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不同基质配比对短序润楠容器苗生长的影响

2023-12-25丁岳炼王冰清陈杰万利鑫周建瑛王志云

湖北农业科学 2023年11期
关键词:主成分分析

丁岳炼 王冰清 陈杰 万利鑫 周建瑛 王志云

不同基质配比对短序润楠容器苗生长的影响

(佛山市林业科学研究所(佛山植物园),广东  佛山 528000)

摘要:为探索短序润楠(Machilus breviflora)容器苗生长的最佳基质,以黄心土、泥炭土、椰糠、珍珠岩、有机肥为试验材料,通过不同的基质配比组合成10种混配基质进行育苗试验,对短序润楠容器苗的生长进行研究。结果表明,不同的基质配比对短序润楠的生长量、生物量以及叶片叶绿素SPAD值均有明显的影响。通过主成分分析结果可知,当基质配比为15%黄心土+50%泥炭土+20%椰糠+10%珍珠岩+5%有机肥时,短序润楠的生长最好,综合得分最高。

关键词:短序润楠(Machilus breviflora);容器苗;基质配比;主成分分析

中图分类号:S792.24         文献标识码:A

文章编号:0439-8114(2023)11-0092-05

DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2023.11.016 开放科学(资源服务)标识码(OSID):

Effects of different substrate ratios on the growth of container seedlings of Machilus breviflora

DING Yue-lian, WANG Bing-qing, CHEN Jie, WAN Li-xin, ZHOU Jian-ying, WANG Zhi-yun

(Foshan Institute of Forestry(Foshan Botanical Garden), Foshan  528000, Guangdong, China)

Abstract: Aiming to explore the best substrate for the growth of container seedlings of Machilus breviflora, the growth of container seedlings of Machilus breviflora by taking yellow heart soil, peat soil, coconut bran, perlite and organic fertilizer as experimental materials and combining them into ten kinds of mixed substrates through different matrix ratios were studied. The results showed that different matrix ratios had obvious effects on the growth, biomass and leaf chlorophyll SPAD value of Machilus breviflora. The results of principal component analysis showed that the comprehensive score of Machilus breviflora was the highest with the best growth when the matrix ratio was 15% yellow core soil + 50% peat soil + 20% coconut bran + 10% perlite + 5% organic fertilizer.

Key words: Machilus breviflora; container seedlings; matrix ratio; principal component analysis

短序润楠(Machilus breviflora)属樟科(Lauraceae)润楠属(Machilus)常绿乔木,其树形优美,树干笔直挺拔,四季常青,树冠枝叶浓密,分枝呈层状伸展,特别是春季嫩叶红艳,具有明显的季相特征,可作为彩叶树种,是华南地区极具开发应用潜力的乡土树种。该树野生种群分布范围较窄,主要分布在广东、海南、广西、香港等地[1],喜歡生长在高山矮林阳光充足处,笔者曾在广东肇庆鼎湖山、三水大南山等地调查,发现该树种林下自然繁殖幼苗极少,加之种源较少,因此该树种尚未进行大规模的栽植与推广运用。已有对于该树种的研究较少,仅在种子萌发[2,3]、嫩枝扦插[4]、苗木管理方面[5]有少量的文献报道,而在探讨基质配比及在其容器苗繁育方面的研究鲜见报道。为此,以常见的几种基质黄心土、泥炭土、椰糠、珍珠岩、有机肥为材料,通过不同的种类与配比组合方式,探讨基质对短序润楠容器苗生长的影响,以期为短序润楠的高效繁育及推广运用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验苗木种子采自佛山市林业科学研究所苗圃,采种母树9~10年生,采用即采即播的形式,在佛山市林业科学研究所苗圃沙床播种。待种子萌发后,幼苗高3~4 cm进行移苗上袋试验。泥炭土、椰糠、珍珠岩、有机肥购自广州芳村花卉市场,黄心土取自佛山林科所苗圃。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 试验在佛山市林业科学研究所苗圃内进行,育苗基质分为10个处理(表1)。将基质按比例配制混匀后,用塑料薄膜覆盖自然沤肥1周后装入可降解无纺布育苗袋(规格12 cm×13 cm),每个育苗袋装入基质用量一致,每个处理装50袋,并标记区分。2017年10月,选择生长健壮、无病虫害、苗高基本一致的幼苗,随机栽植在容器袋内在阴棚中培育,10个处理均采用相同的培育管理措施。

1.2.2 测定指标与方法 于2018年2月测定生长量、生物量及叶片叶绿素SPAD值等指标。

生长量:从每个处理中分别随机取10株正常生长的幼苗,用钢卷尺测定苗高、冠幅,并分别计量待测幼苗的叶片数。再剪开每个基质的容器袋,用去离子水冲洗,再用滤纸轻轻擦干,用钢卷尺测定主根长度、侧根长度,计量总根数。

生物量:用剪刀剪开分离每组的地上、地下部分,电子分析天平(精度0.000 1 g)称取地上部分和地下部分鲜重,地上部分和地下部分干重,每组10个重复。具体方法如下:用去离子水将各处理幼苗冲洗干净,再用滤纸轻轻吸干表面水分后测定鲜重,然后将幼苗装进信封中置于恒温鼓风烘箱中110 ℃中杀青40 min,于80 ℃烘干至恒重,分别称量其干重。

SPAD值测定:采用便携式叶绿素仪实时测定叶片叶绿素相对含量。每株苗取顶芽数,第4-6片叶片,每组6个重复。

1.2.3 数据处理 数据采用Excel 2007和SPSS 22.0软件进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 不同基质处理对短序润楠幼苗生长量的影响

从表2可以看出,不同基质处理对短序润楠幼苗生长影响明显,其中苗高以M10最高,M4次之,M5苗高最低,M10显著高于M1、M2、M3、M5、M7、M8 6个处理,M4显著高于M7;地径以M10最大,M6次之,M2最小,M10、M6、M8、M4、M9 5个处理显著高于M5、M3、M1、M2 4个处理,M7显著高于M3、M1、M2 3个处理;主根长以M8最长,M3次之,M1最短,M8显著高于M1,其余各处理组无显著差异;侧根数以M8最多,M7次之,M1最少,M8、M7、M3、M9 4个处理显著高于M2、M1 2个处理,M10、M5、M4、M6 4个处理显著高于M1;叶片数表现为M10最多,M5最少,M10显著高于M2、M5 2个处理,其余各处理组无显著差异。总体来看,与其他处理相比,M10的苗高、地径、叶片数均表现最好,主根长、侧根数也有较好表现,因此,M10基质处理最适合短序润楠幼苗的生长。

2.2 不同基质处理对短序润楠幼苗生物量的影响

由表3可知,M3的地上鲜重以及M6的地下鲜重、地上干重、地下干重在所有处理中最高;M1的地上鮮重、地下鲜重、地上干重、地下干重在所有处理中最低。总体来看,与其他处理相比,M6的地下鲜重、地上干重、地下干重均表现最好,地上鲜重也有较好表现,因此,M6基质处理最能促进短序润楠生物量的积累。

2.3 不同基质处理对短序润楠幼苗叶片SPAD值的影响

由图1可知,不同基质处理对短序润楠幼苗叶片SPAD值的影响不同,其中M6基质处理下,短序润楠幼苗叶片SPAD值最高,并且与其他处理差异显著;M1、M8、M9、M10等的SPAD值次之;M5的SPAD值最低。结果表明,M6处理基质配方能显著提高其叶片SPAD值,M5基质处理不利于叶片SPAD值的积累。

2.4 不同基质处理短序润楠容器苗各生长因子间的相关性分析

由表4可知,短序润楠各生长指标间呈一定程度的正相关,其中苗高与叶片数极显著正相关,与SPAD值显著正相关;地径与SPAD值、地下鲜重极显著正相关,与侧根数显著正相关;主根长与侧根数、地上鲜重、地下干重极显著正相关,与地下鲜重、地上干重显著正相关;侧根数与地上鲜重、地下干重极显著正相关,与地下鲜重、地上干重显著正相关,SPAD值与地下鲜重显著正相关;地上鲜重、地下鲜重、地上干重、地下干重相互之间极显著正相关。

2.5 不同基质处理下短序润楠容器苗各生长因子间的主成分分析

选取苗高、地径、叶片数、主根长、侧根数、SPAD值、地上鲜重、地下鲜重、地上干重、地下干重10个生长指标,分别记为X1、X2…X10,采用主成分分析法计算出10种基质处理的综合得分,筛选出生长效果较好的基质组合模式。

2.5.1 可行性分析 利用SPSS 21.0软件对苗高、地径、叶片数等10个指标的原始数据进行标准化处理,得到新的标准数据,对新得到的数据进行KMO检验和Bartlett球形检验,KMO检验结果为0.692,Bartlett球形检验显著水平为0.000,说明变量间具有相关性,可以进行主成分分析。

2.5.2 主成分分析 共提取出4个特征值大于1的主成分,这4个主成分能够解释总方差的73.414%,表明这4个主成分能够代表苗高、地径等10个指标数据信息的73.414%(表5)。其中第1主成分对总方差的贡献率为32.446%,由成分矩阵载荷(表6)可知,第1主成分中地上鲜重、地下鲜重、地上干重、地下干重占主要权重,第2主成分对总方差的贡献率为18.961%,其中苗高、叶片数占主要权重,第3主成分对总方差的贡献率为11.727%,其中SPAD值、主根长占主要权重,第4主成分对总方差的贡献率为10.280%,其中侧根数、主根长占主要权重。

根据提取出的4个主成分的特征值以及主成分载荷矩阵,计算出4个主成分中每个变量指标对应的系数,继而得出4个主成分与变量指标间的线性关系Y1、Y2、Y3、Y4。

Y1=-0.016 X1+0.235 X2+0.054 X3+0.285 X4+0.338 X5+0.119 X6+0.434 X7+0.425 X8+0.417 X9+0.434 X10

Y2=0.581 X1+0.342 X2+0.503 X3 -0.171 X4 -0.073 X5+0.423 X6 -0.161 X7+0.174 X8 -0.147 X9 -0.041 X10

Y3=-0.178 X1+0.360 X2 -0.406 X3+0.407 X4+0.296 X5+0.476 X6 -0.289 X7 -0.116 X8 -0.297 X9 -0.091 X10

Y4=0.315 X1 -0.274 X2+0.335 X3+0.472 X4+0.507 X5-0.311 X6 +0.057 X7 -0.241 X8-0.266 X9 -0.065 X10

根据每个主成分对总方差的贡献率,得到主成分综合评价模型Y。

Y=0.324 46 Y1+0.189 61 Y2+0.117 27 Y3+0.102 80 Y4

将标准化处理后的数据代入公式,得到每个主成分的得分以及主成分分析综合得分,结果见表7。由表7可知,第1主成分得分最高的是M6,其次是M10,表明M6、M10基质处理下,短序润楠地上、地下部分生物量的积累量优于其他处理组;第2主成分得分最高的是M10,表明M10基质处理下,短序润楠苗高、叶片数增长明显高于其他组;第3主成分得分最高的是M8,表明M8基质处理下,短序润楠的主根长、SPAD值表现较好;第4主成分得分最高的是M3,其次是M8,表明M3、M8基质处理,短序润楠侧根数、主根长的增长表现较好。通过综合得分可知,M6、M10基质处理综合得分显著大于其他处理,说明这两个处理短序润楠的生长较其他处理有明显优势,而M5、M4、M1、M2的综合得分为负,表明这4个基质处理短序润楠生长较差,不适合短序润楠生长。通过主成分分析筛选出M6、M10为适合短序润楠生长的基质,即黄心土∶泥炭土∶椰糠∶珍珠岩∶有机肥=15∶50∶20∶10∶5和黄心土∶泥炭土∶椰糠∶珍珠岩∶有机肥=10∶70∶10∶5∶5。

3 小结与讨论

苗高、地径、冠幅、根系等指标反映了苗木的质量,而苗木生长状况主要看生物量的积累,这两者之间有着密切的联系[6]。试验通过研究不同的基质配比对短序润楠幼苗生长的影响,结果发现短序润楠幼苗的生长与基质的种类和配比呈相关性,M10(黄心土∶泥炭土∶椰糠∶珍珠岩∶有机肥=10∶70∶10∶5∶5)基质处理下,短序润楠的苗木质量明显优于其他基质处理组。M6(黄心土∶泥炭土∶椰糠∶珍珠岩∶有机肥=15∶50∶20∶10∶5)基质处理下,短序润楠的生长状况明显优于其他基质处理。结合主成分分析法筛选出M6、M10为适合短序润楠生长的基质。

基质的理化性质对植物的生長发育有较大的影响,不同基质对植物生长的作用不同,不同种类的基质材料混合在一起能发挥各自的作用并且具有互补性[7]。基质的配比对植物生长发育的影响也很大,配比优良的基质材料能更好地提供水分和养料供植物长期生长[8]。丁岳炼等[9]关于不同基质处理对桐花树生长影响的研究发现,当基质及其配比为30%塘泥+50%黄心土+10%河沙+10%椰糠时,桐花树的各项生长指标明显优于其他基质处理组。因此,筛选出最佳的基质种类与配比是培育出优质苗木的关键[10]。本研究选用黄心土、泥炭土、椰糠、珍珠岩、有机肥5种基质,探究不同基质配比对短序润楠生长的影响。由主成分分析结果可知,当基质配比为15%黄心土+50%泥炭土+20%椰糠+10%珍珠岩+5%有机肥时,短序润楠的综合得分最高,基质配比为10%黄心土+70%泥炭土+10%椰糠+5%珍珠岩+5%有机肥时,综合得分第二。综合得分排名靠前的基质组合基本为5种基质配比组合,且泥炭土所占比例较高,其次为4种基质配比组合,综合得分最低的为3种基质配比组合,表明黄心土、泥炭土、椰糠、珍珠岩、有机肥5种基质共同的作用效果优于单一基质的作用效果,5种基质在短序润楠的生长发育中能发挥各自的作用并且具有互补性,其中泥炭土由于含有足够的养分并且具有巨大的保水性能,对短序润楠的生长发育作用明显。

参考文献:

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