珍貴樹種西南樺漂浮育苗研究：I.基質(zhì)選擇

郭俊杰，林開勤，趙志剛，王春勝，曾 杰

（中國林業(yè)科學(xué)研究院 熱帶林業(yè)研究所，廣東 廣州 510520）

珍貴樹種西南樺漂浮育苗研究：I.基質(zhì)選擇

郭俊杰，林開勤，趙志剛，王春勝，曾 杰

（中國林業(yè)科學(xué)研究院 熱帶林業(yè)研究所，廣東 廣州 510520）

設(shè)置4個(gè)基質(zhì)配方開展西南樺漂浮育苗基質(zhì)選擇試驗(yàn)，測(cè)定各基質(zhì)的理化性質(zhì)以及苗木的生長表現(xiàn)、光合色素含量等指標(biāo)并進(jìn)行分析比較，旨在篩選出合適的漂浮育苗基質(zhì)。結(jié)果表明：(1) 基質(zhì)容重隨著輕基質(zhì)與黃心土配比（體積比）的增大而減小，其持水量和各化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)則呈遞增趨勢(shì)，4種參試基質(zhì)間各項(xiàng)理化性質(zhì)指標(biāo)均差異極顯著（P＜0.01）；(2) 基質(zhì)Ⅱ和Ⅲ的輕基質(zhì)和黃心土配比分別為2∶3和1∶1，其各項(xiàng)理化性質(zhì)指標(biāo)處于中間水平，尤其是容重、持水量適中，其育苗效果最好；(3) 基質(zhì)Ⅱ和Ⅲ處理的西南樺幼苗高、地徑、生物量以及光合色素均極顯著高于其他基質(zhì)（P＜0.01）。因此，本研究篩選出基質(zhì)Ⅱ（松樹皮24%+漚制鋸末8%+炭化鋸末8%+黃心土60%）和Ⅲ（松樹皮30%+漚制鋸末10%+炭化鋸末10%+黃心土50%）適合西南樺漂浮育苗，為進(jìn)一步研發(fā)其漂浮育苗關(guān)鍵技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。

西南樺；漂浮育苗；半輕基質(zhì)；生長表現(xiàn)；光合色素含量

漂浮育苗是一種高效壯苗培育技術(shù)，既適合工廠化生產(chǎn)又便于林農(nóng)小規(guī)模育苗，具有操作和管理簡(jiǎn)單，可節(jié)省大量勞力成本，提高施肥效率等優(yōu)點(diǎn)[1]，已成功地應(yīng)用于煙草、農(nóng)作物、園藝花卉等苗木培育。對(duì)于林木而言，盡管國內(nèi)外也進(jìn)行過一些研究，如Augusto et al.設(shè)計(jì)了一套漂浮系統(tǒng)培育巨桉Eucalyptus grandis苗[2]，趙志剛等研制了一套適合林木漂浮育苗的漂浮盤[3]，我國林業(yè)工作者進(jìn)行了尼泊爾榿木Alnus nepalensis、桑樹Morus alba和直干桉 Eucalyptus maidenii 等樹種漂浮育苗的生產(chǎn)性嘗試，然而其研究尚處于起步階段，基質(zhì)選擇、營養(yǎng)液配方、漂浮間隔期等諸多環(huán)節(jié)缺乏有針對(duì)性的研究。隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，勞力成本迅速增加，如何提高育苗效率，減少勞力投入，是新形勢(shì)下林業(yè)工作者所面臨的重要課題，漂浮育苗將成為解決此難題行之有效的技術(shù)措施之一。

西南樺Betula alnoides是我國熱帶、南亞熱帶地區(qū)的一個(gè)速生珍貴鄉(xiāng)土闊葉樹種。其木材紋理美觀，結(jié)構(gòu)細(xì)致均勻，密度適中，且容易加工，被廣泛應(yīng)用于制作樂器、儀表盤、木地板、中高檔家具，亦是一種優(yōu)質(zhì)的室內(nèi)裝飾和膠合板貼面材料[4]。我國南嶺山地、云貴高原和滇中高原以南地區(qū)適合種植西南樺，其人工林面積達(dá)15萬hm2，已成為我國南方地區(qū)的一個(gè)主要造林樹種[5-6]。壯苗培育是成功造林的基礎(chǔ)，而基質(zhì)選擇是苗木培育的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在以往的研究中，一些學(xué)者開展了西南樺常規(guī)容器育苗半輕基質(zhì)和輕基質(zhì)選擇試驗(yàn)，黎明等從7種半輕基質(zhì)或土壤基質(zhì)中篩選出黃心土50%+松皮粉25%+表土25%最適用于西南樺容器苗培育[7]，郭文福等開展了西南樺輕基質(zhì)育苗試驗(yàn)，認(rèn)為漚制松樹皮50%+炭化鋸末50%以及漚制松樹皮25%+炭化鋸末75%的育苗效果最佳[8]，而賈宏炎等則認(rèn)為漚制松樹皮25%+炭化鋸末75%更適合西南樺組培苗培育[9]。這些研究對(duì)于開展西南樺漂浮育苗基質(zhì)選擇提供了參考。本研究應(yīng)用松樹皮、鋸末以及黃心土設(shè)置系列基質(zhì)配方，開展西南樺漂浮育苗的基質(zhì)選擇試驗(yàn)，旨在篩選出適宜的漂浮育苗基質(zhì)，為進(jìn)一步研發(fā)漂浮育苗關(guān)鍵技術(shù)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所溫室內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)種子采自廣西靖西縣西南樺天然林內(nèi)優(yōu)良母樹，按照曾杰等的方法培育芽苗備用[5]；育苗基質(zhì)材料選用黃心土、松樹皮、漚制鋸末以及碳化鋸末；漂浮育苗盤采用林木育苗穴盤（規(guī)格：54 cm×28 cm，每盤50穴，穴上口寬4.6 cm，高11 cm，每穴裝150 ml基質(zhì)）和聚乙烯泡沫盤組裝而成；育苗池長250 cm×寬150 cm×高28 cm。試驗(yàn)前用5‰的高錳酸鉀溶液對(duì)溫室內(nèi)環(huán)境、漂浮池以及基質(zhì)進(jìn)行消毒。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在以往有關(guān)西南樺育苗基質(zhì)研究的基礎(chǔ)上，考慮到漂浮基質(zhì)的重量要求，即讓漂浮盤能夠浮于水面上，設(shè)計(jì)3個(gè)半輕基質(zhì)和1個(gè)輕基質(zhì)共4個(gè)配方（表1），開展漂浮育苗試驗(yàn)。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，4次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)200株幼苗。

1.3 栽植和管理

按照表1的配方配制各種基質(zhì)，分別裝入漂浮盤內(nèi)。將所有基質(zhì)浸透水，應(yīng)用5‰的高錳酸鉀溶液消毒，消毒后往漂浮池內(nèi)灌水，即可移苗。2010年11月2日移苗，選取生長較為一致、平均高為4 cm的西南樺芽苗移栽，移苗完畢后即澆定根水。試驗(yàn)期間，每半個(gè)月澆施1次3‰的復(fù)合肥（挪威生產(chǎn)，N∶P2O5∶K2O=15∶15∶16）。移苗后第30～50天進(jìn)行一次控水，控水方法為放掉池水，視其基質(zhì)表面干濕狀況適量澆水，之后池內(nèi)重新灌水至試驗(yàn)結(jié)束前10天。

表1 參試基質(zhì)配方Table 1 Compositions of tested media

1.4 基質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì)的測(cè)定

采用我國林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)森林土壤分析系列標(biāo)準(zhǔn)[10]測(cè)定基質(zhì)容重、最大持水量、最小持水量和毛管持水量，每種基質(zhì)重復(fù)測(cè)定6次。有機(jī)質(zhì)含量、pH值、全氮、全磷、全鉀、陽離子交換量（CEC）和電導(dǎo)率，每種基質(zhì)重復(fù)測(cè)定4次。

1.5 生長、生理指標(biāo)測(cè)定

2011年3月14日試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，測(cè)定各基質(zhì)處理的幼苗生長和生理指標(biāo)。

1.5.1 生長指標(biāo)的測(cè)定

每個(gè)小區(qū)隨機(jī)抽取50株幼苗，測(cè)定其苗高和地徑。計(jì)算每個(gè)小區(qū)苗高、地徑均值，抽取5株平均苗測(cè)定其葉面積、根體積和生物量。具體方法為：用清水將樣苗根系沖洗干凈，吸干其表面水分后，將幼苗分為根、莖、葉三部分，應(yīng)用Microtek ScanMaker 9700XL掃描儀獲取葉片圖像，應(yīng)用Chen et al.的方法分析圖像，計(jì)算葉面積[11]；采用排水法測(cè)定根體積[12]。將根、莖、葉稍微晾干后放入烘箱用105℃殺青30 min，80℃烘48 h，稱其干重。

1.5.2 光合色素的測(cè)定

每個(gè)小區(qū)抽取5株平均苗，每株幼苗取其初展完滿葉2片（頂芽以下第3，4片葉），按小區(qū)將葉片混合，碾磨后經(jīng)80%丙酮溶液浸提獲取提取液，采用UV-2450紫外分光光度計(jì)分別測(cè)定其在470 nm、646 nm和663 nm下的吸光值[11]，應(yīng)用Lichtenthaler & Wellburn的方法計(jì)算葉綠素a、葉綠素b以及類胡蘿卜素的含量[13]。

1.6 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用SPSS 11.5軟件對(duì)基質(zhì)理化性質(zhì)、幼苗生長和生理指標(biāo)進(jìn)行方差分析和Ducan多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試基質(zhì)的理化性質(zhì)

參試基質(zhì)的理化性質(zhì)見表2。從表2可以看出，隨著輕基質(zhì)比例增加、黃心土比例降低，基質(zhì)容重逐漸降低，最大持水量、最小持水量和毛管持水量均逐漸升高，pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀含量以及陽離子交換量 (CEC)和電導(dǎo)率 (EC)均逐漸增大。參試基質(zhì)間理化性質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)均差異極顯著（P＜0.01）。進(jìn)一步經(jīng)多重比較發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)Ⅳ的容重最小，顯著低于其它基質(zhì)，僅為基質(zhì)Ⅰ的31.75%；而其它指標(biāo)均最大，顯著高于基質(zhì)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。其最大、毛管和最小持水量分別是基質(zhì)Ⅰ的4.23、3.91和3.78倍；有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀含量是基質(zhì)Ⅰ的9.92、4.34、7.32和1.21倍；CEC和EC是基質(zhì)Ⅰ的6.05和3.09倍。基質(zhì)Ⅱ和Ⅲ的各項(xiàng)理化性質(zhì)指標(biāo)均處于中間水平。

表2 參試基質(zhì)間理化性質(zhì)的比較?Table 2 Physical and chemical properties of the tested growing media

2.2 參試基質(zhì)對(duì)西南樺漂浮苗生長的影響

2.2.1 地徑、苗高生長

方差分析結(jié)果表明，4種基質(zhì)間漂浮苗的地徑和高均差異極顯著 （P＜0.01），而高徑比差異不顯著（P＞0.05）。從圖1可以看，苗高、地徑均以基質(zhì)Ⅲ為最大，但與基質(zhì)Ⅱ差異不顯著，兩者與基質(zhì)Ⅰ、Ⅳ差異極顯著?；|(zhì)Ⅰ的苗高最小，而基質(zhì)Ⅳ的地徑最?。换|(zhì)Ⅲ的苗高比基質(zhì)Ⅰ、Ⅳ分別高55.8%和44.3%，地徑高31.3%和38.2%。

圖1 基質(zhì)間西南樺漂浮苗地徑、高生長的比較Fig.1 Root collar diameter and height of Betula alnoides fl oating seedlings grown with 4 media

2.2.2 生物量

4種基質(zhì)間漂浮苗的根、莖、葉以及總生物量均差異極顯著，這些指標(biāo)均以基質(zhì)Ⅳ為最小?；|(zhì)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ間根生物量差異不顯著，而極顯著地高于基質(zhì)Ⅳ?；|(zhì)Ⅱ的莖、葉以及總生物量均為最大，與基質(zhì)Ⅲ差異不顯著，而極顯著地高于基質(zhì)Ⅰ和Ⅳ?；|(zhì)Ⅳ的莖、葉以及總生物量比基質(zhì)Ⅱ分別低57.1%、61.8%和58.79%。

2.2.3 根系特征

參試基質(zhì)間根體積和根冠比差異極顯著，而最大根長和側(cè)根數(shù)差異不顯著。根體積以基質(zhì)Ⅱ、Ⅲ為最大，兩者與基質(zhì)Ⅰ差異不顯著，而極顯著高于基質(zhì)Ⅳ，比基質(zhì)Ⅳ高77.8%；根冠比以基質(zhì)Ⅰ為最大，極顯著地高于其它3種基質(zhì)（圖3）。

2.2.4 葉面積

4種基質(zhì)間漂浮苗葉面積差異極顯著。葉面積以基質(zhì)Ⅱ?yàn)樽畲?，分別是基質(zhì)Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ的2.31、0.49、2.34 倍。

2.3 參試基質(zhì)配方對(duì)西南樺漂浮苗光合色素的影響

植物葉片光合色素含量是反映其光合能力的重要指標(biāo)。由圖5可以看出，4種參試基質(zhì)間西南樺漂浮苗的葉片葉綠素a含量差異顯著 （P＜0.05），葉綠素b、總?cè)~綠素和類胡蘿卜素的含量差異極顯著（P＜0.01）?；|(zhì)Ⅱ、Ⅲ的光合色素含量差異不顯著，大多顯著或極顯著高于基質(zhì)Ⅰ、Ⅳ，僅其葉綠素a含量與基質(zhì)Ⅰ差異不顯著。

圖2 基質(zhì)間西南樺漂浮苗生物量的比較Fig. 2 Biomass of Betula alnoides fl oating seedlings grown with 4 media

圖3 基質(zhì)間西南樺漂浮苗根系特征比較Fig. 3 Root characteristics of Betula alnoides fl oating seedlings grown with 4 media

3 討論與結(jié)論

（1） 隨著輕基質(zhì)與黃心土配比 （體積比）的增大，基質(zhì)容重和持水量分別呈遞減和遞增趨勢(shì)，各化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)逐漸增大。4種基質(zhì)間理化性質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)均差異極顯著（P＜0.01）。基質(zhì)Ⅱ和Ⅲ的輕基質(zhì)和黃心土配比分別為2∶3和1∶1，其各項(xiàng)理化性質(zhì)指標(biāo)處于中間水平，大多與基質(zhì)Ⅰ和Ⅳ存在顯著差異（P＜0.05）。

圖4 基質(zhì)間西南樺漂浮苗葉面積比較Fig. 4 Leaf area of Betula alnoides fl oating seedlings grown with 4 media

圖5 參試基質(zhì)間西南樺漂浮苗葉片光合色素含量差異Fig.5 Leaf pigment composition of Betula alnoides seedlings grown with 4 media

（2） 4種基質(zhì)中，以基質(zhì)Ⅱ和Ⅲ的漂浮育苗效果好，兩者的苗木高、地徑、生物量以及光合色素含量均差異不顯著 （P＞0.05），而極顯著高于基質(zhì)Ⅰ和Ⅳ （P＜0.01）。這與基質(zhì)配比及其理化性質(zhì)有關(guān)[14]?；|(zhì)Ⅳ為100%輕基質(zhì)，過于疏松，持水量大，尤其是在漂浮條件下，由于水分通過毛細(xì)管源源不斷地運(yùn)移至整個(gè)基質(zhì)[3]，而且基質(zhì)的毛管持水量大 （表2），使苗木根系一直處于“水浸”狀態(tài)；而西南樺不耐積水[4]，基質(zhì)水分含量過高不利于其根系生長發(fā)育，導(dǎo)致基質(zhì)Ⅳ的根干重和根體積均最小（圖2、3），從而抑制西南樺苗木生長?；|(zhì)Ⅰ的輕基質(zhì)和黃心土配比為1∶3，其容重最大，而持水量、有機(jī)質(zhì)含量、CEC和EC均最小，苗木生長亦較基質(zhì)Ⅱ和Ⅲ差；而基質(zhì)Ⅲ和Ⅱ各項(xiàng)理化指標(biāo)均處于中等，尤其是其容重和持水量適中，有利于苗木生長，因而育苗效果好。此外，其光合色素含量隨著基質(zhì)持水量的升高呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì)，即是對(duì)基質(zhì)水分狀況的一種適應(yīng)，張誠誠等研究油茶在系列水分狀況下光合色素的變化規(guī)律，亦得出相似的結(jié)論[15]。由此可見，宜采用基質(zhì)配方Ⅱ （松樹皮24% + 漚制鋸末8% + 炭化鋸末8% + 黃心土60%）和Ⅲ（松樹皮30% + 漚制鋸末10% + 炭化鋸末10% + 黃心土50%）開展西南樺漂浮育苗。

（3）在本試驗(yàn)中主要研究西南樺的漂浮育苗基質(zhì)，尚未對(duì)營養(yǎng)液和漂浮間隔期開展針對(duì)性的研究，未能發(fā)揮漂浮育苗的施肥優(yōu)勢(shì)，即將肥料以低濃度施入漂浮池內(nèi)，使得苗木能夠源源不斷地吸收養(yǎng)分[3]。盡管如此，本研究充分顯示了西南樺漂浮育苗的可行性。本試驗(yàn)選取的基質(zhì)應(yīng)用于2012年至2014年的西南樺育苗實(shí)踐中，壯苗出圃率高。因此，在未來的研究中，將應(yīng)用基質(zhì)Ⅱ或Ⅲ開展漂浮營養(yǎng)液以及漂浮間隔期的研究，以期系統(tǒng)解決西南樺漂浮育苗關(guān)鍵技術(shù)體系。

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Floating-nursery system of Betula alnoides: I. Growing medium selection

GUO Jun-jie, LIN Kai-qin, ZHAO Zhi-gang, WANG Chun-sheng, ZENG Jie
(Research Institute of Tropical Forestry, Chinese Academy of Forestry, Guangzhou 510520, Guangdong, China)

Aiming to screen out suitable growing media for fl oating-nursery system of Betula alnoides, growing media selection trials were conducted for fl oating nursery of this species using four growing media, and physical and chemical properties of these media as well as growth performance, leaf pigment of seedlings were measured and compared. The results showed that (1) bulk densities of mixed media decreased while water-holding capacities increased as their ratio of light medium to soil increased, and signi fi cant differences were seen in all sorts of physical and chemical properties among four media (P＜0.01); (2) the ratio of light medium to soil for media II and III were 2 : 3 and 1 :1 (volume ratio), and index of their physical and chemical properties were of intermediate level, in particular, their bulk densities and waterholding capacities were appropriate, their nursery effect were thus the best; and (3) seedling collar diameters, heights, biomass and leaf pigment contents of both media were signi fi cantly higher than those for other media. Therefore media II (pine bark 24% + composted sawdust 8% +charred sawdust 8% + soil 60%) and III (pine bark 30% + composted sawdust 10% + charred sawdust 10% + soil 50%) were screened out for fl oating nursery of B. alnoides, and will be used in further key technical development for the fl oating nursery system of this species.

Betula alnoides; fl oating-nursery system; half-light growing media; growth performance; pigment content

S723.1

A

1673-923X(2016)11-0009-05

10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.11.002

2016-03-07

國家“十二五”科技支撐專題 （2012BAD21B0102）

郭俊杰，助理研究員，博士 通訊作者：曾 杰，研究員，博士，博士生導(dǎo)師；E-mail：zengjie69@163.com

郭俊杰，林開勤，趙志剛，等.珍貴樹種西南樺漂浮育苗研究：I.基質(zhì)選擇[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2016,36(11):9-13.

[本文編校：吳 毅]