董 嬌,韓有志,李嬌嬌,宋 麗
(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院,山西太谷030801)
油松(Pinus tibulaeformis)別名短葉馬尾松、東北黑松,為松科松屬喬木。油松耐旱、耐貧瘠、耐低溫,極適宜在北方寒冷地區(qū)種植[1]。其樹(shù)干挺拔蒼勁,樹(shù)冠雄偉厚重,是優(yōu)良的景觀植物材料及應(yīng)用量很大的常綠樹(shù)種之一。它除了能保持水土,改善生態(tài)環(huán)境外,還有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1],既可作風(fēng)景樹(shù)孤植、群植,也可作行道樹(shù),在風(fēng)景區(qū)還可用于營(yíng)造風(fēng)景林,是我國(guó)北方地區(qū)常用的造林樹(shù)種和園林綠化植物[2-3]。但是每年綠化、造林時(shí)還是會(huì)出現(xiàn)樹(shù)苗大量死亡的現(xiàn)象,導(dǎo)致人力、物力資源的浪費(fèi),因此,需要高質(zhì)量的苗木培育技術(shù)作為技術(shù)支持[4]。
容器育苗是指在裝有基質(zhì)的容器里培育苗木,主要用于裸根苗栽植不易成活的地區(qū)和樹(shù)種,也適用于珍稀樹(shù)種的育苗[5-6]。育苗基質(zhì)是容器苗生長(zhǎng)發(fā)育、固定苗木根系、使苗木直立生長(zhǎng)的載體,同時(shí),容器苗根系所需的水分和營(yíng)養(yǎng)全部都是容器中基質(zhì)供給或人工定期定量施肥來(lái)提供。基質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)和適用性研究一直是容器育苗技術(shù)研究的重點(diǎn)[7-8]。
近10多年來(lái),以泥炭作基礎(chǔ)基質(zhì),配以適當(dāng)比例的各種可利用生產(chǎn)廢料作容器基質(zhì),不僅可以變廢為寶,而且質(zhì)量輕,可以較好地滿足容器育苗基質(zhì)必須具備的條件,有利于實(shí)現(xiàn)工廠化容器育苗[9-10]。但是因?yàn)椴萏縼?lái)源有限、價(jià)格昂貴且再生性不強(qiáng)[11-12],在很大程度上限制了穴盤(pán)育苗技術(shù)的推廣應(yīng)用,所以,為了減少開(kāi)支,降低成本,利用新的輕基質(zhì)材料作為容器育苗基質(zhì),一直是促進(jìn)容器育苗技術(shù)進(jìn)一步推廣應(yīng)用的重要課題[13-14]。食用菌的大規(guī)模種植,產(chǎn)生大量的菇渣廢料(又名菌糠或菇渣)被隨地丟棄或燃燒,不僅造成了資源的極大浪費(fèi),而且對(duì)水體生態(tài)、食用菌生產(chǎn)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染[9,15]。
菌棒是菇渣廢料中的一種常見(jiàn)廢棄物,因此,本試驗(yàn)選用菌棒混合苗圃原土、腐殖質(zhì)、沙土、蛭石作為育苗和栽培的基質(zhì),旨在篩選出最適合育苗的菌棒含量,既可以擴(kuò)大其利用途徑,減少污染,促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展,又能為無(wú)土栽培提供來(lái)源豐富、價(jià)格實(shí)惠且環(huán)保的育苗基質(zhì),為今后菌棒作為栽培基質(zhì)的理化性質(zhì)研究提供理論支撐,從而實(shí)現(xiàn)菌棒作為栽培基質(zhì)的精準(zhǔn)調(diào)控。
試驗(yàn)地位于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)苗圃內(nèi),該苗圃地處山西省晉中市太谷縣,位于太行山脈中段與太原盆地之間,地處中緯度內(nèi)陸黃土高原,屬暖溫帶大陸性半干旱季風(fēng)氣候區(qū),一年四季分明,春季干燥多風(fēng),夏季炎熱多雨,秋季天晴氣爽,冬季寒冷少雪,春、秋短促,冬、夏較長(zhǎng),年平均氣溫9.9℃,無(wú)霜期176 d,降雨量462.9 mm。
試驗(yàn)所需油松容器苗于2017年4—10月在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林業(yè)站內(nèi)培育完成,選用1年生生長(zhǎng)健壯的裸根苗作為移栽苗,所選種苗生長(zhǎng)健壯、無(wú)病無(wú)害、長(zhǎng)勢(shì)均一、根系完整均勻無(wú)損傷,裝入育苗袋時(shí)適當(dāng)剪去過(guò)長(zhǎng)根系,以確保育苗初期各處理中苗木生長(zhǎng)形態(tài)指標(biāo)均一。
配置育苗基質(zhì)的原料和種類有很多,本試驗(yàn)旨在研究菌棒在育苗基質(zhì)中的適宜比例,因此,選用苗圃原土、腐殖質(zhì)、蛭石、沙土、菌棒為育苗基質(zhì)的主要組成部分,按照試驗(yàn)設(shè)定的比例配置育苗基質(zhì)(表1)。配置基質(zhì)時(shí),將基質(zhì)用硫酸亞鐵進(jìn)行消毒處理,挑出苗圃原土中的石塊、干枝等雜物。
將配制好的基質(zhì)裝入15 cm×20 cm(高)的黑色營(yíng)養(yǎng)缽中,以原土作為對(duì)照組,擬定每組試驗(yàn)做30個(gè)重復(fù)與對(duì)照組對(duì)比。2017年4月20日移栽生長(zhǎng)均勻的1年生油松裸根苗,育苗初期搭遮陰網(wǎng)護(hù)苗,待幼苗復(fù)壯后撤除,生長(zhǎng)期期間正常澆水,定期除草。2017年11月,分別調(diào)查和測(cè)定育苗試驗(yàn)所得的油松苗以及培養(yǎng)基質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)。
表1 基質(zhì)比例 %
1.4.1 地上形態(tài)指標(biāo)的測(cè)定 在油松苗生長(zhǎng)結(jié)束后,用直尺、游標(biāo)卡尺測(cè)量各處理所育苗木的苗高、冠幅、地徑,并計(jì)算出高徑比。采用葉面積掃描儀(YMJ-C型)進(jìn)行掃描測(cè)量油松苗的葉長(zhǎng)、葉寬等,并求得葉面積。
1.4.2 生物量的測(cè)定 在油松苗生長(zhǎng)結(jié)束后,從各處理中分別選出生長(zhǎng)均勻的苗木10株,將選取的10株油松苗用蒸餾水洗凈分離后的樣品放入105℃的烘箱內(nèi)殺青20 min,再置于65℃的烘箱內(nèi)烘干24 h至恒質(zhì)量,采用電子天平(精度0.01 g)稱量干質(zhì)量,分別得出地上部分和地下部分的生物量。
1.4.3 苗木質(zhì)量指數(shù)的測(cè)定 苗木質(zhì)量指數(shù)是衡量苗木綜合質(zhì)量的重要指標(biāo)之一,苗木質(zhì)量指數(shù)越大,苗木越優(yōu)[5]。其計(jì)算公式如下。
由公式可知,苗木高徑比、莖根比越小和總干質(zhì)量越大,苗木質(zhì)量指數(shù)越高,苗木質(zhì)量越好[5]。
采用Microsoft Excel 2010整理收錄相關(guān)數(shù)據(jù),用SPSS 25進(jìn)行數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析和繪圖,分析不同育苗基質(zhì)對(duì)油松苗苗高、葉長(zhǎng)、地徑、冠幅以及生物量的影響是否顯著。
苗高、地徑是評(píng)價(jià)容器苗的主要形態(tài)指標(biāo)。從表2可看出,對(duì)照組培育所得油松苗平均苗高(14.56±0.53)cm,最大苗高17.00 cm;平均地徑(3.69±0.16)mm,最大地徑4.00 mm。T1處理所育油松苗平均苗高(17.08±0.76)cm,最大苗高20.00 cm;平均地徑(4.27±0.14)mm,最大地徑 5.00 mm。T2處理所育油松苗平均苗高(15.88±0.81)cm,最大苗高 20.00 cm;平均地徑(4.45±0.23)mm,最大地徑5.10 mm。T3處理所育油松苗平均苗高(16.38±1.25)cm,最大苗高21.00 cm;平均地徑(4.10±0.19)mm,最大地徑5.10 mm。T4處理所育油松苗平均苗高(17.69±0.79)cm,最大苗高 22.00 cm;平均地徑(4.12±0.12)mm,最大地徑 4.90 mm。由此可知,4組處理的苗高均高于對(duì)照組,其中,T2,T3處理所育苗木的苗高與對(duì)照間無(wú)顯著差異(P>0.05),T4,T1處理所育苗木的苗高均顯著高于CK(P<0.05)。T3,T4處理所育苗木的地徑與對(duì)照組間均無(wú)顯著差異(P>0.05),T2,T1處理所育苗木的地徑均顯著高于CK(P<0.05)。
植物通過(guò)形態(tài)可塑性來(lái)適應(yīng)環(huán)境,從而形成不同的形態(tài)和構(gòu)型,提高其生存適合度和競(jìng)爭(zhēng)能力[4]。樹(shù)冠是樹(shù)木轉(zhuǎn)換利用太陽(yáng)能、形成生產(chǎn)力以及植物與土壤、大氣進(jìn)行熱量、水分和養(yǎng)分交換的能量轉(zhuǎn)換場(chǎng)所[5]。冠幅指油松幼苗東西方向與南北方向樹(shù)冠直徑的均值。由表2可知,對(duì)照組中油松苗平均冠幅(8.11±0.38)cm,最大冠幅 9.50 cm;T1處理所育油松苗平均冠幅(10.08±0.39)cm,最大冠幅12.50 cm;T2處理所育油松苗平均冠幅(9.94±0.64)cm,最大冠幅12.50 cm;T3處理所育油松苗平均冠幅(9.63±0.64)cm,最大冠幅 12.00 cm;T4處理所育油松苗平均冠幅(9.73±0.37)cm,最大冠幅11.50 cm。由此可知,4組處理所育油松苗的冠幅均顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。
表2 不同基質(zhì)處理對(duì)油松苗的苗高、地徑和冠幅的影響
生物量是指植株的干質(zhì)量,是反映苗木物質(zhì)積累的重要指標(biāo)之一[5]。從表3可以看出,在油松苗生長(zhǎng)結(jié)束后,地上部分生物量依次為T4>T3>T1>T2>CK,其中,T4處理生物量最大(1.99 g),其次為T3(1.92 g),T1(1.69 g)處理,分別顯著高出對(duì)照(0.98 g)103.1%,95.9%和 72.4%(P<0.05);地下部分生物量依次為T4>T1>T3>T2>CK,T5處理最大(1.57 g),其次為 T1處理(1.48 g),分別高出 CK 96.2%和85%。單株生物量含量依次為T4>T3>T1>T2>CK,T4,T3,T1 處理苗木單株生物量均顯著高于對(duì)照,分別是CK的2倍、1.88倍、1.78倍(P<0.05),T2處理的單株生物量與對(duì)照組間無(wú)顯著性差異(P>0.05)。
表3 不同基質(zhì)處理對(duì)油松苗生物量的影響 g
由圖1可知,5種育苗基質(zhì)所育苗木的質(zhì)量指數(shù)大小依次為T1>T3>T2>T4>CK,其中,T1處理所得油松苗苗木質(zhì)量指數(shù)最大(0.079),且極顯著高于對(duì)照組(0.043)83.7%(P<0.01),T3(0.071),T2(0.067),T4(0.064)處理所得油松苗苗木質(zhì)量與對(duì)照組間無(wú)顯著性差異(P>0.05),但分別高于對(duì)照組65.1%,55.8%,48.8%。由上述分析可知,各處理所育油松容器苗苗木質(zhì)量均優(yōu)于對(duì)照組,T1處理所育油松苗苗木質(zhì)量最好。
在油松苗生長(zhǎng)結(jié)束后,從所選苗木中,每株隨機(jī)選取10片長(zhǎng)勢(shì)均勻的葉片,用葉面積掃描儀掃描。由圖2可知,T1處理的平均葉長(zhǎng)最長(zhǎng)(6.37 cm),其次是 T4(5.69 cm),T3(5.57 cm),T2(5.41 cm)處理,分別高于 CK(3.79 cm)68.1%,50.1%,47.0%和42.7%。T1,T4,T3,T2處理的葉長(zhǎng)相互之間無(wú)顯著性差異,但均顯著高于CK(P<0.05)。
由表4可知,各處理葉面積依次為T1>T3>T2>T4>CK。T1處理的葉面積最大(1.94 cm2),其次 是 T3(1.66 cm2),T2(1.60 cm2),T4(1.55 cm2)處理,分別高于 CK(0.97 cm2)100%,71%,65%和 60%。T1,T3,T2,T4 處理的葉面積均顯著高于 CK(P<0.05),T1處理的平均葉面積極顯著高于對(duì)照組(P<0.01),T2,T3,T4 處理所育油松容器苗平均葉面積與對(duì)照組間無(wú)極顯著性差異(P>0.01)。
表4 不同基質(zhì)組成對(duì)油松苗葉面積的影響 cm2
本試驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)比分析油松苗的苗高、地徑和冠幅,5種基質(zhì)中,T1處理的油松苗長(zhǎng)勢(shì)最好,其次是T4處理,T2和T3處理的苗木長(zhǎng)勢(shì)相當(dāng),4種處理的油松苗長(zhǎng)勢(shì)均優(yōu)于對(duì)照組。各處理的生物累積量均高于對(duì)照組,其中,T4處理的生物累積量最多,其次是T3,T1處理,均顯著高于對(duì)照組,T2處理的生物累積量與對(duì)照組無(wú)顯著性差異。而綜合分析苗木的綜合質(zhì)量,T1處理的苗木質(zhì)量指數(shù)最高,其次是T3處理,T2和T4處理的苗木質(zhì)量指數(shù)相當(dāng)。在生長(zhǎng)結(jié)束后,試驗(yàn)的5種基質(zhì)中,T1處理的平均葉長(zhǎng)最長(zhǎng),葉面積最大,均顯著高于對(duì)照組。
綜上所述,基質(zhì)的理化性質(zhì)能明顯影響植物的生長(zhǎng)指標(biāo),基質(zhì)的好壞直接關(guān)系到油松苗苗木的生長(zhǎng),苗高和地徑是評(píng)價(jià)容器出苗品質(zhì)的主要形態(tài)指標(biāo)[16],苗木的生物量是反映物質(zhì)積累狀況的主要指標(biāo)[17]。油松容器育苗的關(guān)鍵在于育苗基質(zhì)的配制[18],由以上可知,4種育苗基質(zhì)對(duì)油松苗的生長(zhǎng)均有促進(jìn)作用,其中,原土30%、沙土20%、腐殖質(zhì)10%、蛭石5%、菌棒35%的基質(zhì)最適宜油松苗生長(zhǎng),育苗效果最好,對(duì)油松苗生長(zhǎng)的促進(jìn)作用最強(qiáng)。