不同基質(zhì)處理對蒜頭果幼苗生長的影響

楊卓穎，梁文匯，黃曉露，李寶財(cái)，楊日升，廖健明

（廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院 廣西特色經(jīng)濟(jì)林培育與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧 530002）

蒜頭果（Malaniaoleifera）又名山桐果、馬蘭后（壯語），屬鐵青樹科（Olacaceae）蒜頭果屬，為我國二級保護(hù)植物[1]，是我國特有珍稀植物。蒜頭果僅自然分布于云南東南部和廣西西部狹長的喀斯特巖溶區(qū)域[2]，是我國西南石灰?guī)r山地非常珍稀的木本油料樹種。蒜頭果種仁含有大量油脂[3]，種仁油中神經(jīng)酸含量高達(dá)40.92%～67.00%，是人工合成麝香酮的原料[4-5]。在經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)使下，蒜頭果被破壞性采摘，而且其天然更新困難，野生資源數(shù)量日漸減少[4]。關(guān)于蒜頭果生物生態(tài)學(xué)、種苗繁育和栽培等方面的研究較薄弱，可持續(xù)利用方面的研究仍處于起步階段。

近年來，有研究采用蒜頭果在裸露的石巖山地或土坡造林，或采用林下遮蔭套種等方式提高蒜頭果造林保存率，但結(jié)果均不理想[6]。與裸根苗相比，采用容器苗造林具有更多優(yōu)勢[7]，優(yōu)良健壯的容器苗可為提高造林存活率提供保障。基質(zhì)是容器育苗的關(guān)鍵，復(fù)配基質(zhì)可為植株?duì)I養(yǎng)吸收和生長發(fā)育提供穩(wěn)定協(xié)調(diào)的環(huán)境[8-9]。本研究以1年生蒜頭果實(shí)生幼苗為試驗(yàn)材料，研究不同基質(zhì)對其生長的影響，為制定合理的育苗措施，提高苗木出圃質(zhì)量提供參考，為蒜頭果人工林營造奠定良好的種苗基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)苗圃（108°56′E，22°56′N），地處廣西南寧市北郊，屬濕潤亞熱帶季風(fēng)氣候；陽光充足，雨水充沛，霜少無雪，夏長冬短，年均氣溫21.7 ℃，極端最高氣溫40.4 ℃，極端最低氣溫-1.5 ℃；年均降水量1 300 mm，年均相對濕度約80%[10]。

1.2 試驗(yàn)材料

2020年11月，在廣西壯族自治區(qū)巴馬瑤族自治縣交樂村（107°25′E，24°15′N）采集單株蒜頭果果實(shí)，去除果肉；將種子清洗干凈后，在稀釋500 倍多菌靈溶液中浸泡0.5 h進(jìn)行消毒處理；將種子播種至消毒好的沙床上，進(jìn)行沙藏催芽。保持沙床濕潤；每半個(gè)月用稀釋500 倍多菌靈溶液澆淋1 次，防止種子發(fā)霉。2021 年1 月，種子陸續(xù)發(fā)芽；待生長至3月，挑選生長均勻的蒜頭果幼苗，移栽至不同基質(zhì)處理的花盤中。每處理定植18 株，覆蓋遮陽網(wǎng)保濕。幼苗移栽7 天確定成活后，于2021 年3 月17 日進(jìn)行第1次指標(biāo)測量。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將泥炭土、輕基質(zhì)、黃心土、松針、蛭石和珍珠巖按不同配比混合，共設(shè)置9個(gè)處理。處理1（T1）為純泥炭土；處理2（T2）為輕基質(zhì)+黃心土3∶1（V∶V）；處理3（T3）為輕基質(zhì)+黃心土1∶1（V∶V）；處理4（T4）為純黃心土；處理5（T5）為純輕基質(zhì)；處理6（T6）為泥炭土+松針3∶1（V∶V）；處理7（T7）為泥炭土+黃心土3∶1（V∶V）；處理8（T8）為泥炭土+珍珠巖3∶1（V∶V）；處理9（T9）為泥碳土+蛭石3∶1（V∶V）。每處理6盆，3 個(gè)重復(fù)。土壤pH 值采用電位法測定；速效氮含量采用堿解擴(kuò)散法測定；速效磷含量采用HCl-H2SO4浸提鉬銻抗比色法測定；速效鉀含量采用乙酸銨浸提火焰光度計(jì)法測定；交換性鈣含量采用乙酸銨交換-EDTA 絡(luò)合滴定法測定[11]。不同基質(zhì)處理的理化性質(zhì)見表1。培育過程中，不進(jìn)行施肥和農(nóng)藥處理。

表1 不同基質(zhì)處理的理化性質(zhì)Tab.1 Physico-chemical properties of different substrate treatments

1.4 指標(biāo)測定

2021 年3 月—2022 年3 月，每月17 日采用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測量地徑，采用鋼尺測量苗高。測量結(jié)束后，將蒜頭果幼苗整株挖出清洗，清洗過程中注意保護(hù)根部；用吸水紙吸干幼苗表面水分，采用電子天平稱量幼苗全株鮮質(zhì)量、地上部分鮮質(zhì)量和地下部分鮮質(zhì)量；將不同部位植株放入烘箱60 ℃烘至恒重，稱量幼苗地上部分干物質(zhì)量和地下部分干物質(zhì)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和繪圖；采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，包括單因素方差分析（One-way ANOVA）、多重比較和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)處理對蒜頭果幼苗生長的影響

2.1.1 不同基質(zhì)處理對蒜頭果幼苗苗高生長的影響

培育1 年后，各基質(zhì)處理幼苗苗高為34.89～69.39 cm，均值為50.22 cm；T5 處理的苗高最高（69.39 cm）；其次為T1 和T6 處理，分別為56.11 和53.11 cm；T4 處理的苗高最低（34.89 cm）（圖1）。T5和T1 處理均較有利于蒜頭果幼苗苗高生長。

圖1 蒜頭果幼苗苗高Fig.1 Seedling heights of M.oleifera seedlings

2.1.2 不同基質(zhì)處理對蒜頭果幼苗地徑生長的影響

培育1 年后，各基質(zhì)處理幼苗地徑為5.63～8.31 mm，均值為6.88 mm；T5 處理的地徑最大（8.31 mm）；其次為T9、T6 和T1 處理，分別為7.26、7.23 和7.20 mm；T8 處理的地徑（6.94 mm）與T2 處理（6.70 mm）較接近；T3 處理的地徑（6.38 mm）與T7 處理（6.26 mm）較接近；T4 處理的地徑最小（5.63 mm）（圖2）。T5、T9、T6 和T1 處理均較有利于蒜頭果幼苗地徑生長。

圖2 蒜頭果幼苗地徑Fig.2 Ground diameters of M.oleifera seedlings

2.1.3 蒜頭果幼苗苗高和地徑生長變化特征

育苗前期，幼苗快速生長；各基質(zhì)處理下，3—6月幼苗苗高積累生長率為58.93%～86.34%，均占全年積累生長率的50.00%以上，說明3—6 月為幼苗苗高快速生長期（表2）。T3、T4 和T7 處理的苗高凈生長率均在4—5 月開始下降，其中T3 和T4 處理均在6—7 月下降幅度較大；T1、T2、T5 和T6 處理的苗高凈生長率均在4—5 月下降，5—6 月升高，之后降低；T8 和T9 處理的苗高凈生長率均呈先升后降的趨勢，5—6 月達(dá)到最高值。隨幼苗生長和基質(zhì)內(nèi)的營養(yǎng)消耗，后期苗高生長緩慢，除T3 處理10—11 月的凈生長率為5.35%外，其他處理8 月后的凈生長率均未達(dá)到5.00%，沒有再次出現(xiàn)苗高快速生長期。

表2 不同基質(zhì)處理苗高生長變化Tab.2 Growth changes of seedling heights in different substrate treatments(%)

各基質(zhì)處理下，3—4 月幼苗地徑的凈生長率均最高（24.70%～40.13%），為幼苗地徑生長的第1 個(gè)快速生長期；隨后，地徑生長速度下降，在6—11 月出現(xiàn)第2 個(gè)生長高峰，各處理出現(xiàn)第2 個(gè)生長高峰的時(shí)間有差異（表3）。T7和T9處理第2個(gè)生長高峰均出現(xiàn)在6—7 月，凈生長率分別為10.63% 和11.81%；T1、T5、T6和T8處理均出現(xiàn)在7—8月，凈生長率分別為11.05%、14.02%、11.87%和11.25%；T2和T3 處理均出現(xiàn)在8—9 月，凈生長率分別為10.55%和10.03%；T4處理出現(xiàn)在10—11月，凈生長率為9.13%。1 年間，幼苗地徑呈“快-慢-快-慢”生長趨勢，第1個(gè)生長高峰出現(xiàn)在3—4月，第2個(gè)生長高峰出現(xiàn)在6—11月。

表3 不同基質(zhì)處理地徑生長變化Tab.3 Growth changes of ground diameters in different substrate treatments(%)

2.2 不同基質(zhì)處理對蒜頭果幼苗生物量的影響

不同基質(zhì)處理對幼苗地上部分鮮質(zhì)量、地下部分鮮質(zhì)量、全株鮮質(zhì)量、地上部分干質(zhì)量、地下部分干質(zhì)量和全株干質(zhì)量均影響顯著（P<0.05）（表4）。地上部分鮮質(zhì)量總重均值為21.52 g，T1 處理最大（36.13 g），T4 處理最小（7.97 g）。地下部分鮮質(zhì)量均值為26.70 g，T8 處理最大（37.03 g），T6 處理最?。?9.50 g）。全株鮮質(zhì)量均值為48.51 g，T1 處理最大（69.97 g），T4 處理最?。?8.43 g）。地上部分干質(zhì)量總重均值為9.20 g，T1處理最大（15.57 g），T4處理最小（3.30 g）。地下部分干質(zhì)量均值為7.84 g，T8 處理最大（11.13 g），T4 處理最?。?.47 g）。全株干質(zhì)量均值為17.04 g，T1 處理最大（25.94 g），T4 處理最?。?.77 g）。T1 處理的地上部分鮮質(zhì)量總重和地上部分干質(zhì)量總重均顯著高于其他處理。T1 處理的葉生物量最大，是其地上部分生物量最大的主要原因。

表4 不同基質(zhì)處理對幼苗生物量的影響Tab.4 Effects of different substrate treatments on seedling biomass(g)

2.3 生長量和生物量與基質(zhì)理化性質(zhì)的相關(guān)性

苗高與土壤密度呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），與速效磷含量呈顯著正相關(guān)（P<0.05），與速效氮和速效鉀含量均呈極顯著正相關(guān)（P<0.01）（表5）。地徑與土壤密度呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），與田間持水量和總孔隙度均呈顯著正相關(guān)（P<0.05），與速效氮和速效鉀含量均呈極顯著正相關(guān)（P<0.01）。地上部分鮮質(zhì)量、全株鮮質(zhì)量和地上部分干質(zhì)量均與總孔隙度呈顯著正相關(guān)（P<0.05）。全株鮮質(zhì)量與速效氮含量呈顯著正相關(guān)（P<0.05）。

表5 生長量和生物量與基質(zhì)理化性質(zhì)的相關(guān)性Tab.5 Correlations among growths,biomass and physico-chemical properties of substrates

2.4 不同基質(zhì)處理主成分分析和綜合評價(jià)

選取苗高、地徑、地上部分鮮質(zhì)量、地下部分鮮質(zhì)量、全株鮮質(zhì)量、地上部分干質(zhì)量、地下部分干質(zhì)量和全株干質(zhì)量8 個(gè)正向指標(biāo)，進(jìn)行主成分分析和綜合評價(jià)。前2 個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到92.187%，涵蓋大部分信息，說明這8 個(gè)指標(biāo)具有代表性，可用于評價(jià)不同基質(zhì)處理對蒜頭果幼苗生長的影響（表6）。

表6 主成分分析結(jié)果Tab.6 Results of principal component analysis

第1 個(gè)主成分的特征值為6.142，相應(yīng)的貢獻(xiàn)率為76.778%；特征向量較大的因子為全株鮮質(zhì)量、地上部分干質(zhì)量、全株干質(zhì)量、地上部分鮮質(zhì)量和地下部分鮮質(zhì)量，反映蒜頭果幼苗生物量；第2個(gè)主成分的特征值為1.233，相應(yīng)的貢獻(xiàn)率為15.409%；特征向量較大的因子為地徑和苗高，反映蒜頭果幼苗生長量。

綜合得分越高，綜合表現(xiàn)越好[12]。綜合得分表現(xiàn)為T1>T5>T8>T9>T6>T3>T2>T7>T4（表7）。

表7 綜合得分與排序Tab.7 Comprehensive score and ranking

3 討論與結(jié)論

基質(zhì)是苗木前期培育的載體，不同基質(zhì)的理化性質(zhì)不同，直接影響苗木對水分和養(yǎng)分的吸收[13]。本研究采用不同基質(zhì)處理進(jìn)行蒜頭果實(shí)生幼苗培育，結(jié)果顯示，在純黃心土基質(zhì)處理下，幼苗地徑、苗高、地上部分鮮質(zhì)量、全株鮮質(zhì)量、地上部分干質(zhì)量、地下部分干質(zhì)量和全株干質(zhì)量均低于其他處理；純黃心土的速效氮、速效鉀和交換性鈣含量及田間持水量和總孔隙度均最低，說明在基質(zhì)理化性質(zhì)較差的條件下，幼苗株高、地徑和生物量累積均受到抑制，與李寶財(cái)?shù)萚14]報(bào)道崗松（Baeckeafrutescens）在養(yǎng)分缺失條件下，植株生長量明顯下降的結(jié)果一致。相關(guān)性分析結(jié)果顯示，在一定范圍內(nèi)基質(zhì)速效氮、速效鉀和速效磷含量越高，幼苗生長量越大；3—6 月為蒜頭果幼苗苗高速生期，可適當(dāng)增加氮肥施用量；7—8 月，苗高生長緩慢，地徑仍生長較快，可追施磷鉀肥，促進(jìn)幼苗木質(zhì)化。幼苗生長受基質(zhì)理化性質(zhì)的綜合影響，將來可在合適的物理性質(zhì)下，進(jìn)行施肥對蒜頭果育苗影響的研究。

根系是植物吸收水分和養(yǎng)分的主要器官，其發(fā)育狀況反映苗木生長狀況。其中，由根毛和細(xì)根組成的微根系是根系執(zhí)行吸收功能的主要部位，其生長狀況與植物生長狀況有較強(qiáng)相關(guān)性[15]?？紫抖葲Q定基質(zhì)中空氣流通的速率，對根系生長影響較大，間接影響植物根、莖和葉的生長發(fā)育[13]。本研究結(jié)果顯示，在一定范圍內(nèi)，土壤總孔隙度越大，地徑、地上部分鮮質(zhì)量、全株鮮質(zhì)量和地上部分干質(zhì)量表現(xiàn)越好；在總孔隙度較高的純泥炭土、純輕基質(zhì)和泥炭土+珍珠巖3∶1 處理中，幼苗根系較發(fā)達(dá)；泥碳土+蛭石3∶1處理的總孔隙度最大，但其養(yǎng)分分配不均衡，幼苗生長表現(xiàn)一般。根系發(fā)育狀況是影響造林成活率的重要因素[16]，楓香（Liquidambarformosana）[17]、翠柏（Calocedrusmacrolepis）[18]和紅錐（Castanopsishystrix）[19]等樹種均表現(xiàn)為擁有較發(fā)達(dá)和完整根系苗木的造林成活率較高。本研究中，純泥炭土、純輕基質(zhì)和泥炭土+珍珠巖3∶1處理的根系生長發(fā)育較好，有可能解決蒜頭果上山造林成活率低的問題。

綜合分析結(jié)果顯示T1>T5>T8>T9>T6>T3>T2>T7>T4。在純泥炭土處理下，蒜頭果幼苗葉生物量和全株生物量均最高，綜合得分最高；在純輕基質(zhì)處理下，蒜頭果幼苗苗高和地徑均表現(xiàn)最好，葉生物量低于純泥炭土處理；在泥炭土+珍珠巖3∶1處理下，蒜頭果幼苗根系生長最好，最有利于蒜頭果幼苗地下部分生長；這3 個(gè)基質(zhì)配方均可作為蒜頭果育苗基質(zhì)選擇。

利益沖突：所有作者聲明無利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：楊卓穎、黃曉露負(fù)責(zé)論文撰寫與修改和文獻(xiàn)檢索；梁文匯、廖健明負(fù)責(zé)研究計(jì)劃制定和論文指導(dǎo)；李寶財(cái)、楊日升負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)收集與分析。