容器规格和缓释肥施加量对3种速生树种1年生容器苗生长的影响*

张东北，王秀花，周志春，王斌，吴仁超

(1.庆元县实验林场，浙江 庆元 323800；2.庆元县自然资源和规划局，浙江 庆元 323800； 3．中国林业科学研究院亚热带林业研究所，浙江省林木育种技术研究重点实验室，浙江 杭州 311400)

容器育苗技术是快速培育造林苗木的重要手段，具有播种量少、造林缓苗期短、成活率高、苗木规格和质量易于控制及便于工厂化育苗等优点[1-2]。目前，1 a生容器苗的培育技术已较为成熟[3-5]，研究认为：基质配比、容器规格、缓释肥施加量是影响容器苗生长和质量的3个关键因素[5-6]；基质类型和配比、容器形状和规格对容器苗培育影响显著；基质与容器对苗木质量的影响还存在明显的互作效应[7-8]。

乌桕(Sapiumsebiferum)、枫香(Liquidambarformosana)和黄檀(Dalbergiahupeana)为彩色速生树种，其丰产性能好、产量高、色彩丰富。用它们合理搭配生长速度中生、慢生树种造林，既能在短期内呈现绿化效果，也能改善森林结构、丰富林相景观层次；因此，在珍贵彩色健康森林建设中得到广泛应用。在生产上采用常规容器育苗方法培育此3个树种苗木时发现，其1 a生容器苗的生长量可达到慢生树种2 a生容器苗的生长水平，但因存在苗木易倒伏、根系扎入苗床过深等问题，苗木质量不佳。本文通过析因设计试验，研究不同容器规格和缓释肥施加量对3个速生树种容器苗生长和根系发育的影响，以确定适宜3个速生树种容器苗生长的最佳容器规格、缓释肥施加量，为标准化、工厂化培育根系发达、生长健壮的优质容器苗提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及试验材料

试验地位于浙江省庆元县实验林场林业保障性苗圃内(119°05′19″E、 27°37′43″N)，属亚热带季风气候，温暖湿润，四季分明，年平均气温17.4 ℃，降水量1 760 mm，无霜期245 d。试验苗摆放在自动化钢构荫棚内，荫棚高度2.5 m，设有自动喷灌系统，棚顶遮盖遮阳率70%遮阴网，确保苗木生长对空间、光照和水分的调控要求。

试验对象为乌桕、枫香和黄檀3个速生树种。将3个速生树种当年生芽苗移栽入不同规格的无纺布容器袋中，培养基质采用泥炭、谷壳和黄泥3种材料配制(体积比为4︰3︰3)，并施加不同重量长效控释肥(美国爱贝施APEX，全氮含量为180 g/kg，有效磷和有效钾含量分别为60 g/kg和120 g/kg，肥效9个月)。

1.2 试验设计

参考生产中使用的容器规格和缓释肥施加量，设置4种容器规格(C)和3种缓释肥施加量(F)，其中C1、C2、C3和C4容器规格分别为8 cm×12 cm、10 cm×12 cm、12 cm×15 cm、14 cm×18 cm，F1、F2和F3缓释肥施加量分别为1.5 kg/m3、2 kg/m3和2.5 kg/m3。各树种分别采用析因试验设计，即容器规格和缓释肥施加量2因素共12个处理，每个处理3次重复，30株小区。2018年4月中旬至下旬，3个速生树种芽苗高度5～8 cm时，将长势均匀、大小一致的芽苗移栽到各试验处理的无纺布容器袋并放入方形托盘中，托盘按序摆放于自动化钢构遮荫棚内。苗木管理措施与培育一般生产性轻基质网袋容器苗相同。

1.3 试验取样及检验分析

2018年11月下旬至12月底，全面调查3个树种的参试苗木。在不同重复、处理的试验小区中间(没有边缘效应，也不受到周边其它处理的影响)选取20株容器苗，测苗高和地径；从每个处理中随机选取10株完整苗木，将其分为根、茎、叶3部分，经105 ℃杀青20 min后再在80 ℃下烘干7～12 h至恒重，测定各部分的干物质量。通过根系扫描设备(Expression 10 000XL 1.0，Canada)对不同处理后的根系进行扫描，利用WinRHIZO根系分析软件分析获得根长、根系直径和根表面积及根体积等根系形态参数。

1.4 数据与分析

利用SPSS 22对不同容器规格和不同缓释肥施加量下容器苗生长差异性进行单因素方差分析，并进行Duncan’s检验(α=0.05),对容器规格和缓释肥施加量两因素下容器苗生长差异性进行双因素方差分析。采用EXCEL 2019进行数据处理及相关图形制作。

2 结果与分析

2.1 容器规格对3个速生树种容器苗生长的影响

随容器规格增大，3个速生树种容器苗各生长指标都呈增加趋势(图1)，但不同树种增加趋势略有差异。随容器规格增大，乌桕容器苗苗高呈“倒V”型趋势变化，在C3水平时达到最大(138 cm)，且显著高于C1、C2和C4水平；地径和各根系指标均随容器规格增大而增大，在C4水平时达到最大，C3与C4水平间差异不显著。可见，随着容器规格增大，乌桕容器苗粗生长和根系生长明显提高，但过大的容器规格不利于促进苗木高生长，C3水平(12 cm×15 cm)容器规格即可满足乌桕苗木生长需求。枫香容器苗苗高在C3水平时达到最大，但其与C4水平无显著差异；各根系指标均在C4水平时达到最大，仅根系平均直径在C3、C4水平间无显著差异。根冠比在C3水平时波动最小，表明容器规格越大枫香容器苗生长发育越好。黄檀容器苗根系平均直径在不同容器规格间均无显著差异；其他各生长指标随容器规格增大均呈递增趋势，在C4时达到最大，其中苗高和地径在C3与C4水平间差异不显著。可见培育黄檀容器苗时，容器规格越大根系生长越好，C3水平可满足黄檀容器苗地上部分培育要求，但C4水平(14 cm×18 cm)根系生长更好。

图1 不同容器规格对3个速生树种苗木生长的影响Fig.1 Effect of container size on the growth of container seedlings of three fast-growing species

干质量能较好地反映苗木物质量的积累[9]，可用来衡量苗木的质量和生长状况[10]。容器规格对3个速生树种容器苗根、茎、叶及整株干质量均有极显著影响(图2)，随容器规格增大均有显著提高。乌桕容器苗根、茎、叶及整株干质量在C1、C2、C3水平间均呈显著增加，C3相较C1分别提高了147.7%、130.2%、147.7%、135.5%，C3与C4水平增加不显著。枫香和黄檀容器苗的各器官干质量均在C4水平时达到最大，其中枫香容器苗的根、茎、叶及整株干质量C4水平较C1水平分别提高了275.5%、294.6%、223.7%、265.5%，黄檀容器苗分别提高了149.1%、77.5%、75.9%、95.1%。从各器官干质量增幅来看，随容器规格的增大，枫香增幅最大，其次为乌桕，黄檀增幅最小。其中枫香各器官干质量在C4水平仍有显著提高，乌桕在C3水平时干物质累积即达到较高水平，黄檀除茎干质量外同样在C4水平仍有显著提高。

图2 容器规格对3个速生树种容器苗根、茎、叶及整株干物质量的影响Fig.2 Effects of container size on root,stem,leaf and dry matter weight of container seedlings of three fast-growing species

2.2 缓释肥施加量对3个树种容器苗生长的影响

随缓释肥施加量的增加，3个速生树种容器苗各生长指标变化趋势均不相同(图3)。在不同缓释肥施加量下，乌桕容器苗各生长指标均有显著或极显著差异。其中：苗高随缓释肥施加量的增加呈递增趋势，平均根系直径呈递减趋势，其他指标均呈“V”型变化；苗高、地径、总根长、根表面积和根投影面积均在F3水平达到最大值，且显著高于F2水平，总根长、根表面积和根投影面积在F1、F3水平间差异不显著。综合来看，F3水平(2.5 kg/m3)更利于乌桕容器苗生长。缓释肥施加量对枫香容器苗各生长指标均有显著影响，且均在F3水平时达到最大值，说明增加缓释肥施加量能显著促进枫香容器苗生长。相比乌桕、枫香两树种，缓释肥施加量对黄檀容器苗生长的影响较小。缓释肥施加量仅对黄檀的苗高、总根长、根平均直径和根冠比有显著影响。其中：苗高在F2和F3水平显著高于F1水平；总根长在F3水平显著高于F1水平；根平均直径随缓释肥施加量增加而逐渐下降，F1水平显著高于F2和F3水平；根冠比在F2水平显著低于F1。综合来看，F2水平(2.0 kg/m3)黄檀苗木生长相对较好。

图3 缓释肥不同施加量对3个树种容器苗生长的影响Fig.3 Effects of slow-release fertilizer on container seedling growth of three tree species

缓释肥施加量对乌桕和枫香容器苗各器官干质量影响显著，对黄檀容器苗各器官干质量影响均不显著(图4)。随缓释肥施加量的增加，乌桕和枫香容器苗各器官干质量均呈“V”型变化趋势，在F2水平时最低，各器官干质量相较F1水平下降幅度达1.7%～25.4%。各器官干质量在F3水平均有显著提高，相较F2水平，乌桕各器官干质量增加42.6%～59.5%，枫香增加51.2%～86.8%。由此可见，缓释肥施加量在F3水平(2.5 kg/m3)时，乌桕和枫香容器苗的各器官干质量累积最大；黄檀在缓释肥施加量为F1水平(1.5 kg/m3)时即可满足各器官干质量累积的需求。

图4 缓释肥施加量对3个速生树种容器苗根、茎、叶及整株干物质量的影响Fig.4 Effects of slow-release fertilizer on root,stem,leaf and whole dry matter weight of container seedlings of three fast-growing species

2.3 不同因素及其交互作用对3个速生树种容器苗生长的影响

容器规格(C)对乌桕容器苗根平均直径无显著影响(P>0.05)，对其余生长指标均有极显著影响(P<0.01)；缓释肥施加量(F)对枫香各生长指标皆有显著影响(P<0.05)，且对除根平均直径外的其余生长指标有极显著影响(P<0.01)(表1)。容器规格(C)对枫香各生长指标皆有显著影响(P<0.05)，且对除根冠比外的其余生长指标均有极显著影响(P<0.01)；缓释肥施加量(F)对枫香根冠比无显著影响(P>0.05)，对其余生长指标均有极显著影响(P<0.01)(表1)。除根平均直径外，容器规格对黄檀各生长指标均有显著或极显著影响；缓释肥施加量仅对黄檀苗高、根总长、根投影面积、根表面积和根平均直径等生长指标有显著或极显著影响(表1)。双因素方差分析结果(表1)表明3个速生树种容器苗的生长对容器规格和缓释肥施加量变化的响应不同，其中乌桕和枫香对两因素的响应均较大，黄檀对容器规格的响应较缓释肥施加量的大。

表1 双因素交互作用下3个树种容器苗生长指标的方差分析Tab.1 Variance analysis of container seedling growth indexes of three tree species under the interaction of two factors

从生长指标所呈现的两因素交互效应(表1)来看，乌桕仅在总根长、根投影面积、根表面积和根体积等根系生长指标有显著或极显著交互作用。这说明在满足乌桕容器苗苗高、地径和全株干物质量最优的前提下，合理调节容器规格和缓释肥施加量，可有效控制乌桕容器苗根系生长，提高苗木出圃质量。

从生长指标所呈现的两因素交互效应(表1)来看，枫香在苗高、地径、整株干质量、根平均直径和根体积等生长指标有显著或极显著交互作用；黄檀则在苗高、地径、整株干质量、总根长、根投影面积、根表面积和根体积等多个显著或极显著的交互作用。这表明在生产中通过调整容器规格大小或缓释肥施加量多少可达到精准控制枫香和黄檀容器苗生长性状的目的。

3 讨论与结论

容器规格对苗木生长的影响因树种而异。乌桕容器苗的苗高在C3水平时最大，C4水平反而有所降低，地径和各根系指标均随容器规格增大而增大，在C4水平时达到最大，但与C3水平差异不显著。这一方面可能是因为C3水平的容器规格已经满足乌桕幼苗根系生长所需的空间，继续增加容器规格促进作用不明显，另一方面是因为苗木生长空间变大，顶端优势下降，苗高生长速度相应降低。苗木各器官的干质量能反映苗木干物质的累积能力，是标志苗木健康和生长的重要指标之一。苗期长势较好、生物量较大的苗木，利用资源的能力较强，可较好地适应环境，达到速生健壮的目的[11]。从本研究结果来看，容器规格的增加对3个速生树种容器苗的干物质累积均有积极显著的影响。综合来看，C3水平的容器规格对乌桕的生长最有利。枫香容器苗从容器规格C3增至C4时苗高、根系平均直径差异不明显，地径、干物质积累量、根冠比和其它根系性状逐步增大，这与枫香属于深根性树种，容器规格越大越利于主根生长有关。C1～C4水平，容器规格越大，黄檀容器苗根系生长越好，但苗高、地径在C3水平与C4水平间差异不明显，这也与黄檀是深根性树种有关。

缓释肥施加量对3个树种苗木生长整体表现为促进作用，但在不同树种间有所差异。缓释肥施加量逐步增加时，乌桕容器苗苗高、地径和干物质积累量逐渐提高，而根冠比、根系各指标却呈现先下降后上升的趋势，这可能与缓释肥释放速度和苗木的营养需求不完全同步有关，当缓释肥的释放速度快于植物的生长速度时易造成肥害，苗木生长受到抑制。这与木荷(Schimasuperba)[5]、赤皮青冈(Cyclobalanopsisgilva)[12]、挪威云杉(Piceaabies)[13]等树种研究结果类似，因此育苗过程中可适当调整施肥量，以达到更好的促生长作用。枫香容器苗对缓释肥施加量的响应明显，各项生长指标随施加量的增加逐步提高，可见基质养分状况对培育枫香1 a生容器苗具有重要影响，这与云南松(Pinusyunnanensis)[11]和思茅松(P.kesiyavar.langbianensis)[14]研究结果一致。黄檀容器苗多项生长指标对缓释肥施加量的变化响应不明显，这可能与黄檀属于豆科植物，具根瘤能固氮有关。

容器规格和缓释肥施加量对3个速生树种容器苗的生长存在交互作用，且差异明显，说明两个因素对苗木的影响是彼此联系和相互作用的，这与赤皮青冈研究结果类似[12]。不同树种对容器规格和缓释肥施加量交互效应的响应不同[15]，因此，在筛选适合于3个速生树种的育苗方案时，应根据树种特性、生长状况和干物质积累量、各因素对苗木生长的主效应和交互作用等多方面综合评估，合理选择容器规格，同时缓释肥应避免过量，防止造成肥害，导致抑制容器苗生长[16-17]。研究表明，对于乌桕、枫香两树种在容器规格C4水平(14 cm×18 cm)、缓释肥施加量F3(3.5 kg/m3)时苗木质量达到最优；而黄檀容器苗在容器规格C4时生长最好，缓释肥施加量F2(2.0 kg/m3)时苗高达到最高值，F3时根系总长度最长，生产时可以根据树种具有根瘤可固氮的特性，结合生产成本等多方面因素确定最优育苗方案，另外也可以依据不同等级苗木的市场价格波动和各种处理措施生产成本变化适当调整育苗方案[11]。通过本研究，初步筛选出了最适合于乌桕、枫香和黄檀3个速生树种的容器规格和缓释肥施加量，在成本控制的基础上达到培育优质苗木的目的，为速生树种容器苗进一步的产业化生产提供了科学参考。