育苗容器對一年生文冠果苗木生長和根發(fā)生的影響

田吉,王林，張蕓香，郭晉平

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，山西 太谷 030801)

?

育苗容器對一年生文冠果苗木生長和根發(fā)生的影響

田吉,王林，張蕓香*，郭晉平

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，山西 太谷 030801)

摘要：[目的]文冠果屬深根性直根系，主根發(fā)達(dá)而側(cè)根稀少，起苗對根系的傷害大，栽植成活率低，如何在育苗中限制主根生長而促發(fā)側(cè)根是提高移栽成活率的有效手段。容器育苗可以有效解決這一問題，但目前缺乏對文冠果育苗容器類型和規(guī)格的研究。[方法]本研究以1年生文冠果容器苗為試驗對象，用不同規(guī)格控根容器(K)和普通營養(yǎng)缽(T)進(jìn)行比較試驗，通過對不同類型和規(guī)格容器中培育的文冠果苗木根系生長、根系狀態(tài)、多級次根系發(fā)生情況的研究，篩選出有利于文冠果須根發(fā)生的育苗容器類型和規(guī)格。[結(jié)果]大田對照文冠果苗木根系隨著時間變化二階須根(直徑≥1 mm)9月份較6月份減少66.3%，三階須根(直徑≤1 mm)減少31.5%，主根占據(jù)絕對優(yōu)勢；而在容器中的文冠果苗木側(cè)根生長都處于上升狀態(tài)，主根與二、三階須根隨著時間變化都在同步增加，在生長期6～9月間對照的地上生物量始終最大，容器K20×23在6～9月間地上部分增幅最大，其次為容器T15×18和K10×16，地下生物量最大值為對照CK，其次為K20×23，最小為K10×10；總根長最大為K20×23，最小值為K10×10；二階須根長最大值為K20×23，其次為T15×18，最小為K10×10；三階須根長最大值為K20×23，其次為K10×16，最小值為T14×10。綜合各個因素K20×23效果最好，其次為T15×18和K10×16。[結(jié)論]控根容器在促進(jìn)多級次根生長效果好于普通容器，較大容器有利于文冠果苗的生長。

關(guān)鍵詞：文冠果; 容器育苗; 根系生長

文冠果(Xanthoceras sorbifoliaBunge),屬無患子科文冠果屬落葉灌木或小喬木，我國特有木本油料樹種[1,2]，其果殼和種子可入藥[3,4]。文冠果耐干旱瘠薄，在我國干旱半干旱地區(qū)廣泛分布，發(fā)展前景廣闊[5]。

文冠果主根發(fā)達(dá)根系分布深，根系肉質(zhì)，側(cè)根和須根稀少，移栽時不易攜帶土球，移栽過程對苗木主根損傷嚴(yán)重，成活率低，緩苗期長，移栽后前兩年生長緩慢[6～9]，嚴(yán)重影響文冠果造林效果和效益。如何在苗木培育過程中限制主根生長而促發(fā)大量側(cè)根，形成發(fā)達(dá)根系，培育優(yōu)質(zhì)壯苗，是提高文冠果苗木移栽成活率、促進(jìn)規(guī)?；耘嗪彤a(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。

容器育苗是國內(nèi)外普遍采用的育苗方式，應(yīng)用于木本植物的育苗時普遍存在根系在容器底部纏繞等根系畸形現(xiàn)象，嚴(yán)重影響苗木質(zhì)量[10,11]。在一些植物的育苗中，空氣控根技術(shù)可抑制根系伸長生長，促發(fā)多次分枝[12,13]，刺激多級次生根、減少根系纏繞、促進(jìn)土球形成[14,15]。但是，空氣控根技術(shù)對主根發(fā)達(dá)且屬于肉質(zhì)根系的文冠果育苗是否具有顯著促進(jìn)根系生長的效果尚需作針對性試驗研究，其中，對苗木根系生長的影響如何？是否適用于文冠果優(yōu)質(zhì)壯苗的培育？相應(yīng)的適宜規(guī)格如何？這些問題都需要有具體的結(jié)論。本研究擬通過比較不同育苗容器對文冠果幼苗生長，特別是對根系生長的影響，研究適合文冠果育苗的方式和容器尺寸，以期為優(yōu)化文冠果苗木培育技術(shù)，完善文冠果控根育苗技術(shù)提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)苗圃進(jìn)行，地理位置在37°25′27″N、112°34′42″E，所在地區(qū)為溫帶大陸性氣候，年均溫9.5 ℃，7月均溫28 ℃，極端高溫35 ℃，1月均溫-2 ℃，極端低溫-10 ℃，年降水量480mm，年有效積溫3 600 ℃，無霜期180d，6～9月為植物旺盛生長期。

1.2育苗容器的類型和規(guī)格

試驗采用常規(guī)容器和空氣控根容器兩種容器類型，每類容器2～3種規(guī)格，以大田(株行距為20cm×30cm)為對照(表1)，不同處理及對照的植株數(shù)量均為100株。

表1　育苗容器類型和規(guī)格

1.3播種和苗木管理

文冠果種子來源于山西省清徐縣文冠果苗圃，種子百粒重68.3g。種子經(jīng)冬季沙藏催芽處理，85%種子裂口露白，2015年4月底播種。

苗圃地土壤pH值7.6～7.8。以園土∶細(xì)沙=1∶3的混合土配置成培養(yǎng)土，大田對照區(qū)在土層表面20cm深翻混入1/3細(xì)沙。采用開溝點播的方式播種，覆土厚度2cm，充分澆水。苗木出齊后，通過及時澆水使土壤相對含水量保持在60%～80%之間。

1.4主要測定指標(biāo)及測定方法

根據(jù)研究目的和試驗設(shè)計要求，測定指標(biāo)包括苗高和基徑測定生物量和根冠比測定根系測定總根長、二階根長、三階根長(以胚根作為一階根，胚根上的分枝為二階根，二階根上的分枝為三階根)。

測定方法：

(1)干重測定：采用烘干法收集苗木后將根、莖、葉分開，在烘箱105 ℃殺青15min，75 ℃下烘干48h。

(2)用天平(精度0.001g)測定根、徑、葉的干重，根冠比為地下部分生物量和地上部分生物量的比值。

(3)根系長度測量采用windendron根系分析系統(tǒng)測量。

(4)生物量指標(biāo)：稱取地上生物量、地下生物量干重。

(5)測定時間：第一次測定時間為6月10日，第二次測定時間為7月10日，第三次測定時間為9月10日。

1.5數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)用Excel、SPSS17.0軟件進(jìn)行分析處理。用SPSS17.0進(jìn)行方差分析和多重比較；差異顯著性檢驗用LSD法，顯著水平設(shè)定為P=0.05,用Sigmaplot10.0繪圖, 所有指標(biāo)測定重復(fù)5次以上。

2結(jié)果與分析

2.1育苗容器對苗木生物量及其生長的影響

比較6-9月間文冠果不同類型和規(guī)格容器苗的地上生物量可以看出(圖1)，大田苗的地上生物量顯著高于各種類型和規(guī)格容器培育苗(P<0.05)；6月的次序為CK>T15×18>K20×23>T14×10>K10×16>K10×10；7月次序為CK>K20×23>T15×18>K10×16>T14×10>K10×10；9月的次序為CK>K20×23>T15×18>K10×10>K10×16>T14×10；測定期間的生長量以K20×23容器苗最大，T14×10容器苗最小。

圖1　不同類型和規(guī)格文冠果容器苗地上生物量及其生長比較分析圖Fig.1　Different types and specifications on Xanthoceras sorbifolia Bunge container myagdi biomass and its growth comparison analysis diagram

比較6-9月間文冠果不同類型和規(guī)格容器苗的地下生物量可以看出(圖2)，在6月的地下生物量差別不大，但隨著生長期延長差異增大；7月份的地下生物量次序為CK>K20×23>T15×18>T14×10>K10×16>K10×10，9月份的次序為K20×23>CK>T15×18>K10×10>K10×16>T14×10。K20×23容器在測定期間的生長量最大，T14×10容器苗最小。

圖2　不同類型和規(guī)格文冠果容器苗地下生物量及其生長比較分析圖Fig.2　Different types and specifications on Xanthoceras sorbifolia Bunge container underground biomass and its growth comparison analysis

2.2育苗容器對幼苗根冠比及其變化的影響

圖3　不同類型和規(guī)格文冠果容器苗根冠比及其變化比較分析圖Fig.3　Different types and specifications on Xanthoceras sorbifolia Bunge root:shoot and its growth comparison analysis

比較6-9月間文冠果幼苗根冠比的變化可以看出(圖3)，文冠果幼苗根冠比都隨苗木的生長而增大，1年生苗生長過程中根系生長逐步取得優(yōu)勢地位；比較不同類型和規(guī)格容器培育的文冠果幼苗根冠比可以看出，6月份的次序為K10×16>T15×18>K10×10>K20×23>T14×10>CK，且都小于1，7月份的次序為T15×18>T14×10>K20×23>K10×16>CK>K10×10，9月的次序為K20×23>T14×10>T15×18>K10×16>K10×10>CK，從生長期間的變化情況來看，K20×23容器苗的增幅最大，K10×16容器苗的增幅最小。

2.3育苗容器對幼苗地徑和苗高及其生長的影響

對照CK的苗高在6月、7月、9月份始終最大，各容器育苗處理的苗高變化不明顯。

由表2可見，在6～9月的測定期間，6月份基徑大小次序為CK>K20×23>K10×10>T15×18>K10×16>T14×10，7月份基徑次為CK>K10×16>T15×18>K20×23>K10×10>T14×10；9月份基徑大小次序為CK>K10×16>K20×23>T15×18>K10×10>T14×10；測定期間基徑的增幅以K10×16容器苗最大，增幅顯著大于其余5種幼苗，其次為T15×18>K20×23，T14×10和K10×10增幅不明顯。

表2　不同類型和規(guī)格文冠果容器苗苗高、基徑及其生長比較分析表

注：表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，同列不同字母間表示有顯著差異(P<0.05)

Note:Valuesrepresentmeans±SE;Differentlettersinsamecolumnmeansignificantat0.05level.

2.4育苗容器對幼苗根長及其生長的影響

由圖4可見，在6-9月測定期間，K20×23容器苗的總根長最大，6月份依次為K20×23>K10×16>T15×18>CK>K10×10>T14×10，7月份依次為K20×23>K10×16>T15×18>CK>T14×10>K10×10，9月份依次為K20×23>K10×16>T15×18>K10×10>T14×10>CK；測定期間總根長的增幅以K20×23容器苗最大，增幅顯著大于其余5種幼苗，其次為K10×16>T15×18，T14×10和K10×10增幅不明顯。

圖4　不同類型和規(guī)格文冠果容器苗總根長及其生長比較分析圖Fig.4　Different types and specifications on Xanthoceras sorbifolia Bunge total root length and its growth comparison analysis

比較5種容器中培育的文冠果幼苗二階須根長及其在6-9月間的變化可見(圖5)，只有CK苗的二階須根長持續(xù)下降，而其他容器苗則都有所增長。6月依次為K20×23>CK>T15×18>K10×16>T14×10>K10×10，7月依次為K20×23>T15×18>CK>K10×16>T14×10>K10×10，9月依次為K20×23>K10×16>T15×18>T14×10>K10×10>CK，測定期間K20×23容器苗二階須根長始終最大；從增幅看，K20×23容器苗增幅最大且與其余5種有明顯差異，K10×16容器苗和T15×18容器苗增幅相對較小,而T14×10容器苗和K10×10容器苗的增幅最小。

圖5　不同類型和規(guī)格文冠果容器苗二階根長及其生長比較分析圖Fig.5　Different types and specifications on Xanthoceras sorbifolia Bunge second order root length and its growth comparison analysis

圖6　不同類型和規(guī)格文冠果容器苗三階根長及其生長比較分析圖Fig.6　Different types and specifications on Xanthoceras sorbifolia Bunge third order root length and its growth comparison analysis

在6-9月的測定期間(圖6)，CK幼苗的三階須根長有顯著下降，各類容器苗的三階須根長則持續(xù)增長；T20×23容器苗的三階須根長最大，始終表現(xiàn)為顯著大于其他容器苗；6月依次為T20×23>K10×16>K10×10>CK>T15×18>T14×10；7月依次為K20×23>K10×16>T15×18>K10×10>CK>T14×10；9月依次為K20×23>T15×18>K10×16>K10×10>T14×10>CK。在增幅上，K20×23增幅最明顯；其次K10×16和T15×18增幅相對變小,變化顯著；變化最不明顯為K10×10和T14×10。

3討論與結(jié)論

本研究表明，在大田條件下，文冠果根系正常生長狀態(tài)為從6月的二、三階根多主根少，7～9月，主根生長明顯，二階根減少66.3%，三階根減少31.5%，這與楊君芳等人研究的文冠果根系生長動態(tài)相吻合[16]。而對于容器苗，不同階次根系在6～9月間呈現(xiàn)逐步上升狀態(tài)，所以容器育苗改變了文冠果根系原本的生長習(xí)性，二階須根長度9月較6月均有增加，K20×23181.61%，K10×16153.14%，K10×10152.14%，T14×1071.42%，T15×183.45%，三階須根長T15×18224.84%，K10×16116.92%，T14×1069.55%，K10×1028.83%，K20×2327.75%，如按此生長狀態(tài)二、三階須根的不斷發(fā)展，多階須根的生長加快，由于受容器范圍的控制，文冠果苗木根系會形成土球，移栽對根系傷害較小，有利于文冠果的移栽成活和移栽后的生長。

依據(jù)形態(tài)指標(biāo)、生物量指標(biāo)不同類型和規(guī)格文冠果容器苗進(jìn)行綜合分析與評價，不同規(guī)格容器對文冠果苗木的地上生物量、苗高、總根長和二階須根長等的生長均有影響，差異顯著。K20×23除了在地徑、苗高和根冠比以外，其余指標(biāo)各個值都為最大，且各項增幅也較明顯，差異顯著；其次數(shù)量值變化與增幅明顯的為K10×16和T15×18，而K10×10和T14×10，在所有變化中，增幅最不明顯，變化不顯著。所以從容器類型比較，控根容器K10×16促進(jìn)多階根發(fā)生效果好于普通營養(yǎng)缽；從容器大小比較，大容器的效果要好于小容器。大容器有利于單株苗木的營養(yǎng)積累，因容器越大，為苗木提供的地上和地下的營養(yǎng)空間越大，對培育文冠果容器苗既能充分滿足苗木生長需要，也能使苗木形成良好的根系和精密的根團(tuán)，以及合適的地上地下比例。所以K20×23容器是培育文冠果苗的最佳規(guī)格，其次為T15×18和K10×16。

根系是植物與土壤接觸的重要途徑，當(dāng)?shù)叵颅h(huán)境對植物的影響作用于根時，根系在感應(yīng)到逆境生理信號后便會產(chǎn)生相應(yīng)的生理反應(yīng)，從而影響植物的地上生物量的生長發(fā)育。研究表明，從7月開始，文冠果普通營養(yǎng)缽育苗，根系在容器底部纏繞等產(chǎn)生根系畸形現(xiàn)象，對植物健康生長和苗木質(zhì)量造成一定影響，主要表現(xiàn)為地上生物量、地下生物量、根冠比。6月的地上生物量依次為CK>T15×18>K20×23>T14×10>K10×16>K10×10，地下生物量次序為CK>K20×23>T15×18>T14×10>K10×16>K10×10，根冠比在7月,依次為T15×18>T14×10>K20×23>K10×16>CK>K10×10。7月之后，數(shù)值增幅開始降低，落后于控根容器。而控根容器由于容器的特定結(jié)構(gòu)，根系并未纏繞，并且數(shù)值增幅優(yōu)于普通營養(yǎng)缽，由此控根容器適合培育一至兩年苗木，而普通營養(yǎng)缽容器育苗更適合在七月份移栽，既節(jié)約時間，又有利于苗木提高質(zhì)量。

通過大田對照試驗，發(fā)現(xiàn)文冠果苗木根系隨著時間變化二三階根明顯減少，以主根為主，而容器育苗改變了其原本生長習(xí)性，二三階根在不斷增加。通過對不同類型和規(guī)格文冠果容器苗從形態(tài)指標(biāo)、生物量指標(biāo)綜合分析與評價，得出K20×23容器是培育文冠果苗的最佳規(guī)格，其次為T15×18和K10×16。

參考文獻(xiàn)

[1]候元凱,劉慶雨.生物柴油樹種栽培和利用[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2007：105-109.

[2]敖妍,段劼,于海燕,等.文冠果研究進(jìn)展[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2012,17(6):197-203.

[3]張蕓香,劉晶晶,郭晉平,等.山西省文冠果種子形態(tài)特征及地理種源差異性研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2015,31(22)：39-46.

[4]候元凱,唐天林,孫志強(qiáng).生物柴油、生物乙醇植物栽培與應(yīng)用[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2010：156-158.

[5]郝一男,王喜民.能源樹種文冠果生產(chǎn)生物柴油的可行性[C]∥北京：第一屆全國生物質(zhì)材料科學(xué)與技術(shù)研討會論文集,2007:485-490.

[6]萬群芳,何景峰,張文輝.文冠果地理分布和生物生態(tài)學(xué)特征[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報,2010,19(9):179-186.

[7]許東翔.文冠果根系生長特征的初步研究[J].內(nèi)蒙古林學(xué)院學(xué)報,1980(1):52-61.

[8]馬利蘋,王力華,陰黎明,等.烏丹地區(qū)文冠果生物學(xué)特征及物候觀測[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2008,19(12):2583-2587.

[9]郭海.文冠果根系分布特征及生長適應(yīng)性[J].甘肅林業(yè)科技,2012(3):51-53.

[10]楊鵬輝.主要針葉樹容器育苗造林技術(shù)研究[D].楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué),2006.

[11]李霞.控根栽培對桂花根系的構(gòu)型及功能變化的影響[D].南京：南京林業(yè)大學(xué),2010.

[12]蘇晶.牡丹容器苗的控根技術(shù)研究[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

[13]DavisAS,JacobsDF.Quantifyingrootsystemqualityofnurseryseedlingsandrelationshiptooutplantingperformance[J].NewForests,2005,30(2-3):295-311.

[14]徐慧潔,段少文,楊靜慧,等.基質(zhì)和多孔凹凸型誘根缽對2種植物生長的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報, 2013, 29(25): 55-60.

[15]劉晶晶.山西省文冠果地理變異及優(yōu)良種源選擇[D].太谷：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011.

[16]楊君芳,焦強(qiáng).淺談文冠果根系分布及生長適應(yīng)性[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2012(26):141.

(編輯：梁文俊)

EffectofseedlingcontaineronthegrowthandrootoccurrenceofannualXanthoceras sorbifoliaBungeseedlings

TianJi，WangLin，ZhangYunxiang*，GuoJinping

(College of Forestry,Shanxi Agricultural University,Taigu 030801， China)

Abstract:[Objective]Xanthoceras sorbifolia Bunge belongs to the taproot system with deep roots, The main root is developed but lateral roots is few. The lifter will damage the root system and the planting survival rate is low. Limit root growth and promote lateral root in the nursery is the effective means to improve the survival rate of plantlets. Container seedling can solve this problem effectively, but there is a lack of research on Xanthoceras sorbifolia Bunge nursery container types and sizes. [Methods]In this paper, we used one year old Xanthoceras sorbifolia Bunge container seedlings as test object, contrasting experiments have been carried out on different specifications of the air control root container (K) and the general nutritional bowl (T), by detecting researching the different containers for Xanthoceras sorbifolia Bunge root growth, root state, multi stage root system to select more suitable type of container and container nursery specifications which is conducive to the occurrence of Xanthoceras sorbifolia roots. [Results]The results showed that: Xanthoceras sorbifolia Bunge seedlings field control treatments over time second-order fibril (diameter ≥1 mm) September 66.3% decrease compared with June, third fibrous roots (diameter ≤1 mm) reduction of 31.5 percent, taproot absolute dominance ; while Xanthoceras sorbifolia Bunge seedling lateral roots are in the container is on the rise, with two main root, third fibrous roots are in sync with the time increasing aboveground biomass between June to September always control the largest container K20×23September aboveground largest increase, followed by the container T15×18and K10×16, the maximum biomass underground as control CK, followed by K20×23, a minimum of K10×10; total root length maximum the K20×23, the minimum is K10×10; Second Order fibrous length maximum of K20×23, followed by T15×18, a minimum of K10×10; third order fibrous length maximum of K20×23, followed by K10×16, the minimum value of T14×10. Integrated various factors K20×23the best, followed by the T15×18and K10×16. [Conclusion]The results showed that root controlling container in promoting multi-level root growth is better than ordinary container, the larger container is conducive to the growth of Xanthoceras sorbifolia Bunge.

Key words:Xanthoceras sorbifolia Bunge; Container seedling; Root growth

收稿日期：2016-01-20 修回日期：2016-04-15

作者簡介：田吉(1992-)，男(漢)，山西長治人，碩士研究生，研究方向：生態(tài)學(xué) *通訊作者：張蕓香，副教授，碩士生導(dǎo)師。Tel:13935406207 ; E-mail :zhangyx2009@126.com

基金項目：山西省科技攻關(guān)項目(20120311015-3)

中圖分類號：Q949.93

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-8151(2016)07-0500-06