劉 麗,張永坤,章 挺,周松松,邱鳳英★
(1.江西省林業(yè)科技推廣和宣傳教育中心,江西 南昌330038;2.勐??h林業(yè)和草原局技術推廣服務中心,云南 勐海666200;3.江西省林業(yè)科學院,江西 南昌330013)
黃樟Cinnamomum porrectum(Roxb.)Kosterm是樟科樟屬常綠喬木,主要分布于我國江西、廣西、廣東等地的自然保護區(qū)內(nèi),呈零星分部[1-2]。黃樟四季常綠、樹型高大秀麗、生長速度較快,可用于園林綠化;黃樟木質(zhì)地堅實,是一種貴重木材;此外,黃樟枝葉中富含精油,可廣泛用于化工、醫(yī)藥行業(yè)。迄今為止,國內(nèi)外學者對黃樟的研究較少,僅在黃樟精油化學成分[3-7]及種群遺傳多樣性[8]、提取物活性[9-10]、黃樟天然群落生物量[11]、黃樟實生育苗技術[12-14]、黃樟良種選育[15-16]等方面做了少量研究,而對黃樟育苗基質(zhì)的研究,僅有扦插育苗技術[17]、莖段離體培養(yǎng)技術[18]方面進行了少量研究[19-22]。本研究采用輕基質(zhì)育苗常用的泥炭土、黃樟主要適生土壤黃心土及南方低成本農(nóng)業(yè)廢棄物稻谷殼為基質(zhì)原料,研究不同配比的無紡布育苗基質(zhì)對黃樟苗木生長及苗木質(zhì)量的影響,并考慮育苗基質(zhì)的成本,綜合分析優(yōu)選出一個經(jīng)濟適用的黃樟無紡布育苗基質(zhì)的配方,為黃樟無紡布容器育苗提供理論基礎。
試驗地點在江西省林業(yè)科學院院內(nèi)(28°45′41″N,115°49′36″E),全年光照充足,年降水量1 600~1 700 mm,年平均氣溫17℃左右,屬亞熱帶濕潤季風氣候。
本試驗的黃樟種子于2017年11月在云南省西雙版納傣族自治州勐海縣采摘,千粒干重為115.3±0.23 g,并于翌年4月份濕沙催芽使黃樟苗木生長至苗高5 cm,后在不同配比的無紡布基質(zhì)中小心栽入黃樟苗木,使其在無紡布基質(zhì)中生長。
本試驗使用試驗基質(zhì)原料為:泥炭土、稻谷殼、黃心土,以黃心土為對照基質(zhì)?;|(zhì)原料中泥炭土產(chǎn)于東北,粉碎至纖維長度約5 mm,pH 4~5;稻谷殼為腐熟后的農(nóng)業(yè)廢棄稻谷殼;黃心土為過2.5 mm篩后的細黃心土;育苗容器為無紡布育苗袋[23],其規(guī)格為10 cm×12 cm(口徑×高度)。
1.3.1 試驗方案設計
試驗方案以泥炭土、稻谷殼、黃心土按不同體積配比采用單因素隨機區(qū)組方法設計黃樟無紡布育苗基質(zhì)配方,共設計18個不同配比的基質(zhì)配方,并以純黃心土為對照基質(zhì)配方。每基質(zhì)處理設置3個重復,每重復30株黃樟苗木,并且其它條件一致,各基質(zhì)處理號的基質(zhì)配方及理化性質(zhì)見表1。
表1 基質(zhì)配方及理化性質(zhì)Tab.1 Physical and chemical properties of different substrate treatments
1.3.2 指標測定方法
生長量測定:于2018年11月對不同基質(zhì)處理的容器苗各隨機挑選90株測量苗高和地徑,記錄并計算出每基質(zhì)處理黃樟苗木的苗高、地徑均值。
各生物量測定:于2018年11月對每基質(zhì)處理的容器苗選取5株標準黃樟植株用于測定生物量,分別稱取其葉、莖和根的鮮重,再放置烘箱烘至絕干并稱重,計算出葉、莖和根的生物量。
根系測定:每基質(zhì)處理測定5株標準株的一級根系數(shù)量和長度。
根冠比為黃樟苗木在地下部分與地上部分干物質(zhì)總重量的比。
光合速率測定:采用漢莎便攜式光合作用測定儀(CIRAS-3)于2018年8月中旬9:00-11:00進行測定,每基質(zhì)處理取6株測定,每株測定5片葉片。
葉綠素測定:采用乙醇提取后使用分光光度計法[24]進行測定,測定時間為2018年8月中旬,每基質(zhì)處理取6個混合樣,每混合樣有2個重復。
測定不同配比基質(zhì)的理化性質(zhì)(表1):各基質(zhì)處理采用電位法測定pH值,采用重鉻酸鉀外加熱法測定有機質(zhì)(OM),采用氫氧化鈉堿溶-火焰光度法[25-26]測定全鉀(TK)和速效鉀(AK),采用酸溶-鉬銻抗比色法測定全磷(TP)和有效磷(AP),采用凱氏定氮儀測定全氮(TN)和水解氮(HN)。
苗木品質(zhì)指數(shù)計算[27]:苗木品質(zhì)指數(shù)(QI)=苗木總干質(zhì)量/[(苗高/地徑)+(莖干總質(zhì)量/根干總質(zhì)量)]
苗木品質(zhì)綜合評價值分析:對不同基質(zhì)處理的黃樟苗木生長各指標采用多目標決策法[28]對其進行綜合評價,最后得到最適合的黃樟容器苗基質(zhì)配方。首先將各評價指標通過一維比較法換算成同一效用單位,各指標系數(shù)計算公式:Ui=Vi/Vmax,其中Vmax為各指標測定值中的最大值,Vi為各指標測定值。每個基質(zhì)處理的各性狀指標得分(Wi)為各指標系數(shù)與權重之積,各性狀權重則根據(jù)苗高、地徑、總生物量、苗木品質(zhì)指數(shù)的重要程度分別賦為0.23、0.23、0.24、0.30,同一基質(zhì)處理的各性狀指標得分之和即為該基質(zhì)處理綜合評價得分(W)[29]。
表1 所示,所有基質(zhì)處理pH值在4.45~5.13,均為弱酸性基質(zhì),18種配比基質(zhì)中除pH值、全鉀含量外,其他指標均高于對照黃心土基質(zhì)?;|(zhì)中的全氮和有機質(zhì)隨著泥炭土體積比例的增加呈上升趨勢,基質(zhì)中速效鉀和有效磷隨著稻谷殼體積比例的增加呈上升趨勢,而基質(zhì)中有機質(zhì)、速效鉀、全氮隨著黃心土體積比例的增加呈下降趨勢。
表2 為不同基質(zhì)處理各性狀指標,在19種不同基質(zhì)配比中,基質(zhì)處理T6平均苗高最大,達90.4 cm,顯著高于T1、T2、T3、T5、T8、T9、T10、T14、T17處理?;|(zhì)處理T11的平均地徑最大,達到0.80 cm,是所有基質(zhì)處理平均地徑的1.24倍,并且顯著高于除T10、T11、T12、T15、T16、T17之外的其他處理。苗木總生物量、葉生物量均在T17處理下最高,與處理T5、T12、T15、T16、T18均無顯著差異。苗木莖生物量和根生物量在T11處理下最大,與處理T10、T12、T15、T17均無顯著差異。19種基質(zhì)配方中苗木根冠比在0.093~0.306?;|(zhì)處理T17苗木品質(zhì)指數(shù)最高,且顯著高于除T11、T15之外的其它處理。綜合評價值排在前5的基質(zhì)配方為T11、T12、T15、T16和T17,其中以處理T11的綜合評價值最高,但與處理T10、T12、T15、T16和T17無顯著差異。
表2 不同基質(zhì)處理各性狀指標、苗木品質(zhì)指數(shù)及綜合評價Tab.2 Index of each character,seedling quality index and comprehensive evaluation of different substrate treatments
不同基質(zhì)配比對黃樟容器苗葉綠素含量和光合速率的影響均達到顯著水平(P<0.05)。如圖1~圖4所示,在19種不同基質(zhì)配比處理中,基質(zhì)處理T15一級側(cè)根數(shù)最多,顯著高于除T11之外的其它處理(如圖1);基質(zhì)處理T18一級側(cè)根長度最長,顯著高于除T10、T13、T16之外的其它處理(如圖2);處理T8葉綠素含量最高,顯著高于T1、T2、T4、T5、T7、T13、T14、T18、T19處理(如圖3);處理T16光合速率最大,與處理T10、T11、T12、T15、T17、T18無顯著差異,但顯著高于其它處理(如圖4)。
圖1 不同基質(zhì)處理下一級側(cè)根數(shù)Fig.1 Number of primary lateral roots under different substrate treatments
圖2 不同基質(zhì)處理下一級側(cè)根長度Fig.2 Length of primary lateral root under different substrate treatments
圖3 不同基質(zhì)處理下苗木葉綠素含量Fig.3 Chlorophyll content of seedlings under different substrate treatments
圖4 不同基質(zhì)處理下苗木光合速率Fig.4 Photosynthetic rate of seedlings under different substrate treatments
不同基質(zhì)體積比例與黃樟苗木品質(zhì)指數(shù)、綜合評價值及苗木苗高、地徑、總生物量等生長性狀指標的相關關系見表3。泥炭土體積比例與苗木各項生長指標呈正相關關系,且在苗木苗高、地徑、生物量和綜合評價值呈極顯著相關,泥炭土將有利于黃樟苗木的生長。稻谷殼體積比例與苗木各項生長指標均呈負相關關系,高比例的稻谷殼將不利于黃樟苗木生長。
表3 苗木主要性狀與基質(zhì)種類的相關系數(shù)Tab.3 Relationship between the main growth traits and substrate types
不同基質(zhì)配方成本見表4,可知基質(zhì)中泥炭土比例越高,基質(zhì)成本隨著增加,并且所有基質(zhì)配方成本在30~280元·m-3。在所有基質(zhì)配比處理中,綜合評價值高且無明顯差異的有T10、T11、T12、T15、T16和T176個基質(zhì)處理號。對上述6個基質(zhì)處理綜合考慮黃樟苗木生長質(zhì)量、容器苗基質(zhì)配方重量和基質(zhì)成本等條件,最后篩選出黃樟無紡布容器育苗適宜基質(zhì)配方為基質(zhì)處理T11(泥炭土∶稻谷殼∶黃心土=7∶2∶1)。
表4 不同基質(zhì)配方成本Tab.4 Cost of different substrate formulations
影響容器苗生長的因素有很多,其中容器苗育苗基質(zhì)是關鍵因素之一[30-31]。本試驗以泥炭土、稻谷殼、黃心土按不同體積配比采用單因素隨機區(qū)組方法設計黃樟無紡布育苗基質(zhì)配方。通過綜合評價值結果來看,基質(zhì)處理T10(泥炭土∶稻谷殼∶黃心土=7∶3∶0)、T11(泥炭土∶稻谷殼∶黃心土=7∶2∶1)、T12(泥炭土∶稻谷殼∶黃心土=7∶1∶2)、T15(泥炭土∶稻谷殼∶黃心土=8∶0∶2)、T16(泥炭土∶稻谷殼∶黃心土=9∶1∶0)和T17(泥炭土∶稻谷殼∶黃心土=9∶0∶1)培育的黃樟容器苗各項生長指標及綜合評價值表現(xiàn)較為優(yōu)異,但成本方面以基質(zhì)處理T10、T11、T12相對較低,比基質(zhì)處理T15、T16、T17成本降低了11.1%~23.2%,另外考慮到基質(zhì)處理T10缺少黃心土,而基質(zhì)處理T12是T11重量的2倍,進一步綜合考慮各指標參數(shù)、運輸成本等條件,最終篩選出黃樟無紡布容器育苗適宜基質(zhì)配方為基質(zhì)處理T11(泥炭土∶稻谷殼∶黃心土=7∶2∶1)。
基質(zhì)處理T11培育的黃樟容器苗不僅在葉綠素含量及光合速率上表現(xiàn)優(yōu)異,而且在形態(tài)指標、生物量等生長質(zhì)量指數(shù)上也表現(xiàn)優(yōu)異。T11基質(zhì)配比中70%的泥炭土中含有豐富的營養(yǎng)元素為黃樟苗木生長提供營養(yǎng),20%的稻谷殼不僅實現(xiàn)了環(huán)保功能和資源的再利用的作用,還降低了配方成本,而10%的黃心土在提高了黃樟苗木的適應性的同時還增加了基質(zhì)的粘合度利于根團形成。因此,綜合考慮育苗苗木生長質(zhì)量、成本、環(huán)保及苗木適應性,基質(zhì)處理T11(泥炭土∶稻谷殼∶黃心土=7∶2∶1)為南方經(jīng)濟適用的黃樟無紡布容器育苗基質(zhì)配方。