不同育苗基質(zhì)對(duì)馬尾松苗木生長(zhǎng)的影響

劉晚傳，陳杰連，黃建雄，覃 冀，汪迎利，潘慶優(yōu)，梁太麗，何波祥*

（1.信宜市林業(yè)科學(xué)研究所，廣東 茂名 525300；2.廣東省森林培育與保護(hù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/ 廣東省林業(yè)科學(xué)研究院，廣東 廣州 510520）

馬尾松（Pinus massoniana Lamb.）是我國(guó)重要的用材、造紙及產(chǎn)脂樹(shù)種，人工造林面積大、分布廣、適應(yīng)性強(qiáng)，在我國(guó)林業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位[1-2]。傳統(tǒng)的裸根苗造林成活率低，緩苗期長(zhǎng)，造林初期生長(zhǎng)緩慢，造林效果差。以黃心土為育苗基質(zhì)，保水透氣性差，不利于苗木根系生長(zhǎng)，且重量重、運(yùn)輸難、根系不發(fā)達(dá)、土塊易松散，易斷根，造林成效低[3]。較于傳統(tǒng)的裸根苗及黃心土為基質(zhì)的育苗方式，輕基質(zhì)育苗具有通透性好、苗木根系發(fā)達(dá)、根團(tuán)保存完整、移栽成活率高、便于運(yùn)輸、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)[4-5]。本試驗(yàn)采用來(lái)自不同種源的高脂馬尾松優(yōu)良家系，設(shè)計(jì)了輕基質(zhì)配方，開(kāi)展輕基質(zhì)與黃心土育苗對(duì)比試驗(yàn)，探究在輕基質(zhì)中苗木的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，為馬尾松輕基質(zhì)育苗提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)苗圃位于廣東省信宜市林業(yè)科學(xué)研究所，地處東經(jīng)110°57′24″、北緯22°20′58″，海拔100～200 m，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候。溫暖多雨、光熱充足，無(wú)霜期為347～355 d，夏季長(zhǎng)年平均氣溫22.4 ℃，最冷為1 月，平均氣溫為14.7 ℃，最熱為7 月，平均氣溫28.2 ℃。年均相對(duì)濕度77%，年降水量為1 800 mm，年平均日照時(shí)數(shù)為1 939 h。土壤為偏酸性的赤紅壤。

1.2 試驗(yàn)材料

供試材料來(lái)源于廣東省信宜市國(guó)家馬尾松良種基地培育的馬尾松實(shí)生苗，包括高州、信宜、德慶、郁南、羅定和英德6 個(gè)種源10 個(gè)優(yōu)良家系，分別記為F1～F10。在春季采用沙床播種催芽，苗高9～10 cm 時(shí)將苗木移入育苗容器中。育苗容器為15 cm×35 cm 黑色塑料袋，容器壁上和底部有小孔，利于空氣和水分滲透。育苗基質(zhì)材料采用泥炭土、椰糠、珍珠巖和黃心土等配制，在基質(zhì)中添加1%漚制腐熟的過(guò)磷酸鈣[6]。育苗期間各試驗(yàn)處理的水肥條件和管理措施基本保持一致。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

育苗基質(zhì)設(shè)置3 種處理，記為M1、M2 和M3（CK），基質(zhì)成分與配比詳見(jiàn)表1。苗木生長(zhǎng)節(jié)律測(cè)定試驗(yàn)，每個(gè)處理中每個(gè)家系育苗設(shè)3 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)50 株；苗木生物量測(cè)定破壞性取樣試驗(yàn)的部分，每個(gè)處理中每個(gè)家系育苗設(shè)4 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)50 株。

表1 基質(zhì)成分與配比（體積比）

1.4 數(shù)據(jù)調(diào)查與分析

1）苗木生長(zhǎng)節(jié)律測(cè)定。在每個(gè)處理的3 個(gè)重復(fù)中，每個(gè)家系隨機(jī)選取30 株定期進(jìn)行生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)，測(cè)量苗高、地徑等生長(zhǎng)指標(biāo)。苗高每半個(gè)月調(diào)查1 次，用常規(guī)量尺測(cè)量；地徑每個(gè)月調(diào)查1 次，用游標(biāo)卡尺測(cè)量，精確度0.1 cm。同時(shí)調(diào)查半年生和一年生時(shí)的苗木保存率。

2）苗木生物量測(cè)定。每季度調(diào)查1 次，每次調(diào)查抽取1 個(gè)重復(fù)中的50 株苗木，將馬尾松苗全株完整取出，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量記錄苗高、地徑和根長(zhǎng)。在根莖處將苗木地上部分（枝葉）與地下部分（根系）分開(kāi)，將枝葉裝進(jìn)透明塑料密封袋，在實(shí)驗(yàn)室用電子天平分別測(cè)定苗木地上部分和地下部分的鮮重和干重，采用愛(ài)普生Epson Expression 11000XL 掃描儀掃描根系，觀測(cè)得到苗木根系總長(zhǎng)度、根平均直徑、根總表面積和根總體積等指標(biāo)。測(cè)定苗木干物質(zhì)質(zhì)量時(shí)，新鮮樣品經(jīng)105 ℃殺青30 min，然后再經(jīng)70 ℃烘干至恒質(zhì)量后用1/100 天平稱量。

3）試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft excel 2016 軟件處理、分析及作圖，用SAS 9.4 統(tǒng)計(jì)軟件GLM模塊進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 苗木保存率分析

苗木能否適應(yīng)基質(zhì)配方直接體現(xiàn)在苗木的保存率。苗期調(diào)查結(jié)果顯示，處理M1 和M2 的半年生苗木保存率平均值分別為99.8%、99.0%，M3（CK）保存率高達(dá)100%。一年生時(shí)處理M1 和M2 的苗木保存率平均值分別為99.4%、98.6%，M3（CK）黃心土略有下降，為96.7%。方差分析結(jié)果顯示，處理間和家系間的苗木保存率均不存在顯著差異。

2.2 苗木生長(zhǎng)節(jié)律分析

3 種不同基質(zhì)育苗的生長(zhǎng)節(jié)律見(jiàn)圖1，3 種基質(zhì)育苗的生長(zhǎng)趨勢(shì)基本一致，春季至夏季進(jìn)入速生期，12月至翌年1 月進(jìn)入休眠期。輕基質(zhì)配方M1 與常規(guī)黃心土M3 培育的容器苗，苗高和地徑的生長(zhǎng)節(jié)律呈現(xiàn)一致的趨勢(shì)，半年生苗高約30 cm，地徑約5 mm；一年生苗高約70 cm，地徑約10 mm。而配方M2 半年生苗高約17 cm，地徑約2 mm；一年生苗高約40cm，地徑約6 mm。由此可見(jiàn)，配方M2 不利于馬尾松苗木的高徑生長(zhǎng)，生長(zhǎng)速率比較低。

圖1 輕基質(zhì)與黃心土容器苗苗高、地徑生長(zhǎng)情況比較

由苗木生長(zhǎng)節(jié)律圖也可知，馬尾松苗木在一年中有3 次苗高高速生長(zhǎng)期，分別是5 月初至7 月初、9 月初至11 月初以及2 月底至3 月底。根據(jù)此生長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)規(guī)律，可以在苗木即將進(jìn)入高速生長(zhǎng)前以及高速生長(zhǎng)期加強(qiáng)肥水管理，及時(shí)補(bǔ)充養(yǎng)分，促進(jìn)馬尾松苗木的高生長(zhǎng)。

2.3 苗木生長(zhǎng)差異分析

不同配方基質(zhì)方差分析結(jié)果表明，4 個(gè)季度各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)極顯著水平（P＜0.01）。不同配方基質(zhì)間生長(zhǎng)分析結(jié)果見(jiàn)表2，季度間的生長(zhǎng)情況有明顯變化，第一季度M3（CK）大多數(shù)項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于M1、M2 輕基質(zhì)配方。隨著苗木生長(zhǎng)，第二季度開(kāi)始M1 配方部分指標(biāo)地徑、根系各部分指標(biāo)均優(yōu)于M3。到第四季度，M1 大多數(shù)指標(biāo)優(yōu)于M3。配方基質(zhì)M1 苗木較高，生物量大；配方基質(zhì)M2 苗木較矮，生物量小。

表2 不同輕基質(zhì)配方生長(zhǎng)量

對(duì)半年生苗木的苗高、地徑、根長(zhǎng)、枝葉鮮重和根系鮮重進(jìn)行方差分析與多重比較，結(jié)果見(jiàn)表3～表5。由表3 可知，（Pr＞F 值小于0.000 1）各生長(zhǎng)性狀在家系間均存在極顯著差異。參試家系半年生苗高、地徑、主根長(zhǎng)、枝葉鮮重和根系鮮重的平均值分別為27.54 cm、4.63mm、60.18cm、17.16g和6.37g，變異系數(shù)在33.48%～75.08%，變化幅度較大，其中枝葉鮮重的變異系數(shù)較高，主根長(zhǎng)的變異系數(shù)較低。

表3 參試家系半年生生長(zhǎng)指標(biāo)方差分析

表4 參試家系半年生生長(zhǎng)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)特征值

表5 不同基質(zhì)半年生生長(zhǎng)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)特征值

從表4 可看出，F(xiàn)7 的苗高、地徑、根長(zhǎng)、枝葉鮮重和根系鮮重5 個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)的生長(zhǎng)量都最大，其次是F2和F4 的生長(zhǎng)量較大，F(xiàn)3、F10、F6、F8 和F5 的生長(zhǎng)量略小，F(xiàn)1 與F9 的各指標(biāo)生長(zhǎng)量都較小，尤其是苗高生長(zhǎng)方面。這表明參試家系間存在特異性。本試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基質(zhì)配方還不適宜所有參試家系生長(zhǎng)，需進(jìn)一步開(kāi)展試驗(yàn)。

半年生苗木的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)在不同基質(zhì)間均存在極顯著差異（Pr＞F 值小于0.000 1），見(jiàn)表3。從生長(zhǎng)指標(biāo)的平均值來(lái)看，M1 的地徑和根系鮮重生長(zhǎng)量最大，地徑的均值與M3（CK）相比提高了4.9%，根系鮮重提高了15.8%，說(shuō)明M1 配方的試驗(yàn)苗地下部分生長(zhǎng)良好，側(cè)根發(fā)達(dá)。M3（CK）的苗高、最長(zhǎng)根和枝葉鮮重的生長(zhǎng)量最大，苗高的均值與M1 相比提高了9.1%，最長(zhǎng)根提高了9.5%，枝葉鮮重提高了12%，說(shuō)明了M3 的試驗(yàn)苗地上部分生長(zhǎng)良好，主根生長(zhǎng)較快。M2 與M1、M3 相比，其地徑、苗高、最長(zhǎng)根、枝葉鮮重和根系鮮重等生長(zhǎng)指標(biāo)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差均較小，說(shuō)明M2 配方不適于馬尾松苗木生長(zhǎng)，與研究表明的椰糠培對(duì)設(shè)施條件要求較高一致。從各M的變異系數(shù)來(lái)看，M1 均比其他兩個(gè)M配方要低，表明M1 配方的試驗(yàn)苗大小分化不明顯，生長(zhǎng)較整齊。

2.4 苗期生長(zhǎng)指標(biāo)的主成分分析結(jié)果

利用主成分分析法對(duì)不同配方M 的馬尾松苗木生長(zhǎng)性狀、生物量、根系指標(biāo)進(jìn)行區(qū)分和聚類，分析結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 苗期生長(zhǎng)指標(biāo)的主成分分析結(jié)果

以3 種配方M作為樣本單元，將馬尾松苗木的9個(gè)生長(zhǎng)性狀、生物量、根系指標(biāo)作為變量，利用SAS 9.4 軟件進(jìn)行主成分分析，得到主成分的特征值和特征向量，第一、二、三、四主成分特征根分別為6.914 2、1.074 1、0.438 8、0.275 9，第一主成分貢獻(xiàn)率達(dá)76.8%，第一、二主成分累積貢獻(xiàn)率達(dá)88.8%，因此，第一、二主成分基本可以反映苗木生長(zhǎng)性狀、生物量、根系等9 個(gè)指標(biāo)。由特征向量表可寫(xiě)出前兩個(gè)主成分表達(dá)式。

式中：Prin1、Prin2 分別指第一主成分、第二主成分；X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9分別指苗高、地徑、地上鮮質(zhì)量、地上干質(zhì)量、地下鮮質(zhì)量、地下干質(zhì)量、根系長(zhǎng)度、根系表面積、根系平均直徑。

可以看出，第一主成分反應(yīng)的主要指標(biāo)有生長(zhǎng)性狀、生物量及根系表面積，第二主成分反應(yīng)的主要指標(biāo)是生長(zhǎng)性狀。

3 結(jié)論與討論

育苗基質(zhì)影響育苗效果，不同的基質(zhì)材料及其配比是關(guān)鍵的影響因素。設(shè)置以泥炭土、椰糠和珍珠巖為主要成分的輕基質(zhì)育苗配方與常規(guī)基質(zhì)黃心土比較。研究結(jié)果表明，采用泥炭土、珍珠巖以9∶1 的比例混合均勻作為基質(zhì)，育苗效果與常規(guī)生產(chǎn)上已經(jīng)成熟應(yīng)用的黃心土育苗一樣，苗木地上部分和地下部分的生長(zhǎng)量良好；添加了椰糠的基質(zhì)，苗木生長(zhǎng)不良，可能與椰糠的性質(zhì)有關(guān)。椰糠是一種持水率強(qiáng)的木質(zhì)纖維類基質(zhì)，且所含有機(jī)肥不易被植物吸收。當(dāng)把兩種基質(zhì)（椰糠與泥炭）混合后，減弱了輕基質(zhì)的持水率和透氣性，不利于馬尾松苗木生長(zhǎng)。不同家系間的生長(zhǎng)量也存在差異，說(shuō)明即使是同一樹(shù)種，不同來(lái)源的家系對(duì)育苗基質(zhì)的要求不同。研究還利用苗期試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用主成分分析建立了能綜合評(píng)估馬尾松苗木生長(zhǎng)表現(xiàn)的模型。從基質(zhì)上分析，黃心土利于馬尾松試驗(yàn)苗地上部分和主根生長(zhǎng)，但由于黃心土在人工勞力和運(yùn)輸上成本較大，而泥炭土、珍珠巖以9∶1 比例混合的配方培育的馬尾松試驗(yàn)苗的地徑較大且側(cè)根發(fā)達(dá)，苗木生長(zhǎng)整齊，且具有方便搬運(yùn)的優(yōu)點(diǎn)，所以在馬尾松林木育苗上可采用該基質(zhì)配方。下一步的研究將重點(diǎn)針對(duì)生產(chǎn)上應(yīng)用較廣的家系，開(kāi)展輕基質(zhì)配方、育苗容器類型和施肥措施等試驗(yàn)，總結(jié)出適于馬尾松生產(chǎn)育苗的輕基質(zhì)育苗技術(shù)。