不同基質(zhì)配比對(duì)蒜頭果容器育苗的影響

楊貴釵潘悅陳婉東顧英杰王俊威 王娟

（1.西南林業(yè)大學(xué)園林園藝學(xué)院，云南昆明 650233；2.西南林業(yè)大學(xué)綠色發(fā)展研究院，云南昆明 650233；3.西南林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，云南昆明 650233；4.西南林業(yè)大學(xué)地理與生態(tài)旅游學(xué)院，云南昆明 650233）

蒜頭果（Malaniaoleifera）為鐵青樹科蒜頭果屬植物，主要分布于云南省東南部廣南、富寧2個(gè)縣以及廣西西部的部分石灰?guī)r地區(qū)，為國(guó)家Ⅱ級(jí)珍稀瀕危保護(hù)樹種，云南省極小種群拯救保護(hù)對(duì)象。蒜頭果種仁油中神經(jīng)酸含量高約45%，對(duì)受損神經(jīng)組織的修復(fù)與再生有積極的促進(jìn)作用[1]；同時(shí)蒜頭果為滇東南石漠化治理的優(yōu)良鄉(xiāng)土樹種。因此，發(fā)展蒜頭果種植產(chǎn)業(yè)，對(duì)珍稀瀕危樹種的保護(hù)，石漠化治理以及鄉(xiāng)村振興具有重要意義[2]。

由于蒜頭果受適生區(qū)域狹窄、自然條件下種子結(jié)實(shí)量少及人工造林保存率低等因素影響，導(dǎo)致天然更新難、種群數(shù)量小、自然資源逐漸減少[3]。雖然近年來(lái)，廣南、富寧2個(gè)縣積極開展蒜頭果人工種植，然而經(jīng)裸露石灰?guī)r山地、林下套種造林以及嫁接苗、直播等人工栽培措施的嘗試，其種植的存活率和保存率都較低[4-6]，成為蒜頭果種植產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。目前蒜頭果種子沙床催芽率已達(dá)92%[7]，為提高幼苗品質(zhì)和造林存活率，同時(shí)便于移栽、銷售、運(yùn)輸和后期補(bǔ)苗，通常將萌發(fā)種子栽種于營(yíng)養(yǎng)缽等容器中培育至壯苗。基質(zhì)是容器育苗的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，復(fù)配基質(zhì)為植株的營(yíng)養(yǎng)吸收和生長(zhǎng)發(fā)育提供穩(wěn)定協(xié)調(diào)的環(huán)境[8-9]，在育苗過(guò)程中，不同基質(zhì)組成和配比對(duì)苗木養(yǎng)分吸收和利用存在一定的影響[10]，然而目前對(duì)蒜頭果幼苗基質(zhì)配比的研究未見報(bào)道。紅壤土是常綠闊葉林植被的主要土壤類型，富含鐵，呈酸性，具有高含水率、高強(qiáng)度等特性，泥炭和椰糠容重適中、親水性好、吸附能力強(qiáng)、緩沖容量大，是理想的栽培基質(zhì)[8,11]，而珍珠巖作為基質(zhì)的調(diào)節(jié)材料，有利于提升基質(zhì)的總孔隙度[12]。因此，本研究通過(guò)紅壤土、椰糠、泥炭、珍珠巖的配比試驗(yàn)，對(duì)蒜頭果容器苗的株高、地徑、葉片數(shù)、葉面積、葉綠素含量、地上、地下、全株干鮮質(zhì)量及壯苗指數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，并結(jié)合相關(guān)性分析、主成分分析和隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)不同基質(zhì)配比對(duì)蒜頭果容器育苗的影響，以篩選最佳的配方組合，為蒜頭果容器苗的高效優(yōu)質(zhì)培育提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在云南昆明市西南林業(yè)大學(xué)樹木園溫室進(jìn)行，位于東經(jīng)102°45′40″，北緯25°04′00″，海拔1945 m。所在區(qū)域?qū)俦本晛啛釒А咴降丶撅L(fēng)氣候，全年溫差較小，年平均氣溫15℃。

1.2 試驗(yàn)材料

2020年10月于文山州富寧縣者桑鄉(xiāng)（23°43′38″N,106°3′36″E）采集野生蒜頭果的成熟種子，去青皮后清水沖洗，經(jīng)50%多菌靈浸種20 min后清水漂洗，置于0.5%高錳酸鉀消毒的沙床適度保濕催芽。5個(gè)月后，從沙床中選擇萌發(fā)一致的蒜頭果種子作為供試對(duì)象。所用基質(zhì)中，紅壤土為昆明安寧團(tuán)結(jié)鄉(xiāng)山地（23°79′47″N,120°54′77″E）購(gòu)買的天然紅土，椰糠由Coconut公司生產(chǎn)，泥炭為品氏泥炭，珍珠巖由千羽園林生產(chǎn)，規(guī)格2～5 mm。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將紅壤土、泥炭、椰糠和珍珠巖按不同配比進(jìn)行混合，共設(shè)置5個(gè)處理，包括4個(gè)試驗(yàn)組和1個(gè)紅壤組對(duì)照，紅壤土為野生蒜頭果的基礎(chǔ)土壤類型[13]。對(duì)照（CK）為全紅壤土，T1為V（紅壤土）∶V（泥炭）=3∶2，T2為V（紅壤土）∶V（泥炭）∶V（珍珠巖）=3∶1∶1，T3為V（紅壤土）∶V（珍珠巖）=3∶2，T4為V（紅壤土）∶V（椰糠）V∶（珍珠巖）=3∶1∶1。每個(gè)處理基質(zhì)混勻后用四分法各保留1 kg左右，在實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干后，送測(cè)序云南三標(biāo)農(nóng)林科技有限公司進(jìn)行基質(zhì)pH值、電導(dǎo)率、容重、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷及全鉀含量測(cè)定，其中pH值參照參考文獻(xiàn)[14]測(cè)定，電導(dǎo)率使用電極法參照HJ 802—2016測(cè)定[15]，容重參照參考文獻(xiàn)[14,17 ]測(cè)定，有機(jī)質(zhì)參照參考文獻(xiàn)[16]，全氮、全鉀參照參考文獻(xiàn)[14]測(cè)定，全鉀參照LY/T 1234—2015[14]測(cè)定，結(jié)果見表1。

表1 不同基質(zhì)配比的理化性質(zhì)Table 1 The physical and chemical properties of different mixed substrates

將沙藏5個(gè)月，萌發(fā)一致的蒜頭果種子從沙床取出后用上述配比的基質(zhì)栽種于同規(guī)格的塑料營(yíng)養(yǎng)缽中（上底直徑×下底直徑×高為15.3 cm ×11.4 cm×14.9 cm）。每處理15株，共75株。常規(guī)統(tǒng)一管理，根據(jù)天氣情況適時(shí)定量澆水。栽培9個(gè)月后，測(cè)定蒜頭果幼苗的形態(tài)指標(biāo)，并將其取出用清水洗凈，吸水紙吸干植株表面水分，進(jìn)行相關(guān)生長(zhǎng)和生理指標(biāo)測(cè)定。

1.3.2 指標(biāo)測(cè)定

取苗前測(cè)定植株的株高、葉片數(shù)和地徑。其中株高用鋼卷尺（精確到0.01 cm）測(cè)量植株莖基部到莖尖的距離，葉片數(shù)為整株幼苗的所有葉片數(shù)量，地徑用游標(biāo)卡尺（精確到0.01 mm）對(duì)離土面1 cm處的莖干直徑進(jìn)行測(cè)定。

幼苗地上、地下部分的鮮質(zhì)量通過(guò)電子天平稱量后，取每株莖尖以下第5片葉片，用EPSON 11000XL掃描儀（愛普生，中國(guó)）掃描葉片面積，再Image J 軟件計(jì)算葉面積；后去除主葉脈后將葉片分別剪成2 cm小條匯合稱取0.2 g，磨碎后用95%乙醇黑暗浸提2 h后，通過(guò)T6新世紀(jì)紫外分光光度計(jì)（北京普析，中國(guó)）測(cè)定643 nm和655 nm波長(zhǎng)下的光密度值（OD）[18]，計(jì)算出葉綠素a含量（Ca）和葉綠素b含量（Cb），再計(jì)算植株的葉綠色含量（C），在LEICA M205體式顯微鏡下統(tǒng)計(jì)每株幼苗主根、一級(jí)側(cè)根、二級(jí)側(cè)根、須根的吸器數(shù)量。最后將植株的地上、地下部分分別在鼓風(fēng)干燥箱105℃殺青30 min后，65℃烘干至恒質(zhì)量（精確到0.01 g），分別稱取地上、地下部分的干質(zhì)量，計(jì)算壯苗指數(shù)（HI）。

式中：V為提取液體積，N為稀釋倍數(shù)；W為樣品鮮質(zhì)量或干質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2016和SPSS17.0分別對(duì)蒜頭果幼苗生長(zhǎng)生理數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和單因素方差分析，采用Duncan法進(jìn)行多重比較，分析蒜頭果幼苗的生長(zhǎng)、生理和生物量指標(biāo)?；谏鲜鰷y(cè)定指標(biāo)，分析指標(biāo)間的相關(guān)性，并通過(guò)主成分分析和隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)，篩選最優(yōu)配方。

1.4.1 主成分分析

參照杜洋文等[8]進(jìn)行主成分分析，利用SPSS 17.0軟件進(jìn)行分析。

1.4.2 隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)

參照模糊數(shù)學(xué)中隸屬函數(shù)的方法計(jì)算蒜頭果幼苗生長(zhǎng)生理指標(biāo)的隸屬值（u(Xj)）[19]、綜合指標(biāo)權(quán)重（W）、綜合評(píng)價(jià)值（D）。

式中：Xj為某處理第j個(gè)指標(biāo)的測(cè)定值，Xmin、Xmax分別為所有處理中某指標(biāo)測(cè)定值的最小值和最大值，Wi表示第i個(gè)綜合指標(biāo)在所有綜合指標(biāo)中所占的程度，Pi表示第i個(gè)指標(biāo)的貢獻(xiàn)率。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)配比對(duì)蒜頭果容器苗生長(zhǎng)性狀的影響

由圖1可知，蒜頭果在T1、T2和T3的基質(zhì)培育下株高分別為33.27、34.43、33.89 cm，顯著高于T4和CK（P＜0.05）；地徑方面，4個(gè)處理與CK無(wú)顯著差異；T2和T3的葉片數(shù)較多，分別為21.87和22.47片。T1、T2和T4的葉面積分別為10.79、12.21、11.88 cm2，顯著大于CK（P＜0.05）。

圖1 蒜頭果容器苗在不同基質(zhì)配比處理中的不同性狀Fig.1 Different traitsof M.oleifera container seedlingsin different mixed substrate treatments

2.2 不同基質(zhì)配比對(duì)蒜頭果容器苗吸器數(shù)量的影響

由表2可知，不同處理與CK的主根、一級(jí)側(cè)根和二級(jí)側(cè)根自吸器數(shù)量均無(wú)顯著差異，而T2和T3的須根吸器數(shù)量分別為127.50個(gè)和157.50個(gè)，顯著高于CK（P＜0.05）。

表2 不同基質(zhì)配比對(duì)蒜頭果容器苗自吸器數(shù)量的影響Table2 Effectsof different mixed substrateson the number of self-haustorium of M.oleifera container seedlings

2.3 不同基質(zhì)配比對(duì)蒜頭果容器苗葉綠素含量的影響

由圖2可知，T2的蒜頭果幼苗葉綠素含量最高，為7.75×10-4mg/g，其次是T1和T4的蒜頭果葉綠素含量，分別為6.04×10-4mg/g和5.32×10-4mg/g，顯著高于T3和CK（P＜0.05）。不同基質(zhì)配比處理的蒜頭果葉綠素含量從高到低分別為T2＞T1＞T4＞T3＞CK。

圖2 不同基質(zhì)配比處理的蒜頭果容器苗葉綠素含量Fig.2 The chlorophyll content of M.oleifera container seedlings in different mixed substrates

2.4 不同基質(zhì)配比對(duì)蒜頭果容器苗生物量的影響

由表3可知，4個(gè)處理間蒜頭果容器苗地上、地下部分的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量以及全株鮮質(zhì)量、干質(zhì)量均無(wú)顯著差異，但4個(gè)處理的蒜頭果各項(xiàng)生物量指標(biāo)均與CK差異顯著（P＜0.05）。

表3 不同基質(zhì)配比對(duì)蒜頭果容器苗生物量的影響Table 3 Effectsof different mixed substrateson the biomassof M.oleifera container seedlings g

2.5 不同基質(zhì)配比蒜頭果容器苗壯苗指數(shù)的影響

由圖3可知，T1～T4的蒜頭果容器苗壯苗指數(shù)分別為9.2、9.93、9.32、8.94，且4個(gè)處理間無(wú)顯著差異，但均顯著高于CK的容器苗壯苗指數(shù)5.25（P＜0.05）。

圖3 不同基質(zhì)配比處理的蒜頭果容器苗壯苗指數(shù)Fig.3 The strong seedling index of M.oleifera container seedlings in different mixed substrates

2.6 不同基質(zhì)配比對(duì)蒜頭果基質(zhì)苗生長(zhǎng)影響的綜合評(píng)價(jià)

2.6.1 不同基質(zhì)配比蒜頭果容器苗各指標(biāo)相關(guān)性分析

由表4可知，株高、葉片數(shù)、葉面積與生物量指標(biāo)之間呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），須根吸器數(shù)量與地上鮮質(zhì)量、地下鮮質(zhì)量及全株鮮質(zhì)量顯著正相關(guān)（P＜0.05），葉綠素含量與株高和葉面積顯著正相關(guān)（P＜0.05），而與其余指標(biāo)的相關(guān)性不顯著。此外，地徑與所有指標(biāo)的相關(guān)性均未達(dá)顯著水平。

表4 不同基質(zhì)配比處理蒜頭果容器苗各指標(biāo)相關(guān)性分析結(jié)果Table 4 Correlation analysis of M.oleifera container seedlings each index in different mixed substrates

2.6.2 不同基質(zhì)配比蒜頭果基質(zhì)苗各指標(biāo)主成分分析

對(duì)13個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析得出各綜合指標(biāo)的系數(shù)及貢獻(xiàn)率，見表5。其中前2個(gè)綜合指標(biāo)的貢獻(xiàn)率分別為80.795%和13.380%，代表了13項(xiàng)指標(biāo)94.175%的信息，因此用這2個(gè)主成分代表蒜頭果容器苗的質(zhì)量情況。

表5 不同綜合指標(biāo)的系數(shù)及貢獻(xiàn)率Table 5 Coefficient and contribution rate of different comprehensive indexes

第1主成分中株高、須根吸器數(shù)量、地上鮮質(zhì)量、地下鮮質(zhì)量、全株鮮質(zhì)量、地上干質(zhì)量、地下干質(zhì)量、全株干質(zhì)量及壯苗指數(shù)的系數(shù)較大，主要代表蒜頭果容器苗生長(zhǎng)性狀及生物量的綜合信息；第2主成分中地徑的系數(shù)較大，代表了容器苗的主要生長(zhǎng)性狀之一。

2.6.3 不同基質(zhì)配方蒜頭果基質(zhì)苗的綜合指標(biāo)值、隸屬函數(shù)值和綜合評(píng)價(jià)值

根據(jù)表6各綜合指標(biāo)的系數(shù)，求出不同配比的綜合指標(biāo)值（Cl）和隸屬函數(shù)值（u）。根據(jù)指標(biāo)權(quán)重公式得出2個(gè)綜合指標(biāo)權(quán)重分別為0.858和0.142。

表6 不同基質(zhì)配比的綜合指標(biāo)值、u(Xj)及D值Table 6 Comprehensive index value,u(Xj )and D value in different mixed substrates

通過(guò)綜合評(píng)價(jià)值計(jì)算公式，得出不同基質(zhì)配方的D，其中T2的D值最高，為0.931，其次是T3（0.923），CK的D值最小，僅為0.090。不同基質(zhì)處理的綜合評(píng)價(jià)值從大到小依次為T2＞T3＞T1＞T4＞CK。

3 結(jié)論與討論

3.1 討論

本研究根據(jù)不同基質(zhì)配比培育蒜頭果萌發(fā)種子，9個(gè)月后測(cè)定其幼苗的生長(zhǎng)、生理及生物量指標(biāo)，結(jié)果表明T2基質(zhì)培育下，蒜頭果幼苗的株高、葉片數(shù)、葉面積、須根吸器數(shù)量、葉綠色含量、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量以及壯苗指數(shù)均顯著高于CK，表明T2的基質(zhì)配比對(duì)蒜頭果幼苗的生長(zhǎng)有明顯的促進(jìn)作用。結(jié)合主成分分析及隸屬函數(shù)值，得出T2的綜合評(píng)價(jià)值最高，為蒜頭果容器育苗的最佳基質(zhì)配比。

從不同基質(zhì)配比的理化性質(zhì)分析可知，不同處理的pH值介于5.68～7.32，除T3外，其余處理及CK均呈弱酸性。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道蒜頭果為微酸至中性樹種[7]，因此上述基質(zhì)的pH值均能滿足幼苗生長(zhǎng)。電導(dǎo)率可反映基質(zhì)中可溶性鹽分的總量[20]，過(guò)高或過(guò)低都不利于苗木生長(zhǎng)，電導(dǎo)率過(guò)低會(huì)導(dǎo)致植株?duì)I養(yǎng)缺乏，過(guò)高會(huì)造成鹽漬傷害，降低根系吸收能力[21]。本研究中不同基質(zhì)配比處理及CK的電導(dǎo)率均處于CK安全生長(zhǎng)范圍（≤2.6 ms/cm）[22]。根據(jù)育苗基質(zhì)的容重適宜范圍為0.1～0.8 g/cm3，T2和T3的疏松透氣度適宜，利于幼苗根系的生長(zhǎng)和固定。不同處理和的全磷含量無(wú)明顯差異，而T3的全鉀含量最高為7.36 g/kg，其次是T4和T2，明顯高于T1和CK，相關(guān)研究表明，基質(zhì)中添加珍珠巖能提升全鉀含量[11]，與本實(shí)驗(yàn)基質(zhì)的理化性質(zhì)檢測(cè)結(jié)果一致。有機(jī)質(zhì)含量通常是衡量土壤肥效的重要指標(biāo)之一[23]，T1的泥炭成分較高，因此有機(jī)質(zhì)和含氮量最高，其次是T2，由于T3的主要成分為紅壤土，有機(jī)質(zhì)和含氮量較低，與CK接近。由此分析，T2的基質(zhì)兼具適宜的pH值、電導(dǎo)率、容重以及一定配比的鉀和有機(jī)質(zhì)含量等優(yōu)良特性，因此較好地滿足了蒜頭果幼苗的各項(xiàng)生長(zhǎng)需求。

葉綠素含量是體現(xiàn)植物營(yíng)養(yǎng)狀況與光合能力的重要生理指標(biāo)[24]，也是反映逆境脅迫下植物的光合生理特性指標(biāo)[25]。本研究中T2基質(zhì)培育下的蒜頭果幼苗葉綠素含量最高，同時(shí)該處理下培育的幼苗株高、葉片數(shù)，葉面積和生物量與CK差異顯著，表明較好的基質(zhì)配方能增強(qiáng)幼苗的光合利用效率，提高葉綠素含量，促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)。

蒜頭果作為根部半寄生植物，即使沒有其他植物與其共同栽培，根部也會(huì)通過(guò)吸器產(chǎn)生自寄生現(xiàn)象[26]。吸器作為寄生植物吸收寄主水分和養(yǎng)料的重要通道，自吸器的功能之一可能是為了更加充分地從根部獲取營(yíng)養(yǎng)。本研究中，不同基質(zhì)配比培育的蒜頭果幼苗雖然主根、一級(jí)側(cè)根和二級(jí)側(cè)根的自吸器數(shù)量無(wú)顯著差異，但T2和T3的須根自吸器數(shù)量顯著高于CK，推測(cè)其數(shù)量增多有利于蒜頭果植株的養(yǎng)分吸收與利用。

對(duì)蒜頭果幼苗的13項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明株高、葉片數(shù)、葉面積與生物量指標(biāo)間的相關(guān)性極顯著，說(shuō)明植株的生長(zhǎng)性狀直接影響其生物量的積累。須根吸器數(shù)量與地上鮮質(zhì)量、地下鮮質(zhì)量及全株鮮質(zhì)量顯著正相關(guān)，反映了蒜頭果須根的吸器數(shù)量能一定程度影響植株生長(zhǎng)。地徑與所有指標(biāo)的相關(guān)性未達(dá)顯著水平，原因可能是在本試驗(yàn)的觀測(cè)期即蒜頭果種子萌發(fā)后9個(gè)月內(nèi)不同基質(zhì)配比培育下的幼苗地徑無(wú)顯著差異，因此與其他不同處理間差異顯著的指標(biāo)無(wú)顯著相關(guān)性。蒜頭果的幼苗品質(zhì)直接影響其造林效果，而幼苗的形態(tài)和生理等多項(xiàng)指標(biāo)始終處于動(dòng)態(tài)變化中。單一孤立的指標(biāo)會(huì)存在評(píng)價(jià)結(jié)果的片面性，通過(guò)主成分分析法和隸屬函數(shù)值法相結(jié)合，可使評(píng)價(jià)結(jié)果更為全面、客觀，目前該方法已應(yīng)用于多種基質(zhì)配方的容器苗質(zhì)量評(píng)價(jià)[8，27]。本文通過(guò)蒜頭果容器苗的生長(zhǎng)、生物量指標(biāo)、葉綠素含量測(cè)定以及綜合評(píng)價(jià)分析一致認(rèn)為T2處理的基質(zhì)配比育苗效果最優(yōu)。

本研究中，采用T4培育蒜頭果幼苗，其形態(tài)、生物量等各項(xiàng)指標(biāo)僅優(yōu)于CK而低于其余處理，雖然椰糠在目前很多植物的基質(zhì)培育中成為了泥炭的理想替代物，但在蒜頭果容器育苗中優(yōu)勢(shì)并不明顯，下一步可在目前最優(yōu)基質(zhì)配比的基礎(chǔ)上結(jié)合肥培優(yōu)化研究，為培育蒜頭果優(yōu)質(zhì)苗木提供參考依據(jù)。

3.2 結(jié)論

本研究對(duì)不同基質(zhì)配比培育9個(gè)月的蒜頭果容器苗進(jìn)行生長(zhǎng)性狀、葉綠素含量及生物量測(cè)定，結(jié)果表明，不同基質(zhì)配比對(duì)蒜頭果容器苗的質(zhì)量均有顯著的提升。其中T2的基質(zhì)配比能明顯促進(jìn)蒜頭果幼苗的生長(zhǎng)，且利于植株通過(guò)光合作用增加有機(jī)物質(zhì)的積累。通過(guò)對(duì)不同基質(zhì)配比培育的蒜頭果容器苗13項(xiàng)主要指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，表明株高、葉片數(shù)、葉面積與生物量指標(biāo)之間的相關(guān)性極顯著。結(jié)合主成分分析及隸屬函數(shù)值，得出不同基質(zhì)配比的綜合評(píng)價(jià)值為T2＞T3＞T1＞T4＞CK，T2的基質(zhì)配比為蒜頭果容器育苗的最佳基質(zhì)配比。