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不同基质配比对6种青冈属植物生长的影响

2022-05-06焦雪辉史喜兵申潇潇

山西农业科学 2022年4期
关键词:草炭出苗率树种

焦雪辉,史喜兵,申潇潇

(郑州市农林科学研究所,河南 郑州 450005)

青冈属植物是常绿阔叶珍贵用材树种,在我国有77种及3个变种,分布的北限大致以秦岭—伏牛山南坡—桐柏山北坡—大别山北坡—宁镇山地—上海大金山岛—线为界,垂直分布海拔可达2 400 m,在河南地区伏牛山南部、大别山和桐柏山区海拔500~1 300 m处,分布有个别种。青冈属植物属于珍贵树种资源,2017年版《中国珍贵树种发展名录》中,青冈属占7个。青冈属植物树体高大雄伟、树干端直,是优良的园林绿化树种,同时也是优良的涵养水源及水土保持树种。

目前青冈植物的主要育苗方式为播种育苗,且多采用容器育苗,以保证土壤条件和出苗的整齐度。由不同基质成分及配比所产生的基质化学性质和物理性质的变化,对培育容器苗质量至关重要[1]。吴小林等[2]以地径、生物量及根系发育等指标筛选出了赤皮青冈1年苗最优育苗方案为泥炭∶谷糠体积比6∶4,并增施2.5 kg/m3缓释肥爱贝施。容艳兵等[3]进行了赤皮青冈容器育苗基质筛选试验,结果表明,赤皮青冈容器育苗基质最佳配方为泥炭土∶黄心土∶钙镁磷肥=50∶45∶5。王素娟[4]从节约环保方面出发,以常见农林废弃物的收集、发酵为切入点,研究混合基质配方的理化性质,并结合青冈栎和赤皮青冈在不用基质中的生长情况和生理特性进行分析,筛选出适宜的基质配方,同时比较了露地栽培和轻型基质中生长的青冈栎和赤皮青冈的根系,认为轻型基质配方有利于苗木根系的生长,促进侧根的发育,形成根团。

前人对青冈属植物容器育苗的研究中,一般只针对单一树种,其中以赤皮青冈研究较多,没有对不同树种之间进行对比,也没有对出苗率等指标进行横向比较。本研究采用草炭、椰糠、稻壳炭、珍珠岩、黄心土等为主要原料,以6种青冈属种子为试材,开展轻基质容器育苗试验,以期筛选出适合培育青冈属植物的轻基质配方,为青冈属基质容器苗产业化发展及快速育苗提供技术支持。

1 材料和方法

1.1 试验材料

2019年从江西年珠林场、浙江庆元林场、浙江九龙山等地收集青冈属种子,包括青冈栎(Cyclobalanopsis glauca)、小叶青冈(Cyclobalanopsis myrsinifolia)、细叶青冈(Cyclobalanopsis gracilis)、赤皮青冈(Cyclobalanopsis gilva)、云山青冈(Cyclobalanopsis sessilifolia)、多脉青冈(Cyclobalanopsis multinervis)。挑选大小一致、无病虫害的种子,洗净晾干后备用。试验所用基质原料草炭、椰糠、稻壳炭、珍珠岩,购买自郑州陈砦花卉市场,黄心土来自试验地。

1.2 试验方法

2020年试验在郑州市农林科学研究所中牟试验场南院进行。6种青冈属种子沙藏露白后,配制不同配比的轻基质,同时基质中加入少量多菌灵,将基质混匀后装入无纺布袋(直径7 cm、高12 cm)中,每种基质播种30株,重复3次。试验期间保持充足的水分,每周调换各处理苗位置,以消除边缘效应。6月将幼苗移至阴棚下,10月移回温室。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 基质理化性质的测定 5种原料草炭、椰糠、稻壳炭、珍珠岩、黄心土按体积比共配制了12种基质,配比如表1所示。栽植前测定每种基质容重、总孔隙度、通气孔隙度、持水孔隙度、大小空隙比及p H值。

表1 12种基质配方Tab.1 12 substrate formulations

取已知体积(V)的容器,称得质量为W1,然后将不同处理的风干基质加入容器中,称得质量为W2,用纱布封口,将容器置于水中24 h,取出后去掉纱布称质量为W3,然后将容器倒置,沥干水称得质量为W4[5]。

1.3.2 发芽率及生长指标的测定 自播种60 d后统计发芽率,90 d后每月测量苗高和地径,直至10月底。

1.4 数据分析

利用Excel进行数据统计,分析不同基质理化性质之间的差异、不同基质条件下树种之间出苗率和生长量的的差异。

2 结果与分析

2.1 不同基质理化性质的比较

从表2可以看出,除了4号基质,其他基质均为酸性,5、12号基质酸性较强。10号基质容重最大,可能是因为添加了黄心土的缘故;5号最小,可能是由于椰糠和珍珠岩质量都比较轻。1号基质总孔隙度最大,因此,该基质比较疏松;10号总孔隙度最小,该基质比较坚实。大小孔隙比大部分在(1∶3)~(1∶7),4、9号基质的大小孔隙比较大。

表2 不同基质理化性质测定结果Tab.2 Determination results of physical and chemical properties of different substrates

2.2 不同基质下各树种出苗率的比较

从表3可以看出,青冈栎、小叶青冈、细叶青冈和多脉青冈出苗情况较好,在12种基质栽培条件下出苗率都比较高,平均出苗率达到了90%以上。而且在部分基质中出苗率达到了100%,尤其是细叶青冈,在6种基质中的出苗率均达到了100%。赤皮青冈出苗率最差,平均仅为82.08%。这可能与种子本身特性有关。

表3 不同基质下各树种出苗率比较Tab.3 Emergence rates of various tree species under different substrate conditions %

青冈栎在3号基质条件下出苗率最高,可以达到100%,5、6、8、9、11号基质出苗率均在95%以上。2号基质出苗率最低,出苗率为87.50%。小叶青冈在1、2、7号基质中出苗率均为100%,在11号基质出苗率最低,仅为70%。细叶青冈在6种基质中出苗率均达到了100%,在7号基质出苗率最低,仅为60%。赤皮青冈在6号基质中出苗率最高,为92.5%,在4、7号基质中出苗率最低,均为70%。云山青冈在5号基质中出苗率最高,为100%,在4号基质中出苗率最低,为70%。多脉青冈在1、4、5、6、10号基质中出苗率均高达95%,在8号基质中出苗率最低,为75%。从整体来看,所有树种在5、6号基质的出苗效果都很好,在4号基质出苗效果大部分都较差。由此看出,稻壳炭和珍珠岩的混合基质由于p H值较高,不利于出苗率的提高。酸性混合基质对种子的出苗率影响不大,即使在某些酸性较强的基质中,出苗率亦可达到比较高的数值,有的甚至可以达到100%。

2.3 不同基质对幼苗生长量的影响

从表4可以看出,9月青冈栎、小叶青冈、细叶青冈和赤皮青冈株高长速最快,尤其是赤皮青冈,平均株高增加了1.63 cm。8月云山青冈和多脉青冈株高长速最快,10月所有树种株高几乎不再增加。9月青冈栎、细叶青冈和多脉青冈地径长速最快,尤其是多脉青冈,地径增量达到了0.56 mm,10月小叶青冈和赤皮青冈地径增量最大。由此可见,6种青冈属植物株高快速生长期集中在8、9月,地径快速生长期集中在9、10月。

表4 各树种在所有基质中平均生长量增量Tab.4 Average growth increment of each tree species i n all substrates

从图1、表5可以看出,除多脉青冈外,其他树种在1号基质条件下株高和地径生长总量最高,4号基质生长总量最低。在4号基质中平均长速和生长总量均最慢,这与出苗率结果基本一致,说明稻壳炭和珍珠岩混合基质无论对出苗率还是幼苗生长速度效果均比较差,另一方面也与基质p H值有关,4号基质p H值太高,基质呈强碱性,尽管对出苗效果影响不大,但是对幼苗生长产生了严重影响。青冈栎在8号基质中株高和地径平均月增量均最高,分别为1.20 cm和0.42 mm,其中,株高月增量明显高于其他基质,地径月增量差异不明显。小叶青冈在1号基质中株高月增量最高,为1.26 cm,且明显高于其他基质,在2号基质中地径月增量最高,为0.48 mm,但与1号基质差异不明显。细叶青冈在1号基质中株高和地径平均月增量均最高,分别为0.72 cm和0.40 mm。赤皮青冈在1号基质中株高和地径平均月增量均最高,分别为2.05 cm和0.53 mm,均明显高于其他基质,其中,株高平均月增量为所有树种中最高。从柱状图可以看出,赤皮青冈7、8、9月在1号基质中株高长速均较快,10月基本停止生长。云山青冈在1号基质中株高平均月增量最高,为1.19 cm,且明显高于其他基质,在8号基质中地径增量最高,为0.38 mm,且明显高于其他基质。多脉青冈在3号基质中株高月增量最高,为1.08 cm,且明显高于其他基质,在4号基质中地径增量最高,为0.46 mm,与10、11、12号基质差异不明显,与其他基质间差异较明显,其他基质间差异不明显,可能是多脉青冈可以适应pH值较高的基质。结合表5可以看出,1、8号基质对于青冈属植物生长促进作用明显,这2种基质中均含有草炭和椰糠,它们按一定比例混合后有助于植物快速生长。

以所有树种长速都较快的1号基质为例,分析不同树种的生长情况。由表5可知,赤皮青冈株高和地径平均长速均最快,且显著快于其他树种;细叶青冈株高长速最慢,多脉青冈次之。云山青冈地径长速最慢,多脉青冈次之。

表5 不同基质对6个树种生长总量的影响Tab.5 Effects of different substrates on total growth of six tree species

3 结论与讨论

基质筛选是优质苗木培育的关键[1]。良好的育苗基质能给苗木提供生长所需的养分和氧气,其种类、成分及含量较土壤更利于植株生长[6]。我国轻基质容器育苗技术开始发展并取得了一定的成绩,前人先后对桉树、白皮松、西南桦、湿地松、马尾松等轻基质网袋育苗进行了研究[7-12]。在容器育苗中,育苗基质的选择起到关键作用。研究表明,不同苗木对所需的育苗基质配比不同,不同的轻基质配比对苗木各项生长、生理指标的影响差异显著[13-17]。董娇等[18]研究了4种不同基质对油松容器苗苗高、地径、冠幅、生物量等的影响。黄红丽[19]探讨了不同容器和基质处理对乔木胸径和冠幅的影响,认为增加有机肥施用量能够有效促进苗木地上部分的生长量。本研究选用的草炭、椰糠、稻壳炭、珍珠岩都有其各自的特点。草炭成分保持了植物纤维的基本结构,通气性高且不易降解。椰糠本身具有良好的孔隙结构和较强的保水能力,具有复杂而优良的物理化学吸收能力和较强的缓冲作用。稻壳炭能增加钾素,使土壤疏松、透气、颜色变深,多吸收太阳热能,提高土温。珍珠岩可以使基质变得疏松透气,使根部能正常呼吸,同时还可以吸收水肥、保水保肥。容重、总孔隙度和大小孔隙比是反映基质物理性质的几个重要指标。容重大小与基质粒径和总孔隙度有关,容重过大,说明基质过于紧实,虽然持水性较好,但通气性较差;容重过小,说明基质过于疏松,虽然通气性较好,但持水性较差,根系易漂浮。一般基质容重在0.1~0.2 g/cm3植物栽培效果较好。本研究中除草炭∶珍珠岩∶黄心土(体积比5∶3∶2)基质容重较高外,其他均在范围内。总孔隙度反映了基质的孔隙状况,总孔隙度大说明基质较轻、较疏松,有利于植物根系生长但锚定植物效果较差;反之则基质较重、坚实,水分和空气容纳量小,不利于根系伸展。总孔隙度一般要求在54%~96%即可。本研究中所有基质总孔隙度均在范围内。大小孔隙比反映的是基质中气和水的状态,大说明空气容量大而持水量小,贮水力弱但通透性强,小则反之。大小孔隙比一般在(1∶1.5)~(1∶4)为宜。本研究中部分基质大小孔隙比略高于此范围,但大部分都差异不大。

不同基质的营养元素含量、通气持水性、pH值等各不相同,为避免单一基质造成的透水透气性能差、营养元素缺乏等问题,往往使用几种基质配比而成的混合基质。本研究中各混合基质对6种青冈属植物的出苗率影响并不显著,不同基质栽培条件下大部分树种出苗率均比较高。一方面可能因为所有种子均是在休眠解除萌芽后再播种到基质中,生根后再播种在一定程度上提高了出苗率;另一方面所挑选种子质量佳且大小一致,也保证了出苗效果。

苗木的生长主要体现在株高、地径的增长上[20]。本研究中测定了幼苗生长量,发现不同基质对生长速度影响极大。其中,大部分树种在草炭∶椰糠体积比为7∶3混合基质中生长速度最快,在稻壳炭∶珍珠岩体积比为7∶3混合基质中生长速度最慢。从基质理化性质分析来看,草炭∶椰糠体积比为7∶3混合基质的pH值6.2,与青冈属植物在自然生长环境中的p H值相近,椰糠质地疏松、草炭营养成分含量丰富,该混合基质的其他物理指标都在相对合理的范围内,幼苗根系长期处于适宜的土壤环境中,既有利于根的生长又可以促进根对水肥的吸收。吴小林等[2]研究中筛选出赤皮青冈1年苗最佳配比基质为泥炭∶谷糠(6∶4),认为较高的泥炭比例(70%)的配比基质其饱和持水率大、透气性差,不利于赤皮青冈容器苗根系的发育,与本研究中有差异,一方面可能因为其所用的1年苗与播种苗有差异,另一方面可能因为椰糠和谷糠成分有所不同,致使基质性质发生变化。而稻壳炭∶珍珠岩体积比7∶3混合基质的p H值为9.2,碱性较强,不利于根系生长,且稻壳炭吸水后致使基质变得更加紧实,降低了基质的透气性,不利于根的呼吸,因而对幼苗的生长有抑制作用。

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