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降香黄檀工厂化育苗轻基质筛选试验

2015-12-21贾宏炎蒙彩兰

中南林业科技大学学报 2015年11期
关键词:心土黄檀锯末

贾宏炎,黎 明,曾 冀,蒙彩兰

( 中国林业科学研究院 热带林业实验中心,广西 凭祥 532600)

降香黄檀工厂化育苗轻基质筛选试验

贾宏炎,黎 明,曾 冀,蒙彩兰

( 中国林业科学研究院 热带林业实验中心,广西 凭祥 532600)

将沤制松树皮、沤制锯末和炭化松树皮及黄心土4种材料按照不同组合与配比制成12种轻基质配方,用于降香黄檀网袋容器育苗试验,依据苗木出圃率、苗高、地径、生物量以及基质成本等指标对其育苗成效进行综合评价,旨在筛选出适合降香黄檀苗木培育的轻基质配方。结果表明:不同配方间苗木出圃率、苗高、地径、地上和地下生物量均存在极显著差异(P<0.01);依据苗木出圃率、生长指标以及育苗成本进行综合评价可知,含有松树皮和黄心土的配方12、11和10育苗效果最好,其次是含有沤制松树皮和炭化松树皮的配方5、4,这些基质育苗效果好与其持水量适中有关;含有较多锯末的配方3、8和9育苗效果最差。由于配方12和11因黄心土比例过大不利于轻基质网袋的灌装加工以及配方5因炭化松树皮成本较高,建议采用配方10(沤制松树皮90%+黄心土10%)、配方4(沤制松树皮75%+炭化松树皮25%)2种混合基质进行降香黄檀苗木工厂化生产。若选用有锯末的配方基质,其添加比例不宜超过20%。

降香黄檀;工厂化育苗;轻基质;筛选试验

降香黄檀Dalbergia odorifera又称花梨木、黄花梨,为蝶形花科黄檀属半落叶乔木,自然分布于我国海南,广东、广西、福建、云南等地相继引种成功[1-2]。降香黄檀不仅木材坚硬,是制作名贵家具、雕刻、美工装饰品的上等用材,而且从其木材提取的降香油具有降血压、血脂、止血、止痛的功效,亦可作香料中的定香剂[3]。由于降香黄檀木材极为珍贵,市场上供不应求,而其野生资源已近枯竭[4],近几年来热带、南亚热带地区掀起了其人工林的发展高潮,年苗木需求量逾千万株,降香黄檀已成为该地区重点发展的珍贵树种之一。

尽管降香黄檀萌芽能力强,生产上有人采用培育裸根苗截干造林方式,然而因其造林效果受季节影响大,绝大多数采用容器苗造林。基质选择及其配比是容器育苗成功与否的关键,一直成为容器育苗技术研究的重点[5]。轻基质网袋容器育苗与传统基质容器育苗相比,其具有基质重量轻、容器小,可进行空气修根,适合工厂化生产[6-7],及易运输、造林效果好等优点,已在多个树种上得到应用[8-11]。近年来,陈海军等[12]将泥炭以及锯末、谷壳等农林废弃物应用于降香黄檀轻基质网袋容器苗生产,何琴飞等[13]采用黄心土、椰糠、泥炭、塘泥等配置多种类型基质,筛选降香黄檀容器苗的适宜基质配方。这些研究或因采用不可再生资源泥炭而成本偏高,或因黄心土比例过大难以应用于工厂化生产。本试验采用沤制松树皮、沤制锯末和炭化松树皮及黄心土4种基质材料,配置12种轻基质配方开展降香黄檀育苗试验,依据幼苗生长表现评价其育苗效果, 筛选出适合的轻基质配方应用于降香黄檀苗木的工厂化生产,为其人工林大规模发展提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 苗圃地概况

试验圃地位于中国林科院热带林业实验中心(以下简称“热林中心”) 林木种苗示范基地,属南亚热带季风气候,终年温暖湿润,年平均气温21.5℃,极端最高温39.8℃,极端最低温-1.5℃,≥10℃的积温6 000~7 600℃,全年日照时数1 218~1 620 h,年降雨量1 200~1 400 mm,干湿季节明显,4~9月份为雨季,相对湿度约80%。

1.2 试验材料与育苗管理

降香黄檀种子采自热林中心石山树木园。松树皮、黄心土和锯末采集于本单位林区或附近木材加工厂,黄心土需经过筛处理,其它轻基质材料采用参考文献[14]的方法处理,按表1中的配方制成口径4.5 cm、长10 cm的轻基质网袋容器,装入塑料育苗盘待用。每个育苗盘内有54个圆柱形框架,可对所育苗木进行空气修根,亦可防止苗木间出现串根现象。

表1 参试轻基质配方的组分及其配比(体积比)Table 1 Components and the ratios of tested media formulations (volume ratio)

播种前将沙床和种子进行消毒。播种前1 d,用清水浸种24 h。于2013年3月上旬将种子均匀撒播于平整的沙床上,再覆沙1.5~2 cm。保持苗床湿润,约10 d开始发芽。3月下旬待子叶完全展开时移栽至轻基质网袋容器,采用人工雾状喷淋,具体每次喷淋时间及次数,视天气状况和基质湿度而定。每隔10 d施氮肥或复合肥1次,浓度为3 000~8 000 mg/L,施肥浓度逐渐加大。其它措施与常规育苗类似。

1.3 试验设计与铺设

试验采用随机区组设计,按不同基质组合及其配比共设置4组12 个轻基质配方(见表1),4次重复,每小区54株,即每个小区1盘。

1.4 苗木生长指标观测

2013年12月中旬测定苗高和地径,每个小区测50株幼苗,根据其平均苗高和地径,选取5株平均大小的苗木调查生物量。出圃率依据总体苗高、地径的均值及其标准差,参照平均值减1个标准差法[15],确定出圃苗木生长指标的分界值,统计并计算出圃率。在此研究中,苗高和地径均分别大于或等于27.5 cm和4.5 mm的幼苗即达到出圃要求。

1.5 基质理化性质的测定

对于每种配方的基质,每次从制作的基质肠中随机截取5小段,每小段长为40 cm,重复5次,即每种配方基质取5个样,待晾干后测定其理化性质。基质物理性质的测定方法参照文献[16],采用烘干法测定容重,采用吸水法和浸水法测算出相应的毛管孔隙度、总孔隙度、非毛管孔隙度、最大持水量等。基质化学性质的测定采用常规方法[17],首先按风干基质与蒸馏水之比1∶5(W∶V)混合,振荡40 min,过滤后获得基质浸提液,然后分别应用PHS-3C型pH计和DDS-11A 数显电导仪测定浸提液的pH值和电导率;有机质用重铬酸钾氧化-外加热法测定,水解氮用扩散法测定,速效磷用盐酸-硫酸浸提法测定,速效钾用乙酸铵浸提-原子吸收法测定。具体结果见表2。

表2 参试轻基质的理化性质Table 2 Physical and chemical properties of tested light matrix

1.6 数据处理与分析

应用SPSS16.0软件进行数据处理与分析,对各项指标进行方差分析及Duncan多重比较,幼苗出圃率进行反正弦转换后进行方差分析。根据上述生长指标,应用布雷金多性状综合评定法对各基质配方进行综合评价[18]。

2 结果与分析

2.1 轻基质配方对降香黄檀幼苗出圃率的影响

不同轻基质配方之间降香黄檀幼苗出圃率差异极显著(P<0.01,下同)。从表3看出,配方1、4、5、6、10、11、12的苗木出圃率较高,均超过80%,且这些配方间苗木出圃率差异不显著;其次为配方2、3和7,其出圃率显著低于12号配方,但与上述其他配方差异不显著;而配方8和9的苗木出圃率均在60%以下,显著低于其它基质配方。比较每个组内各配方间出圃率差异可以看出,对于组I、II和IV,其3个配方间苗木出圃率均差异不显著,而组III的3个配方间差异显著,即随着沤制锯末比例的增大,其苗木出圃率显著减小。

2.2 轻基质配方对降香黄檀幼苗生长的影响

不同轻基质配方对降香黄檀苗高和地径生长均具有极显著的影响。以配方10、11和12的苗高最大,其次为配方4、5,而配方3、8和9的苗高最小,显著低于其它基质配方;地径则以配方12为最大,显著高于其它基质配方,其次为配方4、5、6、10、11,配方3、8和9地径最小(见表3)。组内各配方比较,对于组I和III,其3个配方间苗高和地径均差异显著,苗高和地径随着沤制锯末比例的增加而递减;组II的3个配方间苗高和地径均差异不显著;而组IV的3个配方间苗高差异不显著,地径差异显著,地径随着黄心土比例的增加而递增。

各轻基质配方间苗木地上生物量和地下生物量均存在极显著差异。地上生物量和地下生物量以配方11和12最大,配方1、4、5、6、10次之,配方3、8、9的地上生物量和地下生物量均最小(见表3)。分析各组内配方间生物量的差异可知,组II和IV的3个配方间地上和地下生物量均差异不显著;组III的3个配方间差异显著,而组I的3个配方间地上生物量差异显著,地下生物量差异不显著;组I和III的生物量均随着沤制锯末比例的增加而递减。

表3 12种轻基质配方间降香黄檀幼苗出圃率和生长差异†Table 3 Qualified seedling rate and growth differences of 12 kinds of media formulations of D.odorifera

2.3 轻基质生产的成本对比分析

依据目前市场价,沤制松树皮、炭化松树皮、沤制锯末、黄心土的价格分别为130、260、90和50元/m3,统一按照1 m3基质生产4000个网带容器,相应的网袋、水电、消毒液和人工等其他费用为130元/m3,计算得出各基质配方的生产成本(见表4)。从表4可以看出,轻基质网袋容器的生产成本以配方6为最高,其次为配方5和配方3,配方9的成本为最低,仅为配方6的64.4%。在轻基质网袋容器生产过程中注意到,配方11和12 (黄心土比例分别为20%和30%)的基质生产效率均低于其他基质配方,其主要原因是这两个配方中添加黄心土比例过大,增加了基质的紧实度,导致容器灌装机的下料螺杆旋转速率减慢或受阻,从而影响了基质生产的效率。

表4 12种配方的轻基质生产成本核算†Table 4 Production cost accounting for light matrix with 12 kinds of formula

2.4 轻基质配方间降香黄檀育苗效果的综合比较

根据苗木出圃率、生长指标与成本,应用布雷金综合评定法对各基质配方的育苗效果进行综合评价。具体方法是:首先在12个基质配方中找出每个性状的最大值,然后将该性状在所有基质配方中相应的数值除以最大值得到标准化值,求算各性状此值之和的平方根,即为综合评价值,其值越大,说明该基质配方的育苗效果越好,反之则越差。由于出圃率和生长指标是越高越好,而实际成本是越低越好,为了便于比较,将实际成本求倒数后再进行上述计算。由表5可知,配方12、11和10的育苗效果最好,其次为配方5和4,配方3、8和9的育苗效果最差。

表5 12种轻基质配方降香黄檀网袋容器苗的综合评价Table 5 Evaluation on 12 kinds of media formulation D.odorifera net bag container seedlings

3 结论与讨论

以往有关降香黄檀轻基质育苗研究中,陈海军等[12]采用锯末35% + 炭化锯末15% + 泥炭 30%+ 炭化谷壳 20% 的基质培育降香黄檀1年生容器苗,85%以上的苗木地径和高分别在0.5 cm和30cm以上,取得了较好的育苗效果,然而泥炭为不可再生资源,而且成本高。本试验利用南方资源丰富的松树皮、锯末和黄心土,经适当加工作为基质材料培育降香黄檀苗木,培育约9个月的苗木,大部分轻基质配方处理的出圃率即达80%以上,尤其是配方10、11、12和4的出圃率均在83%以上,而且综合评价排名靠前,这些基质配方中松树皮所占比例均超过70%,说明松树皮可代替泥炭作为降香黄檀育苗基质。

根据苗木出圃率、生长指标以及育苗成本的综合评价结果,组IV和II轻基质的育苗效果明显优于其他两组。组IV中的配方12、11和10的综合育苗效果位列前3,其苗高、地径、生物量等生长表现最佳,而且苗木出圃率最高,说明松树皮添加适量黄心土对降香黄檀苗木生长有利。从其高电导率可以看出,添加黄心土增加了阳离子交换量,可能补充了矿物质,特别是微量元素,从而有效促进降香黄檀苗木生长。组II中的3个配方处理均为沤制松树皮和炭化松树皮的混合基质,其基质持水量亦适中,取得了较好的育苗效果。可能由于炭化松树皮的成本高,而配方6炭化松树皮的比例大,以致配方5和4的综合育苗效果分列第4和5位,而配方6降至第7位。组I和III中的配方处理均掺有沤制锯末,育苗成效随着锯末比例的增大而下降,以配方3(沤制松树皮25%+炭化松树皮45%+沤制锯末30%)、8(沤制松树皮50%+沤制锯末50%)和配方9(沤制松树皮25%+沤制锯末75%)的育苗效果最差。这些基质尽管容重均较轻,非毛管孔隙度大,但淋水后基质持水量过高,不利于根部的气体交换,进而影响根系生长及养分吸收,导致降香黄檀苗木生长不良,这与金国庆等对香樟等3种乡土阔叶树种[19-20]的研究结果一致。因此,培育降香黄檀网袋容器苗,若用松树皮和锯末,其掺入锯末的比例不宜超过20%。

综上所述,降香黄檀育苗效果最好的轻基质配方为配方12、11和10,其次为配方5和4。尽管如此,考虑到基质灌装时配方12和11的基质由于黄心土比例过大,容易导致机器出现故障,影响生产效率,而配方5的基质成本偏高,且出圃率低于配方4,因此从苗木质量和基质成本及机械化操作等方面综合考虑,建议在降香黄檀工厂化育苗时采用配方10(沤制松树皮90%+黄心土10%)和配方4(沤制松树皮75%+炭化松树皮25%)2种基质。

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Screening tests on light growing media for industrial container seedling of Dalbergia odorifera

JIA Hong-yan, LI Ming, ZENG Ji, MENG Cai-lan
(Experimental Center of Tropical Forestry, Chinese Academy of Forestry, Pingxiang 532600, Guangxi, China)

Twelve kinds of light growing media were prepared in accordance with different combinations and ratios, with four sorts of materials (composted pine bark, sawdust, charred pine bark and forest soil). In order to screen suitable light matrix formula for Dalbergia odorifera T. seedling cultivation, the mesh bag and container seedling tests of D.odorifera were carried out with the twelve prepared light growing media. The seedling raising efficiency was comprehensively evaluated by taking qualified seedling rate, seedling height,ground diameter, biomass and substrate cost into account. The results show that among different formulation treatments, there existed very significant differences in percentage of out planted seedlings, seedling height, root collar diameter and above-ground biomass and under-ground biomass (P<0.01); Comprehensively taking above factors into consideration, the nursery effects of medium No.12 (v/v, 70% retting pine bark + 30% soil), No.11 (v/v, 80% retting pine bark + 20% soil) and No.10 (v/v, 90% retting pine bark and 10% soil)were the best, followed by medium No.5 and No.4, this resulted from suitable water conservation of these media; Medium No.3, No.8 and No.9 containing much sawdust had the poorest production of seedlings. The medium No.12 and No.11 were unfavorable for filling and processing light matrix mesh bag due to large proportion yellow soil, and the medium No.5 had higher cost due to higher price of charred pine bark, so the medium No.10 and No.4 were recommended for industrial production of D. odorifera container seedlings. And when sawdust was used as light medium for growing seedlings of this tree species, its ratio should not be more than 20%.

Dalbergia odorifera T. Chen; industrial container seedling; light growing media; screening test

S79.05

A

1673-923X(2015)11-0074-06

10.14067/j.cnki.1673-923x.2015.11.014

2015-01-10

中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目(CAEYBB2012048)

贾宏炎,高级工程师;E-mail:rlzxjhy@163.com

贾宏炎,黎 明,曾 冀,等.降香黄檀工厂化育苗轻基质筛选试验[J].中南林业科技大学学报, 2015, 35(11): 74-79.

致谢:承蒙曾杰研究员指导试验方案并审阅全文,特致谢忱!

[本文编校:吴 毅]

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