紅樹(shù)林植物桐花樹(shù)基質(zhì)育苗效果的初步研究

李 超，吳志華，陳粵超，尚秀華

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紅樹(shù)林植物桐花樹(shù)基質(zhì)育苗效果的初步研究

李 超1，吳志華1＊，陳粵超2，尚秀華1

(1.國(guó)家林業(yè)局桉樹(shù)研究開(kāi)發(fā)中心，廣東 湛江 524022；2.廣東湛江紅樹(shù)林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，廣東 湛江 524033)

本研究以椰糠、泥炭、稻殼、珍珠巖4種基質(zhì)混配，通過(guò)單形重心法混料設(shè)計(jì)24個(gè)不同基質(zhì)配比，用于紅樹(shù)林植物桐花苗培育，通過(guò)5—7月每月月底檢測(cè)桐花樹(shù)苗的早期生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，分析早期不同基質(zhì)處理對(duì)桐花育苗效果的影響。結(jié)果表明：桐花苗早期育苗中，T16處理地徑最大，為7.44 mm，最小為T(mén)24 (5.92 mm)；從苗高生長(zhǎng)情況看，T20的苗高最高，為26.74 cm，T1最低；在葉片數(shù)量方面，T4葉片數(shù)最多，平均為16.30片，T1最小為8.80片?；|(zhì)為純稻殼的T4、T5在地徑、苗高上均表現(xiàn)出了最大增長(zhǎng)量，說(shuō)明稻殼基質(zhì)對(duì)苗木早期生長(zhǎng)最為有利。分別建立3個(gè)月內(nèi)苗高、地徑、葉片數(shù)的增長(zhǎng)量回歸模型，結(jié)果均達(dá)到極顯著水平，其中稻殼和珍珠巖為影響地徑、苗高的主要影響因子，而稻殼也是影響苗葉片數(shù)的最主要因子。通過(guò)最優(yōu)模型選擇，發(fā)現(xiàn)單一基質(zhì)的稻殼可以使得苗木地徑和葉片數(shù)最大化，復(fù)合基質(zhì)稻殼和珍珠巖以V0.941：V0.056配比可獲得苗高最高、苗地徑及葉片數(shù)較大的苗木。

紅樹(shù)林植物桐花；基質(zhì)育苗；早期影響；回歸模型

紅樹(shù)林植物桐花樹(shù)()為灌木或者小喬木，為廣東大陸沿海分布最廣、面積最大的主要紅樹(shù)林建群樹(shù)種，防風(fēng)消浪效能顯著，在我國(guó)廣東、廣西、海南、福建和臺(tái)灣沿海的潮灘均有分布，是目前海岸前緣防護(hù)林主要優(yōu)良造林樹(shù)種之一。桐花樹(shù)高1.5 ~ 4 m,老枝光滑淺灰黑色，小枝紅色，葉片橢圓形、倒卵形或?qū)挼孤研?，革質(zhì)有光澤?；ɡ賵A錐形，萼片堅(jiān)硬、革質(zhì)，基部厚，有明顯的皺紋和黑點(diǎn)；胚軸短小、光滑[1]，民間常用桐花樹(shù)樹(shù)皮和樹(shù)葉熬汁來(lái)治療哮喘、糖尿病、炎癥、風(fēng)濕病[2]。作為紅樹(shù)林重要物種之一，近年已有對(duì)桐花樹(shù)林的動(dòng)植物群落特征、化學(xué)成分、藥理活性及其抗重金屬、生活污水等紅樹(shù)植物的生理生態(tài)特性及其耐淹水性等方面進(jìn)行了研究[3-4]，但涉及其基質(zhì)育苗的研究甚少。

目前桐花樹(shù)的主要繁殖方式為有性繁殖，傳統(tǒng)育苗是從母樹(shù)上采摘成熟胚軸，直接點(diǎn)播入袋，成苗率極低[5]。容器育苗因苗木有容器保護(hù)，根系完整，在各種條件下均可造林，具有造林苗木成活率高、造林季節(jié)長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)?；|(zhì)是影響容器育苗效果的關(guān)鍵因素之一，由于紅樹(shù)林育苗周期長(zhǎng)，育苗環(huán)境為灘涂苗圃，育苗質(zhì)量受環(huán)境因素影響較大，苗木質(zhì)量不穩(wěn)定，且生產(chǎn)上常規(guī)育苗基質(zhì)為海泥，加之海泥過(guò)度開(kāi)采會(huì)造成海灘環(huán)境破壞、溫室效應(yīng)加劇等問(wèn)題。紅樹(shù)林苗的單株重量較大，不利于苗木運(yùn)輸和降低經(jīng)營(yíng)成本。輕型有機(jī)基質(zhì)培育因其具有性能穩(wěn)定、緩沖能力強(qiáng)、設(shè)備簡(jiǎn)單、技術(shù)容易掌握、可再生、對(duì)環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)成為我國(guó)目前推廣應(yīng)用最多的一種無(wú)土栽培形式[6]。為獲得育苗效率高但成本低廉的輕型栽培基質(zhì)，本文以桐花樹(shù)為研究對(duì)象，以泥炭、椰糠、碳化稻殼及珍珠巖為原材料，按照不同體積比例混料配置育苗基質(zhì)，通過(guò)對(duì)比分析不同處理基質(zhì)對(duì)苗木生長(zhǎng)狀況的影響，篩選出育苗效果優(yōu)良、適合桐花樹(shù)的輕型育苗基質(zhì)，以期為桐花樹(shù)的繁殖工作及開(kāi)發(fā)利用提供技術(shù)支持和參考。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在廣東湛江南方國(guó)家級(jí)林木種苗示范基地高新溫室(21°30′ N，111°38′ E)，屬北熱帶濕潤(rùn)大區(qū)瓊雷區(qū)北緣，為海洋性季風(fēng)氣候，年平均氣溫23.1℃，極端最低溫為1.4℃，極端最高氣溫為38.1℃，年降雨量1 567 mm，5—9月降雨量占全年的85.5%，年相對(duì)濕度80.4%[7]。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

供試桐花樹(shù)苗木由湛江市雷州附城南渡河管理處育苗場(chǎng)提供，桐花樹(shù)苗為生長(zhǎng)健壯且長(zhǎng)勢(shì)均一的1年生容器苗，苗高25±2 cm，于2017年4月10日移入裝有不同育苗基質(zhì)的高30 cm、直徑30 cm的無(wú)紡布袋中。試驗(yàn)期間不做任何施肥處理，袋苗以模擬灘涂環(huán)境，置海水容器中(海水最大深至苗袋高的4/5)培養(yǎng)，定期補(bǔ)充海水并殺蟲(chóng)管理?；|(zhì)材料中的泥炭來(lái)自于廣東四會(huì)，椰糠購(gòu)于廣州大田農(nóng)業(yè)有限公司，稻殼來(lái)自于湛江遂溪縣嶺北銀豐大米加工廠，經(jīng)過(guò)人工碳化后用作混配基質(zhì)；珍珠巖購(gòu)于湛江裕能實(shí)業(yè)有限公司。

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 混配基質(zhì)的設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單形重心法對(duì)椰糠(A)、稻殼(B)、泥炭(C)、珍珠巖(D)4種基質(zhì)進(jìn)行混料設(shè)計(jì)，按照體積比進(jìn)行混料，試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1，共獲得編號(hào)為T(mén)1 ~ T24的24個(gè)處理(不包含對(duì)照處理)，每個(gè)處理20株供試苗，以海泥為對(duì)照基質(zhì)(CK)。

表1 基質(zhì)材料配比設(shè)計(jì)表

2.2.2 生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定

于2017年5月3日第一次測(cè)量供試幼苗的生長(zhǎng)指標(biāo)，之后每月最后一天進(jìn)行一次生長(zhǎng)指標(biāo)的調(diào)查。苗高(H)：每個(gè)月月末測(cè)量各個(gè)處理苗木的高度(莖基部至生長(zhǎng)點(diǎn)的垂直高度)，以2 m直尺測(cè)量；地徑(D)：以游標(biāo)卡尺測(cè)定幼苗基部離基質(zhì)1 cm處直徑，精確到0.01 cm；葉片數(shù)(LN)：每月月末測(cè)定新增的葉片數(shù)及總?cè)~片數(shù)，以葉片展平且直徑約1 cm左右為新增葉片。

2.3 數(shù)據(jù)處理與分析

觀測(cè)到的數(shù)據(jù)用EXCEL 2003整理，采用SPSS 17.0對(duì)不同時(shí)期的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)以及試驗(yàn)期不同的調(diào)查時(shí)間段內(nèi)生長(zhǎng)指標(biāo)變化量(月增長(zhǎng))進(jìn)行比較，Design-Expert 8.05軟件對(duì)不同混料基質(zhì)處理進(jìn)行建模和相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合幼苗各生長(zhǎng)指標(biāo)以篩選出最優(yōu)基質(zhì)配比。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同基質(zhì)處理對(duì)桐花樹(shù)苗長(zhǎng)勢(shì)的影響

表2為桐花樹(shù)苗木在3個(gè)月后的生長(zhǎng)情況。從各個(gè)基質(zhì)處理苗地徑來(lái)看，此時(shí)的T16最大，為7.44 mm，其次依次為T(mén)18、T20，最小為T(mén)24 (5.92 mm)，苗地徑總平均為6.79 mm。從苗高生長(zhǎng)情況看，T20的苗高最高，為26.74 cm，T1最低，苗高總平均為21.83 cm。在葉片數(shù)量方面，T4葉片數(shù)最多，平均為16.3片，其次為T(mén)8(16.3片)、T16(16.0片)，葉片數(shù)量最小為T(mén)1，為8.8片，總平均為13.0片。各基質(zhì)處理的苗木地徑、苗高和葉片數(shù)差異顯著。

表2 不同基質(zhì)處理對(duì)桐花苗生長(zhǎng)的影響

注：表中同列數(shù)字后不同字母表示該性狀在0.05水平上差異顯著。

3.2 不同基質(zhì)處理下桐花樹(shù)苗高生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)

從表3可知，24個(gè)不同處理下桐花樹(shù)苗3個(gè)月內(nèi)苗高的月增長(zhǎng)趨勢(shì)大致相同，其中6月份增長(zhǎng)最快。在各基質(zhì)處理中，桐花樹(shù)幼苗苗高在試驗(yàn)期內(nèi)總增長(zhǎng)量表現(xiàn)為T(mén)4最大，其次為T(mén)3和T5，而T24最小。純稻殼基質(zhì)T4苗高增長(zhǎng)最快，而純珍珠巖T24增長(zhǎng)最慢。

3.3 不同基質(zhì)處理下桐花樹(shù)苗地徑增長(zhǎng)動(dòng)態(tài)

從表4可以看出，24個(gè)不同處理下桐花樹(shù)苗3個(gè)月內(nèi)地徑的月增長(zhǎng)趨勢(shì)大致相同，其中6月份增長(zhǎng)最快。在各基質(zhì)處理中，桐花樹(shù)幼苗地徑在試驗(yàn)期內(nèi)總增長(zhǎng)量表現(xiàn)為T(mén)4最大，其次為T(mén)3和T5，而T24最小。純稻殼基質(zhì)T4地徑增長(zhǎng)最快，而純珍珠巖T24增長(zhǎng)最慢。

3.4 各基質(zhì)對(duì)苗木生長(zhǎng)性狀的影響

以 7月29日苗木地徑、苗高和葉片數(shù)的生長(zhǎng)調(diào)查指數(shù)的觀測(cè)值，分別就試驗(yàn)期間(3個(gè)月)的增長(zhǎng)量即D、D、D進(jìn)行混料建模，得到各基質(zhì)對(duì)苗木生長(zhǎng)影響的模型，其模型參數(shù)見(jiàn)表5。

表3 桐花樹(shù)苗每月苗高增長(zhǎng)量變化 cm

處理5月6月7月處理5月6月7月 T12.965.085.63T134.138.1910.53 T22.174.574.89T142.666.679.52 T34.068.549.86T152.767.018.31 T43.9110.3412.61T163.429.0311.32 T54.269.3914.10T172.844.896.97 T63.697.6210.52T182.917.119.05 T74.095.767.93T192.856.295.36 T83.027.689.69T203.8711.9413.66 T92.647.1211.34T213.078.049.11 T102.879.4710.23T222.936.829.14 T111.224.177.44T232.405.396.74 T121.286.116.87T242.385.316.30

表4 桐花樹(shù)苗每月地徑增長(zhǎng)量變化 mm

項(xiàng)目dfSSMSF值P值R2 DD31.370.465.130.008 50.435 1 DH3123.7230.9326.53＜0.000 10.848 2 DLN351.5417.1811.960.000 10.642 1

表6 桐花樹(shù)苗高、地徑、葉片數(shù)的實(shí)際混料回歸方程

注：表中數(shù)字后*表示因子效應(yīng)在0.05水平上差異顯著，**表示在0.01水平上差異顯著。

從表5可知，所建苗高、地徑、葉片數(shù)的模型均達(dá)到極顯著水平，表明模型有效。根據(jù)表5 ~ 6建立如下回歸模型：

D=1.29+1.92+1.29+0.99；

D=5.56+13.08+8.94+6.70+12.44；

D=2.41+8.12+5.44+4.35。

從回歸方程來(lái)看，各模型可以很好地反映不同基質(zhì)體積配比對(duì)苗木生長(zhǎng)的關(guān)系。從回歸方程系數(shù)比較，在地徑上，因子影響效應(yīng)大小排名前的因子為稻殼、珍珠巖，在苗高上，因子影響效應(yīng)大小排名前的因子為稻殼、珍珠巖，其中稻殼和珍珠巖存在著顯著的交互作用，在葉片數(shù)上，因子影響效應(yīng)大小排名前的因子為稻殼、泥炭，總體而言，稻殼為影響苗木最主要的影響因子。

3.5 基質(zhì)最佳配比的尋優(yōu)分析

基質(zhì)育苗是以培育出大量的優(yōu)質(zhì)苗木為目標(biāo)，苗木質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系著造林的成與敗。而農(nóng)藝性狀的苗高、地徑作為苗木質(zhì)量的重要形態(tài)指標(biāo)，一定程度上反映植株生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)弱，可以用于苗木質(zhì)量評(píng)價(jià)。葉片是植物進(jìn)行光合作用的主要器官,葉面積的大小直接決定了光合作用的強(qiáng)弱，因此葉片數(shù)在一定程度上反映苗木光能利用情況。本研究以上述模型對(duì)苗高、地徑、葉片數(shù)最大化為目標(biāo)的基質(zhì)進(jìn)行最佳配比的尋優(yōu)，結(jié)果如表7。

表7 最優(yōu)基質(zhì)配比及其模型參數(shù)

以地徑最大化為目標(biāo)，發(fā)現(xiàn)單一基質(zhì)的稻殼即能培育出苗木地徑最粗的苗木，通過(guò)3月基質(zhì)培育地徑理論上可以增加1.92 mm。如以苗高最大化為目標(biāo)，發(fā)現(xiàn)稻殼和珍珠巖以V0.757：V0.243混料配比的基質(zhì)能使苗木高生長(zhǎng)，通過(guò)3月基質(zhì)培育苗高理論上可以增加13.8 cm，其概率為0.970。同樣單一基質(zhì)的稻殼也能促進(jìn)桐花樹(shù)苗葉片生長(zhǎng)，通過(guò)3月基質(zhì)培育苗高理論上可以增加8.1片，其概率為0.975，因此可以確定單一稻殼基質(zhì)即可培育高質(zhì)量的苗木，通過(guò)3月基質(zhì)培育苗木生長(zhǎng)上理論上D為1.92 mm，D為13.1 cm，D為8.1片，但如果選擇復(fù)合基質(zhì)，稻殼和珍珠巖以V0.941：V0. 0.059混料配比的基質(zhì)也能獲得滿(mǎn)意的苗木，其通過(guò)3月基質(zhì)培育苗木生長(zhǎng)上理論上D為1.928 7 mm，D為13.4 cm，D為7.9片，該基質(zhì)配方更有利于苗高增長(zhǎng)。

3 結(jié)論與討論

紅樹(shù)林植物作為熱帶、亞熱帶海岸潮間帶的特殊群落，具有胎生、海水傳播、泌鹽組織和高滲透壓等特征。紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)植被類(lèi)型、生長(zhǎng)環(huán)境與陸地森林存在著明顯的差異，因此研究不同基質(zhì)對(duì)其生長(zhǎng)的影響意義重大[8]。良好的基質(zhì)為植物提供適量的水、氣、肥環(huán)境，本研究基質(zhì)具有疏松、透氣、酸堿適度的特點(diǎn)，基本達(dá)到理想基質(zhì)的要求，有利于苗木的培育。

本試驗(yàn)24個(gè)處理基質(zhì)的桐花樹(shù)幼苗生長(zhǎng)過(guò)程大致相同，6月份增長(zhǎng)最快，可能是隨著氣溫不斷升高，幼苗進(jìn)入速生階段，隨著月份的增加，生長(zhǎng)速度減緩，這可能與氣溫及苗木營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)等有關(guān)。

盡管至7月時(shí)各基質(zhì)處理的苗木生長(zhǎng)差異顯著(<0.01)，地徑以T16最大，苗高T20的最大，葉片數(shù)以T4最大，如果考慮3月苗生長(zhǎng)增加量，T4純稻殼在所有的處理中比較突出，5—7月內(nèi)苗高、葉片數(shù)增長(zhǎng)均達(dá)到最大，說(shuō)明T4基質(zhì)對(duì)苗木早期生長(zhǎng)最為有利。

本試驗(yàn)采用混料試驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過(guò)建立有效模型發(fā)現(xiàn)，稻殼對(duì)苗木的地徑、苗高以及葉片數(shù)生長(zhǎng)影響顯著(<0.01)，同時(shí)珍珠巖也對(duì)桐花樹(shù)的地徑、苗高生長(zhǎng)影響明顯(<0.05)，且與稻殼之間在苗高生長(zhǎng)上存在著顯著的交互作用(<0.01)。進(jìn)一步以建立的模型為基礎(chǔ)尋找適合苗高、地徑、葉片數(shù)最大化基質(zhì)。均發(fā)現(xiàn)單一基質(zhì)的稻殼可以使得苗木地徑和葉片數(shù)最大化，而以稻殼和珍珠巖以V0.757：V0.243混料配比的基質(zhì)滿(mǎn)足苗木高生長(zhǎng)要求，因此本試驗(yàn)中選擇單一基質(zhì)的稻殼即可，如果考慮復(fù)合基質(zhì)，稻殼和珍珠巖以V0.941：V0.0.059混料配比的基質(zhì)可獲得苗高最大化且地徑和葉片數(shù)均高的要求。

本試驗(yàn)中不同基質(zhì)處理配比對(duì)桐花樹(shù)苗木的生長(zhǎng)影響顯著，說(shuō)明不同育苗基質(zhì)對(duì)桐花樹(shù)苗木的生長(zhǎng)以及出苗率的影響很大。稻殼基質(zhì)在因子影響表現(xiàn)突出，這可能與本試驗(yàn)研究的水培方式有關(guān)，能很好地彌補(bǔ)稻殼基質(zhì)的不足，更有利于苗木生長(zhǎng)，導(dǎo)致以單一的稻殼即可達(dá)到桐花樹(shù)苗木培育目標(biāo)。本研究為階段性試驗(yàn)結(jié)果，隨著時(shí)間的推移，最優(yōu)配比也會(huì)發(fā)生變化。最終的生長(zhǎng)狀態(tài)與基質(zhì)的關(guān)系以及本試驗(yàn)結(jié)果的適用性與可靠性，均需要進(jìn)一步的研究確定。

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Preliminary Study on Substrate Composition Effects on Seedling of

LI Chao1, WU Zhi-hua1, CHEN Yue-chao2, SHANG Xiu-hua1

(1.,,,; 2.,,,)

Twenty four growing media substrates – T1 through T24 – prepared using combinations of fibre from coconut husks (coir), peat, rice husks, and pearlite mixed in different volumetric ratios, were investigated for their effects on the early growth dynamic onseedlings. The results showed that: in the early seedling stage, the maximum increment of stem diameter of 7.44 mm was obtained with substrate T16, whilst substrate T24 provided the lowest diameter increment of just 5.92 mm. For height growth, substrate T20 proved the best substrate with average seedling height of 26.74 cm whilst substrate T1 provided the lowest average height growth. Based on leaf numbers per seedling, the substrate T4 proved the best with an average of 16.30 leaves/seedling compared to the poorest substrate, T1, with an average of 8.80 leaves/seedling. The seedlings grew best in the substrate with pure rice husk (T4 and T5) up to age 15 months. A regression model for predicting growth index over three months identified all variables as having significant effects, though among them the proportions of rice husk and pearlite were the main factors influencing height growth and stem diameter increment, whilst the proportion of rice husk was the main factor influencing leaf number/seedling. By optimal model selection, the substrate comprising pure rice husk was identified as the best choice, whilst a complex substrate comprising mixtures of rice husk:pearlite in the ratio of 0.94:0.06 resulted in seedlings with the highest seedling height, stem diameter and number of leaves/seedling.

; Seedling nursery in medium; early influence;regression model

S723.1

A

廣東省林業(yè)科技創(chuàng)新項(xiàng)目“優(yōu)良藥用紅樹(shù)林種質(zhì)源保存及培育技術(shù)研究”(2015KJCX022）及“鄉(xiāng)土紅樹(shù)林良種選育和快繁技術(shù)研究”(2013KJCX011－02)。

李超(1987— )，女，碩士，工程師，主要從事森林保護(hù)研究，E-mail:d.lichao@163.com.

吳志華(1974— )，男，碩士，副研究員，主要從事林木逆境生理研究，E-mail:wzhua2889@163.com.