珍贵树种西南桦漂浮育苗研究：I.基质选择

郭俊杰，林开勤，赵志刚，王春胜，曾 杰

（中国林业科学研究院 热带林业研究所，广东 广州 510520）

珍贵树种西南桦漂浮育苗研究：I.基质选择

郭俊杰，林开勤，赵志刚，王春胜，曾 杰

（中国林业科学研究院 热带林业研究所，广东 广州 510520）

设置4个基质配方开展西南桦漂浮育苗基质选择试验，测定各基质的理化性质以及苗木的生长表现、光合色素含量等指标并进行分析比较，旨在筛选出合适的漂浮育苗基质。结果表明：(1) 基质容重随着轻基质与黄心土配比（体积比）的增大而减小，其持水量和各化学性质指标则呈递增趋势，4种参试基质间各项理化性质指标均差异极显著（P＜0.01）；(2) 基质Ⅱ和Ⅲ的轻基质和黄心土配比分别为2∶3和1∶1，其各项理化性质指标处于中间水平，尤其是容重、持水量适中，其育苗效果最好；(3) 基质Ⅱ和Ⅲ处理的西南桦幼苗高、地径、生物量以及光合色素均极显著高于其他基质（P＜0.01）。因此，本研究筛选出基质Ⅱ（松树皮24%+沤制锯末8%+炭化锯末8%+黄心土60%）和Ⅲ（松树皮30%+沤制锯末10%+炭化锯末10%+黄心土50%）适合西南桦漂浮育苗，为进一步研发其漂浮育苗关键技术奠定了基础。

西南桦；漂浮育苗；半轻基质；生长表现；光合色素含量

漂浮育苗是一种高效壮苗培育技术，既适合工厂化生产又便于林农小规模育苗，具有操作和管理简单，可节省大量劳力成本，提高施肥效率等优点[1]，已成功地应用于烟草、农作物、园艺花卉等苗木培育。对于林木而言，尽管国内外也进行过一些研究，如Augusto et al.设计了一套漂浮系统培育巨桉Eucalyptus grandis苗[2]，赵志刚等研制了一套适合林木漂浮育苗的漂浮盘[3]，我国林业工作者进行了尼泊尔桤木Alnus nepalensis、桑树Morus alba和直干桉 Eucalyptus maidenii 等树种漂浮育苗的生产性尝试，然而其研究尚处于起步阶段，基质选择、营养液配方、漂浮间隔期等诸多环节缺乏有针对性的研究。随着我国社会经济的快速发展，劳力成本迅速增加，如何提高育苗效率，减少劳力投入，是新形势下林业工作者所面临的重要课题，漂浮育苗将成为解决此难题行之有效的技术措施之一。

西南桦Betula alnoides是我国热带、南亚热带地区的一个速生珍贵乡土阔叶树种。其木材纹理美观，结构细致均匀，密度适中，且容易加工，被广泛应用于制作乐器、仪表盘、木地板、中高档家具，亦是一种优质的室内装饰和胶合板贴面材料[4]。我国南岭山地、云贵高原和滇中高原以南地区适合种植西南桦，其人工林面积达15万hm2，已成为我国南方地区的一个主要造林树种[5-6]。壮苗培育是成功造林的基础，而基质选择是苗木培育的关键环节。在以往的研究中，一些学者开展了西南桦常规容器育苗半轻基质和轻基质选择试验，黎明等从7种半轻基质或土壤基质中筛选出黄心土50%+松皮粉25%+表土25%最适用于西南桦容器苗培育[7]，郭文福等开展了西南桦轻基质育苗试验，认为沤制松树皮50%+炭化锯末50%以及沤制松树皮25%+炭化锯末75%的育苗效果最佳[8]，而贾宏炎等则认为沤制松树皮25%+炭化锯末75%更适合西南桦组培苗培育[9]。这些研究对于开展西南桦漂浮育苗基质选择提供了参考。本研究应用松树皮、锯末以及黄心土设置系列基质配方，开展西南桦漂浮育苗的基质选择试验，旨在筛选出适宜的漂浮育苗基质，为进一步研发漂浮育苗关键技术奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在中国林业科学研究院热带林业研究所温室内进行。试验种子采自广西靖西县西南桦天然林内优良母树，按照曾杰等的方法培育芽苗备用[5]；育苗基质材料选用黄心土、松树皮、沤制锯末以及碳化锯末；漂浮育苗盘采用林木育苗穴盘（规格：54 cm×28 cm，每盘50穴，穴上口宽4.6 cm，高11 cm，每穴装150 ml基质）和聚乙烯泡沫盘组装而成；育苗池长250 cm×宽150 cm×高28 cm。试验前用5‰的高锰酸钾溶液对温室内环境、漂浮池以及基质进行消毒。

1.2 试验设计

在以往有关西南桦育苗基质研究的基础上，考虑到漂浮基质的重量要求，即让漂浮盘能够浮于水面上，设计3个半轻基质和1个轻基质共4个配方（表1），开展漂浮育苗试验。试验采用随机区组设计，4次重复，每个小区200株幼苗。

1.3 栽植和管理

按照表1的配方配制各种基质，分别装入漂浮盘内。将所有基质浸透水，应用5‰的高锰酸钾溶液消毒，消毒后往漂浮池内灌水，即可移苗。2010年11月2日移苗，选取生长较为一致、平均高为4 cm的西南桦芽苗移栽，移苗完毕后即浇定根水。试验期间，每半个月浇施1次3‰的复合肥（挪威生产，N∶P2O5∶K2O=15∶15∶16）。移苗后第30～50天进行一次控水，控水方法为放掉池水，视其基质表面干湿状况适量浇水，之后池内重新灌水至试验结束前10天。

表1 参试基质配方Table 1 Compositions of tested media

1.4 基质物理化学性质的测定

采用我国林业行业标准森林土壤分析系列标准[10]测定基质容重、最大持水量、最小持水量和毛管持水量，每种基质重复测定6次。有机质含量、pH值、全氮、全磷、全钾、阳离子交换量（CEC）和电导率，每种基质重复测定4次。

1.5 生长、生理指标测定

2011年3月14日试验结束时，测定各基质处理的幼苗生长和生理指标。

1.5.1 生长指标的测定

每个小区随机抽取50株幼苗，测定其苗高和地径。计算每个小区苗高、地径均值，抽取5株平均苗测定其叶面积、根体积和生物量。具体方法为：用清水将样苗根系冲洗干净，吸干其表面水分后，将幼苗分为根、茎、叶三部分，应用Microtek ScanMaker 9700XL扫描仪获取叶片图像，应用Chen et al.的方法分析图像，计算叶面积[11]；采用排水法测定根体积[12]。将根、茎、叶稍微晾干后放入烘箱用105℃杀青30 min，80℃烘48 h，称其干重。

1.5.2 光合色素的测定

每个小区抽取5株平均苗，每株幼苗取其初展完满叶2片（顶芽以下第3，4片叶），按小区将叶片混合，碾磨后经80%丙酮溶液浸提获取提取液，采用UV-2450紫外分光光度计分别测定其在470 nm、646 nm和663 nm下的吸光值[11]，应用Lichtenthaler & Wellburn的方法计算叶绿素a、叶绿素b以及类胡萝卜素的含量[13]。

1.6 数据分析

应用SPSS 11.5软件对基质理化性质、幼苗生长和生理指标进行方差分析和Ducan多重比较。

2 结果与分析

2.1 参试基质的理化性质

参试基质的理化性质见表2。从表2可以看出，随着轻基质比例增加、黄心土比例降低，基质容重逐渐降低，最大持水量、最小持水量和毛管持水量均逐渐升高，pH值、有机质、全氮、全磷、全钾含量以及阳离子交换量 (CEC)和电导率 (EC)均逐渐增大。参试基质间理化性质各项指标均差异极显著（P＜0.01）。进一步经多重比较发现，基质Ⅳ的容重最小，显著低于其它基质，仅为基质Ⅰ的31.75%；而其它指标均最大，显著高于基质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。其最大、毛管和最小持水量分别是基质Ⅰ的4.23、3.91和3.78倍；有机质、全氮、全磷、全钾含量是基质Ⅰ的9.92、4.34、7.32和1.21倍；CEC和EC是基质Ⅰ的6.05和3.09倍。基质Ⅱ和Ⅲ的各项理化性质指标均处于中间水平。

表2 参试基质间理化性质的比较†Table 2 Physical and chemical properties of the tested growing media

2.2 参试基质对西南桦漂浮苗生长的影响

2.2.1 地径、苗高生长

方差分析结果表明，4种基质间漂浮苗的地径和高均差异极显著 （P＜0.01），而高径比差异不显著（P＞0.05）。从图1可以看，苗高、地径均以基质Ⅲ为最大，但与基质Ⅱ差异不显著，两者与基质Ⅰ、Ⅳ差异极显著。基质Ⅰ的苗高最小，而基质Ⅳ的地径最小；基质Ⅲ的苗高比基质Ⅰ、Ⅳ分别高55.8%和44.3%，地径高31.3%和38.2%。

图1 基质间西南桦漂浮苗地径、高生长的比较Fig.1 Root collar diameter and height of Betula alnoides fl oating seedlings grown with 4 media

2.2.2 生物量

4种基质间漂浮苗的根、茎、叶以及总生物量均差异极显著，这些指标均以基质Ⅳ为最小。基质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ间根生物量差异不显著，而极显著地高于基质Ⅳ。基质Ⅱ的茎、叶以及总生物量均为最大，与基质Ⅲ差异不显著，而极显著地高于基质Ⅰ和Ⅳ。基质Ⅳ的茎、叶以及总生物量比基质Ⅱ分别低57.1%、61.8%和58.79%。

2.2.3 根系特征

参试基质间根体积和根冠比差异极显著，而最大根长和侧根数差异不显著。根体积以基质Ⅱ、Ⅲ为最大，两者与基质Ⅰ差异不显著，而极显著高于基质Ⅳ，比基质Ⅳ高77.8%；根冠比以基质Ⅰ为最大，极显著地高于其它3种基质（图3）。

2.2.4 叶面积

4种基质间漂浮苗叶面积差异极显著。叶面积以基质Ⅱ为最大，分别是基质Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ的2.31、0.49、2.34 倍。

2.3 参试基质配方对西南桦漂浮苗光合色素的影响

植物叶片光合色素含量是反映其光合能力的重要指标。由图5可以看出，4种参试基质间西南桦漂浮苗的叶片叶绿素a含量差异显著 （P＜0.05），叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素的含量差异极显著（P＜0.01）。基质Ⅱ、Ⅲ的光合色素含量差异不显著，大多显著或极显著高于基质Ⅰ、Ⅳ，仅其叶绿素a含量与基质Ⅰ差异不显著。

图2 基质间西南桦漂浮苗生物量的比较Fig. 2 Biomass of Betula alnoides fl oating seedlings grown with 4 media

图3 基质间西南桦漂浮苗根系特征比较Fig. 3 Root characteristics of Betula alnoides fl oating seedlings grown with 4 media

3 讨论与结论

（1） 随着轻基质与黄心土配比 （体积比）的增大，基质容重和持水量分别呈递减和递增趋势，各化学性质指标逐渐增大。4种基质间理化性质各项指标均差异极显著（P＜0.01）。基质Ⅱ和Ⅲ的轻基质和黄心土配比分别为2∶3和1∶1，其各项理化性质指标处于中间水平，大多与基质Ⅰ和Ⅳ存在显著差异（P＜0.05）。

图4 基质间西南桦漂浮苗叶面积比较Fig. 4 Leaf area of Betula alnoides fl oating seedlings grown with 4 media

图5 参试基质间西南桦漂浮苗叶片光合色素含量差异Fig.5 Leaf pigment composition of Betula alnoides seedlings grown with 4 media

（2） 4种基质中，以基质Ⅱ和Ⅲ的漂浮育苗效果好，两者的苗木高、地径、生物量以及光合色素含量均差异不显著 （P＞0.05），而极显著高于基质Ⅰ和Ⅳ （P＜0.01）。这与基质配比及其理化性质有关[14]。基质Ⅳ为100%轻基质，过于疏松，持水量大，尤其是在漂浮条件下，由于水分通过毛细管源源不断地运移至整个基质[3]，而且基质的毛管持水量大 （表2），使苗木根系一直处于“水浸”状态；而西南桦不耐积水[4]，基质水分含量过高不利于其根系生长发育，导致基质Ⅳ的根干重和根体积均最小（图2、3），从而抑制西南桦苗木生长。基质Ⅰ的轻基质和黄心土配比为1∶3，其容重最大，而持水量、有机质含量、CEC和EC均最小，苗木生长亦较基质Ⅱ和Ⅲ差；而基质Ⅲ和Ⅱ各项理化指标均处于中等，尤其是其容重和持水量适中，有利于苗木生长，因而育苗效果好。此外，其光合色素含量随着基质持水量的升高呈现先升高后下降的趋势，即是对基质水分状况的一种适应，张诚诚等研究油茶在系列水分状况下光合色素的变化规律，亦得出相似的结论[15]。由此可见，宜采用基质配方Ⅱ （松树皮24% + 沤制锯末8% + 炭化锯末8% + 黄心土60%）和Ⅲ（松树皮30% + 沤制锯末10% + 炭化锯末10% + 黄心土50%）开展西南桦漂浮育苗。

（3）在本试验中主要研究西南桦的漂浮育苗基质，尚未对营养液和漂浮间隔期开展针对性的研究，未能发挥漂浮育苗的施肥优势，即将肥料以低浓度施入漂浮池内，使得苗木能够源源不断地吸收养分[3]。尽管如此，本研究充分显示了西南桦漂浮育苗的可行性。本试验选取的基质应用于2012年至2014年的西南桦育苗实践中，壮苗出圃率高。因此，在未来的研究中，将应用基质Ⅱ或Ⅲ开展漂浮营养液以及漂浮间隔期的研究，以期系统解决西南桦漂浮育苗关键技术体系。

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Floating-nursery system of Betula alnoides: I. Growing medium selection

GUO Jun-jie, LIN Kai-qin, ZHAO Zhi-gang, WANG Chun-sheng, ZENG Jie
(Research Institute of Tropical Forestry, Chinese Academy of Forestry, Guangzhou 510520, Guangdong, China)

Aiming to screen out suitable growing media for fl oating-nursery system of Betula alnoides, growing media selection trials were conducted for fl oating nursery of this species using four growing media, and physical and chemical properties of these media as well as growth performance, leaf pigment of seedlings were measured and compared. The results showed that (1) bulk densities of mixed media decreased while water-holding capacities increased as their ratio of light medium to soil increased, and signi fi cant differences were seen in all sorts of physical and chemical properties among four media (P＜0.01); (2) the ratio of light medium to soil for media II and III were 2 : 3 and 1 :1 (volume ratio), and index of their physical and chemical properties were of intermediate level, in particular, their bulk densities and waterholding capacities were appropriate, their nursery effect were thus the best; and (3) seedling collar diameters, heights, biomass and leaf pigment contents of both media were signi fi cantly higher than those for other media. Therefore media II (pine bark 24% + composted sawdust 8% +charred sawdust 8% + soil 60%) and III (pine bark 30% + composted sawdust 10% + charred sawdust 10% + soil 50%) were screened out for fl oating nursery of B. alnoides, and will be used in further key technical development for the fl oating nursery system of this species.

Betula alnoides; fl oating-nursery system; half-light growing media; growth performance; pigment content

S723.1

A

1673-923X(2016)11-0009-05

10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.11.002

2016-03-07

国家“十二五”科技支撑专题 （2012BAD21B0102）

郭俊杰，助理研究员，博士 通讯作者：曾 杰，研究员，博士，博士生导师；E-mail：zengjie69@163.com

郭俊杰，林开勤，赵志刚，等.珍贵树种西南桦漂浮育苗研究：I.基质选择[J].中南林业科技大学学报，2016,36(11):9-13.

[本文编校：吴 毅]