基质对青冈栎容器苗质量和生理特征的影响

卢翔，刘星，王金旺，杨升，夏海涛，陈秋夏

(浙江省亚热带作物研究所，浙江 温州 325005)

青冈栎(Cyclobalanopsisglauca)，为壳斗科栎属常绿乔木树种，是我国热带、亚热带地区常绿阔叶林的代表性群落类型之一，广泛分布于西南喀斯特等地区，也是我国东部地区常用的造林树种之一[1-2]。目前，由于气候变化以及人为原因的破坏，大面积的青冈栎阔叶林逐渐消失[3]。因此，目前的造林生产中，青冈栎的幼苗稀缺，培育健壮的青冈栎幼苗已成为加速热带、亚热带地区常绿阔叶林植被恢复工程的重中之重。青冈栎的直系根十分发达，在育苗过程中，主根生长快速，侧根发育缓慢，移苗时根系损伤严重，导致移苗成活率较低。因此，生产上青冈栎多采用容器育苗。在青冈栎的容器苗培育过程中发现，土壤中营养元素含量的变化直接影响青冈栎的成活及生长状况，因此，育苗基质的选择已成为青冈栎幼苗生产的重要环节之一[4]。

早在20世纪晚期，学者已展开了大量的针对育苗基质的相关研究工作，取得了一定的进展,且大部分国家和地区均显著倾向于轻型育苗基质[5]。目前育苗基质的选择多就地取材，较为常见的有树皮粉、落叶枯枝、泥炭灰腐殖质和堆肥等[6-7]。鲁敏等[8]研究了以松林表土、黄色黏土、潮湿土和泥炭土混炉灰渣为主要配方对油松容器苗生长的影响,研究认为育苗基质的密度、磷含量是影响油松幼苗生长的主要因子,但其配方不符合轻型基质的要求。韦小丽等[9]研究了锯木屑、蔗糖渣、稻草粉、树皮粉、炉渣、泥炭等轻型基质对湿地松苗木生长和质量的影响,认为除锯木屑外,其他均可用作湿地松的栽培基质。目前青冈栎容器育苗相关研究多采用当地特色材料，然而不同地区原材料不同，材料的配比也存在差别，为选择有利于青冈栎幼苗的营养平衡且排水、通气良好、肥力适宜的优良育苗基质，本研究在总结前人研究的基础上，以本地资源为基础，特别选用当地的稻壳、锯木屑以及进口泥炭土和珍珠岩等为原料，配置弱酸性的轻型育苗基质，研究不同的轻型育苗基质对青冈栎容器苗质量及生理特征的影响，同时筛选出适宜青冈栎生长发育的成本较低的轻型环保基质，在达到环保经济目的同时为林木容器育苗的产业发展提供一定的理论依据和技术支持。

1.1 试验地及材料

试验地设在浙江温州(119°37′～121°18′E，27°06′～28°36′N)育苗基地内，内部设遮阴网、喷灌排风系统等设施，保证了试验的顺利实施。

试验中青冈栎长势良好，且选用大小较为一致的容器苗用于基质配比试验。试验选用的青冈栎种子于2016年秋采自浙江省温州市20 a树龄的青冈栎，符合DB 33/176—2005规定的种子标准。种子千粒重为6.05 g，净度为97%，播种前用0.2%高锰酸钾溶液浸种20 min消毒。2017年3月撒播种于苗床，4月选择长势良好、较为一致的健壮芽苗移栽至育苗容器中。按照容器苗培育要求，进行常规的水肥管理，定期防虫除草。

基质材料稻壳预处理：将干燥的稻壳倾倒在圆锥状炉灶的铁皮盖堆成圆锥形状，当发现稻谷壳烧黑后立即再用适量的稻谷壳将烧黑处盖上，并反复将炭化的稻谷壳边浇水边翻动，以洗去炭化后生成的碱性物质，使稻谷壳呈中性；
而后粉碎、过筛(孔径5 mm)即成炭化稻谷壳，备用。

泥炭、珍珠岩预处理：经晒干、粉碎、消毒、过筛(孔径5 mm)，备用。

锯屑：采用当地木材加工厂的锯屑资源，为加快分解，在使用前加入尿素，用量为0.5 kg·m-3，然后用塑料布盖严，堆放一个半月，使用前揭开塑料布晾干。

1.2 试验方法

1.2.1 青冈栎容器苗培育基质成分配比设计

把稻壳、锯屑、泥炭土、珍珠岩作为4个变量因子，配置不同成分比例的15种基质(表1)。育苗容器选用无纺布网袋(40 mm×100 mm)。每种基质处理设5个重复，每个重复有容器苗10株，共50株。泥炭(德国klasmann公司)、珍珠岩(浙江杭州易麦非金属材料有限公司)预处理：经晒干、粉碎、消毒、过筛(φ=5 mm)泥炭选用，珍珠岩选用。

1.2.2 不同基质的理化性质测定

使用吴志行等[10]的方法测定基质的容重、最大持水量等物理性质。使用鲍士旦等[11]的方法测定基质氮、磷、钾、有机质含量以及pH。

1.2.3 青冈栎容器苗苗期形态指标测定

基质处理4个月后，每个处理测量青冈栎容器苗的叶片数量、地径、苗高等生长指标。每个处理随机选择植株，使用软尺测定植株的苗高，游标卡尺测量地径；
每个处理再选取3株，全株取出，洗净，烘箱中105 ℃杀青15 min，然后烘干至恒重，用电子天平测定其生物量并且计算高径比、质量指数[12]。

1.2.4 青冈栎容器苗苗期生理指标的测定

基质处理青冈栎4个月后，采用鲍士旦等[11]的方法测定青冈栎植株总氮含量；
叶片叶绿素含量采用丙酮浸提法[13]。净光合速率测定采用便携式光合测定光合仪Li-6400XT(Licor，美国)[14]。测定时选用青冈栎健康且完全展开的叶片，采用6400-02B光源，光合有效辐射设定为1 200 μmol·m-2·s-1、CO2浓度为450 μmol·mol-1、流速为500 mL·min-1、温度设定为30 ℃。所有的气体交换试验均在晴朗天气的上午9:00—11:00完成。

1.3 数据处理

SPSS version 13.0统计软件(SPSS Inc.，Standard Version)对试验数据进行统计分析，LSD检验法多重比较(P<0.05)。

2.1 基质成分配比对育苗基质理化性状的影响

表1显示，基质成分配比不同理化性质差异较大。试验发现15种基质容重最大值为0.36 g·cm-3，表明15种基质均为轻基质，其中容重最大的为4号。12号最大持水量最大，为545.32%，4号(212.26%)最小。pH均表现为酸性，为4.7～6.0。6号有机质含量最高，为407.78 g·kg-1。碱解氮、速效磷、速效钾含量也不相同，不同基质速效钾含量相近；
4号碱解氮含量最高，而8号基质碱解氮含量最低；
15号速效磷含量(0.21 g·kg-1)最高。

表1 不同试验基质配比的理化性状分析

2.2 不同基质对青冈栎容器苗形态生长的影响

试验处理结束时，不同基质处理青冈栎的形态生长的测定结果见表2。不同基质处理的青冈栎形态生长存在较大差异。其中，4号、6号和15号处理的苗高于其他处理组，3号基质处理组苗高最小，仅为8.72 cm。4号、10号、7号基质处理组的地径高于其他基质处理。不同基质处理的的生物量也存在显著差异。总体比较看来，4号和15号基质处理组的单株生物量及根、茎、叶重高于其他基质处理的植株；
而3号、12号基质处理组则处于较低水平。

表2 基质成分配比对青冈栎容器苗形态指标的影响

质量指数是综合多个指标的计算结果，全面反映了苗木质量的优劣。高径比数值越小，总干重数值就越重，苗木的质量也就越好。试验表明，基质成分影响了青冈栎的质量指数与高径比。其中4号、10号、15号的质量指数高于其他基质处理，3号基质处理的质量指数最小。10号和15号基质处理组的高径比高于其他处理组。

2.3 不同基质对青冈栎容器苗生理性状的影响

光合作用为青冈栎的生长提供最基础的物质与能量所需。不同基质处理的青冈栎容器苗的净光合速率显著不同(图1)，1号、4号、5号、6号、11号、15号基质处理组的净光合速率高于其他处理组；
而最低值出现在12号基质处理组。叶绿素含量是影响植物光合作用强弱的关键因素。结果表明，在不同的基质处理中，1号、2号、10号基质处理组的叶绿素含量高于其他处理；
其含量最高的1号处理组是叶绿素含量最低的3号基质处理组的4.12倍。氮元素作为植物生长必需的大量元素，其含量的高低影响植物的叶片生长，本研究发现，基质成分的变化显著影响青冈栎植株内的总氮素含量，其中5号、11号、15号基质处理组的总氮含量显著高于其他基质处理。

图1 不同基质对青冈栎容器苗生理状况的影响

2.4 青冈栎容器苗质量与基质性状的相关性分析

基质容重与青冈栎容器苗苗高、地径、高径比、叶片数、叶绿素含量、单株干重等指标之间存在显著相关性(表3)。毛管孔隙度与地径、质量指数之间存在显著相关性；
最大持水量与苗高等指标之间存在极显著相关性；
pH与苗高等指标之间存在极显著相关性；
有机质含量与净光合速率之间存在极显著相关性；
速效磷含量与苗高、植物全氮浓度等指标之间存在极显著相关性。

表3 基质理化性状与容器苗质量指标之间的相关性

容器苗的育苗基质是影响着苗木成活率以及决定苗木品质的关键因素之一[15]。考虑因地制宜和经济因素等问题，现代容器育苗关于育苗基质的选择多数从地区的具体情况出发，就近取材[16]。

育苗基质的物理化学性状对苗木的生长起决定性作用,较高的有机质、氮磷钾等含量，优良的保水保肥性状有利于根系的发育和苗木的健康生长[17]。本研究根据温州地区的现有条件，在充分利用当地资源的条件下，研究了不同配比对青冈容器苗的生长及品质的影响。结果显示，不同配比的基质理化性质差异十分明显，而研究表明，理化性质如容重、最大持水量和营养元素含量等对苗木的生长发育有着重要影响。不同配方基质理化性状中的容重、最大持水量、有机质含量、速效磷含量、碱解氮含量存在显著差异。不同基质配方对青冈容器苗的高苗、地径、高径比、叶片数、单株干物质重、质量指数等影响显著。随着泥碳土含量的增加，苗木的质量呈升高趋势。基质的容重、pH、速效氮含量是影响青冈栎容器苗生长发育及苗木质量的主要因子。

4号、5号、6号、10号、15号基质在苗高、地径、质量指数、叶片数、干物质重、叶绿素含量、光合生理指标、全氮含量等方面优于其他基质。4号保水性较差，生产成本最高，5号生产成本次之，6号、7号、10号和15号生产成本较低。本研究发现,随着泥炭在基质配方中比重的增加,苗木的质量也呈上升趋势。王月生等[18-19]研究不同基质配比对南方红豆杉容器苗生长的影响，发现泥炭土含量较高的苗木质量较好。同时综合考虑生产成本、容器苗质量以及废弃物利用的难易程度，建议4号、5号和15号基质配方可作为青冈栎容器苗培育基质在生产中推广应用。