广东含笑苗期生长基质筛选研究

朱报著，廖焕琴，杨晓慧，杨会肖，潘 文，王裕霞，张卫华，徐 放

（广东省森林培育和保护利用重点实验室/广东省林业科学研究院，广东 广州 510520）

【研究意义】栽培基质是植物赖以固定的介质，同时也是植物吸收水分和养分进行自养生长的基础，在园林花卉苗木生产中起着重要作用。目前，有关植物栽培基质研究已有较多报道，主要是利用泥炭土、塘泥、农林剩余物如水稻（Oryza sativa）秸杆、玉米（Zea mays）秸杆等单一或混合材料作基质，通过分析基质的理化性状指标、种植成活率、苗高和冠幅等生物量、光合生理等指标，筛选出适合生产应用的栽培基质［1-5］。【前人研究进展】广东含笑（Michelia guangdongensis）又名黄金含笑，木兰科（Magnoliaceae）含笑属（Michelia）常绿灌木或小乔木，自然分布于英德市石门台省级自然保护区1 250～1 400 m，是2003年5月才发现命名的野生观赏植物［6］，2018年被定为广东省重点保护野生植物［7］；广东含笑四季常绿，树形紧凑，芽、嫩枝、叶柄、叶背均密被红褐色平伏短柔毛，阳光下闪闪发亮，微风吹过恍如红色海洋，是优良庭园绿化和盆栽观赏树种，适合在公园、办公楼前、小区住宅孤植或群植作庭园观赏树；可进一步矮化盆栽，供室内观赏，观赏价值高。关于广东含笑的研究目前主要集中在地理分布［6，8］、致濒原因［9］、光合生理［10-11］、繁殖特性［12-14］和观赏用途［15］等方面。【本研究切入点】广东含笑是新优的野生观赏植物，通过嫁接扩繁从高海拔地区引种到低海拔地区栽种，鲜有研究苗木与土壤物理和化学性状适应性的报道，因而也影响到其推广应用；培育轻基质、质量优的广东含笑苗木，满足绿化美化和市场需求，是当前苗木培育中迫切需要解决的问题；苗期轻质化栽培也可降低劳动强度、方便运输装卸、减少生产成本，更有利于苗木推广应用。【拟解决的关键问题】2017年7月开始，本课题组以椰糠、水稻秸杆、玉米秸杆等为主要原料配制18种栽培基质，对不同配方基质的理化性质及其培育的广东含笑苗木生长状况进行比较研究，研究出育苗效果较好、配制简便、容重较小、成本较低的环保型基质，以期为广东含笑苗木培育和应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在广东省林业科学研究院苗圃，地理坐标113°22′6″E、23°11′59″N，海拔33 m，年平均温度23℃，1月气温最低、平均13℃，8月气温最高、平均28.7℃；年平均降雨量1 638 mm，4～9月降雨量占全年的80%，年平均湿度79%。

1.2 试验材料

供试广东含笑苗木以2年生乐昌含笑（M.chapensis）营养袋实生苗为砧木，2016年1月，采用切接方法，用同一无性系嫁接，苗木生长状况大致相同，苗高32.82（±2.22）cm， 冠 幅 20.39（±1.57）cm，2017年9月中旬种植在圆柱形无纺布营养袋中，营养袋直径25 cm、高30 cm。椰糠、谷糠、锯末采购于广州市增城区；水苔、蛭石、塘泥、泥炭土、珍珠岩采购于广州芳村花卉市场，菇渣、水稻秸杆、花生（Arachis hypogaea）秸杆、玉米秸杆、湿地松（Pinus elliottii）叶、无忧树（Saraca asoca）叶于2017年7月中旬收集，进行机械粉碎至2～3 cm块状或短茎，加入适量水搅拌，然后将各基质分别堆成山包状，盖上塑料薄膜，约10 d翻动1次，自然堆沤2个月备用；黄心土采自广东省林业科学研究院后山。

1.3 试验设计

每个种植袋种植1株，栽培基质用体积比配成17个处理，以广东花农喜欢用的黄心土作对照（表1）。每个基质处理3次重复，每个重复3株，完全随机设计，排成一行，行头行尾各设一行保护行；全露天全光照培育，水肥管理和病虫害防治方法完全一致。不同处理苗木分别于2018年1、2、3月下旬各施硫酸钾复合肥（N、P、K比例均为15%）1次，每次每个容器施入浓度为1%硫酸钾水溶液500 mL。

表1 不同处理基质配比情况Table 1 Composition of each substrate（V∶V）

1.4 测定指标及方法

1.4.1 植株生长、形态指标测定 （1）苗高和冠幅测定：2017年10月至2018年6月，隔2个月用直尺测量1次，共5次。苗高和冠幅是观赏植物生长评价的重要指标，苗高和冠幅综合生长量Wi为苗高生长量∶冠幅生长量=1∶1，计算公式［16］如下：

（2）叶面积测定：2018年6月，每株从顶部算起第12片叶开始，用直尺测定叶片长和叶片宽（最宽处），每株测量8片，取平均值，平均长和平均宽相乘计算平均叶面积［5］。

1.4.2 叶绿素SPAD值测定 2017年10月和2018年6月，各处理每个重复固定1株进行测定。每株从东、南、西、北4个方向，每个方向选取2片成熟叶片，用叶绿素测定仪SPAD-502（Minolta，Japan）进行SPAD值测定。

1.4.3 栽植后土壤理化性质测定 2018年6月，各处理每个重复的第1株用环刀法取土壤，测定容重、总孔隙度、通气孔隙度和持水孔隙度，计算气水比［17］；取各处理每个重复第1株的混合土壤测定化学性质，方法按中华人民共和国林业行业标准《森林土壤分析方法》［18］进行。

1.5 统计分析方法

利用R软件中的“pastecs”和“hmisc”包对苗高、冠幅、叶面积和叶绿素SPAD值等生长性状进行基本统计分析；利用“agricolae”包进行单因素方差分析，并采用Duncan法进行多重比较［19］。

2 结果与分析

2.1 不同配方基质的理化性状

2.1.1 物理性状 18种栽培基质的容重、总孔隙度和气水比存在显著差异（表2）。基质容重在 0.85～1.45 g/cm3，M18（CK）容重最大、为1.45 g/cm3，其次是 M04、为 1.34 g/cm3，M05居第3位、为1.33 g/cm3，M02容重最小、为0.85 g/cm3。最大容重比最小容重大69.41%，说明不同材料之间栽培基质容重差别较大。供试基质总孔隙度在35.93%～54.44%，处理M02总孔隙度最大、为54.44%，其次是M13、为49.83%，处理M04总孔隙度最小、仅35.93%。本研究结果表明，供试基质的气水比在0.13～0.54，其中M01气水比最大、为0.54，其次是M13、为0.39，M15最小、为0.13，M17次之、为0.17。气水比大表明基质容纳的空气量大，而持水量小；反之，空气容纳量小，持水量大。从以上分析可见，试验基质容重偏大，总孔隙度偏小，气水比较接近理想值。

2.1.2 化学性状 栽培基质的化学性质是影响植物生长的重要指标。18个不同基质配方的pH值在4.47～7.76之间，M03最高（7.76），其次是M11（7.60）和M16（7.52）；M01最低（4.47），其次是M17（4.66）；对照基质M18（CK）的pH值为6.01。由此可见，添加辅助基质对土壤pH值产生一定影响（表3）。有机质含量以M02最高（62.9 g/kg），M18最低（5.65 g/kg）。全氮含量M11最高（2.74 g/kg），M18最低（0.30 g/kg）。有效磷含量M17最高（138 mg/kg），M01最低（12.7 mg/kg）。速效钾含量M10最高（415 mg/kg），M08最低（124 mg/kg）。电导率（EC）反映了基质中可溶性盐浓度，以M17最高（272 μs/cm）、M18最低（35 μs/cm）。阳离子交换量（CEC）反映基质保存养分和提供速效养分的能力，通常情况下，基质CEC在10～100 cmol（+）/kg比较适宜，以M17最大〔18.6 cmol（+）/kg〕、M18最小〔8.11 cmol（+）/kg〕。腐殖质全C量M01最高（1.46 g/kg），M07最低（0.09 g/kg）。M03的C/N最大（28.6），M13最小（9.3）。基质M18（CK）的有机质含量、全N含量、电导率和阳离子交换量最小。

表2 不同配方基质的物理性状Table 2 Physical traits of each substrate

表3 不同配方基质的化学性状Table 3 Chemical traits of each substrate

2.2 不同配方基质对广东含笑苗高和冠幅的影响

广东含笑苗木经过8个月不同基质栽培，种植成活率除M14为88.9%外，其他均为100%，不同基质间没有显著差异。试验初期，广东含笑苗高和冠幅存在显著差异，经过8个月栽培后仍存在显著差异，且差异在扩大（表4）。广东含笑苗高净生长量为6.8～19.3 cm；处理M08、M07和M01的苗高净生长量分列前3位，分别为19.3、18.1和17.7 cm，比对照M18（黄心土）分别高19.88%、12.42%和9.94%；M03的净生长量最小、为6.8 cm，其次为M15（8.0 cm），分别比对照小57.76%和50.31%。

表4 不同配方对广东含笑苗高和冠幅的影响Table 4 Effects of different substrates on seedling height and crown width of M.guangdongensis

冠幅净生长量在6.3～16.5 cm之间；M07、M01和M17的冠幅净生长量分列前3位，分别为16.5、16.3和15.8 cm，比对照M18分别高7.84%、6.54%和3.27%；M03的净生长量最小、为6.3 cm，其次是M15、为6.8 cm，分别比对照小58.82%和55.56%。

以苗高和冠幅综合生长量Wi排序，M08〔黄心土∶蛭石（3∶2）〕为17.4 cm、M07〔黄心土∶珍珠岩（3∶2）〕为17.3 cm、M01〔黄心土∶泥炭土（3∶2）〕为17.0 cm，分别列前3位，比对照高出10.83%、10.19%和8.28%；M03〔黄心土∶木屑（3∶2）〕为6.6 cm、M15〔黄心土∶椰糠（3∶2）〕为7.4 cm、列倒数第2位，分别比对不同配方基质的物理性状照小57-93%和52.87%。

2.3 不同配方基质对广东含笑叶面积的影响

由表5可知，广东含笑经过8月的培育，叶面积最终值在2 195～4 234 mm2、平均为3 422.2 mm2，处理M07的叶面积与处理M02等9个处理存在显著差异；综合生长量较大的基质处理，其叶面积也相对较大；M18（CK）叶面积列第2位。

2.4 不同配方基质对广东含笑叶绿素SPAD值的影响

由表5可知，广东含笑叶绿素SPAD初始值在75.73～81.05，平均为78.61，各处理间没有显著差异；经过8个月的培育，最终值在70.19～84.71，平均为79.17，各处理间存在显著差异，M05与M02等8个处理存在显著差异。叶绿素SPAD值变化值在-5.53～5.73，平均为0.56，变化很小；试验还发现，综合生长量小的基质处理，其叶绿素SPAD值呈减少趋势。

2.5 广东含笑苗木生长量与土壤理化性质的相关性分析

为研究广东含笑的生长与培养基质之间的关系，我们对苗高、冠幅等生长指标与基质理化性质指标进行了相关性分析，结果（表6）显示，苗高和冠幅存在极显著正相关（r=0.81），说明这两个生长指标之间存在着紧密的协同关系；苗高、冠幅与容重、气水比、EC和CEC呈正相关，与有机质、速效K和C/N呈极显著负相关，与pH值、总孔隙度和全N等呈负相关。说明广东含笑适合在容重和气水比较大，pH值较小，有机质、全氮和速效钾含量低的基质中生长。

表5 不同配方基质对广东含笑叶面积和SPAD值的影响Table 5 Effects of different substrates on leaf area and SPAD of M.guangdongensis

表6 广东含笑苗木生长量与土壤理化性质之间的相关性分析Table 6 Correlation analysis between the growth of M.guangdongensis seedling and soil physicochemical properties

3 讨论

栽培基质是植物保持固定、吸收水分和养分进行自养生长的基础材料，不同栽培基质土壤容重差异较大，多数土壤容重在1.0～1.8之间，其数值大小与土壤质地、结构、松紧和有机质含量等有关［20］。本试验基质容重在 0.85～1.45 g/cm3，其中对照黄心土容重最大，添加玉米桔杆等农林废弃物的配方基质其容重、总孔隙度和气水比间存在显著差异。土壤容重较大，固定根系能力增强，抗风性能较好，对华南地区木本花卉苗木栽培中防止倒伏、维持苗木正常生长是有利的；但容重过大，土壤孔隙度变小，在栽培的过程中基质的通气性差，植物根系生长受到压制，也不一定适合植物生长，且苗木生产和运输成本较大，优良的栽培基质要达到适用、易配、清洁、质轻、廉价和美观等要求，既促进植物营养生长或生殖生长，又减轻生产成本，提高劳动生产率的目的。本试验发现，广东含笑适合在容重大、总孔隙度较小的基质中生长，这与木棉苗期生长优良基质研究结果［5］类似。

基质的成分和配比不同，理化性状差异也较大，基质的pH值是基质化学性质的主要指标之一，影响土壤其他有效成分的利用，从而对植物生长产生重要影响，理想栽培基质pH值为6.0～7.5［21］。基质有机质、全氮、有效磷和速效K等是促进植物生长发育的重要元素，植物有机肥不足会导致生长缓慢。本研究发现，广东含笑的生长与p H值、有机质、全氮和速效钾等呈负相关关系，有机质、全氮及速效钾含量较低时广东含笑的生长量更好，这可能与广东含笑原生地是在广东英德市海拔1 250 m以上山地土层薄的地方、其已长期适应有机质含量低的土壤有关，但与杜鹃红山茶适合全N含量较高的土壤基质中生长［16］明显不同。

本试验中基质M08和M07栽培的广东含笑综合生长量列前2位，分别比对照大10.83%和10.19%，而容重分别比对照小9.72%和22.1%，是广东含笑苗期栽培的优良基质，基质M07（黄心土与珍珠岩比例为3∶2）与杜鹃红山茶的栽培基质研究结果类同，基质M07的特点是pH值较小、有机质含量低、腐殖质全C量小，可能与广东含笑和杜鹃红山茶原生境土壤贫瘠、有机质含量低、腐殖质全C量小、土壤呈较强酸性有关。

4 结论

对广东含笑苗期18种栽培基质的理化性质以及基质中广东含笑苗木生长状况的研究结果表明：（1）18种栽培基质物理性质（容重、总孔隙度和气水比）存在显著差异；（2）不同配方基质栽培后广东含笑苗高和冠幅生长量差异更加显著；（3）对苗高、冠幅等生长指标与基质理化性质指标进行了相关性分析，说明广东含笑适合在容重和气水比较大，pH值较小，有机质、全氮和速效钾含量低的基质中生长；（4）处理M08（黄心土∶蛭石比例为3∶2）和M07（黄心土∶珍珠岩比例为3∶2）的综合生长量分别比对照高出10.83%和10.19%，容重分别比对照小9.72%和22.1%，建议作为广东含笑育苗的首选基质。