安玉光，孫建文

（1. 新疆天山東部國(guó)有林管理局瑪納斯南山分局，新疆 瑪納斯 832200；2. 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052）

文冠果（Xanthoceras sorbifoliaBunge）是豆科錦雞兒屬植物，為灌木，分布于內(nèi)蒙古、寧夏、甘肅、新疆等地，生長(zhǎng)于半固定和固定沙地。文冠果喜光，適應(yīng)性很強(qiáng)，既耐寒又抗高溫，常為優(yōu)勢(shì)種，其根系發(fā)達(dá)，具根瘤菌，有固氮性能。文冠果不但能防風(fēng)固沙、保持水土，而且其枝干、種子的利用價(jià)值也較高[1-4]，是我國(guó)荒漠、半荒漠及草原地帶營(yíng)造防風(fēng)固沙林、水土保持林的重要樹(shù)種。近年來(lái)，文冠果在生物能源及荒山綠化中的應(yīng)用越來(lái)越廣，遼寧、吉林、青海等地都已成功引種。因此，文冠果的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)學(xué)者的重視，但對(duì)文冠果的研究大都是關(guān)于其花與果[5]、雄性不育[6]、遺傳變異、組織培養(yǎng)及藥用化學(xué)成分等方面[7-8]。

目前文冠果育苗以扦插育苗和播種育苗為主，但在前山帶冷涼氣候條件下，苗木生長(zhǎng)期較短，以播種育苗效果更好。為了加快文冠果在天山北坡前山帶區(qū)域（即冷涼氣候條件下）的開(kāi)發(fā)和利用，筆者以文冠果幼苗生長(zhǎng)特性及生理指標(biāo)為切入點(diǎn)，開(kāi)展了不同基質(zhì)配比對(duì)文冠果容器育苗影響的研究，以期為文冠果的推廣應(yīng)用提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地為新疆天山東部國(guó)有林管理局瑪納斯南山林場(chǎng)石門(mén)子管護(hù)所育苗基地，位于86°6′22″E，43°50′39″N，平均海拔高度1 240 m。該地屬典型的溫帶大陸性氣候，冬季長(zhǎng)而嚴(yán)寒，夏季短而酷熱，晝夜溫差大；年平均氣溫6～7℃，最熱月（7 月）平均氣溫25.8℃，最冷月（1 月）平均氣溫-18.4℃；年平均降水量為320 mm，年蒸發(fā)量1 691 mm，日照時(shí)數(shù)為2 681 h，全年無(wú)霜期165～172 d，最長(zhǎng)可達(dá)190 d。

1.2 供試材料

供試文冠果種子來(lái)源于瑪納斯縣苗圃。采用“因地制宜，就近取土”的原則，用園土、腐熟羊糞、河沙作為育苗基質(zhì)原料。育苗容器采用規(guī)格為15 cm×15 cm 的聚乙烯營(yíng)養(yǎng)缽。

1.3 試驗(yàn)方法

基質(zhì)配方設(shè)A1、A2、A3 共3 個(gè)處理，園土∶河沙∶腐熟羊糞的體積比分別為6 ∶2 ∶2、6 ∶3 ∶1 和5 ∶3 ∶2，將各種基質(zhì)原料按相應(yīng)比例混合后用攪拌機(jī)攪拌均勻，并過(guò)篩（Φ=2 mm）。不同基質(zhì)配方的理化性狀指標(biāo)見(jiàn)表1，A1 基質(zhì)的容重較輕，有機(jī)質(zhì)含量較高，A2 基質(zhì)的容重較重，而A3 基質(zhì)的孔隙度較高。育苗基質(zhì)按相應(yīng)比例配好后裝營(yíng)養(yǎng)缽，用多菌靈溶液淋灌消毒后備用。每處理15 缽，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3 次。

表1 不同基質(zhì)配方的理化性狀指標(biāo)

播種前將文冠果種子用0.3%高錳酸鉀浸泡20 min 消毒，然后用45℃溫水浸泡1 d 使種子充分吸水，2019 年10 月30 日播種，每缽播種3 粒種子，播種深度3 cm。2020 年5 月上旬開(kāi)始出苗，及時(shí)在育苗地塊搭建簡(jiǎn)易大棚，并控制溫度在40℃以?xún)?nèi)，相對(duì)濕度80%～90%。采用微噴灌溉使基質(zhì)見(jiàn)干見(jiàn)濕，并注意澆水要一次性澆透，及時(shí)除草與間苗，每個(gè)營(yíng)養(yǎng)缽留健壯幼苗1 株。待幼苗長(zhǎng)到10 cm 時(shí)追施水溶肥（新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院專(zhuān)利產(chǎn)品——黃腐酸磷酸二氫鉀肥），前期少量多次，隨著幼苗的生長(zhǎng)可適當(dāng)增加施肥量。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1 幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定每15 d 用鋼卷尺和游標(biāo)卡尺測(cè)定1 次幼苗的株高和地徑，每處理隨機(jī)取5 株測(cè)定取其平均值。直至秋季幼苗基本停止生長(zhǎng)為止。待秋季幼苗停止生長(zhǎng)后統(tǒng)計(jì)成活率，每處理隨機(jī)選取5株測(cè)定苗高、地徑、主根長(zhǎng)、側(cè)根數(shù)。然后將幼苗帶回室內(nèi)測(cè)定地上部鮮重和地下部鮮重，再于105℃烘箱中殺青20 min，將溫度調(diào)至75℃干燥8 h 后測(cè)定地上部干重和地下部干重。

1.4.2 幼苗生理指標(biāo)測(cè)定于7 月中旬每處理隨機(jī)選取5 株幼苗的頂端功能葉片，保存于液氮罐中測(cè)定生理指標(biāo)。葉綠素含量采用乙醇提取比色法[9]測(cè)定；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250 法[10]測(cè)定；超氧化物歧化酶（SOD）活性采用NBT 光化學(xué)還原法[11]測(cè)定；脯氨酸含量采用磺基水楊酸提取法測(cè)定；丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸顯色法[12]測(cè)定。

1.4.3 幼苗葉片光合指標(biāo)測(cè)定選7 月中旬的晴朗天氣，于11：00—13：00 選取植株中上部功能葉片，利用Li-6400XT便攜式光合儀測(cè)定苗木的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率。每處理選取3株幼苗，每株幼苗選取3 片功能葉進(jìn)行測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2010 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、繪制圖表，用SPSS 17.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用模糊數(shù)學(xué)模型的隸屬函數(shù)評(píng)價(jià)法[13-16]和權(quán)重進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

隸屬函數(shù)值的計(jì)算按公式（1）進(jìn)行，如果指標(biāo)與抗旱性呈負(fù)相關(guān)則按公式（2）進(jìn)行。

式中：wj為第j 個(gè)指標(biāo)在所有評(píng)價(jià)指標(biāo)中的權(quán)重，Pj為經(jīng)主成分分析所得到的第j 個(gè)指標(biāo)的貢獻(xiàn)率，D為綜合評(píng)價(jià)值，X（Zj）為隸屬函數(shù)值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)配方對(duì)文冠果幼苗生長(zhǎng)的影響

2.1.1 苗高生長(zhǎng)特性由圖1 可知，不同基質(zhì)配方的幼苗生長(zhǎng)規(guī)律基本相同，6 月中旬以前均生長(zhǎng)緩慢，7 月上旬到8 月下旬為快速生長(zhǎng)期，9 月后基本停止生長(zhǎng)。在快速生長(zhǎng)期，苗高平均生長(zhǎng)量為28.47 cm，其中A1 處理的生長(zhǎng)量達(dá)43.27 cm，占整個(gè)生長(zhǎng)量的36.08%，明顯高于A(yíng)2、A3 處理。到9 月中旬幼苗封頂后，A1處理的苗高達(dá)67.8 cm，明顯高于A(yíng)2處理（43.7 cm）和A3 處理（54.8 cm），說(shuō)明A1 處理最適合文冠果幼苗的苗高生長(zhǎng)。

圖1 不同基質(zhì)配方的幼苗苗高生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)

2.1.2 地徑生長(zhǎng)特性不同基質(zhì)配方的幼苗地徑生長(zhǎng)規(guī)律也基本相同（見(jiàn)圖2）。7 月4 日以前均生長(zhǎng)緩慢，7 月中旬至8 月中旬增長(zhǎng)幅度明顯加快，為文冠果的快速生長(zhǎng)期，9 月中旬基本停止生長(zhǎng)。在快速生長(zhǎng)期內(nèi)，地徑平均生長(zhǎng)量為1.56 mm，其中A1 處理的生長(zhǎng)量達(dá)2.22 mm，占整個(gè)生長(zhǎng)量的29.57%，明顯高于A(yíng)2、A3 處理。9 月17 日，A1 處理的地徑達(dá)7.51 mm，明顯高于A(yíng)2 處理（5.31 mm）和A3 處理（5.94 mm），說(shuō)明A1 處理最適合文冠果幼苗的地徑生長(zhǎng)。

圖2 不同基質(zhì)配方的幼苗地徑生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)

2.1.3 幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)比較不同基質(zhì)配方對(duì)文冠果幼苗的生長(zhǎng)指標(biāo)影響顯著，A1 處理的苗高和地徑均顯著大于A(yíng)2 和A3 處理，而A3 處理的苗高又顯著高于A(yíng)2 處理；主根長(zhǎng)是A1 處理最長(zhǎng)，為58.2 cm，顯著長(zhǎng)于A(yíng)2 處理，但與A3 處理沒(méi)有顯著差異；A3 處理的側(cè)根數(shù)為31.0 個(gè)，顯著多于A(yíng)1 和A2 處理（見(jiàn)表2），可能是A3 處理的園土含量較低，河沙和腐熟羊糞的含量較高，基質(zhì)的通透性較好利于側(cè)根的生長(zhǎng)發(fā)育。比較文冠果幼苗的生長(zhǎng)指標(biāo)，總的來(lái)說(shuō)是A1 處理優(yōu)于A(yíng)3 處理，而A3 處理優(yōu)于A(yíng)2 處理。

表2 不同基質(zhì)配方的幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)

2.1.4 幼苗生物量比較生物量是衡量苗木質(zhì)量的重要指標(biāo)，幼苗生物量越大苗木質(zhì)量越好，苗木栽植成活率越高[17]。由表3 可知，地上部鮮重和干重均是A1 ＞A3 ＞A2，且各處理間差異顯著；地下部鮮重和干重均是A3 處理最重，顯著重于A(yíng)2 處理，但與A1 處理沒(méi)有顯著差異。比較文冠果幼苗的生物量，總的來(lái)說(shuō)是A1 處理優(yōu)于A(yíng)3 處理，而A3 處理優(yōu)于A(yíng)2 處理。

表3 不同基質(zhì)配方的幼苗生物量 （g）

2.2 不同基質(zhì)配方對(duì)文冠果幼苗生理指標(biāo)的影響

A1 處理的葉綠素總量顯著高于A(yíng)2 和A3 處理，A2 處理的SOD 含量和脯氨酸含量顯著高于A(yíng)1 和A3處理，可溶性蛋白含量是A3 ＞A2 ＞A1 且各處理間差異顯著，MDA 含量是A3 處理最高，顯著高于A(yíng)1處理，但與A2 處理沒(méi)有顯著差異（見(jiàn)表4）?？赡苁茿2 處理的孔隙度較小、土壤通透性較差，噴灌后土壤表面容易板結(jié)而使幼苗受到干旱脅迫，導(dǎo)致可溶性蛋白、SOD、MDA 和脯氨酸含量增加。

表4 不同基質(zhì)配方的幼苗生理指標(biāo)

2.3 不同基質(zhì)配方對(duì)文冠果幼苗光合指標(biāo)的影響

光合作用能夠有效反映苗木長(zhǎng)勢(shì)和抗性[18]，凈光合速率（Pn）能夠直接反映苗木有機(jī)物的累積水平。凈光合速率表現(xiàn)為A1 ＞A2 ＞A3，且各處理間差異顯著；胞間CO2濃度（Ci）最大的是A1 處理（247.49 μmol/mol），A3 處 理 次 之（242.42 μmol/mol），A2 處理最?。?35.04 μmol/mol），且顯著小于A(yíng)1 和A3 處理；氣孔導(dǎo)度（Gs）和蒸騰速率（Tr）均表現(xiàn)為A1 ＞A2＞A3，且各處理間差異顯著（見(jiàn)圖3）。

圖3 不同基質(zhì)配方的幼苗光合指標(biāo)

2.4 影響文冠果幼苗生長(zhǎng)的關(guān)鍵因子分析

2.4.1 逐步回歸分析選擇生長(zhǎng)指標(biāo)中最直觀(guān)的指標(biāo)苗高（Y1）和地徑（Y2）及生理指標(biāo)葉綠素總量（X1）、可溶性蛋白（X2）、SOD 含量（X3）、MDA 含量（X4）、脯氨酸含量（X5）進(jìn)行逐步回歸分析；同時(shí)選擇生長(zhǎng)指標(biāo)中最直觀(guān)的指標(biāo)苗高（Y1）和地徑（Y2）及光合指標(biāo)凈光合速率（X6）、氣孔導(dǎo)度（X7）、細(xì)胞間CO2濃度（X8）、蒸騰速率（X9）進(jìn)行逐步回歸分析?；貧w分析結(jié)果如表5 所示，篩選出的主要生理指標(biāo)影響因子為葉綠素總量（X1）、可溶性蛋白（X2）、MDA含量（X4）和脯氨酸含量（X5）；篩選出的主要光合指標(biāo)影響因子為細(xì)胞間CO2濃度（X8）和蒸騰速率（X9）。

表5 苗高和地徑逐步回歸結(jié)果

2.4.2 主成分分析依據(jù)上述逐步回歸分析篩選出的主要影響因子，結(jié)合苗高和地徑2 個(gè)固定評(píng)價(jià)因子進(jìn)行主成分分析，根據(jù)主成分計(jì)算出各指標(biāo)權(quán)重見(jiàn)表6。

表6 主成分因子負(fù)荷系數(shù)和權(quán)重

2.5 最佳基質(zhì)配方篩選

應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)的平均隸屬函數(shù)法，計(jì)算8 個(gè)主要影響因子的隸屬函數(shù)值，再根據(jù)主要影響因子的權(quán)重計(jì)算綜合評(píng)價(jià)值，結(jié)果見(jiàn)表7。3 個(gè)基質(zhì)配方的綜合評(píng)價(jià)值（D）從大到小依次為A1 ＞A3 ＞A2，其D值分別為0.760、0.485 和0.161。因此，A1 為最優(yōu)配方，A3 是次優(yōu)配方，A2 為最差配方。

表7 不同基質(zhì)配方的幼苗綜合評(píng)價(jià)

3 小 結(jié)

容器育苗是苗木產(chǎn)業(yè)中廣泛應(yīng)用的育苗技術(shù)，而育苗基質(zhì)的合理選擇是容器育苗成功的關(guān)鍵技術(shù)之一，基質(zhì)的成分和配比是決定苗木質(zhì)量的關(guān)鍵因素[17]，因此如何選擇和配制育苗基質(zhì)對(duì)容器育苗的成敗起決定性作用[19]。文冠果是直根系樹(shù)種，培育主根發(fā)達(dá)、側(cè)根數(shù)多的幼苗可以提高造林成活率，育苗時(shí)合理選擇基質(zhì)對(duì)提高文冠果苗木的質(zhì)量具有重要意義。大量研究表明，基質(zhì)的物理性狀對(duì)苗木的生長(zhǎng)發(fā)育比化學(xué)性質(zhì)更為重要[20-21]，因?yàn)榛|(zhì)的通透性直接影響容器苗的根系發(fā)育狀況。該研究3 種基質(zhì)配方的總孔隙度為53.6%～59.2%，pH 值7.52～7.63，水解性氮含量為119.91～218.83 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量為41.3～57.5 mg/kg。其中，A1 基質(zhì)的容重和總孔隙度較小，而養(yǎng)分含量最高；A2 基質(zhì)的容重和總孔隙度較大，而養(yǎng)分含量較低；A3 基質(zhì)的容重、總孔隙度和養(yǎng)分含量均處于中間（見(jiàn)表1）。因此，A1（園土∶河沙∶腐熟羊糞=6 ∶2 ∶2）為最優(yōu)配方，A3（園土∶河沙∶腐熟羊糞=5 ∶3 ∶2）是次優(yōu)配方，A2（園土∶河沙∶腐熟羊糞=6 ∶3 ∶1）為最差配方。