不同培育措施对浙江楠容器苗生长和根系形态的影响1)

2015-06-28李因刚

东北林业大学学报 2015年1期

李因刚

(南京林业大学，南京，210037)

柳新红马俊伟李芳芳石从广杨少宗

(浙江省林业科学研究院)

容器苗培育是林木种苗的重点方向之一，与裸根苗相比，容器苗具有起苗和运输不伤根系，栽植时带有完整根团等优点;优质的容器苗能延长造林时间，显著提高苗木成活率和造林成效，并有效促进幼林生长［1－2］。我国在 20世纪 50年代开始了容器苗研究与生产，经过几十年的发展，一些主要造林树种已经在很大程度上取代了裸根苗，在苗木生产和造林工程中发挥着越来越重要的作用［3－8］。近年来，为满足珍贵用材林大规模发展对高质量苗木的需求，珍贵树种容器育苗技术也取得了一定的进展［9－11］。

浙江楠(Phoebe chekiangensis)属樟科(Lauraceae)楠属(Phoebe)的高大乔木，是“金丝楠木”的一种，具有较高的经济价值。分布于浙江、福建北部、江西东北部和安徽南部［12－13］，为华东地区特有珍贵用材树种。树干通直，材质坚硬，可作建筑、家具等用材。树身高大，枝条粗壮，雄伟壮观，叶四季青翠，可作园林绿化树种［14］。由于浙江楠经济价值高，浙江、江西、安徽和江苏等省均有人工栽培，大规模的造林用苗也多为1年生容器苗。针对浙江楠容器苗培育的研究虽然也有相关报道，这些研究仅揭示了育苗基质组成配比、肥料供应量等单一因素对苗木生长的影响［15－17］。本文以浙江楠自由授粉半同胞家系为研究材料，系统研究了基质配比、容器类型、缓释肥量和育苗密度等因素对容器苗生长、叶面积、干物质积累与分配、根系形态等方面的影响，以期为浙江楠工厂化容器苗生产和育苗标准的编制提供技术参考和理论依据。

1 试验地概况

试验地位于杭州市西湖区浙江省林业科学研究院苗圃。该地区为典型的亚热带季风气候，四季分明，温暖湿润。年均气温16.2℃，1月份气温最低，平均气温3.8℃，7月份气温最高，平均气温28.6℃，极端最高气温 42.9℃，极端最低气温－15.0℃，无霜期230～260 d。年均降水量1 435 mm，平均相对湿度为76%。年日照时间1 765 h。

2 材料与方法

2.1 试验材料

试验用苗木为2012年冬季在湿沙中层积催芽，2013年4月萌发的芽苗。种子来源为浙江开化种源的同一个自由授粉半同胞家系。试验所用的基质、肥料和容器均与实际生产一致。在进行基质混合时，加入相应量的缓释肥(美国产APEX18－6－12型)，肥效期9个月。容器为无纺布容器(规格4.5 cm(直径)×10 cm(高))和黑色聚丙烯塑料钵(规格10 cm(直径)×20 cm(高))。

2.2 试验设计

在参考相关研究［15－17］的基础上，本试验在基质配方4个水平，容器规格、缓释肥量和育苗密度各2水平下，系统研究浙江楠容器苗生长和根系形态，各因素及其水平见表1。采用L8(4×24)混合水平的正交试验设计，试验处理见表2，每处理50株苗木，重复3次。苗木管理参照实际生产进行。

表1 正交试验因素水平表

2.3 测定内容与方法

2013年12月10日，浙江楠容器苗已进入生长停止期，进行各试验处理的苗高、地径、叶面积、叶片数量、干物质量和根系形态等指标的测定。

每小区随机抽取30株苗木，分别用直尺和游标卡尺测量其苗高(精度 0.1 cm)、地径(精度 0.01 mm)。随机取5株苗木用于测定叶面积、叶片个数和干物质量，将苗木收获后用自来水冲洗干净，之后将其分为根、茎和叶3部分。利用美国LI－COR公司Li－3000C便携式叶面积测定仪，先测定每株苗木的叶片数量和叶面积，然后将根、茎和叶3部分分别置于烘箱内，85℃烘干至恒质量，称取其干质量。根系取样时，先将栽植容器放在尼龙网筛上用水冲去基质，再用流水缓缓冲洗干净(冲洗时，在根系下面放置100目筛以防止脱落的根系被水冲走)。

表2 L8(4×24)混合水平的正交试验设计

每小区随机取5株苗木，根系取样方法与上述相同。用双光源扫描仪扫描得到根系图片，根据扫描图片，用根系分析软件Win－RHIZO Pro2005b(加拿大Regent Instruments公司设计)测定根长、根表面积、根体积和根平均直径等根系形态参数。

2.4 数据统计分析

采用Microsoft Excel 2007进行数据处理与作图，正态性分布检验、方差分析、各性状均值和标准差、Duncan多重比较均在SAS8.2软件中完成。叶片数据经对数转换，使其符合正态分布。

3 结果与分析

3.1 正交试验的方差分析

为确定试验因素对浙江楠容器苗相关性状的影响，进行了正交试验的方差分析见表3。由表3可知，容器苗各相关性状中，仅有苗高在基质配方间差异显著，根冠比在育苗密度间差异极显著。除地径外，其他性状在容器规格间均有显著或极显著差异，意味着容器规格的不同导致苗木各性状差异明显;而所有性状在缓释肥量间差异均不显著，说明本试验中的两种缓释肥添加量对苗木生长的影响程度非常有限。此外，叶片数、苗高在空列上分别差异显著、极显著，说明基质配比、容器规格、缓释肥量和育苗密度等4个因素间有显著的交互效应存在，至于具体的交互效应，需要选用扩大的正交表来做进一步的验证试验。

3.2 不同培育措施对浙江楠容器苗形态和干物质积累的影响

浙江楠容器苗形态和干物质积累在处理间的差异及多重比较结果见表4。从表4可以看出，处理2、5、3 的苗高分别达到 24.98、24.32、24.13 cm，均显著高于处理1和 7，分别为处理 7(21.70 cm)的 1.15、1.12、1.11 倍。地径的变化幅度为 2.77～3.36 mm，处理2与其他7个处理间差异均达显著水平。采用大规格容器的处理 2、4、6、8的叶面积均在 120.00 cm2以上，明显高于小规格容器的处理 1、3、5、7，并且处理2、6与小规格容器处理间的差异达显著水平。叶片数量在不同处理间也有相似趋势，处理2、6处于较高水平，显著高于处理1、3、5、7等采用小规格容器的处理。总干物质量在3.0 g以上的是处理 8、2、6，根冠比在 1.0 以上的是处理 6、8、4，它们均与处理 1、3、5、7 差异显著。

表3 L8(4×24)正交试验设计方差分析

表4 不同培育措施浙江楠容器苗形态和干物质积累分配及多重比较

3.3 不同培育措施对浙江楠容器苗根系形态的影响

正交试验的方差分析结果显示，根长、根表面积、根体积和根平均直径等根系形态性状均只是在容器规格间存在极显著的差异，而在基质配方、缓释肥量、育苗密度和因素间的交互效应的差异极小。根系形态在处理间的差异及多重比较结果(表5)表明，2、4、6和8等处理的根系形态性状均显著的大于1、3、5和 7等处理。处理 2、4、6和 8采用容器B2，其根长、根表面积和根平均直径等性状均值分别为 1 068.4 cm、182.5 cm2和 1.753 mm;而处理 1、3、5和7采用容器 B1，其均值仅分别为 421.2 cm、84.95 cm2和0.750 mm;不同容器规格间的差异达到1个数量级。容器B2(处理2、4、6、8)的根体积均值(6.625 cm3)是容器 B1(处理 1、3、5、7)的 2.13 倍。

表5 不同培育措施浙江楠容器苗根系形态及多重比较

3.4 浙江楠容器苗培育措施的筛选

相关分析表明，苗高与地径间、总干物质量与根冠比间、叶面积与叶片数量间及根系各性状间均呈极显著正相关(p＜0.01)。因此，本研究以苗高、总干物质量、叶面积和根长等4个性状指标，作为浙江楠容器苗培育措施的选择指标。由表6可知，处理2、6的4个性状均不同程度的高于8种培育措施的平均值，其苗高分别高于总体均值5.36%、1.22%，总干物质量、叶面积和根长等性状高于总体均值23.61%～50.08%。处理4的叶面积和处理8的苗高略小于总体均值，其余性状也是明显优于总体均值。除处理3、5的苗高与总体均值基本持平外，处理 1、3、5、7的苗木的性状均在总体水平以下，其幅度为－57.38%～－2.69%。综合来看，不同培育措施的优劣由高到低的顺序为:处理2、处理6、处理4、处理8、其他4个处理。

表6 不同培育措施容器苗性状与总体均值的差异 %

4 结论与讨论

浙江楠为华东地区特有种，高质量的苗木生产是发展大规模人工林的必要条件。本文开展了多因素对浙江楠容器苗培育的影响。结果表明，不同的育苗基质配方仅在苗高生长上有显著的差异，而基质配方、容器规格、缓释肥量和育苗密度主因素间的交互作用也会对苗高产生极显著的影响。地径性状则在所有因素间均没有显著差异。2.0、2.5 kg/m3的缓释肥添加量对所有性状的影响甚微，这与木荷的研究结果类似［6］。因此，从苗木质量和育苗的经济性上综合考虑，2.0 kg/m3为较为合理的肥料添加量。根冠比在75与100株/m2的育苗密度间存在极显著差异，说明苗木地上部分生长空间的大小决定了枝叶的生物量高低，进而对生物量的合理分配产生了影响。4个主因素及其交互效应中，容器规格不但对苗高、整株苗木的叶面积和叶片数量产生显著的影响，还对干物质积累与分配、根系形态等性状有着极显著影响。在容器规格上，B2容器的高度和容积分别是B1的2倍和9.87倍。浙江楠为深根性树种，更大的生长空间有利于其根系特性的体现，从而促进了根系的增长，根表面积、根体积和根平均直径的增大。各性状的方差分析也表明，容器规格对各性状的影响由大到小的顺序为:根冠比、根系形态、叶片性状、苗高。

苗木各性状在不同培育措施间的差异及多重比较结果显示，处理2具备更多的肥料(缓释肥2.5 kg/m3)、更小的育苗密度(75株/m2)，这有利于苗木的高径生长、叶片性状的增大，其苗高、地径、叶面积和叶片数量等性状均为所有处理的最高值，分别达到 24.98 cm、3.36 mm、156.36 cm2和 2.182。处理6的基质配方中，营养丰富的泥炭占总体积80%，在不同培育措施中是最高的，也使其苗木干物质量达到最高(3.293 g/株)。苗木根冠比变化幅度为 0.668～1.177，两者相差 76.2%。虽然本试验中最优组合(处理2)的苗高、地径和干物质量等性状小于文献中的 28.4 cm、5.08 mm 和 4.259 g/株，但最优组合的根冠比(0.912)高于文献中的根冠比(0.590)［17］，说明本试验苗木的生长指标虽不是最好，但苗木质量性状较高。在根系形态性状中，根长、根表面积和根体积的最大值分别为采用容器B2的处理 6(1117.8 cm)、处理 2(180.43 cm2)和处理 4(6.48 cm3)，远高于采用容器 B1 的处理 1、3、5、7及王艺等［17］人的试验结果(517.9 cm、141.05 cm2和 3.08 cm3)。

在性状间相关分析的基础上，以苗高、总干物质量、叶面积和根长等4个性状指标来进行浙江楠容器苗培育措施的优选，不同培育措施的优劣由大到小的顺序为:处理2、处理6、处理4、处理 8、其他 4个处理。考虑到基质配方的理化性质，A2(V(泥炭)∶V(蛭石)=6∶4)基质配方比A1基质配方(V(泥炭)∶V(蛭石)∶V(阔叶树木片)=5∶3∶2)具有更高的持水量和更小的密度，能有效节约圃地管理阶段的用水成本和出圃造林的运输成本［15］。育苗密度D1(100株/m2)比D2(75株/m2)能更充分的利用有限的土地资源，提高苗圃单位面积的苗木数量。总体而言，处理4(A2、B2、C2和D1的组合)为浙江楠容器苗最优的培育措施。

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