江南油杉切根移栽根系參數(shù)及其與生長的關(guān)系

何應(yīng)會 ，蔣 燚 ，劉 菲 ，李 娟 ，戴 菱 ，王 勇 ，黃榮林

（廣西林業(yè)科學(xué)研究院 a.國家林業(yè)局中南速生材繁育實驗室；b.廣西優(yōu)良用材林資源培育重點實驗室，廣西 南寧 530002）

江南油杉切根移栽根系參數(shù)及其與生長的關(guān)系

何應(yīng)會a，b，蔣 燚a，b，劉 菲a，b，李 娟a，b，戴 菱a，b，王 勇a，b，黃榮林a，b

（廣西林業(yè)科學(xué)研究院 a.國家林業(yè)局中南速生材繁育實驗室；b.廣西優(yōu)良用材林資源培育重點實驗室，廣西 南寧 530002）

針對江南油杉輕基質(zhì)容器苗盤根較嚴(yán)重、側(cè)須根少的問題，以不切根（CK）為對照，開展芽苗切根控根試驗，研究留根長度和切根比例對江南油杉容器苗生長及根系構(gòu)型的影響。結(jié)果表明：當(dāng)莖芽高度≥2 cm時，依據(jù)胚根長比例進行切根移栽更有利于江南油杉輕基質(zhì)容器苗的生長和改善根系質(zhì)量，且以切根1/2效果最佳，但留根長度不宜超過4 cm。綜合根系參數(shù)分析結(jié)果，與不切根相比，芽苗切根后主根長縮短26.12%～45.25%，根徑增加25.33%～41.45%，一級側(cè)根數(shù)增加15.51%～70.81%，一級側(cè)根長度的最大增幅為50.00%～69.05%，盤根現(xiàn)象能減少到3.33%。本試驗中，對促進生長和改善根系構(gòu)型效果較好的試驗處理為切根1/2和留根2 cm，由于分叉根的大量形成，側(cè)根的萌發(fā)面積增加且形態(tài)更高級，苗木根系呈現(xiàn)須根化，根系構(gòu)型更合理。

江南油杉；芽苗切根；根系構(gòu)型；一級側(cè)根 ；分叉根

精準(zhǔn)培育的理念已經(jīng)滲入到森林培育技術(shù)的各個環(huán)節(jié)，林木育苗細(xì)至育苗容器、基質(zhì)配方、施肥配比、控根技術(shù)的選擇等越來越受重視[1]。苗木的根系質(zhì)量關(guān)系著造林后苗木的生長及造林效果，切根是苗木培育過程中物理干擾根系最為常見的技術(shù)[2]，狹義的切根專指苗期切根（post-seedling root pruning），主要應(yīng)用于裸根苗的培育，廣義的切根包括芽苗切根（bud-seedling root pruning）、 苗 期 切 根 （ post-seedling root pruning） 和起苗后的修根（root pruning prior to transplanting）等 3 種類型[3]。芽苗切根移栽是將沙床催播的幼苗胚根切除一部分后再移栽到容器中，這種做法已在馬尾松Pinus massoniana[4]、濕地松Pinus elliottii[5]、閩楠Phoebe bournei[6]、紅錐Castanopsis hystrix[7]、任豆樹Zenia insignis[8]以及大葉櫟Castanopsis fi ssa[9]等樹種育苗中應(yīng)用，但不同的樹種因切根強度、切根時機、苗木的初始規(guī)格、環(huán)境條件（如基質(zhì)養(yǎng)分水分條件）等不同而產(chǎn)生差異較大的效果甚至相反的結(jié)論。由于容器苗的根系生長在有限的空間內(nèi)，根系畸形、側(cè)須根少是容器苗生產(chǎn)中存在的主要問題[10]，篩選或組合有效的控根方法對解決容器育苗根系質(zhì)量問題意義重大。

江南油杉Keteleeria cyclolepis為松科油杉屬常綠大喬木，分布于我國廣西、廣東、福建、云南、貴州、湖南、江西、浙江等地，常生于海拔340～1 400 m的山地，水平分布和垂直分布均較松科其他各屬低。深根性樹種，對土壤的適應(yīng)性較廣；根系發(fā)達、粗壯，具發(fā)達的皮層，能貯藏較多的水分，耐干旱，是優(yōu)良的山地造林樹種[11-12]。近年來，南方多個省區(qū)已將其列為重點發(fā)展的珍貴用材樹種之一。“單根性強蹲苗期長”幾乎是松科植物普遍存在的問題，本試驗研究以江南油杉芽苗為研究對象，研究留根長度和切根比例對苗木生長及根系形態(tài)的影響，以明確適宜江南油杉容器苗生長的切根方式，為下一步組合控根技術(shù)研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

江南油杉球果于2014年11～12月采自廣西博白林場、大桂山林場、恭城、樂業(yè)、金秀等地，采回后立即進行去脂脫籽處理，凈種后裝袋，供試材料為種源混合種子。于2015年2月，冷水浸種36 h，消毒后將種子播于沙床催芽。待萌發(fā)后，莖芽高度≥2 cm，幼葉未展時進行胚根切根移栽試驗，育苗方式為無紡布輕基質(zhì)容器育苗。

1.2 試驗設(shè)計

根據(jù)胚根的留根長度和切根比例，試驗設(shè)置：①芽苗留根2 cm（keep 2 cm of radicle），②芽苗留根3 cm（keep 3 cm of radicle），③芽苗留根4 cm（keep 4 cm of radicle），④芽苗切根1/2（cut off 1/2 of radicle），⑤芽苗切根1/3（cut off 1/3 of radicle）共5個處理，以不切根為對照（intact bud-seedling，CK），每處理54株（1個苗盤），3次重復(fù)。

1.3 切根移栽及后期管理

起苗前先用清水淋透沙床，將幼苗小心取出，洗凈泥沙后進行切根。切根完成后分別轉(zhuǎn)入濃度為0.2 g/L的ABT 3號生根粉水溶液中，浸泡幼苗根部20 min后取出移栽。移栽前一天將輕基質(zhì)育苗盤澆水淋透，再用劑型為80%的代森鋅可濕性粉劑600倍液進行消毒，移栽時先用竹片在育苗容器正中引種植穴，放入芽苗后壓實基質(zhì)，移栽完成后淋定根水。苗期及時除草，并進行水肥常態(tài)化管理和病蟲害防治。

1.4 指標(biāo)測定及數(shù)據(jù)分析

切根前，隨機選取50株測定芽苗根長。切根試驗移栽后，于10月底苗木停止生長期，調(diào)查移栽成活率，每處理選取30株測定苗高、地徑、主根長、根徑、一級側(cè)根數(shù)、一級側(cè)根長度、側(cè)根集中分布范圍，同時，統(tǒng)計每試驗處理苗木的直根、分叉根、盤根的株數(shù)情況，拍照并觀察其外部形態(tài)差異。數(shù)據(jù)整理和分析采用Excel和SPSS統(tǒng)計分析軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同切根處理對江南油杉苗促生長效果比較

從切根試驗苗木成活率統(tǒng)計結(jié)果來看（表1），芽苗切根江南油杉苗移栽成活率均達到96%以上，其中，留根2 cm、留根3 cm和切根1/2的移栽成活率高達98%以上，相比對照（CK），切根移栽苗木成活率更高。芽苗切根對苗高和地徑的生長均有不同程度的促進作用（均值統(tǒng)計結(jié)果顯示），切根處理的苗高生長量增加了27.67%～61.64%，地徑生長量增加了5.91%～43.55%，不同切根處理之間差異較大。經(jīng)多重比較發(fā)現(xiàn)（Tukey HSD），切根1/3的苗高、地徑生長量與對照（CK）間無顯著差異，而留根2 cm、留根3 cm和切根1/2與對照（CK）之間差異達到了極顯著水平，其中，對苗高促生效果最好的為切根1/2處理，對地徑促生效果最好的為留根2 cm、留根3 cm和切根1/2處理。結(jié)合留根長度綜合分析得出，江南油杉芽苗切根移栽時，依據(jù)胚根長比例進行切根更有利于苗木地上部分的生長，且以切根1/2效果最佳，同時，留根長度不宜超過4 cm。

表1 不同切根處理對江南油杉苗生長的影響?Tabke 1 Effects of different root pruning on the growth of Keteleeria cyclolepis seedings

2.2 不同切根處理江南油杉苗根系參數(shù)的比較

江南油杉切根苗無論是主根還是側(cè)根的生長狀況均優(yōu)于對照（CK），但各處理間有所差異。在表2中，主根長在試驗處理與對照（CK）間差異十分顯著，切根處理主根縮短26.12%～45.25%，且切根后對根徑生長以及形態(tài)特征會產(chǎn)生極大影響。各處理根徑大小依次為切根2 cm＞切根1/2＞切根3 cm＞切根1/3＞留根4 cm＞CK，根徑增加25.33%～41.45%。通過對各處理30株苗木的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，對照（CK）由于沒進行切根，盤根現(xiàn)象嚴(yán)重，盤根比例為36.67%。留根2 cm產(chǎn)生分叉根的比例最大，達90%，其次為切根1/2和留根3 cm處理，由于分叉根的產(chǎn)生而引起根系構(gòu)型的改變，其盤根比例也分別減少到了3.33%、10.00%和13.33%。

表2 不同切根處理江南油杉苗根系參數(shù)比較Table 2 Comparison of roots parameters in different root pruning of Keteleeria cyclolepis seedings (n=30)

側(cè)根對于苗木根系的水分養(yǎng)分吸收代謝具有重要作用。切根處理較對照（CK）而言，側(cè)根數(shù)量較多，且形態(tài)更高級，但各處理間存在差異（見圖1）。表2數(shù)據(jù)表明，一級側(cè)根數(shù)在切根處理與對照（CK）之間差異顯著，切根1/2的一級側(cè)根數(shù)均值為20.60，明顯高于其余各處理。以往的研究表明，側(cè)根根長與造林后苗木表現(xiàn)有很大關(guān)聯(lián)，一級側(cè)根長數(shù)能夠很好地表示根系的活力[13]。本試驗中，留根2 cm和切根1/2的一級側(cè)根平均長度較長，且差異顯著。一級側(cè)根集中分布范圍測定分析結(jié)果表明，切根1/2的側(cè)根分布范圍最廣，達到根基以下1～7 cm，而切根1/3和對照（CK）形成的側(cè)根較少且分散。綜合苗木根系參數(shù)分析結(jié)果表明，芽苗切根移栽的江南油杉容器苗與不切根培育的差異十分顯著，切根容器苗主根長縮短26.12%～45.25%，根徑增加25.33%～41.45%，盤根比例最少能減少到3.33%，一級側(cè)根數(shù)增加15.51%～70.81%，一級側(cè)根長度的最大增幅為50.00～69.05%。本試驗中對根系生長及構(gòu)型促進效果較好的試驗處理為切根1/2和留根2 cm，由于分叉根的大量形成，側(cè)根的萌發(fā)面積增加且一級側(cè)根形態(tài)更高級，苗木根系呈現(xiàn)須根化，根系構(gòu)型更合理。

2.3 各生長指標(biāo)在不同切根處理間的差異顯著性

圖1 不同切根處理對江南油杉苗木根系生長的影響Fig.1 Effect of different root pruning on the root growth of Keteleeria cyclolepis seedings

表3 單因素方差分析的F驗?Table 3 F-test of one factor variance analysis

表3數(shù)據(jù)顯示，測定分析的6項苗木生長及根系參數(shù)指標(biāo)在不同切根處理間的差異均達到了極顯著水平（P＜0.01）。通過比較F值發(fā)現(xiàn)，6項指標(biāo)在不同切根水平條件下的變異大小為苗高＞一級側(cè)根數(shù)＞一級側(cè)根長度＞地徑＞根徑＞主根長，苗高、一級側(cè)根數(shù)在不同切根處理間變異較大，主根長在不同處理間的變異最小，均方差MS結(jié)果也顯示，主根長組內(nèi)變異較大。在一定程度上說明，解決輕基質(zhì)容器育苗的盤根（窩根）問題是提高苗木根系質(zhì)量的關(guān)鍵所在。本試驗得出，合理的切根方式可以有效促進江南油杉苗木的生長和改善根系形態(tài)結(jié)構(gòu)，但育苗中盤根（窩根）的問題仍然存在，如何綜合切根方式、育苗基質(zhì)、容器規(guī)格、控根試劑[14-15]。等因素組合改造江南油杉容器苗根系構(gòu)型以及作用機理研究將是下一步工作的重要內(nèi)容。

3 結(jié)論與討論

本試驗研究得出，江南油杉芽苗移栽時，當(dāng)莖芽高度≥2 cm時，依據(jù)胚根長比例進行切根更有利于江南油杉輕基質(zhì)容器苗的生長和改善根系質(zhì)量，且以切根1/2效果最佳，但留根長度不宜超過4 cm。綜合根系參數(shù)分析結(jié)果，與不切根相比，芽苗切根處理主根長縮短26.12%～45.25%，根徑增加25.33%～41.45%，盤根現(xiàn)象能減少到3.33%，一級側(cè)根數(shù)增加15.51%～70.81%，一級側(cè)根長度的最大增幅為50.00%～69.05%。本試驗中對根系生長及構(gòu)型促進效果較好的試驗處理為切根1/2和留根2 cm，由于分叉根的大量形成，側(cè)根的萌發(fā)面積增加且形態(tài)更高級，苗木根系呈現(xiàn)須根化，根系構(gòu)型更合理。

根系在土壤中的分布特征極大地影響著植物獲取可利用水肥資源的能力，根系生長的各項指標(biāo)是考察苗木是否壯苗的重要生物學(xué)指標(biāo)[16]。芽苗切根多指容器實生苗培育過程中，將沙床上的芽苗在適宜的時期從根系下部截除胚根的一部分再移入容器的操作。通過早期的切根干擾，有利于改善苗期根系生長狀況，進而提高苗木質(zhì)量。已有研究表明，側(cè)柏、刺槐和白榆苗木的一級側(cè)根數(shù)及生長量與主根切斷比例有關(guān)，且切根苗一級側(cè)根的發(fā)生位置更接近于根基，不同的切根比例一級側(cè)根集中范圍也有差異[17]。

通過馬尾松、濕地松的芽苗切根試驗發(fā)現(xiàn)[18-19]，切根1/2的苗木地徑、側(cè)根數(shù)、側(cè)根鮮重、菌根數(shù)均高于切根1/3的苗木，造林效果也表現(xiàn)出同樣的趨勢，這與側(cè)柏、刺槐和白榆切根1/3 效果較優(yōu)的結(jié)論不相一致。大葉櫟容器育苗時發(fā)現(xiàn)，芽苗移栽時留根2～4 cm有利于苗木的生長，且在莖芽展葉期移栽成活率較高[20]?？梢姡煌臉浞N因自身生物學(xué)特性所采取的切根方式也要相應(yīng)調(diào)整。

目前，芽苗切根方面的研究多局限于技術(shù)層面，而對于切根后的生理過程缺乏深入研究，切根調(diào)控苗木質(zhì)量的機制尚不清楚，多因素組合調(diào)控方法應(yīng)用較少。本研究僅從切根強度方面淺略探討了不同切根處理對江南油杉容器苗生長和根系構(gòu)型的影響，為進一步開展切根的促生作用機理研究提供了前期依據(jù)。在今后的研究中，可結(jié)合育苗基質(zhì)、容器規(guī)格、施肥配方、控根試劑的選擇等，深入研究組合控根對苗木內(nèi)源激素、碳水化合物、礦質(zhì)營養(yǎng)、苗木抗性、高生長、根系構(gòu)型以及造林效果的影響，闡明切根的促生作用機理，并為江南油杉優(yōu)質(zhì)壯苗的培育提供理論依據(jù)。

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Root parameters and its relationship with growth ofKeteleeria cyclolepisseedlings after bud-seedling root pruning transplanting

HE Ying-huia,b, JIANG Yia,b, LIU Feia,b, LI Juana,b, DAI Linga,b, WANG Yonga,b, HUANG Rong-lina,b
(a.Key Laboratory of Central South Fast-growing Timber Cultivation of Forestry Ministry of China; b.Guangxi Key Laboratory of Superior Timber Trees Resource Cultivation, Guangxi Zhuang Autonomous Region Forestry Research Institute, Nanning 530002,Guangxi, China)

Compared with the intact seedling(CK), an bud-seedling root pruning experiment was carried out to determine that the in fl uence of different radicle keep length or pruning ratio onKeteleeria cyclolepiscontainer seedling growth and root architecture, Which in order to solve the problem about of root intertwisting phenomena and less lateral root ofKeteleeria cyclolepislight matrix container seedling.The results showed that, According to the proportion of radicle long to do root-cut transplanting while the bud seedling height was 2 cm or more is more advantageous to the growth and root system con fi gurations ofKeteleeria cyclolepislight matrix container seedling.And cut off 1/2 is the best chose, at the same time the root keep length should not be more than 4 cm.Based on analysis results of the root parameters, compared with the intact seedling(CK), it can make taproot length shorten 26.12%～45.25%, meanwhile,the root diameter increased by 25.33%～41.45%, primary lateral root number increased by 15.51%～15.51%, the biggest increase level of lateral root length is 50.00%～69.05%, root intertwisting phenomena can be reduced to 3.33% after root pruning experiment processing.In this experiment, the best test that can promote root growth and improve root architectures were cut off 1/2 and keep 2 cm of the root.Due to large amounts of bifurcate root formation, it encourage greater germination area and more advanced form of lateral root, so the seedling root presents fi brous structure that root con fi guration is more reasonable.

Keteleeria cyclolepis; bud-seedling root pruning; root architectures; primary lateral root; bifurcation root

10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.07.003

http: //qks.csuft.edu.cn

S791.15

A

1673-923X(2016)07-0012-04

2015-11-11

廣西優(yōu)良用材林資源培育重點實驗室開放課題（13B0202）；廣西林業(yè)科技項目（桂林科研[2015]第33號）；國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項（201304108）

何應(yīng)會，工程師，碩士

蔣 燚，教授級高級工程師，博士；E-mail：jy68@163.com

何應(yīng)會，蔣 燚，劉 菲，等.江南油杉切根移栽根系參數(shù)及其與生長的關(guān)系[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報，2016, 36(7):12-16.

[本文編校：吳 毅]