不同基质对欧洲鹅耳枥1年生播种苗生长及生理特性影响

余 萍 ，丁志彬 ，程龙霞 ，祝遵凌 ，仲秀林 ，徐惠群

（1.南京林业大学 a.风景园林学院；b.南方现代林业协同创新中心；c.艺术设计学院，江苏 南京 210037；2.江苏省彩色植物多角度开发工程技术研究中心，江苏 靖江 214500）

不同基质对欧洲鹅耳枥1年生播种苗生长及生理特性影响

余 萍1a，2，丁志彬1a，2，程龙霞1a，2，祝遵凌1a，1b，1c，2，仲秀林2，徐惠群2

（1.南京林业大学 a.风景园林学院；b.南方现代林业协同创新中心；c.艺术设计学院，江苏 南京 210037；2.江苏省彩色植物多角度开发工程技术研究中心，江苏 靖江 214500）

为了筛选出欧洲鹅耳枥1年生播种苗最佳基质配方，以园土、蛭石、珍珠岩和草炭为基质材料，以欧洲鹅耳枥露白种子播种的1年生苗为试验材料，采用随机区组实验，按照不同配比设计10种基质，以园土为对照，研究该10种基质配方理化性质及对欧洲鹅耳枥种子萌发特性、1年生苗高、地径、全株干物质积累量等生长特性和叶片光合基本参数、可溶性糖含量、SOD活性、叶绿素含量等叶片生理特性的影响。结果表明：欧洲鹅耳枥的出苗率平均可达80%，最高可达98.44%，属于易发芽种子；不同基质处理对欧洲鹅耳枥育苗及生长特性和叶片生理特性影响差异性显著（p＜0.05）或极显著（p＜0.01），其中处理4（V园土∶V草炭∶V蛭石∶V珍珠岩=2∶1∶2∶3）干物质积累量达0.359 g，与对照差异显著；可溶性糖含量高达3.129%，与处理3差异极显著；而处理4叶片SOD活性为300 U·g-1，与处理6差异极显著，与其他处理差异显著；基质4（V园土∶V草炭∶V蛭石∶V珍珠岩=2∶1∶2∶3）为欧洲鹅耳枥育苗最佳基质配方，这对扩大欧洲鹅耳枥在国内的基质栽培提供了参考。

欧洲鹅耳枥；基质筛选；生长特性；生理特性

欧洲鹅耳枥Carpinus betulus，是桦木科Betulaceae鹅耳枥属Carpinus植物，又名西洋千金榆，广泛分布于欧洲中部，是原始森林群落重要的树种之一[1-2]。欧洲鹅耳枥冠形优美，枝型紧凑，具有明显的季节色相变化，是著名的秋季彩叶树种，在欧洲已有1 800多年的栽培历史，以行道树、绿篱等形式得到了广泛的园林应用[3]。全世界约有40种该属植物，我国是鹅耳枥属的分布中心[4]，有25种左右。李修鹏等[5]发现7月中旬至8月下旬为普陀鹅耳枥幼苗高生长速生期；陈模舜等[6]研究表明，在全光照条件下天台鹅耳枥能改变其叶片解剖结构增强光合能力，适宜在光线较强的林窗环境中生长；童毅华等[7]报道了鹅耳枥新品种香港鹅耳枥的识别要点；程龙霞等[8]对欧洲鹅耳枥2年生播种苗年生长动态研究结果表明，旬平均气温是影响欧洲鹅耳枥2年生播种苗苗高的主导因子，其他气象因子对地径生长无显著影响。

随着我国园林事业的蓬勃发展，对于优质彩叶树种的需求越来越多，因此欧洲鹅耳枥的引种栽培显得日益重要，但想要欧洲鹅耳枥在我国更多更好的栽培，对其播种苗的基质研究则必不可少。该研究采用随机区组实验，按照不同配比设计10种基质，以园土为对照，研究该10种基质配方理化性质及对欧洲鹅耳枥种子萌发特性、1年生苗高、地径、全株干物质积累量等生长特性和叶片光合基本参数、可溶性糖含量、SOD活性、叶绿素含量等叶片生理特性的影响，旨在从欧洲鹅耳枥的生长生理上，筛选欧洲鹅耳枥适宜栽培基质，扩大其在国内的引种栽培。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试验地点

试验材料为经湿沙变温层积催芽露白的欧洲鹅耳枥种子及其发芽后的1年生播种苗。试验地为南京林业大学实验教学中心温室内。

1.2 试验方法

基质采用园土（A）、草炭（B）、蛭石（C）和珍珠岩（D）按照不同的体积配比而成，以园土为对照，进行随机区组实验（见表1）。将不同类型的基质搅拌均匀后，铺满32穴（532mm×278mm）的育苗穴盘中，将穴盘浇透水，于2014年5月1日将露白的种子点播于穴盘中，一个穴盘为一个重复，共3次重复。实验期间进行常规育苗管理。

表1 不同基质处理类型Table 1 Different matrix treatment types

1.3 试验调查统计与指数统计

1.3.1 基质理化性质的测定

采用环刀法测定基质容重、总孔隙度、大小孔隙比；全N、全P、全K等理化性质分别采用凯氏定氮仪法、消煮法、NaHCO3浸提钼锑比色法、火焰分光法[9]进行测定；用pH计测定pH值等。

1.3.2 不同基质处理的成苗率

观测并记录1年生播种苗的成苗率。

1.3.3 植株生长指标的测定

从2014年5月中旬到10月中旬期间，每月中下旬，每个重复选取3株长势一致的植株，进行1次播种苗生长指标的测量。用游标卡尺和常规米尺测量植株的苗高、地径等，用电子天平等测定植株的全株鲜质量和干质量。

1.3.4 植株生理指标的测定

在播种苗生长旺盛期，8月中旬，选取一晴朗无风的晴天，选择向阳的、从上往下的第4个叶片，从上午8:30～11:30利用便携式光合仪Ciras-2对1年生播种苗进行光合基本参数的测定[10]。测定的光合特征参数有净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）和蒸腾速率（Tr），每个重复选择3株植株。每个从叶色开始变化时，取9～11叶位生长正常的叶，用湿纱布包装放于小冰箱里带回南京林业大学实验室，每隔10 d取样1次，用于叶片的可溶性糖含量[11]、叶片的SOD活性及叶绿素含量[12]等生理指标的测定。

1.3.5 数据分析

试验所得数据利用SPSS19.0进行方差分析和多重比较，利用Excel2010进行图表的绘制。

2 结果与分析

2.1 基质的理化性质

基质通过影响植物根系的生长来促进或抑制植物的生长，所以对基质的理化性质研究一直是育苗试验研究的重要内容之一[12]。一般，不同的基质其物理化学性质之间有较大的差异[13]。不同基质的理化性质如表2所示。

表2 不同基质的物理、化学性质比较Table 2 Physical property comparison & chemical property comparison of different matrices

由表2可知，除处理10，其他处理的容重均在适宜范围。容重最小的是处理3，为0.26 g·cm-3。不同基质的大小孔隙比差异性不明显，但总孔隙度间差异显著；pH值之间差异性显著，但基本均在5.43～6.53之间波动，呈现弱酸性。不同处理的有机质含量不同，全氮含量、全磷含量和全K含量均存在差异性显著。

对各个基质的理化性质进行分析发现，不同基质之间均有一定的优缺点。处理3相对其他处理苗木长势较好，但是容重太小，不利于欧洲鹅耳枥根系的固定；处理10容重虽然大，但是营养物质相对其他基质配方营养成分不高。

2.2 不同基质处理欧洲鹅耳枥出苗率

不同基质对欧洲鹅耳枥出苗率的影响如图1所示。实验中发现经变温层积后的欧洲鹅耳枥种子，发芽成活率很高，基本都能达到80%以上。经多重比较分析发现，不同基质处理间差异性显著（p＜0.05），其中处理4与处理10差异性显著，处理4的播种苗发芽率达到98.44%，而园土（处理10）的发芽率最低，仅达76.56%。

图1 不同基质处理的欧洲鹅耳枥播种苗出苗率Fig.1 Seedling emergency rate of Carpinus betulus treated by different matrices

从出芽率分析可得，处理4有利于欧洲鹅耳枥出芽，而处理10不适合欧洲鹅耳枥生长。

2.3 不同基质处理对1年生播种苗苗高生长的影响

不同基质处理苗高长势不同，从图2可得出，处理1、5、6和处理10全年苗高长势平缓，8月中旬之前，各处理间苗木匀速生长，长势稳定，其中以处理3的苗高生长最高。8月中旬到9月中旬，苗木增长迅速，处理8苗高生长最快。生长后期，处理4、8苗高仍有迟缓生长，但其它处理长势基本停止。

图2 不同基质处理对欧洲鹅耳枥播种苗苗高生长规律的影响Fig.2 Effects of different matrix treatment on seedling height growth rhythm of Carpinus betulus

通过方差分析和多重比较发现，不同基质处理间苗高的生长差异性极显著，且随着时间的推移，F值越来越大，说明不同基质处理对苗高生长的影响随着时间的延长不断增大。其中处理8对欧洲鹅耳枥苗高的生长最好，苗高达最大值为8.77 cm；处理10园土对播种苗苗高生长不利，仅有4.84 cm（最小值）。

2.4 不同基质处理对1年生播种苗地径生长的影响

如图3所示，不同的基质处理，欧洲鹅耳枥幼苗的地径生长情况不同。在地径的整个生长过程中，处理8的地径最大，达0.214 cm；处理10地径最小，仅0.144 cm。7月初到7月中旬，是地径的快速生长期，其中以处理7、处理8和处理10长势最为迅速。7月中旬到9月初，地径生长开始变缓，但处理2、处理9相对其他处理地径长势较快，且处理9从8月中旬一直到10月初，相对其他基质处理，始终保持较高的生长趋势。9月初到10月初，又是地径生长的一高峰期，处理2、处理8和处理9生长迅速，处理4、处理5和处理10在9月中下旬生长迟缓基本停止。经方差分析和多重比较发现，与苗高长势相似，不同基质处理随着时间延长对地径生长的影响也越来越大，相对苗高，地径的F值变化较大，且不同处理间差异极显著（p＜0.01）。

2.5 不同基质处理对1年生播种苗叶片生长特性的影响

基质对欧洲鹅耳枥播种苗叶片影响如表3所示。从叶面积上，处理8和处理9的叶面积最大，达到4 cm-2以上，接近4.5 cm-2；其次是处理2和处理4，也分别达到3 cm-2以上；叶面积最小的是处理6，仅有1.067 cm-2，比最大叶面积小了2.983 cm-2，叶片长势较弱。叶干质量能有效反映植物干物质量的积累，处理2、处理4和处理7的叶干质量最大，均达到0.7 g/片，处理10的叶干质量最小，比最大叶干质量（处理4）轻0.104 g；不同基质处理对叶片含水量和单片叶厚影响较小，比叶重能有效反映叶片是否徒长，是反映叶片质量的重要指标。比叶重最大是处理7（0.066 g），最小是处理10园土（仅0.016 g）。冠幅是从形态上评价苗木质量的一个指标，欧洲鹅耳枥冠型紧凑，一般冠幅越大，代表植物的长势越好。从表3可看出，处理2、处理4、处理7和处理8欧洲鹅耳枥幼苗的冠幅比较大，其中最大冠幅（处理7）达到7 cm，比最小冠幅（处理10）长2.6 cm。仅从叶片性状考虑，可以得到处理4和处理7最有利于欧洲鹅耳枥叶片的生长，而处理10（园土）不利于欧洲鹅耳枥幼苗叶片的生长。

2.6 不同基质处理对1年生播种苗叶片生理指标的影响

2.6.1 不同基质处理对1年生欧洲鹅耳枥播种苗叶绿素含量的影响

不同基质处理对叶片色素的影响不同，结果如图4所示。处理4的叶绿素含量最高，达到6.456 mg·g-1，其次是处理 8 也达到 6.18 mg·g-1；除处理5外，其他处理的叶绿素含量均在5.0 mg·g-1以上，且呈现出处理10＞处理2＞处理1＞处理7＞处理3＞处理6＞处理9。处理5的叶绿素含量最低，比处理4低1.72 mg·g-1。

通过方差分析和多重比较发现，基质处理对欧洲鹅耳枥叶绿素含量的影响显著，不同基质处理间叶绿素含量之间差异性显著。处理4叶绿素含量除与处理5和处理9有明显差异外，与其他处理间无明显差异。

图4 不同基质处理对播种苗叶绿素含量的影响Fig.4 Effects of different matrix treatment on seedling chlorophyll content of Carpinus betulus

2.6.2 不同基质处理对1年生播种苗光合指标的影响

如图5所示，不同基质处理对幼苗的光合基本参数影响不同。不同基质处理幼苗Pn之间有差异，其中Pn值较大的是处理2、处理3、处理4、处理8和处理9，其中处理3达最大值，达4.1 μmol/(m2·s)，明显高于常规基质处理10（园土）的Pn值，仅有 1.05 μmol/(m2·s)，且其他处理的Pn值也高于处理10。蒸腾速率（Tr）可以反映植物对外界条件的适应情况和水分的调节能力[14]。由图5可以得出不同处理间幼苗的蒸腾速率不一样，其中以处理4的Tr值最大，达3.86 mmol/(m2·s)；处理6的Tr值最小，仅2.05 mmol/(m2·s)。气孔导度（Gs）表示植物叶片气孔张开的程度，是植物气体交换的孔道和控制蒸腾的结构，影响植物的光合、呼吸和蒸腾作用[15]。气孔导度最大的是处理4，达0.21 mol/(m2·s)，是最小值处理 10（0.08 mol/(m2·s)）的2.6倍。各处理间Ci浓度相差不大，最大差值仅52 mmol/(m-2·s)。同时，由图5可知，在胞间CO2浓度大致相同的情形下，不同处理间幼苗的Pn、Tr和Gs的变化趋势基本一致。

图5 不同基质处理对播种苗光合基本特性的影响Fig.5 Effects of different matrix treatment on seedling photosynthetic characteristics of Carpinus betulus

2.6.3 不同基质处理对播种苗叶片可溶性糖含量的影响

可溶性糖是植物生长发育过程中重要的能源物质，对植物生长意义重大。从图6可得出，不同基质处理对欧洲鹅耳枥播种苗叶片可溶性糖的积累不同，且差异性极显著（p＜0.01）。通过多重比较发现，处理4、处理10与处理2和处理3之间差异性极显著，叶片可溶性糖积累最多的是处理10（3.936%），与其他所有处理间差异性明显；其次是处理4（3.129%），与处理10、处理2和处理3之间差异性明显，其他处理均在2%以上，且彼此间无明显差异。经过以上分析可得到，处理2和处理3不利于幼苗叶片可溶性糖的积累，处理4和处理10有利于可溶性糖的积累。

图6 不同基质处理对欧洲播种苗叶片可溶性糖含量积累的影响Fig.6 Effects of different matrix treatment on seedling leaf soluble sugar accumulation of Carpinus betulus

2.6.4 不同基质处理对播种苗叶片SOD活性的影响

SOD是活性氧清除系统中重要的抗氧化酶。如图7所示，在所有基质处理中，处理4、处理6和处理10的SOD活性较低，均接近300 U·g-1，处理7、处理8和处理9的SOD活性较高，均达400 U·g-1以上，最高SOD活性（处理9）比最低SOD活性（处理4）高137.711 U·g-1。通过方差分析和多重比较发现，不同基质处理对欧洲鹅耳枥幼苗生长过程中SOD活性影响极显著，且不同处理之间差异性明显。

图7 不同基质处理对欧洲鹅耳枥播种苗叶片SOD活性的影响Fig.7 Effects of different matrix treatment on seedling leaf SOD activity of Carpinus betulus

3 讨论与结论

欧洲鹅耳枥的平均出苗率达到80%，基质4对欧洲鹅耳枥1年生播种苗的出苗率影响最大，高达98.44%。而最低（处理10）仅有76.56%，低于欧洲鹅耳枥种子的生活力79.25%[16]，可能是园土的pH值、全K含量及营养物质不足有关。

育苗基质的理化性质对苗木的生长起决定性的作用，一般认为基质的物理性质[17]是影响苗木生长的主要性质，而容重和孔隙度是影响苗木长势的主要物理性质[18-19]。处理3的容重最小，苗木的长势较好，而处理10容重最大，苗木长势较为弱小，说明影响欧洲鹅耳枥苗木生长的主要是基质的容重。处理3生长良好可能还由于其珍珠岩配比高，透水、透气性好[20]，且营养成分足够。

树木的生长变化是一个复杂的动态过程，康华靖等[21]研究表明树木的生长具有明显的季节性和阶段性，生长的快慢反映了苗木在苗期的生长特性[22]。马存世等[23]发现，植物各部分的生长可以在实践中通过相应栽培管理措施来调节。不同基质欧洲鹅耳枥的地径和苗高随时间呈现逐步增加的趋势，基质处理差异极显著。与对照相比，处理3、处理4、处理8、处理9播种苗生长较好。处理3、处理4、处理8、处理9基质的全N含量与其他处理相比均较高，因此推断地径、苗高的生长可能与基质的全N含量有关。在幼苗的嫩茎生长过程中，会出现颜色变深、表面出现褶皱等现象，可能与茎开始出现木质化的原因有关。

光合作用是植物生物量形成的基础，为植物提供95%以上的干物质[24]。不同基质容器苗的净光合速率差异明显，2、3、4、8和9号基质播种苗的净光合速率明显高于对照，这与播种苗的叶片生物量的试验结果基本一致。

基质具有营养丰富、保水性好、利于保壤等特性[25]，适合培育优质幼苗。在试验中发现，处理3基质的容重不在适宜范围内0.5 g·cm-3[26]，但欧洲鹅耳枥依然能正常生长，说明在基质容重较小情形下欧洲鹅耳枥也能正常生长，且在一定范围内，基质饱和含水量与其长势呈正相关，说明欧洲鹅耳枥可能具有水培栽培的潜力，下一步可以开展水培实验进行探究。

结合以上研究可以发现，基质处理4对欧洲鹅耳枥育对1年生苗的生长和生理特性的影响最为显著，是培育欧洲鹅耳枥较理想的基质，为欧洲鹅耳枥基质育苗的实践操作和理论研究提供了基础和参考，由于实验与生产不同，所以实验结果还有待在生产实践中更新和完善。

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Effects of different media on growth and physiological characteristics of one year oldCarpinus betulus

YU Ping1a,2, DING Zhi-bin1a,2, CHENG-Long-xia1a,2, ZHU Zun-ling1a,1b,1c,2, ZHONG Xiu-lin2, XU Hui-qun2
(1a.College of Landscape Architecture; b. South Modern Forestry Cooperative Innovation Center; c. College of Art &Design, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, Jiangsu, China; 2. Colorful Plant Multi-angle Development Engineering Technology Research Center of Jiangsu Province, Jingjiang 214500, Jiangsu, China)

In order to screen out the best matrix formula of annualCarpinus betulus, planting seedlings with garden soil, peat, perlite and vermiculite as matrix material, withCarpinus betulussprout annual seedlings as test materials vermiculite, using randomized block experiment, and the design ratio of 10 kinds of substrate, in garden soil, for comparison, study on the 10 kinds of matrix formula,physical and chemical properties andCarpinus betulusseed germination characteristics, annual seedling height, ground diameter, whole plant dry matter accumulation and other growth characteristics and photosynthetic basic parameters, soluble sugar content, SOD activity,chlorophyll content, such as leaf physiological characteristics.Carpinus betulusaverage germination rate could reach 80%, the highest can amount to 98.44% belong to the easy germinating seeds. Different substrate treatment onCarpinus betulusseedling and growth characteristics and leaf physiological characteristics affect signi fi cantly difference (p＜ 0.05) or extremely signi fi cant (p＜ 0.01), among them, the fourth (garden soil, peat, vermiculite, perlite = 2:1:2:3) of 0.359 g of dry matter accumulation and control signi fi cant difference;Soluble sugar content as high as 3.129%, and extremely signi fi cant difference; While dealing with four leaf SOD activity of 300 U·g-1,extremely signi fi cant difference with treatment 6, signi fi cant difference with other processing.No.4 is the best matrix formula ofCarpinus betulusseedling, which provides an important theoretical basis of expanding the hornbeam in domestic culture.

Carpinus betulus; substrate selection; morphological indexes; physiological indexes

S723.1

A

1673-923X(2016)09-0044-07

10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.09.008

2015-06-10

江苏省工程技术研究中心建设项目（BM2013478）；江苏省科技计划项目（BY2015006-01）；江苏省科技支撑计划项目（BE2012345）；江苏省六大人才高峰项目（NY-029）；江苏省“青蓝工程”资助项目（2012）

余 萍，硕士研究生

祝遵凌，教授，博士；E-mail：zhuzunling@aliyun.com

余 萍，丁志彬，程龙霞，等. 不同基质对欧洲鹅耳枥1年生播种苗生长及生理特性影响[J].中南林业科技大学学报，2016, 36(9): 44-50, 56.

[本文编校：谢荣秀]