容器規(guī)格和緩釋肥施加量對3種速生樹種1年生容器苗生長的影響*

張東北，王秀花，周志春，王斌，吳仁超

(1.慶元縣實驗林場，浙江 慶元 323800；2.慶元縣自然資源和規(guī)劃局，浙江 慶元 323800； 3．中國林業(yè)科學研究院亞熱帶林業(yè)研究所，浙江省林木育種技術(shù)研究重點實驗室，浙江 杭州 311400)

容器育苗技術(shù)是快速培育造林苗木的重要手段，具有播種量少、造林緩苗期短、成活率高、苗木規(guī)格和質(zhì)量易于控制及便于工廠化育苗等優(yōu)點[1-2]。目前，1 a生容器苗的培育技術(shù)已較為成熟[3-5]，研究認為：基質(zhì)配比、容器規(guī)格、緩釋肥施加量是影響容器苗生長和質(zhì)量的3個關(guān)鍵因素[5-6]；基質(zhì)類型和配比、容器形狀和規(guī)格對容器苗培育影響顯著；基質(zhì)與容器對苗木質(zhì)量的影響還存在明顯的互作效應(yīng)[7-8]。

烏桕(Sapiumsebiferum)、楓香(Liquidambarformosana)和黃檀(Dalbergiahupeana)為彩色速生樹種，其豐產(chǎn)性能好、產(chǎn)量高、色彩豐富。用它們合理搭配生長速度中生、慢生樹種造林，既能在短期內(nèi)呈現(xiàn)綠化效果，也能改善森林結(jié)構(gòu)、豐富林相景觀層次；因此，在珍貴彩色健康森林建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。在生產(chǎn)上采用常規(guī)容器育苗方法培育此3個樹種苗木時發(fā)現(xiàn)，其1 a生容器苗的生長量可達到慢生樹種2 a生容器苗的生長水平，但因存在苗木易倒伏、根系扎入苗床過深等問題，苗木質(zhì)量不佳。本文通過析因設(shè)計試驗，研究不同容器規(guī)格和緩釋肥施加量對3個速生樹種容器苗生長和根系發(fā)育的影響，以確定適宜3個速生樹種容器苗生長的最佳容器規(guī)格、緩釋肥施加量，為標準化、工廠化培育根系發(fā)達、生長健壯的優(yōu)質(zhì)容器苗提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況及試驗材料

試驗地位于浙江省慶元縣實驗林場林業(yè)保障性苗圃內(nèi)(119°05′19″E、 27°37′43″N)，屬亞熱帶季風氣候，溫暖濕潤，四季分明，年平均氣溫17.4 ℃，降水量1 760 mm，無霜期245 d。試驗苗擺放在自動化鋼構(gòu)蔭棚內(nèi)，蔭棚高度2.5 m，設(shè)有自動噴灌系統(tǒng)，棚頂遮蓋遮陽率70%遮陰網(wǎng)，確保苗木生長對空間、光照和水分的調(diào)控要求。

試驗對象為烏桕、楓香和黃檀3個速生樹種。將3個速生樹種當年生芽苗移栽入不同規(guī)格的無紡布容器袋中，培養(yǎng)基質(zhì)采用泥炭、谷殼和黃泥3種材料配制(體積比為4︰3︰3)，并施加不同重量長效控釋肥(美國愛貝施APEX，全氮含量為180 g/kg，有效磷和有效鉀含量分別為60 g/kg和120 g/kg，肥效9個月)。

1.2 試驗設(shè)計

參考生產(chǎn)中使用的容器規(guī)格和緩釋肥施加量，設(shè)置4種容器規(guī)格(C)和3種緩釋肥施加量(F)，其中C1、C2、C3和C4容器規(guī)格分別為8 cm×12 cm、10 cm×12 cm、12 cm×15 cm、14 cm×18 cm，F(xiàn)1、F2和F3緩釋肥施加量分別為1.5 kg/m3、2 kg/m3和2.5 kg/m3。各樹種分別采用析因試驗設(shè)計，即容器規(guī)格和緩釋肥施加量2因素共12個處理，每個處理3次重復，30株小區(qū)。2018年4月中旬至下旬，3個速生樹種芽苗高度5～8 cm時，將長勢均勻、大小一致的芽苗移栽到各試驗處理的無紡布容器袋并放入方形托盤中，托盤按序擺放于自動化鋼構(gòu)遮蔭棚內(nèi)。苗木管理措施與培育一般生產(chǎn)性輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器苗相同。

1.3 試驗取樣及檢驗分析

2018年11月下旬至12月底，全面調(diào)查3個樹種的參試苗木。在不同重復、處理的試驗小區(qū)中間(沒有邊緣效應(yīng)，也不受到周邊其它處理的影響)選取20株容器苗，測苗高和地徑；從每個處理中隨機選取10株完整苗木，將其分為根、莖、葉3部分，經(jīng)105 ℃殺青20 min后再在80 ℃下烘干7～12 h至恒重，測定各部分的干物質(zhì)量。通過根系掃描設(shè)備(Expression 10 000XL 1.0，Canada)對不同處理后的根系進行掃描，利用WinRHIZO根系分析軟件分析獲得根長、根系直徑和根表面積及根體積等根系形態(tài)參數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)與分析

利用SPSS 22對不同容器規(guī)格和不同緩釋肥施加量下容器苗生長差異性進行單因素方差分析，并進行Duncan’s檢驗(α=0.05),對容器規(guī)格和緩釋肥施加量兩因素下容器苗生長差異性進行雙因素方差分析。采用EXCEL 2019進行數(shù)據(jù)處理及相關(guān)圖形制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 容器規(guī)格對3個速生樹種容器苗生長的影響

隨容器規(guī)格增大，3個速生樹種容器苗各生長指標都呈增加趨勢(圖1)，但不同樹種增加趨勢略有差異。隨容器規(guī)格增大，烏桕容器苗苗高呈“倒V”型趨勢變化，在C3水平時達到最大(138 cm)，且顯著高于C1、C2和C4水平；地徑和各根系指標均隨容器規(guī)格增大而增大，在C4水平時達到最大，C3與C4水平間差異不顯著?？梢?，隨著容器規(guī)格增大，烏桕容器苗粗生長和根系生長明顯提高，但過大的容器規(guī)格不利于促進苗木高生長，C3水平(12 cm×15 cm)容器規(guī)格即可滿足烏桕苗木生長需求。楓香容器苗苗高在C3水平時達到最大，但其與C4水平無顯著差異；各根系指標均在C4水平時達到最大，僅根系平均直徑在C3、C4水平間無顯著差異。根冠比在C3水平時波動最小，表明容器規(guī)格越大楓香容器苗生長發(fā)育越好。黃檀容器苗根系平均直徑在不同容器規(guī)格間均無顯著差異；其他各生長指標隨容器規(guī)格增大均呈遞增趨勢，在C4時達到最大，其中苗高和地徑在C3與C4水平間差異不顯著。可見培育黃檀容器苗時，容器規(guī)格越大根系生長越好，C3水平可滿足黃檀容器苗地上部分培育要求，但C4水平(14 cm×18 cm)根系生長更好。

圖1 不同容器規(guī)格對3個速生樹種苗木生長的影響Fig.1 Effect of container size on the growth of container seedlings of three fast-growing species

干質(zhì)量能較好地反映苗木物質(zhì)量的積累[9]，可用來衡量苗木的質(zhì)量和生長狀況[10]。容器規(guī)格對3個速生樹種容器苗根、莖、葉及整株干質(zhì)量均有極顯著影響(圖2)，隨容器規(guī)格增大均有顯著提高。烏桕容器苗根、莖、葉及整株干質(zhì)量在C1、C2、C3水平間均呈顯著增加，C3相較C1分別提高了147.7%、130.2%、147.7%、135.5%，C3與C4水平增加不顯著。楓香和黃檀容器苗的各器官干質(zhì)量均在C4水平時達到最大，其中楓香容器苗的根、莖、葉及整株干質(zhì)量C4水平較C1水平分別提高了275.5%、294.6%、223.7%、265.5%，黃檀容器苗分別提高了149.1%、77.5%、75.9%、95.1%。從各器官干質(zhì)量增幅來看，隨容器規(guī)格的增大，楓香增幅最大，其次為烏桕，黃檀增幅最小。其中楓香各器官干質(zhì)量在C4水平仍有顯著提高，烏桕在C3水平時干物質(zhì)累積即達到較高水平，黃檀除莖干質(zhì)量外同樣在C4水平仍有顯著提高。

圖2 容器規(guī)格對3個速生樹種容器苗根、莖、葉及整株干物質(zhì)量的影響Fig.2 Effects of container size on root,stem,leaf and dry matter weight of container seedlings of three fast-growing species

2.2 緩釋肥施加量對3個樹種容器苗生長的影響

隨緩釋肥施加量的增加，3個速生樹種容器苗各生長指標變化趨勢均不相同(圖3)。在不同緩釋肥施加量下，烏桕容器苗各生長指標均有顯著或極顯著差異。其中：苗高隨緩釋肥施加量的增加呈遞增趨勢，平均根系直徑呈遞減趨勢，其他指標均呈“V”型變化；苗高、地徑、總根長、根表面積和根投影面積均在F3水平達到最大值，且顯著高于F2水平，總根長、根表面積和根投影面積在F1、F3水平間差異不顯著。綜合來看，F(xiàn)3水平(2.5 kg/m3)更利于烏桕容器苗生長。緩釋肥施加量對楓香容器苗各生長指標均有顯著影響，且均在F3水平時達到最大值，說明增加緩釋肥施加量能顯著促進楓香容器苗生長。相比烏桕、楓香兩樹種，緩釋肥施加量對黃檀容器苗生長的影響較小。緩釋肥施加量僅對黃檀的苗高、總根長、根平均直徑和根冠比有顯著影響。其中：苗高在F2和F3水平顯著高于F1水平；總根長在F3水平顯著高于F1水平；根平均直徑隨緩釋肥施加量增加而逐漸下降，F(xiàn)1水平顯著高于F2和F3水平；根冠比在F2水平顯著低于F1。綜合來看，F(xiàn)2水平(2.0 kg/m3)黃檀苗木生長相對較好。

圖3 緩釋肥不同施加量對3個樹種容器苗生長的影響Fig.3 Effects of slow-release fertilizer on container seedling growth of three tree species

緩釋肥施加量對烏桕和楓香容器苗各器官干質(zhì)量影響顯著，對黃檀容器苗各器官干質(zhì)量影響均不顯著(圖4)。隨緩釋肥施加量的增加，烏桕和楓香容器苗各器官干質(zhì)量均呈“V”型變化趨勢，在F2水平時最低，各器官干質(zhì)量相較F1水平下降幅度達1.7%～25.4%。各器官干質(zhì)量在F3水平均有顯著提高，相較F2水平，烏桕各器官干質(zhì)量增加42.6%～59.5%，楓香增加51.2%～86.8%。由此可見，緩釋肥施加量在F3水平(2.5 kg/m3)時，烏桕和楓香容器苗的各器官干質(zhì)量累積最大；黃檀在緩釋肥施加量為F1水平(1.5 kg/m3)時即可滿足各器官干質(zhì)量累積的需求。

圖4 緩釋肥施加量對3個速生樹種容器苗根、莖、葉及整株干物質(zhì)量的影響Fig.4 Effects of slow-release fertilizer on root,stem,leaf and whole dry matter weight of container seedlings of three fast-growing species

2.3 不同因素及其交互作用對3個速生樹種容器苗生長的影響

容器規(guī)格(C)對烏桕容器苗根平均直徑無顯著影響(P>0.05)，對其余生長指標均有極顯著影響(P<0.01)；緩釋肥施加量(F)對楓香各生長指標皆有顯著影響(P<0.05)，且對除根平均直徑外的其余生長指標有極顯著影響(P<0.01)(表1)。容器規(guī)格(C)對楓香各生長指標皆有顯著影響(P<0.05)，且對除根冠比外的其余生長指標均有極顯著影響(P<0.01)；緩釋肥施加量(F)對楓香根冠比無顯著影響(P>0.05)，對其余生長指標均有極顯著影響(P<0.01)(表1)。除根平均直徑外，容器規(guī)格對黃檀各生長指標均有顯著或極顯著影響；緩釋肥施加量僅對黃檀苗高、根總長、根投影面積、根表面積和根平均直徑等生長指標有顯著或極顯著影響(表1)。雙因素方差分析結(jié)果(表1)表明3個速生樹種容器苗的生長對容器規(guī)格和緩釋肥施加量變化的響應(yīng)不同，其中烏桕和楓香對兩因素的響應(yīng)均較大，黃檀對容器規(guī)格的響應(yīng)較緩釋肥施加量的大。

表1 雙因素交互作用下3個樹種容器苗生長指標的方差分析Tab.1 Variance analysis of container seedling growth indexes of three tree species under the interaction of two factors

從生長指標所呈現(xiàn)的兩因素交互效應(yīng)(表1)來看，烏桕僅在總根長、根投影面積、根表面積和根體積等根系生長指標有顯著或極顯著交互作用。這說明在滿足烏桕容器苗苗高、地徑和全株干物質(zhì)量最優(yōu)的前提下，合理調(diào)節(jié)容器規(guī)格和緩釋肥施加量，可有效控制烏桕容器苗根系生長，提高苗木出圃質(zhì)量。

從生長指標所呈現(xiàn)的兩因素交互效應(yīng)(表1)來看，楓香在苗高、地徑、整株干質(zhì)量、根平均直徑和根體積等生長指標有顯著或極顯著交互作用；黃檀則在苗高、地徑、整株干質(zhì)量、總根長、根投影面積、根表面積和根體積等多個顯著或極顯著的交互作用。這表明在生產(chǎn)中通過調(diào)整容器規(guī)格大小或緩釋肥施加量多少可達到精準控制楓香和黃檀容器苗生長性狀的目的。

3 討論與結(jié)論

容器規(guī)格對苗木生長的影響因樹種而異。烏桕容器苗的苗高在C3水平時最大，C4水平反而有所降低，地徑和各根系指標均隨容器規(guī)格增大而增大，在C4水平時達到最大，但與C3水平差異不顯著。這一方面可能是因為C3水平的容器規(guī)格已經(jīng)滿足烏桕幼苗根系生長所需的空間，繼續(xù)增加容器規(guī)格促進作用不明顯，另一方面是因為苗木生長空間變大，頂端優(yōu)勢下降，苗高生長速度相應(yīng)降低。苗木各器官的干質(zhì)量能反映苗木干物質(zhì)的累積能力，是標志苗木健康和生長的重要指標之一。苗期長勢較好、生物量較大的苗木，利用資源的能力較強，可較好地適應(yīng)環(huán)境，達到速生健壯的目的[11]。從本研究結(jié)果來看，容器規(guī)格的增加對3個速生樹種容器苗的干物質(zhì)累積均有積極顯著的影響。綜合來看，C3水平的容器規(guī)格對烏桕的生長最有利。楓香容器苗從容器規(guī)格C3增至C4時苗高、根系平均直徑差異不明顯，地徑、干物質(zhì)積累量、根冠比和其它根系性狀逐步增大，這與楓香屬于深根性樹種，容器規(guī)格越大越利于主根生長有關(guān)。C1～C4水平，容器規(guī)格越大，黃檀容器苗根系生長越好，但苗高、地徑在C3水平與C4水平間差異不明顯，這也與黃檀是深根性樹種有關(guān)。

緩釋肥施加量對3個樹種苗木生長整體表現(xiàn)為促進作用，但在不同樹種間有所差異。緩釋肥施加量逐步增加時，烏桕容器苗苗高、地徑和干物質(zhì)積累量逐漸提高，而根冠比、根系各指標卻呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，這可能與緩釋肥釋放速度和苗木的營養(yǎng)需求不完全同步有關(guān)，當緩釋肥的釋放速度快于植物的生長速度時易造成肥害，苗木生長受到抑制。這與木荷(Schimasuperba)[5]、赤皮青岡(Cyclobalanopsisgilva)[12]、挪威云杉(Piceaabies)[13]等樹種研究結(jié)果類似，因此育苗過程中可適當調(diào)整施肥量，以達到更好的促生長作用。楓香容器苗對緩釋肥施加量的響應(yīng)明顯，各項生長指標隨施加量的增加逐步提高，可見基質(zhì)養(yǎng)分狀況對培育楓香1 a生容器苗具有重要影響，這與云南松(Pinusyunnanensis)[11]和思茅松(P.kesiyavar.langbianensis)[14]研究結(jié)果一致。黃檀容器苗多項生長指標對緩釋肥施加量的變化響應(yīng)不明顯，這可能與黃檀屬于豆科植物，具根瘤能固氮有關(guān)。

容器規(guī)格和緩釋肥施加量對3個速生樹種容器苗的生長存在交互作用，且差異明顯，說明兩個因素對苗木的影響是彼此聯(lián)系和相互作用的，這與赤皮青岡研究結(jié)果類似[12]。不同樹種對容器規(guī)格和緩釋肥施加量交互效應(yīng)的響應(yīng)不同[15]，因此，在篩選適合于3個速生樹種的育苗方案時，應(yīng)根據(jù)樹種特性、生長狀況和干物質(zhì)積累量、各因素對苗木生長的主效應(yīng)和交互作用等多方面綜合評估，合理選擇容器規(guī)格，同時緩釋肥應(yīng)避免過量，防止造成肥害，導致抑制容器苗生長[16-17]。研究表明，對于烏桕、楓香兩樹種在容器規(guī)格C4水平(14 cm×18 cm)、緩釋肥施加量F3(3.5 kg/m3)時苗木質(zhì)量達到最優(yōu)；而黃檀容器苗在容器規(guī)格C4時生長最好，緩釋肥施加量F2(2.0 kg/m3)時苗高達到最高值，F(xiàn)3時根系總長度最長，生產(chǎn)時可以根據(jù)樹種具有根瘤可固氮的特性，結(jié)合生產(chǎn)成本等多方面因素確定最優(yōu)育苗方案，另外也可以依據(jù)不同等級苗木的市場價格波動和各種處理措施生產(chǎn)成本變化適當調(diào)整育苗方案[11]。通過本研究，初步篩選出了最適合于烏桕、楓香和黃檀3個速生樹種的容器規(guī)格和緩釋肥施加量，在成本控制的基礎(chǔ)上達到培育優(yōu)質(zhì)苗木的目的，為速生樹種容器苗進一步的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供了科學參考。