不同基質(zhì)配比對(duì)黃竹容器苗生長(zhǎng)的影響

浦 嬋 董文淵 張孟楠 劉 培

(1 大關(guān)縣林業(yè)和草原局 云南昭通 657400;2 西南林業(yè)大學(xué)筇竹研究院 云南昆明 650224；3 西南林業(yè)大學(xué)林學(xué)院 云南昆明 650224)

黃竹(Dendrocalamusmembranaceus)為竹亞科牡竹屬植物，是我國(guó)境內(nèi)天然分布面積最大的大型叢生竹類，具有極其重要的生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1]。黃竹天然分布于我國(guó)滇南、滇西以及緬甸、老撾、泰國(guó)和越南等地區(qū)，是瀾滄江水系中下游流域低山河谷區(qū)重要的生態(tài)保護(hù)屏障，也是該區(qū)域亞洲象的主食植物之一[2]。然而，大部分黃竹天然林存在于自然保護(hù)區(qū)或天然林保護(hù)范圍之外，近年來(lái)由于以橡膠為主的熱帶經(jīng)濟(jì)作物發(fā)展迅猛，對(duì)當(dāng)?shù)攸S竹天然林破壞嚴(yán)重，加之西雙版納州境內(nèi)天然黃竹出現(xiàn)大面積開(kāi)花死亡現(xiàn)象，黃竹天然林面積急劇減少，導(dǎo)致林分中棲息和生長(zhǎng)的動(dòng)植物生境破碎和喪失，如亞洲象因缺少食物來(lái)源而闖入居民區(qū)，同時(shí)也造成嚴(yán)重的水土流失[3]。因此，急需開(kāi)展黃竹天然林資源保護(hù)和人工林培育方面的研究。2014年通過(guò)的《云南省竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2014—2020年)》將滇西南作為云南竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心地帶，保護(hù)現(xiàn)有竹林、新造竹林和合理開(kāi)發(fā)利用是該地區(qū)的發(fā)展重點(diǎn)[4]。黃竹在該地區(qū)分布范圍廣、經(jīng)濟(jì)生態(tài)效益優(yōu)，因此成為該地區(qū)重點(diǎn)發(fā)展的竹種之一[5-7]。

隨著黃竹造林面積的不斷擴(kuò)大，裸根苗造林成活率低，傳統(tǒng)的分蔸造林費(fèi)工費(fèi)時(shí)，制約了黃竹林分的快速恢復(fù)和林分質(zhì)量的提高[8]。輕基質(zhì)容器苗根系完整，苗木質(zhì)量好，利于規(guī)?；嘤驮炝?，且不受造林地條件和造林季節(jié)的限制，是解決滇西南黃竹大面積人工造林的有效途徑[9-10]。目前，輕基質(zhì)容器育苗已在筇竹(Qiongzhueatumidinoda)、毛竹(Phyllostachysheterocycla)和菲白竹(Sasafortunei)等竹類以及其他林木育苗中廣泛應(yīng)用[11-13]，而有關(guān)黃竹容器育苗的研究較少，因此本研究以黃竹實(shí)生苗為對(duì)象，探討不同原料配比的基質(zhì)對(duì)1年生黃竹容器苗生長(zhǎng)特性的影響，篩選最優(yōu)黃竹育苗基質(zhì)，以期為規(guī)?；嘤S竹容器苗、提高黃竹造林成活率、加快黃竹林分恢復(fù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地位于西南林業(yè)大學(xué)校園農(nóng)場(chǎng)，地理位置為25°03′47.66″N，102°45′45.70″E，海拔1 891 m。屬北亞熱帶氣候類型[14-15]，年平均氣溫約16 ℃，年溫差12～13 ℃，最熱月平均氣溫25 ℃左右，最冷月平均氣溫2 ℃左右，無(wú)霜期達(dá)240 d，干濕季分明，年平均相對(duì)濕度74%；土壤為山地紅壤。試驗(yàn)在溫室塑料大棚內(nèi)完成，溫室大棚只避雨不控制溫度和濕度。塑料棚內(nèi)溫度比裸地平均高2～3 ℃。

2 研究方法

2.1 試驗(yàn)材料

供試黃竹種子于2016年3月底采集自西雙版納傣族自治州勐臘縣勐臘鎮(zhèn)龍林村開(kāi)花的天然黃竹林。將采集的種子在室溫下晾干后，置于4 ℃黑暗條件下貯藏備用。配制基質(zhì)的原料：草炭、腐殖質(zhì)、有機(jī)肥和蛭石均購(gòu)買(mǎi)于花卉市場(chǎng)；復(fù)合肥中氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)所占質(zhì)量比均為16%。營(yíng)養(yǎng)袋規(guī)格(底徑×高度)為14 cm × 16 cm的無(wú)紡布袋。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2016年8月23日，將黃竹種子用0.5%的甲醛溶液消毒15 min，用蒸餾水洗凈后，用竹簽將其播種于裝滿不同基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)袋中，基質(zhì)在播種前經(jīng)過(guò)5%多菌靈消毒。播種量為5粒/袋，播種深度2 cm左右，播種后澆透水，并在試驗(yàn)地上方搭建高1.4 m的單層遮陰棚，遮陰網(wǎng)透光度為40%，待竹苗生長(zhǎng)至百日后去除遮陰網(wǎng)。當(dāng)種子萌發(fā)至1芽2葉后進(jìn)行間苗，每個(gè)育苗袋留1株健壯竹苗，苗期管理為每周進(jìn)行2次澆水和除草。于2017年10月對(duì)幼苗各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定分析。

試驗(yàn)基質(zhì)的成分及其質(zhì)量配比見(jiàn)表1。采用完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，每個(gè)處理重復(fù)3次，每個(gè)重復(fù)5袋，共計(jì)150袋。

表1 試驗(yàn)基質(zhì)的組成及其質(zhì)量配比Tab.1 The composition and proportion of substrate in test matrix %

2.3 指標(biāo)測(cè)定

1) 基質(zhì)土理化性質(zhì)測(cè)定。物理性質(zhì)指標(biāo)包括含水量、容重、孔隙度、持水量，化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)包括pH值及有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀含量，測(cè)定方法參考相關(guān)文獻(xiàn)[16-17]。

2) 黃竹苗形態(tài)及生理指標(biāo)測(cè)定。苗木地徑、苗高、葉面積分別用電子游標(biāo)卡尺、直尺、葉面積儀測(cè)定；葉片氮含量及葉綠素SPAD值采用植株養(yǎng)分速測(cè)儀測(cè)定；葉綠素和類胡蘿卜素采用丙酮—乙醇混合液浸提法測(cè)定。

3) 黃竹苗生物量測(cè)定。采用烘干稱重法測(cè)定。

2.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，并用最小顯著差數(shù)法(LSD)進(jìn)行多重比較，Excel 2007進(jìn)行圖表制作。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同基質(zhì)土的理化性質(zhì)

不同基質(zhì)土理化性質(zhì)的測(cè)定分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同基質(zhì)土的理化性質(zhì)Tab.2 The soil physical and chemical properties of different substrates

3.1.1 不同基質(zhì)土的物理性質(zhì)

育苗基質(zhì)的物理性質(zhì)直接影響植株對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收[18-20]。由表2可知，10種不同成分基質(zhì)間的孔隙度和容重差異顯著。除CK處理外，其余各處理的容重為0.35～0.84 g/cm3，其中A1處理，其容重最小，僅為0.35 g/cm3；A2處理容重最大，為0.78 g/cm3；A1處理容重較小的原因是該處理中腐殖質(zhì)含量最多?？偪紫抖戎笜?biāo)反映基質(zhì)的孔隙狀況，孔隙度大，基質(zhì)容納的空氣和水分就多，就越有利于植物根系生長(zhǎng)。除CK處理外，其余各處理的總孔隙度均較大，說(shuō)明這幾種基質(zhì)配比方式都具有質(zhì)量較輕、孔隙度適中的優(yōu)點(diǎn)。CK處理的最大持水量和自然持水量分別為84.25%和68.91%，均為最小。

3.1.2 不同基質(zhì)土的化學(xué)性質(zhì)

不同植物對(duì)土壤酸堿度的要求不同，在選擇基質(zhì)時(shí)應(yīng)考慮不同基質(zhì)配比的酸堿度。由表2可知，除CK處理外，腐殖質(zhì)是影響基質(zhì)pH值的重要原因，隨基質(zhì)中腐殖質(zhì)所占比重的減少，基質(zhì)pH值呈增大趨勢(shì)；有機(jī)質(zhì)含量的主要影響因子為草炭，隨基質(zhì)中草炭所占比重的增加，基質(zhì)有機(jī)質(zhì)含量呈增大趨勢(shì)，草碳含量最高的A6處理，其有機(jī)質(zhì)含量達(dá)346.26 g/kg，草碳含量最低的A2處理，其有機(jī)質(zhì)為238.96 g/kg。土壤全氮、有效磷、速效鉀含量的高低直接關(guān)系到植物產(chǎn)量的高低[21]，試驗(yàn)各處理的有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀含量顯著大于CK處理，其中A3處理的基質(zhì)有效磷、速效鉀含量都居于最高水平，分別為50.04和165.50 mg/kg，分別是CK處理的9.91和3.03倍。

3.2 不同基質(zhì)中黃竹容器苗植株生長(zhǎng)狀況

由圖1可知，在不同基質(zhì)中黃竹容器苗地上部分生長(zhǎng)狀況差異顯著，各基質(zhì)中黃竹容器苗的地徑和株高分別比CK高出25.72%～70.41%和54.14%～126.01%。其中A3處理的苗木生長(zhǎng)狀況最好，其地徑和苗高分別為3.49 mm和74.67 cm，其次為A2和A7處理。A3處理中的苗木地徑和苗高分別是CK的1.70倍和2.26倍；A4、A5、A6處理間的苗木地徑和苗高差異不顯著。

圖1 不同基質(zhì)處理的黃竹苗地徑和株高Fig.1 Ground diameter and plant height of D. membranaceus seedlings treated with different substrates

3.3 不同基質(zhì)中黃竹容器苗的生物量

生物量大小及分配比例是衡量苗木生長(zhǎng)狀況的重要指標(biāo)。從圖2可看出，各基質(zhì)處理間黃竹苗生物量差異顯著，其中A3處理的1年生苗生物量最高，達(dá)34.50 g，是最低處理CK的4.20倍，A7處理次之。在所有處理中，A3處理的根葉生物量都最大，分別是15.31 g和8.18 g；A7處理的莖生物量最大，為12.10 g。在植株生物量中，根、莖、葉的分配比例除A7處理外，均表現(xiàn)為根>莖>葉趨勢(shì)；根、莖、葉的平均生物量分別為9.49、8.54和5.80 g，分配比例分別為39.79%、35.81%和24.40%。

圖2 不同基質(zhì)處理的黃竹苗生物量及其分配Fig.2 The biomass and its distribution of D. membranaceus seedlings treated with different substrates

3.4 不同基質(zhì)中黃竹容器苗的分蘗數(shù)及根系生長(zhǎng)

分蘗數(shù)可直觀反映禾本科植物生長(zhǎng)活力。由圖3可知，A3處理的黃竹苗分蘗數(shù)最多，為8.67棵，是CK處理的2.17倍，其次為A7和A2處理，分蘗數(shù)分別為8.00棵和7.67棵；其余處理的分蘗數(shù)都是CK的1.5～2.0倍。

圖3 不同基質(zhì)處理的黃竹苗分蘗數(shù)Fig.3 The tiller number of D. membranaceus seedlings treated with different substrates

根系是植物吸收水分和礦物質(zhì)的主要器官，又是植物中氨基酸、激素等合成、同化、轉(zhuǎn)化的器官，因此根系的生長(zhǎng)狀況和活力直接影響植物個(gè)體的生長(zhǎng)情況、營(yíng)養(yǎng)水平和產(chǎn)量水平[21-22]。由圖4可知，在母株主根中，A3處理的苗木根數(shù)最多、根長(zhǎng)最長(zhǎng)，分別為12.33根、13.44 cm；A2和A7處理次之。在分株主根中，根數(shù)最多為A7處理，主根數(shù)為16.67根，其次為A3處理15.64根，分別是CK處理的2.94和2.76倍；A3處理的苗木根長(zhǎng)最長(zhǎng)，為15.02 cm，是CK處理的1.56倍。

圖4 不同基質(zhì)處理的黃竹苗根系生長(zhǎng)狀況Fig.4 The root growth of D. membranaceus seedlings treated with different substrates

3.5 不同基質(zhì)中黃竹容器苗的葉面積

植物葉面積是影響植物生物量積累的關(guān)鍵因素。從圖5可看出，在各基質(zhì)處理中，A2處理的黃竹苗葉面積最大，為20.10 cm2；其次分別為A3和A7處理，苗木葉面積分別為19.76和19.57 cm2；CK處理的葉面積最小，為9.03 cm2。各處理的苗木葉面積與CK間均存在顯著差異。

圖5 不同基質(zhì)處理的黃竹苗葉面積Fig.5 The leaf area of D. membranaceus seedlings treated with different substrates

3.6 不同基質(zhì)中黃竹容器苗葉片的光合作用能力

葉綠素含量是衡量植物葉片光合能力的關(guān)鍵指標(biāo)，其相對(duì)數(shù)量可以用SPAD值表示。由圖6可知，不同基質(zhì)處理對(duì)黃竹容器苗葉片總氮含量和SPAD值的影響差異顯著，且總氮含量和SPAD值基本呈現(xiàn)出一致的顯著性。葉片總氮含量最高的是A4處理，為2.43 mg/g，SPAD值最高的也為A4處理，為27.93，總氮值和SPAD值分別比最低的CK處理高出17.70%和27.07%。葉片的總氮含量和SPAD值在不同處理間差異雖然顯著，但是差異幅度較小。在光合色素指標(biāo)中，不同基質(zhì)處理的黃竹苗葉綠素a、葉綠素b、葉綠素及類胡蘿卜素含量差異顯著(圖7)。其中，A4處理的總?cè)~綠素較高，為1.80 mg/g，是最低處理CK的1.82倍，其次為A3和A7處理；類胡蘿卜素除CK處理外，不同處理間均存在著差異，但差異幅度較小。

圖6 不同基質(zhì)處理的黃竹苗葉片總N含量及葉綠素SPAD值Fig.6 The total N content and SPAD value of leaves in D. membranaceus seedlings treated with different substrates

圖7 不同基質(zhì)處理的黃竹苗葉片色素含量Fig.7 The leaf pigment content in D. membranaceus seedlings treated with different substrates

4 討論與結(jié)論

基質(zhì)是給容器育苗提供營(yíng)養(yǎng)、固定根系的主要載體，是保障育苗成活及苗木質(zhì)量的關(guān)鍵因素。合理的基質(zhì)組成成分和配制比例是保證容器苗正常生長(zhǎng)的基本條件之一，由于不同基質(zhì)配比的理化性質(zhì)差異較大[23]，進(jìn)而導(dǎo)致苗木生長(zhǎng)狀況存在著明顯差異。通常，植物在容重為0.1～0.8 g/cm3的基質(zhì)上均生長(zhǎng)良好[24]，既能固定植株，也有利于管理與運(yùn)輸水分和養(yǎng)分；基質(zhì)的總孔隙度一般在70%～90%比較好[25]。試驗(yàn)選用的基質(zhì)主要由腐殖質(zhì)、草炭和有機(jī)肥這些極易獲得且成本低的原料通過(guò)一定的比例配合而成，輔加少量復(fù)合肥和蛭石?；|(zhì)的化學(xué)性質(zhì)決定基質(zhì)養(yǎng)分供應(yīng)，從而直接影響植物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量[26]。

本研究結(jié)果顯示，不同基質(zhì)之間，黃竹容器苗除苗高存在顯著差異外，其他各測(cè)定指標(biāo)均存在著極顯著差異；試驗(yàn)各處理基質(zhì)對(duì)苗木生長(zhǎng)的促進(jìn)作用均好于對(duì)照。試驗(yàn)各處理基質(zhì)間相比，A3處理的基質(zhì)(腐殖質(zhì)∶草炭∶有機(jī)肥∶蛭石∶復(fù)合肥=50.00%∶25.00%∶15.00%∶7.00%∶3.00%)對(duì)苗木生長(zhǎng)的促進(jìn)作用最大，其次為A7處理的基質(zhì)(腐殖質(zhì)∶草炭∶有機(jī)肥∶蛭石∶復(fù)合肥=50.00%∶25.00%∶20.00%∶5.00%∶0%)。因此在黃竹基質(zhì)育苗中，建議據(jù)A3處理配制基質(zhì)。