可降解育苗筒的降解及其對(duì)土壤養(yǎng)分和橡膠苗木生長(zhǎng)的影響

姚行成 王軍

摘 要 以可降解育苗筒培育橡膠樹苗木，研究育苗筒的降解性能及其對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)和苗木生長(zhǎng)的影響，為應(yīng)用可降解育苗筒培育橡膠苗提供理論依據(jù)。將小苗芽接樁插在育苗筒內(nèi)培育至1蓬葉，然后將苗木與育苗筒一起栽植入土壤中，測(cè)量苗木的生長(zhǎng)量，觀測(cè)育苗筒在土壤的降解過(guò)程，分析育苗筒降解后土壤養(yǎng)分特征的變化。結(jié)果表明，苗木與可降解育苗筒一起種植，其生長(zhǎng)率與裸根團(tuán)種植的苗木無(wú)顯著差異；可降解筒在土壤中2個(gè)月出現(xiàn)明顯降解，7個(gè)月后基本降解完成；降解后，土壤的養(yǎng)分結(jié)構(gòu)無(wú)顯著變化。

關(guān)鍵詞 可降解材質(zhì) ；育苗容器 ；土壤營(yíng)養(yǎng) ；橡膠樹

中圖分類號(hào) S153 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2019.01.001

Abstract Degradable root training containers were applied to raise hevea buddings at the nursery， and the degradation characteristics and effect of the degradable root training containers on soil nutrients and plant growth were observed and analyzed. The buddings raised in the degradable root training containers were planted in the holes with the containers attached after they grew into a whorl of the leaves， and their plant growth and the degradation of the degradable root training containers was observed. The change of soil nutrients prior to and post to transplanting of the buddings was compared and analyzed after the containers were degraded. The results showed that the buddings transplanted with or without attachment of the containers were not significantly different in terms of plant growth rate. The degradable containers in the soil obviously degraded within 2 months and their degradation was completed generally after 7 months of degradation. The containers had little influence on soil nutrients after their degradation. The results provided evidence of applying degradable containers in raising of buddings at the nursery.

Keywords degradable material ； root trainer container ； soil nutrient ； rubber tree

橡膠樹良種良苗是橡膠樹膠園高產(chǎn)的保證[1]，因此提高苗木質(zhì)量是苗木生產(chǎn)者的主要目標(biāo)。中國(guó)目前橡膠樹商業(yè)栽培所用的種苗幾乎全部是袋苗（含袋裝苗和袋育苗）。雖然袋苗是一種較先進(jìn)的苗木，但依然存在一些問(wèn)題：袋裝苗的主根短，袋育苗根系彎曲盤繞[1-3]，這些問(wèn)題均影響苗木質(zhì)量。隨著社會(huì)進(jìn)步和環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)，袋苗又出現(xiàn)新的問(wèn)題：（1）聚乙烯育苗袋造成膠園土壤嚴(yán)重塑料污染；（2）育苗袋裝土多，消耗大量表土；（3）袋苗笨重，勞動(dòng)強(qiáng)度大。

輕簡(jiǎn)化栽培技術(shù)在很多農(nóng)作物上取得較大成功[4-8]，然而，在橡膠樹栽培上輕簡(jiǎn)化栽培技術(shù)發(fā)展緩慢。近年來(lái)，中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所創(chuàng)建橡膠樹小筒苗育苗技術(shù)[9]，培育出的苗木具有重量輕優(yōu)點(diǎn)，解決了袋苗表土損耗多、笨重問(wèn)題，并且小筒苗育苗技術(shù)可以工廠集約化生產(chǎn)，可初步實(shí)現(xiàn)輕簡(jiǎn)化苗木生產(chǎn)。

農(nóng)業(yè)上使用的塑料膜影響土壤結(jié)構(gòu)、植物生長(zhǎng)和生態(tài)環(huán)境[10-12]，因此可降解材料正逐步取代難以降解的農(nóng)用塑料，如可降解的地膜、保鮮包裝膜、殺蟲劑包膜、肥料和種子包膜、保水劑等[13-14]。關(guān)于可降解材料在橡膠樹苗木生產(chǎn)的應(yīng)用鮮有報(bào)道。本研究為解決橡膠樹袋苗的塑料污染問(wèn)題，在小筒苗育苗技術(shù)的基礎(chǔ)上，以可降解材質(zhì)的育苗筒為材料，研究其降解性能及其對(duì)土壤養(yǎng)分和苗木生長(zhǎng)的影響，為應(yīng)用可降解育苗筒培育苗木提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

可生物降解育苗筒由河南青源天仁生物材料有限公司生產(chǎn)。育苗筒高36 cm，上端口徑6 cm，下部口徑2 cm，主要化學(xué)成分為聚丙烯酸（67%）和聚內(nèi)酯型聚氨酯（28%），其它微量成分占5%。

苗木為小苗芽接樁苗。育苗基質(zhì)為椰糠。

1.2 方法

將椰糠裝入可降解育苗筒，然后把小苗芽接樁插入育苗筒，置于配套的育苗架上，灌溉管理為每天澆水一次。待苗木接穗第1蓬葉穩(wěn)定時(shí)，栽植大田，苗木根系連同可降解筒一起埋入株穴，將定根水澆入育苗筒內(nèi)。以塑料材質(zhì)育苗筒培育的苗木作為對(duì)照，苗木根團(tuán)先從育苗筒脫出，然后裸根團(tuán)種植，澆定根水。

定期觀測(cè)苗木定植成活率和生長(zhǎng)率。在容器的外側(cè)挖坑，使筒壁外露出來(lái)，觀測(cè)其降解情況，每月觀測(cè)一次。

1.3 土壤養(yǎng)分分析

在植苗地塊中間挖一個(gè)大坑，放入一個(gè)塑料大水桶，然后把可降解筒放入水桶內(nèi)，用剛挖出來(lái)的土壤埋進(jìn)水桶里面。待育苗筒完全降解后，取水桶內(nèi)的土壤樣品，分析土壤的營(yíng)養(yǎng)成分。以水桶外旁邊的土壤作為對(duì)照，同樣分析營(yíng)養(yǎng)成分。

土壤pH值采用pH計(jì)測(cè)定。土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量—外加熱法測(cè)定[15]。采用半微量凱氏蒸餾法測(cè)定土壤全氮，酸溶-鉬銻抗比色法測(cè)定全磷，堿溶—火焰光度法測(cè)定全鉀[7]。土壤速效磷采用鉬銻抗比色法測(cè)定[16]，土壤速效鉀采用火焰光度法測(cè)定[15]。銨態(tài)氮（NH4+-N）和硝態(tài)氮（NO3--N）采用氧化鎂—代氏合金蒸餾法測(cè)定[16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 可降解育苗筒對(duì)苗木定植的影響

定植成活率統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，可降解育苗筒與根團(tuán)一起種植（以下簡(jiǎn)稱“不脫筒”）的苗木其定植成活率達(dá)99%以上，裸根團(tuán)（以下簡(jiǎn)稱“脫筒”）種植的苗木定植成活率97%，兩者無(wú)顯著差異。

種植時(shí)，不脫筒定植的苗木需要定根水量?jī)H約200～300 mL；脫筒定植的苗木需要定根水500 mL以上（圖1）。

2.2 可降解育苗筒對(duì)苗木生長(zhǎng)的影響

大田定植后苗木生長(zhǎng)率觀測(cè)結(jié)果表明，不脫筒和脫筒2種定植的苗木生長(zhǎng)率（莖粗增量和株高增長(zhǎng)量）沒(méi)有顯著差異（表1）。表明可降解育苗筒在沒(méi)有降解前，苗木根系雖然受筒壁限制不能向四周擴(kuò)展，但不影響根系從底部口端吸取養(yǎng)分和水分，因此苗木的生長(zhǎng)未受明顯制約。

2.3 可降解育苗筒的降解及其對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)的影響

可降解育苗筒與苗木一起植入土壤中，2個(gè)月后育苗筒壁出現(xiàn)明顯降解，筒壁出現(xiàn)不規(guī)則小孔洞。7個(gè)月后，可降解育苗筒在土壤內(nèi)基本降解完成，僅剩裸露地上部分。這些結(jié)果表明，可降解育苗筒在土壤中比空氣中更容易降解（圖2）。

待可降解育苗筒在土壤內(nèi)降解完成后，分析土壤的營(yíng)養(yǎng)成分，結(jié)果見(jiàn)表2。結(jié)果分析表明，可降解筒在土壤分解后，與對(duì)照土壤相比較，土壤的各項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)未發(fā)生顯著差異。因此，可降解材質(zhì)的育苗筒降解后不影響土壤營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)。

3 討論

3.1 利用可降解育苗筒育苗促進(jìn)橡膠樹栽培輕簡(jiǎn)化

隨著勞動(dòng)成本增加，越來(lái)越多的農(nóng)作需要輕簡(jiǎn)化栽培技術(shù)。橡膠樹苗木生產(chǎn)是橡膠樹栽培的第一步工作，影響后續(xù)的苗木種植工作。橡膠樹小筒苗育苗技術(shù)與傳統(tǒng)袋苗育苗技術(shù)相比，進(jìn)一步簡(jiǎn)化苗木生產(chǎn)工作。本研究在橡膠樹小筒苗育苗技術(shù)基礎(chǔ)上，應(yīng)用可生物降解材料制作的育苗筒，培育出的小筒苗與育苗筒直接植入土穴，減少脫筒和回收育苗筒2個(gè)工作環(huán)節(jié)，進(jìn)一步簡(jiǎn)化橡膠樹小筒苗育苗和定植技術(shù)。此外，可降解育苗筒小筒苗培育1蓬葉即可出圃，育苗時(shí)間縮短；種植時(shí)需要定根水量少，減少灌溉成本。以上結(jié)果表明，利用可降解育苗筒培育小筒苗，可實(shí)現(xiàn)橡膠樹育苗和種植輕簡(jiǎn)化。

3.2 可降解育苗筒對(duì)苗木生長(zhǎng)的影響

可降解育苗筒小筒苗的植后成活率達(dá)99%以上，這是因?yàn)樗只颈３衷谟缤矁?nèi)，不會(huì)滲透到筒壁外的土壤，因而水分損失降低；同時(shí)地面水分蒸發(fā)部位僅限于育苗筒口，水分蒸發(fā)面積少，因而蒸發(fā)消耗低。

苗木種植時(shí)，可降解育苗筒苗木需要的定根水量少于常規(guī)脫筒定植苗木，更少于袋苗，這是因?yàn)闈捕ǜ畷r(shí)只需澆入育苗筒內(nèi)，育苗筒容積較小且筒壁限制水分滲透到育苗筒外，少量水就可充滿育苗筒。小筒苗脫筒種植時(shí)，定根水要滲透到洞穴周圍的土壤，因此需水量較多。

塑料材質(zhì)育苗筒在育苗時(shí)，苗木需要長(zhǎng)出2蓬葉才能出圃，因?yàn)榇藭r(shí)苗木根系量足，可裹住育苗基質(zhì)使其在脫筒時(shí)基質(zhì)不會(huì)松散，保證根系不受損傷。而利用可降解育苗筒育苗，苗木種植時(shí)不用脫筒，育苗筒內(nèi)的根系不會(huì)受損傷，因此苗木1蓬葉穩(wěn)定后即可出圃。

可降解育苗筒在土壤中2個(gè)月后筒壁已經(jīng)開始降解，出現(xiàn)不規(guī)則蜂窩小孔洞，根系可以穿過(guò)孔洞從外面土壤吸收養(yǎng)分。同時(shí)，苗木底部根系從育苗筒底端開口伸到地層吸收營(yíng)養(yǎng)和水分。因此，雖然苗木根系局限在可降解育苗筒內(nèi)，苗木的生長(zhǎng)依然不受影響，與脫筒種植苗木的生長(zhǎng)速率無(wú)差異。

3.3 可降解育苗筒對(duì)土壤的影響

研究發(fā)現(xiàn)，可降解育苗筒在土壤內(nèi)比空氣中更容易降解，可能是土壤內(nèi)的微生物促進(jìn)育苗筒的分解。何文清等[17]在可降解地膜掩埋試驗(yàn)中也表明土壤微生物是影響降解的重要因素。

可降解育苗筒降解后，土壤的養(yǎng)分結(jié)構(gòu)沒(méi)有明顯變化，這是因?yàn)榭山到馕锏幕瘜W(xué)元素主要是碳、氫、氧，分解后主要是二氧化碳、甲烷、水等小分子物質(zhì)，因此沒(méi)有對(duì)土壤產(chǎn)生污染，不影響植物和微生物的生長(zhǎng)。

3.4 可降解育苗筒的應(yīng)用前景

可降解材料的價(jià)格普遍較貴[14，18]，是普通塑料價(jià)格的2～3倍；并且可降解材料的性能較差，加工的時(shí)候需要特殊設(shè)備，因此又增加成本，這2個(gè)因素限制了可降解材料推廣和應(yīng)用。因此，可降解育苗筒因?yàn)樵牧仙a(chǎn)成本高，目前僅處于開發(fā)推廣階段，尚不能廣泛推廣。當(dāng)可降解材料的制造成本隨著技術(shù)改進(jìn)大幅降低時(shí)，可降解育苗筒的應(yīng)用前景光明。

4 結(jié)論

使用可降解育苗筒來(lái)培育橡膠樹小筒苗，可縮短在育苗筒的育苗時(shí)間，提高苗木種植速度，節(jié)省灌溉用水。因此，利用可降解育苗筒培育橡膠樹小筒苗是一項(xiàng)輕簡(jiǎn)化橡膠樹栽培技術(shù)。由于苗木根團(tuán)體積小、株重輕、需灌溉水量少，在偏遠(yuǎn)和路況差的山地，這項(xiàng)技術(shù)更有優(yōu)勢(shì)。然而，由于可降解育苗筒的生產(chǎn)成本較高，目前尚不能廣泛推廣應(yīng)用。

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