不同基質(zhì)配比對楨楠容器苗生長特征影響的研究

趙 丹， 謝 娜， 趙德剛，2

(1.貴州大學(xué)農(nóng)業(yè)生物工程研究院/生命科學(xué)學(xué)院，山地植物資源保護(hù)與保護(hù)種質(zhì)創(chuàng)新教育部重點實驗室， 貴陽 550025；2.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，貴州省植物保育技術(shù)應(yīng)用工程研究中心， 貴陽 550025)

楨楠(PhoebezhennanS.Lee)為樟科(Lauraceae) 楠屬(Phoebe)常綠大喬木，是中國特有的珍貴材用和園林綠化樹種，自古與樟、梓、稠并稱為“四大名木”。楨楠材質(zhì)堅韌，無收縮性[1]，結(jié)構(gòu)致密，紋理清晰，抗蟲蛀蝕，香味特殊，經(jīng)濟(jì)價值高，是用于建筑、雕刻、精油提取等的最佳材料[2-3]，素有“木中金子”之稱[4]，主要分布在我國的四川省、重慶市、湖北省西部以及貴州省西北部等地，為國家瀕危II級重點保護(hù)植物[5]。

貴州省林木資源豐富，目前已建立了3處國家級種質(zhì)資源庫和5處省級林木種質(zhì)資源庫，收集保存了楠木、伯樂樹、金葉含笑等12個珍貴用材和觀賞樹種種質(zhì)資源1 500份。容器育苗作為一項實用苗木生產(chǎn)技術(shù)，具有播種量少、無緩苗期、移苗根系不易損傷、成活率高、造林季節(jié)長、苗木質(zhì)量和規(guī)格易于控制等特點[6-7]，在貴州楠木等樹種種質(zhì)資源培育與推廣中被廣泛運(yùn)用。容器苗容器使用可自然降解無紡布，具有、保水透氣、易搬運(yùn)、無需回收、使用方便等優(yōu)點，能夠有效促進(jìn)植物主根與側(cè)根生長，保持根團(tuán)完整[8]?；|(zhì)是容器育苗的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，配比適宜的基質(zhì)能為苗木提供充足的水分和營養(yǎng)物質(zhì)。其中廢菌棒富含有機(jī)質(zhì)供植物吸收，其質(zhì)地疏松，保肥性和吸水性強(qiáng)[9]。輕型育苗基質(zhì)以農(nóng)林廢棄物、工業(yè)固體生物質(zhì)肥料及土壤為原料[10]，制作簡單，節(jié)約資源，成本低廉且易于推廣。貴州省地處山區(qū)，農(nóng)林牧業(yè)發(fā)達(dá)，廢菌棒年產(chǎn)量巨大，但長期的處理和使用不當(dāng)，造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。貴州省生態(tài)環(huán)境廳、農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳曾多次召開全省廢菌棒綜合利用會議，強(qiáng)調(diào)要合理使用廢菌棒，以實現(xiàn)資源回收利用[11]。本實驗使用廢菌棒、發(fā)酵過后的雞糞/羊糞作為容器苗育苗基質(zhì)原料，力求探索資源節(jié)約型、成本低廉型楠木育種產(chǎn)業(yè)循環(huán)發(fā)展新模式。

目前對楨楠容器育苗基質(zhì)的研究多集中于不同基質(zhì)配比下苗木生長特征[12-13]、肥料種類及容器規(guī)格[14]、光合特性等方面[15-16]，但對于不同基質(zhì)生長下楨楠幼苗的年生長動態(tài)、苗木性狀與基質(zhì)配比的相關(guān)性研究較少。楨楠作為特有的珍貴用材樹種和庭園觀賞樹種，近年來市場需求量急劇增長。為篩選經(jīng)濟(jì)適用且成活率高的楨楠無紡布容器育苗基質(zhì)及配方，本研究采用發(fā)酵后的廢菌棒、雞糞/羊糞、農(nóng)田土、珍珠巖為原材料，通過觀察楨楠幼苗株高、地徑年生長動態(tài)變化及生物節(jié)律，測定楨楠容器苗地上鮮干質(zhì)量和地下鮮干量，并計算苗木性狀與基質(zhì)配比的相關(guān)性等數(shù)據(jù)，探討10種基質(zhì)的不同配比對其容器苗苗木生長及質(zhì)量的影響，從而優(yōu)選出最適楨楠無紡布育苗的基質(zhì)配比，解決楨楠無紡布容器育苗的基質(zhì)配比問題，為楨楠容器苗技術(shù)提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

容器育苗試驗基地設(shè)在貴州省貴陽市花溪區(qū)貴州大學(xué)國家地方聯(lián)合工程研究中心。試驗大棚地理位置東經(jīng)106°66′40″， 北緯26°44′65″，海拔1 090 m，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫暖濕潤，四季分明，年平均氣溫15 ℃，最冷1月平均氣溫4～6 ℃，最熱7月平均氣溫22～25 ℃，年降水量1 300 mm，無霜期339 d。圃地棚高2 m，棚內(nèi)通風(fēng)良好，棚頂用70%透光率的遮陽網(wǎng)進(jìn)行遮光處理，9月下旬拆除遮陰棚。

1.2 試驗材料

1.2.1楨楠種子沙藏及催芽

2019年11月下旬在貴州省銅仁市石阡縣采集成熟的楨楠種子，先用自來水浸泡24 h，揉搓除去果皮，用水浮法去除漂浮癟粒種子，保留顆粒飽滿種子。再將種子與濕潤河沙按1∶3的比例混合均勻進(jìn)行沙藏。2020年3月上旬，采用條播法播種，把沙藏的種子取出清洗，用0.5% 高錳酸鉀浸種1.0 h，用清水沖洗凈，再用溫水浸種24 h，陰干待播。播種后，保持苗床濕潤，進(jìn)行芽苗催芽。

1.2.2基質(zhì)原料發(fā)酵處理

廢菌棒作為食用菌種植后的廢棄原料，主要成分組成由木屑、棉籽殼、稻草等，仍然富含N、P、K等營養(yǎng)元素。菌棒發(fā)酵處理法：菌棒塑料袋剝離，散料堆積，粉碎，微生物發(fā)酵、腐熟、滅菌后重復(fù)使用[17]。雞糞厭氧發(fā)酵法：將雞糞曬干后混入微生態(tài)復(fù)合活菌和食鹽，按雞糞∶復(fù)合活菌∶食鹽=2 000∶5∶16比例混勻，加水拌濕，分層裝入容器中，用薄膜密封[18]。

1.2.3不同基質(zhì)配比

本試驗釆用單因素隨機(jī)區(qū)組試驗設(shè)計，基質(zhì)采用農(nóng)田土、珍珠巖、發(fā)酵后的雞糞/羊糞和廢菌棒不同體積比配成，設(shè)置10種基質(zhì)配比(表1)，3次重復(fù)，每種基質(zhì)配比苗為12株。

1.3 試驗方法

2020年4月上旬，將楨楠幼苗移入無紡布容器袋，每袋種植1株幼苗。移栽后放置于覆蓋有遮蔭網(wǎng)的育苗大棚里，同一基質(zhì)配比處理排列在一起并做好標(biāo)志。根據(jù)實際情況及時施肥和病蟲害管理，同時清除雜草，確保苗木正常生長。長期保持基質(zhì)濕潤和大棚通風(fēng)，從2020年5月下旬至2020年12月下旬，每月下旬對楨楠容器苗進(jìn)行指標(biāo)測定。

1.4 指標(biāo)測定

1.4.1土壤含量性質(zhì)測定

參照張喜等[19]的方法，每種育苗基質(zhì)選取3個土壤樣品，每個土壤樣品1.5 kg，帶回實驗室去除雜草、碎石，自然風(fēng)干后稱取土樣500 g，裝袋密封，保存待測。測定土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀、全氮、全鉀、全磷、堿解氮。測定方法：pH值采用pH計法；有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀-硫酸消化法；有效磷含量采用鹽酸-硫酸浸提法；速效鉀量采用乙酸銨浸提-火焰光度法；全氮量采用半微量凱氏擴(kuò)散法；全鉀量采用堿溶-火焰光度法；全磷量采用堿溶-鉬銻抗比色法；堿解氮采用堿解-擴(kuò)散法。

1.4.2苗木生長指標(biāo)測定

參照姚小蘭等[20]的方法，按照育苗技術(shù)要求，定期進(jìn)行苗木管理及開展苗木生長觀測。觀察苗木外部形態(tài)、所有編號苗木進(jìn)行苗高、地徑及分枝等調(diào)查；苗高用直尺測定(精確到0.01 cm)，地徑用游標(biāo)卡尺測定(精確到0.01 mm)，每基質(zhì)配方測定12株，對所有測定數(shù)據(jù)做好記錄。運(yùn)用SPSS 17統(tǒng)計分析軟件對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，并進(jìn)行最小顯著差異法( LSD 法) 進(jìn)行多重比較，圖表中各處理的數(shù)據(jù)均為各處理的平均值或者平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

生物量測定，于2020年12月下旬，根據(jù)各基質(zhì)處理的平均苗高和地徑，每基質(zhì)處理選取3株標(biāo)準(zhǔn)株，用電子天平分別稱量地上鮮質(zhì)量和干質(zhì)量、地下鮮質(zhì)量和干質(zhì)量；稱量干質(zhì)量時，按根、莖、葉分離后置于烘箱中先100 ℃殺青1 h，再在80 ℃恒溫條件下烘24 h至恒重。根冠比：地下部分干物質(zhì)重量比地上部分干物質(zhì)重量[21]。苗木品質(zhì)指數(shù)(QI)計算公式為：

QI=苗木總干質(zhì)量 [(苗高/地徑) + (莖干質(zhì)量/根干質(zhì)量)[22]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)配比養(yǎng)分含量分析

育苗基質(zhì)選擇與配比不同，容器育苗養(yǎng)分含量也會存在差異。適宜的育苗基質(zhì)可為苗木生長發(fā)育提供充足的水分和養(yǎng)分[23]。由表 2 可知，10種基質(zhì)配比的pH值變化范圍，均呈中性偏堿性，有利于楨楠苗木的生長； T 7處理的基質(zhì)養(yǎng)分含量與其他處理間差異顯著(p<0.05) ，有效磷含量高于其他處理 26.7%～266.3%，速效鉀含量高于其他處理97.9%～460.6%，全氮含量高于其他處理0.079%～0.332%，全磷含量高于其他處理0.088%～0.435%。除T 7處理外，與其他處理相比，對照(ck)組有機(jī)質(zhì)及全氮含量最低，而堿解氮含量最高。T 1處理pH值更偏向堿性，有效磷與堿解氮含量最低。T 3處理速效鉀含量最低。T 1處理和T 4處理全鉀含量較高。T 5處理全鉀含量較低。T 8處理pH值更接近中性， T 9處理的全磷含量最低。10種基質(zhì)處理均具有一定的土壤肥力，可滿足楨楠幼苗正常生長的基本需求。

表2 不同基質(zhì)配比養(yǎng)分含量特征

2.2 楨楠幼苗當(dāng)年年生長動態(tài)

2020年4月，將長勢一致的楨楠幼苗移栽至10種不同配比的營養(yǎng)基質(zhì)中，各營養(yǎng)基質(zhì)中楨楠幼苗生長的調(diào)查時間為2020年5—12月。楨楠的生長情況具體見表3，現(xiàn)根據(jù)這10種不同基質(zhì)配比的容器苗調(diào)查的情況，參照金蘇蓉[24]的方法，分析楨楠容器苗當(dāng)年的生長規(guī)律。由表3和圖2可知，楨楠幼苗當(dāng)年生長生長節(jié)律符合“S”型曲線，無緩苗期，生長進(jìn)程呈明顯的“慢—快—慢”規(guī)律。

表3 楨楠年生長動態(tài)情況

由圖1和圖2可知，楨楠生長的高峰期出現(xiàn)在當(dāng)年7月、8月及9月，到11月末基本停止生長。由表3可知，在ck樣地中，楠木幼林生長的高峰期為6月和9月，平均生長率為36%，其次是7月、8月，平均生長率為19%，這可能與7月、8月的光照時間與光照強(qiáng)度有關(guān)。由表3和圖2可知，T 7處理楨楠幼苗生長率高峰在9月，其生長率為26%，平均每月增長率9%，這可能與在T 7處理中添加的育苗基質(zhì)(10%+雞糞/羊糞40%)有關(guān)。在T 2處理容器苗中，楨楠幼林生長的高峰期是在8月和9月，平均生長率為36%，這可能與在T 2處理容器袋中添加了育苗基質(zhì)(10%+雞糞/羊糞10%)有關(guān)。T 2處理容器苗每月平均生長率比T 7處理容器苗高出9個百分點。T 7處理容器袋在不同基質(zhì)配中有效磷304.4 mg·kg-1、速效鉀3 044 mg·kg-1、全磷0.474%；在不同基質(zhì)配比中有效磷、速效鉀、全磷養(yǎng)分含量在T 7處理容器袋中最高，可能是過高的營養(yǎng)成分在一定程度上抑制了楨楠幼苗的生長。

表4 不同基質(zhì)配比對楨楠幼苗的影響

圖1 樹高總生長量

圖2 樹高生長量

2.3 不同基質(zhì)配比對楨楠苗高和地徑生長的影響

對10個營養(yǎng)土配方處理的楨楠苗木高生長、地徑生長進(jìn)行調(diào)查。不同基質(zhì)配比對楨楠容器苗苗高、地徑、分枝數(shù)的影響均達(dá)到顯著水平(p<0.05)。楨楠容器育苗基質(zhì)配比最佳配方為T 2。在此處理下，苗高生長和基徑生長優(yōu)勢十分明顯。在10種不同基質(zhì)配比中，基質(zhì)T 2處理平均苗高最大，達(dá)46.74 cm，是T 9基質(zhì)配比處理均值的1.95倍，顯著高于除T 1、T 3之外的其它處理?；|(zhì)T 2處理的平均地徑最大，達(dá)6.02 mm，顯著高于除T 1之外的其他處理?；|(zhì)T 2處理的高徑比最大，達(dá)7.77，顯著高于除T 3和T 1之外的其他處理?；|(zhì)T 2處理的平均分枝數(shù)最大，達(dá)10.33枝，顯著高于其他9個處理(見表7)。

2.4 不同基質(zhì)配比對楨楠生物量的影響

不同基質(zhì)配比對楨楠容器苗生物量的影響，其生物量差異性顯著(p<0.05)。苗木鮮重地上生物量、地下生物量，干重葉、莖及根生物量均在T 2處理下最高，與處理ck、T 1、T 3、T 4、T 5、T 6、T 7、T 8、T 9均有顯著差異。其中，T 2地上生物量鮮重為每株26.94 g；地下生物量鮮重為每株12.95 g；葉干重為每株10.11 g；莖干重為每株6.45 g；每株根干重為7.29 g；10種基質(zhì)配方中苗木根冠比在0.41～0.78之間(表5)。

表5 不同基質(zhì)配比對楨楠幼苗生物量的影響

2.5 不同基質(zhì)配比對楨楠苗木品質(zhì)指數(shù)的影響

苗木品質(zhì)指數(shù)綜合了多個指標(biāo)，較為全面地反映了苗木的品質(zhì)。苗木品質(zhì)指數(shù)以T 2(農(nóng)田土80%+珍珠巖10%+雞糞/羊糞10%)處理最高，顯著高于其它處理；其次是T 1(農(nóng)田土90%+珍珠巖10%)和T 3(農(nóng)田土80%+珍珠巖10%+廢菌棒10%)；最差的處理是T 9(農(nóng)田土50%+珍珠巖10%+雞糞/羊糞20%+廢菌棒20%)。

圖3 不同基質(zhì)配比對楨楠苗木品質(zhì)指數(shù)的影響

2.6 苗木主要性狀與基質(zhì)配比的相關(guān)分析

由表6可見，農(nóng)田土比例與苗木各項生長指標(biāo)均呈正相關(guān)，農(nóng)田土比例與株高、地徑呈顯著的正相關(guān)(p<0.05)，隨著農(nóng)田土比例的增大，苗木苗高、地徑的均值增大。雞糞/羊糞及廢菌棒比例與苗木各項生長指標(biāo)均負(fù)相關(guān)，高比例的雞糞/羊糞及廢菌棒比例將不利于楨楠苗木生長。

表6 苗木主要性狀與基質(zhì)配比的相關(guān)性分析

2.7 土壤養(yǎng)分指標(biāo)與苗木生長指標(biāo)的相關(guān)性

余星等[25]研究表明，土壤肥力好，植物發(fā)芽率高，生物量積累充分，且鉀含量越高，苗木生長越高，適宜磷能減小高徑比，適宜氮能促進(jìn)植株地上、地下部分協(xié)調(diào)發(fā)展。表7數(shù)據(jù)表明，在一定條件下，苗木株高、地徑、地上生物量、地下生物量、根冠比、苗木品質(zhì)指數(shù)分別與土壤pH值、全磷、全鉀含量的隸屬函數(shù)值呈正相關(guān)但不顯著；與有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀、全氮、堿解氮含量的隸屬函數(shù)值呈負(fù)相關(guān)。其株高與有機(jī)質(zhì)和有效磷的含量呈顯著負(fù)相關(guān)(p<0.05)，其余各生長指標(biāo)與土壤養(yǎng)分含量相關(guān)性較小。各土壤基質(zhì)養(yǎng)分對苗木生長的影響有區(qū)別，有效磷養(yǎng)分對苗木生長影響較顯著；其地上生物量、根冠比與有機(jī)質(zhì)和全氮的含量呈顯著負(fù)相關(guān)(p<0.05)，其余各生長指標(biāo)與土壤養(yǎng)分含量相關(guān)性較小，表明全氮養(yǎng)分含量對苗木生長影響較顯。

表7 不同基質(zhì)配比土壤養(yǎng)分指標(biāo)與苗木生長指標(biāo)的相關(guān)性

3 結(jié)論與討論

基質(zhì)是影響容器苗生長的主要因素之一，為苗木提供充足的營養(yǎng)成分，較單一土壤更有利于苗木生長，其基質(zhì)配比合理與否直接影響育苗的成效，可使各評價指標(biāo)達(dá)到理想標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)揮其優(yōu)良的理化性[26-27]。容器袋育苗可培育壯苗，延長造林季節(jié)，促進(jìn)苗木早期生長，提高栽培效果[28]。采用容器袋育苗，苗木須根多、根系發(fā)達(dá)且完整舒展。苗木抗逆性強(qiáng)，種植能保持相對濕度及土壤養(yǎng)分，減少了外界環(huán)境對幼苗生長的危害。本試驗利用廢菌棒、雞糞/羊糞等進(jìn)行發(fā)酵處理后，通過10種不同比例的基質(zhì)配方進(jìn)行楨楠無紡布容器育苗試驗，比較楨楠育苗生長特征，篩選出適合楨楠苗培育的基質(zhì)。

結(jié)果表明，楨楠最適的基質(zhì)配方為T 2(農(nóng)田土80%+珍珠巖10%+雞糞/羊糞10%)，T 2組基質(zhì)的苗高、地徑增長量分別高于ck組基質(zhì)的46%和9%。楨楠造林當(dāng)年就能很好的生長，無緩苗期，樹高年生長節(jié)律符合“S”型曲線，生長進(jìn)程呈明顯的“慢—快—慢”規(guī)律。楠木生長的高峰期出現(xiàn)在當(dāng)年7—9月，11月末基本停止生長。

曾廣騰等[12]研究發(fā)現(xiàn)，7—9月為楨楠苗木速生期。本試驗7—9月為苗木生長高峰期，在此期間，應(yīng)加強(qiáng)水肥管理，促進(jìn)苗木生長，提高苗木品質(zhì)質(zhì)量。姚小蘭等[20]研究發(fā)現(xiàn)，處理苗木雖有效磷、速效鉀、全氮、全磷等養(yǎng)分養(yǎng)分含量顯著超過其他處理，但苗高、基徑優(yōu)勢卻不明顯，這表明不同基質(zhì)配比各養(yǎng)分因素對苗木生長既相互聯(lián)系又相互制約，只有各養(yǎng)分協(xié)調(diào)存在，才能促進(jìn)苗木生長。與T 7處理的苗木生長特征相似，同時，可能與速效養(yǎng)分容易受到隨機(jī)因素的影響有關(guān)[29]。

本研究針對不同基質(zhì)配比對楨楠生長指標(biāo)進(jìn)行了初步探討，通過使用廢菌棒作為基質(zhì)原料，合理回收利用。力求探索貴州資源節(jié)約型、成本低廉型楠木育種產(chǎn)業(yè)循環(huán)發(fā)展新模式，同時為楨楠無紡布容器育苗解決關(guān)鍵的基質(zhì)配比增加了選擇性，提供了一種林木速生豐產(chǎn)的重要技術(shù)措施。