谷 瑞,章 超,陳雙林,郭子武
(中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所,浙江 杭州 311400)
美麗箬竹(Indocalamus decorus Q. H. Dai)、菲黃竹(Sasa auricoma E.G.Camus)外形秀麗、耐修剪、生長(zhǎng)繁殖速度快、抗逆性強(qiáng),地下竹鞭縱橫交錯(cuò),有很強(qiáng)的護(hù)坡和水土保持等功能,是園林綠化中廣泛應(yīng)用的優(yōu)質(zhì)地被類(lèi)觀賞竹[1]。近年來(lái),隨著園林綠化對(duì)觀賞性地被竹的需求不斷擴(kuò)大,現(xiàn)有的移母竹繁殖的方式已無(wú)法滿足生產(chǎn)需求,且裸根苗的母竹移栽造林成活率相對(duì)較低[2]。因此,開(kāi)展地被竹鞭段容器苗快繁,對(duì)于縮短繁育周期、擴(kuò)大繁殖系數(shù),實(shí)現(xiàn)全天候園林綠化應(yīng)用等均具有重要意義。
容器育苗是目前園林植物育苗中較為先進(jìn)的育苗形式,與傳統(tǒng)裸根育苗方式相比,容器苗育苗具有周期短、播種量小、苗木規(guī)格和質(zhì)量易于控制,移栽起苗運(yùn)輸過(guò)程中不會(huì)損傷根系、可減少苗木失水、提高移栽成活率,能夠適應(yīng)不同的造林季節(jié)、有效延長(zhǎng)造林時(shí)間及顯著提高造林成效等優(yōu)點(diǎn)[3-5]。然而,在容器育苗過(guò)程中,育苗基質(zhì)是培養(yǎng)容器苗的關(guān)鍵,它不僅對(duì)苗木生長(zhǎng)起到支撐作用,且還決定苗木水分和養(yǎng)分的供給狀況,一直是苗木培育的研究重點(diǎn)[6]。關(guān)于容器育苗基質(zhì)配比的研究報(bào)道較多,早期主要集中于松樹(shù)(Pinus spp.)和桉樹(shù)(Eucalyptus robusta Smith)等大宗造林樹(shù)種[7-11]和優(yōu)良闊葉樹(shù)種[12],如滕漢書(shū)等[9]對(duì)馬尾松(Pinus massoniana Lamb.)容器苗的研究表明,基質(zhì)配方以泥炭(20%)、鋸屑(80%)的配方比例最佳;韋小麗等[10]對(duì)濕地松(Pinus elliottii Engelm.)容器苗的研究發(fā)現(xiàn),泥炭和樹(shù)皮粉是最適宜容器苗生長(zhǎng)的基質(zhì);程慶榮等[11]認(rèn)為木屑或蔗渣、煤渣、黃心土體積比為5∶2∶3的基質(zhì)最適合尾葉桉(Eucalyptus urophylla S.T.Blake)容器苗生長(zhǎng)。金國(guó)慶等[12]認(rèn)為泥炭土、焦泥灰、黃心土體積比為39∶40∶20的基質(zhì)最適宜香樟(Cinnamomum camphora (L.) Presl.)、乳源木蓮(Manglietia yuyuanensis Law)和馬褂木(Liriodendron chinense(Hemsl.) Sargent.)等闊葉樹(shù)的生長(zhǎng)。近年來(lái)開(kāi)始注重鄉(xiāng)土珍貴樹(shù)種的基質(zhì)配比研究[13-16],如鄭堅(jiān)等[14]認(rèn)為泥炭(46%)、炭化稻殼(27%)和珍珠巖(27%)的配比是木荷(Schima superba Gardn.et Champ.)容器苗最理想的輕基質(zhì)配方;龐圣江等[15]認(rèn)為紅壤土、松樹(shù)皮、碳化樹(shù)皮體積比為6∶2∶2的配比基質(zhì)的望天樹(shù)(Parashorea chinensis Wang Hsie)容器苗生長(zhǎng)最佳;杜佩劍等[16]認(rèn)為以體積比5∶3∶2的泥炭、蛭石和闊葉樹(shù)木片為基質(zhì)培育的浙江楠(Phoebe chekiangensis C. B. Shang)容器苗生長(zhǎng)最好。
有關(guān)優(yōu)良竹種輕基質(zhì)育苗的試驗(yàn)研究也有報(bào)道,如唐海龍等[17]對(duì)筇竹(Qiongzhurea tumidinoda Hsueh et Yi)容器育苗的研究表明,基質(zhì)配比以樹(shù)皮(25%)、腐殖土(50%)、有機(jī)肥(22.5%)、復(fù)合肥(2.5%)的配方比例苗木生長(zhǎng)最好;龍碧等[18]認(rèn)為菌渣、雞糞、草炭土、黃心土體積比為1∶2∶1∶2的配比基質(zhì)最適合毛竹(Phyllostachys edulis (Carrière) J. Houz.)容器苗生長(zhǎng);劉穎[19]認(rèn)為鋸末、蛭石、復(fù)合肥體積比為0.6∶0.35∶0.05的基質(zhì)配比料慈竹(Bambusa distegia (Keng et Keng f.) Chia et H. L. Fung)容器育苗質(zhì)量最好。由于植物生物學(xué)特性的差異,輕基質(zhì)容器育苗過(guò)程中,基質(zhì)配比因植物種類(lèi)而異[20],迄今為止,尚未見(jiàn)關(guān)于地被竹鞭段容器育苗基質(zhì)方面的研究報(bào)道。因此,本研究以廢礱糠、泥炭、黃心土為基質(zhì),進(jìn)行美麗箬竹、菲黃竹鞭段容器育苗基質(zhì)配比試驗(yàn),以期篩選出適宜地被竹鞭段容器育苗的輕基質(zhì)配比,為觀賞地被竹鞭段容器育苗研究和生產(chǎn)提供參考。
試驗(yàn)地位于浙江省杭州市臨安區(qū)(29°56′~30°23′ N,118°51′~119°72′ E)太湖源觀賞竹種園,屬亞熱帶季風(fēng)氣候,溫暖濕潤(rùn),四季分明,年降水量1 250~1 600 mm,年平均氣溫15.4 ℃,1月平均氣溫3.2 ℃,7 月平均氣溫29.9 ℃,極端最低溫度-13.3 ℃,極端最高溫度40.2 ℃,全年大于10 ℃的平均活動(dòng)積溫5 100 ℃,年均無(wú)霜期235 d,年日照時(shí)數(shù)1 850~1 950 h。土壤為酸性紅壤土。
供試基質(zhì)為廢礱糠、泥炭和黃心土。選用的廢礱糠為雷竹(Ph. praecox C. D. Chu et C. S. Chao'Prevernalis')林地覆蓋后廢棄物,腐解率50%以上(質(zhì)量輕,有一定養(yǎng)分含量),以不同比例(體積比)配置成3個(gè)處理基質(zhì)(表1),同時(shí)基質(zhì)中均勻拌入緩釋肥(N∶P2O5∶K2O =15∶15∶15),緩釋肥的加入量是配置基質(zhì)體積的1/30。
表 1 不同基質(zhì)配比處理Table 1 Different substrate ratio treatment
2018年3月上旬,在健康生長(zhǎng)的美麗箬竹、菲黃竹林中,選擇生長(zhǎng)均勻、無(wú)病蟲(chóng)害、長(zhǎng)勢(shì)良好的竹苗連鞭挖起,立即剪除地上部分,保留完整的鞭根,選取鞭徑大小基本一致(美麗箬竹、菲黃竹平均鞭徑分別為3.92±0.42、4.16±0.51 mm)、筍芽飽滿的1年生竹鞭,剪成長(zhǎng)度為9 cm的鞭段,采用下口徑10 cm、上口徑13 cm、高度13 cm的塑料營(yíng)養(yǎng)缽進(jìn)行鞭段容器育苗試驗(yàn),每盆放入鞭段3根。具體操作步驟為:先在營(yíng)養(yǎng)缽中填充基質(zhì)至離容器口沿5 cm高度左右,再將鞭段平放于容器的基質(zhì)上,后將基質(zhì)填充至離容器口沿1 cm左右,壓實(shí),澆水后置于遮蔭棚內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)護(hù),注意及時(shí)灌溉和人工清除雜草,保護(hù)竹筍、幼竹生長(zhǎng)。
采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),每個(gè)處理50盆,每個(gè)竹種共150盆。
于2018年7月上旬,每個(gè)竹種每個(gè)處理分別取18盆,6盆為1個(gè)重復(fù),共3個(gè)重復(fù)。調(diào)查各處理試驗(yàn)容器苗的成活率和立竹數(shù)量、地徑、高度等,后將不同處理的每盆容器樣苗去除基質(zhì)洗凈后,用吸水紙擦干,分離葉、稈、鞭、根,稱鮮質(zhì)量,并經(jīng)105 ℃殺青30 min后,85 ℃烘干至恒質(zhì)量,測(cè)定器官含水率,計(jì)算各器官的干物質(zhì)量。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)Excel 2007統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行整理和圖表制作,采用SPSS 24.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA)和主成分分析(Principal component analysis)。
由表2可知,不同基質(zhì)配比處理對(duì)美麗箬竹、菲黃竹鞭段容器苗的成活率影響并不明顯,其成活率分別達(dá)98.00%、90.00%以上。美麗箬竹處理A和處理B的苗高顯著大于處理C,分別比處理C提高51.59%、58.05%,但前兩者間沒(méi)有顯著差異;不同基質(zhì)配比處理的美麗箬竹地徑?jīng)]有顯著差異;美麗箬竹處理A的立竹數(shù)量顯著大于處理C,增幅達(dá)28.77%,處理B與處理A、處理C間無(wú)顯著差異;美麗箬竹處理C的高徑比顯著小于處理A和處理B,后兩者間沒(méi)有顯著差異。菲黃竹處理A的苗高最高,達(dá)17.46 cm,顯著大于處理B、處理C,增幅分別為36.11%、38.91%;菲黃竹處理A和處理B的地徑顯著大于處理C,前兩者間沒(méi)有顯著差異;菲黃竹處理B和處理C的立竹數(shù)量顯著大于處理A,分別比處理A提高27.11%、31.87%,但前兩者間沒(méi)有顯著差異;菲黃竹處理B和處理C的高徑比顯著小于處理A,前兩者無(wú)顯著差異。可見(jiàn),基質(zhì)配比對(duì)美麗箬竹、菲黃竹的鞭段容器苗的生長(zhǎng)產(chǎn)生影響,且對(duì)菲黃竹的影響更為明顯。從立竹生長(zhǎng)狀況總體分析,兩竹種均以處理A和處理B較好。
表 2 不同基質(zhì)配比處理的美麗箬竹、菲黃竹容器苗生長(zhǎng)狀況Table 2 Growth status of container seedlings of I. decorus and S. auricoma cultured by different substrate formulations
由表3可知,美麗箬竹、菲黃竹處理A和處理B的總生物量均顯著高于處理C,前兩者間無(wú)顯著差異。不同基質(zhì)配比處理的美麗箬竹、菲黃竹地下部分生物量均明顯高于地上部分,其中,美麗箬竹處理A和處理B的地上部分、地上部分/地下部分生物量均顯著高于處理C,各處理間地下部分生物量無(wú)顯著差異;而菲黃竹處理A和處理B的地下部分生物量顯著高于處理C,各處理間地上部分、地上部分/地下部分生物量無(wú)顯著差異。在各器官生物量積累中,美麗箬竹處理A和處理B的葉、稈生物量顯著高于處理C,而處理B和處理C的鞭生物量顯著高于處理A,各處理間根生物量無(wú)顯著差異;菲黃竹除處理A和處理B的鞭生物量高于處理C外,葉、稈、根生物量在各處理間均無(wú)顯著差異。
由表4可知,不同基質(zhì)配比處理的美麗箬竹、菲黃竹地下部分生物量分配比例均明顯高于地上部分,其中,美麗箬竹處理A和處理B的地下部分生物量分配比例顯著低于處理C,而地上部分則相反;但不同基質(zhì)配比處理對(duì)菲黃竹地上部分和地下部分生物量分配比例沒(méi)有顯著影響,體現(xiàn)出種間差異。在各器官生物量分配中,美麗箬竹處理A和處理B的葉生物量分配比例顯著大于處理C,而鞭生物量分配比例相反,稈、根生物量分配比例各處理間沒(méi)有顯著差異,其生物量分配比例總體上呈現(xiàn)鞭>葉>稈>根。菲黃竹處理C的稈生物量分配比例最大,處理B最小,兩者間差異顯著,且與處理A均無(wú)顯著差異,葉、根、鞭生物量分配比例各處理間沒(méi)有顯著差異,生物量分配總體上呈現(xiàn)鞭>稈>葉>根。
表 3 不同基質(zhì)配比處理的美麗箬竹、菲黃竹容器苗生物量Table 3 Biomass of container seedlings of I. decorus and S.auricoma cultured by different substrate formulations
可見(jiàn),基質(zhì)配比對(duì)美麗箬竹、菲黃竹鞭段容器苗的生物量及其分配均有明顯影響,且對(duì)美麗箬竹的影響更明顯,體現(xiàn)出種間差異。從生物量積累狀況分析,兩竹種均以處理A和處理B較好。
表 4 不同基質(zhì)配比處理的美麗箬竹、菲黃竹容器苗生物量分配Table 4 Biomass allocation of container seedlings of I.decorus and S. auricoma cultured by different substrate formulations
由表5可見(jiàn),美麗箬竹第1主成分特征值為7.579,累計(jì)貢獻(xiàn)率為75.794%,第2主成分特征值為2.421,累計(jì)貢獻(xiàn)率為100.000%,能全部反映指標(biāo)的信息。其中第1主成分對(duì)苗高、立竹數(shù)量、地上生物量、總生物量、高徑比標(biāo)準(zhǔn)化變量的特征值較大,以地上生物量的特征值(0.992)最大,反映了不同基質(zhì)配比對(duì)美麗箬竹地上部分生長(zhǎng)的影響。在第2主成分中,地下生物量的特征值(0.995)最大,其次為成活率、輕基質(zhì)質(zhì)量,而其余變量的特征值均較小,反映了不同基質(zhì)配比對(duì)美麗箬竹地下部分生長(zhǎng)的影響。
菲黃竹第1主成分特征值為6.648,累計(jì)貢獻(xiàn)率為66.481%,第2主成分特征值為3.352,累計(jì)貢獻(xiàn)率為100.000%,能全部反映指標(biāo)的信息。其中第1主成分對(duì)苗高、地徑、地上生物量、地下生物量、總生物量、高徑比標(biāo)準(zhǔn)化變量的特征值較大,其中,以地下干質(zhì)量的特征值(0.911)最大,反映了不同基質(zhì)配比對(duì)菲黃竹鞭段容器育苗的立竹生長(zhǎng)發(fā)育的總體影響。在第2主成分中,成活率的特征值(0.864)最大,其次為立竹數(shù)量、輕基質(zhì)質(zhì)量,反映了不同基質(zhì)配比對(duì)菲黃竹鞭段筍芽萌發(fā)和立竹成活的影響。
表 5 不同基質(zhì)配比處理美麗箬竹、菲黃竹容器苗各指標(biāo)的特征值Table 5 Eigen value of different indexes of container seedlings of I. decorus and S. auricoma cultured by different substrate formulations
結(jié)合各指標(biāo)在主成分中的載荷狀況,按主成分模型分別對(duì)各處理進(jìn)行排序(表6),可以看出,美麗箬竹在F1中,處理A有利于苗高、地徑和地上部分的生長(zhǎng),處理C效果最差;在F2中,處理B有利于竹苗地下部分生物量積累、提高成活率、基質(zhì)質(zhì)量較輕,處理A效果最差。菲黃竹在F1中,處理A有利于竹苗苗高、地徑、地上部分和地下部分生長(zhǎng),處理C效果最差;在F2中,處理B有利于提高容器苗的成活率和立竹數(shù)量,基質(zhì)質(zhì)量較輕。綜合主成分F值結(jié)果顯示,美麗箬竹、菲黃竹均表現(xiàn)為處理B竹苗生長(zhǎng)最好,其次為處理A,處理C最差。
表 6 不同基質(zhì)配比處理美麗箬竹、菲黃竹容器苗主成分得分和綜合得分Table 6 The main component scores and comprehensive scores of container seedlings of I. decorus and S. auricoma cultured by different substrate formulations
本研究表明,基質(zhì)配比對(duì)美麗箬竹、菲黃竹的鞭段容器苗的生長(zhǎng)產(chǎn)生影響,處理A和處理B的立竹生長(zhǎng)狀況總體上優(yōu)于處理C,這與生長(zhǎng)基質(zhì)密切相關(guān),基質(zhì)特性決定了對(duì)容器苗水分和營(yíng)養(yǎng)的供給狀況[13],處理A和處理B基質(zhì)中添加泥炭和黃心土不僅能提高養(yǎng)分含量,且增加基質(zhì)的緊實(shí)度,提高基質(zhì)保水保肥能力。美麗箬竹處理A和處理B的苗高、立竹數(shù)量高于處理C,但地徑的差異不大,這可能與處理A和處理B速效養(yǎng)分充足,更有利于筍芽萌發(fā)和竹苗的高生長(zhǎng)有關(guān)。而菲黃竹容器苗生長(zhǎng)對(duì)基質(zhì)配比的反應(yīng)更敏感,菲黃竹處理A的苗高顯著高于處理B和處理C,立竹數(shù)量則相反,處理A和處理B的地徑顯著高于處理C,可能是菲黃竹的高、粗生長(zhǎng)對(duì)水肥條件要求更高。容器苗的成活率除了取決于自身生物學(xué)特性外,也受溫度、濕度、通氣、基質(zhì)等環(huán)境因素的影響[21]。不同基質(zhì)配比處理對(duì)美麗箬竹、菲黃竹鞭段容器苗的成活率影響并不明顯,這與美麗箬竹、菲黃竹在一定的環(huán)境條件下,側(cè)芽容易萌發(fā)和成活有關(guān),也體現(xiàn)了這2個(gè)竹種有較強(qiáng)的生態(tài)適應(yīng)能力。
植物生物量是植物生長(zhǎng)狀態(tài)的反映,植物的生長(zhǎng)狀態(tài)越好,其生物量也越高[22]。本研究中,基質(zhì)配比對(duì)美麗箬竹、菲黃竹的鞭段容器苗生物量有較明顯的影響,兩竹種處理A和處理B的總生物量均高于處理C,說(shuō)明處理A和處理B基質(zhì)配比可為地被竹容器苗提供充足的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)給,生長(zhǎng)較好。同時(shí),不同器官的生物量分配常因光照、溫度、水分、營(yíng)養(yǎng)及生物等環(huán)境條件的差異而發(fā)生變化[23-24],器官生物量分配差異是植物適應(yīng)環(huán)境生長(zhǎng)的直接體現(xiàn)[25],研究發(fā)現(xiàn),基質(zhì)配比處理對(duì)美麗箬竹容器苗葉、鞭、地上生物量和地下生物量分配比例有明顯影響,對(duì)稈、根生物量分配比例影響不大。其中,處理A和處理B基質(zhì)配比顯著促進(jìn)了美麗箬竹容器苗葉生物量比例,而鞭生物量比例有所降低,說(shuō)明在營(yíng)養(yǎng)充足時(shí),美麗箬竹容器苗將更多資源分配到葉生長(zhǎng)上,以產(chǎn)出更多的光合產(chǎn)物??梢?jiàn),美麗箬竹容器苗能夠依據(jù)生境條件,及時(shí)調(diào)整地上、地下各器官生物量分配,增加對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。而基質(zhì)配比處理對(duì)菲黃竹的生物量分配比例影響不明顯,說(shuō)明菲黃竹容器苗對(duì)不同基質(zhì)配比處理有較強(qiáng)的適應(yīng)能力,體現(xiàn)出種間差異。
不同基質(zhì)配比處理的美麗箬竹、菲黃竹鞭段容器苗主成分分析試驗(yàn)結(jié)果表明,處理B容器苗長(zhǎng)勢(shì)較好,其次為處理A,處理C最差。
基質(zhì)配比是影響美麗箬竹、菲黃竹鞭段繁育容器苗生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素之一,本研究發(fā)現(xiàn)基質(zhì)配比處理對(duì)兩竹種立竹數(shù)量、苗高和地徑等有明顯的影響,對(duì)側(cè)芽萌發(fā)和成活率的影響不顯著,兩竹種均以處理A和處理B的容器苗生長(zhǎng)較好;基質(zhì)配比處理對(duì)美麗箬竹、菲黃竹容器苗的生物量及其分配也有影響,兩竹種均以處理A和處理B的總生物量最高。因此,篩選廢礱糠、泥炭、黃心土體積比為3∶5∶2或3∶4∶3的基質(zhì)配比,作為地被竹鞭段容器苗繁殖的生產(chǎn)基質(zhì)。