不同基质与肥料配比对楠木育苗效果的影响
2023-01-04张笋
张 笋
(高州市森林公园事务中心,广东 高州 525200)
0 引言
楠 木(Phoebe zhennanS.Lee et F.N.Wei)又 名楠树、桢楠,属樟科楠属常绿乔木,树体高大,干形通直,是较好的行道和庭园绿化树种。楠木木材纹理直、结构致密,不易变形、开裂,且有香气,价格高昂,为宫廷建筑和船舶建造方面的高级优良木材。楠木地理分布范围较窄,为我国特有树种,主要分布于湖北省西部、贵州省西北部及四川省、湖南省等地,属国家二级珍稀濒危保护植物[1]。楠木苗木培育以种子繁殖为主,其种子富含油脂和水分,易失水开裂、发霉,发芽力不高。楠木喜肥沃、湿润、排水良好的土壤,对立地条件要求高,加之苗期生长缓慢,常发生烂根、日灼等现象,育苗成效整体不高[2-3]。
良好的育苗基质是实现壮苗培育的关键。以从往有关楠木育苗的研究报道来看,相较常规黄泥杯容器苗,轻基质容器苗根系发达,环境适应能力较强[4-5],但不同轻型基质配比的育苗效果明显不同。以农田土或泥炭土、珍珠岩、谷壳等基质按一定比例混合,苗木高径生长优势明显,Ⅰ、Ⅱ级苗出圃率明显增加[6-7]。此外,有研究者提出[8-10],在育苗基质中添加肥料,如鸡羊粪、钙镁磷肥、生物菌剂等,能加快楠木幼苗生长,苗木质量大幅提升。整体上看,基质配比和施肥种类均影响楠木壮苗培育效果,但学界对基质配比与肥料配方优化方面的研究仍较少。为此,笔者通过试验探讨了不同基质与肥料配比处理下楠木苗木培育效果的差异,旨在构建高效的育苗技术体系,以期为楠木工厂化壮苗培育提供科学参考。
1 试验材料与方法
1.1 试验材料
在广东省高州市境内选择干形通直、生长健壮的楠木成年树为采种母树,于2018年11月采集种子。育苗基质采用黄泥及市售的泥炭土、珍珠岩、蛭石4种基质。肥料使用复混肥,以尿素(46% N)或硝酸铵(35% N)、重过磷酸钙(52% P2O5)、氯化钾(60%K2O)为原料,滑石粉为填充料。
1.2 试验方法
1.2.1 苗木培育。参照朱定军[2]的方法,捣去外种皮后,将种子放入加有洗衣粉的水中清除油脂,用流水冲洗干净后,再用0.5%高锰酸钾消毒3 h,然后用清水洗净后进行湿沙贮藏。2019年3月进行沙床播种,子叶出土后,将幼苗移栽至装有基质的育苗袋(8 cm×10 cm)中。苗木培育在自然条件下苗圃地进行,地理位置为东经110°51′35″、北纬21°53′54″,年平均气温22.8 ℃,最高温度37.6 ℃,最低温度-1.5 ℃,无霜期361 d,年平均降水量1 892.7 mm。
1.2.2 基质处理。以黄泥、泥炭土、珍珠岩、蛭石4种基质混合物作为育苗基质,按体积比混合。每种基质均设4个水平,其中黄泥分别为1份、2份、3份、4份,泥炭土为0份、1份、2份、3份,珍珠岩为0份、1份、2份、3份,蛭石0份、1份、2份、3份(见表1)。利用正交试验设计软件,按4因素4水平进行试验设计,共设置16个处理,分别为M1~M16,每个处理重复4次,每个重复70株。苗木移入基质中后,按常规方法进行水肥及病虫害管理,其中施肥用0.3%复合肥[m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=15∶15∶15]肥液,每月淋施1次,每株施250 mL。苗木培育1 a后,于2020年4月中旬统计苗木高度、地径生长量,然后参照匡敏等[11]提出的楠木轻基质容器苗分级标准,将苗高≥20 cm、地径≥2.5 mm的苗木计为出圃苗木,统计各处理苗木出圃率,即出圃苗木株数占移栽苗木总株数的百分比。
表1 育苗基质组分水平表 份
1.2.3 肥料处理。在上述育苗基质研究基础上,以不同配比的N、P、K复混肥为基肥。每种营养元素有效含量分别设4个水平(见表2),采用正交试验法设置16个处理分别为P1~P16,每个处理4次重复,每个重复70株。其中,处理1(P1)为对照,未放基肥。根据各处理中N、P、K配比进行配制,施用时按2.5 kg/m3的用量与基质混匀。苗木培育1 a后,于2021年4月中旬统计出圃率。
表2 复混肥营养元素组分水平表 %
为进一步研究不同氮素肥料及供肥量对育苗的影响,以有机氮肥料尿素(U,46% N)、无机氮肥料硝酸铵(X,35% N)两种氮肥作为供氮来源,分别设置 0.5(N1)、1.5(N2)、2.5 kg/m3(N3)3 种水平的施肥用量处理,共设置6个处理UN1、UN2、UN3、XN1、XN2、XN3,每个处理 4次重复,每个重复 50株。苗木培育1 a后,于2022年4月中旬进行苗木质量综合分析,调查各处理苗木高度、地径、主根长、净光合速率、生物量、出圃率。其中,净光合速率采用LI-6400便携式光合仪测定,生物量为地上、地下部分总的植株鲜质量。
1.3 数据处理
对于试验数据,用Excel 2007制作分析图表,用SPSS 19.0统计分析软件进行方差分析及LSD多重比较(α=0.05)。
2 试验结果与分析
2.1 不同基质配比对育苗效果的影响
不同基质配比处理下,苗木出圃率差异显著。在供试16种基质中,处理8(M8)为最优配比,该处理下苗木出圃率最高,达82.2%。相较生产中最为常用的基质处理(M1,黄泥),苗木出圃率提高了130.9%。由表3正交设计极差分析结果可知,泥炭土(R=27.9)对楠木育苗效果影响最大,其次是珍珠岩(R=9.7),黄泥和蛭石的影响相对较小,R值分别为7.1和7.9。由此可见,泥炭土对提高楠木苗木质量起到关键的主导作用。与黄泥相比,泥炭土疏松透气,富含大量腐殖质与营养元素,这说明养分供给在楠木壮苗培育中尤为重要。
表3 楠木育苗基质不同体积比极差分析
2.2 不同肥料配比对育苗效果的影响
由表4可知,在采用优化配比基质(即黄泥、泥炭土、珍珠岩、蛭石体积比为2∶3∶2∶1)的基础上,肥料配比对苗木出圃率影响显著。其中,在P12处理(20% N+15% P+5% K)下苗木出圃率最高,达90.3%,较对照P1处理(未放基肥)增加了99.3%。极差分析结果表明,N(R=35.4)对楠木苗木培育效果影响最大,其次是P和K(R值为 5.7 ~ 6.6)。
表4 楠木育苗基质中不同配比肥料极差分析 %
2.3 不同氮素与施肥量对苗木质量的影响
为进一步提升肥效,以P12(20% N+15% P+5% K)为最优复混肥配比,对不同氮肥种类和施肥量处理下的苗木质量进行了综合分析。由表5可知,在6个处理中,以无机氮肥硝酸铵+1.5 kg/m3施肥量(XN2)处理下苗木质量最好,与UN3处理(有机氮肥尿素+2.5 kg/m3施肥量)相比,苗高、地径、主根长、净光合速率、生物量、出圃率均显著增加,高径比减小。这说明以无机氮取代有机氮,并以较低施肥量即可获得理想的壮苗培育效果。
表5 氮素及施肥量对培育楠木苗木质量的影响
3 结论与讨论
楠木的利用价值高,开发前景广阔,是优良的造林绿化与珍贵用材树种,大力发展楠木人工林效益显著。良种壮苗是实现人工林高效培育的前提与保障。楠木种子贮藏寿命短,苗期生长缓慢,育苗困难。目前,国内许多科技工作者探讨了楠木苗木培育的方法,在种子处理、基质筛选、施肥管理、种植密度等方面取得了较大进展,并认为优化基质与肥料配比是有效促进苗木质量提升的关键[2,4,11]。为探索高效、稳定的楠木壮苗培育技术,笔者重点从育苗基质与肥料方面进行了研究。通过正交试验法,笔者分别设计了16种基质和肥料配比处理,发现采用黄泥、泥炭土、珍珠岩、蛭石按体积比2∶3∶2∶1组成的混合基质,20% N(硝酸铵)+15% P+5%K复混肥,每立方米基质中掺入复混肥1.5 kg,苗高≥20 cm、地径≥2.5 mm的苗木出圃率在98%以上,这为今后楠木工厂化壮苗培育提供了可靠的技术支撑。
楠木对生境条件要求较高。在基质筛选试验中,相较黄泥与蛭石,泥炭土与珍珠岩表现出了较为显著的影响作用,这与楠木喜肥沃、透气环境的生理特性是相吻合的。黄泥成本低,且携菌少、易消毒,能有效减少楠木幼苗根腐现象,是生产中最为常用的育苗基质。但黄泥排水透气性差,且后期土壤易板结,不利于植株吸收水分与养分,阻碍了苗木生长。试验以黄泥为基质培育楠木幼苗,苗木出圃率仅为35.6%,而以优化配比的黄泥、泥炭土、珍珠岩、蛭石组成的混合基质育苗,苗木出圃率提升至80%以上,这表明肥沃、疏松透气的基质最适于楠木苗木培育。近期有学者认为,以桑枝屑、发酵锯末、猪羊粪等营养丰富的生物废料作为基质组分,也可获理想的楠木育苗效果[11-12]。从生产成本角度出发,泥炭土价格高昂,因此,探寻一种便宜并可替代泥炭土的基质十分必要,下一步拟开展相关基质的进一步优化与筛选。
氮、磷、钾等营养元素有效含量对楠木苗木培育效果有显著影响。在相同基质条件下(M8),以市面上销售的常规氮磷钾[m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=15∶15∶15]复合肥进行施肥管理,其楠木育苗效果明显低于试验中优化的氮磷钾[m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=20∶ 15∶ 5]复混肥(P12)。在供试16种肥料配比中,当氮含量为30%、总肥效45%时,育苗效果明显低于氮含量20%、总肥效40%的施肥处理。这表明苗木质量并未随着总肥效的增加而增加,而是受到肥料配比尤其是氮素含量的影响。氮肥包括有机氮肥和无机氮肥两种。植物对氮的吸收以无机氮为主,即硝态氮(NO3-)和铵态氮(NH4+),而有机氮需转化为氨(NH3)才能被植物吸收利用[13-14]。有机氮在转氨过程中,需要借助土壤微生物、土壤酶、温度、水分等作用,通过转氨作用产生NH3,进而实现植物对氮素的利用,因此,施用有机氮肥时应以基肥和根际追肥为主[15]。由于尿素氮含量高且成本低,生产中使用的复合肥多以尿素为氮源。试验以总肥效45%、氮含量15%常规复合肥进行施肥,并未获得理想的育苗效果,一方面可能是氮含量偏低,另一方面可能是采用了叶面喷施的方式,将其作为基肥是否能改善育苗效果有待进一步验证。值得一提的是,在相同氮含量的前提下,试验以无机氮肥硝酸铵取代有机氮肥尿素,在1.5~2.5 kg/m3施肥量下均取得了相近的育苗效果,说明以无机氮肥取代有机氮肥能提高植株对肥料的吸收利用效率,减少化肥使用量。这为缓解当前广受关注的化肥环境污染问题提供了一个较好的思路。