鞠曉雪,遲秀麗,趙歡歡,劉可可,徐萌,張翠萍*
(1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 園林與林學(xué)院,山東 青島 266105; 2.浙江農(nóng)林大學(xué) 林業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院,浙江 杭州 311300;3.山東省膠州市植物保護(hù)站,山東 青島 266105)
輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器是一類新式的育苗方式,由輕型基質(zhì)和網(wǎng)袋容器材料組成。輕型育苗基質(zhì)的主要原料為經(jīng)過加工處理的農(nóng)林廢棄物,并添加菌根土、腐殖土等適量土壤;網(wǎng)袋材料利用可以分解的非織造布(無(wú)紡布)或紙質(zhì)具有網(wǎng)孔狀結(jié)構(gòu)的材料[1]。該育種方式具有良好的固相、液相、氣相結(jié)構(gòu),透氣、透水、透根,為根系發(fā)育創(chuàng)造了良好的生長(zhǎng)環(huán)境[2-5];同時(shí)根系生長(zhǎng)更加接近自然狀態(tài),苗木經(jīng)過空氣修根,促進(jìn)多級(jí)側(cè)根生長(zhǎng),增大了根的表面積,根系能與輕型基質(zhì)緊密交織為一體,最終可形成富有彈性的根團(tuán)。而且重量輕,包裝、運(yùn)輸方便,費(fèi)用低,僅為塑料土袋苗的20%,并具有良好的強(qiáng)度和韌性,降低了運(yùn)輸、移栽時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)輸費(fèi)用,提高了工效;運(yùn)輸過程中不散團(tuán),可遠(yuǎn)距離運(yùn)輸,大大減少苗木損耗,延長(zhǎng)了蹲苗期,特別適合山地造林,提高造林成活率,延長(zhǎng)造林季節(jié),促進(jìn)苗木早期生長(zhǎng),是實(shí)現(xiàn)林木速生豐產(chǎn)的一項(xiàng)重要技術(shù)措施[6-8]。
野茉莉(Styraxjaponicus)別名安息香,為安息香科安息香屬植物,為本科植物在亞洲分布較廣的1種植物,其樹形優(yōu)美,花朵下垂,盛開時(shí)繁花似雪。野茉莉不僅有著極高的科研價(jià)值和開發(fā)利用價(jià)值,還具有多種經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益[9-11]。本研究以野茉莉?yàn)檠芯坎牧?,選擇泥炭、花生殼和菇渣等農(nóng)業(yè)廢棄物混合為輕型無(wú)土基質(zhì)原料,纖維網(wǎng)袋為容器材料,利用空氣斷根技術(shù),篩選出野茉莉容器苗最佳的基質(zhì)配方及栽培技術(shù)。為實(shí)現(xiàn)野茉莉鄉(xiāng)土樹種容器苗栽培技術(shù)的發(fā)展和推廣,緩解泥炭、珍珠巖等日常栽培基質(zhì)的資源有限性都具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
試驗(yàn)地位于青島市城陽(yáng)區(qū)青島農(nóng)業(yè)大學(xué)內(nèi),屬暖溫帶季風(fēng)大陸性氣候,年平均氣溫12.6 ℃。其中,1月最低,月平均氣溫-2 ℃;8月最高,月平均氣溫25.7 ℃。四季分明,年均降水量700 mm左右,春秋雨量較少,光照充足,能夠滿足試驗(yàn)所需的外部環(huán)境要求。
試驗(yàn)基質(zhì)材料為課題組發(fā)酵腐熟的花生殼和菇渣,泥炭由青島農(nóng)業(yè)大學(xué)林木遺傳育種實(shí)驗(yàn)室提供。試驗(yàn)苗木選擇2年生野茉莉?qū)嵣纭?/p>
基質(zhì)種類有菇渣、花生殼、泥炭、菇渣-泥炭混合物、花生殼-泥炭混合物。T1~T5分別以菇渣、花生殼、菇渣∶泥炭體積比3∶1、花生殼∶泥炭體積比3∶1、泥炭等5種基質(zhì)進(jìn)行配比試驗(yàn),以泥炭為對(duì)照。容器種類有纖維網(wǎng)袋和口徑20 cm的塑料軟盆。以TA為纖維網(wǎng)袋容器,TB為口徑20 cm的塑料軟盆容器,本次試驗(yàn)共5×2=10個(gè)處理組合。每處理組合重復(fù)3個(gè),每重復(fù)10盆。每盆所裝基質(zhì)均控制在相同體積。
1.3.1 基質(zhì)的理化性質(zhì)
采用PHC-3C型pH計(jì)測(cè)定pH;容重采用環(huán)刀法測(cè)定;有機(jī)碳含量采用烘箱加熱重鉻酸鉀氧化-容量法;全氮采用凱氏定氮法;T值=(C/N終)/(C/N始);堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法;速效磷含量采取NaHCO3浸提—鉬銻抗比色法;速效鉀含量則采用四苯硼鈉比濁法測(cè)定[12]。
1.3.2 苗木的形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)
形態(tài)指標(biāo)。采用卷尺、游標(biāo)卡尺測(cè)定。
生理指標(biāo)。葉片葉綠素含量(采用SPAD-502 Plus葉綠素儀測(cè)定)、可溶性糖(苯酚法)、可溶性蛋白質(zhì)含量(考馬斯亮藍(lán)法)、SOD活性(氮藍(lán)四唑法)、POD活性(愈創(chuàng)木酚法)[13]。凈光合速率(Pn)采用CIRAS-3便攜式光合測(cè)定儀,晴天上午9:00左右分別選取植株第3~5片生長(zhǎng)健康葉子為試驗(yàn)材料,每種植物選取不同植株第3~5片生長(zhǎng)健康的6個(gè)片葉[14]。
由表1可知,在纖維網(wǎng)袋容器中,移栽到TA-1、TA-2、TA-4基質(zhì)配方的苗木成活率均為100%,明顯優(yōu)于TA-3和TA-5的成活率,說明利用菇渣、花生殼或者兩者與泥炭進(jìn)行單一配比可一定程度上代替泥炭進(jìn)行野茉莉苗木的培育。從苗木的生長(zhǎng)狀況來看,TA-1、TA-3、TA-5的野茉莉苗木的生長(zhǎng)狀況基本相同,其次是TA-4,而TA-2較差。
表1 不同基質(zhì)配比對(duì)移栽成活率的影響
在塑料軟盆容器中,移栽到TB-1、TB-2、TB-5的苗木的成活率均為100%,其次是TB-4,而TB-3較差,說明在塑料軟盆容器中,單獨(dú)利用菇渣、花生殼作為培育基質(zhì)可在一定程度上代替泥炭基質(zhì)進(jìn)行野茉莉育苗。從苗木的生長(zhǎng)狀況來看,TB-4的生長(zhǎng)狀況最好,明顯優(yōu)于TB-5,其次是TB-3、TB-2,最后是TB-1。
從表中可以看出,纖維網(wǎng)袋容器TA的苗木成活率高于塑料軟盆容器TB的苗木成活率。從整體生長(zhǎng)狀況來看,纖維網(wǎng)袋容器的苗木的葉片、冠幅較塑料軟盆苗木的大,但葉片數(shù)較塑料軟盆苗木的少。
育苗基質(zhì)的理化性質(zhì)對(duì)苗木根系的生長(zhǎng)有較大影響。5種基質(zhì)配方的理化性質(zhì)見表2?;|(zhì)間容重差異達(dá)到顯著水平,花生殼最小,菇渣最大。基質(zhì)間總孔隙度有差異,花生殼最大,菇渣最小?;|(zhì)間持水孔隙度差異達(dá)到顯著水平,其中最大的是菇渣泥炭配比,最小的是花生殼?;|(zhì)間通氣孔隙有差異,最大的是花生殼,平均值為51.5%,其次是花生殼泥炭配比、泥炭、菇渣泥炭配比,最小的是菇渣,平均值為26.5%。5種基質(zhì)配方的pH差異顯著,最大的是花生殼,平均值為7.03,其次為花生殼泥炭配比、泥炭、菇渣泥炭配比、菇渣。5種基質(zhì)配方的EC差異達(dá)到顯著水平,最大的是菇渣泥炭配比,平均值為36 mV,其次是菇渣、花生殼泥炭配比、泥炭,最小為花生殼,平均值為3 mV。5種不同基質(zhì)配方的全氮差異達(dá)到顯著水平,最大的為菇渣,平均值為16.05 mg·g-1,其次為花生殼、花生殼泥炭配比、菇渣泥炭配比,最小的是泥炭,平均值為5.01 mg·g-1。5種不同基質(zhì)配方的全磷差異達(dá)到顯著水平,最大的是菇渣,平均值為2 560.04 mg·g-1,其次為菇渣泥炭配比、花生殼、花生殼泥炭配比,最小的是泥炭,平均值為608.17 mg·g-1。5種基質(zhì)配方的全鉀差異明顯,最大值為花生殼,平均值為4 741.2 mg·g-1,其次為花生殼泥炭配比、泥炭、菇渣泥炭配比,最小的是菇渣,平均值為380.81 mg·g-1。
表2 不同基質(zhì)配比理化性質(zhì)的比較
2.3.1 苗木株高和地莖
由表3可知,TA-1不同容器培育的苗木在株高方面差異不顯著,但在地徑方面差異達(dá)到顯著水平。其中,TA-1的苗木地徑最大,與TB-2、TB-3、TB-5間的差異顯著,與其他處理間差異不顯著;其次是TA-2,差異較小的是TB-2、TB-3、TB-5??傮w來看,纖維網(wǎng)袋容器的苗木優(yōu)于塑料軟盆容器的苗木。
表3 不同基質(zhì)對(duì)苗木形態(tài)指標(biāo)的影響
2.3.2 苗木生物量
由表4可知,不同基質(zhì)對(duì)苗木生物量的影響差異顯著。其中,地上鮮重TA-1最高,其次是TA-5、TA-3,地下鮮重最高的是TB-4,其平均值是14.20 g,其次是TB-3、TA-2、TA-1;地上干重最高的是TA-1,其平均值是4.33 g,地下干重最高的是TB-4,其平均值是6.40 g,其次是TB-3、TA-2。
表4 不同基質(zhì)對(duì)苗木生物量的影響
地上與地下部分的比值能夠說明苗木的水分和養(yǎng)分的收支平衡問題。纖維網(wǎng)袋容器地上比地下鮮重最大的是TA-3,平均值為1.44 g,較優(yōu)于TA-5,最小的是TA-2,平均值為0.90 g。塑料軟盆容器的地上與地下鮮重最大的是TB-5,平均值為1.30 g,最小的是TB-2,平均值為0.54 g。纖維網(wǎng)袋容器地上與地下干重最大的是TA-5,平均值為1.45 g,最小的是TA-2,平均值為0.90 g。塑料軟盆容器地上與地下干重最大的是TB-1,較優(yōu)于TB-5,平均值為1.21 g,最小的是TB-2,平均值為0.61 g。
2.4.1 葉綠素含量
從圖1可知,不同基質(zhì)間的葉綠素含量有差異。纖維網(wǎng)袋容器苗中,TA-1和TA-2的葉綠素含量較高,雖二者間差異不顯著,但均顯著高于其他處理,TA-3含量最低。塑料軟盆移栽處理的葉綠素含量最高的是TB-4,顯著高于其他處理,T1、T2含量較低,但二者間無(wú)顯著差異??傮w上看,塑料軟盆測(cè)得的野茉莉苗木的葉綠素含量高于纖維網(wǎng)袋測(cè)得的野茉莉苗木的葉綠素含量。
2.4.2Pn
從圖2可知,不同基質(zhì)間野茉莉苗的Pn差異達(dá)到顯著水平。纖維網(wǎng)袋容器苗中,Pn最高的是TA-3,高于TA-5,而TA-2最低。塑料軟盆容器中,Pn最高的是TB-4,其次是TB-1、TB-3,均高于TB-5,最低的是TB-2。
圖2 不同基質(zhì)對(duì)苗木Pn的影響
2.4.3 可溶性蛋白含量
由圖3可知,不同基質(zhì)間可溶性蛋白含量總體上有差異較大。纖維網(wǎng)袋容器苗中,TA-1、T1-3的可溶性蛋白含量較高,顯著高于其他處理,TA-4最小,可能是由于輕度的高溫脅迫導(dǎo)致植物積累的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較高的原因。TB-3可溶性蛋白含量最高,顯著高于其他處理,最小的為TB-4。總體上看,纖維網(wǎng)袋的野茉莉苗木的可溶性蛋白較低于塑料軟盆的野茉莉苗木。
圖3 不同基質(zhì)對(duì)可溶性蛋白含量的影響
2.4.4 可溶性糖含量
由圖4可知,不同基質(zhì)間可溶性糖含量有差異。纖維網(wǎng)袋容器苗中,TA-3與TA-2的可溶性糖含量較高,兩者間無(wú)顯著差異,但顯著高于其他處理,TA-5含量最低。在塑料軟盆容器中,可溶性糖含量最高的是TB-1,顯著高于其他處理;其次是TB-2、TB-3,兩者間無(wú)顯著差異,TB-2顯著高于TB-4、TB-5,最小的是TB-4??傮w上看,纖維網(wǎng)袋苗木的可溶性糖高于塑料軟盆苗木,說明植物積累的有機(jī)質(zhì)含量高,抗逆性強(qiáng)。
圖4 不同基質(zhì)對(duì)苗木可溶性糖含量的影響
2.4.5 POD、SOD含量
由圖5可知,不同基質(zhì)培育的野茉莉苗體內(nèi)的POD活力有差異。纖維網(wǎng)袋容器苗中,POD活性最高的是TA-2,與TA-1差異不顯著,但顯著高于TA-3、TA-4、TA-5,最小的是TA-3。塑料軟盆容器中,POD活性最高的是TB-4,顯著高于其他處理,其他各處理間差異不顯著,最小的是TB-3。
圖5 不同基質(zhì)對(duì)苗木體內(nèi)POD活力的影響
由圖6可知,不同基質(zhì)的野茉莉苗木體內(nèi)的SOD活力差異較大。在纖維網(wǎng)袋容器中,SOD活性最高的是TA-2,顯著高于其他處理;TA-1和TA-3含量較低,但兩者間差異不顯著。在塑料軟盆容器中,各基質(zhì)處理間SOD活性差異均不顯著。
圖6 不同基質(zhì)對(duì)苗木體內(nèi)SOD活力的影響
總體上看,纖維網(wǎng)袋的野茉莉苗木體內(nèi)的POD與塑料軟盆的差異不顯著;纖維網(wǎng)袋容器的野茉莉苗木體內(nèi)的SOD活性與塑料軟盆間有顯著差異,普遍高于塑料軟盆容器的野茉莉苗木,說明纖維網(wǎng)袋更適合野茉莉苗木的栽培。
通過對(duì)不同基質(zhì)配方處理的理化性質(zhì)的分析,以及調(diào)查不同基質(zhì)處理的野茉莉苗木的成活率、形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)可以得出,菇渣和花生殼作為栽培基質(zhì),苗木均具有較高成活率,一定程度上可替代較昂貴的泥炭進(jìn)行野茉莉容器苗的栽培,而且纖維網(wǎng)袋栽培的野茉莉苗木整體上比塑料軟盆的成活率高。從苗木的生長(zhǎng)狀況來看,菇渣和花生殼栽培的野茉莉苗木在纖維網(wǎng)袋容器中的生長(zhǎng)狀況基本與泥炭栽培的野茉莉苗木相同,同樣說明菇渣和花生殼可以替代泥炭進(jìn)行野茉莉容器苗的栽培,而且纖維網(wǎng)袋栽培的苗木整體的生長(zhǎng)狀況較塑料軟盆好。
在容器育苗基質(zhì)研究中,基質(zhì)的理化性質(zhì)一直占據(jù)著重要地位[14]。用來培育苗木較好的基質(zhì)配方要有良好的氣相、液相和固相結(jié)構(gòu),還要有較好的透氣性和保水保肥能力。本研究測(cè)定基質(zhì)的理化性狀結(jié)果顯示,花生殼、菇渣、泥炭在容重、孔隙度、pH、EC、全氮、全磷、全鉀方面均達(dá)到顯著水平,不同基質(zhì)在總孔隙度、pH等方面可以達(dá)到基本相同的效果。黃松杉等[14]研究了幾種無(wú)土栽培基質(zhì)的理化性質(zhì),得出菇渣可以作為我國(guó)發(fā)展無(wú)土栽培的一種栽培基質(zhì)。本文中運(yùn)用菇渣、花生殼進(jìn)行栽培的野茉莉苗木的生理指標(biāo)測(cè)定,也驗(yàn)證了這一結(jié)論。
從苗木的形態(tài)指標(biāo)來看,各基質(zhì)配方培育的苗木形態(tài)指標(biāo)差異不顯著,但從苗木的生理指標(biāo)來看,差異達(dá)到顯著水平。菇渣和花生殼栽培的野茉莉苗木在可溶性蛋白、可溶性糖含量和POD、SOD活性方面明顯優(yōu)于泥炭栽培的野茉莉苗木。劉藝平等[15]用纖維網(wǎng)袋和塑料袋容器栽培的大葉女貞苗木,測(cè)得的葉綠素含量和光合速率較高于塑料袋容器。本次試驗(yàn)表明,纖維網(wǎng)袋培育的野茉莉苗木的可溶性糖含量和SOD活力高于塑料軟盆容器,同樣成活率也高于塑料軟盆,且纖維網(wǎng)袋易于自行降解,所以纖維網(wǎng)袋是培育野茉莉苗木的理想栽培容器。