薄殼山核桃容器育苗基質(zhì)配方篩選

，，

（1.黃岡師范學院 a.經(jīng)濟林木種質(zhì)改良與資源綜合利用湖北省重點實驗室；b.大別山特色資源開發(fā)湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 黃岡 438000；2.湖北省林業(yè)科學研究院，湖北 武漢 430075）

薄殼山核桃Carya illinoensis為隸屬于胡桃科Juglandaceae山核桃屬Carya的一種高大落葉喬木，又名美國山核桃、長山核桃，是世界著名的干果油料樹種之一。原產(chǎn)于北美東部和墨西哥北部，目前中國的引種栽培地主要集中在蘇、浙、滇、陜、皖、贛、豫、湘等地區(qū)[1]。薄殼山核桃種仁含油率達70%以上，是社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益明顯的優(yōu)良經(jīng)濟樹種，具有廣闊的國內(nèi)和國際市場[2]。

隨著薄殼山核桃產(chǎn)業(yè)的日漸發(fā)展壯大，苗木需求數(shù)量增加，對苗木質(zhì)量的要求也更加嚴格。目前，各地以培育裸根苗為主。與裸根苗相比，容器苗有更多優(yōu)勢，例如：苗木須根系發(fā)達，起苗移栽時根系損傷少，定植后緩苗期短，栽植不受季節(jié)限制，勞動力和土地成本低等[3-5]。因此，培育優(yōu)質(zhì)容器苗成為薄殼山核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要保障。育苗基質(zhì)是苗木營養(yǎng)的主要來源，影響著容器育苗的成活率和苗木質(zhì)量，是容器育苗技術(shù)的關(guān)鍵因素[6-7]。近年來，為縮短薄殼山核桃育苗周期，有較多圍繞育苗技術(shù)和手段的相關(guān)研究報道。黃建建等[8]以草炭土、黃心土、鋸末、雞糞的混合物（體積比6∶2∶1.5∶0.5）為基質(zhì)，培育的薄殼山核桃容器苗的高度和地徑顯著高于以黃心土和有機肥為基質(zhì)的對照處理；常君等[9]以薄殼山核桃播種苗為材料，篩選出40%泥炭+40%珍珠巖+20%蛭石的基質(zhì)配方，培育出健壯且根系發(fā)達的容器苗；曹凡等[10]篩選出用于不同品種薄殼山核桃種胚組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基和最佳植物生長調(diào)節(jié)劑；薛婷婷等[11]對薄殼山核桃育苗過程中種子萌發(fā)適宜溫度等因素進行了探索。前述研究報道中對苗木高度和地徑的討論較多，關(guān)于苗木各部分生物量和根系性狀的研究鮮見報道。本試驗中主要探討了不同基質(zhì)配方對薄殼山核桃容器苗成活、生長、生物量和根系性狀的影響，以期篩選出適宜薄殼山核桃苗木生長的基質(zhì)配比，為薄殼山核桃工廠化育苗提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于武漢九峰試驗林場（114°29′E、31°22′N）。該地區(qū)處北亞熱帶氣候區(qū)域，屬亞熱帶大陸季風性濕潤氣候，年日照2 058.4 h，年平均氣溫16.7 ℃，極端最高氣溫41 ℃，極端最低氣溫-17.6 ℃，年平均降水量1 200 ～1 400 mm，無霜期239 d。該地區(qū)地貌起伏，海拔51 ～202 m。母巖多為砂巖，存在零星的石灰?guī)r。土壤以紅黃壤為主，土層厚度80 cm，pH 為5.3 ～6.5，土壤全氮（N）含量約為0.1%，全磷（P）含量5%～6%，全鉀（K）含量1.0%～2.5%，有機質(zhì)含量1%～5%。

1.2 試驗材料

在2019年4月上旬，選取薄殼山核桃‘波尼’品種充分成熟且大小基本一致的種子，進行清水浸泡、消毒殺菌和沙床催芽處理。5月上旬待大部分幼苗長至約15 cm 時，選取高度和徑粗一致的幼苗作為試驗對象?；|(zhì)材料為泥炭土、珍珠巖、黃心土和復合肥，無紡布容器袋口徑19 cm、高25 cm。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設(shè)計

采用隨機區(qū)組試驗設(shè)計，共設(shè)6種基質(zhì)配方（表1）。將各基質(zhì)材料按照表1中的比例和施用量混合均勻，裝填到無紡布容器袋中，距容器袋上邊沿2 cm 為宜。每配方6 袋，3 次重復，共計108個容器袋。將薄殼山核桃幼苗移栽至裝填好基質(zhì)的無紡布容器袋中，每袋栽1 株幼苗，移栽后將基質(zhì)澆透水。在自動遮陰網(wǎng)透明大棚中進行試驗，無紡布容器袋按基質(zhì)配方分別整齊擺放在大棚地面。試驗期間按常規(guī)方法進行除草、病蟲害防治和澆水等管理，均不再施肥。

表1 薄殼山核桃容器育苗基質(zhì)配方Table 1 The substrate formulas of C.illinoensis container seedling

1.3.2 指標調(diào)查

當年12月，調(diào)查各基質(zhì)配方處理中苗木成活植株數(shù)量，計算成活率，使用卷尺測量苗高，使用游標卡尺測量地徑。在各處理的每重復中隨機選取3 株苗木，將植株緩慢倒出容器袋，輕輕抖落基質(zhì)，盡量不損傷根系，用清水輕輕沖洗干凈后，用吸水紙吸干植株表面水分，立即測定植株地上部和地下部的鮮質(zhì)量，計算根冠比（地下部和地上部鮮質(zhì)量的比值[12]）。然后用掃描儀掃描地下部分，并用托普根系分析系統(tǒng)軟件測定根長、根表面積、根體積和根直徑。將地上部分和地下部分在80 ℃條件下烘干至恒質(zhì)量，分別測定地上部和地下部的干質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 薄殼山核桃容器苗的成活和性狀指標

2.1.1 不同基質(zhì)配方對苗木成活的影響

不同基質(zhì)配方處理中薄殼山核桃苗的成活率及其方差分析和多重比較結(jié)果見表2。

表2 不同基質(zhì)配方處理中薄殼山核桃苗的成活率?Table 2 The survival rate of C.illinoensis seedlings of different substrate formulas

由表2可知，不同基質(zhì)配方對苗木成活率的影響存在顯著差異（P＜0.05）。其中，配方1、配方4 和配方6 基質(zhì)處理中苗木成活率較高，達到94.44%～100.00%；配方5 基質(zhì)處理中苗木成活率較低，僅為55.56%，與配方1 基質(zhì)處理的最大成活率相差44.44 百分點。多重比較結(jié)果表明，配方1、配方3、配方4 和配方6 基質(zhì)處理間苗木成活率的差異不顯著，且均與配方5 基質(zhì)處理的苗木成活率的差異顯著。

2.1.2 不同基質(zhì)配方對苗木生長的影響

不同基質(zhì)配方處理中薄殼山核桃苗的株高和地徑及其方差分析和多重比較結(jié)果見表3。由表3可知，不同基質(zhì)配方對株高和地徑的影響存在顯著差異（P＜0.05）。其中，配方6、配方1 和配方4基質(zhì)處理中株高較大，達到17.14 ～21.21 cm；配方5 基質(zhì)處理中株高較小，僅為13.26 cm，與配方6 基質(zhì)處理的最大株高相差4.84 cm。多重比較結(jié)果表明，配方1、配方4、配方6 基質(zhì)處理間株高的差異不顯著，配方6 與配方2、配方3、配方5 基質(zhì)處理間株高的差異顯著。配方6、配方1 和配方3基質(zhì)處理中苗木地徑較大，達到4.46 ～5.35 mm；配方5 基質(zhì)處理中苗木地徑較小，僅為3.63 mm，與配方6 基質(zhì)處理的最大苗木地徑相差1.72 mm。多重比較結(jié)果表明，配方6、配方1 和配方3 兩兩處理間苗木地徑的差異不顯著，配方6 與配方2、配方4、配方5 基質(zhì)處理間苗木地徑的差異顯著。

表3 不同基質(zhì)配方處理中薄殼山核桃苗的株高和地徑Table 3 The height and ground diameter of C.illinoensis seedlings of different substrate formulas

2.1.3 不同基質(zhì)配方對苗木生物量的影響

不同基質(zhì)配方處理中薄殼山核桃苗的各生物量指標及其方差分析和多重比較結(jié)果見表4。由表4可知，不同基質(zhì)配方對苗木地上部鮮質(zhì)量（P＜0.05）、地下部鮮質(zhì)量（P＜0.01）、地上部干質(zhì)量（P＜0.01）、地下部干質(zhì)量（P＜0.01）和根冠比（P＜0.05）的影響存在顯著或極顯著差異。

表4 不同基質(zhì)配方處理中薄殼山核桃苗的各生物量指標Table 4 The biomass indicators of C.illinoensis seedlings of different substrate formulas

配方6 基質(zhì)處理中地上部鮮質(zhì)量較大，達到2.57 g；配方2 基質(zhì)處理中地上部鮮質(zhì)量較小，僅為0.96 g，與前者相差1.61 g。多重比較結(jié)果表明，配方6 與其他配方基質(zhì)處理間差異顯著，其他配方基質(zhì)處理間差異均不顯著。配方6 和配方1 基質(zhì)處理中地下部鮮質(zhì)量較大，達到16.79 ～21.65 g；配方5 基質(zhì)處理中地下部鮮質(zhì)量較小，僅為5.92 g，與配方6 基質(zhì)處理的最大地下部鮮質(zhì)量相差15.73 g。多重比較結(jié)果表明，配方6 與配方1 基質(zhì)處理的地下部鮮質(zhì)量的差異不顯著，配方6 與其他配方基質(zhì)處理間差異顯著。

配方6 和配方1 基質(zhì)處理中地上部干質(zhì)量較大，達到1.35 ～1.76 g；配方6 基質(zhì)處理中地上部干質(zhì)量較小，僅為0.46 g，與配方6 基質(zhì)處理的最大地上部干質(zhì)量相差1.30 g。多重比較結(jié)果表明，配方6 和配方1 基質(zhì)處理中地上部干質(zhì)量的差異不顯著，配方6 與其他基質(zhì)處理間差異顯著，配方1 僅與配方5 基質(zhì)處理間差異顯著。配方6 和配方1 基質(zhì)處理中地下部干質(zhì)量較大，達到9.54 ～12.17 g；配方5 基質(zhì)處理中地下部干質(zhì)量較小，僅為3.28 g，與配方6 基質(zhì)處理的最大地下部干質(zhì)量相差8.89 g。多重比較結(jié)果表明，配方6 和配方1 基質(zhì)處理間地下部干質(zhì)量的差異不顯著，配方6 與其他基質(zhì)處理間差異顯著，配方1與配方2、配方4、配方5 基質(zhì)處理間差異顯著。

配方3 和配方1 基質(zhì)處理中根冠比較大，達到8.35 ～9.75；配方4 基質(zhì)處理中根冠比較小，僅為4.55，與配方3 基質(zhì)處理的最大根冠比相差5.20。多重比較結(jié)果表明，配方3 和配方1 基質(zhì)處理間根冠比的差異不顯著，配方3 與其他基質(zhì)處理間差異顯著，配方1 與配方2、配方4 基質(zhì)處理間差異顯著。

2.1.4 不同基質(zhì)配方對苗木根系的影響

不同基質(zhì)配方處理中薄殼山核桃苗根系的各生長指標及其方差分析和多重比較結(jié)果見表5。由表5可知，不同基質(zhì)配方對苗木根長（P＜0.05）、根表面積（P＜0.01）、根體積（P＜0.05）的影響存在顯著差異。

表5 不同基質(zhì)配方處理中薄殼山核桃苗的各根系指標Table 5 The root indicators of C.illinoensis seedlings of different substrate formulas

配方6 和配方1 基質(zhì)處理中根長較大，達到837.89 ～963.67 cm；配方5 基質(zhì)處理中根長較小，僅為243.44 cm，與配方6 基質(zhì)處理的最大根長相差720.23 cm。多重比較結(jié)果表明，配方6 和配方1 基質(zhì)處理間根長的差異不顯著，配方6 與其他配方基質(zhì)處理間差異顯著，配方1 僅與配方5基質(zhì)處理間差異顯著。

配方6、配方1 和配方2 基質(zhì)處理中根表面積較大，達到301.56 ～391.67 cm2；配方5 基質(zhì)處理中根表面積較小，僅為116.00 cm2，與配方6 基質(zhì)處理的最大根表面積相差275.67 cm2。多重比較結(jié)果表明，配方6、配方1 和配方2 兩兩基質(zhì)處理間根表面積的差異不顯著，且均與配方5 基質(zhì)處理間差異顯著，配方6 還與配方3、配方4 基質(zhì)處理間差異顯著。

配方6、配方1、配方2、配方3、配方4 基質(zhì)處理中根體積較大，達到27.78 ～42.67 cm3；配方5 基質(zhì)處理中根體積較小，僅為8.78 cm3，與配方6 基質(zhì)處理的最大根體積相差33.89 cm3。多重比較結(jié)果表明，配方6、配方1、配方2、配方3 和配方4 兩兩基質(zhì)處理間根體積的差異不顯著，且均與配方5 基質(zhì)處理間差異顯著。

不同配方對苗木根直徑的影響無顯著差異（P＞0.05）。配 方5、配 方1、配 方2 和 配方6 基質(zhì)處理中根直徑相對較大，達到11.62 ～13.29 mm；配方3 基質(zhì)處理中根直徑相對較小，為10.08 mm。

2.2 薄殼山核桃容器苗性狀指標的相關(guān)性分析

薄殼山核桃1年生實生容器苗各生長指標間的相關(guān)系數(shù)見表6。由表6可知，薄殼山核桃容器苗的株高、地徑、地上部鮮質(zhì)量、地下部鮮質(zhì)量、地上部干質(zhì)量、地下部干質(zhì)量、根冠比、根長、根表面積和根體積各性狀指標間存在一定的相關(guān)性。其中，株高與地上部鮮質(zhì)量（R=0.891**）、地下部鮮質(zhì)量（R=0.685**）、地上部干質(zhì)量（R=0.875**）、地徑（R=0.390**）、根長（R=0.503**）、根表面積（R=0.492**）、根體積（R=0.483**）存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系，與根直徑（R=0.271*）存在顯著的正相關(guān)關(guān)系；地徑與地上部鮮質(zhì)量（R=0.632**）、地上部干質(zhì)量（R=0.592**）、地下部鮮質(zhì)量（R=0.523**）、地下部干質(zhì)量（R=0.516**）、根長（R=0.501**）、根表面積（R=0.348**）存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系，與根體積（R=0.317*）存在顯著的正相關(guān)關(guān)系；根長與根表面積（R=0.578**）、根體積（R=0.418**）存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系。

表6 薄殼山核桃容器苗各生長指標間的相關(guān)系數(shù)Table 6 Correlation coefficient of growth indicators of C.illinoensis container seedling

2.3 薄殼山核桃容器苗性狀指標的回歸分析

2.3.1 株高與其他性狀指標的回歸分析

對株高與地徑、地上部鮮質(zhì)量、地上部干質(zhì)量、地下部鮮質(zhì)量、地下部干質(zhì)量、根冠比、根長、根體積、根表面積進行多元線性回歸分析，擬合方程的回歸系數(shù)見表7。由表7可知，以株高為因變量，以地上部鮮質(zhì)量、地徑和地上部干質(zhì)量為自變量建立的回歸擬合方程的確定系數(shù)（R2）為0.866 3。通過方差分析可知，3 個自變量對因變量的影響存在極顯著差異（P＜0.01），表明該回歸方程具有統(tǒng)計學意義，且各回歸系數(shù)間均存在極顯著差異（P＜0.01）。因此，株高與地上部鮮質(zhì)量、地徑和地上部干質(zhì)量具有極顯著線性關(guān)系，其回歸擬合方程為

其中：Y為株高，X1為地上部鮮質(zhì)量，X2為地徑，X3為地上部干質(zhì)量。

2.3.2 地徑與其他性狀指標的回歸分析

對苗木地徑與株高、地上部鮮質(zhì)量、地上部干質(zhì)量、地下部鮮質(zhì)量、地下部干質(zhì)量、根冠比、根長、根體積、根表面積進行多元線性回歸分析，擬合方程的回歸系數(shù)見表8。由表8可知，以苗木地徑為因變量，以地上部鮮質(zhì)量、株高、根直徑和根表面積為自變量建立的回歸擬合方差的確定系數(shù)為0.627 1。通過方差分析可知，4 個自變量對因變量的影響存在極顯著差異（P＜0.01），表明該回歸方程具有統(tǒng)計學意義，且各回歸系數(shù)間均存在顯著或極顯著差異。因此，苗木地徑與地上部鮮質(zhì)量、株高、根直徑、根表面積具有極顯著線性關(guān)系，其回歸擬合方程為

其中：Y為地徑，X1為地上鮮質(zhì)量，X2為株高，X3為根直徑，X4為根表面積。

表7 薄殼山核桃容器苗株高與其他性狀指標回歸擬合方程的系數(shù)及其方差檢驗結(jié)果Table 7 ANOVA analysis and coefficient of regression fitting equation of C.illinoensis seedlings height and other growth indexes

表8 薄殼山核桃容器苗地徑與其他生長指標回歸擬合方程的系數(shù)及其方差檢驗結(jié)果Table 8 ANOVA analysis and coefficient of regression fitting equation of C.illinoensis seedlings ground diameter and other growth indexes

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，配方6（泥炭土、珍珠巖、黃心土體積比3∶3∶2）和配方1（泥炭土、珍珠巖、黃心土體積比1∶1∶1）為用來培育薄殼山核桃容器苗的最佳基質(zhì)配方，使用該基質(zhì)配方可培育出優(yōu)質(zhì)壯苗，苗高達18.10 cm 以上，地徑達4.53 mm以上。1年生薄殼山核桃容器實生苗的株高、地徑、地上部鮮質(zhì)量、地下部鮮質(zhì)量、地上部干質(zhì)量、地下部干質(zhì)量、根冠比、根長、根表面積和根體積等性狀指標間存在一定的相關(guān)關(guān)系。株高與地上部鮮質(zhì)量、地徑和地上部干質(zhì)量有極顯著線性關(guān)系，其回歸擬合方程為Y=13.447 4+4.247 9X1-1.571 5X2+3.301 8X3；苗木地徑與地上部鮮質(zhì)量、株高、根直徑、根表面積也有極顯著線性關(guān)系，其回歸擬合方程為Y=5.659 3+1.382 8X1-0.148 2X2-0.108 0X3+0.000 1X4。這2 個回歸擬合方程能較好地反映因變量與自變量間的相互關(guān)系，有助于了解株高和地徑與其他性狀指標間的關(guān)系。

薄殼山核桃為高大喬木，具有深根且不易產(chǎn)生側(cè)根的特點。其苗木細弱，質(zhì)量差，不適宜長距離運輸，尤其是其緩苗期較長，嚴重影響移栽成活。目前，薄殼山核桃育苗生產(chǎn)中，多采用大田育苗模式，出圃時間長，苗木側(cè)根少，極大影響了造林效果和產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展[13-14]。容器育苗可減少起苗用工，降低移栽過程中根系的損失，提高成活率，且所培育苗木可在任意生長季節(jié)運輸種植，因此該技術(shù)已成為育苗技術(shù)研究與推廣的熱點[15]?；|(zhì)是作物生長的介質(zhì)，為容器育苗的關(guān)鍵因素之一[16]?；|(zhì)為作物生長提供水、氣、肥，苗木質(zhì)量與基質(zhì)的理化性質(zhì)有著密切的關(guān)系[17-18]。黃建建等[8]開展了薄殼山核桃容器苗基質(zhì)篩選研究，結(jié)果表明各基質(zhì)配方對薄殼山核桃的株高、地徑、莖干質(zhì)量、葉片質(zhì)量等影響顯著。常君等[9]的研究結(jié)果也表明，不同類型的基質(zhì)對薄殼山核桃苗木地徑有一定影響。上述試驗中所使用基質(zhì)材料雖然不同，但研究結(jié)果均表明不同基質(zhì)配方對苗木成活和生長存在顯著影響，與本研究結(jié)果相同。本試驗結(jié)果表明，配方6 和配方1基質(zhì)處理能顯著提高苗木成活率、株高、地徑和地上部及地下部的生物量。

在容器苗培育過程中，基質(zhì)的理化性質(zhì)是影響根系生長的重要因素之一，各種基質(zhì)材料相互作用，共同影響著苗木根系的生長和構(gòu)型[19]。常君等[9]的研究結(jié)果表明，不同類型的基質(zhì)對薄殼山核桃苗木根系的長度、表面積和體積等指標的影響較大。本研究結(jié)果表明，各配方基質(zhì)處理對薄殼山核桃苗木根長、根表面積和根體積等指標的影響存在顯著差異，以配方6 和配方1 基質(zhì)處理的影響較大，苗木根長、根表面積和根體積分別超過837.89 cm、342.56 cm2和34.44 cm3。

本研究中所采用基質(zhì)配方較為單一，試驗周期短，苗木生長指標不太理想，為獲得高質(zhì)量的苗木，在進一步的研究中擬在基質(zhì)中添加養(yǎng)分并延長苗木生長的觀察期。