杜 瀾 謝錦忠 張 瑋 賴秋香 陳 亮 夏 捷 陳 勝

(1 中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所 浙江 富陽 311400；2 福建永安林業(yè)(集團(tuán))股份有限公司 福建 永安 366000)

竹類植物是熱帶和亞熱帶森林植被的重要組成部分，集生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益于一身，在生態(tài)環(huán)境保護(hù)和協(xié)調(diào)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用[1]。近年來，全國許多地方都開展了竹子引種栽培工作，甜竹、大頭典竹、吊絲單竹、越香竹、撐綠竹等竹種的抗寒、抗旱馴化研究都已取得顯著效果[2－3]。對(duì)大多數(shù)常規(guī)育種方法如埋鞭、枝條扦插、移竹等來說，育種部位成活后，采用育苗容器培養(yǎng)和移栽具有運(yùn)輸成本低、不受季節(jié)限制、移栽后無緩苗期、成活率高等優(yōu)點(diǎn)，起到了育苗優(yōu)化的作用[4]。

綠竹(Dendrocalamopsisoldhami)屬禾本科(Gramineae)、竹 亞 科(Bambusoideae)、綠 竹 屬(Dendrocalamopsis)，別名甜竹、吊絲竹，是綠竹屬中品質(zhì)最好、栽培最廣的竹種，亦是亞熱帶地區(qū)優(yōu)良速生的叢生竹種之一。綠竹在我國主要分布于浙江、福建、臺(tái)灣、廣西等省份，江西、重慶、四川近年來也有引種栽培，總面積達(dá)2 萬～3 萬hm2[5]。綠竹具有易栽培、周期短、筍期長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，其發(fā)筍時(shí)間為其他竹種產(chǎn)筍的淡季，因而市場(chǎng)行情較好[6]；綠竹材可做建筑用材和竹編工藝，亦可為造紙?jiān)?，竹葉可入藥，提取的竹葉黃酮具有保護(hù)心腦血管的功效[7]。長(zhǎng)期以來，研究者對(duì)綠竹進(jìn)行了大量的研究，涉及光合[8－9]、保護(hù)酶活性[10]、基因克隆[11]、筍營養(yǎng)成分[12]和組織培養(yǎng)[13]等方面，但對(duì)生產(chǎn)栽培方面的研究較少。王月英[14]、鄭蓉[15]對(duì)綠竹不同地理種源選育及埋稈、埋節(jié)、扦插等高效栽培技術(shù)進(jìn)行過探究；董建文等[16]對(duì)山地及河灘不同地類及不同地力分級(jí)間綠竹產(chǎn)筍量作了比較；洪偉等[17]通過山地綠竹施肥為山地綠竹造林提供了理論參考。在綠竹栽培相關(guān)研究中，開展了施肥種類、施肥時(shí)間、施肥量的研究，如高培軍[18]通過正交試驗(yàn)分析了影響綠竹筍用林出筍質(zhì)量的因素，發(fā)現(xiàn)施肥因素影響大小為：施肥總量＞氮磷鉀比例＞施肥方法。目前，尚未見有綜合考慮綠竹育苗容器、育苗基質(zhì)、施肥種類對(duì)綠竹苗培育影響的研究報(bào)道。因此，本研究采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，從析因設(shè)計(jì)的水平組合中，選擇一部分具有代表性的水平組合進(jìn)行試驗(yàn)，探討在試驗(yàn)設(shè)計(jì)范圍內(nèi)較為理想的綠竹容器苗育苗方法，從而為綠竹種苗培育及種質(zhì)資源的保存提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在永安林業(yè)股份有限公司的育苗大棚內(nèi)，該公司位于福建省三明永安市境內(nèi)(地理位置117°22′—117°23′E，25°57′—25°58′N)，氣候四季分明，冬春季降雨較少，屬典型亞熱帶季風(fēng)山地氣候。海拔約201 m，年平均降水量為 1 600 mm，年均氣溫約為19.3 ℃，土壤類型以紅壤類為主。

1.2 供試材料

試驗(yàn)材料為在無菌環(huán)境下培養(yǎng)獲得的同一批生長(zhǎng)一致的綠竹組培苗，苗高 65 ～80 cm，地徑 5 ～7 mm。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理

于3月1日將組培獲得的綠竹幼苗以每盆1 株移苗至育苗容器中，并標(biāo)記處理號(hào)，采用完全隨機(jī)處理均勻擺放，試驗(yàn)棚內(nèi)地面鋪設(shè)雙層塑料布，以防止根系下扎造成移苗困難。采用上方噴灌澆水，1日2 次，每次30 min，保證水分充足。

試驗(yàn)采用4 因素、3 水平正交設(shè)計(jì)，各因素分別為：容器類型(A)，水平 1、2、3 分別對(duì)應(yīng)無紡布容器、塑料袋、控根容器；容器規(guī)格(B)，水平1、2、3 分別對(duì)應(yīng)(上口直徑×下口直徑×盆高)12 cm × 15 cm × 17 cm、20 cm × 17 cm × 20 cm、25 cm× 23 cm × 23 cm)；基質(zhì)種類(C)，水平 1、2、3分別對(duì)應(yīng)泥炭∶珍珠巖=7∶3、泥炭∶谷殼=7∶3、黃心土∶谷殼=5∶5；肥料類型(D)，水平 1、2、3 分別對(duì)應(yīng)緩釋肥、有機(jī)肥、不施肥，其中試驗(yàn)用緩釋肥由河南省心連心化肥有限公司生產(chǎn)，其N、P2O5、K2O 含量分別為 30%、5%、5%，施用量 20 g/盆，試驗(yàn)用有機(jī)肥由河南省心連心化肥有限公司生產(chǎn)，其 N＋P2O5＋K2O≥5%、有機(jī)質(zhì)≥45%，施用量200 g/盆。以L9(34)正交表安排試驗(yàn)(表1)，每處理80 株。

表1 L9(34)正交表試驗(yàn)安排

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1)單叢綠竹生物量測(cè)定。于11月30日生長(zhǎng)期基本結(jié)束之后，隨機(jī)選取每處理各3 盆綠竹，采用游標(biāo)卡尺測(cè)量竹苗基徑，并記錄出筍量，隨后將盆內(nèi)帶有根團(tuán)土的綠竹整叢取出放入帶冰塊的采樣箱保鮮帶回試驗(yàn)室，將根部放入水池中浸泡至土壤松散，洗凈根系并擦干水分，獲得完整植株。將根、冠從莖基部分開，摘下葉片，分別測(cè)定根、莖、葉各部分鮮質(zhì)量。用根系圖像分析系統(tǒng)分析根總表面積和根系總體積等根系參數(shù)，隨后置于烘箱105 ℃下殺青20 min，并于70 ℃下烘干至質(zhì)量恒定，測(cè)定干質(zhì)量。

2)基質(zhì)土物理性質(zhì)的測(cè)定。測(cè)定指標(biāo)包括土壤容重、孔隙度和含水量。

3)土壤化學(xué)性質(zhì)的測(cè)定。測(cè)定指標(biāo)包括土壤pH 值、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效 P、速效 K 含量，其中有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀外熱源法測(cè)定，全氮、有效P、速效K 含量分別采用半微量開氏法、BrayⅠ浸提法、酸溶－火焰分光光度計(jì)測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2010 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和制作圖表，用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行主成分分析和相關(guān)性分析[19]。試驗(yàn)中所有數(shù)據(jù)均采用均值±標(biāo)準(zhǔn)差來表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)的土壤理化性質(zhì)

栽培基質(zhì)的理化性質(zhì)是影響植物生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素。對(duì)不同基質(zhì)配比的土壤理化性質(zhì)測(cè)定結(jié)果顯示(表2)，泥炭與珍珠巖(7∶3)搭配，基質(zhì)具有較合理的最大持水量、自然持水量及土壤孔隙度；而黃心土與谷殼(5∶5)搭配，土壤持水過多，總孔隙度較小，不利于根系生長(zhǎng)。土壤全氮、有效磷、速效鉀含量都表現(xiàn)為與基質(zhì)中的泥炭、有機(jī)肥的比例呈正相關(guān)關(guān)系。

表2 不同基質(zhì)的土壤理化性質(zhì)

2.2 試驗(yàn)處理對(duì)綠竹苗生長(zhǎng)的影響

對(duì)各試驗(yàn)處理的綠竹基本生物量測(cè)定結(jié)果見表3 和表4?？梢园l(fā)現(xiàn)，不同處理的綠竹生長(zhǎng)均表現(xiàn)良好。在單叢干生物量方面，6 號(hào)處理生長(zhǎng)最佳，平均單叢干生物量為45.46 g，與其他各處理間呈顯著差異(P＜0.05)。各處理在根系干質(zhì)量與根系體積方面，2 號(hào)、6 號(hào)處理表現(xiàn)較好，均與其他處理間呈顯著差異(P＜0.05)；5 號(hào)處理根系干質(zhì)量最低，僅為8.33 g，與其他處理間呈顯著差異(P＜0.05)。計(jì)算可得各處理的綠竹含水率：枝條含水率為47%～60%，葉片含水率為 52%～70%，根系含水率為68%～77%；由此可知，綠竹地下部分含水率大于地上部分，同時(shí)生物量與含水量呈正相關(guān)關(guān)系，與鄭維鵬[20]的研究結(jié)果基本相符。此外，綠竹的根冠比為21%～38%，地下與地上生物量呈正相關(guān)，表現(xiàn)為根冠具有同一性。

表3 不同處理的綠竹鮮生物量

表4 不同處理的綠竹干生物量

2.3 綠竹主要生長(zhǎng)指標(biāo)的主成分分析

對(duì)不同處理的綠竹幼苗單叢干質(zhì)量(a)、發(fā)筍個(gè)數(shù)(b)、根干重(c)、葉干重(d)、枝干重(e)、根表面積(f)和根體積(g)7 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行因子主成分分析，根據(jù)累計(jì)貢獻(xiàn)率≥90%的原則取主成分，選取了3 個(gè)主成分(表5)。其中，第一主成分的特征值為4.863，貢獻(xiàn)率為69.475%；第二主成分的特征值為0.954，貢獻(xiàn)率為13.627%；第三主成分的特征值為0.667，貢獻(xiàn)率為9.528%。提取的3個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到92.630%，基本包含了所測(cè)指標(biāo)的全部信息，可以用3 個(gè)新的變量來替代原來的7 個(gè)變量。

表5 主成分提取分析

設(shè)第一、第二、第三主成分分別為Y1、Y2、Y3，則由各因子載荷數(shù)據(jù)除以主成分相對(duì)應(yīng)的特征值開平方根得到3 個(gè)主成分中每個(gè)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù)[21]，得到3 個(gè)主成分的表達(dá)式為：

由各主成分方程可知，第一主成分對(duì)除發(fā)筍個(gè)數(shù)外的各指標(biāo)都具有大的載荷，并且與單叢干質(zhì)量X1有較大的相關(guān)性；第二主成分中發(fā)筍個(gè)數(shù)X2占有最大載荷，與其他變量對(duì)比鮮明；第三主成分中由根系特征占主要載荷(根干質(zhì)量X3、根表面積X6、根體積X7)。以每個(gè)主成分所對(duì)應(yīng)的特征值占所提取主成分總的特征值之和的比例作為權(quán)重計(jì)算出主成分的綜合模型為：

各指標(biāo)所占權(quán)重值的大小反映了各指標(biāo)的重要性。可以看出，反映綠竹苗質(zhì)量的重要指標(biāo)從高到低的順序依次為：葉干質(zhì)量、根體積、根表面積、根干質(zhì)量、枝干質(zhì)量、單叢干質(zhì)量、發(fā)筍個(gè)數(shù)。

2.4 綠竹生長(zhǎng)指標(biāo)的相關(guān)性分析

為進(jìn)一步篩選主要指標(biāo)，對(duì)影響綠竹生長(zhǎng)的7 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明(表6)，單叢干質(zhì)量與除發(fā)筍個(gè)數(shù)外所有指標(biāo)均呈極顯著相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)較高的為枝干質(zhì)量與葉干質(zhì)量，說明植物地上部分營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越好，植株生長(zhǎng)越好。單叢生物量、葉干質(zhì)量和枝干質(zhì)量均與根部特征呈顯著正相關(guān)，表明叢生竹的根系在植株生物量積累及生理生長(zhǎng)中呈現(xiàn)為明顯的整體協(xié)調(diào)性。發(fā)筍量作為叢生竹育苗的重要指標(biāo)，往往決定了育苗的成敗，在本次相關(guān)性分析中，發(fā)筍個(gè)數(shù)只與根系指標(biāo)顯著相關(guān)，而與其他指標(biāo)并無明顯關(guān)聯(lián)，說明在綠竹容器苗質(zhì)量評(píng)價(jià)中不能單獨(dú)以生物量為指標(biāo)來衡量。

表6 綠竹性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)的相關(guān)性分析

2.5 綠竹容器苗質(zhì)量影響因素的綜合評(píng)價(jià)

綜合考慮主成分分析和各指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果，在第一主成分下選擇單叢干質(zhì)量來代表生物量特征，第二主成分選擇發(fā)筍個(gè)數(shù)、第三主成分選擇根干質(zhì)量，共3 個(gè)主要指標(biāo)，采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法進(jìn)行無量綱化處理并分析。結(jié)果顯示，在4 個(gè)因素中對(duì)綠竹容器苗質(zhì)量的影響大小依次為肥料類型(D)＞基質(zhì)種類(C)＞容器規(guī)格(B)＞容器種類(A)，其中最優(yōu)方案為D2C1B3A1，該方案在試驗(yàn)中并沒有出現(xiàn)。因此，選取較接近最佳試驗(yàn)方案、在試驗(yàn)設(shè)計(jì)范圍內(nèi)容器育苗的最佳方案為D2C1B3A2，即肥料類型為有機(jī)肥、基質(zhì)種類為泥∶珍=7∶3、容器規(guī)格為 25 cm(上口徑)、容器種類為塑料袋容器。

分析還顯示，在4 個(gè)因素中，肥料類型對(duì)竹苗質(zhì)量的影響達(dá)到極顯著水平(P＜0.01)，基質(zhì)種類的影響達(dá)顯著水平(P＜0.05)。不同處理間單因素對(duì)綠竹生物量影響表現(xiàn)為：無紡布＞控根容器＞塑料帶容器、容器規(guī)格為Φ25 cm＞Φ20 cm＞Φ15 cm、基質(zhì)種類為泥∶珍=7∶3＞泥∶谷殼=7∶3＞土∶谷殼=5∶5、施肥種類為有機(jī)肥＞不施肥＞緩釋肥。隨著容器尺寸增長(zhǎng)，綠竹生物量逐漸增大，表明綠竹容器苗的實(shí)際容器規(guī)格仍需增加，以滿足根系自然生長(zhǎng)所需，在生產(chǎn)應(yīng)用中可根據(jù)育苗需求進(jìn)行容器規(guī)格選擇。

3 討論

關(guān)于容器育苗質(zhì)量的評(píng)價(jià)，國內(nèi)外學(xué)者已從苗木的形態(tài)指標(biāo)逐漸深入到生理指標(biāo)及兩者間相互作用的層面[22－24]。利用主成分分析和隸屬函數(shù)法對(duì)玉米(Zea maysLinn.)品種綜合評(píng)價(jià)的研究較多[25－27]，但對(duì)竹類質(zhì)量評(píng)價(jià)的研究未見報(bào)道。劉現(xiàn)剛等[28]研究認(rèn)為，可作為評(píng)價(jià)容器苗質(zhì)量的指標(biāo)包括苗高、地徑、高徑比、根莖比、根鮮質(zhì)量、凈光合速率、水分利用效率，基本涵蓋了養(yǎng)分積累能力、苗木健壯度及抗性3 個(gè)重要方面。也有研究者將根系數(shù)量[29]、苗高及地徑[30]等作為主要質(zhì)量指標(biāo)對(duì)容器苗進(jìn)行分級(jí)，能夠較為直觀地反映苗木質(zhì)量。本研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)合主成分分析與隸屬函數(shù)法對(duì)綠竹容器苗進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，其結(jié)果與試驗(yàn)表現(xiàn)相吻合，能夠較全面地反映綠竹容器苗的綜合生產(chǎn)性能，表明結(jié)合生物產(chǎn)量與必要品質(zhì)特征能夠較全面地對(duì)容器育苗質(zhì)量作出評(píng)價(jià)。

較高的生物量積累是評(píng)價(jià)綠竹生長(zhǎng)質(zhì)量的必備條件，能夠在最大程度上滿足用材需求，但作為筍用竹種，竹筍的產(chǎn)量和品質(zhì)同樣重要[31]。研究顯示[32]，施肥可明顯提高綠竹筍的出筍數(shù)以及筍的蛋白質(zhì)、氮、磷、鉀和氨基酸含量，有效提高筍體品質(zhì)，改善竹筍脆嫩度。本研究發(fā)現(xiàn)，施肥水平對(duì)綠竹生物量的影響為有機(jī)肥＞不施肥＞緩釋肥，其中，緩釋肥處理下苗木質(zhì)量低于不施肥，但未達(dá)到顯著差異(P＞0.05)，這可能是由于緩釋肥肥效釋放較慢所致，當(dāng)年對(duì)綠竹生長(zhǎng)的影響不明顯所造成的。綠竹單叢干質(zhì)量與所測(cè)根部特征值均達(dá)到極顯著正相關(guān)(P＜0.01)，具有較好的同一性。營養(yǎng)器官含水率分布表現(xiàn)為地下部分＞地上部分，這與鄭維鵬[20]等對(duì)綠竹水分分布研究結(jié)果一致。長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐證明，部分可降解育苗容器可與苗木一起栽植入土[33]，如中國土質(zhì)營養(yǎng)缽、日本紙質(zhì)營養(yǎng)杯、美國秸土營養(yǎng)杯、加拿大彈性塑料營養(yǎng)杯、北歐泥炭容器等。在本試驗(yàn)的3 種容器類型中，最適宜容器為聚丙烯無紡布容器，第 2年即可降解，對(duì) 1 ～2年生幼苗繁育極為合適，能夠作為綠竹幼苗培育的容器。

4 結(jié)論

本研究表明，影響綠竹生長(zhǎng)和發(fā)筍量的各因素主次順序?yàn)椋悍柿项愋停净|(zhì)類型＞容器規(guī)格＞容器類型，各因素的最優(yōu)水平組合為D2C1B3A1，即施用有機(jī)肥、采用泥炭與珍珠巖(7∶3)為基質(zhì)、容器規(guī)格為 25 cm × 23 cm × 23 cm(上口直徑×下口直徑×盆高)、容器采用無紡布容器。在4 個(gè)因素中，容器規(guī)格對(duì)根系質(zhì)量、根表面積、根體積影響顯著，且呈正相關(guān)趨勢(shì)，從總體上來看，施肥類型、容器規(guī)格和基質(zhì)種類占主導(dǎo)因子，容器類型影響相對(duì)較小。