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容器规格、肥料类型和育苗基质对交趾黄檀苗木生长的影响*

2022-02-02韩东苗梁承坚陈水莲程照明谭瑞坤赵苗菲

林业与环境科学 2022年5期
关键词:交趾黄檀苗高

韩东苗 梁承坚 陈 安 陈水莲程照明 谭瑞坤 赵苗菲 林 宁

(肇庆市林业科学研究所,广东 肇庆 526020)

交趾黄檀Dalbergia cochinchinensis属豆科黄檀属,俗称“大红酸枝”、“老挝红酸枝”、“老红木”等,主产于东南亚地区,其木材在国家标准《红木》(GB/T 18107-2000)中被归为红酸枝木类[1],是一种具备光泽、高强度、耐腐蚀、加工性能好的名贵红木木材,国内主要将其作高档家具、装饰单板、工艺雕刻、乐器等用途。目前市场上流通的交趾黄檀木材皆来自于天然林,木材资源稀缺,我国所需木材全部依赖进口,市场需求大[2-3]。

目前,有关交趾黄檀树种的研究较少,主要集中在木材构造和心材化学成分的研究以及木材的鉴定[4-6]、引种[7-8]、苗木培育[9-10]等方面,关于对交趾黄檀育苗基质的筛选研究尚鲜见报道。随着我国珍贵用材林基地建设的实施,我国对珍贵树种苗木数量和质量的要求不断提高,而育苗容器规格和育苗基质配方是提高苗木质量的重要因素[11],育苗容器规格影响苗木根系对土壤养分和水分的吸收,进而影响苗木的生长和形态特征;育苗基质配比也影响苗木各项生长、生理指标[12-13]。虽然国内外对许多树种开展了育苗容器、基肥类型、育苗基质等不同育苗条件的试验研究,但不同树种适合的育苗容器、基肥类型、育苗基质往往不同,且交趾黄檀苗期分化较为严重,为了提高交趾黄檀苗木质量和后期造林效果,本文从育苗容器规格、基肥类型、育苗基质3 个方面开展交趾黄檀育苗试验研究,旨在选出最优的育苗方法,提高苗木质量。同时,由于受到种植区域气候和土壤条件的影响,交趾黄檀苗木在不同地区生长性状表现存在差异,则采用逐步聚类法[14]对常规方法培育的交趾黄檀8 月龄苗木进行苗木分级,并结合肇庆地区的生产实际制定可供当地参考的种苗分级标准,为交趾黄檀苗木规范化、标准化生产及提高造林成效提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地处于肇庆市林业科学研究所南方珍贵树种良种选育科技推广转化基地内,位于肇庆市高要区东南部的蛟塘镇金龙水库畔,其地理位置为112°36′E,22°59′N,属南亚热带季风气候,年平均气温22.0℃,极端最高气温39.4℃,极端最低气温-2.3℃,无霜期350 d,年平均降雨量1 647.9 mm,海拔35~60 m。土壤属山地赤红壤,土层厚80 cm 以上。常见植被有白花鬼针草Bidens alba、臭草Melica scabrosa、芒草Epimeredi indica等。

1.2 试验材料

供试交趾黄檀种子采自肇庆市祥龙珍贵树种基地人工林。2021 年3 月将千粒重35.71 g 的交趾黄檀种子用0.5%的高锰酸钾溶液浸泡消毒30 min,再用50 ℃温水浸泡12 h,清水洗净、除杂后撒播于已消毒的沙床上,用沙土覆盖2 cm,苗床搭建白色塑料膜,以保温保湿。

1.3 试验方法

供试育苗容器均为无纺布育苗袋,规格有3种:12 cm×12 cm(直径7 高9)、15 cm×15 cm(直径9 高11)、17 cm×17 cm(直径11 高13);肥料类型有3 种:磷肥(钙镁磷肥,含P2O512%)、复合肥(N-P2O5-K2O=15-15-15 ≥45%)、有机肥(发酵鸡粪,有机质含量≥45%),比例按质量比称取;育苗基质有3 种:70%黄心土+30%枝叶碎渣、70%黄心土+30%木糠、70%黄心土+30%泥炭土,按体积比配制。试验采用3 因素3 水平的正交设计,按正交表L9(34)进行试验(表1),每个处理30 株,重复3 次。

表1 交趾黄檀苗木生长正交试验组合设计Table 1 Orthogonal experimental combination design of growth of Dalbergia cochinchinensis seedlings

20 d 后,幼苗长出3 片真叶时,选取生长均匀、健康、苗高约5 cm 的小苗移栽到已配好基质的容器中;另外再将苗床剩余苗木移栽到普通育苗基质(黄心土+磷肥)的塑料营养袋(直径11高13)。采取常规育苗方法进行日常管护,包括淋水、除草、追肥等技术措施。

1.4 项目测定

上袋2 个月(2021 年6 月)、4 个月(2021 年8 月)、6 个月(2021 年10 月)、8 个月(2021 年12 月)后,每个处理抽取10 株苗木进行苗高、地径测量,用卷尺测量苗高(精确到0.1 cm),用游标卡尺测量地径(精确到0.001 cm)。

2021 年12 月中旬,随机抽取8 月龄的普通基质育苗苗木150 株(3 次重复,每个重复50 株),用卷尺测量苗高、冠幅、主根长(精确到0.1 cm),用游标卡尺测量地径(精确到0.001 cm),小心去除苗木容器,冲洗干净,采用称重法测定苗木地上部分质量、地下部分质量、全株鲜质量,并计算高径比=苗高/地径;茎根比=地上部分质量/地下部分质量[15]。

1.5 数据分析

Microsoft Excel 2007 和SPSS 19.0 软 件 对 正交设计试验进行方差分析和多重比较,对150 株苗木的9 个生长性状数据进行统计分析,筛选出分级指标,采用的精度公式为P=(1-Sx/X)×100%,其中Sx为标准误,X为平均值。应用逐步聚类方法进行苗木分级,确定分级标准。

2 结果与分析

2.1 不同处理交趾黄檀苗木苗高、地径生长变化

从图1 可以看出,不同处理的苗木苗高随着时间的变化均呈现逐渐增长的趋势,上袋2、4、6、8 个月后,9 组处理苗木的平均苗高分别为13.8、51.4、76.1、84.9 cm,即交趾黄檀苗木在6—8 月生长最快,平均苗高生长量达到37.6 cm,其中处理6 平均苗高生长量高达61.1 cm。上袋2 个月后各个处理苗高开始出现显著差异(p<0.05),从苗木不同生长阶段来看,不同处理平均苗高大小排序总体为:处理6>处理7>处理3>处理9>处理4>处理5>处理8>处理1>处理2,其中处理6、处理7 平均苗高显著高于其他处理(p<0.05)。上袋8 个月后,处理6 平均苗高最大,其次为处理7,平均苗高分别为120.2、115.5 cm;处理1 平均苗高最小,仅为59.3 cm。

图1 容器规格、肥料类型、育苗基质对交趾黄檀苗高生长的影响Figure 1 Impact of container sizes,ground fertilizer type and seeding substrates on seeding height of Dalbergia cochinchinensis

从图2 可以看出,9 组处理的苗木地径随着时间的变化均呈现逐渐增长的趋势,从苗木不同生长阶段来看,9 组处理之间苗木地径皆存在显著差异(p<0.05),上袋4、6 个月后,不同处理苗木平均地径大小排序总体为:处理6>处理7>处理9>处理4>处理5>处理3>处理8>处理1>处理2,其中处理6、处理7 平均地径显著高于其他处理(p<0.05);上袋8 个月后,不同处理平均地径大小排序为:处理6>处理9>处理5>处理7>处理3>处理4>处理8>处理1>处理2,即10—12月处理5 和处理9 苗木地径生长较处理7 快,其中处理6 平均地径最大,达1.056 cm,显著高于其他处理(p<0.05);处理2 地径最小,仅为0.686 cm。总体而言,从各个处理交趾黄檀苗高、地径生长表现来看,表现最优的组合为A2B3C1,即15 cm×15 cm、5%有机肥、70%黄心土+30%枝叶碎渣。

图2 容器规格、肥料类型、育苗基质对交趾黄檀地径生长的影响Figure 2 Impact of non-woven container sizes,ground fertilizer type and seeding substrates on seeding ground diameter of Dalbergia cochinchinensis

2.2 不同育苗容器、肥料类型、育苗基质对交趾黄檀苗木苗高、地径生长的影响

从表2 可以看出,不同育苗容器、肥料类型、育苗基质对交趾黄檀苗木苗高、地径皆存在显著影响(p<0.05),在不同因素不同水平的苗高、地径均值方面,表现最好的3 个水平分别为15 cm×15 cm、5%有机肥、70%黄心土+30%泥炭土,为最优水平组合A2B3C3,但该组合不在试验方案中,因此,应将最优水平组合A2B3C3与试验方案表(表1)中苗高、地径最大的水平组合A2B3C1,再做一次验证性试验。但在林业生产中,试验周期较长,同时,又考虑枝叶碎渣作为育苗基质成本较低,又可循环利用变废为宝,且保水性和透气性较好,在实际生产中,可直接选A2B3C1为最优水平组合,应用育苗容器规格为15 cm×15 cm、肥料类型为5%有机肥、育苗基质为70%黄心土+30%枝叶碎渣进行交趾黄檀育苗。

表2 各试验因素对交趾黄檀生长的影响Table 2 Impact of various experimental factors on the growth of Dalbergia cochinchinensis

2.3 交趾黄檀苗木分级标准

2.3.1 苗木分级指标的确定 从表3 可以看出,交趾黄檀各性状苗木的精度(P)均在95%以上,符合制定苗木标准精度[16]要求。为明确影响交趾黄檀苗木质量的主导因子,本文对交趾黄檀苗木苗高、地径、高径比、冠幅、主根长、地上部分质量、地下部分质量、茎根比及全株鲜质量9 个性状进行主成分分析,得出交趾黄檀苗木不同性状的主成分特征值和贡献率(表4),可知,苗高、地径2 个性状的主成分贡献率分别为68.34%、16.34%,累积方差贡献率为84.68%,完全能代表原来9 个指标所反映的苗木生长状况。因此,本文将苗高、地径作为8 月龄交趾黄檀苗木分级的指标。

表3 交趾黄檀苗木各性状调查及精度检验Table 3 Traits and precision tests of Dalbergia cochinchinensis seedlings

表4 交趾黄檀苗木不同性状的主成分特征值、贡献率及累积贡献率Table 4 Eigenvalues,contribution rates and cumulative contribution rates of principal components of Dalbergiacochinchinensis seedling traits

2.3.2 苗木分级 经3 次聚类修订后样苗分级结果保持不变,从表5 可看出,交趾黄檀苗木被分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3 个等级,Ⅰ级苗:H≥90.4 cm,D≥0.903 cm;Ⅱ级苗:90.4 cm>H≥68.1 cm,0.903 cm>D≥0.615 cm;Ⅲ级 苗:H<68.1 cm,D<0.615 cm。

表5 交趾黄檀苗木分级Table 5 Grading of Dalbergia cochinchinensis seedlings

3 结论与讨论

不同处理交趾黄檀苗木苗高随着时间的变化均呈现逐渐增长的趋势,在6—8 月生长最快,这与韩东苗等[17]研究得出4 个印度黄檀Dalbergia sissoo种源苗木在6—9 月生长最快结果相似,说明该时期属于交趾黄檀、印度黄檀等豆科黄檀属珍贵树种的快速生长阶段,在实际生产中可以根据交趾黄檀苗木生长特性,结合苗木培育所需,适当采取施肥、除草等技术措施,加强苗木管护,以促进苗木生长。

对于苗木而言,苗高和地径均是衡量苗木生长优劣的主要指标[18]。良好的育苗基质能为苗木提供生长所需的养分和氧气,促进其苗高和地径的生长[19]。本研究得出不同育苗容器规格、肥料类型、育苗基质对交趾黄檀的苗高和地径均有显著影响,其中采用育苗容器规格为15 cm×15 cm、肥料类型为5%有机肥、育苗基质为70%黄心土+30%枝叶碎渣进行交趾黄檀育苗,其生长性状表现最佳,这与杨德军等[20]的研究得出桢楠Phoebe zhennan容器苗培育的最佳肥料类型为5%有机肥结果一致,因为将发酵后的鸡粪有机肥作为基肥添加到育苗基质中,能够有效增加基质养分,促进苗木生长。采用规格为15 cm×15 cm 的中等型育苗容器育苗效果较好,本研究结果与徐玉梅等[21]研究得出的容器规格为12 cm×15 cm 的印度黄檀苗木发育最佳结果相似,一方面可以为交趾黄檀苗木的根系生长提供足够的养分和空间,有利于根系的生长,另一方面也节约了育苗成本。采用70%黄心土+30%枝叶碎渣作为育苗基质,枝叶碎渣不但具有较好的透水透气性能,还能补充土壤养分,黄心土则粘性重,对根系产生一定的保护作用,还可减少水分流失,因此,在苗木生产上,采用2~3 种基质原料配比合理的复合基质,可以发挥基质原料各自的优良性能,提高育苗效果。

苗木质量由苗木各生长性状综合体现,对苗木质量进行评价时,测定指标越多就越能全面测评苗木质量[22],但在实际生产中,如果对苗木所有生长性状进行测定,将会增加工作量,况且一些与根系有关的生长性状指标及生理指标很难进行测定。一般情况下,苗木各器官间生长相对均衡,苗木各生长性状之间存在一定的相关关系,各生长性状指标所反映的信息存在重合性,在简化苗木质量评价的情况下,可适当选择具有代表性的主要指标进行分析评价[17,23]。在珍贵树种苗木质量评价上,多数选择苗高和地径作为苗木质量评价的重要指标[2,24-25]。本文经过主成分分析得出苗高和地径累积方差贡献率达84.68%,说明这2 项生长性状指标在交趾黄檀苗木质量评价中发挥关键作用,而且直观易测,故将其选为交趾黄檀苗木分级的质量指标。采用逐步聚类法对交趾黄檀苗木进行苗木分级,将8 月龄交趾黄檀苗木分为3 级,Ⅰ级苗:H≥90.4 cm,D≥0.903 cm;Ⅱ级苗:90.4 cm>H≥68.1 cm,0.903 cm>D≥0.615 cm;Ⅲ级苗:H<68.1 cm,D<0.615 cm。与罗明道等[2]研究得出10 月龄交趾黄檀苗木分级标准为Ⅰ级苗:H≥119.76 cm,D≥0.766 cm; Ⅱ级 苗:119.76 cm>H≥69.62 cm,0.766 cm>D≥0.504 cm;Ⅲ级苗:H<69.62 cm,D<0.504 cm;周双清等[26]研究得出6 月龄降香黄檀苗木分级标准为Ⅰ级苗:H≥60.2 cm,D≥0.41 cm;Ⅱ级苗:60.2 cm>H≥41.72 cm,0.41 cm>D≥0.19 cm; Ⅲ级 苗:H<41.72 cm,D<0.19 cm 结果相似。Ⅰ级、Ⅱ级苗为合格苗,达到了出圃的要求,可以对其进行炼苗,使其定植后能够迅速适应露地的不良环境条件,Ⅲ级苗还需要继续留圃培育,以达到规定的标准。除此之外,苗木出圃时壮苗的选择还需综合考虑苗木的通直,有无病虫害及机械损伤。由于立地条件不同苗木质量存在差异,可根据当地的具体情况确定苗木分级标准。

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