不同基質(zhì)配比對刨花楠幼苗生長及養(yǎng)分吸收的影響

徐永宏，盛衛(wèi)星，周振琪，王 相，王雅琪，吳小盈

(1.建德市林業(yè)總場，浙江 建德 311600； 2.建德市林業(yè)局，浙江 建德 311600；3.建德市大洋鎮(zhèn)林業(yè)站，浙江 建德 311600； 4.建德市楊村橋鎮(zhèn)林業(yè)站，浙江 建德 311600)

刨花楠(Machiluspauho)是樟科(Lauraceae)潤楠屬常綠喬木樹種，主要分布在廣東、廣西、江西、福建和浙江等地，是我國亞熱帶常綠闊葉林的重要建群樹種[1]。其干形通直圓滿，出材率高而樹皮率低[2]，是培育大徑材的理想樹種[3]；刨花楠樹冠濃郁，枝繁葉茂，嫩葉紅色，是優(yōu)良的庭院觀賞和園林綠化樹種[4]；樹皮含果膠糖、木糖、葡萄糖，具有較高的醫(yī)療作用與保健功能[5]?，F(xiàn)有研究表明，邊采邊播有利于刨花楠種子的萌發(fā)，發(fā)芽率可達(dá)75%[6]；中杯(10 cm×10 cm)是較理想的容器育苗規(guī)格[7]；施肥可以促進(jìn)幼苗的生長，以N∶P介于10與12之間為佳[8-9]，氮肥的施用可增加葉片氮含量[10]；充足的水分是保證幼苗生長的關(guān)鍵[11]；陰坡更加有利于刨花楠的生長[12]。

育苗基質(zhì)為植物生長提供肥、氣以及穩(wěn)固植株，決定著苗木能否培育成功及苗木質(zhì)量，一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的重點。前人對北美紅杉[13]、香椿[14]、栓皮櫟[15]、楨楠[16]等研究表明，不同樹種容器苗生長的最佳基質(zhì)配比差異較大。本文以刨花楠1年生苗為研究對象，設(shè)置5種不同比例的泥炭、鋸末和黃心土的基質(zhì)配方，采用盆栽方法，研究不同基質(zhì)質(zhì)量配比對幼苗株高、地徑及生物量的生長和氮磷鉀等養(yǎng)分吸收的影響，旨在篩選出適合刨花楠容器苗培育的基質(zhì)質(zhì)量配比，為優(yōu)質(zhì)苗木培育提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設(shè)在浙江省建德市新安江林場朱家埠林區(qū)珍貴樹種溫室大棚(29°29′N，119°16′E)，屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均溫度16.9 ℃，最熱月(7月)平均溫度29.2 ℃， 最冷月(1月)平均溫度4.7 ℃。年均日照時數(shù)1 940 h，年均無霜期254 d。年均降雨量1 504 mm，空氣相對濕度82%。苗木生長期間溫室大棚中的氣溫23—33 ℃，空氣濕度60%—75%。

1.2 試驗材料與基質(zhì)配比

試驗用苗為刨花楠的1年生容器幼苗，苗高(29.31±3.02) cm，地徑為(0.36±0.03) cm。

2018年3月1日采用23 cm×24 cm×28 cm (底徑×上口徑×高) 的花盆，每盆栽植苗木1株，不同基質(zhì)按表1所示的質(zhì)量比混合均勻后用于移栽，每盆基質(zhì)均為10 L。泥炭、鋸末和黃心土取材或來源一致。采用隨機(jī)試驗，每個處理種植苗木10株，重復(fù)3次。置于溫室大棚中進(jìn)行水分、施肥等日常管理，所有育苗措施均一致。

表1 不同基質(zhì)的質(zhì)量配比

不同處理按一定基質(zhì)配比完成后，均取樣1 kg，采用魯如坤主編的《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析法》開展基本理化性質(zhì)分析，結(jié)果如表2所示。

表2 不同基質(zhì)的基本理化性質(zhì)

1.3 樣品采集與分析

1.3.1 苗木測量與采樣 2018年11月30日對所有處理的苗木進(jìn)行調(diào)查，用鋼卷尺分別測定幼苗株高，用游標(biāo)卡尺測量地徑。然后選擇不同處理的標(biāo)準(zhǔn)株4株，采用全收獲法，分別將葉片、枝干和根系分離并洗凈，分別置于烘箱中殺青30 min(105 ℃)，而后將溫度調(diào)至70 ℃，烘干至恒質(zhì)量，測定不同器官生物量。烘干后的植物樣品經(jīng)粉碎后，過0.149 mm篩，待用。

1.3.2 測定方法 用元素分析儀法測定植物樣品氮含量；植物樣品經(jīng)H2SO4-H2O2消煮后，以火焰光度計法測定鉀含量，以鉬藍(lán)比色-分光光度法測定磷含量[17]。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理 總生物量 (g/株) =根生物量+莖生物量+葉生物量。不同養(yǎng)分積累量(mg/株) =葉片/枝干/根系不同養(yǎng)分含量×相應(yīng)器官生物量。

整株養(yǎng)分積累量(mg/株)= 葉片養(yǎng)分積累量+枝干養(yǎng)分積累量+根系養(yǎng)分積累量

采用Excel 2010對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。采用單因素和Duncan法進(jìn)行方差分析和多重比較(α=0.05)，利用Excel 2010作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)配比對刨花楠幼苗生長及養(yǎng)分積累的影響

2.1.1 不同基質(zhì)配比對幼苗株高和地徑生長的影響 從圖1可知，刨花楠株高(cm)在不同基質(zhì)中的排序為A2(99.6)>A3(92.0)>A1(90.2)>A4(88.6)>A5(76.6)，其中A2基質(zhì)培育的刨花楠幼苗株高顯著高于A5(P<0.05)，高出30.1%。刨花楠苗木地徑介于0.76—0.99 cm(如圖2)，不同混合基質(zhì)間沒有顯著性差異(P>0.05)。刨花楠苗木高徑比介于100.8—110.2，在不同混合基質(zhì)間沒有顯著差異(P>0.05)(如圖3)。

注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。圖1 不同基質(zhì)培育的刨花楠幼苗株高

注：相同小寫字母表示差異不顯著(P>0.05)。圖2 不同基質(zhì)培育的刨花楠幼苗地徑

注：相同小寫字母表示差異不顯著(P>0.05)。圖3 不同基質(zhì)對刨花楠高徑比的影響

2.1.2 不同基質(zhì)配比對幼苗生物量的影響 從表3可知，刨花楠不同器官平均生物量(g/株)大小表現(xiàn)為根系(31.40)>枝干(29.22)>葉片(17.78)。刨花楠葉片、枝干、根系、總生物量分別介于13.86—22.73，24.82—34.72，25.58—39.82，65.23—97.27 g/株之間。A2基質(zhì)培育的刨花楠葉片生物量、根系生物量和總生物量顯著高于A1，A4，A5(P<0.05)，枝干生物量顯著高于A1，A5(P<0.05)，另外A3基質(zhì)培育的刨花楠枝干、根系生物量也顯著高于A1，A5(P<0.05)。刨花楠苗木根冠比介于0.59—0.72，不同基質(zhì)配比間沒有顯著性差異(P>0.05)。

表3 不同基質(zhì)配比對刨花楠生物量的影響

2.2 不同基質(zhì)配比對幼苗養(yǎng)分吸收的影響

2.2.1 對幼苗不同器官氮、磷、鉀含量的影響 從表4可知，刨花楠不同器官營養(yǎng)元素平均含量(g/kg)大小排序：氮為葉片(25.46)>枝干(25.18)>根系(12.77)，磷為根系(1.60)>枝干(1.06)>葉片(0.84)，鉀為根系(11.64)>葉片(7.22)>枝干(4.43)。3種營養(yǎng)元素含量總體表現(xiàn)為氮>鉀>磷。

表4 不同基質(zhì)配比對刨花楠幼苗不同器官內(nèi)氮、磷、鉀含量的影響 g/kg

氮、磷、鉀含量在葉片、枝干和根系中具有相對穩(wěn)定性，不同基質(zhì)培育的刨花楠相同器官內(nèi)同一元素的含量(g/kg)之間沒有顯著性差異。葉片氮、磷、鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為23.54—27.10，0.70—0.97，5.74—8.20 g/kg，枝干氮、磷、鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為23.45—27.61，0.87—1.31，3.28—4.90 g/kg，根系氮、磷、鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為10.91—14.37，1.22—2.03，10.76—12.57 g/kg。

2.2.2 不同基質(zhì)配比對幼苗氮吸收的影響 如圖4所示，刨花楠幼苗葉片、枝干和全株氮積累量分別為375.6—535.1，633.0—958.6，1 287.7—1 999.0 mg/株，大小排序均為A2 > A3 > A4 > A1 > A5。葉片氮積累量表現(xiàn)為A2顯著高于A1，A5(P<0.05)，枝干氮積累量表現(xiàn)為A2顯著高于其他處理(P<0.05)，全株氮積累量表現(xiàn)為A2顯著高于A1，A4，A5(P<0.05)。根系氮積累量為279.1—525.4 mg/株，大小排序為A3 > A2 > A1> A4 > A5，其中A3氮積累量顯著高于A1，A4，A5(P<0.05)。

注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。圖4 不同基質(zhì)配比對刨花楠幼苗氮積累的影響

2.2.3 不同基質(zhì)配比對幼苗磷吸收的影響 如圖5所示，刨花楠幼苗葉片磷積累量為9.6—19.6 mg/株，大小排序均為A2 > A3 > A1 >A4>A5，其中A2顯著高于A1，A4，A5(P<0.05)；枝干磷積累量為22.4—41.1 mg/株，大小排序為A3 > A2 > A4 > A1 > A5，其中枝干磷積累量表現(xiàn)為A3基質(zhì)顯著高于A1，A4，A5(P<0.05)；根系磷積累量為31.3—66.5 mg/株，大小排序為A2 > A3> A1 > A4 > A5，其中A2，A3顯著高于A4，A5(P<0.05)。全株磷積累量為63.5—123.3 mg/株，大小排序為A3 > A2 > A1 > A4 > A5，其中A2，A3顯著高于其他處理(P<0.05)。

注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。圖5 不同基質(zhì)配比對刨花楠幼苗磷積累的影響

2.2.4 不同基質(zhì)配比對幼苗鉀吸收的影響 如圖6所示，刨花楠幼苗葉片、枝干、全株鉀積累量分別為90.7—175.2，81.4—167.5，520.6—825.9 mg/株，大小排序均為A2 > A3 >A4 > A5 > A1，其中葉片鉀積累量表現(xiàn)為A2顯著高于其他處理(P<0.05)，枝干鉀積累表現(xiàn)為A2，A3顯著高于A1，A4(P<0.05)，全株鉀積累量表現(xiàn)為A2顯著高于A1，A4，A5(P<0.05)；根系鉀積累量為293.8—483.3 mg/株，大小排序為A2 > A3 > A1 > A5 > A4，其中A2顯著高于A1，A4，A5(P<0.05)。

注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。圖6 不同基質(zhì)配比對刨花楠幼苗鉀積累的影響

2.2.5 不同基質(zhì)配比對幼苗氮、磷、鉀分配的影響 刨花楠幼苗地上部生物量,氮、磷、鉀積累量占全株的比率分別為58.2%—63.0%，70.2%—78.3%，43.7%—54.7%，33.1%—47.0%，不同處理間沒有顯著性差異(P>0.05)；3種營養(yǎng)元素地上部所占比率平均值大小為氮(74.8%)>磷(41.4%)>鉀(38.2%)(如圖7)。

圖7 不同基質(zhì)配比的刨花楠生物量及氮、磷、鉀的分配

2.3 灰色關(guān)聯(lián)度法評價不同基質(zhì)配比

由灰色系統(tǒng)理論與應(yīng)用的配套建模軟件計算得出6個指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度系數(shù)值，如表5所示。從表5可知，培育刨花楠幼苗適宜基質(zhì)的排序為A2>A3>A1>A4>A5，即刨花楠幼苗培育的最佳基質(zhì)為A2(60%黃心土+20%鋸末+20%泥炭)。

表5 不同基質(zhì)配比對苗木生長的關(guān)聯(lián)度

3 討論與結(jié)論

3.1 不同基質(zhì)配比與幼苗苗高、地徑和生物量的關(guān)系

育苗基質(zhì)是苗木生長發(fā)育的關(guān)鍵載體，不同的基質(zhì)配比對苗木的生長和質(zhì)量產(chǎn)生顯著影響[18-20]。在基質(zhì)選配時需要考慮樹種的適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性[21]。鋸末為微營養(yǎng)基質(zhì)，黃心土為中營養(yǎng)基質(zhì)，泥炭為富營養(yǎng)基質(zhì)。3種原料的不同組合和比例決定了育苗基質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)，顯著影響著苗木的生長[22]。苗木的株高、地徑和生物量是比較容易測量的苗木形態(tài)指標(biāo)[23]，可以直接反映珍貴樹種的苗木質(zhì)量，是重要的形態(tài)學(xué)指標(biāo)[24]，在一定程度上可以預(yù)測造林效果。不同樹種由于生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、生長特性的不同，苗木生長對基質(zhì)的要求和配方也存在較大的差異，苗木株高、地徑、生物量等形態(tài)學(xué)指標(biāo)對不同的基質(zhì)配比會產(chǎn)生明確的響應(yīng)，本研究表明，刨花楠容器苗株高生長以A2(60%黃心土+20%鋸末+20%泥炭的混合基質(zhì))為最優(yōu)，顯著高于單純黃心土栽培苗木高生長的30.1%(P<0.05)。高生物量的苗木在造林后，與雜草競爭的優(yōu)勢更加明顯[25]。不同基質(zhì)配比對苗木生物量的影響與苗木株高、地徑的表現(xiàn)規(guī)律一致，即刨花楠葉片、枝干、根系和總生物量均以60%黃心土+20%鋸末+20%泥炭的混合基質(zhì)為最高，其中總生物量顯著高于其他配比的混合基質(zhì)(P<0.05)。刨花楠幼苗株高、地徑、生物量均以A2為最優(yōu)，基質(zhì)配方中的泥炭比例低于余士香等認(rèn)為的最佳配方[9]，這可能與混合基質(zhì)中的其他2種材料不同有關(guān)。在株高、地徑、生物量等方面在A1，A5基質(zhì)配方中的表現(xiàn)最差，主要原因是基質(zhì)配比中的黃心土比例過高(黃心土占比80%，100%)，造成基質(zhì)過于粘重、孔隙度小、透氣性差，不利于刨花楠的生長。而A4基質(zhì)(20%黃心土+40%泥炭+40%鋸末)培育的幼苗生長情況也表現(xiàn)一般，主要原因是泥炭和鋸末所占比例過高(占80%)，而黃心土占比過小(20%)，其飽和持水率大、容重小(僅0.34 g/cm3)，植物根團(tuán)不容易形成，影響植物根系的生長、對幼苗的生長發(fā)育產(chǎn)生明顯的抑制作用[26-27]。

3.2 不同基質(zhì)配比與幼苗養(yǎng)分吸收、積累與分配的關(guān)系

幼苗植株體內(nèi)氮、磷、鉀吸收和積累量對幼苗造林后期起著關(guān)鍵作用。在造林初期，苗木是否能存活及生長的好壞與植株體內(nèi)貯藏的氮、磷、鉀多少有關(guān)。新移栽的幼苗根系緩慢生長，很難從土壤中獲取氮、磷、鉀等養(yǎng)分，其生長主要依靠植株體內(nèi)貯存的氮、磷、鉀等養(yǎng)分的再分配與轉(zhuǎn)移。造林成活后，幼苗新抽的芽、根系等不同器官中的氮素有40%—60%來源于原有苗木體內(nèi)氮的轉(zhuǎn)移和再分配[25]。因此幼苗體內(nèi)高含量的氮、磷、鉀可以顯著增強(qiáng)苗木的生長和抗逆性。植株不同器官氮、磷、鉀含量的變化可反映不同育苗基質(zhì)的優(yōu)劣，植株體內(nèi)養(yǎng)分積累量的多少不僅決定于生物量，而且也取決于不同器官氮、磷、鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)。本研究發(fā)現(xiàn)，刨花楠全株氮、鉀積累量以A2基質(zhì)為佳，積累量分別為1 999.0，825.9 mg/株；而磷積累量以A3基質(zhì)(40%黃心土+30%泥炭+30%鋸末)為最大，其值為123.3 mg/株。有利于苗木株高、地徑生長的基質(zhì)配方，也有利于氮、磷、鉀等養(yǎng)分的積累。這與劉歡等[28]、肖遙等[29]、李峰卿等[30]表明的苗木株高、地徑、生物量與植株體內(nèi)氮、磷等養(yǎng)分承載量有顯著性相關(guān)的研究結(jié)果相似。

3.3 結(jié)論

以株高衡量，刨花楠容器苗的最佳基質(zhì)為A2，其葉片、枝干、根系和總生物量均為最高。全株氮、鉀吸收量以A2基質(zhì)為多，而磷吸收量以A3基質(zhì)為最大?；疑P(guān)聯(lián)度法評價表明，A2基質(zhì)是刨花楠容器苗生長的最優(yōu)基質(zhì)。