郭 斌

穴盤苗與裸根苗生長(zhǎng)及根系特性研究

郭 斌

(山西省林業(yè)科學(xué)研究院，山西 太原 030012)

長(zhǎng)期以來，在華北地區(qū)廣泛使用針葉樹造林，造成人工林群落物種多樣性低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、森林火災(zāi)和病蟲害頻發(fā)。使用鄉(xiāng)土珍貴闊葉樹造林，不僅可以維護(hù)森林穩(wěn)定性，而且可以提升經(jīng)濟(jì)效益。筆者將不同樹種的穴盤苗與裸根苗進(jìn)行對(duì)比、不同種源遼東櫟裸根苗進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，4個(gè)樹種穴盤苗生長(zhǎng)及根系特性均顯著優(yōu)于裸根苗，其中，文冠果穴盤苗生長(zhǎng)及根系特性顯著優(yōu)于其它樹種穴盤苗；遼東櫟真武山種源根系特性最優(yōu)；裸根斷根苗根系特性顯著優(yōu)于裸根苗；采用真武山種源的遼東櫟進(jìn)行穴盤育苗，栽植后進(jìn)行斷根處理，可以最大化地促進(jìn)側(cè)根增加，增強(qiáng)苗木抗逆性，提高造林成活率。

穴盤苗；裸根苗；裸根斷根苗；生長(zhǎng)量；根系特性

穴盤育苗技術(shù)是現(xiàn)代林業(yè)的重要組成部分。該技術(shù)起源于美國(guó)，歷經(jīng)多年的發(fā)展，現(xiàn)已趨于成熟，得到推廣。在美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家已形成一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)，其對(duì)林業(yè)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步起到了積極的推動(dòng)作用。種苗的產(chǎn)量和質(zhì)量與其生長(zhǎng)狀況及根系特性有著密切的關(guān)系。良好的生長(zhǎng)狀況和健壯的根系能使種苗在移栽后能快速恢復(fù)生長(zhǎng)，提高其整齊度和移栽成活率。筆者對(duì)穴盤苗、裸根苗、裸根斷根苗的生長(zhǎng)狀況及根系特性進(jìn)行了研究，以期為造林綠化提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

選取生長(zhǎng)情況基本一致的1年生文冠果、皂莢、欒樹、遼東櫟穴盤苗及裸根苗。

1.2測(cè)定方法

2016年，從山西省林業(yè)科學(xué)研究院襄汾基地采集苗木，帶回實(shí)驗(yàn)室。用自來水沖洗根系和地上部分，去除沙粒及其它表面雜物。再用去離子水洗凈，吸干水分，將根系與地上部分分開，分別測(cè)量苗高、地徑、冠幅、主根長(zhǎng)、主根基徑、側(cè)根量、側(cè)根長(zhǎng)、側(cè)根基徑、二級(jí)側(cè)根量、二級(jí)側(cè)根長(zhǎng)、地上部鮮重、根鮮重。

根系形態(tài)分析完成以后，將植株的根、莖、葉分開，于105 ℃殺青30 min，之后在75 ℃下烘至恒重，稱干重，并根據(jù)以下公式計(jì)算根冠比、壯苗指數(shù)：

根冠比=根干重/地上部干重，

壯苗指數(shù)=地徑(cm)/株高(cm)×全株干重(g)。

1.3數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)均采用SPSS 22.0進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)，不同小寫字母代表差異顯著(p<0.05)；不同大寫字母代表差異極顯著(p<0.01)。

2 結(jié)果分析

2.1不同樹種穴盤苗與裸根苗的生長(zhǎng)特性

不同樹種穴盤苗與裸根苗的生長(zhǎng)量見表1，其比較情況見圖1和圖2.

表1 不同樹種穴盤苗與裸根苗生長(zhǎng)量

圖1 不同樹種穴盤苗生長(zhǎng)量比較

圖2 不同樹種裸根苗生長(zhǎng)量比較

由表1,圖1和圖2可以看出，穴盤苗各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)均高于裸根苗。在穴盤苗中，文冠果苗高和地徑表現(xiàn)最好；穴盤苗生長(zhǎng)分布情況相對(duì)比較集中。在裸根苗中,欒樹地徑和文冠果苗高表現(xiàn)最好；裸根苗生長(zhǎng)分布情況比較離散。說明大田環(huán)境條件復(fù)雜，苗木質(zhì)量差異比較大。而穴盤苗統(tǒng)一控制土壤、水分和溫度等條件，苗木質(zhì)量比較整齊一致。

遼東櫟生長(zhǎng)速度顯著慢于其余3個(gè)樹種，遼東櫟穴盤苗與裸根苗苗高、地徑差異均不顯著，可能是由于遼東櫟本身生長(zhǎng)速度慢，1年生苗很難觀測(cè)到明顯變化(圖3)。文冠果穴盤苗與裸根苗苗高、地徑差異顯著，說明文冠果采用穴盤育苗，可以縮短育苗時(shí)間，提升苗木質(zhì)量(圖4)。欒樹、皂莢穴盤苗與裸根苗苗高差異顯著，而地徑差異不顯著，說明欒樹、皂莢采用穴盤育苗會(huì)顯著影響高生長(zhǎng)(圖5，圖6)。

圖3 遼東櫟穴盤苗與裸根苗生長(zhǎng)量比較

圖4 文冠果穴盤苗與裸根苗生長(zhǎng)量比較

圖5 欒樹穴盤苗與裸根苗生長(zhǎng)量比較

圖6 皂莢穴盤苗與裸根苗生長(zhǎng)量比較

2.2不同樹種穴盤苗與裸根苗的根系特性

不同樹種穴盤苗與裸根苗根系形態(tài)特征見第7頁(yè)表2.

由表2可以看出，4個(gè)樹種穴盤苗的主根基徑、側(cè)根量、側(cè)根長(zhǎng)、側(cè)根基徑、二級(jí)側(cè)根量、二級(jí)側(cè)根長(zhǎng)均優(yōu)于裸根苗，并且側(cè)根量和二級(jí)側(cè)根量都顯著高于裸根苗。說明穴盤苗的根系特性顯著優(yōu)于裸根苗，穴盤苗的生長(zhǎng)分布集中，可能與其根系特性有關(guān)，更多的側(cè)根量能夠保證穴盤苗更好地吸收水分和養(yǎng)分，為地上部分的生長(zhǎng)提供保障。4個(gè)樹種穴盤苗主根長(zhǎng)均小于裸根苗，可能是由于土壤及水分的差異。裸根苗主根一直向下生長(zhǎng)，主根優(yōu)勢(shì)明顯；而穴盤苗水肥供應(yīng)充足，空氣受到限制，所以側(cè)根發(fā)達(dá)，主根長(zhǎng)較小。

遼東櫟穴盤苗與裸根苗主根長(zhǎng)差異顯著，側(cè)根量與二級(jí)側(cè)根量差異極顯著；遼東櫟穴盤苗與裸根苗相比(圖7)，側(cè)根量增長(zhǎng)率為118%，二級(jí)側(cè)根量增長(zhǎng)率為131%，說明采用穴盤育苗會(huì)顯著影響遼東櫟根系特性。皂莢穴盤苗與裸根苗的側(cè)根量、側(cè)根長(zhǎng)差異顯著，主根長(zhǎng)、側(cè)根基徑、二級(jí)側(cè)根量、二級(jí)側(cè)根長(zhǎng)差異極顯著；皂莢穴盤苗與裸根苗相比(圖8)，側(cè)根量增長(zhǎng)率為30.2%，二級(jí)側(cè)根量增長(zhǎng)率為89.9%，說明皂莢采用穴盤育苗會(huì)顯著影響根系特性。文冠果穴盤苗與裸根苗的主根長(zhǎng)、主根基徑、側(cè)根量、二級(jí)側(cè)根量差異極顯著，側(cè)根基徑差異顯著；文冠果穴盤苗與裸根苗相比(第8頁(yè)圖9)，側(cè)根量增長(zhǎng)率為113%，二級(jí)側(cè)根量增長(zhǎng)率為104%，說明文冠果采用穴盤育苗會(huì)顯著影響根系特性。欒樹穴盤苗與裸根苗的側(cè)根量、側(cè)根基徑差異顯著，二級(jí)側(cè)根量、二級(jí)側(cè)根長(zhǎng)差異極顯著；欒樹穴盤苗與裸根苗相比(第8頁(yè)圖10)，側(cè)根量增長(zhǎng)率為22.2%，二級(jí)側(cè)根量增長(zhǎng)率為60.6%，說明欒樹采用穴盤育苗會(huì)顯著影響根系特性。結(jié)果表明，穴盤苗會(huì)明顯改變樹種的根系特性，主要使側(cè)根量、二級(jí)側(cè)根量增多，增強(qiáng)了根系吸收水分和養(yǎng)分的能力。4個(gè)樹種中，文冠果根系的各項(xiàng)指標(biāo)表現(xiàn)最好，與生長(zhǎng)指標(biāo)情況一致。

不同樹種穴盤苗與裸根苗根系形態(tài)學(xué)參數(shù)比較見表3.

表2 不同樹種穴盤苗與裸根苗根系形態(tài)比較

表3 不同樹種穴盤苗與裸根苗根系形態(tài)學(xué)參數(shù)比較

圖7 遼東櫟穴盤苗與裸根苗根系對(duì)比

圖8 皂莢穴盤苗與裸根苗根系對(duì)比

圖9 文冠果穴盤苗與裸根苗根系對(duì)比

圖10 欒樹穴盤苗與裸根苗根系對(duì)比

由表3可以看出，遼東櫟穴盤苗和裸根苗地上部分干重、地下部分干重、全株干重、壯苗指數(shù)之間的差異都達(dá)到了極顯著水平，說明采用穴盤育苗可以提高遼東櫟苗木質(zhì)量。在4個(gè)樹種中，遼東櫟的根冠比最高，說明遼東櫟適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力最強(qiáng)，抗逆性最好。皂莢穴盤苗和裸根苗地上部分干重、地下部分干重、全株干重、壯苗指數(shù)之間差異極顯著，根冠比差異顯著，說明采用穴盤育苗可以明顯提高皂莢苗木質(zhì)量。文冠果穴盤苗和裸根苗地上部分干重、地下部分干重、全株干重、根冠比之間的差異極顯著，壯苗指數(shù)最高，根冠比第二，說明文冠果采用穴盤育苗可以提高苗木質(zhì)量，且種苗質(zhì)量?jī)?yōu)秀，定植于大田中所需的緩苗時(shí)間短，具有較強(qiáng)的生長(zhǎng)潛力和抗逆性。欒樹穴盤苗和裸根苗地下部分干重、全株干重、根冠比之間差異極顯著，說明欒樹采用穴盤育苗可以提高苗木抗逆性。結(jié)果表明，穴盤育苗改變了苗木的根冠比和壯苗指數(shù)，提升了苗木質(zhì)量，增強(qiáng)了苗木的抗逆性。

2.3不同種源遼東櫟生長(zhǎng)與根系特性比較

為進(jìn)一步探究遼東櫟在造林中的應(yīng)用，我們對(duì)不同種源遼東櫟裸根苗的生長(zhǎng)情況和根系形態(tài)進(jìn)行了研究。

不同種源遼東櫟裸根苗生長(zhǎng)狀況見表4.

表4 不同種源遼東櫟裸根苗生長(zhǎng)量比較

由表4可以看出，真武山、蘆芽山、坪松種源的遼東櫟苗高差異不顯著，6個(gè)種源的遼東櫟地徑差異均不顯著。說明不同種源并不會(huì)顯著影響1年生遼東櫟裸根苗的生長(zhǎng)狀況。

不同種源遼東櫟裸根苗根系生長(zhǎng)狀況見表5.

由表5可以看出，真武山遼東櫟的主根長(zhǎng)、側(cè)根量、側(cè)根長(zhǎng)、二級(jí)側(cè)根量在6個(gè)種源中是最高的，根系生長(zhǎng)表現(xiàn)最好，并且真武山種源種苗生長(zhǎng)分布比較一致(圖11)。因此，使用遼東櫟造林時(shí)建議選擇真武山種源，其側(cè)根量、二級(jí)側(cè)根量大，根系吸收水分和礦質(zhì)元素能力強(qiáng)，緩苗期短，后期苗高、地徑增幅速度顯著快于其它種源，造林成活率高。遼東櫟苗高、冠幅與其主根長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)關(guān)系，說明影響遼東櫟裸根苗生長(zhǎng)的主要因素可能是主根。而穴盤苗側(cè)根量大，影響苗木吸收水分和養(yǎng)分的主要因素可能是側(cè)根。

圖11 不同種源遼東櫟生長(zhǎng)量比較

表5 不同種源遼東櫟裸根苗根系比較

2.4同一種源裸根苗與裸根斷根苗生長(zhǎng)比較

為了比較同一種源裸根苗和裸根斷根苗的生長(zhǎng)情況，選取真武山種源遼東櫟進(jìn)行斷根處理。同一種源遼東櫟裸根苗與裸根斷根苗的比較見表6.

表6 同一種源遼東櫟裸根苗與裸根斷根苗比較

由表6可以看出，斷根苗的側(cè)根量與二級(jí)側(cè)根量遠(yuǎn)大于非斷根苗，且斷根苗與非斷根苗主根長(zhǎng)、側(cè)根量、二級(jí)側(cè)根量之間差異顯著；苗高、地徑、主根基徑、側(cè)根長(zhǎng)、側(cè)根基徑、二級(jí)側(cè)根長(zhǎng)之間差異不顯著。說明斷根可以刺激遼東櫟大量萌發(fā)側(cè)根和二級(jí)側(cè)根，增加根系的表面積，增強(qiáng)其吸收水分和礦質(zhì)元素的能力。由此表明，使用遼東櫟造林時(shí)采用斷根處理可以提高苗木質(zhì)量，提升造林成活率。

3 結(jié)論與討論

3.1根系特性研究

林木根系將地上部分的林冠和主干固著于土壤中，并吸收土壤中的水分和養(yǎng)分供應(yīng)地上部分生長(zhǎng)，提供維持植物生命活動(dòng)所需的物質(zhì)和能量。側(cè)根是林木根系中木質(zhì)化程度較低、直接與根尖連接、具有吸收水分和養(yǎng)分功能的根系。筆者對(duì)不同樹種穴盤苗與裸根苗根系特性、不同種源遼東櫟裸根苗根系特性、裸根斷根苗根系特性等3方面開展了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，穴盤育苗、不同種源、斷根處理都會(huì)顯著影響苗木的根系特性，增加苗木的側(cè)根量、二級(jí)側(cè)根量，進(jìn)而增強(qiáng)根系吸收水分和礦質(zhì)元素的能力。通過研究筆者提出了一種遼東櫟最佳造林模式，在使用遼東櫟苗造林時(shí)，采用真武山種源的遼東櫟穴盤苗并進(jìn)行斷根處理，可以最大化地促進(jìn)側(cè)根增加，增強(qiáng)苗木的抗逆性，提高造林成活率。

3.2造林樹種選用

筆者對(duì)4個(gè)不同樹種的穴盤苗與裸根苗進(jìn)行了生長(zhǎng)及根系特性研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)文冠果用穴盤苗育苗效果最好。說明在有限的人力和物力情況下，用文冠果穴盤苗育苗可以使效益最大化。建議進(jìn)一步開展穴盤苗樹種研究，選擇出最適宜穴盤育苗的樹種，為造林綠化提供優(yōu)質(zhì)的種苗。建議進(jìn)一步觀測(cè)研究穴盤苗、裸根苗、裸根斷根苗的造林效果，為造林綠化提供依據(jù)。

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[2] 孟凡枝,楊鵬鳴.不同施肥水平對(duì)三色堇根冠比和壯苗指數(shù)的影響.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2010,26(6):216-218.

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ResearchonGrowthandRootSystemCharacteristicsofPlugSeedlingsandBare-rootedSeedlings

GuoBin

(ShanxiAcademyofForestSciences，Taiyuan030012，China)

Afforestation of coniferous trees had been widely used in North China for a long time which resulted in low forest species diversity,simple structure,forest fires,frequent plant diseases and insect pests.Increasing the afforestation of local precious broad-leaved trees not only maintained the stability of the forest,but also improved the economic benefits.Plug seedlings and bare-rooted seedlings of different tree species,bare-rooted seedlings ofQuercusliaotungensisfrom different provenance had been contrasted.Results showed that the growth and root system characteristics of plug seedlings in these 4 species were significantly better than that of bare-rooted seedlings,and the plug seedlings ofXanthocerassorbifoliawere significantly better than that of other trees.The root system characteristics ofQuercusliaotungensisfrom Zhenwu mountain provenance was the best and the root system characteristics of bare-rooted cutting seedlings was significantly better than that of bare-rooted seedlings.Cutting the root ofQuercusliaotungensisplug seedlings from Zhenwu mountain provenance could promote lateral root growth,enhance the stress resistance of seedlings and increase the survival rate of afforestation.

Plug seedlings; Bare-rooted seedlings; Bare-rooted cutting seedlings; Growth; Root system characteristics

S723

A

1007-726X(2017)03-0005-05

2017-03-11

山西省林業(yè)廳科技創(chuàng)新項(xiàng)目(2016年資助)

郭 斌(1986— )，男，山西陽(yáng)曲人，2012年畢業(yè)于北京林業(yè)大學(xué)，工程師。