不同基质对棕榈容器苗生长和生理特性的影响

2018-07-13徐味韦小丽

山地农业生物学报 2018年3期

徐味韦小丽

摘要：以泥炭、腐殖土、棕丝粉和锯木屑为基料，采用4因素3水平正交试验设计，以腐殖土和黄心土（1∶1）为对照，进行棕榈容器育苗试验，测定了不同处理2年生棕榈苗的生长和生理指标，采用隶属函数法进行不同基质配方育苗质量的评价，以筛选出适宜棕榈幼苗栽培的基质配比。结果表明：不同基质配方对棕榈容器苗除叶片数以外的指标影响均达到显著水平，地径、生物量、可溶性糖含量及叶绿素含量等指標均高于对照。根据综合筛选结果发现腐殖质：泥炭：棕丝粉：锯木屑按1/2∶1∶2∶1/3配比的基质培育棕榈苗的综合质量最好，为培育棕榈容器苗的最佳基质。

关键词：棕榈；基质配方；容器育苗；生长指标；生理指标

中图分类号：S723.133

文献标识码：A

文章编号：1008-0457（2018）03-0027-06 国际DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2018.03.005

Effect of Different Substrate Formula on Growth and Physiological Characteristics of Trachycarpus Fortunei Container Seedlings

XU Wei，WEI Xiaoli*

（College of Forestry， Guizhou University， Guiyang， Guizhou 550025， China）

Abstract：Effect of different substrate formula on growth and physiological characteristics of container seedlings of Trachycarpus fortunei was studied. The study used peat， humus soil， Trachycarpus fortunei fiber powder and sawdust as substrates， yellow soil and humus soil （1∶1） as control and orthogonal design L9（34） as method. Morphological and physiological characteristics of two-year seedlings in different substrates were investigated in order to screen optimum substrate formula for T. fortunei seedling cultivation by membership function method. The results showed that， apart from the number of leaves， the effect of different substrates on growth and physiological indicators reached a significant level and ground diameter， biomass， soluble sugar content and chlorophyll content of seedlings were all significantly higher than those of control. According to the comprehensive screening results， the substrate formula of humus：peat：T. fortunei fiber powder：sawdust =1/2∶1∶2∶1/3 is the best for the cultivation of the T. fortunei container seedlings.

Key words：Trachycarpus fortunei； substrate formula； container seedling； physiological indicators； growth indicators

棕榈（Trachycarpus fortunei（Hook.）H.Wendl）为棕榈科（Palmae）棕榈属（Trachycarpus）常绿乔木[1]，原产于中国中部至南部山地，是我国最普遍的棕榈科植物，因其具较强的耐寒性、耐旱性、耐风性及耐盐性[2]，广泛分布于我国秦岭、长江流域以南的温暖湿润多雨地区，以四川、云南、贵州、湖南、湖北和陕西最多[3]。棕榈作为城市绿化树种和经济树种，具有观赏、工业应用、药用及生态价值和广阔的发展前景。棕榈在贵州省主要分布在兴义、贞丰、安龙、望谟、三都、荔波等县市，生长于400 m以下的疏林下或岩山灌丛中[4]。棕榈是浅根性树种，在喀斯特石山地、半石山地区域生长良好，是岩溶石质山地生态脆弱地区植被恢复的优选树种[5]。在具备明显亚热带气候和喀斯特地貌特征的贵州，可作为石漠化治理、植被恢复、林业产业化培育的树种。

容器苗栽培基质的好坏直接影响到植物的生长和发育[6]。自20世纪70年代以来，研究人员对不同树种容器育苗基质配比、育苗容器和规格等进行了研究，表明基质配比对容器育苗影响显著[7-8]。近年来，国内外开发了许多理化性能良好的轻型基质材料，如蛙石、泥炭、木屑、蔗渣、岩棉、珍珠岩、树皮粉、腐殖土、碳化稻壳、枯枝落叶等。而目前对于棕榈的培育基质配方研究尚少见，棕榈加工废弃物棕丝粉不仅具有较好的压缩性和回弹性[9]，适于用作植生袋的基质材料，养分含量也显著高于椰糠基质[10]，且棕丝粉作为棕床垫的加工废弃物来源充足，具备栽培基质选择原则中的适用性和经济性。因此，本试验采用常用基质泥炭、腐殖土、锯木屑与棕丝粉进行不同配比的棕榈如容器育苗试验，研究基质对苗木生长、生理特性的影响，以筛选出适宜栽培棕榈的育苗基质，提高苗木质量。

1 材料及方法

1.1 试验地概况

试验地设置在贵阳市花溪区贵州大学林学院实验苗圃，地处黔中地区，东经104°34′、北纬26°34′，海拔高度1159 m，系中亚热带湿润温和型气候。年均温度15.8℃，绝对最高温度39.5℃，最低温度-9.5℃，≥10℃的年活动积温S为4637.5℃，年降水量1229 mm，年均相对湿度79%，太阳辐射总量为3567 MJ/m2，年生长期271 d。

1.2 试验材料

试验育苗所用种子于2015年12月采集于贵州务川地区，经消毒、沙藏催芽、筛选后于2016年6月4日播种至不同基质的容器中育苗。

试验所用基质的锯木屑和棕丝经晒干、打碎过筛、堆制腐熟后备用，黄心土为第四纪粘土的心土层，育苗容器为14 cm×18 cm的黑色无纺布育苗袋。

1.3 试验设计

育苗基质采用腐殖质、泥炭、棕丝粉、锯木屑4因素3水平正交试验设计，以腐殖土和黄心土按体积比1：1为对照，共计10种基质参试，每种基质配比育苗150袋，各育苗基质的成分及配比见表1。

于2016年4月提前进行苗床整理，5月将已发芽的棕榈种子播种于袋中，每袋1～2粒，播种深度3 cm，覆盖基质后浇透水，出土后间苗。苗木生长期间常规管理，每株容器苗每两个月施复合肥（15-15-15，硫酸钾型 N-P2O5-K2O，总养分≥45%）5 g，早晚浇水，每周进行除草除杂工作，夏季遮阴。

1.4 测定内容及方法

苗期生长指标测定：因棕榈一年生苗仅长出3～4片叶，一年生苗不做测定。于2017年3月容器苗生长季开始测定各生长指标，每个基质抽样30株幼苗挂牌标记，测定棕榈的苗高、地径和叶片数，截至到当年11月下旬苗木停止生长为止。每隔30 d测定1次。

幼苗生物量的测定：于2017年12月测定，每个基质取标准株5株，洗去泥土等杂质后于105℃烘箱中烘干至恒重，分别测其根重、茎重和叶重。

根部形态指标的测定：在2年生苗木封顶停止生长后，每个基质选取3株标准株，利用Win RHIZOC Pro2004b对其扫描，并用万深LA-S根系分析软件分析计算，求其根长、根表面积、根体积、根尖数。

生理指标的测定：在9月对不同培养基质的棕榈容器苗选取3株标准株进行相关生理指标的测定。叶绿素含量的测定采用丙酮乙醇混合液法；可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法[11]；可溶性蛋白含量的测定采用考马斯亮蓝法；根系活力的测定采用TTC法[12]。

1.5 数据分析

试验数据使用SPSS 18.0进行分析，使用Excel 2003绘制图表，综合评价采用隶属函数法。

2 结果与分析

2.1 不同基质对棕榈容器苗木生长的影响

2.1.1 对棕榈苗地上形态指标的影响

对两年生棕榈容器苗生长数据进行方差分析（表2）表明，不同基质处理之间棕榈苗的苗高、地径以及高径比均差异显著（p﹤0.05），而不同基质对于苗木叶片数量并无明显影响（p﹥0.05）。4号基质培育的棕榈苗最高，比对照高6.58 cm，除5号外的其余基质上的苗高均高于10号（黄心土：腐殖质=1：1）对照基质。不同基质处理间棕榈苗地径差异显著（p﹤0.05）且均大于对照基质，其中地径生长最好的是8号基质，最小的是10号基质，前者是后者的1.84倍。高径比在各处理间差异显著（p﹤0.05），高径比最大的是7号基质培育的容器苗，最小值2号基质的高径比仅是7号的61.0%。棕榈苗的叶片数在各基质之间则无显著差异（p﹥0.05），变幅为6.3～8.3片，叶片数最多的5号处理是叶片数最少的7号处理的1.3倍。

2.1.2 对棕榈苗木根系生长的影响

通过对不同基质上棕榈根系生长指标的方差分析发现（表3），不同基质培育出来的棕榈苗在总根长、根系总面积、总体积、平均直径以及根尖数都存在显著差异（P﹤0.05）。10组基质处理培育的棕榈苗中总根长最大的是3号基质培育的苗木，为最小值6号基质苗木的2倍。根系表面積较大的有3号、4号和8号，较小的有1号、6号和7号。根系体积最大的是8号基质，最小的是7号，前者是后者的2.4倍。根系平均直径最大的是4号基质，其次是3号和8号，直径最小的9号基质，仅有最大值4号的55%。根尖是根系中生命活动最活跃的部分，根的伸长、水分和养分的吸收、成熟组织的分化以及对重力与光线的反应都发生于这一区域。前9组试验基质的根尖数都大于对照组，根尖数最多的3号基质是对照组的2.2倍。

2.1.3 对棕榈苗生物量的影响

生物量是反映植物生产能力的一个重要指标。由表4看出，前9组基质容器苗的根重均大于对照基质，最大值是8号基质处理，其根干重是对照的2.15倍。茎干重最大值为4号处理，8号次之，最小值为9号基质，5号和10号基质的茎干重也较小，最大值是最小值的1.7倍，差值为0.86 g。叶干重的最大值为8号处理，最小值为6号处理。苗木总重量最大值是8号处理，其次是4号，最小值为6号处理，最大值与最小值的差值达到2.32 g，前者是后者的1.7倍。

茎根比是苗木地上部分与地下部分重量的比值，反映苗木生长的平衡状况。10组基质中8号基质和4号基质容器苗的茎根比表现最好，茎根比分别是1.02和1.09，7号的茎根比最大，是8号的1.6倍。同时8号和4号基质培育的棕榈苗生物量累积多，生长也较为均衡，较大的根系生物量也能一定程度上提高苗木在不良环境中的抗逆性。综合表现较差的为对照组以及5号、6号和1号基质，其在各项生物量指标中都处于最差水平，且互相之间没有显著性差异（p>0.05）。

2.1.4 不同基质主要生长指标的正交试验直观分析

为了研究基质配比中的腐殖质、泥炭、棕丝粉和锯木屑对棕榈容器苗生长指标的影响次序及最佳配比，对其主要的生长指标进行极差分析，由表5可见，4项生长指标的主导因子都是锯木屑。苗木地径和生物量的最佳配比均为（腐殖质∶泥炭∶棕丝粉∶锯木屑）=（2∶1∶1∶1/3）。当（腐殖质∶泥炭∶棕丝粉∶锯木屑）=（1/2∶2∶1∶1/3）时对苗高生长最有利，当（腐殖质∶泥炭∶棕丝粉∶锯木屑）=（1∶1∶1/2∶1/3）对根系总体积最有利。

2.2 不同基质对棕榈苗期生理特性的影响

2.2.1 不同基质对棕榈叶绿素含量的影响

叶绿素与植物光合作用密切相关，其含量直接影响着植物的生长发育，是反映植物生长情况和生理活性的重要指标。10组基质培育的棕榈苗中，前9组基质叶绿素a、叶绿素b及叶绿素总含量都高于对照基质，且差异显著（p<0.05）。叶绿素a含量最大的是8号基质，是10（CK）基质的1.85倍，叶绿素b含量最高的是4号和8号基质，是对照基质的1.84倍。叶绿素总量最大的是8号，其次是5号和4号，除对照组外，叶绿素总含量较小的还有7号和1号基质。

2.2.2 对棕榈可溶性糖及可溶性蛋白含量的影响

苗木体内的营养物质在维持植物的生命活动、促进根茎叶的生长、保证造林成活率等方面起着重要的作用。因此，不同基质配方培育的棕榈苗木体内的可溶性糖及可溶性蛋白质含量是反映基质培育效果和苗木质量的重要指标。从图1可以发现，4号基质培育的苗木可溶性糖含量最高，3号和8号次之，9组混合轻基质培育的棕榈苗木可溶性糖含量都大于10号（CK）基质，最大值4号是它的1.9倍。除1号、2号、5号基质外，3号、4号、6号、7号、8号和9号其余基质培育的苗木可溶性糖含量均与10号的差异达到显著水平（P﹤0.05）。

苗木的可溶性蛋白积累有利于其在造林后度过缓苗期并抵御各种不良生长条件。从图2看出，10组基质培育苗木的蛋白质含量变化范围在1.95～3.41 mg/g。4号和8号基质培育的棕榈苗木可溶性蛋白含量较高，且与其他基质间差异达到显著水平（P﹤0.05），10号（CK）基质培育的棕榈苗木蛋白质含量最小，且与5号以外的基质处理均差异显著（P﹤0.05），最大值4号是10号基质的1.86倍。

2.2.3 对棕榈根系活力的影响

根系活力是泛指根的吸收功能、合成代谢等，与吸收作用的强弱有直接关系，因此衡量容器苗质量高低的一个重要指标就是根系活力。研究结果（图3）显示，根系活力最大的是3号基质，4号和5号基质次之，根系活力均大于对照基质培育的苗木且差异显著（P﹤0.05）。根系活力最小的是9号基质，只为最大值3号的40.8%。除9号基质外，7号、10号的根系活力也较小，不利于苗木造林后的成活以及适应。

2.3 不同基质棕榈容器苗质量的综合评价

苗木的质量高低不仅需要从形态指标来判断，更需要从生理指标来反映。植物的生长过程复杂且受多种因素影响，孤立地用某一指标评价植物，很难真实全面地反映苗木的质量。试验采用模糊数学的隶属函数法以多个生长、生理指标对10组基质处理培育的棕榈苗木质量进行综合分析。结果（表7）表明，不同基质培育的棕榈容器苗主要生长生理指标的隶属函数值大小依次为8>4>3>2>5>7>9>6>1>10。

3 结论与讨论

不同培育基质对于棕榈幼苗期生长和生理特性影响明显，对10种基质培育的苗木生长和生理指标的分析比较显示，除叶片数外其余各项生长指标（苗高、地径、根系生长、生物量）和各项生理指标（叶绿素含量、根系活力、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量）在各处理间均呈显著性差异（P﹤0.05）。

由于不同基质培育对棕榈苗木各部分生长的促进作用存在差异，对不同生理指标中的影响也不尽一致，综合评价不同育苗基质对苗木出圃质量的影响，进而选择最优基质配方，是推广机械化容器育苗待解决的问题。本试验采用模糊数学隶属函数公式进行定量换算后综合评价的结果表明，所有处理中V（腐殖质∶泥炭∶棕丝粉∶锯木屑）=1/2∶1∶2∶1/3 的基质培育的棕榈在生长和生理特性的隶属函数值都是最大的，用该基质培育的两年生棕榈容器苗的株高、地径、高茎比、叶片数均优于对照且位列所有基质中的前三名，根系生长指标除根尖数生长略差外均表现出明显的生长量优势。生物量的积累以及苗木质量指数等生长特性均优于对照且与其他混合基质相比多项指标都具有明显优势。因此，初步认为腐殖质∶泥炭∶棕丝粉∶锯木屑按1/2∶1∶2∶1/3 配比的8号基质是促进棕榈容器苗生长和养分积累，有助于提高棕榈容器苗生理活性的最佳基质。

混合基质中锯木屑对多项指标均起到主导作用，且体积占比为1/3时最佳。据王明祖等[13]人对木屑复合基质的理化性质研究结果，以木屑为主要成分的不同复合基质持水孔隙度、与常规传统基质相比差异显著，由此初步推断孔隙度是影响基质培育效果的关键物理性质，基质在化学性质中的不足可以通过培育期间的施肥等措施适应植物的养分需要。

参考文献：

[1] 裴盛基，陈三阳，童绍金，等.中国植物志[M].北京：科学出版社，1991.

[2] 周杰，姜良宝，陈俊愉，等.抗寒棕榈繁殖的研究[J]. 安徽农业科学，2009，37（21）：9964-9966，10261.

[3] 文美道.思南县棕榈产业发展现状与对策[J]. 南方农业，2014，8（33）：109-110，112.

[4] 罗晓青，王代谷，查兰松，等.棕榈科观赏植物在贵州园林绿化中的应用[J]. 贵州农业科学，2009，37（03）：124-126.

[5] 陈海霞，田景权，万建蓉.岩溶石质山地棕榈栽培技术[J]. 绿色科技，2014（06）：148，152.

[6] 徐强，张沛东，涂忠.植物基质栽培的研究进展[J]. 山东农业科学，2015，47（03）：131-137.

[7] 王月生，周志春，金国庆，等.基质配比对南方红豆杉容器苗及其移栽生长的影响[J].浙江林学院学报，2007，24（5）：643-646.

[8] 张纪卯.不同基质和容器规格对油杉容器苗生長的影响[J].福建林学院学报，2001，21 （2）：176-178.

[9] 曾昭乾，朱利军.棕榈纤维弹性材料产业现状与发展趋势[J].中国西部科技，2006（1）：23-24.

[10] 赵健，罗学刚，汪飞.棕榈/椰糠无土栽培基质理化性质比较及调节[J]. 中国农学通报，2016，32（12）：71-76.

[11] 郝建军，张婷，于洋.植物生理学实验技术[M].北京：化学工业出版社，2013.