不同基质对白皮杨扦插苗生长的影响

赵 丽，李佳陶，鲁 敏，乌日恒，赵 江，刘平生

(1. 内蒙古自治区林业科学研究院，内蒙古 呼和浩特010010； 2. 沙地生物资源保护与培育国家林业局重点实验室，内蒙古 呼和浩特 010010)

随着人类社会的发展，人们对木材的需求量越来越大，杨树因其生长迅速，而被广泛应用。目前，杨树已成为世界上中纬度平原地区栽培面积最大、木材产量最高的用材林树种之一[1]。但在栽培中出现抗逆性和抗病性差，生长缓慢，甚至成片死亡的现象。因此选择适应性强、材质好、生长快、繁殖容易的优良品种杨树，在北方生态建设中具有重要作用。

白皮杨(Populuscana)别名白皮青杨，属杨柳科杨属乔木。白皮杨在内蒙古中部大青山北麓分布较广，是当地的优良乡土树种。该树种具有较强的适应性，张贵祥等[2]研究认为白皮杨不仅生长快、病虫危害极少，抵抗不良气候因子的能力极强，而且白皮杨与胡杨的抗污染性能接近，具有极强的抗毒、抗污染性能。此外，白皮杨材质好，木材收缩率小，木材不易开裂，力学性质优良，是优质的工业用材树种，可在我国北部和中西部的许多地区大面积繁育推广。

基质是木本植物育苗的基础和关键因素[3]，不同基质其调节水分、养分、空气的能力不同，直接影响插穗的生根能力以及苗木的生长[4]，选择合适的基质是保证扦插成活率的关键[5]。目前有关基质混合配比进行扦插育苗的研究成果较多，邱凤英等[6]认为，珍珠岩与黄心土、泥炭按体积比1∶1∶1混配成的复合基质，利于黄樟扦插生根和生长；吴擢溪等[7]研究发现森科基质(主要由树皮及锯末沤熟后掺入草炭土等制成)，是钟花樱扦插适宜基质，有利于根系生长；胡堂春等[8]研究表明半木质化的尾赤桉绿枝用 70% 的红心土和 30% 的粉河沙作为扦插基质利于其成活与生长。由此可见，单一基质很难满足需求，因此研究基质的混合配比对不同树种扦插繁殖具有重要意义。

目前尚缺乏基质对白皮杨扦插生长影响的相关报道。本试验以沙子、草炭、土为基础基质，通过不同比例复配，研究基质对白皮杨扦插苗生长的影响，探讨基质中影响白皮杨生长的关键养分因子，以期为白皮杨在内蒙古地区的育苗、种植、推广提供技术支撑。

1 试验地自然概况

试验地位于呼和浩特市内蒙古林科院树木园，土地面积 21.7 hm2。地理坐标为40°49′ N，111°41′ E，海拔1 056 m，气候具有温带大陆性季风气候特点，冬季气候干燥而寒冷，降雪量少，春季风大沙多，夏季气候温凉，降水主要集中在7—9月。年均气温 5.8 ℃，年最低温度 -32.8 ℃，年最高温度 37.3 ℃，年均降水量 417.5 mm，年均蒸发量1 784 mm，相对湿度 42%～69%，无霜期130 d左右，终霜在5月中下旬，初霜在9月中旬[9]。土壤为栗钙土，pH值为 8.0。

2 材料与方法

2.1 试验材料

2019年3月中旬，白皮杨叶芽未萌动时，在内蒙古呼和浩特市武川县青杨苗圃园内采集生长健壮、插穗直径在1 cm左右的1 a生萌生枝条为扦插材料，置于地窖中沙藏。

2.2 扦插试验

为探讨不同基质对白皮杨生长的影响，本试验采用3种基础基质(沙子S1、土S2、草炭P)，按不同比例复配，形成5种扦插基质。基质配比：S1(沙子)、PS2(草炭∶土=1∶1)、S1S2(沙子∶土=1∶1)、S1S2P(沙子∶土∶草炭=1∶1∶1)、S2(土)。插床设置：扦插前深翻苗圃土壤，设置5个小区，每个小区内铺设25 cm厚的基质，插前喷洒 0.5% 高锰酸钾溶液对土壤消毒，1 h后用清水冲洗待扦插。扦插时间：4月底开始硬枝扦插试验。扦插方法：将直径为1 cm左右白皮杨萌生枝，从基部截取长10 cm左右的插穗，按株行距10 cm × 10 cm进行扦插，每种基质扦插40株。扦插后立即浇水。生根前保持土壤湿润。生根后，视降雨量与干旱程度酌情浇水，每次以浇透为宜。同时，结合浇水定期进行除草。

2.3 调查内容

扦插试验前，挖取5种基质送至沙地生物资源保护与培育国家林业局重点实验室进行土壤营养的化验与测试，测定指标包括有机质(x1)、全氮(x2)、全磷(x3)、全钾(x4)、速效氮(x5)、速效磷(x6)和速效钾(x7)7个指标，每个指标3个重复。生长期结束后每种基质随机选择白皮杨扦插苗15株，调查其苗高(y1)、地径(y2)、节间数(y3)、节间距(y4)、地上鲜重(y5)和地上干重(y6)6个指标，共调查75株。

2.4 数据分析

运用SAS 9.2 软件对所有指标进行方差分析、多重比较、主成分分析、相关分析和线性回归分析。

3 结果与分析

3.1 不同基质对扦插苗生长状况的影响

不同基质对白皮杨扦插苗生长存在一定的影响，结果见表1。PS2基质下苗高、地径、地上鲜重、地上干重最高，分别为75 cm、6.93 mm、19.23 g、9.14 g，显著高于其他几种基质(P<0.05)。S1S2P和S2基质下苗高和地径与S1基质存在显著性差异(P<0.05)。苗高和地径均表现为：PS2 > S2 > S1S2P > S1S2 > S1，其中PS2基质下苗高是S1基质下的 2.48 倍；节间数、地上干重、地上鲜重均以PS2基质最好，显著高于其他基质(P<0.05)。节间距以S1S2P和S2基质最好，显著高于其他基质(P<0.05)。

表1 不同基质白皮杨扦插苗生长指标比较Tab.1 Comparison of growth indexes of Populus cana cuttage seedlings with different matrix

对白皮杨生长指标进行主成分分析，结果见表2。前2个主成分累计方差贡献率为 97.15%，因此只考虑第一、第二主成分。第一主成分主要反映了苗高、地上鲜重、地上干重等变量信息，它们的因子载荷量分别为 0.432 5、0.431 1、0.432 0；第二主成分主要反映了节间距，它的因子载荷量为 0.775 6。由此分析，扦插苗的苗高、地上干重、地上鲜重最能综合反映出白皮杨长势状况，其次为节间距。

表2 主成分的贡献率及特征向量Tab.2 Contribution rate and eigenvector of principal components

3.2 不同基质养分比较

本研究中不同基质养分差异较大(图1)，有机质、全磷、速效磷、速效钾存在显著性差异(P<0.05)，全磷、全钾、速效氮差异性不显著。有机质含量以S1S2P配比最高，具体表现为S1S2P > PS2 > S2 > S1S2 > S1；全氮含量、速效磷含量以PS2配比最高，均表现为PS2 > S1S2P > S2 > S1S2 > S1；速效钾含量以PS2配比最高，表现为PS2 > S2 > S1S2 > S1S2P > S1。

图1 不同基质养分比较Fig.1 Comparison of nutrients in different matrix

3.3 不同基质养分对白皮杨生长指标的影响

不同基质养分对白皮杨生长指标的影响见(表3)。基质养分指标和白皮杨生长指标的相关系数在-0.801 0 至 0.928 7 之间，有机质(x1)、全氮(x2)、速效磷(x6)、速效钾(x7)与苗高(y1)、地径(y2)、节间数(y3)、节间距(y4)、地上鲜重(y5)和地上干重(y6)成正相关，相关性达显著水平。其中，速效钾(x7)与苗高(y1)、地径(y2)、节间数(y3)、地上鲜重(y5)和地上干重(y6)呈极显著正相关，相关系数最高，为 0.928 7。全磷(x3)与苗高(y1)、地径(y2)、节间数(y3)、节间距(y4)、地上鲜重(y5)和地上干重(y6)呈负相关，全钾(x4)、速效氮(x5)与苗高(y1)、地径(y2)、节间数(y3)、节间距(y4)、地上鲜重(y5)和地上干重(y6)无相关性。这说明基质中有机质、全氮、速效磷、速效钾增加，有利于苗高、地径、节间距生长，使地上干重、地上鲜重增加；全钾、速效氮与苗木的生长没有明显的相关性。

表3 基质养分与白皮杨生长指标的相关性Tab.3 The correlation between matrix nutrient and growth index of Populus cana

为进一步掌握基质养分因子对白皮杨生长的影响，选取最能反映白皮杨生长状况的2个指标苗高(y1)、地上鲜重(y5)与有机质(x1)、全氮(x2)、速效磷(x6)、速效钾(x7)进行线性回归分析。由表4可见，2个线性回归方程的决定系数R2分别为 0.874和

表4 线性回归模型汇总Tab.4 Summary of linear regression model

0.916，F检验均达到极显著水平(P<0.01)。

在显著性 0.10 水平下剔除不符合显著性要求的变量，得到多元线性回归参数，见表5。根据模型y1、y5的对应系数得到模型预测方程：

表5 线性回归参数估计Tab.5 Estimation of linear regression parameter

y1=0.688x1+ 0.378x7+18.478

R2=0.874 (1)

y5=0.737x1+ 0.346x7+1.418

R2=0.916 (2)

x1对y1的贡献率是 76.5%，x7对y1的贡献率是 10.9%，其他因素贡献率是 12.6%；x1对y5的贡献率是 82.6%，x7对y5的贡献率是 9.0%，其他因素贡献率是 8.4%。这表明苗高生长、地上鲜重的积累均与基质中有机质、速效钾密切相关。

4 讨论

植物扦插成活率和苗木质量不仅与种条的质量、种条的处理、扦插技术等因素有关，还与扦插基质配方有密切关系[10-11]。目前，使用基质配比进行扦插试验多见于难生根、有性繁殖能力弱的树种[12]。杨树扦插易成活，对土壤要求较低，但不同质地土壤对杨树生长存在较大影响，如赵天锡等[13]研究表明三倍体毛白杨在土壤肥力高、通透性好、中性或微碱性土壤条件下生长情况较好，在黏性、碱性强的土壤上生长较差。马杰等[14]研究表明毛白杨无性系对土壤质地和土壤条件有很强的选择性，BT-17 在沙壤土生长最好，BT-175在黏性黑土上生长良好。本研究中白皮杨以草炭和土配比作为基质，长势最好。

基质中的养分状况直接影响插穗生根及生根后苗木的生长。由于基质的容重、孔隙度、pH值、电导率、有机质含量、氮磷钾含量等理化性质不同，生长情况存在差异[15]。基质中pH值也会对一些树种的生根产生影响[16]。Medina等[17]研究表明在普通田园土中添加腐熟的香菇渣等，可以提高基质的持水力，提高有机质和氮、磷养分含量，提高苗木质量。王春荣等[18]提出有机质与苗木地上部分生物量和总生物量等生长指标具有显著的相关性。速效磷与苗木生长指标无显著的相关性，有机质与全株生物量存在显著的相关性[19]，这与本研究基质中有机质利于白皮杨扦插苗生长，速效磷与苗木生长指标无显著相关性的结论相一致。今后在基质混配时，除考虑基质混合复配后的理化性质外，还应重视扦插后期的管理，多方面综合考虑，才能混合复配出适宜树种扦插的基质。

5 结论

(1) 以草炭和土配比作为基质，白皮杨苗高达到75 cm，是沙子为基质的 2.48 倍；扦插苗地径、节间数、地上鲜重、地上干重显著高于其他基质(P<0.05)，草炭与土配比作为基质最有利于白皮杨生长，沙子最差。

(2) 白皮杨苗高生长、地上生物量的积累与基质中有机质、速效钾密切相关。