楊運(yùn)源，周建堅，譚仕俊，黃永芳

(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，廣東 廣州 510642； 2.臺山市廣林生態(tài)林業(yè)有限公司，廣東 臺山 529200； 3.臺山市甫草林場，廣東 臺山 529200)

樸樹(Celtissinensis)是榆科(Ulmaceae)樸屬(Celtis)高大落葉喬木樹種，高可達(dá)20 m，胸徑1 m，在淮河流域、秦嶺以南各地區(qū)廣泛分布，生長于平原或者低山等地區(qū)[1]。樸樹在綠化上很早就得到人們的使用，其樹形高大美觀，樹冠寬廣飽滿，枝葉茂盛，耐干旱貧瘠和輕度鹽堿，常用在庭院遮陰，也可作行道樹等[2]；此外，樸樹還具有很好的凈化空氣的效果，如吸收空氣中的二氧化硫、氟化氫、氯氣等有毒有害氣體以及灰塵[3]。

育苗基質(zhì)對幼苗的生長及生產(chǎn)有著極其重要的影響。傳統(tǒng)的育苗基質(zhì)大都以當(dāng)?shù)氐耐寥雷鳛榛|(zhì)，容易板結(jié)，影響幼苗生長發(fā)育，且運(yùn)輸不便，重量大，成本高，難以滿足市場的需求[4]。因此，研究不同配比輕基質(zhì)育苗效果在實(shí)際生產(chǎn)中具有重要意義。近年來,育苗基質(zhì)得到研究工作者的關(guān)注，如檳榔(Arecacatechu)、菩提(Ficusreligiosa)、山核桃(Caryacathayensis)、亮葉木蓮(Manglietialucida)、樟樹(Cinnamomumcamphora)、樂東擬單性木蘭(Parakmerialotungensis)、青岡櫟(Cyclobalanopsisglauca)等樹種的育苗基質(zhì)研究相對較多，育苗技術(shù)相對成熟[5-11]。目前，對樸樹的研究主要集中在葉片結(jié)構(gòu)與蒸騰量[12]、移植與養(yǎng)護(hù)技術(shù)[3，13]、種子育苗技術(shù)和扦插育苗技術(shù)[14-15]，提取物[16]以及病蟲害防治等[17]，對育苗基質(zhì)很少有研究報道。本研究以珍珠巖、谷殼、泥炭、椰糠作為樸樹種子育苗基質(zhì)材料，按照正交試驗(yàn)配置不同的基質(zhì)配比，結(jié)合苗木的生長水平、光合作用、葉綠素?zé)晒獾?，探討樸樹幼苗生長與基質(zhì)的聯(lián)系，篩選適合樸樹幼苗生長的基質(zhì)，以提高樸樹幼苗的苗木質(zhì)量，為生產(chǎn)中樸樹育苗基質(zhì)的選擇提供參考依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在廣東省江門市臺山市甫草林場(112°49′55″E，22°22′14″N)，屬于亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候。臺山市歷年平均氣溫22.3 ℃，最熱月份(7月)平均氣溫28.4 ℃，最冷月份(1月)平均氣溫14.2 ℃；地貌類型多樣，有丘陵、山地、平原、海岸、島嶼;土壤以赤紅壤為主，土壤偏酸性；年均降雨量2 007.7 mm，其中沿海地區(qū)年均降雨量2 200 mm；夏季盛吹南風(fēng)，冬季盛吹北風(fēng)，夏季不酷熱，冬季不嚴(yán)寒，常年溫和濕潤，雨量充沛，光照充足，無霜期長。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)采用的樸樹種子來源于廣東省江門市臺山市甫草林場；采用珍珠巖、谷殼、泥炭、椰糠作為試驗(yàn)基質(zhì)原料;育苗穴盤采用甫草林場設(shè)計發(fā)明的已獲國家實(shí)用專利和外觀專利的輕基質(zhì)育苗穴盤，每個穴盤18個孔，每個孔尺寸為直徑80 mm、深度120 mm。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計與方法

2.2.1 試驗(yàn)設(shè)計

本研究采用4因素4水平正交試驗(yàn)設(shè)計(見表1)，將4種基質(zhì)原料按照體積比配置成混合基質(zhì)，共16個處理。將配置好的基質(zhì)倒入甫草林場設(shè)計的育苗穴盤，每盤有18孔，每個處理設(shè)置3盤，重復(fù)3次，即每個處理共9盤。2020年3月，將樸樹種子播種于提前整理好的沙床中催芽，覆蓋薄膜保持合適的溫度和水分，待種子發(fā)芽長至苗高約7 cm時，選擇長勢相同、無病蟲害的健壯幼苗移植在穴盤中。將穴盤放進(jìn)甫草林場里的溫棚中，溫棚采用透明薄膜遮擋，讓陽光可以正常照射幼苗；溫棚中安裝噴霧系統(tǒng)和溫濕度計，可保持溫棚內(nèi)濕度70%左右，溫度太高時可適當(dāng)降低溫棚內(nèi)溫度保持25 ℃左右。每個處理給予相同的日常澆水、施肥和除草等養(yǎng)護(hù)管理。

2.2.2 指標(biāo)測量

待幼苗生長1年后，每個處理隨機(jī)選擇3株長勢相似、無病蟲害的健壯幼苗，用皮尺和游標(biāo)卡尺測定株高(cm)、地徑(mm)，取平均值。同樣選取每個處理3株長勢相似、無病蟲害的健壯幼苗，選取頂部往下數(shù)第3～5片完全展開的葉片[18]，在上午9:00—11:00使用美國LICOR公司LI-6400XT便攜式光合作用測定儀測定凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、胞間CO2濃度；測定時選用紅藍(lán)光葉室，光照強(qiáng)度設(shè)800 μmol·m-2·s-1，每株測定3片葉，每個葉片重復(fù)測3次[19]。使用德國WALZPAM-2500葉綠素?zé)晒鉁y定儀測定實(shí)際量子產(chǎn)量(YII)、電子傳遞的相對速率(ETR)、最小熒光(F0)、最大熒光(Fm)、最大光能轉(zhuǎn)化率(Fv/Fm)、光化學(xué)淬滅(qp)、非光化學(xué)淬滅(qn)、非光化學(xué)淬滅(NPQ)，每株測定3片葉，每個葉片重復(fù)測3次，取平均值。

表1 基質(zhì)配方正交試驗(yàn)設(shè)計表Tab.1 Substrateorthogonaltestdesigntable試驗(yàn)號比例珍珠巖谷殼泥炭椰糠111112122231333414445212362214723418243293134103243113312123421134142144231154324164413 注:各因素中的各水平按照基質(zhì)體積比例配置。

2.3 數(shù)據(jù)處理與分析

使用 Microsoft Excel 2010 軟件作圖，用 SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同基質(zhì)配比下樸樹的生長狀況

如圖1-A所示，在全部處理中，處理4地徑最大，為5.93 mm，顯著大于除處理5以外的其他處理(P<0.05)；處理16的地徑最小，為4.13 mm，顯著小于其他處理(P<0.05)；處理4地徑比處理16大43.6%。如圖1-B所示，樸樹幼苗株高最大的是處理14，為45.40 cm，顯著大于除處理10以外的其他處理(P<0.05)；處理6最小，為27.20 cm，顯著小于除處理16以外的其他處理(P<0.05)，處理14比處理6大66.90%。

圖1 不同基質(zhì)配比對樸樹幼苗生長的影響Fig.1 Effects of different substrate ratios on the growth of seedlings 注：不同處理間不同小寫字母表示差異顯著(α=0.05)。下同。

3.2 不同基質(zhì)配比對樸樹幼苗光合特性的影響

如圖2-A所示，幼苗在處理11凈光合速率最大，為10.34 μmol·m-2·s-1，顯著大于處理14、15、16(P<0.05)，其中處理16最小，為2.02 μmol·m-2·s-1，處理11的幼苗凈光合速率是處理16的5.14倍。如圖2-B所示，處理1的幼苗氣孔開放程度最大，為0.83 μmol·m-2·s-1，顯著大于除處理13、15和16以外的其他處理(P<0.05)；處理9的最小，為0.18 μmol·m-2·s-1，處理1是處理9的4.6倍。如圖2-C所示，處理16的幼苗胞間CO2濃度最大，為425.66 μmol·mol-1，最小的是處理9，為352.09 μmol·mol-1，兩者之間差異顯著(P<0.05)。如圖2-D所示，處理16的幼苗蒸騰速率最大，為8.35 μmol·m-2·s-1，顯著大于除處理1、13和15以外的其他處理(P<0.05)；處理9最小，為2.92 μmol·m-2·s-1。

圖2 不同基質(zhì)配比對樸樹幼苗光合作用的影響Fig.2 Effects of different substrate ratios on photosynthesis of seedlings

3.3 不同基質(zhì)配比對樸樹幼苗葉綠素?zé)晒獾挠绊?/h3>

光系統(tǒng)II的實(shí)際光能轉(zhuǎn)換率也稱實(shí)際量子產(chǎn)量。如圖3-A所示，處理10的實(shí)際量子產(chǎn)量最大，為0.52，顯著大于除處理7和處理14以外的其他處理(P<0.05)；處理6最小，為0.19，顯著小于除處理4和處理5以外的其他處理(P<0.05)。如圖3-B所示，樸樹幼苗在處理10中電子傳遞的相對速率達(dá)到最大值，為79.84 μmol·m-2·s-1，顯著大于除處理7和處理14以外的其他處理(P<0.05)；處理6最小，為29.71 μmol·m-2·s-1，顯著小于除處理4和處理5以外的其他處理(P<0.05)。如圖3-C所示，處理9的最小熒光最大，為0.63，顯著大于除處理5和處理7以外的其他處理(P<0.05)；處理2最小，為0.49，處理9是處理2的1.29倍。如圖3-D所示，處理5的最大熒光值最大，為2.72，顯著大于除處理9以外的其他處理(P<0.05)；處理6最小，為2.14，顯著小于除處理2、8、10以外的其他處理(P<0.05)。Fv/Fm是光系統(tǒng)II的最大光合效率，也叫光系統(tǒng)II的最大光能轉(zhuǎn)換效率、最大量子產(chǎn)量，反映了植物的最大光合潛能。如圖3-E所示，處理2的Fv/Fm達(dá)到最大值，為0.78，顯著大于處理6、8、9、10、15(P<0.05)；處理8最小，為0.74，顯著小于除處理6、9、10以外的其他處理(P<0.05)。由光合作用引起的熒光淬滅稱之為光化學(xué)淬滅。如圖3-F所示，處理10達(dá)到最大值，為0.76，顯著大于除處理7、8、9、11、13、14以外的其他處理；最小的是處理6，為0.39，顯著小于除處理3、4、5以外的其他處理(P<0.05)。樸樹幼苗的非光化學(xué)淬滅qn在不同的處理中有所不同。如圖3-G所示，處理5最高，為0.70，顯著高于除處理1、4、6以外的其他處理(P<0.05)；處理10最小，為0.29，顯著小于其他所有處理(P<0.05)。如圖3-H所示，處理5非光化學(xué)淬滅NPQ最高，為1.38，顯著高于除處理6以外的其他處理(P<0.05);處理10最小，為0.29，顯著低于除處理8和處理14以外的其他處理(P<0.05)。

圖3 不同基質(zhì)配比對樸樹幼苗光合熒光的影響Fig.3 Effects of different substrate ratios on photosynthetic fluorescence of seedlings

3.4 主成分分析

對不同處理的樸樹幼苗的11個調(diào)查指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，選擇前4個特征值大于1的主成分，累計貢獻(xiàn)率為86.279%(見表2)，代表了11個指標(biāo)86.279%的信息[20]。

表2 特征值、方差貢獻(xiàn)及累計貢獻(xiàn)率Tab.2 Eigenvalue,variancecontributionandcumulativecontributionrate主成分特征值方差百分比/%累積貢獻(xiàn)率/%14.47440.67340.67322.16119.64660.31931.55514.13874.45741.30011.82386.279

使用 SPSS 22.0軟件對各指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行降維和因子分析等處理，用Microsoft Excel 2010軟件計算各主成分得分，得到每個處理的綜合得分及排名(見表3)。從表3中可知，綜合得分最高的是處理10，得分最低的是處理6。因此，處理10的基質(zhì)為本次試驗(yàn)中綜合各項(xiàng)指標(biāo)篩選出的令樸樹育苗表現(xiàn)最佳的基質(zhì)，而處理6的基質(zhì)育苗效果最差。

表3 主成分綜合得分Tab.3 Principalcomponentcomprehensivescore處理綜合得分排名處理綜合得分排名1-0.4371290.13772-0.09510101.22313-0.56313110.34964-0.69614120.45855-0.72415130.61546-2.15116141.082271.003315-0.032980.069816-0.23711

4 結(jié)論與討論

4.1 不同基質(zhì)配比對樸樹生長的影響

育苗基質(zhì)是植株生長發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)，基質(zhì)的營養(yǎng)成分、保水能力、孔隙度、透氣情況等決定著基質(zhì)的優(yōu)良度[21]。本研究樸樹幼苗在16種基質(zhì)配比中的生長情況不同，說明基質(zhì)對幼苗生長起著非常重要的作用。處理4中樸樹幼苗地徑顯著大于處理16(P<0.05)，究其原因可以發(fā)現(xiàn)處理4的基質(zhì)中泥炭土和椰糠比例同時高于處理16，珍珠巖和谷殼比例同時小于處理16，說明適當(dāng)提高泥炭土和椰糠比例或減小珍珠巖和谷殼的比例可能可以促進(jìn)樸樹地徑的生長，可能泥炭土和椰糠的營養(yǎng)成分高于珍珠巖和谷殼或營養(yǎng)結(jié)構(gòu)更適合樸樹幼苗地徑生長。處理14樸樹幼苗株高顯著大于處理6(P<0.05)，究其原因可能是處理14的泥炭土和珍珠巖比例高于處理6，谷殼和椰糠比例小于處理6，說明適當(dāng)增加泥炭土和珍珠巖比例或減小谷殼和椰糠的比例可能有利于促進(jìn)樸樹幼苗長高，可能與泥炭土營養(yǎng)較高且珍珠巖的透氣透水性較強(qiáng)有關(guān)。

4.2 不同基質(zhì)配比對樸樹光合特性的影響

光合作用是植物生產(chǎn)能力的重要指標(biāo)[22]。有相關(guān)研究表明，光合速率的大小主要受兩類因素影響，一類是氣孔因素，主要包括氣孔數(shù)量、開放程度等[23-24]；另一類是非氣孔因素，包括光合色素含量、光合酶活性和光合機(jī)構(gòu)等[25]。有研究表明，當(dāng)氣孔導(dǎo)度下降，胞間CO2濃度也下降，此時凈光合速率受氣孔因素影響；當(dāng)氣孔導(dǎo)度下降，胞間CO2濃度升高或不變，此時凈光合速率受非氣孔因素影響。本研究中16個處理的樸樹幼苗凈光合速率各有所差異，其中處理11最大，此時處理11的氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度較小，凈光合速率應(yīng)受到氣孔因素的限制，但顯著大于其他處理，說明處理11的幼苗可能在其他方面如光合色素、光合酶和光合結(jié)構(gòu)等更強(qiáng)于其他處理，與基質(zhì)的營養(yǎng)成分、保水能力和透氣性是否存在相關(guān)有待進(jìn)一步研究。姚全勝等[26]研究表明土壤含水量過多或明顯不足，均會顯著降低芒果(Mangiferindica)盆栽幼苗的凈光合速率，在一定的土壤含水量范圍內(nèi)，氣孔導(dǎo)度隨著土壤含水量增加而增大。處理16是本研究中凈光合速率最小的，而氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率較大，氣孔導(dǎo)度增大導(dǎo)致CO2進(jìn)入細(xì)胞增多，基質(zhì)水分耗散的速度也加快；處理16的基質(zhì)中椰糠比例大于處理11，而椰糠有很好的保水能力，可能導(dǎo)致基質(zhì)含水量增大，從而降低凈光合速率和增大氣孔導(dǎo)度；凈光合速率最低的另外一個原因可能是泥炭土比例較低，導(dǎo)致基質(zhì)營養(yǎng)成分不足，與詹孝慈等[27]的研究相似，不同的栽培基質(zhì)對油茶(Camelliaoleifera)苗葉片的凈光合速率產(chǎn)生不同的影響，摻入適量的泥炭土能提高其凈光合速率。

4.3 不同基質(zhì)配比對樸樹葉片葉綠素?zé)晒獾挠绊?/h3>

Fv/Fm反映植物潛在的最大光能轉(zhuǎn)化率，在正常生長狀態(tài)下，一般變化極小，是研究各種環(huán)境脅迫對光合作用影響的重要指標(biāo)[28]。F0反映植物受到脅迫對PSII反應(yīng)系統(tǒng)永久性傷害的程度，F(xiàn)m反映通過PSII 的最大電子傳遞潛力[29]。F0升高或者Fm下降會引起Fv/Fm下降。本研究中，不同基質(zhì)處理下Fv/Fm的值在0.74～0.78之間，變化范圍較小，說明樸樹幼苗在16個處理中尚未受到脅迫或脅迫程度很小，與徐圓圓等[30]的研究一致。本研究中F0值在0.49～0.63之間，以處理9最大，處理9的Fv/Fm與最小的處理8沒有顯著差異，說明處理9的基質(zhì)可能會降低Fv/Fm的值。通過對比處理9和處理2的基質(zhì)，處理9中珍珠巖比例顯著大于處理2，谷殼比例顯著小于處理2，這導(dǎo)致兩個處理的基質(zhì)在物理性質(zhì)(如總孔隙度、通氣孔隙度、容重等)和化學(xué)性質(zhì)上有何區(qū)別還有待研究，這可能是引起處理9和處理2之間F0差異顯著的主要原因。

YII是光系統(tǒng)II的實(shí)際光能轉(zhuǎn)化率，也稱實(shí)際量子產(chǎn)量，其大小與碳同化能力緊密相關(guān)。光化學(xué)淬滅qp是光系統(tǒng)II吸收的光能用于光合作用的比例[31]。ETR反映光系統(tǒng)II的電子傳遞速率[29]。非光化學(xué)淬滅qn和NPQ是植物耗散過剩光能為熱量的能力，即光保護(hù)能力[31]。本研究中處理10的YII、qp和ETR都是最大值，說明處理10的基質(zhì)有助于PSⅡ反應(yīng)中心的電子傳遞;處理10的非光化學(xué)淬滅(qn、NPQ)最小，說明處理10吸收的光能絕大部分用于光合反應(yīng)，只有較少的光能被熱量耗散。

本研究發(fā)現(xiàn)，處理4的基質(zhì)對樸樹幼苗地徑生長最好，處理14的基質(zhì)對樸樹幼苗的株高生長最好，處理11凈光合速率最高，處理10實(shí)際量子產(chǎn)量、電子相對速率和光化學(xué)淬滅最高。經(jīng)過主成分分析得出綜合得分，以處理10(3珍珠巖∶2谷殼∶4泥炭∶3椰糠)得分最高，為本研究中綜合各項(xiàng)指標(biāo)篩選出的最優(yōu)基質(zhì)配比。

本研究中僅探討了珍珠巖、谷殼、泥炭和椰糠4種材料按照正交試驗(yàn)配置成16種不同比例的混合基質(zhì)對樸樹幼苗生長和光合熒光的影響，未研究其對樸樹根系生長和植株生物量的影響，且未對各處理的基質(zhì)進(jìn)行物理化學(xué)測定，后續(xù)有待進(jìn)一步深入研究。

猜你喜歡

生長研究

FMS與YBT相關(guān)性的實(shí)證研究

體育科技文獻(xiàn)通報(2022年3期)2022-05-23 13:46:54

2020年國內(nèi)翻譯研究述評

天津外國語大學(xué)學(xué)報(2021年3期)2021-08-13 08:32:18

遼代千人邑研究述論

遼金歷史與考古(2021年0期)2021-07-29 01:06:54

碗蓮生長記

小讀者(2021年2期)2021-03-29 05:03:48

視錯覺在平面設(shè)計中的應(yīng)用與研究

科技傳播(2019年22期)2020-01-14 03:06:54

共享出行不再“野蠻生長”

瘋狂英語·新悅讀(2019年11期)2019-12-18 05:14:16

生長在哪里的啟示

華人時刊(2019年13期)2019-11-17 14:59:54

EMA伺服控制系統(tǒng)研究

民用飛機(jī)設(shè)計與研究(2019年4期)2019-05-21 07:21:24

野蠻生長

NBA特刊(2018年21期)2018-11-24 02:48:04

生長

文苑(2018年22期)2018-11-19 02:54:14

湖南林業(yè)科技2022年5期

湖南林業(yè)科技的其它文章

湖南省森林航空消防地面保障網(wǎng)絡(luò)調(diào)查與分析

施肥與施用GGR對濕地松松脂產(chǎn)量的影響

冷藏對米蛾卵繁育廣赤眼蜂的影響

不同整地方式對長江灘地防護(hù)林土壤有機(jī)碳和全氮含量及密度的影響

東江湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估

橋梁綠化中不同種植年限小葉紫花三角梅生長差異研究