不同栽培基質對降香黃檀幼苗生長的影響

玉峙強，小梅，楊振德，玉舒中

（1.廣西大學林學院，南寧 530004；2.岑溪市林業(yè)局，廣西 岑溪 543200）

降香黃檀（Dalbergia odoriferaT.Chen）是能固氮的豆科高大半落葉喬木，原產于中國海南，在南方多省（地）有少量生長。因過度采伐，自然資源幾乎枯竭［1-5］。降香黃檀心材俗稱“黃花梨”，是極為高檔的紅木家具原材料之一。降香黃檀的心材提取物“降香”是一種很好的定香劑，同時在鎮(zhèn)痛、降血壓血脂、活血化瘀等方面具有很好的功效［6，7］。中國西南地區(qū)存在幅員遼闊的喀斯特石漠化生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)，脆弱區(qū)的環(huán)境退化嚴重，恢復困難［8-10］，是造林工作的難點。降香黃檀的木材價值和藥用價值都很高，且根瘤固氮，有利于提高土壤微生物數(shù)量，提升土壤質量，能在中國西南喀斯特石漠化生態(tài)脆弱區(qū)較好地生長［11-13］，是很有發(fā)展前途的本土珍稀樹種。

隨著造林工作的不斷深入，喀斯特石漠化、黃土、沙漠及高寒等立地困難的生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)已成為造林工作的重點。而這些生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)的治理和修復需要質量高、抗性強的苗木。適宜的栽培基質一般都具有良好的理化特性，能為苗木提供養(yǎng)分好、透氣性高、保水性佳的根際環(huán)境，是培育質量高、抗性強苗木的關鍵因子之一，也是苗木生產工廠化的關鍵技術之一［3，14，15］。降香黃檀在廣西南亞熱帶巖溶石灰山地生長良好，但在紅壤土中卻生長不佳［16］?；|偏酸性及透氣性不好可能是降香黃檀長勢不好的重要原因之一［15］。以紅壤土作為降香黃檀主要育苗基質原料時可通過添加椰殼粉或沙子增加透氣性［17］，或使用火燒土［18］、咖啡殼漚制物［19］、泥炭土［3］、炭化鋸末粉和炭化谷殼粉［20］等作為基質改良原料可能有利于降香黃檀壯苗的培育。降香黃檀育苗基質適宜pH 范圍還存在爭議［16，20］。本研究在考慮栽培基質原料經(jīng)濟便宜易于獲得的基礎上，重點關注栽培基質的透氣性和pH 對降香黃檀幼苗生長的影響，旨在為培育質量高、抗性強的降香黃檀苗木提供技術參考，為中國喀斯特石漠化生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)治理和修復提供降香黃檀優(yōu)質苗木。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗地點位于廣西大學林學院校內教學實踐基地；試驗苗為實驗室采自同一棵樹自育60 d、大小長勢一致的實生幼苗（苗高約14.4 cm，地徑約4.2 mm）；容器為20 cm（Φ）×30 cm（h）無紡布育苗袋；泥炭土和珍珠巖購自南寧市北湖路花卉市場，壤土來自廣西國有高峰林場林地，木材鋸末粉為杉木加工后的廢棄物，來自廣西國有高峰林場下屬苗圃園。

1.2 試驗設計

運用控制因素法，各處理只有單一因素變量（栽培基質），其余因素不變（降香黃檀幼苗統(tǒng)一置于帶自動灌溉系統(tǒng)的扦插苗床上，光、水、氣、熱等生長環(huán)境基本一致）。綜合前人研究成果，考慮栽培基質原料經(jīng)濟便宜易于獲得的基礎上重點關注栽培基質的透氣性和pH 對降香黃檀幼苗生長的影響，共計6 個處理，其中以100%壤土為對照，不同基質配比（體積比）見表1，不同基質配比土壤化學性質見表2。每袋1株，每處理15 個重復，共計90 株。幼苗置于同一苗床上統(tǒng)一管護，隨機放置，每15 d 重新放置1次以減少不均勻環(huán)境因素的影響。90 d 后測定各處理幼苗的生長和生理指標。

表1 不同基質配比設計

表2 不同基質配比土壤化學性質

1.3 各指標測定方法

地徑：根部距離地面1 cm 處用游標卡尺測量地徑。

株高：用刻度尺測量株高。

總生物量：每處理隨機選取3 株幼苗，用去離子水洗凈，濾紙吸干水后先稱鮮重；然后裝在牛皮紙信封內置于鼓風烘箱115 ℃殺青30 min，后轉75 ℃持續(xù)72 h 烘干至恒重后稱量。

根瘤數(shù)：每處理隨機選取3 株幼苗，用去離子水洗凈，濾紙吸干水后，數(shù)出根瘤的數(shù)量，稱量對應的根系質量，計算出單位根質量的根瘤數(shù)。

根系參數(shù)：隨機選取3 株幼苗，用去離子水洗凈，濾紙吸干水后用WinRHIZO 根系分析系統(tǒng)測定。

苗木質量指數(shù)參照范輝華等［21］的方法進行，公式如下：

式中，QI為苗木質量指數(shù)，W總為總生物量（g），H為苗高（cm），D為地徑（mm），W上為地上部分生物量（g），W下為地下部分生物量（g）。

生理指標：葉綠素、根系活性參照郝建軍等［22］的方法進行。

光合特性：在晴朗光照充足的上午9：00—11：00，用LI-COR 6400 便攜式光合熒光全自動測量儀進行測定。每處理隨機選取3 株幼苗，每株幼苗選取3 片完整成熟的葉片，每片葉片重復測定3 次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 進行數(shù)據(jù)整理，SPSS 軟件進行方差分析及Duncan 多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同基質配比對降香黃檀幼苗生長指標的影響

2.1.1 不同基質配比對降香黃檀幼苗株高、地徑增量及根瘤數(shù)的影響 由表3 可以看出，不同基質配比對降香黃檀幼苗生長指標有明顯影響。苗高增量除了處理2 以外其他處理均顯著大于對照，其中處理3 是對照的1.84 倍；地徑增量僅處理1 和處理3 顯著大于對照，分別是對照的1.30 和1.66 倍。單位質量根瘤數(shù)除了處理1 以外，其他4 個處理均顯著多于對照，分別是對照的2.25、2.90、2.58、2.00倍，以處理3 的單位質量根瘤數(shù)最多。

表3 不同基質配比對降香黃檀幼苗株高、地徑增量及根瘤數(shù)的影響

2.1.2 不同基質配比對降香黃檀幼苗生物量的影響 由圖1 可以看出，不同基質配比對降香黃檀幼苗的總生物量影響明顯，其中處理3 總生物量最高，且顯著高于其他處理；由表4 可以看出，莖葉鮮重處理3 最大，且顯著高于對照；根鮮重處理3 最大；根冠比僅處理3 和處理4 大于對照，分別是對照的1.29、1.09 倍。莖葉鮮重、根鮮重、莖葉干重、根干重、根冠比均為處理3 最大。

表4 不同基質配比對降香黃檀幼苗生物量的影響

圖1 不同基質配比對降香黃檀幼苗總生物量的影響

2.1.3 不同基質配比對降香黃檀幼苗根系生長的影響 由表5 可以看出，總根長除了處理2 以外，其他均顯著大于對照，分別是對照的1.33、1.42、1.31、1.38 倍；總根表面積除了處理2 以外，其他均顯著大于對照，分別是對照的1.36、1.50、1.36、1.43 倍；根系平均直徑均大于對照，分別是對照的1.17、1.15、3.87、1.03、1.48 倍；總根體積處理3 和處理5 顯著大于對照；總根尖數(shù)均大于對照，分別是對照的1.01、1.07、1.86、1.48、1.75 倍。處理3 的各項根系生長參數(shù)均為最大。

表5 不同基質配比對降香黃檀幼苗根系生長的影響

2.1.4 不同基質配比對降香黃檀幼苗苗木質量指數(shù)的影響 由圖2 可知，處理3 的苗木質量指數(shù)最大，顯著大于其他5 個處理。數(shù)值越大，苗木的造林成活率越高。表明處理3 降香黃檀幼苗生長表現(xiàn)最優(yōu)、質量最好。

圖2 不同基質配比對降香黃檀幼苗苗木質量指數(shù)的影響

2.2 不同基質配比對降香黃檀幼苗生理指標的影響

2.2.1 不同基質配比對降香黃檀葉綠素含量的影響 由表6 可以看出，葉綠素a 含量除處理4 以外，其他均高于對照，其中處理3 最高，是對照的1.69倍；葉綠素b 含量處理1 和處理3 顯著高于對照，分別是對照的1.47 和1.41 倍；葉綠素總含量處理3 最高，是對照的1.61 倍；葉綠素a/b 處理3 最大。

表6 不同基質配比對降香黃檀葉綠素含量的影響

2.2.2 不同基質配比對降香黃檀幼苗光合作用參數(shù)的影響 各處理降香黃檀幼苗的光合特性指標差異明顯（表7）。凈光合速率處理3 最高，是對照的1.69倍；胞間CO2濃度處理3 最低；氣孔導度處理2 顯著高于對照；蒸騰速率除了處理1 和處理5 低于對照外，其他3 個處理均顯著高于對照，光合速率高通常胞間CO2濃度會低，處理3 降香黃檀幼苗的各項光合特性參數(shù)之間保持了較好的一致性。

表7 不同基質配比對降香黃檀幼苗光合作用參數(shù)的影響

2.2.3 不同基質配比對降香黃檀幼苗根系活力的影響 由圖3 可知，各處理降香黃檀幼苗根系活力不同，其中處理3 的根系活力顯著高于其他處理，是對照的1.31倍，表明處理3 的根系具有最強的代謝活力。

圖3 不同基質配比對降香黃檀幼苗根系活力的影響

綜合以上所有生理代謝指標可以看出，處理3降香黃檀生理代謝活性表現(xiàn)最優(yōu)。

3 小結與討論

試驗結果表明，處理3 栽培基質（泥炭∶珍珠巖∶木材鋸末粉∶壤土=12∶2∶2∶4）培育的降香黃檀幼苗生長最好，生理代謝活力最強，是降香黃檀壯苗培育最適宜的基質配比。栽培基質透氣性也是影響降香黃檀壯苗培育的主要因子之一。

基質為苗木提供生長所需的水、肥、氣、熱等是苗木生長發(fā)育的重要影響因子［23］。有研究認為，基質如果偏酸性可能會制約降香黃檀苗木的生長［15，17，24］；但孫潔等［3］研究降香黃檀苗木培育最佳輕基質配比（椰糠∶泥炭土∶黃心土=2∶2∶1）中使用的椰糠和泥炭土都是偏酸性［15，25］。何琴飛等［15］認為基質中添加泥炭土會致使降香黃檀苗木生長表現(xiàn)不佳，是因為泥炭土偏酸性且透氣性不佳造成。然而李湘陽等［26］研究表明泥炭土對降香黃檀組培苗生長有較好的正向作用，還能促進根瘤菌的定殖。本研究結果表明基質中添加適量的泥炭土并不制約降香黃檀幼苗的生長，且明顯提高了基質的電導率、速效磷和堿解氮含量。泥炭土包含有一些纖維結構，混合一定比例的泥炭土可以改變栽培基質的某些物理特性［27］。陳海軍等［20］認為，降香黃檀配制基質的適宜pH 為5.5～5.8，基質中混合不同比例的鋸末粉、炭化鋸末粉、泥炭土和炭化谷殼粉等輕基質不僅能提高苗木抗性還能促進苗木的生長。雖然楊德軍等［18］研究認為80%森林土+20%火燒土是降香黃檀容器育苗最佳的培育基質，但在驗證容器對降香黃檀育苗的影響效果時采取的卻是森林土+咖啡殼漚制物=1∶1 的培育基質［19］，或許是因火燒土不易獲得。劉德朝等［28］研究認為采用泥炭∶木屑∶樹皮∶紅心土=3∶3∶3∶1 的培育基質種植降香黃檀扦插苗試驗效果最好。Yue等［17］在海南海口以椰糠粉、紅壤、落葉粉和沙子不同基質組合和配比成18 種培養(yǎng)物質，發(fā)現(xiàn)紅壤∶椰糠=2∶2，紅壤∶沙子=2∶2 的基質配比對降香黃檀的生長和生物量積累的影響最好。椰糠自身良好的孔隙結構不僅有利于提高基質水、氣、熱的交換能力，同時具有較強的緩沖活性，還有利于微生物的定殖，提高土壤酶活性［29］?；|中椰糠比例過高可能會釋放過多次生代謝物，過低則透氣性和持水性降低，都不利于苗木生長［15］。紅壤和椰糠都偏酸性，即在酸性基質中降香黃檀幼苗可以很好地生長［17］。紅壤的有機質含量普遍偏低，僅在紅壤中添加沙子提高基質的透氣性就能促使降香黃檀幼苗很好地生長［17］。本研究采用易于獲得的木材鋸末粉代替海南以外成本高且不易獲得的椰糠，在保證具有良好透氣性、持水性、緩沖活性的同時通過添加珍珠巖，提高了基質的通氣性，促進了降香黃檀幼苗的生長。此外，本研究采用透氣性良好的無紡布育苗容器也有助于促進降香黃檀幼苗的生長［19］。

總之，降香黃檀對土壤的適應能力較強，對立地養(yǎng)分條件要求不高?；|偏酸性［17］還是堿性［16］對降香黃檀生長的影響不大，紅壤土、黃心土、石灰土、森林土、大田土均可作為基質的原料?；|中添加椰糠、沙子、咖啡渣、石礫等的作用更多是提高基質的通透性?；|的透氣性越好，越有利于微生物特別是固氮根瘤菌的定殖，降香黃檀苗木根瘤數(shù)量形成也就越多，越能從空氣中固氮獲得更多的氮養(yǎng)分?？λ固厥貐^(qū)土壤環(huán)境中雖然養(yǎng)分十分匱乏，但石礫含量高，透氣性好，從這一角度可以解釋降香黃檀在石漠化地區(qū)耐貧瘠、適應性極強的原因。