不同基质和容器规格对降香黄檀苗期及造林早期生长的影响

2022-12-03洪舟刘小金张宁南杨曾奖崔之益徐大平

中南林业科技大学学报 2022年10期

洪舟，刘小金，张宁南，杨曾奖，崔之益，徐大平

（中国林业科学研究院热带林业研究所，广东广州 510520）

近年来，随着生态文明建设的深入推进，我国南方热带与亚热带的人工树种和林种结构也进行了一定程度的调整[1]。此外，国内外市场对优质珍贵木材的需求日益增长与珍贵材资源短缺、价格较高之间的矛盾突出，大力开发和广泛营造优质珍贵用材阔叶林是满足市场上对珍贵材日益增长需求的关键[2]。苗木品质是影响造林效果的重要因子，只有高质量的苗木才能按时、高质、保量地完成造林任务[3]。容器育苗与裸根苗相比，具有育苗周期短、苗木质量优、种植成活率高和缓苗期短等诸多优点[4]。容器苗在造林中应用比较广泛，容器苗造林技术的推广对于加快荒山绿化以及某些速生丰产林的培育都有重要的意义[5]。目前，容器育苗技术已经广泛应用于培育浙江楠[6]、浙江樟[7]、花榈木[8]、囊状紫檀[9]、榉树[10]、红豆树[11]、格木[12]等珍贵树种苗木。而针对中国主要栽培珍贵树种育苗技术的研究相对较少，缺少成熟的容器苗育苗技术标准。

降香黄檀Dalbergia odoriferaT.Chen，俗称海南黄花梨，为蝶形花科Papilionaceae 黄檀属Dalbergia 常绿半落叶乔木树种，其木材质地坚硬沉重，纹理细密，花纹美观，坚固耐腐；油质含量高，气味清香[13]。降香黄檀天然生长在我国海南岛平原或丘陵地区的砖红壤和赤红壤土壤中[14]。因其成材缓慢、木质坚实、花纹漂亮，与紫檀木、鸡翅木、铁力木并称中国古代四大名木[15]。在《红木》标准（GB/T 18107—2017）中是香枝木类的唯一代表，主要用作高档家具用材、高品质定香剂以及名贵中药材[16]。随着人们生活水平的不断提高，降香黄檀资源因长期过度开发利用而面临枯竭，已被列为国家二级保护植物和世界自然保护联盟（IUCN）的红色名单，严格限制该树种天然林的采伐[17-18]。

随着国家经济的发展和人民生活水平的提高，国内外对降香黄檀木材的需求越来越大，南方各地开始重视降香黄檀人工林的发展[19]。但是，降香黄檀种苗培育方面却不容乐观，产业化和规模化苗木生产处于初始阶段。本研究从育苗基质和育苗容器方面探索有利于促进苗木生长及提高苗木质量的苗木培育方案，从而建立高效降香黄檀苗木规模化培育管理技术。

1 材料与方法

1.1 试验地点

育苗地点中国林业科学研究院热带林业研究所（广州）苗圃位于23°14′N，113°23′E，海拔25 m，属于典型亚热带季风气候。试验时间为2020 年3月—2021 年3 月，年平均温度21.2℃，平均湿度约65%，年降水量1 200～1 300 mm。

造林地点位于广东省佛山市高明区，地处22°47′N，113°41′E，海拔45 m，属于亚热带季风气候，年平均温度21.6℃，平均相对湿度约74%，年平均降水量约1 600 mm。

1.2 试验材料

降香黄檀种子采自中国林业科学研究院热带林业研究所降香黄檀生产性种子园（佛山）。基质材料为泥炭土（A1）、黄心土（A2）和泥炭土∶黄心土1∶1（体积比，A3），育苗基质土壤理化性质详见表1。3 种育苗容器规格分别为：小杯6 cm×13 cm（B1）、中杯8 cm×18 cm（B2）和大杯12 cm×25 cm（B3）（口径×高度）。

表1 育苗基质土壤理化性质Table 1 Soil physicochemical properties of seedling medium

1.3 试验设计与育苗措施

试验设置采用完全随机区组试验设计，设置基质(A)和容器规格(B)两个因子。试验设9 个处理，20 株小区，3 次重复。按照试验设计要求将基质充分混合，装入育苗容器，整齐地摆放在苗床上。于2020 年3 月下旬将降香黄檀种子（温水浸泡12 h）均匀撒播在沙床上，用木板将种子压平于沙面，覆沙1.0 cm，保持苗床湿润，约10 d后开始发芽。2020 年3 月上旬，待长出3 片子叶时，移苗至育苗袋内并及时淋水，加盖遮阳网。苗木恢复生长后，施2 000～8 000 mg/L 复合肥，30 d 施肥1 次，施肥浓度逐渐加大。2020 年5 月下旬揭开遮阳网，其他管护措施与常规育苗相似。2021 年3 月中旬，各处理选取30 株平均苗高、平均地径相当的苗木用于造林试验，采用随机区组试验设计，10 株小区，3 次重复。

1.4 指标测定

2021 年3 月上旬，测定苗木苗高和地径。每个小区随机抽取5 株，用烘干法分别测定根、茎、叶生物量质量，计算植物地下部分与地上部分生物量。生物量测定结束后将所有苗木的根分别采用扩散法、钼锑抗比色法和火焰光度计法测定叶片全氮、全磷、全钾含量。参考《植物生理学实验指导》采用浸泡法来测定叶绿素含量，可溶性糖、可溶性蛋白和淀粉含量[20]。2021 年9 月中旬调查造林成活率、苗高和地径。

1.5 数据分析

用R 3.4.2 统计软件对试验数据进行统计分析，并用Duncan 检验法进行多重比较[21]。不同基质和育苗容器规格的评价采用隶属函数法，公式为：

或

式中：f(x)为隶属函数值，x，xmax、xmin分别为测定指标的平均值、最大值和最小值。如果某一指标与最终表现为正相关，则采用式（1）计算隶属值6，反之则用式（2）。累加各指标的隶属值，并求出平均值后进行比较[22]。

2 结果与分析

2.1 不同基质和育苗容器规格对降香黄檀苗期生长的影响

各基质和容器规格处理对1 年生降香黄檀的苗高、地径和生物量差异显著（P＜0.05，下同）或极显著（P＜0.01，下同），基质和容器规格仅对苗高、地径和地上生物量存在极显著的交互作用（表2）。多重比较结果（表3）表明，基质A1 和A3 的苗高和生物量之间差异不显著（P＞0.05），但均显著大于基质A2。与容器规格B1相比，容器规格B2 的苗高增加了26.04%；容器规格B3的地径、地上生物量、地下生物量和总生物量分别提高了21.61%、74.01%、48.03% 和67.22%，说明容器规格大、基质养分多有利于培养降香黄檀壮苗。

表2 1 年生降香黄檀容器苗生长性状的双因素方差分析结果†Table 2 Two-factor variation analysis on the growth characters of one-year-old container seedlings of D.odorifera

表3 1 年生降香黄檀容器苗生长表现†Table 3 Growth performance of one-year-old container seedlings of D.odorifera

2.2 不同基质和育苗容器规格对降香黄檀幼苗养分和生理的影响

不同基质和容器规格处理仅对1 年生降香黄檀幼苗的叶片N 浓度具有极显著影响，对其他性状影响均不显著（表4）。随着基质中养分的增加，叶片的N、K 浓度以及淀粉含量增加。在泥炭土∶黄心土（1∶1）基质中，叶片P 浓度最高。随着容器规格的增大，叶片的P、K 浓度降低，可溶性糖含量升高，大杯培育的可溶性糖含量最大，为71.34±11.98 mg·g-1。

表4 1 年生降香黄檀容器苗养分和生理性状的双因素方差分析结果Table 4 Two-factor variation analysis on the nutrient and physiological characters of one-year-old container seedlings of D.odorifera

表5 不同基质和容器规格对1 年生降香黄檀容器苗养分和生理的影响Table 5 The effect of different mediums and container sizes on the nutrient and physiology of one-year-old container seedlings of D.odorifera

2.3 不同基质和育苗容器规格对降香黄檀幼苗造林效果的影响

造林6 个月后，不同基质处理的降香黄檀幼苗苗高、地径和成活率差异均达到显著或极显著水平；而容器规格、基质和容器规格的交互作用对苗高、地径及成活率均无显著影响（表6）。多重比较结果（表7）表明，基质A1 的苗木造林成活率最高，较基质A2 和A3 分别提高了13.04%和6.85%，且差异显著；基质A2 的苗高显著低于基质A1和A3；基质A2和A3间的地径差异不显著，却均显著低于基质A1。

表6 不同基质和育苗容器规格降香黄檀幼苗造林6 个月后成活率及生长的双因素方差分析结果Table 6 Two-factor variance analysis on the survival rate of D.odorifera seedlings cultivated with different mediums and sizes of containers after six months

表7 不同基质和育苗容器规格降香黄檀幼苗造林6 个月后的成活率及生长表现Table 7 Survival rate and growth performance of D.odorifera seedlings cultivated with different mediums and sizes of containers after six months

2.4 育苗成本对比分析

参考市场流通价格，泥炭土和黄心土的价格分别为150 和50 元/m3，按照每立方米基质分别可装1 800 个6 cm×13 cm（B1）、800 个8 cm×18 cm（B2）和250 个12 cm×25 cm（B3）容器袋；每平方米分别可摆放250 个6 cm×13 cm（B1）、150 个8 cm×18 cm（B2）和65 个12 cm×25 cm（B3）容器袋。加上相应的容器、水、肥、药剂及人工等费用，计算出3 种基质各容器规格的单株育苗成本（表7）。基质与容器规格交互处理组合中，A2B1 组合的单株育苗成本最低，仅为单株育苗成本最高组合A1B3 的20%。

2.5 不同基质不同容器规格组合的综合评价

平均隶属值越大，说明降香黄檀苗木的综合评价越优（表9）。平均隶属值最大的是A1∶B2（泥炭土+中等规格育苗容器）组合，高达0.62，其次为A3∶B3（泥炭土∶黄心土1∶1+大规格育苗容器）组合，再次为A1∶B1（泥炭土+小规格育苗容器）组合，A2∶B1（黄心土+小规格育苗容器）组合的综合得分最低，仅0.26。最高值是最低值的2.38 倍，说明各组合处理之间存在巨大差异。综合最终得分评价，以泥炭土+中等规格育苗容器和泥炭土∶黄心土（1∶1）+大规格育苗容器组合更有利于降香黄檀幼苗的综合生长，是降香黄檀苗木大量生产中推荐使用的基质和育苗容器规格。

表9 不同基质不同容器规格组合的综合评价Table 9 Comprehensive evaluation of the combination of different mediums and containers

表8 不同基质不同容器规格降香黄檀幼苗培育成本对比Table 8 Comparison of cultivation cost of D.odorifera seedlings in different mediums and containers

3 讨论与结论

3.1 讨论

在容器育苗应用推广中，容器苗的生长发育直接受到容器种类和规格的影响[23]。容器规格、材质和类型的选择，直接影响容器苗根系的生长发育，进一步影响着苗木质量[24]。不同容器对苗木生长初期的生长影响差异不显著，随着育苗时间的增加，不同规格容器苗生长就会出现差异[25]。同时，育苗容器规格的选育既要满足苗木生长的需要，又要考虑生产成本。本研究发现，大杯（12 cm×25 cm）培育的苗木在地径、生物量等生长指标方面均最优，叶片N 元素含量最高，可溶性蛋白和可溶性糖含量最高；中杯（8 cm×l8 cm）培育的苗木苗高最高、总叶绿素含量和淀粉积累最多，且造林6 个月后成活率和苗木生长表现最佳。相对于大杯而言，中杯成本低，所占用的育苗空间少，建议使用中杯培育降香黄檀容器苗。

基质的组分和配比比例不但影响基质的透气性、保水性、透水性和保温性，而且影响基质中各营养元素的供应状况，直接影响着苗木的水分和营养物质吸收，直接影响着苗木的根系发育状况和地上部分的生长发育[26]。在苗木的生长过程中，育苗基质为苗木成活和生长发育过程提供养分和水分，是造林成活率的重要因素，所以选择适合的基质对容器苗造林至关重要[27]。在选择基质配方时，需考虑苗木在苗床的生长条件、造林的立地条件以及操作和运输的轻便[28]。本研究从当地实际情况出发，本着“因地制宜，就近取材”的原则，选择了黄心土和泥炭土基质进行研究。试验结果显示，泥炭土∶黄心土（1∶1）和泥炭土培育的苗木苗高、地径、生物量积累、N 营养元素、生理指标、造林6 个月后的苗高和成活率均比黄心土表现好，2 种基质之间的差异不显著。在3 种基质中，黄心土较黏重，透水透气性差，基质养分含量低，培育的苗木各项形态指标和生理指标均较差。因此，从运输方便和苗木质量上考虑，泥炭土或者泥炭土：黄心土（1∶1）是培育降香黄檀苗木的较优基质。

为了控制苗木生产成本，应综合造林效果以及不同分类经营角度，培育不同造林模式的苗木。苗木生产者考虑的是苗木培育的成本和苗木生产质量，造林人员则更要考虑苗木造林的费用和造林后的生长表现[29-30]。随着容器增大和育苗基质有机质含量的增加，育苗成本增大，然而不同基质和不同容器规格交互作用下造林成活率、幼树的苗高和地径生长之间差异不显著。在降香黄檀容器苗基质配比时，需要适当减少提供营养物质原料的用量，既避免了营养成分的浪费，又可以降低育苗成本。

在降香黄檀育苗过程中，育苗成本与市场价格是动态变化的，应该根据市场行情和需求，在进行育苗前根据不同规格基质营养袋培育的降香黄檀合格苗，通过核算种苗成本、基质成本、苗圃租金和人工管理费来核算育苗成本，进而制定出相应的育苗策略和育苗规模，从而使育苗从业人员的收益最大化。