薄壳山核桃容器育苗基质配方筛选

，，

（1.黄冈师范学院 a.经济林木种质改良与资源综合利用湖北省重点实验室；b.大别山特色资源开发湖北省协同创新中心，湖北 黄冈 438000；2.湖北省林业科学研究院，湖北 武汉 430075）

薄壳山核桃Carya illinoensis为隶属于胡桃科Juglandaceae山核桃属Carya的一种高大落叶乔木，又名美国山核桃、长山核桃，是世界著名的干果油料树种之一。原产于北美东部和墨西哥北部，目前中国的引种栽培地主要集中在苏、浙、滇、陕、皖、赣、豫、湘等地区[1]。薄壳山核桃种仁含油率达70%以上，是社会效益、经济效益和生态效益明显的优良经济树种，具有广阔的国内和国际市场[2]。

随着薄壳山核桃产业的日渐发展壮大，苗木需求数量增加，对苗木质量的要求也更加严格。目前，各地以培育裸根苗为主。与裸根苗相比，容器苗有更多优势，例如：苗木须根系发达，起苗移栽时根系损伤少，定植后缓苗期短，栽植不受季节限制，劳动力和土地成本低等[3-5]。因此，培育优质容器苗成为薄壳山核桃产业发展的重要保障。育苗基质是苗木营养的主要来源，影响着容器育苗的成活率和苗木质量，是容器育苗技术的关键因素[6-7]。近年来，为缩短薄壳山核桃育苗周期，有较多围绕育苗技术和手段的相关研究报道。黄建建等[8]以草炭土、黄心土、锯末、鸡粪的混合物（体积比6∶2∶1.5∶0.5）为基质，培育的薄壳山核桃容器苗的高度和地径显著高于以黄心土和有机肥为基质的对照处理；常君等[9]以薄壳山核桃播种苗为材料，筛选出40%泥炭+40%珍珠岩+20%蛭石的基质配方，培育出健壮且根系发达的容器苗；曹凡等[10]筛选出用于不同品种薄壳山核桃种胚组织培养的培养基和最佳植物生长调节剂；薛婷婷等[11]对薄壳山核桃育苗过程中种子萌发适宜温度等因素进行了探索。前述研究报道中对苗木高度和地径的讨论较多，关于苗木各部分生物量和根系性状的研究鲜见报道。本试验中主要探讨了不同基质配方对薄壳山核桃容器苗成活、生长、生物量和根系性状的影响，以期筛选出适宜薄壳山核桃苗木生长的基质配比，为薄壳山核桃工厂化育苗提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于武汉九峰试验林场（114°29′E、31°22′N）。该地区处北亚热带气候区域，属亚热带大陆季风性湿润气候，年日照2 058.4 h，年平均气温16.7 ℃，极端最高气温41 ℃，极端最低气温-17.6 ℃，年平均降水量1 200 ～1 400 mm，无霜期239 d。该地区地貌起伏，海拔51 ～202 m。母岩多为砂岩，存在零星的石灰岩。土壤以红黄壤为主，土层厚度80 cm，pH 为5.3 ～6.5，土壤全氮（N）含量约为0.1%，全磷（P）含量5%～6%，全钾（K）含量1.0%～2.5%，有机质含量1%～5%。

1.2 试验材料

在2019年4月上旬，选取薄壳山核桃‘波尼’品种充分成熟且大小基本一致的种子，进行清水浸泡、消毒杀菌和沙床催芽处理。5月上旬待大部分幼苗长至约15 cm 时，选取高度和径粗一致的幼苗作为试验对象。基质材料为泥炭土、珍珠岩、黄心土和复合肥，无纺布容器袋口径19 cm、高25 cm。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计

采用随机区组试验设计，共设6种基质配方（表1）。将各基质材料按照表1中的比例和施用量混合均匀，装填到无纺布容器袋中，距容器袋上边沿2 cm 为宜。每配方6 袋，3 次重复，共计108个容器袋。将薄壳山核桃幼苗移栽至装填好基质的无纺布容器袋中，每袋栽1 株幼苗，移栽后将基质浇透水。在自动遮阴网透明大棚中进行试验，无纺布容器袋按基质配方分别整齐摆放在大棚地面。试验期间按常规方法进行除草、病虫害防治和浇水等管理，均不再施肥。

表1 薄壳山核桃容器育苗基质配方Table 1 The substrate formulas of C.illinoensis container seedling

1.3.2 指标调查

当年12月，调查各基质配方处理中苗木成活植株数量，计算成活率，使用卷尺测量苗高，使用游标卡尺测量地径。在各处理的每重复中随机选取3 株苗木，将植株缓慢倒出容器袋，轻轻抖落基质，尽量不损伤根系，用清水轻轻冲洗干净后，用吸水纸吸干植株表面水分，立即测定植株地上部和地下部的鲜质量，计算根冠比（地下部和地上部鲜质量的比值[12]）。然后用扫描仪扫描地下部分，并用托普根系分析系统软件测定根长、根表面积、根体积和根直径。将地上部分和地下部分在80 ℃条件下烘干至恒质量，分别测定地上部和地下部的干质量。

2 结果与分析

2.1 薄壳山核桃容器苗的成活和性状指标

2.1.1 不同基质配方对苗木成活的影响

不同基质配方处理中薄壳山核桃苗的成活率及其方差分析和多重比较结果见表2。

表2 不同基质配方处理中薄壳山核桃苗的成活率†Table 2 The survival rate of C.illinoensis seedlings of different substrate formulas

由表2可知，不同基质配方对苗木成活率的影响存在显著差异（P＜0.05）。其中，配方1、配方4 和配方6 基质处理中苗木成活率较高，达到94.44%～100.00%；配方5 基质处理中苗木成活率较低，仅为55.56%，与配方1 基质处理的最大成活率相差44.44 百分点。多重比较结果表明，配方1、配方3、配方4 和配方6 基质处理间苗木成活率的差异不显著，且均与配方5 基质处理的苗木成活率的差异显著。

2.1.2 不同基质配方对苗木生长的影响

不同基质配方处理中薄壳山核桃苗的株高和地径及其方差分析和多重比较结果见表3。由表3可知，不同基质配方对株高和地径的影响存在显著差异（P＜0.05）。其中，配方6、配方1 和配方4基质处理中株高较大，达到17.14 ～21.21 cm；配方5 基质处理中株高较小，仅为13.26 cm，与配方6 基质处理的最大株高相差4.84 cm。多重比较结果表明，配方1、配方4、配方6 基质处理间株高的差异不显著，配方6 与配方2、配方3、配方5 基质处理间株高的差异显著。配方6、配方1 和配方3基质处理中苗木地径较大，达到4.46 ～5.35 mm；配方5 基质处理中苗木地径较小，仅为3.63 mm，与配方6 基质处理的最大苗木地径相差1.72 mm。多重比较结果表明，配方6、配方1 和配方3 两两处理间苗木地径的差异不显著，配方6 与配方2、配方4、配方5 基质处理间苗木地径的差异显著。

表3 不同基质配方处理中薄壳山核桃苗的株高和地径Table 3 The height and ground diameter of C.illinoensis seedlings of different substrate formulas

2.1.3 不同基质配方对苗木生物量的影响

不同基质配方处理中薄壳山核桃苗的各生物量指标及其方差分析和多重比较结果见表4。由表4可知，不同基质配方对苗木地上部鲜质量（P＜0.05）、地下部鲜质量（P＜0.01）、地上部干质量（P＜0.01）、地下部干质量（P＜0.01）和根冠比（P＜0.05）的影响存在显著或极显著差异。

表4 不同基质配方处理中薄壳山核桃苗的各生物量指标Table 4 The biomass indicators of C.illinoensis seedlings of different substrate formulas

配方6 基质处理中地上部鲜质量较大，达到2.57 g；配方2 基质处理中地上部鲜质量较小，仅为0.96 g，与前者相差1.61 g。多重比较结果表明，配方6 与其他配方基质处理间差异显著，其他配方基质处理间差异均不显著。配方6 和配方1 基质处理中地下部鲜质量较大，达到16.79 ～21.65 g；配方5 基质处理中地下部鲜质量较小，仅为5.92 g，与配方6 基质处理的最大地下部鲜质量相差15.73 g。多重比较结果表明，配方6 与配方1 基质处理的地下部鲜质量的差异不显著，配方6 与其他配方基质处理间差异显著。

配方6 和配方1 基质处理中地上部干质量较大，达到1.35 ～1.76 g；配方6 基质处理中地上部干质量较小，仅为0.46 g，与配方6 基质处理的最大地上部干质量相差1.30 g。多重比较结果表明，配方6 和配方1 基质处理中地上部干质量的差异不显著，配方6 与其他基质处理间差异显著，配方1 仅与配方5 基质处理间差异显著。配方6 和配方1 基质处理中地下部干质量较大，达到9.54 ～12.17 g；配方5 基质处理中地下部干质量较小，仅为3.28 g，与配方6 基质处理的最大地下部干质量相差8.89 g。多重比较结果表明，配方6 和配方1 基质处理间地下部干质量的差异不显著，配方6 与其他基质处理间差异显著，配方1与配方2、配方4、配方5 基质处理间差异显著。

配方3 和配方1 基质处理中根冠比较大，达到8.35 ～9.75；配方4 基质处理中根冠比较小，仅为4.55，与配方3 基质处理的最大根冠比相差5.20。多重比较结果表明，配方3 和配方1 基质处理间根冠比的差异不显著，配方3 与其他基质处理间差异显著，配方1 与配方2、配方4 基质处理间差异显著。

2.1.4 不同基质配方对苗木根系的影响

不同基质配方处理中薄壳山核桃苗根系的各生长指标及其方差分析和多重比较结果见表5。由表5可知，不同基质配方对苗木根长（P＜0.05）、根表面积（P＜0.01）、根体积（P＜0.05）的影响存在显著差异。

表5 不同基质配方处理中薄壳山核桃苗的各根系指标Table 5 The root indicators of C.illinoensis seedlings of different substrate formulas

配方6 和配方1 基质处理中根长较大，达到837.89 ～963.67 cm；配方5 基质处理中根长较小，仅为243.44 cm，与配方6 基质处理的最大根长相差720.23 cm。多重比较结果表明，配方6 和配方1 基质处理间根长的差异不显著，配方6 与其他配方基质处理间差异显著，配方1 仅与配方5基质处理间差异显著。

配方6、配方1 和配方2 基质处理中根表面积较大，达到301.56 ～391.67 cm2；配方5 基质处理中根表面积较小，仅为116.00 cm2，与配方6 基质处理的最大根表面积相差275.67 cm2。多重比较结果表明，配方6、配方1 和配方2 两两基质处理间根表面积的差异不显著，且均与配方5 基质处理间差异显著，配方6 还与配方3、配方4 基质处理间差异显著。

配方6、配方1、配方2、配方3、配方4 基质处理中根体积较大，达到27.78 ～42.67 cm3；配方5 基质处理中根体积较小，仅为8.78 cm3，与配方6 基质处理的最大根体积相差33.89 cm3。多重比较结果表明，配方6、配方1、配方2、配方3 和配方4 两两基质处理间根体积的差异不显著，且均与配方5 基质处理间差异显著。

不同配方对苗木根直径的影响无显著差异（P＞0.05）。配 方5、配 方1、配 方2 和 配方6 基质处理中根直径相对较大，达到11.62 ～13.29 mm；配方3 基质处理中根直径相对较小，为10.08 mm。

2.2 薄壳山核桃容器苗性状指标的相关性分析

薄壳山核桃1年生实生容器苗各生长指标间的相关系数见表6。由表6可知，薄壳山核桃容器苗的株高、地径、地上部鲜质量、地下部鲜质量、地上部干质量、地下部干质量、根冠比、根长、根表面积和根体积各性状指标间存在一定的相关性。其中，株高与地上部鲜质量（R=0.891**）、地下部鲜质量（R=0.685**）、地上部干质量（R=0.875**）、地径（R=0.390**）、根长（R=0.503**）、根表面积（R=0.492**）、根体积（R=0.483**）存在极显著的正相关关系，与根直径（R=0.271*）存在显著的正相关关系；地径与地上部鲜质量（R=0.632**）、地上部干质量（R=0.592**）、地下部鲜质量（R=0.523**）、地下部干质量（R=0.516**）、根长（R=0.501**）、根表面积（R=0.348**）存在极显著的正相关关系，与根体积（R=0.317*）存在显著的正相关关系；根长与根表面积（R=0.578**）、根体积（R=0.418**）存在极显著的正相关关系。

表6 薄壳山核桃容器苗各生长指标间的相关系数Table 6 Correlation coefficient of growth indicators of C.illinoensis container seedling

2.3 薄壳山核桃容器苗性状指标的回归分析

2.3.1 株高与其他性状指标的回归分析

对株高与地径、地上部鲜质量、地上部干质量、地下部鲜质量、地下部干质量、根冠比、根长、根体积、根表面积进行多元线性回归分析，拟合方程的回归系数见表7。由表7可知，以株高为因变量，以地上部鲜质量、地径和地上部干质量为自变量建立的回归拟合方程的确定系数（R2）为0.866 3。通过方差分析可知，3 个自变量对因变量的影响存在极显著差异（P＜0.01），表明该回归方程具有统计学意义，且各回归系数间均存在极显著差异（P＜0.01）。因此，株高与地上部鲜质量、地径和地上部干质量具有极显著线性关系，其回归拟合方程为

其中：Y为株高，X1为地上部鲜质量，X2为地径，X3为地上部干质量。

2.3.2 地径与其他性状指标的回归分析

对苗木地径与株高、地上部鲜质量、地上部干质量、地下部鲜质量、地下部干质量、根冠比、根长、根体积、根表面积进行多元线性回归分析，拟合方程的回归系数见表8。由表8可知，以苗木地径为因变量，以地上部鲜质量、株高、根直径和根表面积为自变量建立的回归拟合方差的确定系数为0.627 1。通过方差分析可知，4 个自变量对因变量的影响存在极显著差异（P＜0.01），表明该回归方程具有统计学意义，且各回归系数间均存在显著或极显著差异。因此，苗木地径与地上部鲜质量、株高、根直径、根表面积具有极显著线性关系，其回归拟合方程为

其中：Y为地径，X1为地上鲜质量，X2为株高，X3为根直径，X4为根表面积。

表7 薄壳山核桃容器苗株高与其他性状指标回归拟合方程的系数及其方差检验结果Table 7 ANOVA analysis and coefficient of regression fitting equation of C.illinoensis seedlings height and other growth indexes

表8 薄壳山核桃容器苗地径与其他生长指标回归拟合方程的系数及其方差检验结果Table 8 ANOVA analysis and coefficient of regression fitting equation of C.illinoensis seedlings ground diameter and other growth indexes

3 结论与讨论

本研究结果表明，配方6（泥炭土、珍珠岩、黄心土体积比3∶3∶2）和配方1（泥炭土、珍珠岩、黄心土体积比1∶1∶1）为用来培育薄壳山核桃容器苗的最佳基质配方，使用该基质配方可培育出优质壮苗，苗高达18.10 cm 以上，地径达4.53 mm以上。1年生薄壳山核桃容器实生苗的株高、地径、地上部鲜质量、地下部鲜质量、地上部干质量、地下部干质量、根冠比、根长、根表面积和根体积等性状指标间存在一定的相关关系。株高与地上部鲜质量、地径和地上部干质量有极显著线性关系，其回归拟合方程为Y=13.447 4+4.247 9X1-1.571 5X2+3.301 8X3；苗木地径与地上部鲜质量、株高、根直径、根表面积也有极显著线性关系，其回归拟合方程为Y=5.659 3+1.382 8X1-0.148 2X2-0.108 0X3+0.000 1X4。这2 个回归拟合方程能较好地反映因变量与自变量间的相互关系，有助于了解株高和地径与其他性状指标间的关系。

薄壳山核桃为高大乔木，具有深根且不易产生侧根的特点。其苗木细弱，质量差，不适宜长距离运输，尤其是其缓苗期较长，严重影响移栽成活。目前，薄壳山核桃育苗生产中，多采用大田育苗模式，出圃时间长，苗木侧根少，极大影响了造林效果和产业规模化发展[13-14]。容器育苗可减少起苗用工，降低移栽过程中根系的损失，提高成活率，且所培育苗木可在任意生长季节运输种植，因此该技术已成为育苗技术研究与推广的热点[15]。基质是作物生长的介质，为容器育苗的关键因素之一[16]。基质为作物生长提供水、气、肥，苗木质量与基质的理化性质有着密切的关系[17-18]。黄建建等[8]开展了薄壳山核桃容器苗基质筛选研究，结果表明各基质配方对薄壳山核桃的株高、地径、茎干质量、叶片质量等影响显著。常君等[9]的研究结果也表明，不同类型的基质对薄壳山核桃苗木地径有一定影响。上述试验中所使用基质材料虽然不同，但研究结果均表明不同基质配方对苗木成活和生长存在显著影响，与本研究结果相同。本试验结果表明，配方6 和配方1基质处理能显著提高苗木成活率、株高、地径和地上部及地下部的生物量。

在容器苗培育过程中，基质的理化性质是影响根系生长的重要因素之一，各种基质材料相互作用，共同影响着苗木根系的生长和构型[19]。常君等[9]的研究结果表明，不同类型的基质对薄壳山核桃苗木根系的长度、表面积和体积等指标的影响较大。本研究结果表明，各配方基质处理对薄壳山核桃苗木根长、根表面积和根体积等指标的影响存在显著差异，以配方6 和配方1 基质处理的影响较大，苗木根长、根表面积和根体积分别超过837.89 cm、342.56 cm2和34.44 cm3。

本研究中所采用基质配方较为单一，试验周期短，苗木生长指标不太理想，为获得高质量的苗木，在进一步的研究中拟在基质中添加养分并延长苗木生长的观察期。