate mixes were analysed and growth status of J. mimosifolia seedlings in the substrate mixes were compared. The results showed that: electrical conductivity, bulk density and total porosity of the 16 substrate mixes ranged from 0.19 to 4.63 ms·cm-1, 0.18 to 0.96 g·cm-3and 63.9 to 93.3 % respectively, and their pH’s ranged from pH 4.2 to 6.3, with differences among the 16 substrate mixes for all traits measured being significant. The bulk density of S4, S6 and S14 mixtures were significantly lower than other mixed substrates and also the control substrate while their total porosity were higher than others. All of these physical properties proved beneficial to promoting growth of J. mimosifolia seedlings. Principal component analyses assigned comprehensive scores of 3.39, 3.04 and 2.34 to S4, S6 and S14 substrate mixtures respectively; these three mixtures proved significantly superior to all 12 other mixtures and can be recommended as preferred substrates for cultivation of J. mimosifolia seedlings. Whilst the organic matter, available nitrogen, available phosphorus and available potassium contents of the three superior substrate mixtures (i.e. S4, S6 and S14) were relatively low, substrate physical properties rather than inherent fertility were the main factors limiting growth of J. mimosifolia seedlings in the substrate mixtures included in this trial.

agricultural and forestry residue substrate; Jacaranda mimosifolia; physical and chemical properties; principal component analysis

S685.99

：A

廣東省林業(yè)科技創(chuàng)新項目“藍花楹良種選育及高效栽培技術(shù)研究與示范”(2012KJCX006)

李超(1987— )，女，碩士，工程師，主要從事森林保護及微生物多樣性研究.E-mail: d.lichao@163.com

＊通訊作者：張國武(1966— )，男，博士，教授級高工，主要從事現(xiàn)代育林理論與技術(shù)、經(jīng)濟林栽培等研究.E-mail: fyzgwu@163.com