容器材质规格和缓释肥量对筇竹容器育苗生长的影响
2016-06-04唐海龙董文渊王林昊张营顾宝付建生谢泽轩西南林业大学林学院云南昆明60西南林业大学云南生物多样性研究院云南昆明60西南林业大学环境科学与工程学院云南昆明60西南林业大学职业技术学院云南昆明60大关县发改局云南大关6700
唐海龙董文渊王林昊张 营顾 宝付建生谢泽轩(.西南林业大学林学院,云南昆明60;.西南林业大学云南生物多样性研究院,云南昆明60;.西南林业大学环境科学与工程学院,云南昆明60;.西南林业大学职业技术学院,云南昆明60;.大关县发改局,云南大关6700)
容器材质规格和缓释肥量对筇竹容器育苗生长的影响
唐海龙1董文渊2王林昊3张 营1顾 宝1付建生4谢泽轩5
(1.西南林业大学林学院,云南昆明650224;2.西南林业大学云南生物多样性研究院,云南昆明650224;3.西南林业大学环境科学与工程学院,云南昆明650224;4.西南林业大学职业技术学院,云南昆明650224;5.大关县发改局,云南大关657400)
摘要:以筇竹实生苗为研究对象,采用正交试验设计,系统研究不同容器材质、容器规格与缓释基肥施入量3个试验因子对1年生筇竹容器苗生长的影响。结果表明:选用无纺布袋、规格10 cm×14 cm、缓释基肥2 kg/ m3进行筇竹轻基质容器育苗处理,地径和苗高分别为0.33 cm和40.50 cm,分别比最差处理高61.90%和23.76%;分蘖数为8.20,比最差处理高95.23%;根长和一级根数分别为21.06 cm和28.80根;生物量为15.01 g,且根的生物量分配比例显著增大;生理指标总N含量和Chl含量分别为2.94 mg/ g和33.38 mg/ g;苗木质量指数最高。因此,该处理为1年生筇竹轻基质容器育苗的最优选择。
关键词:容器材质;容器规格;缓释肥;容器育苗;筇竹
竹子是我国重要的森林资源,对区域社会的经济发展和生态环境保护有重要作用。散生或混生竹种造林一般采用母竹移鞭或移蔸,而实生苗大多是裸根苗,影响造林质量,特别是造林成活率,开展容器育苗是今后竹子栽培的重要发展趋势[1]。与裸根苗比较,容器育苗具有播种量小、育苗周期短、便于工厂化生产、有效延长造林时间及能显著提高造林成效等优点[2-3]。近年来,对育苗基质等单一方面的研究较多,有关基质、容器乃至施肥方面的综合研究较少,对木荷(Schima superba)、木兰(Magnolia liliflora)、浙江楠(Phoebe chekiangensis)和落叶松(Larix gmelini)等树种的研究较深入[4-7],竹类方面除了毛竹(Phyllostachys heterocycla)和料慈竹(Bambusa distegia)轻基质育苗[8-9],其他竹种尚未见有容器育苗的研究报道。
筇竹(Qiongzhuea tumidinoda)为禾本科竹亚科筇竹属竹种,属于国家三级保护植物,优良的笋材两用中小型复轴混生竹种,为西南地区所特有[10-11]。近年来,随着筇竹人工造林面积的不断扩大,裸根苗、带秆移鞭苗造林成活率低,已成为制约筇竹规模化发展和提高其人工林质量的关键因素[12]。本试验以筇竹实生苗为研究对象,采用正交试验设计,通过不同容器材质、规格和缓释基肥施入量对1年生筇竹容器苗生长的影响研究,优选筇竹容器育苗方案,提高筇竹容器苗木质量,力图为提高筇竹造林成活率,加快规模化、科学化人工林培育,提供理论与实践的技术支撑。
1 材料与方法
1.1试验地概况
试验地设在云南大关县木杆镇银吉村徐家湾,位于东经103°59′17.51″,北纬28°07′02.12″,海拔1 265 m。土壤为紫色土,坡度<5°。年均气温9~12℃,绝对最高气温29℃,绝对最低气温-10℃,有效积温为3 500℃,无霜期250 d,年均降水量1000~1300 mm,相对湿度81%,属亚热带季风气候,具有阴凉湿润,热量不足的气候特点[13,14]。
1.2试验材料
筇竹种子于2014年4月26日采自大关县木杆镇细沙村大罗汉坝自然零星开花筇竹林。基质腐熟树皮:腐殖质土:有机肥为1∶2∶1。基质原料:树皮收集于杉木林,打碎后用5%的尿素溶液淋透,加盖塑料膜腐熟6个月;腐殖质土取自杉木林下;有机肥为腐熟厩肥。缓释肥(金正大生态工程有限公司)为N∶P2O5∶K2O= 22%∶8%∶12%。容器育苗袋分别为透明塑料膜袋、黑色塑料杯和无纺布袋。
1.3试验设计与方法
试验设计为容器材质(A)、容器规格(B)和缓释基肥施入量(C)3个因素,每个因素设3水平:容器材质为透明塑料膜袋(A1)、黑色塑料杯(A2)和无纺布袋(A3);容器规格(口径×高度)为8 cm×12 cm(B1)、10 cm×14 cm(B2)和12 cm× 16 cm(B3);缓释基肥施入量为:2 kg/ m3(C1)、3 kg/ m3(C2)、4 kg/ m3(C3)。按照正交设计(表1),共9各处理,每个处理3次重复,1次重复30株,共计810株。试验使用的缓释肥在基质配比时直接拌入,筇竹种子用5%的多菌灵消毒后,用削尖竹片直接播种于装满5%多菌灵消毒的营养土育苗袋中并压实,播种量2粒/袋,播种深度2 cm左右,播种后完全浇透水,待种子萌发生长至1株2叶,每个育苗袋保留1株健壮竹苗。后期管理每周进行2次浇水和除草,并在苗圃地上搭建离地1.8 m遮阴度40%的遮阴篷,待苗木生长至100 d后去除。
表1 筇竹容器育苗正交试验设计Table 1 Orthogonal experimental design of Qiongzhuea tumidinoda container nursery
1.4测定与分析方法
于2014年11月底,每个处理选取5株样苗,测定地径(D0)、苗高(H)、分蘖数、总N和总Chl含量;并将不同处理的样苗洗净后,用吸水纸擦干后测定根长、一级根数(试验中1年生筇竹苗未长竹鞭,且二级根和其他细根太多,暂未统计)和根茎叶各部分鲜质量。室内测定将根茎叶分别装入信封,经105℃杀青30 min,65℃烘干至质量恒定,测定各部分的干质量。数据采用Excel 2007统计和SPSS 22.0进行显著检验和相关性分析,以检验不同配比基质对筇竹容器苗生长的影响。
2 结果与分析
2.1不同处理对筇竹容器苗高粗生长和分蘖的影响
容器的材质与大小限制容器苗的生长环境,适量施肥更能辅助苗木发育,将直接影响到苗木的生长状态[15],筇竹容器苗地上部分生长指标见表2。由表2可知,各处理中,地径、苗高和分蘖数3个地上部分生长性状差异显著,处理9表现最好,分别为0.34 cm、42.50 cm和8.20,其次为处理6,在处理1条件下各指标量最小。处理9的地径、苗高分别比处理1高61.90%和23.76%,而分蘖数接近处理1的2倍,高出95.24%。通过Duncan分析可知,筇竹苗地上部分生长指标地径、苗高和分蘖数中,处理9均为显著,处理6的地径和苗高均为显著,说明处理9都能为筇竹1年生苗生长提供较理想的生长空间与环境,供给充足的营养且让对苗木的生长促进作用最大,处理6次之。
表2 不同处理筇竹苗的地径、苗高和分蘖数Table 2 Seedling diameter,height and tiller number of different treatments to Qiongzhuea tumidinoda seedlings
2.2不同处理对筇竹容器苗根系生长的影响
植株根系的作用除了支撑整个植株之外,最重要的是要从周围环境中吸收水分和养分[16-17],图1中各基质配比处理的根长和一级根数均为显著差异。处理9根长和一级根数均为显著,且各指标量为最高,分别为21.06 cm和28.80;处理1各指标量最小。与处理1对比,处理9的根长和一级根数分别高出181.55%和136.07%。综合地下部分的根长和一级根数指标大小说明无纺布容器最利于地下部分生长,塑料膜袋最差,地下部分的生长与容器大小正相关,且合理容器材质和适量的施肥有助于筇竹苗根系的伸长生长和增多生长。
图1 不同处理1年生筇竹苗的根长和一级根数Fig.1 The root length and the first order roots number of Qiongzhuea tumidinoda annual seedlings under different treatments
2.3不同处理对筇竹容器苗生物量及生物量分配的影响
生物量大小及其分配是评价苗木质量的重要指标。由图2可以看出,各处理间筇竹苗生物量差异显著,生物量最高的是处理9,为15.01 g,比最低的处理1高115.97%,处理6次之。生物量根茎叶的分配量和比例均为茎>根>叶,平均分配量分别为6.30 g、3.28 g和1.93 g,分配比例分别为54.68%、28.52%和16.80%。各处理中,根茎叶各部分的生物量处理9和6均为显著。其中处理9的根茎生物量最大,分别为4.54 g和7.94 g;处理6的叶生物量最大,为2.61 g。从生物量和分配变化得出,1年生筇竹容器苗生物量在无纺布材质下最大,适量施肥能增加筇竹苗根的生长,提高根的生物量分配比例,而容器规格大小与筇竹苗生物量未见显著差异。
图2 不同处理1年生筇竹容器苗生物量与分配比例Fig.2 The distribution proportion of seedlings biomass of Qiongzhuea tumidinoda annual seedlings under different treatments
2.4不同处理对筇竹容器苗叶片N含量和Chl含量的影响
氮素是叶绿素的重要组成成分,叶绿素是植物光合作用把无机物转换成有机物的最主要色素,将直接影响植株的生长[18]。由图3可知,不同处理筇竹苗叶片总N含量和Chl含量差异显著,总N含量和Chl含量并未呈现一致的显著性。总N含量最高的是处理3,为3.16 mg/ g,比最低的处理1高20.61%。Chl含量最高的是处理9,为33.38 mg/ g,比最低的处理1高出15.74%。由总N含量和Chl含量差异可以看出,2个指标的差异变化虽显著,但差异幅度较小,与容器材质、规格和施肥量有显著地相关关系。
图3 不同处理1年生筇竹容器苗总N含量和叶绿素含量Fig.3 Nitrogen content and Chlorophyll content of Qiongzhuea tumidinoda annual seedlings under different treatments
2.5不同处理对筇竹容器苗苗木质量指数的影响
苗木质量指数[19]是综合了数个指标所得出的,比较全面地反应了苗木的品质好坏。苗木高径比越低,苗木地上部分越健壮,更能提高苗木的抗性;茎根比越小,苗木地下部分占比更大,使苗木移栽成活率更高,缓苗期缩短,后期生长更迅速;同一苗龄,总干质量越大,苗木内含有机物越多,苗木质量越好。3个指标中,高径比和茎根比越小、总干质量越大,苗木质量指数越高,苗木品质越好。由表3可知,高径比处理9最小,处理3次之,比处理小2.45%;而茎根比处理9最小,为2.02,处理6比处理9小4.46%;总干质量(生物量)处理间差异显著,处理9最高,为15.01 g,其次为处理6,最低为处理1。苗木质量指数由以上3个指标可得,最优容器育苗为处理9,处理6次之。
表3 不同处理筇竹容器苗高径比、茎根比和总干质量Table 3 The height-diameter ratio,root-stem ratio,and seedlings biomass of Qiongzhuea tumidinoda annual seedlings under different treatments
3 结论与讨论
容器材料、容器规格和缓释基肥施入用量配以合适的育苗基质是保证筇竹容器苗生长和苗木质量的关键因素。试验结果可知,容器材质有透明塑料膜袋、黑色塑料杯及无纺布袋,其中透明塑料膜袋由于其不透气和相对密闭性,筇竹苗各生长指标都处于最低水平,但其对养分的保存性更好,能保证在根系较弱的情况下,总N含量和Chl含量较高;黑色塑料杯筇竹苗各生长指标和生理生态指标都处于中上水平,但由于塑料杯的耐分解性,在多年生苗木上大量采用;无纺布袋由于其透气透水性,在保水保肥综合效益上最高[20],特别对于苗木的根系生长最为有利,能在各方面给予1年生筇竹苗的最大限度生长,苗木质量整体最高,但由于其透性,在保证苗木质量上,需要后期多补充养分[21],且无纺布袋的易降解性不适合2年以上的容器育苗,而是否去袋栽植以及对筇竹苗生长的影响有待后期深入研究。
优良的育苗容器材质和合适的容器大小能给苗木提供生长所需的地下空间环境,加上适宜的基质和后期管理利于植株生长[21-22]。本试验选用的基质为腐熟树皮∶腐殖质土∶有机肥= 1∶2∶1,是筇竹育苗试验优选的轻基质配比。试验中,容器规格对于苗木生长,理论上越大越有利,苗木生长空间越大,有利于苗木的生长[18]。在供试的3种容器规格中,规格为10 cm×14 cm(B2)和12 cm×16 cm(B3)的无纺布容器对筇竹苗生长最为有利。但苗木生长需要的空间不是无限的,容器规格大其容器原材料用量多,所需育苗基质也越多,相同体积的基质所加工成的容器袋也会减少,单株育苗成本随之增加。在综合考虑空间和养分利用率,以及培育成本和苗木运输成本后,选用规格10 cm×14 cm(B2)的容器既能保证苗木质量,又能最大化的利用空间、土地和养分资源,在保证苗木质量基础上,使容器育苗效益最大。苗木质量与规格最大的12 cm×16 cm(B3)的并无极显著差异,因此综合效益是规格10 cm×14 cm (B2)的最大。
缓释基肥施入量是在以前苗木基肥基础上发展起来的新型肥料,有利于苗木生长并能提高其养分利用效率,不仅可以改善育苗基质的养分含量,而且减少育苗过程中因多次追肥的用工成本[23-24]。从试验结果得出,缓释基肥施入量对筇竹容器苗地下根系生长的影响极显著,适宜用量下,随着用量的增加,筇竹苗的高粗生长、生物量和地下根系生长会随之增加,特别是总N含量与之正相关,但高用量缓释基肥会使筇竹苗的各个生长和生理指标降低,是供养过量的典型表现,而且会增加育苗成本[23]。因此,在本试验得到3个施入水平中2 kg/ m3(C1)和3 kg/ m3(C2)都能高质量的筇竹容器苗,但适宜的高施入量3 kg/ m3(C2)在保证苗木质量的同时能提高较小规格容器的苗木质量,因此缓释基肥施入量为2~3 kg/ m3(C2)是本试验的最佳用量。另外,本试验的轻基质本身营养成分丰富,施入最低的缓释基肥量也能得到较好质量的苗木,为了进一步增加育苗经济效益,有待进行更低的施入量进行试验研究。
从正交试验结果得出,无纺布袋(A3)规格10 cm×14 cm(B1)缓释基肥2 kg/ m3(C1)筇竹容器育苗,苗木本身质量高,利用合理的容器规格,加上适宜的缓释基肥施入量辅助育苗,提高了竹子育苗的苗木质量、降低了育苗的综合成本、提高竹子苗木造林的成活率和降低后期的补植补种成本[25]。此外,要培育优质的筇竹轻基质容器苗,提高苗木的出圃质量,还应深入探究育苗密度、苗木分级育苗管理、苗木育苗过程中根部追肥和叶面追肥以及湿度、温度和光照等育苗环境调控等,形成筇竹育苗的综合技术。
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(责任编辑韩明跃)
第1作者:唐海龙(1990—),男,硕士生。研究方向:竹林培育。Email:990798144@qq.com。
Effect of Different Container Material,Container Size and Slow Release Fertilizer on the Growth of Container Seedlings of Qiongzhuea tumidinoda
Tang Hailong1,Dong Wenyuan2,Wang Linhao3,Zhang Ying1,Gu Bao1,Fu Jiansheng4,Xie Zexuan5
(1.College of Forestry,Southwest Forestry University,Kunming Yunnan 650224,China;2.Yunnan Academy of Biodiversity,Southwest Forestry University,Kunming Yunnan 650224,China;3.College of Environment Science and Engineering,Southwest Forestry University,Kunming Yunnan 650224,China;4.College of Technological,Southwest Forest University,Kunming Yunnan 650224,China;5.Development and Reform Bureau of Daguan County,Daguan Yunnan 657400,China)
Abstract:In this study,Qiongzhuea tumidinoda seedlings were chosen as the research objects.The effects on annual container seedling growth with 3 test factors including different container material,different container specification and different amount of slow release base fertilizer were systematic analyzed by orthogonal design method.The results showed that the light matrix container seedling with the treatment of 10 cm×14 cm non-woven bags and 2 kg/ m3slow release fertilizer.Stem diameter and seedlings height were 0.33 cm and 40.50 cm and 61.90%and 23.76%higher than the worst one,respectively.Tiller number was 8.20,95.23%above the worst treatment one.The root length and the number of first order roots were 21.06 cm and 28.80,respectively.The seedlings biomass was 15.01 g,and the allocation ratio of root biomass was significantly increased.Nitrogen content and Chlorophyll content were 2.94 mg/ g and 33.38 mg/ g,respectively.It was the highest seedling quality index.Accordingly,thebook=39,ebook=42treatment in this study was the best choice for annual seedlings of Qiongzhuea tumidinoda under light matrix container nursery.
Key words:container material,container size,slow release fertilizer,container nursery,Qiongzhuea tumidinoda
通信作者:董文渊(1962—),男,教授、博士生导师。研究方向:竹类无性系种群生态、竹林培育和生态经济。Email:wydong6389@sina.com。
基金项目:国家林业公益性行业科研专项(201204013)资助;西南地区生物多样性保育国家林业局重点实验室开放基金资助。
收稿日期:2015-11-05
doi:10.11929/ j.issn.2095-1914.2016.03.007
中图分类号:S723.1
文献标志码:A
文章编号:2095-1914(2016)03-0038-06