不同基质配比对蒜头果容器育苗的影响

杨贵钗潘悦陈婉东顾英杰王俊威 王娟

（1.西南林业大学园林园艺学院，云南昆明 650233；
2.西南林业大学绿色发展研究院，云南昆明 650233；
3.西南林业大学林学院，云南昆明 650233；
4.西南林业大学地理与生态旅游学院，云南昆明 650233）

蒜头果（Malaniaoleifera）为铁青树科蒜头果属植物，主要分布于云南省东南部广南、富宁2个县以及广西西部的部分石灰岩地区，为国家Ⅱ级珍稀濒危保护树种，云南省极小种群拯救保护对象。蒜头果种仁油中神经酸含量高约45%，对受损神经组织的修复与再生有积极的促进作用[1]；
同时蒜头果为滇东南石漠化治理的优良乡土树种。因此，发展蒜头果种植产业，对珍稀濒危树种的保护，石漠化治理以及乡村振兴具有重要意义[2]。

由于蒜头果受适生区域狭窄、自然条件下种子结实量少及人工造林保存率低等因素影响，导致天然更新难、种群数量小、自然资源逐渐减少[3]。虽然近年来，广南、富宁2个县积极开展蒜头果人工种植，然而经裸露石灰岩山地、林下套种造林以及嫁接苗、直播等人工栽培措施的尝试，其种植的存活率和保存率都较低[4-6]，成为蒜头果种植产业发展的瓶颈。目前蒜头果种子沙床催芽率已达92%[7]，为提高幼苗品质和造林存活率，同时便于移栽、销售、运输和后期补苗，通常将萌发种子栽种于营养钵等容器中培育至壮苗。基质是容器育苗的关键和基础，复配基质为植株的营养吸收和生长发育提供稳定协调的环境[8-9]，在育苗过程中，不同基质组成和配比对苗木养分吸收和利用存在一定的影响[10]，然而目前对蒜头果幼苗基质配比的研究未见报道。红壤土是常绿阔叶林植被的主要土壤类型，富含铁，呈酸性，具有高含水率、高强度等特性，泥炭和椰糠容重适中、亲水性好、吸附能力强、缓冲容量大，是理想的栽培基质[8,11]，而珍珠岩作为基质的调节材料，有利于提升基质的总孔隙度[12]。因此，本研究通过红壤土、椰糠、泥炭、珍珠岩的配比试验，对蒜头果容器苗的株高、地径、叶片数、叶面积、叶绿素含量、地上、地下、全株干鲜质量及壮苗指数等指标进行测定，并结合相关性分析、主成分分析和隶属函数综合评价不同基质配比对蒜头果容器育苗的影响，以筛选最佳的配方组合，为蒜头果容器苗的高效优质培育提供参考依据。

1.1 试验地概况

试验在云南昆明市西南林业大学树木园温室进行，位于东经102°45′40″，北纬25°04′00″，海拔1945 m。所在区域属北纬亚热带—高原山地季风气候，全年温差较小，年平均气温15℃。

1.2 试验材料

2020年10月于文山州富宁县者桑乡（23°43′38″N,106°3′36″E）采集野生蒜头果的成熟种子，去青皮后清水冲洗，经50%多菌灵浸种20 min后清水漂洗，置于0.5%高锰酸钾消毒的沙床适度保湿催芽。5个月后，从沙床中选择萌发一致的蒜头果种子作为供试对象。所用基质中，红壤土为昆明安宁团结乡山地（23°79′47″N,120°54′77″E）购买的天然红土，椰糠由Coconut公司生产，泥炭为品氏泥炭，珍珠岩由千羽园林生产，规格2～5 mm。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计

将红壤土、泥炭、椰糠和珍珠岩按不同配比进行混合，共设置5个处理，包括4个试验组和1个红壤组对照，红壤土为野生蒜头果的基础土壤类型[13]。对照（CK）为全红壤土，T1为V（红壤土）∶V（泥炭）=3∶2，T2为V（红壤土）∶V（泥炭）∶V（珍珠岩）=3∶1∶1，T3为V（红壤土）∶V（珍珠岩）=3∶2，T4为V（红壤土）∶V（椰糠）V∶（珍珠岩）=3∶1∶1。每个处理基质混匀后用四分法各保留1 kg左右，在实验室风干后，送测序云南三标农林科技有限公司进行基质pH值、电导率、容重、有机质、全氮、全磷及全钾含量测定，其中pH值参照参考文献[14]测定，电导率使用电极法参照HJ 802—2016测定[15]，容重参照参考文献[14,17 ]测定，有机质参照参考文献[16]，全氮、全钾参照参考文献[14]测定，全钾参照LY/T 1234—2015[14]测定，结果见表1。

表1 不同基质配比的理化性质Table 1 The physical and chemical properties of different mixed substrates

将沙藏5个月，萌发一致的蒜头果种子从沙床取出后用上述配比的基质栽种于同规格的塑料营养钵中（上底直径×下底直径×高为15.3 cm ×11.4 cm×14.9 cm）。每处理15株，共75株。常规统一管理，根据天气情况适时定量浇水。栽培9个月后，测定蒜头果幼苗的形态指标，并将其取出用清水洗净，吸水纸吸干植株表面水分，进行相关生长和生理指标测定。

1.3.2 指标测定

取苗前测定植株的株高、叶片数和地径。其中株高用钢卷尺（精确到0.01 cm）测量植株茎基部到茎尖的距离，叶片数为整株幼苗的所有叶片数量，地径用游标卡尺（精确到0.01 mm）对离土面1 cm处的茎干直径进行测定。

幼苗地上、地下部分的鲜质量通过电子天平称量后，取每株茎尖以下第5片叶片，用EPSON 11000XL扫描仪（爱普生，中国）扫描叶片面积，再Image J 软件计算叶面积；
后去除主叶脉后将叶片分别剪成2 cm小条汇合称取0.2 g，磨碎后用95%乙醇黑暗浸提2 h后，通过T6新世纪紫外分光光度计（北京普析，中国）测定643 nm和655 nm波长下的光密度值（OD）[18]，计算出叶绿素a含量（Ca）和叶绿素b含量（Cb），再计算植株的叶绿色含量（C），在LEICA M205体式显微镜下统计每株幼苗主根、一级侧根、二级侧根、须根的吸器数量。最后将植株的地上、地下部分分别在鼓风干燥箱105℃杀青30 min后，65℃烘干至恒质量（精确到0.01 g），分别称取地上、地下部分的干质量，计算壮苗指数（HI）。

式中：V为提取液体积，N为稀释倍数；
W为样品鲜质量或干质量。

1.4 数据处理

使用Excel 2016和SPSS17.0分别对蒜头果幼苗生长生理数据进行统计和单因素方差分析，采用Duncan法进行多重比较，分析蒜头果幼苗的生长、生理和生物量指标。基于上述测定指标，分析指标间的相关性，并通过主成分分析和隶属函数综合评价，筛选最优配方。

1.4.1 主成分分析

参照杜洋文等[8]进行主成分分析，利用SPSS 17.0软件进行分析。

1.4.2 隶属函数综合评价

参照模糊数学中隶属函数的方法计算蒜头果幼苗生长生理指标的隶属值（u(Xj)）[19]、综合指标权重（W）、综合评价值（D）。

式中：Xj为某处理第j个指标的测定值，Xmin、Xmax分别为所有处理中某指标测定值的最小值和最大值，Wi表示第i个综合指标在所有综合指标中所占的程度，Pi表示第i个指标的贡献率。

2.1 不同基质配比对蒜头果容器苗生长性状的影响

由图1可知，蒜头果在T1、T2和T3的基质培育下株高分别为33.27、34.43、33.89 cm，显著高于T4和CK（P＜0.05）；
地径方面，4个处理与CK无显著差异；
T2和T3的叶片数较多，分别为21.87和22.47片。T1、T2和T4的叶面积分别为10.79、12.21、11.88 cm2，显著大于CK（P＜0.05）。

图1 蒜头果容器苗在不同基质配比处理中的不同性状Fig.1 Different traitsof M.oleifera container seedlingsin different mixed substrate treatments

2.2 不同基质配比对蒜头果容器苗吸器数量的影响

由表2可知，不同处理与CK的主根、一级侧根和二级侧根自吸器数量均无显著差异，而T2和T3的须根吸器数量分别为127.50个和157.50个，显著高于CK（P＜0.05）。

表2 不同基质配比对蒜头果容器苗自吸器数量的影响Table2 Effectsof different mixed substrateson the number of self-haustorium of M.oleifera container seedlings

2.3 不同基质配比对蒜头果容器苗叶绿素含量的影响

由图2可知，T2的蒜头果幼苗叶绿素含量最高，为7.75×10-4mg/g，其次是T1和T4的蒜头果叶绿素含量，分别为6.04×10-4mg/g和5.32×10-4mg/g，显著高于T3和CK（P＜0.05）。不同基质配比处理的蒜头果叶绿素含量从高到低分别为T2＞T1＞T4＞T3＞CK。

图2 不同基质配比处理的蒜头果容器苗叶绿素含量Fig.2 The chlorophyll content of M.oleifera container seedlings in different mixed substrates

2.4 不同基质配比对蒜头果容器苗生物量的影响

由表3可知，4个处理间蒜头果容器苗地上、地下部分的鲜质量、干质量以及全株鲜质量、干质量均无显著差异，但4个处理的蒜头果各项生物量指标均与CK差异显著（P＜0.05）。

表3 不同基质配比对蒜头果容器苗生物量的影响Table 3 Effectsof different mixed substrateson the biomassof M.oleifera container seedlings g

2.5 不同基质配比蒜头果容器苗壮苗指数的影响

由图3可知，T1～T4的蒜头果容器苗壮苗指数分别为9.2、9.93、9.32、8.94，且4个处理间无显著差异，但均显著高于CK的容器苗壮苗指数5.25（P＜0.05）。

图3 不同基质配比处理的蒜头果容器苗壮苗指数Fig.3 The strong seedling index of M.oleifera container seedlings in different mixed substrates

2.6 不同基质配比对蒜头果基质苗生长影响的综合评价

2.6.1 不同基质配比蒜头果容器苗各指标相关性分析

由表4可知，株高、叶片数、叶面积与生物量指标之间呈极显著正相关（P＜0.01），须根吸器数量与地上鲜质量、地下鲜质量及全株鲜质量显著正相关（P＜0.05），叶绿素含量与株高和叶面积显著正相关（P＜0.05），而与其余指标的相关性不显著。此外，地径与所有指标的相关性均未达显著水平。

表4 不同基质配比处理蒜头果容器苗各指标相关性分析结果Table 4 Correlation analysis of M.oleifera container seedlings each index in different mixed substrates

2.6.2 不同基质配比蒜头果基质苗各指标主成分分析

对13个指标进行主成分分析得出各综合指标的系数及贡献率，见表5。其中前2个综合指标的贡献率分别为80.795%和13.380%，代表了13项指标94.175%的信息，因此用这2个主成分代表蒜头果容器苗的质量情况。

表5 不同综合指标的系数及贡献率Table 5 Coefficient and contribution rate of different comprehensive indexes

第1主成分中株高、须根吸器数量、地上鲜质量、地下鲜质量、全株鲜质量、地上干质量、地下干质量、全株干质量及壮苗指数的系数较大，主要代表蒜头果容器苗生长性状及生物量的综合信息；
第2主成分中地径的系数较大，代表了容器苗的主要生长性状之一。

2.6.3 不同基质配方蒜头果基质苗的综合指标值、隶属函数值和综合评价值

根据表6各综合指标的系数，求出不同配比的综合指标值（Cl）和隶属函数值（u）。根据指标权重公式得出2个综合指标权重分别为0.858和0.142。

表6 不同基质配比的综合指标值、u(Xj)及D值Table 6 Comprehensive index value,u(Xj )and D value in different mixed substrates

通过综合评价值计算公式，得出不同基质配方的D，其中T2的D值最高，为0.931，其次是T3（0.923），CK的D值最小，仅为0.090。不同基质处理的综合评价值从大到小依次为T2＞T3＞T1＞T4＞CK。

3.1 讨论

本研究根据不同基质配比培育蒜头果萌发种子，9个月后测定其幼苗的生长、生理及生物量指标，结果表明T2基质培育下，蒜头果幼苗的株高、叶片数、叶面积、须根吸器数量、叶绿色含量、鲜质量、干质量以及壮苗指数均显著高于CK，表明T2的基质配比对蒜头果幼苗的生长有明显的促进作用。结合主成分分析及隶属函数值，得出T2的综合评价值最高，为蒜头果容器育苗的最佳基质配比。

从不同基质配比的理化性质分析可知，不同处理的pH值介于5.68～7.32，除T3外，其余处理及CK均呈弱酸性。据文献报道蒜头果为微酸至中性树种[7]，因此上述基质的pH值均能满足幼苗生长。电导率可反映基质中可溶性盐分的总量[20]，过高或过低都不利于苗木生长，电导率过低会导致植株营养缺乏，过高会造成盐渍伤害，降低根系吸收能力[21]。本研究中不同基质配比处理及CK的电导率均处于CK安全生长范围（≤2.6 ms/cm）[22]。根据育苗基质的容重适宜范围为0.1～0.8 g/cm3，T2和T3的疏松透气度适宜，利于幼苗根系的生长和固定。不同处理和的全磷含量无明显差异，而T3的全钾含量最高为7.36 g/kg，其次是T4和T2，明显高于T1和CK，相关研究表明，基质中添加珍珠岩能提升全钾含量[11]，与本实验基质的理化性质检测结果一致。有机质含量通常是衡量土壤肥效的重要指标之一[23]，T1的泥炭成分较高，因此有机质和含氮量最高，其次是T2，由于T3的主要成分为红壤土，有机质和含氮量较低，与CK接近。由此分析，T2的基质兼具适宜的pH值、电导率、容重以及一定配比的钾和有机质含量等优良特性，因此较好地满足了蒜头果幼苗的各项生长需求。

叶绿素含量是体现植物营养状况与光合能力的重要生理指标[24]，也是反映逆境胁迫下植物的光合生理特性指标[25]。本研究中T2基质培育下的蒜头果幼苗叶绿素含量最高，同时该处理下培育的幼苗株高、叶片数，叶面积和生物量与CK差异显著，表明较好的基质配方能增强幼苗的光合利用效率，提高叶绿素含量，促进幼苗生长。

蒜头果作为根部半寄生植物，即使没有其他植物与其共同栽培，根部也会通过吸器产生自寄生现象[26]。吸器作为寄生植物吸收寄主水分和养料的重要通道，自吸器的功能之一可能是为了更加充分地从根部获取营养。本研究中，不同基质配比培育的蒜头果幼苗虽然主根、一级侧根和二级侧根的自吸器数量无显著差异，但T2和T3的须根自吸器数量显著高于CK，推测其数量增多有利于蒜头果植株的养分吸收与利用。

对蒜头果幼苗的13项指标进行相关性分析，结果表明株高、叶片数、叶面积与生物量指标间的相关性极显著，说明植株的生长性状直接影响其生物量的积累。须根吸器数量与地上鲜质量、地下鲜质量及全株鲜质量显著正相关，反映了蒜头果须根的吸器数量能一定程度影响植株生长。地径与所有指标的相关性未达显著水平，原因可能是在本试验的观测期即蒜头果种子萌发后9个月内不同基质配比培育下的幼苗地径无显著差异，因此与其他不同处理间差异显著的指标无显著相关性。蒜头果的幼苗品质直接影响其造林效果，而幼苗的形态和生理等多项指标始终处于动态变化中。单一孤立的指标会存在评价结果的片面性，通过主成分分析法和隶属函数值法相结合，可使评价结果更为全面、客观，目前该方法已应用于多种基质配方的容器苗质量评价[8，27]。本文通过蒜头果容器苗的生长、生物量指标、叶绿素含量测定以及综合评价分析一致认为T2处理的基质配比育苗效果最优。

本研究中，采用T4培育蒜头果幼苗，其形态、生物量等各项指标仅优于CK而低于其余处理，虽然椰糠在目前很多植物的基质培育中成为了泥炭的理想替代物，但在蒜头果容器育苗中优势并不明显，下一步可在目前最优基质配比的基础上结合肥培优化研究，为培育蒜头果优质苗木提供参考依据。

3.2 结论

本研究对不同基质配比培育9个月的蒜头果容器苗进行生长性状、叶绿素含量及生物量测定，结果表明，不同基质配比对蒜头果容器苗的质量均有显著的提升。其中T2的基质配比能明显促进蒜头果幼苗的生长，且利于植株通过光合作用增加有机物质的积累。通过对不同基质配比培育的蒜头果容器苗13项主要指标进行相关性分析，表明株高、叶片数、叶面积与生物量指标之间的相关性极显著。结合主成分分析及隶属函数值，得出不同基质配比的综合评价值为T2＞T3＞T1＞T4＞CK，T2的基质配比为蒜头果容器育苗的最佳基质配比。