切根和施肥對銀杏大苗生長的影響

石從廣，陳雅靜，沈 泉，龔華勤，李因剛，楊少宗，蔣冬月，沈 鑫，柳新紅

（1.浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310023；2.中南林業(yè)科技大學(xué) 林學(xué)院，湖南 長沙 410004；3.浙江省長興縣林業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 長興 313100；4.長興縣煤山鎮(zhèn)林業(yè)工作站，浙江 長興 313117）

銀杏Ginkgo biloba的適應(yīng)性和抗逆性強(qiáng)，樹體雄偉挺拔、姿態(tài)優(yōu)美，病蟲害少，壽命長，春夏蔥翠蔽日，秋季滿樹金黃，為理想的園林綠化樹種和觀賞樹種。世界上許多國家已把銀杏作為庭蔭樹、行道樹和觀賞樹廣泛栽植，或制作成觀葉和觀果盆景[1]。目前銀杏越來越多應(yīng)用于城市道路、公園及風(fēng)景區(qū)的綠化，基于目前用作綠化的銀杏多為裸根大苗，移栽之后存在較長的緩苗期，限制了銀杏作為綠化樹種的進(jìn)一步推廣，因此在移栽前進(jìn)行切根脅迫處理，使得銀杏提早進(jìn)入緩苗期，有利于移栽后迅速恢復(fù)。

林木切根育苗，也稱截根育苗，是在林木幼苗培育或移栽的過程中，截除樹根的一部分，關(guān)鍵是促進(jìn)樹木根系側(cè)須根數(shù)的增加，以達(dá)到提高幼苗成活率，降低造林成本的目的。馮政夫等研究發(fā)現(xiàn)，切根后苗木根系的生長速度取決于土壤的溫度[2]。如果土壤溫度低，切根后不利于苗木根系生長，根系的數(shù)量受到限制。王海林對落葉松Larix gmelinii切根苗造林成活率高的機(jī)理表明，苗木通過切（截）根還可防止其在圃地期間高的突長，促進(jìn)了莖部的粗生長，起到了蹲苗作用，增加了苗木木質(zhì)化強(qiáng)度，切根育苗可提高苗木質(zhì)量，使得造林時不易出現(xiàn)彎根和窩根，同時提高造林成活率，并促進(jìn)幼林生長和提前郁閉成林[3]。WANG等研究了不同切根長度和生根劑組合對鉤錐Castanopsis tibetana幼苗生長的影響，結(jié)果表明不同種源和處理方式對鉤錐幼苗保存率有顯著影響；切根處理和生根劑組合對幼苗的根徑生長和株高生長也有所促進(jìn)[4]。許春錦對紅錐C.hystrix切根育苗試驗的研究[5]，邱輝和王德祥等對濕地松Pinus elliottii大田育苗截根技術(shù)研究[6-7]，林志鵬、陳高杰和葛俊敏等對馬尾松P.massoniana林木及幼林切根育苗效應(yīng)研究[8-11]，均表明切根育苗可抑制苗木主根生長，促進(jìn)側(cè)根根系發(fā)育，增加菌根菌含量，使得高徑比和冠根比更加協(xié)調(diào)。這些研究大都是關(guān)于芽苗切根，且研究樹種大都是松杉類和錐類苗木，關(guān)于木本植物中大規(guī)格苗木切根的研究文獻(xiàn)比較少見。

中大規(guī)格苗木生長主要依靠光合作用提供營養(yǎng)，保留部分主根和側(cè)根就能夠滿足苗木生長所需的水分和養(yǎng)料，而切斷部分側(cè)根，不僅能在一定程度上抑制根系的無序徒長，還能夠使切口愈合處形成根原基，促進(jìn)須根的生長[12]。因此，對銀杏5～15年生實生大苗的分期切根試驗，并在切根的同時輔以施肥處理，探討切根與施肥對銀杏大苗胸徑和樹高以及側(cè)根上須根生長的影響。分期切根技術(shù)，即一次切掉一半根系，分兩次切根，切根的同時予以施肥處理，切根間隔周期為1 a，切根后苗木原地培養(yǎng)，待恢復(fù)樹勢后再移栽，此種方法有望解決銀杏大苗移栽緩苗期長的問題。

1 材料與方法

1.1 樣地概況

浙江省長興縣地處浙江省北部，長江三角洲杭嘉湖平原，太湖西南岸，30°43′～31°11′N，119°33′～120°06′E，屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年平均氣溫15.6℃，年際氣溫極差為1.2℃，年均降水量1 309 mm，3-9月是全年降水集中期，占年降水量的75%以上。年均日照時數(shù)1 810.3 h，光照分配較均勻。土壤分為紅壤土、水稻土、潮土、巖性土，苗圃地多由水田和旱田改造而來，以紅壤土和水稻土為主。樣地設(shè)置在長興縣煤山鎮(zhèn)茗圃苗木場，種植的銀杏以5～15年生為主，栽植密度控制在600～1 110株·hm-2，土壤為紅壤土，pH均值為6.1。

1.2 試驗設(shè)計

采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，選取生長良好的實生銀杏裸根大苗進(jìn)行試驗，分兩輪試驗，第一次試驗從2013年12月開始，第二次試驗從2015年12月開始。

第一次試驗：2013年12月28日，隨機(jī)選擇生長良好的15年生實生銀杏裸根大苗（胸徑25 cm左右）24株進(jìn)行試驗。設(shè)置2個處理（R：用平頭鋼鏟縱向截斷距離苗木3倍地徑處總量1/2的主根和側(cè)根，并在切口所在弧形溝撒施500 g復(fù)合肥；CK：不切根但在樹冠外圍處開4條溝施肥，每株500 g復(fù)合肥），每個處理12株，3次重復(fù)，切根處理施肥時直接埋在弧形溝內(nèi)，然后回填土。復(fù)合肥為鄂中復(fù)合肥（湖北鄂中生態(tài)工程股份有限公司，其中N：P2O5：K2O=26：10：16）。

第二次試驗：2015年12月10日，隨機(jī)選擇胸徑7～15 cm 的銀杏5～10年生實生裸根苗72株，試驗采用2因素完全重復(fù)區(qū)組析因設(shè)計，共計6種處理，每處理12株，3次重復(fù)。試驗設(shè)計見表1。此輪試驗采取分期切根，切根日期分別為2015年12月與2017年1月，前后2次切根挖的弧形溝剛好能圍繞根部形成一個同心圓環(huán)。

表1 2因素3水平的試驗設(shè)計Tablel Experiment design of 2 factors and 3 levels

1.3 切根處理的具體措施施肥處理

切根處理對應(yīng)的技術(shù)措施包括以下兩點：

1.3.3 環(huán)形切根處理 頭年12月在距離銀杏裸根苗根部3倍胸徑處，沿著南北方向挖兩條50～60 cm長，20 cm均寬，50 cm深的弧形溝，翌年12月與頭年一樣沿東西方向挖兩條弧形溝，前后兩次挖的弧形溝剛好能圍繞根部形成一個同心圓環(huán)，施肥時直接埋在弧形溝內(nèi)，然后回填土。

1.3.2 挖溝施肥處理 對于不切根但需施肥的處理，與切根相同時期在大苗根部樹冠投影部位4個角挖長40 cm，寬20 cm，深20 cm的施肥溝，施用不同種類肥料，挖土回填。

1.4 表型與生理指標(biāo)統(tǒng)計

第一次試驗于2013年12月選試驗大苗，切根施肥前測量樹高、胸徑和平均每側(cè)根上的細(xì)根數(shù)等指標(biāo)，切根施肥后于2014年12月，當(dāng)銀杏停止生長時再測量這些指標(biāo)一次，共統(tǒng)計2次指標(biāo)。分析統(tǒng)計切根前、后的胸徑、樹高、細(xì)根數(shù)3個因子變化值，以及側(cè)根切口的愈合狀況，觀察和統(tǒng)計切根處理增加的細(xì)根數(shù)。

第二次試驗于2015年12月選試驗大苗，測量樹高、胸徑等指標(biāo)，測量后立即進(jìn)行第一次切根施肥，2016年12月當(dāng)銀杏落葉時，再次測量這些指標(biāo)；2017年1月進(jìn)行第二次切根施肥，2018年1月第3次測量這些指標(biāo)。

樹高測定采用標(biāo)注長度刻度的測高桿（人舉測高桿）法，胸徑用胸徑尺來測量，精確度為0.1 cm；在觀察根系生長變化情況時，每個處理選取3棵樹，每棵樹挖取4條側(cè)根，洗干凈后放在低倍體視顯微鏡（Caikon,XTL-2400）上觀察統(tǒng)計側(cè)根上的細(xì)根數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003和SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，采用單因素方差分析法（one-wayANOVA）和Duncan法進(jìn)行方差分析以及多重比較（α=0.05），并用主效應(yīng)和交互效應(yīng)分析兩因素（側(cè)根切除與否、不同施肥方式）對胸徑、樹高的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 切根處理對銀杏大苗樹高、胸徑和側(cè)根上細(xì)根數(shù)的影響

第一次的試驗結(jié)果見表2。從表2可看出，切根處理R的苗木胸徑和樹高增長量（1.83±0.44 cm和0.87±0.42 m）均低于CK的增長量（2.17±0.36 cm和0.98±0.38 m），但二者之間差異不顯著，說明切根對銀杏裸根苗的生長造成了一定影響，但影響不大；切跟處理R每條側(cè)根上細(xì)根增量（31.5±8.6條）大幅高于CK的增量（1.92±2.54條），經(jīng)方差分析顯示兩者間存在極顯著差異（P＜0.01）。

由此可以得出，在同等經(jīng)營管理措施下，縱向截斷距離苗木3倍地徑處總量1/2的側(cè)根，對苗木胸徑、樹高生長無明顯影響，根系切斷進(jìn)入生長期后，在切口處形成愈傷組織，頂端進(jìn)而形成根原基，苗木主根生長受到抑制，切根1 a后，側(cè)根上細(xì)根數(shù)量大幅增加。

表2 第1輪試驗苗木切根前、后生長情況Table2 Growth traits of G.biloba saplings 1 year before and after root cutting

2.2 分期切根和不同施肥措施對銀杏苗木樹高和胸徑生長的影響

第2次試驗各處理的結(jié)果見表3。

從表3可看出，對于樹高生長，2015-2016年，對照CK的樹高增量（1.15±0.58 m）均顯著高于其他處理的增量，說明切根和開溝施肥對銀杏大苗樹高生長產(chǎn)生了一定的抑制作用，但在2016-2017年，CK對應(yīng)的樹高增量（1.07±0.44 m）與T3，T4和T5之間并無顯著差異，表明這種差異有所縮小。同一處理不同年份樹高生長量也存在差異，CK和T1處理基本保持平穩(wěn)，T2處理明顯降低（目前尚不知由于測量時的統(tǒng)計誤差還是其他原因引起），T3，T4和T5處理均有所增長，其中T3增幅最大（增幅高達(dá)114.28%）?？偟膩碚f，2016-2017年樹高增量（平均0.90 m）明顯大于2015-2016年的樹高增量（平均0.70 m），說明隨著恢復(fù)時間增長，切根和開溝施肥對銀杏樹高生長的抑制作用有所減少。

表3 分期切根和施肥處理對銀杏大苗樹高和胸徑生長的影響Table3 Effect of root cutting 2 times and fertilization treatment on height and DBH growth of G.biloba sapling

從表3還可以看出，對于胸徑生長，2015-2016年，T2處理的胸徑增量最大（1.44±0.62 cm），T1（1.16±0.33 cm）和T2處理的胸徑增量均顯著高于其他處理的，說明不切根時，施肥對銀杏大苗胸徑的生長有明顯的促進(jìn)作用；T3和T4處理的胸徑增量（0.57±0.21 cm和0.69±0.58 cm）顯著低于其他處理，說明切根對銀杏大苗胸徑的生長有一定的抑制作用；2016-2017年，雖然T3和T4處理的胸徑增量（0.76±0.64 cm和0.60±0.41 cm）仍顯著低于其他處理，但差異有所減少，表明切根對銀杏大苗胸徑生長的抑制作用有所減小。同一處理不同年份胸徑生長量也存在差異，T1和T4處理基本保持平穩(wěn)，T2處理有明顯降低（目前尚不知由于測量時的統(tǒng)計誤差還是其他原因引起），T3，T5和CK處理均有所增長，其中T5增幅最大（增幅高達(dá)90.91%），這與樹高的生長情況有些類似。總的來說，2016-2017年胸徑增量（平均1.02 cm）大于2015-2016的胸徑增量（平均0.90 cm），但兩者間并無顯著差異，說明隨著恢復(fù)時間增長，切根和開溝施肥對銀杏胸徑生長的影響有所減少。

2.3 切根與施肥對樹高和胸徑生長的主效應(yīng)和交互效應(yīng)

2.3.1 切根與施肥對樹高生長的主效應(yīng)和交互效應(yīng) 為探討切根與施肥對銀杏大苗樹高生長的效應(yīng)以及兩因素之間的交互效應(yīng)，對表3中的6個處理進(jìn)行重新分組，切根與否設(shè)為A組，不切根處理為A0，切根處理為A1；施肥與否設(shè)為B組，施復(fù)合肥為B1，施用有機(jī)肥為B2，不施肥為B0，以2015-2016年和2016-2017年兩年度的樹高增量之和為因變量，進(jìn)行一般線性模型單變量分析，得到表4。

表4 切根與施肥對銀杏苗木樹高生長的主效應(yīng)和交互效應(yīng)Table4 Main effect and interaction effect of root cutting and fertilization on height growth of G.biloba sapling

由表4可知，因素A主效應(yīng)的F值為2.869，對應(yīng)的P=0.096＞0.05，表明切根對銀杏樹高增長的效應(yīng)很小，切根與否不是影響樹高生長的主要因素；因素B主效應(yīng)的F值為9.832，對應(yīng)的P=0.000＜0.01，表明施肥對銀杏樹高增長的效應(yīng)顯著，施肥與否對樹高生長影響很大，施肥是影響樹高生長的主要因素；A*B交互效應(yīng)的F值為6.398，對應(yīng)的P=0.003＜0.01，說明兩因素間存在交互作用，最大的合計數(shù)為2.6 m，對應(yīng)的組合水平為A1B1，即切根同時施用復(fù)合肥（化肥）效果較佳，可認(rèn)為兩種因素有協(xié)同作用。

2.3.2 切根與施肥對胸徑生長的主效應(yīng)和交互效應(yīng) 同樣對表3中的6個處理進(jìn)行重新分組，以2015-2016和2016-2017兩年度的胸徑增量之和為因變量，進(jìn)行一般線性模型單變量分析，得到表5。

由表5可知，因素A主效應(yīng)的F值為9.775，對應(yīng)的P=0.003＜0.05，表明切根對銀杏胸徑增長存在顯著效應(yīng)，切根與否是影響胸徑生長的主要因素；因素B主效應(yīng)的F值為0.987，對應(yīng)的P=0.38＞0.05，表明施肥對銀杏胸徑增長的效應(yīng)很小，施肥與否對胸徑生長影響不大，施肥不是影響胸徑生長的主要因素，這與兩因素對樹高生長的影響恰好相反。A*B交互效應(yīng)的F值為6.347，對應(yīng)的P=0.003＜0.01，說明兩因素間存在交互作用，兩因素最大的合計數(shù)為2.50 cm，其對應(yīng)的組合水平為A1B2，即切根同時施用有機(jī)肥效果較佳，可認(rèn)為兩種因素有協(xié)同作用。

表5 切根與施肥對銀杏大苗胸徑生長的主效應(yīng)和交互效應(yīng)Table5 Main effect and interaction effect of root cutting and fertilization on DBH growth of G.biloba sapling

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

本研究分兩次試驗，探討了切根與施肥對銀杏裸根大苗胸徑和樹高以及側(cè)根上細(xì)根生長的影響。從第一次的試驗結(jié)果可以看出，一次切掉1/2的側(cè)根，對苗木胸徑、樹高生長無明顯影響，根系切斷進(jìn)入生長期后，在切口處形成愈傷組織，頂端進(jìn)而形成根原基，苗木主根生長受到抑制，切根1年后，側(cè)根上細(xì)根數(shù)量大幅增加。從兩次試驗可以看出，切根處理的苗木胸徑、樹高增長量均低于對照CK的增長量，差異不顯著，說明切根對銀杏裸根苗的生長有所抑制，但影響不大。根據(jù)第二次試驗的結(jié)果，在不切根時，施肥對苗木樹高的促進(jìn)作用較為顯著，同時切根與開溝施肥時，對銀杏樹高和胸徑生長均有一定的抑制作用，但隨著樹根傷口的恢復(fù)，抑制作用逐漸減少。兩因素（切根與施肥）的主效應(yīng)和交互效應(yīng)分析顯示，對于樹高生長，切根與否不是影響樹高生長的主要因素，施肥才是影響樹高生長的主要因素，兩因素間存在交互作用，切根同時施用復(fù)合肥（化肥）效果較佳。對于胸徑生長，切根與否是影響胸徑生長的主要因素，施肥不是影響胸徑生長的主要因素，這與兩因素對樹高生長的影響恰好相反，兩因素間同樣存在交互作用，切根同時施用有機(jī)肥效果較佳。不管兩因素是否存在交互作用，是否無需同時存在，本研究采用的分期切根和挖溝施肥的方法適用于銀杏裸根大苗的處理。

3.2 討論

切根是在苗木生長后期調(diào)控苗木生長生理狀態(tài)以適應(yīng)于造林地環(huán)境的苗圃培育措施，在美國、新西蘭等國針葉樹種裸根苗木培育中有廣泛應(yīng)用[13-14]。

我國以往對苗木質(zhì)量比較重視地上部分指標(biāo)，忽視各部分之間的均衡，致使一些地方和一些樹種的造林成效不高[15]。近年來這種看法逐步有所改觀，對切根等措施也提倡推廣應(yīng)用。苗木培育是一個系統(tǒng)工程，苗木密度、水肥、切根、起苗、貯存、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)均與苗木質(zhì)量緊密相關(guān)，切根并不是孤立地對苗木質(zhì)量起作用[16]，銀杏純林中苗木密度以及不同年份氣候可能對苗木樹高的生長影響更大，因此需要把切根技術(shù)和其他培育措施結(jié)合起來，探討這些因子對切根技術(shù)本身的影響。

不同樹種苗木在不同生長階段和不同環(huán)境條件下對人為調(diào)節(jié)措施的反應(yīng)和效果不同[17-18]，切根抑制了苗木的株高和地徑生長，盡管一些處理之間的差異未達(dá)到顯著水平，但這種抑制的效果還是顯而易見的。目前，在植被恢復(fù)和重建的過程中，切根技術(shù)以其可以顯著的增加林木幼苗的側(cè)根數(shù)量，提高苗木的移栽成活率，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)勢，逐漸被園林綠化工程所接受，并且已應(yīng)用于大規(guī)模的園林綠化。景觀銀杏綠化大苗的切根技術(shù)見效明顯、綜合效益高。該項技術(shù)可有效提升苗木質(zhì)量和商品價值，其經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會效益顯著，發(fā)展前景廣闊。不過，切根對樹體影響的效應(yīng)需較長時間的數(shù)據(jù)評價，更應(yīng)以移栽效果和經(jīng)濟(jì)成本來分析，對于兩次切根試驗后的銀杏，沒有找到合適的移栽地點，故移栽效果（包括須根發(fā)根等）無法在本試驗中予以體現(xiàn)。