娜塔栎扦插基质理化性质对根系质量的影响

饶龙兵，宋友远，颜 聪，占志勇★

（1.中国林业科学研究院亚热带林业研究所, 浙江 杭州 311400;2.江西山和林业工程咨询事务所有限公司, 江西 南昌 330038;3.江西省林业科学院, 江西 南昌 330013）

娜塔栎（Quercus nuttallii）系壳斗科（Fagaceae）栎属（Quercus）高大落叶乔木，树干通直，树冠饱满，树型挺拔。叶型奇特，秋叶五彩，是优良的景观彩化树种。木材材质坚硬，纹理美观，耐腐力强，可供高档家具、地板、车船、建筑、酒桶等用材；枝条可做很好的薪炭材；树皮可以提炼多种工业原料；树叶可饲养动物；屑材和锯末可培养食用菌；种子可酿酒、生产乙醇燃料，或作饲料；具有重要的经济价值和生态价值，可用作景观林、用材林、经济林、薪炭林、防护林。娜塔栎适应性强，抗逆性强，既耐高温干旱也很耐水湿。生长迅速，年胸径生长量2～4 cm。喜温暖湿润气候，偏酸性土壤生长。

娜塔栎原产北美，我国2001年开始引种试验，多年引种试验结果表明娜塔栎是比较适合我国南方栽培的优良珍贵材用景用树[1]。经过20 多年发展，目前娜塔栎在我国南方被广泛接受并量化应用，相应种植规模也较大。目前娜塔栎种苗繁育主要依靠进口种子繁殖，但由于栎类树种种子含水率高，易腐烂、存储困难，发芽率不高，种子繁殖成本比较高。为解决生产中种苗供应问题，国内有研究单位开展了相应扦插繁殖研究。黄利斌等[2]报道从娜塔栎1年生实生苗母树上采穗扦插，最佳处理的生根率达52.0%；陈晨等[3]报道以娜塔栎2年生母树上的当年嫩枝为插穗扦插处理，生根率为33.30%。乔孝禄等[4]报道以娜塔栎当年生种子苗为母树剪嫩枝扦插，生根率达到88.8%。胡婉仪等[5]报道从当年生栓皮栎（Q. variabilis）、麻栎（Q. acutissima Carruth.）、小叶栎（Q. chenii）、苦槠（Castanopsis sclerophylla）、石 栎（Lithocarpus glaber）等种子苗上剪取当年生枝条扦插，生根率在31%～75%。栎类树种扦插繁殖有一定难度，且母树年龄效应比较明显，母树年龄越大生根越难。闫文涛等[6]报道以3年生蒙古栎(Q. mongolica)母树上当年生嫩枝为插穗扦插，生根率为3.3%；杨庆春[7]报道采用7年生栓皮栎母树当年嫩枝扦插，生根率最高为34.07%；唐罗忠等[8]报道以10年生麻栎树桩萌条做插穗，最高生根率为11.3%；丁彤等[9]报道用北美红栎（Q.rubra）硬枝和当年生嫩枝扦插，生根率分别为38.3%、53.3%。为提高生根率，黄化处理枝条是一种有效措施。张杰等[10]报道采用当年生栓皮栎和蒙古栎实生苗黄化处理枝条，扦插成活率分别可达100%、84.6%；J.Naalamle Amissah 等[11]报道采用黄化处理双色栎（Q.bicolor）和大果栎（Q. macrocarpa）穗条能提高插条成活率。综合来看，尽管栎类树种扦插繁殖有一定进展，但总体而言目前研究结果仍不甚理想，多数研究采用幼龄期材料，但幼龄期材料未能完全体现个体优良性状，良种选择有很大局限；黄化处理有一定效果，但操作繁琐；生产上少见栎类树种扦插苗实际应用，栎类树种扦插繁殖技术急需突破。为适应当前栎类树种实际生产用苗中降低娜塔栎繁殖成本和开展良种选育的需要，急需深入开展娜塔栎扦插繁殖技术研究。扦插繁殖是一项系统而精细的工作，穗条来源、母树年龄、穗条位置、采穗时间、生长调节剂使用、基质、温度、水份、光照、养分以及消毒灭菌病虫控制等条件都对扦插存活及根系质量有重要影响。本试验重点开展了不同基质配比对娜塔栎扦插苗根系质量影响研究。

1 研究材料与方法

1.1 试验地概况和试验材料

试验在浙江嘉善姚庄镇果蔬繁育基地温室大棚进行。温室内安装了可调节控制的遮阴、通风、喷雾系统，保持棚内有合适的光照、温度、水分。温室内有宽1.2 m 的扦插床，扦插床由下到上依次为基础层、通气排水层、基质层等3 层。基础层高20 cm，采用碎石子。通气排水层高20 cm，采用粗沙。基质层高15～20 cm，采用不同扦插基质。扦插基质采用5 种不同配方处理：100%泥炭、100%椰糠、100%菇渣（主要为木屑和米糠麸皮等袋料培养香菇后剩余物）、混配基质Ⅰ（草炭∶椰糠∶珍珠岩为4.5∶4.5∶1）、混配基质Ⅱ（草炭∶椰糠∶珍珠岩为7∶2∶1）。每种处理3 盘，每盘30 株；基质扦插前用0.5%高锰酸钾消毒。插穗来源于4年生娜塔栎截杆萌条。

1.2 试验方法

1）剪取4年生娜塔栎截杆萌条制作穗条，每根穗条长度为10～12 cm，每个插穗至少保留1～2 片叶片，并剪去1/3～1/2 叶片，采用RAO（500 mg·L-1）生长调节剂浸泡处理，处理时间1.5 h。

2）将处理后的穗条扦插在基质穴盘，扦插后将穴盘置于扦插床。扦插苗全部喷一遍多菌灵，并在扦插床上搭建高1 m 的小拱棚，用塑料薄膜密封；小拱棚内安装有喷雾系统；根据天气和温度情况设置喷雾时间与间隔，基本保证棚内湿度85%以上。棚外遮阳网可根据天气和温度情况按需开启设置。间隔10 d喷一次多菌灵和磷酸二氢钾；

3）扦插50 d 后收获植株，将地下部根系洗净，分别调查全部处理插穗生根率、一级根数。生根率为生根穗条数占调查穗条数的百分率。一级根数指直接和穗条连接的根数。每个处理取30 株，用双光源扫描仪扫描根系。根系形态参数(根长、根面积、根体积、根直径、根尖数) 通过图片用根分析软件WinRHIZOPro2005b 分析(Regent Instruments Inc)。

4）基质参数指标容重、总孔隙度、透气孔隙度、持水孔隙度、pH 值、EC 值测定参照蒲胜海等[12]文献测定方法。取已知体积容器(V≥4 L，标出3 L 线并用小刀凿一小缝隙)，称净重(W1)；把自然风干的待测基质装填入塑料烧杯至3 L 线，称重(W2)；然后将装有基质的塑料烧杯用两层湿纱布封口，并将所凿缝隙用防水胶布封住，浸泡在水中24 h 后(水位线始终要没过容器顶部至少2 cm)，从水中取出，除去封口胶布，让3 L 线以上水分自由溢出，即为饱和水状态下称重(W3)，并将封口用的湿纱布称重(W4);最后用湿纱布包住塑料烧杯后倒置8 h，让烧杯内的水分(重力水)自由沥干，称重(W5)。按以下公式计算各理化指标:

把所采基质样与蒸馏水按体积比1∶5 混合，其中基质200 mL，蒸馏水1000 mL;充分搅拌3 min，浸泡8 h 后，过滤，用电导率仪测定电导率，利用pH 计测定pH 值。

1.3 数据处理分析

数据处理分析分别采用Microsoft Excel 2003 和DPS 7.05 进行。

2 结果与分析

2.1 不同基质配比对娜塔栎扦插苗根系质量的影响

5 种不同基质对娜塔栎扦插苗生根及根系影响情况见表1。由表1 可知，5 种基质处理下娜塔栎穗条生根率、一级根数以及根系质量指标差异显著。混配基质Ⅰ、混配基质Ⅱ这两种基质生根率均超过80%，这两种混配基质与菇渣、椰糠、草炭中生根率差异显著，其中混配基质Ⅱ、混配基质Ⅰ处理的生根率分别为88.5%、80.8%。生根率最低为纯椰糠，仅为58.2%。一级根数量由大到小排序为混配基质Ⅱ＞混配基质Ⅰ＞草炭＞菇渣＞椰糠，混配基质Ⅱ最大，达到9.2 条·株-1，椰糠中一级根数量最低，为2.5 条·株-1。

表1 不同基质配比对娜塔栎扦插苗根系质量的影响Tab. 1 Indexes of rooting quality by different substrates

进一步分析不同基质处理下总根长、总根表面积、总根体积、根尖数等根系质量指标，总体上混配基质Ⅱ、混配基质Ⅰ的质量参数优于菇渣、椰糠和草炭，且混配基质Ⅱ优于混配基质Ⅰ。尽管混配基质Ⅱ中根直径参数为0.77 mm，在几种基质中居中，但混配基质Ⅱ中的总根长、总根表面积、根体积及根尖数都最大，分别达到385.5 cm、103.61 cm2、2.83 cm3、994.5个，说明混配基质更利于根系生长。菇渣中根直径参数最大，根尖数最少，一级根数为3.4 条，说明菇渣不利于根尖数产生，但根相对粗壮。椰糠中一级根数最少，为2.5 条，总根表面积也最小，根直径最小，说明椰糠不利于发根也不利于根系生长，根系比较细弱。草炭基质中各项参数基本居于5 种基质中间。

2.2 不同配比基质生根指标与基质理化性状相关性分析

扦插采用基质的理化性质对扦插生根质量具有重要影响，好的基质具有合适的容重、孔隙度、pH 值、EC 值等及其它一些特定性状。通过测定分析试验采用的5 种不同基质的理化性状，从表2 可知，5 种基质的容重都比较小，范围在0.22～0.48 g·cm-3，都属于轻基质类别；5 种基质总孔隙度在39.67%～74.43%，椰糠最大，草炭最低；通气孔隙度范围在11.83%～28.12%，菇渣最大，草炭最低；持水孔隙度范围在27.84%～50.1%，椰糠最大，草炭最低；基质pH 值6.15～7.02，基本在酸性到中性范围，变化不大，椰糠pH 值相对最大；EC 值范围在0.31～1.05，菇渣相对最大，其它几种基质差异较小；菇渣EC 值最大的原因可能是在配料时加入部分无机盐以及栽培后菌物分解袋料产生部分代谢物导致。

表2 不同配比基质理化性状Tab. 2 The physicochemical traits of different ratio substrates

采用不同基质配比的目的是为了选择出更适合娜塔栎扦插生根的基质，合适性主要体现在生根率、一级根数量，以及根系质量面积、体积、根尖、细根数等其它特征。生根率和一级根数量最为重要，二者与基质的理化性质有重要关系。表3 分析了根系生根率、一级根数量与基质6 种重要理化性质相关性。从表中数据可看出生根率和一级根数量二者间相关性达到极显著，相关系数达到0.9648，说明娜塔栎扦插根系指标间一致性比较好，生根率高的相应根系质量也会好。进一步分析生根率、一级根数与基质6 种理化性质相关性，发现整体相关系数均偏低；相关系数相对较大的，生根率和pH 值负相关，相关系数为-0.6399，说明娜塔栎根系更适合偏酸性基质；生根率和EC 值负相关，相关系数为－0.4718，说明盐分高的基质不利于扦插生根；一级根数和通气孔隙度相关系数为－0.5322，和pH 值相关系数为－0.623，和EC值相关系数为－0.5846，其它相关性都比较低，说明一级根数受基质通气状况、pH 值和盐分含量影响。基质6 种理化因子内部相互间有一定相关性，提示在基质配比时需综合考虑相互间影响。

表3 生根指标与基质理化性状相关性分析Tab. 3 Correlation analysis between rooting indexes and physicochemical traits of substrates

总体相关性分析结果表明，娜塔栎扦插生根不是受基质某一种理化因子影响，孔隙度、pH 值、EC 值等理化因子对插穗生根和根系质量都有影响，且因子间可能相互关连，共同对扦插生根产生综合影响。此结果提示配制基质时不能单独考虑使基质某种理化因子指标达到最好，需要综合考虑相互间影响，并经过反复实践验证才能取得好的效果。

3 结论与讨论

研究表明，扦插采用基质的理化性质对扦插生根质量具有重要影响，好的基质具有合适的容重、总孔隙度、通气孔隙度、持水孔隙度、pH 值、EC 值等，以及其它某些特定性状。本试验中采用的基质容重都比较小，属于轻基质容器，方便运输移栽等。除了考虑方便之外，插穗生根率和根系质量是评价育苗基质最重要的指标。生根率和根系质量受基质总孔隙度、透气孔隙度、持水空隙度、pH 值、EC 值等特性的影响。王慧蕾等[13]研究不同基质对多穗石柯（Lithocarpus polystachyus）扦插生根的影响，发现总孔隙度大的基质不利于多穗石柯扦插成活和根系生长，pH 和EC值较低的基质中多穗石柯扦插成活率较高；园土∶黄心土∶河沙(1∶1∶1)基质最适宜多穗石柯扦插繁殖，扦插成活率最高。李秋荔等[14]研究不同基质对绣球变种无尽夏（Hydrangea macrophyllavar.Forever Summer）扦插生根的影响，结果表明泥炭土和珍珠岩混配基质组合的根数、根长等根系质量综合指标均高于河沙、黄泥基质。李月娟等[15]研究不同基质理化性质对香花油茶（Camellia osmantha）扦插生根的影响，结果表明油茶扦插生根情况与基质理化性状相关极显著，主要是由根系长度、根系表面积与总孔隙度、通气孔隙度及毛管孔隙度有显著相关引起的，特别是根系长度和通气孔隙度的显著相关，两者呈负相关关系，表明在一定范围内大的通气孔隙不利于扦插根系的生长。该研究采用5 种不同理化性状基质扦插娜塔栎，各生根指标差异显著，与前述研究者结论吻合。该试验中纯菇渣、草炭、椰糠等3 种基质扦插均不理想，纯菇渣盐分含量高、通气孔隙度大可能不利于基质发根及生长；纯椰糠盐分含量、pH 值以及持水孔隙度大可能是椰糠不利于生根原因，纯草炭总孔隙度、透气孔隙度、持水孔隙度都比较小可能是纯草炭基质上根系不好原因。用草炭椰糠和珍珠岩混配可改善单用草炭、椰糠的理化性质，起到较好效果。本试验采用草炭∶椰糠∶珍珠岩为4.5∶4.5∶1 和7∶2∶1 两种混配基质进行比较试验，结果表明，混配基质中插穗生根情况确实好于纯草炭和纯椰糠，且采用7∶2∶1 的混配基质效果最好。

该研究试验表明合适的基质配比是娜塔栎扦插生根根系质量好坏的重要影响因素。娜塔栎扦插生根不是受基质某一种理化因子影响，基质的总孔隙度、持水孔隙度、通气孔隙度、pH 值、EC 值等理化因子都会影响，且因子间可能相互关连，共同对扦插生根产生综合影响。适合娜塔栎扦插生根的基质应具有合适总孔隙度、透气孔隙度、持水孔隙度，过大或过小孔隙度均不利于根系生长。基质为偏酸性较好，基质盐分不宜过大，这与娜塔栎实际栽培适合酸性土而不适合碱性土特征相吻合。

综前所述，采用7∶2∶1 的草炭∶椰糠∶珍珠岩配比基质，配合合适的其它处理及管理措施，娜塔栎插穗生根率可达到88.5%，根系质量也比较好，可应用于实际生产。