賈宏炎,黎 明,曾 冀,蒙彩蘭
( 中國林業(yè)科學研究院 熱帶林業(yè)實驗中心,廣西 憑祥 532600)
降香黃檀工廠化育苗輕基質(zhì)篩選試驗
賈宏炎,黎 明,曾 冀,蒙彩蘭
( 中國林業(yè)科學研究院 熱帶林業(yè)實驗中心,廣西 憑祥 532600)
將漚制松樹皮、漚制鋸末和炭化松樹皮及黃心土4種材料按照不同組合與配比制成12種輕基質(zhì)配方,用于降香黃檀網(wǎng)袋容器育苗試驗,依據(jù)苗木出圃率、苗高、地徑、生物量以及基質(zhì)成本等指標對其育苗成效進行綜合評價,旨在篩選出適合降香黃檀苗木培育的輕基質(zhì)配方。結(jié)果表明:不同配方間苗木出圃率、苗高、地徑、地上和地下生物量均存在極顯著差異(P<0.01);依據(jù)苗木出圃率、生長指標以及育苗成本進行綜合評價可知,含有松樹皮和黃心土的配方12、11和10育苗效果最好,其次是含有漚制松樹皮和炭化松樹皮的配方5、4,這些基質(zhì)育苗效果好與其持水量適中有關(guān);含有較多鋸末的配方3、8和9育苗效果最差。由于配方12和11因黃心土比例過大不利于輕基質(zhì)網(wǎng)袋的灌裝加工以及配方5因炭化松樹皮成本較高,建議采用配方10(漚制松樹皮90%+黃心土10%)、配方4(漚制松樹皮75%+炭化松樹皮25%)2種混合基質(zhì)進行降香黃檀苗木工廠化生產(chǎn)。若選用有鋸末的配方基質(zhì),其添加比例不宜超過20%。
降香黃檀;工廠化育苗;輕基質(zhì);篩選試驗
降香黃檀Dalbergia odorifera又稱花梨木、黃花梨,為蝶形花科黃檀屬半落葉喬木,自然分布于我國海南,廣東、廣西、福建、云南等地相繼引種成功[1-2]。降香黃檀不僅木材堅硬,是制作名貴家具、雕刻、美工裝飾品的上等用材,而且從其木材提取的降香油具有降血壓、血脂、止血、止痛的功效,亦可作香料中的定香劑[3]。由于降香黃檀木材極為珍貴,市場上供不應(yīng)求,而其野生資源已近枯竭[4],近幾年來熱帶、南亞熱帶地區(qū)掀起了其人工林的發(fā)展高潮,年苗木需求量逾千萬株,降香黃檀已成為該地區(qū)重點發(fā)展的珍貴樹種之一。
盡管降香黃檀萌芽能力強,生產(chǎn)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節(jié)影響大,絕大多數(shù)采用容器苗造林?;|(zhì)選擇及其配比是容器育苗成功與否的關(guān)鍵,一直成為容器育苗技術(shù)研究的重點[5]。輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器育苗與傳統(tǒng)基質(zhì)容器育苗相比,其具有基質(zhì)重量輕、容器小,可進行空氣修根,適合工廠化生產(chǎn)[6-7],及易運輸、造林效果好等優(yōu)點,已在多個樹種上得到應(yīng)用[8-11]。近年來,陳海軍等[12]將泥炭以及鋸末、谷殼等農(nóng)林廢棄物應(yīng)用于降香黃檀輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器苗生產(chǎn),何琴飛等[13]采用黃心土、椰糠、泥炭、塘泥等配置多種類型基質(zhì),篩選降香黃檀容器苗的適宜基質(zhì)配方。這些研究或因采用不可再生資源泥炭而成本偏高,或因黃心土比例過大難以應(yīng)用于工廠化生產(chǎn)。本試驗采用漚制松樹皮、漚制鋸末和炭化松樹皮及黃心土4種基質(zhì)材料,配置12種輕基質(zhì)配方開展降香黃檀育苗試驗,依據(jù)幼苗生長表現(xiàn)評價其育苗效果, 篩選出適合的輕基質(zhì)配方應(yīng)用于降香黃檀苗木的工廠化生產(chǎn),為其人工林大規(guī)模發(fā)展提供技術(shù)支撐。
試驗圃地位于中國林科院熱帶林業(yè)實驗中心(以下簡稱“熱林中心”) 林木種苗示范基地,屬南亞熱帶季風氣候,終年溫暖濕潤,年平均氣溫21.5℃,極端最高溫39.8℃,極端最低溫-1.5℃,≥10℃的積溫6 000~7 600℃,全年日照時數(shù)1 218~1 620 h,年降雨量1 200~1 400 mm,干濕季節(jié)明顯,4~9月份為雨季,相對濕度約80%。
降香黃檀種子采自熱林中心石山樹木園。松樹皮、黃心土和鋸末采集于本單位林區(qū)或附近木材加工廠,黃心土需經(jīng)過篩處理,其它輕基質(zhì)材料采用參考文獻[14]的方法處理,按表1中的配方制成口徑4.5 cm、長10 cm的輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器,裝入塑料育苗盤待用。每個育苗盤內(nèi)有54個圓柱形框架,可對所育苗木進行空氣修根,亦可防止苗木間出現(xiàn)串根現(xiàn)象。
表1 參試輕基質(zhì)配方的組分及其配比(體積比)Table 1 Components and the ratios of tested media formulations (volume ratio)
播種前將沙床和種子進行消毒。播種前1 d,用清水浸種24 h。于2013年3月上旬將種子均勻撒播于平整的沙床上,再覆沙1.5~2 cm。保持苗床濕潤,約10 d開始發(fā)芽。3月下旬待子葉完全展開時移栽至輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器,采用人工霧狀噴淋,具體每次噴淋時間及次數(shù),視天氣狀況和基質(zhì)濕度而定。每隔10 d施氮肥或復合肥1次,濃度為3 000~8 000 mg/L,施肥濃度逐漸加大。其它措施與常規(guī)育苗類似。
試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計,按不同基質(zhì)組合及其配比共設(shè)置4組12 個輕基質(zhì)配方(見表1),4次重復,每小區(qū)54株,即每個小區(qū)1盤。
2013年12月中旬測定苗高和地徑,每個小區(qū)測50株幼苗,根據(jù)其平均苗高和地徑,選取5株平均大小的苗木調(diào)查生物量。出圃率依據(jù)總體苗高、地徑的均值及其標準差,參照平均值減1個標準差法[15],確定出圃苗木生長指標的分界值,統(tǒng)計并計算出圃率。在此研究中,苗高和地徑均分別大于或等于27.5 cm和4.5 mm的幼苗即達到出圃要求。
對于每種配方的基質(zhì),每次從制作的基質(zhì)腸中隨機截取5小段,每小段長為40 cm,重復5次,即每種配方基質(zhì)取5個樣,待晾干后測定其理化性質(zhì)?;|(zhì)物理性質(zhì)的測定方法參照文獻[16],采用烘干法測定容重,采用吸水法和浸水法測算出相應(yīng)的毛管孔隙度、總孔隙度、非毛管孔隙度、最大持水量等?;|(zhì)化學性質(zhì)的測定采用常規(guī)方法[17],首先按風干基質(zhì)與蒸餾水之比1∶5(W∶V)混合,振蕩40 min,過濾后獲得基質(zhì)浸提液,然后分別應(yīng)用PHS-3C型pH計和DDS-11A 數(shù)顯電導儀測定浸提液的pH值和電導率;有機質(zhì)用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測定,水解氮用擴散法測定,速效磷用鹽酸-硫酸浸提法測定,速效鉀用乙酸銨浸提-原子吸收法測定。具體結(jié)果見表2。
表2 參試輕基質(zhì)的理化性質(zhì)Table 2 Physical and chemical properties of tested light matrix
應(yīng)用SPSS16.0軟件進行數(shù)據(jù)處理與分析,對各項指標進行方差分析及Duncan多重比較,幼苗出圃率進行反正弦轉(zhuǎn)換后進行方差分析。根據(jù)上述生長指標,應(yīng)用布雷金多性狀綜合評定法對各基質(zhì)配方進行綜合評價[18]。
不同輕基質(zhì)配方之間降香黃檀幼苗出圃率差異極顯著(P<0.01,下同)。從表3看出,配方1、4、5、6、10、11、12的苗木出圃率較高,均超過80%,且這些配方間苗木出圃率差異不顯著;其次為配方2、3和7,其出圃率顯著低于12號配方,但與上述其他配方差異不顯著;而配方8和9的苗木出圃率均在60%以下,顯著低于其它基質(zhì)配方。比較每個組內(nèi)各配方間出圃率差異可以看出,對于組I、II和IV,其3個配方間苗木出圃率均差異不顯著,而組III的3個配方間差異顯著,即隨著漚制鋸末比例的增大,其苗木出圃率顯著減小。
不同輕基質(zhì)配方對降香黃檀苗高和地徑生長均具有極顯著的影響。以配方10、11和12的苗高最大,其次為配方4、5,而配方3、8和9的苗高最小,顯著低于其它基質(zhì)配方;地徑則以配方12為最大,顯著高于其它基質(zhì)配方,其次為配方4、5、6、10、11,配方3、8和9地徑最小(見表3)。組內(nèi)各配方比較,對于組I和III,其3個配方間苗高和地徑均差異顯著,苗高和地徑隨著漚制鋸末比例的增加而遞減;組II的3個配方間苗高和地徑均差異不顯著;而組IV的3個配方間苗高差異不顯著,地徑差異顯著,地徑隨著黃心土比例的增加而遞增。
各輕基質(zhì)配方間苗木地上生物量和地下生物量均存在極顯著差異。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?。ㄒ姳?)。分析各組內(nèi)配方間生物量的差異可知,組II和IV的3個配方間地上和地下生物量均差異不顯著;組III的3個配方間差異顯著,而組I的3個配方間地上生物量差異顯著,地下生物量差異不顯著;組I和III的生物量均隨著漚制鋸末比例的增加而遞減。
表3 12種輕基質(zhì)配方間降香黃檀幼苗出圃率和生長差異?Table 3 Qualified seedling rate and growth differences of 12 kinds of media formulations of D.odorifera
依據(jù)目前市場價,漚制松樹皮、炭化松樹皮、漚制鋸末、黃心土的價格分別為130、260、90和50元/m3,統(tǒng)一按照1 m3基質(zhì)生產(chǎn)4000個網(wǎng)帶容器,相應(yīng)的網(wǎng)袋、水電、消毒液和人工等其他費用為130元/m3,計算得出各基質(zhì)配方的生產(chǎn)成本(見表4)。從表4可以看出,輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器的生產(chǎn)成本以配方6為最高,其次為配方5和配方3,配方9的成本為最低,僅為配方6的64.4%。在輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器生產(chǎn)過程中注意到,配方11和12 (黃心土比例分別為20%和30%)的基質(zhì)生產(chǎn)效率均低于其他基質(zhì)配方,其主要原因是這兩個配方中添加黃心土比例過大,增加了基質(zhì)的緊實度,導致容器灌裝機的下料螺桿旋轉(zhuǎn)速率減慢或受阻,從而影響了基質(zhì)生產(chǎn)的效率。
表4 12種配方的輕基質(zhì)生產(chǎn)成本核算?Table 4 Production cost accounting for light matrix with 12 kinds of formula
根據(jù)苗木出圃率、生長指標與成本,應(yīng)用布雷金綜合評定法對各基質(zhì)配方的育苗效果進行綜合評價。具體方法是:首先在12個基質(zhì)配方中找出每個性狀的最大值,然后將該性狀在所有基質(zhì)配方中相應(yīng)的數(shù)值除以最大值得到標準化值,求算各性狀此值之和的平方根,即為綜合評價值,其值越大,說明該基質(zhì)配方的育苗效果越好,反之則越差。由于出圃率和生長指標是越高越好,而實際成本是越低越好,為了便于比較,將實際成本求倒數(shù)后再進行上述計算。由表5可知,配方12、11和10的育苗效果最好,其次為配方5和4,配方3、8和9的育苗效果最差。
表5 12種輕基質(zhì)配方降香黃檀網(wǎng)袋容器苗的綜合評價Table 5 Evaluation on 12 kinds of media formulation D.odorifera net bag container seedlings
以往有關(guān)降香黃檀輕基質(zhì)育苗研究中,陳海軍等[12]采用鋸末35% + 炭化鋸末15% + 泥炭 30%+ 炭化谷殼 20% 的基質(zhì)培育降香黃檀1年生容器苗,85%以上的苗木地徑和高分別在0.5 cm和30cm以上,取得了較好的育苗效果,然而泥炭為不可再生資源,而且成本高。本試驗利用南方資源豐富的松樹皮、鋸末和黃心土,經(jīng)適當加工作為基質(zhì)材料培育降香黃檀苗木,培育約9個月的苗木,大部分輕基質(zhì)配方處理的出圃率即達80%以上,尤其是配方10、11、12和4的出圃率均在83%以上,而且綜合評價排名靠前,這些基質(zhì)配方中松樹皮所占比例均超過70%,說明松樹皮可代替泥炭作為降香黃檀育苗基質(zhì)。
根據(jù)苗木出圃率、生長指標以及育苗成本的綜合評價結(jié)果,組IV和II輕基質(zhì)的育苗效果明顯優(yōu)于其他兩組。組IV中的配方12、11和10的綜合育苗效果位列前3,其苗高、地徑、生物量等生長表現(xiàn)最佳,而且苗木出圃率最高,說明松樹皮添加適量黃心土對降香黃檀苗木生長有利。從其高電導率可以看出,添加黃心土增加了陽離子交換量,可能補充了礦物質(zhì),特別是微量元素,從而有效促進降香黃檀苗木生長。組II中的3個配方處理均為漚制松樹皮和炭化松樹皮的混合基質(zhì),其基質(zhì)持水量亦適中,取得了較好的育苗效果。可能由于炭化松樹皮的成本高,而配方6炭化松樹皮的比例大,以致配方5和4的綜合育苗效果分列第4和5位,而配方6降至第7位。組I和III中的配方處理均摻有漚制鋸末,育苗成效隨著鋸末比例的增大而下降,以配方3(漚制松樹皮25%+炭化松樹皮45%+漚制鋸末30%)、8(漚制松樹皮50%+漚制鋸末50%)和配方9(漚制松樹皮25%+漚制鋸末75%)的育苗效果最差。這些基質(zhì)盡管容重均較輕,非毛管孔隙度大,但淋水后基質(zhì)持水量過高,不利于根部的氣體交換,進而影響根系生長及養(yǎng)分吸收,導致降香黃檀苗木生長不良,這與金國慶等對香樟等3種鄉(xiāng)土闊葉樹種[19-20]的研究結(jié)果一致。因此,培育降香黃檀網(wǎng)袋容器苗,若用松樹皮和鋸末,其摻入鋸末的比例不宜超過20%。
綜上所述,降香黃檀育苗效果最好的輕基質(zhì)配方為配方12、11和10,其次為配方5和4。盡管如此,考慮到基質(zhì)灌裝時配方12和11的基質(zhì)由于黃心土比例過大,容易導致機器出現(xiàn)故障,影響生產(chǎn)效率,而配方5的基質(zhì)成本偏高,且出圃率低于配方4,因此從苗木質(zhì)量和基質(zhì)成本及機械化操作等方面綜合考慮,建議在降香黃檀工廠化育苗時采用配方10(漚制松樹皮90%+黃心土10%)和配方4(漚制松樹皮75%+炭化松樹皮25%)2種基質(zhì)。
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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
中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項資金項目(CAEYBB2012048)
賈宏炎,高級工程師;E-mail:rlzxjhy@163.com
賈宏炎,黎 明,曾 冀,等.降香黃檀工廠化育苗輕基質(zhì)篩選試驗[J].中南林業(yè)科技大學學報, 2015, 35(11): 74-79.
致謝:承蒙曾杰研究員指導試驗方案并審閱全文,特致謝忱!
[本文編校:吳 毅]