彭丹丹,陳大剛,徐開未,游浩宇,楊 然,廖慧蘋,陳遠(yuǎn)學(xué),*

(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源學(xué)院,四川 成都 611130; 2.四川華勝農(nóng)業(yè)股份有限公司,四川 綿竹 618200)

獼猴桃為獼猴桃科(Actinidiaceae)獼猴桃屬(ActinidiaLind)雌雄異株大型落葉藤本果樹,是20世紀(jì)人工馴化栽培最成功的四大果樹之一[1],因其果實(shí)具有獨(dú)特的風(fēng)味和較高的營養(yǎng)保健價值,而享有“VC之王”“世界珍果”的美譽(yù)[2]。獼猴桃雖原產(chǎn)于中國卻興起于新西蘭,經(jīng)過近幾十年的快速發(fā)展,我國成為了世界獼猴桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模最大的國家[3]。嫁接繁殖是果樹栽培的主要方式,砧木不僅可以提高接穗品種的抗性和適應(yīng)性,還能調(diào)節(jié)其生長、開花結(jié)果習(xí)性以及果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)等[4]。但生產(chǎn)中可利用的獼猴桃專用砧木較少,近年來,我國部分產(chǎn)區(qū)使用對萼獼猴桃(ActinidiavalvataDunn)作為砧木,其根系發(fā)達(dá),對于山區(qū)、平原與易積水區(qū)域均有較強(qiáng)的適應(yīng)性,而且對萼獼猴桃砧木與優(yōu)良獼猴桃品種嫁接后不僅表現(xiàn)出較強(qiáng)的親和力,能保持優(yōu)良的品種性狀,還具有很強(qiáng)的抗?jié)n與抗病蟲害的能力[5]。常言“發(fā)展果樹,種苗先行”,培育健壯幼苗是果樹豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)。目前,獼猴桃種苗繁育以扦插及組織培養(yǎng)為主[6],組織培養(yǎng)后試管苗仍需進(jìn)行移栽,但因獼猴桃根系分布較淺,對土壤養(yǎng)分和水分要求較為嚴(yán)苛,且長期連續(xù)培育易引起土壤連作障礙等問題,導(dǎo)致幼苗成活率低,苗木長勢參差不齊,嚴(yán)重影響了優(yōu)質(zhì)苗木的繁育速度及獼猴桃產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。栽培基質(zhì)是影響苗木繁育的關(guān)鍵因素之一,適宜的栽培基質(zhì)有利于優(yōu)化苗木的根系環(huán)境,促進(jìn)幼苗成活,提高苗木品質(zhì)[7]。

無土栽培技術(shù)的發(fā)展為種苗繁育及培養(yǎng)提供了新途徑。基質(zhì)栽培是無土栽培的主要形式,不僅有利于固定、支撐植物,還具有調(diào)節(jié)水分和養(yǎng)分供應(yīng)的作用[8],同時還兼具節(jié)水、省肥、節(jié)約土地、易于管理的優(yōu)點(diǎn)[9]。良好的栽培基質(zhì)是培育健康優(yōu)質(zhì)苗木的基礎(chǔ),傳統(tǒng)市售基質(zhì)大多以泥炭(草炭)為主,但泥炭(草炭)是不可再生資源,過度開采破壞生態(tài)環(huán)境[10]。而我國是椰子產(chǎn)業(yè)大國,椰糠是椰子外殼纖維加工過程中脫落下來的有機(jī)質(zhì)介質(zhì),是可再生資源,具有成本低、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、可降解、易于壓縮運(yùn)輸及較強(qiáng)的吸水保肥、透氣等優(yōu)點(diǎn)[11],椰糠目前已廣泛應(yīng)用于園藝栽培基質(zhì)。利用椰糠替代泥炭作為育苗基質(zhì),不僅可以避免生態(tài)資源的耗竭,還可以減少環(huán)境污染等問題。研究表明,椰糠可替代泥炭培育觀賞植物[12],但椰糠完全替代泥炭(草炭)會引起植株幼苗缺水生長受阻,因此只能作為部分替代。代惠潔等[13]在椰糠替代草炭作番茄穴盤育苗基質(zhì)的研究中發(fā)現(xiàn),椰糠∶草炭∶蛭石∶珍珠巖=2∶2∶4∶4(體積比)時番茄幼苗(SolanumlycopersicumL.)株高、莖粗、葉面積、干物質(zhì)積累及壯苗指數(shù)均高于其他基質(zhì)處理。汪佳維等[14]研究表明,椰糠∶草炭∶蛭石∶生土=0.5∶1.5∶1∶1(體積比)基質(zhì)理化指標(biāo)比較適合三七[Panaxnotoginseng(Burk)F. H. Chen]生長,且三七種苗地上、地下部鮮重、根冠比、壯苗指數(shù)及干物質(zhì)積累速率均表現(xiàn)最好。迄今為止關(guān)于椰糠復(fù)合基質(zhì)的研究多以番茄[11]、生菜(LactucasativaL.)[15-16]、黃瓜(CucumissativusL.)[17]等蔬菜作物為主,而針對木本果樹的研究則主要集中在藍(lán)莓(Vacciniumspp.)上。曾斌等[18]以椰糠、泥炭、生鋸末和河沙為主要原料配制栽培基質(zhì)對盆栽藍(lán)莓進(jìn)行研究,結(jié)果表明在泥炭:椰糠體積比為1∶1的混合基質(zhì)上萊格西藍(lán)莓生長表現(xiàn)最好。張真真等[19]研究發(fā)現(xiàn),在草炭∶蛭石體積比為3∶1及草炭∶椰糠體積比為2∶1的栽培基質(zhì)上艾美瑞藍(lán)莓果形指數(shù)及品質(zhì)較好,可作為藍(lán)莓栽培的較優(yōu)基質(zhì)組合。

基質(zhì)栽培不僅可以克服苗木繁育的連作障礙,還能促進(jìn)壯苗培育,提高苗木品質(zhì),加快繁育速度。但前人僅針對蘋果(MaluspumilaMill.)[20]、葡萄(VitisviniferaL.)[21]等砧木的栽培基質(zhì)做了相關(guān)的研究,關(guān)于獼猴桃砧木基質(zhì)栽培還未見報道。本研究以椰糠、泥炭和珍珠巖為基質(zhì)原料,按不同比例組成復(fù)配基質(zhì),探究不同椰糠配比的復(fù)合基質(zhì)對萼獼猴桃幼苗生長及根系特征的影響,結(jié)合多個植株生長指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)比較分析,利用主成分分析方法進(jìn)行綜合評價從而篩選出較為適宜的基質(zhì)配比,為獼猴桃基質(zhì)育苗提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2021年8 — 12月在四川華勝農(nóng)業(yè)股份有限公司遵九獼猴桃種植基地(104°7′E,31°23′N)的避雨大棚內(nèi)進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)選用對萼獼猴桃(A.valvataDunn)為野生資源。本試驗(yàn)選用的對萼獼猴桃幼苗為四川華勝農(nóng)業(yè)股份有限公司的組培苗。供試植株平均株高為(27.61±3.37)cm,平均根長為(24.23±5.59)cm,平均葉數(shù)為(18.13±1.95)片。栽培基質(zhì)選擇市面上常用的椰糠、泥炭和珍珠巖,椰糠(80%椰塊+20%椰絲)、泥炭(0～10 mm)購于云南鴻疇農(nóng)業(yè)科技有限公司,珍珠巖(3～6 mm)購于船長多肉電子商務(wù)有限公司,原料基質(zhì)的基本理化性質(zhì)如表1所示。

表1 原料基質(zhì)的理化性質(zhì)

1.3 試驗(yàn)方案

3種基質(zhì)原料按體積比,在泥炭∶珍珠巖=1∶1的基礎(chǔ)上,設(shè)置7個不同的椰糠添加比例,分別為100%、80%、60%、40%、20%、0和33.33%,基質(zhì)配方詳見表2。同時以園區(qū)的土壤作為對照(CK),共計8個處理,每個處理設(shè)置5次重復(fù)。試驗(yàn)前將不同基質(zhì)混配均勻后裝入黑色塑料控根器(直徑 30 cm, 高30 cm),獼猴桃幼苗根系沖洗干凈后,于2021年8月20日進(jìn)行移栽,每盆種植一株幼苗。先用水將基質(zhì)澆透,緩苗7 d后,采用滴灌器澆灌改良Hoagland’s營養(yǎng)液[22],于每天早上、下午定時各澆灌一次,以保證植株的正常生長,最后于2021年12月3日整株進(jìn)行采樣。

表2 復(fù)配基質(zhì)物料體積比

1.4 測定項(xiàng)目與方法

1.4.1 基質(zhì)理化性質(zhì)測定

試驗(yàn)前基質(zhì)容重、總孔隙度、通氣孔隙、持水孔隙和大小孔隙比參照郭世榮[23]的方法測定;全氮測定采用凱氏定氮法,堿解氮采用堿解擴(kuò)散法,有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀-濃硫酸外加熱法,有效磷采用NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法,速效鉀采用NH4OAc浸提-火焰光度法進(jìn)行測定[24]?；|(zhì)pH值、電導(dǎo)率(EC)采用pH/EC/TEMP三合一檢測器(Combo Meter Plus,新西蘭Bluelab公司)測定。

1.4.2 獼猴桃砧木幼苗生長指標(biāo)測定

在幼苗生長期間每隔15 d(9月11日開始)從莖基部連續(xù)取5片功能葉片,用SPAD 502葉綠素儀(Konica Minolta Sensing, Janpan)測量葉綠素相對含量(SPAD),每個處理共計測定25次,取平均值;試驗(yàn)前、后分別用卷尺測量每株的株高,游標(biāo)卡尺測定莖基部1 cm處的莖粗度,計算獼猴桃砧木幼苗的株高和莖粗的凈增長量;試驗(yàn)結(jié)束后,收獲整株植株幼苗,先將植株上的基質(zhì)或泥土洗凈后擦干,分為根系、主蔓、新生枝和葉片4部分,其中根系部分用根系掃描儀(Epson Expression 12000XL型)掃描,并使用Win RHIZO根系圖像分析程序獲得總根長、總根表面積、總根體積、平均根系直徑等特征參數(shù),然后將植株4部分分別放入烘箱105 ℃殺青,80 ℃烘干至恒重后稱取干質(zhì)量,統(tǒng)計植株的生物量,并計算根冠比;再將各部位干樣粉碎過篩,經(jīng)H2SO4-H2O2消煮后,采用凱氏定氮儀測定全氮含量,釩鉬黃比色法測全磷含量,火焰光度法測定全鉀含量[24]。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2016對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析,用SPSS 26.0軟件進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)(LSD法,P<0.05)和相關(guān)性分析,用Origin Pro 2022軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配比基質(zhì)的理化性質(zhì)

2.1.1 不同配比基質(zhì)的物理性質(zhì)

由圖1可知,復(fù)配基質(zhì)因物料配比不同,其物理性質(zhì)存在顯著差異。不同配比基質(zhì)的容重和大小孔隙比分別介于0.12～0.15 g·cm-3和0.28～0.92,均顯著小于CK,CK容重和大小孔隙比分別是各復(fù)配基質(zhì)處理平均值的10.32倍和2.38倍;而總孔隙度和持水孔隙則正好相反,分別較各復(fù)配基質(zhì)處理的平均值降低21.12%和25.06百分點(diǎn)。復(fù)配基質(zhì)隨椰糠體積比的降低,泥炭和珍珠巖比例的增加,容重和持水空隙逐漸增大,在T6處理達(dá)最大值,總孔隙度、通氣孔隙和大小孔隙比則逐漸減小,T6處理下為最小值。與T1處理(純椰糠)相比,隨椰糠用量的減少,T2、T3、T4、T5、T6、T7處理容重分別依次增大11.27%、13.46%、19.17%、23.67%、29.01%、20.91%,持水孔隙依次升高7.90、10.10、10.52、12.05、15.22、11.13百分點(diǎn),總孔隙度和通氣孔隙分別依次降低0.03、0.96、2.37、2.86、4.60、2.69和7.93、11.06、12.89、14.91、19.83、13.81百分點(diǎn),大小孔隙比則分別減小36.05%、46.08%、50.72%、56.59%、69.18%、53.16%。

2.1.2 不同配比基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)

各處理間基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)存在明顯差異,除pH值外,有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀含量及EC均顯著高于CK。不同配比基質(zhì)的全氮、有效磷含量和pH值變異范圍較小,其平均值分別是CK的5.26、14.05、0.73倍,而在有機(jī)質(zhì)、速效鉀含量和EC達(dá)最小值的基質(zhì)處理(T6)下,其分別也是CK的22.82、6.10、4.17倍。復(fù)配基質(zhì)隨椰糠體積比的降低,泥炭和珍珠巖比例的增大,有機(jī)質(zhì)、速效鉀含量和pH值、EC均逐漸減小,全氮、堿解氮和有效磷含量則逐漸增大,并均在T6處理達(dá)最大或最小值,與T1處理(純椰糠)相比,有機(jī)質(zhì)含量從82.36%降至40.40%,降低了41.96百分點(diǎn),速效鉀含量降低幅度達(dá)88.09%,pH值則降低了0.5,降低幅度為8.5%,EC降低了1.1 mS·cm-1,降低幅度為68.75%;而全氮含量從0.42%增長至0.52%,堿解氮、有效磷含量分別增長了210.84%和53.38%(表3)。

表3 不同復(fù)配基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)

2.2 不同配比基質(zhì)對獼猴桃砧木幼苗生長狀況的影響

2.2.1 不同配比基質(zhì)對獼猴桃砧木幼苗葉綠素SPAD值的影響

試驗(yàn)期間獼猴桃砧木幼苗葉綠素SPAD值整體呈先增高后降低的趨勢,在移栽后52 d達(dá)最大值(平均為44.92),而后隨生育時期的延長逐漸降低,到收獲時(11月25日)降至最低值(平均為26.39)。各時期不同配比基質(zhì)處理下獼猴桃砧木幼苗葉綠素SPAD值均高于CK處理,且復(fù)配基質(zhì)處理間隨椰糠體積比的降低,泥炭和珍珠巖比例的增大,葉綠素SPAD值逐漸增大,T5處理(20%椰糠)下各時期SPAD值均為最大,其次為T6、T7處理,同一處理下各時期平均來看,T5處理(44.49)較T1、T2、T3、T4、T6、T7和CK分別高出21.52%、19.90%、9.52%、9.66%、0.93%、1.33%、26.10%(圖2)。

不同小寫字母表示同一處理下的平均值在不同處理間差異顯著(P <0.05)。Different lowercase letters indicate the mean value of the same treatment were significantly different among different treatments at the 0.05 probability level.圖2 不同基質(zhì)配比下獼猴桃砧木幼苗各時期葉綠素SPAD值變化Fig.2 Changes of chlorophyll SPAD value of kiwifruit rootstock seedling leaves in different periods under different compound substrate treatments

2.2.2 不同配比基質(zhì)對獼猴桃砧木幼苗農(nóng)藝性狀及干物質(zhì)積累的影響

由圖3可知,不同基質(zhì)配比處理對獼猴桃砧木幼苗株高和莖粗凈增長、干物質(zhì)積累及根冠比均具有顯著的影響。其中,株高和莖粗凈增長在T3～T7處理下顯著高于CK,當(dāng)椰糠∶泥炭∶珍珠巖=1∶1∶1(T7處理)后,隨椰糠用量的減少,泥炭和珍珠巖比例的增加,株高和莖粗凈增長不再有顯著的變化,在達(dá)最大值處理(T5)下,株高和莖粗凈增長較T1、T2、T3、T4、T6、T7和CK分別高出342.27%、359.40%、85.59%、14.95%、3.18%、2.54%、366.84%和145.83%、135.37%、76.47%、56.78%、0.74%、0.68%、105.57%;基質(zhì)處理下各部位及總干物質(zhì)積累量均顯著高于CK,并隨椰糠用量的減少,泥炭和珍珠巖比例的增加顯著增大,與CK相比,T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7總干物質(zhì)積累量分別增長了23.56%、63.54%、101.23%、124.20%、191.17%、160.88%、145.51%;根冠比則隨椰糠比例的減少而顯著降低,與T1相比,T2、T3、T4、T5、T6、T7和對照CK根冠比分別降低了4.31%、1.75%、5.78%、7.64%、17.79%、12.06%、19.47%。

圖3 不同基質(zhì)配比下獼猴桃砧木幼苗株高、莖粗、干物質(zhì)積累及根冠比Fig.3 Plant length, stem diameter, dry matter accumulation and root shoot ratio of kiwifruit rootstock seedlings under different compound substrate treatments

2.2.3 不同基質(zhì)配比對獼猴桃砧木幼苗根系特征的影響

各復(fù)配基質(zhì)處理下獼猴桃砧木幼苗總根長、總根表面積與總根體積變異范圍較大,分別介于5 623～11 404 cm、982～2 148 cm2、12.69～33.53 cm3,且均顯著高于CK。復(fù)配基質(zhì)隨椰糠體積比的降低,泥炭和珍珠巖比例的增大,總根長、總根表面積與總根體積顯著增大,均在T5處理達(dá)最大值,與其余處理T1、T2、T3、T4、T6、T7和CK相比,總根長分別增大102.80%、36.47%、22.47%、23.98%、12.97%、25.81%、313.31%,總根表面積和總根體積分別增大118.74%、45.20%、27.26%、25.10%、7.41%、22.66%、322.84%和164.16%、60.75%、39.90%、25.77%、9.67%、17.52%、376.94%,平均根直徑隨椰糠體積比的減少,泥炭和珍珠巖比例的增加而逐漸增大,其中T4～T7處理顯著高于CK,在達(dá)最大值處理(T7)下,較其他處理T1、T2、T3、T4、T5、T6和CK分別增大19.99%、16.41%、12.50%、6.05%、6.62%、3.28%和11.64%(圖4)。

圖4 不同基質(zhì)配比下獼猴桃砧木幼苗的根系特征參數(shù)Fig.4 Root characteristic parameters of kiwifruit rootstock seedlings under different compound substrate treatments

2.2.4 不同配比基質(zhì)處理對獼猴桃砧木幼苗各部位養(yǎng)分含量的影響

由于采樣時已進(jìn)入冬季,植株幼苗葉片開始凋零,該時期植株各部位氮含量差異較小,磷、鉀含量差異較大,其中氮、磷在根中含量最高,根中磷含量平均約為主蔓和新生枝的2倍多,葉片磷含量僅次于根,鉀含量則主要集中于葉片中,主蔓鉀含量最低,葉片鉀含量約是主蔓的2.5倍。各復(fù)配基質(zhì)處理下,植株各部位氮、磷、鉀含量變化趨勢均表現(xiàn)一致,且均顯著高于CK,而不同配比基質(zhì)對植株的氮、磷、鉀含量影響不同,表現(xiàn)為隨椰糠體積比的減少,泥炭和珍珠巖比例的增大,各部位氮、磷含量逐漸增高,鉀含量則逐漸降低,并均在T6處理達(dá)到最大或最小值,與其余處理T1、T2、T3、T4、T5、T7和CK相比,T6處理根系中氮、磷含量分別增高1.40、1.34、1.07、0.78、0.20、0.58、1.41百分點(diǎn)和1.12、0.70、0.70、0.33、0.11、0.13、1.58百分點(diǎn),葉中鉀含量分別降低1.74、1.69、1.35、0.73、0.04、0.39、-0.14百分點(diǎn)(圖5)。

2.3 復(fù)配基質(zhì)理化性質(zhì)與獼猴桃砧木幼苗生長性狀的相關(guān)性分析

由復(fù)配基質(zhì)的理化性質(zhì)與植株幼苗生長指標(biāo)間的相關(guān)性分析可知(圖6),植株所有生長指標(biāo)與基質(zhì)容重、pH值呈負(fù)相關(guān),與總孔隙度、持水孔隙、全氮含量、堿解氮含量、有效磷含量呈正相關(guān)。其中,除莖粗、平均根直徑和葉片鉀含量外,其余生長指標(biāo)與基質(zhì)容重、pH值的負(fù)相關(guān)關(guān)系達(dá)顯著或極顯著水平,而除根冠比、葉片鉀含量外的其余生長指標(biāo)均與持水孔隙、全氮含量、堿解氮含量、有效磷含量以及除株高、莖粗、平均根直徑和根系氮含量外的其余生長指標(biāo)與總孔隙度之間的正相關(guān)關(guān)系均達(dá)顯著或極顯著水平;此外,除植株根冠比和葉片鉀含量外,其余各生長指標(biāo)與基質(zhì)通氣孔隙和大小孔隙比之間均呈極顯著負(fù)相關(guān)。

BD, Bulk density; TP, Total porosity; AP, Aeration porosity; WP, Water-holding porosity; AWR, The ratio of aeration porosity (AP) to water-holding porosity (WP); OM, Organic matter; TN, Total nitrogen; AN, Alkali hydrolyzable nitrogen; AP, Available phosphorus; AK, Available potassium; PH, Plant height; SD, Stem diameter; DW, Dry matter weight; RSR, Root shoot ratio; SPAD, Chlorophyll SPAD value; ChTRL, Total root length; TRSA, Total root surface area; TRV, Total root volume; ARD, Average root diameter; RN, The nitrogen content in roots; RP, The phosphorus content in roots; LK, The potassium content in leaves. The same as below.圖6 基質(zhì)理化性質(zhì)與獼猴桃砧木幼苗生長性狀的相關(guān)性分析Fig.6 Correlation analysis between physical and chemical properties of substrate and growth characteristics of kiwifruit rootstock seedlings

2.4 基質(zhì)栽培影響獼猴桃砧木幼苗生長指標(biāo)的綜合評價

為進(jìn)一步評價不同配比基質(zhì)對獼猴桃砧木幼苗生長狀況的影響,選取植株農(nóng)藝性狀(株高、莖粗)、干物質(zhì)積累量、根冠比、根系特征及根氮含量、根磷含量、葉鉀含量共12項(xiàng)生長指標(biāo)進(jìn)行主成分分析,通過綜合評價篩選出最優(yōu)的栽培基質(zhì)。將上述各指標(biāo)數(shù)據(jù)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后進(jìn)行主成分分析得到特征值、貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率(表4)。根據(jù)KMO和Bartlett球形檢驗(yàn)可知,KMO值為0.879(P>0.500),Bartlett球形檢驗(yàn)極顯著(P<0.01),說明適宜主成分分析[25]。根據(jù)主成分不低于85%的原則,選取了前2個主成分,其累計貢獻(xiàn)率為90.754%,即前兩項(xiàng)主成分信息可以反映原始數(shù)據(jù)包含的信息[26]。

表4 不同基質(zhì)配比下獼猴桃砧木幼苗生長性狀的主成分方差貢獻(xiàn)

根據(jù)表5主成分載荷矩陣,載荷的絕對值越大,表示該指標(biāo)與主成分相關(guān)性越大[27]。第一主成分中,株高(PH)、莖粗(SD)、干物質(zhì)積累量(DM)、葉綠素含量(SPAD)、總根長(RL)、總根表面積(RSA)、總根體積(RV)、根氮含量(RN)、根磷含量(RP)具有較大的系數(shù)值,第二主成分主要有根冠比(RSR)、平均根直徑(ARD)和葉鉀含量(LK)。

表5 不同基質(zhì)配比下獼猴桃砧木幼苗生長性狀的主成分載荷矩陣、特征向量

根據(jù)主成分特征向量(表5)構(gòu)建成分因子得分模型, 即不同基質(zhì)配比下PC1、PC2 與獼猴桃砧木幼苗生長指標(biāo)之間的線性關(guān)系式如下:

PC1=0.087X1+0.047X2+0.128X3+0.125X4+0.108X5+0.173X6+0.161X7+0.147X8+0.014X9+0.074X10+0.136X11+0.085X12

PC2=0.079X1+0.167X2-0.023X3-0.381X4+0.025X5-0.172X6-0.123X7-0.077X8+0.203X9+0.103X10-0.048X11-0.368X12

以各主分對應(yīng)的貢獻(xiàn)率為權(quán)重,根據(jù)2個主成分得分和對應(yīng)的權(quán)重線性加權(quán)求和,得到主成分的綜合得分模型:y=0.730PC1+0.178PC2,計算不同配比基質(zhì)下獼猴桃砧木幼苗生長指標(biāo)的綜合得分并進(jìn)行排序,結(jié)果如表6所示,綜合得分由高到低的順序依次為T5>T6>T7>T4>T3>T2>T1>CK,表明復(fù)配基質(zhì)處理下獼猴桃砧木幼苗生長狀況均優(yōu)于CK,且T5處理[20%椰糠體積比,V(椰糠)∶V(泥炭)∶V(珍珠巖)=2∶4∶4]可作為培育獼猴桃幼苗較為適宜的基質(zhì)配方。

表6 不同基質(zhì)配比下獼猴桃砧木幼苗生長性狀的綜合評價

3 討論與結(jié)論

栽培基質(zhì)對植株生長具有重要的影響,其理化性質(zhì)決定植物養(yǎng)分的吸收、供應(yīng)和根系生長,適宜的基質(zhì)能明顯促進(jìn)植株的生長發(fā)育[28-29]。一般認(rèn)為,理想育苗基質(zhì)的各項(xiàng)參數(shù)應(yīng)為:容重在0.1～0.8 g·cm-3,總孔隙度為54%～96%,同時具有15%～30%的通氣孔隙,大于40%的持水孔隙,大小孔隙比(氣水比)介于0.25～0.50[30-32]。電導(dǎo)率是基質(zhì)重要的化學(xué)性狀之一,反映了基質(zhì)可溶性鹽的含量,EC值過低表示無法滿足植物生長所需的養(yǎng)分,而過高則會對植株幼苗造成鹽脅迫,適宜育苗基質(zhì)的EC值應(yīng)為0.50～2.75 mS·cm-1[33-34]。本實(shí)驗(yàn)CK處理的各項(xiàng)指標(biāo)幾乎均不滿足理想基質(zhì)的要求,而以椰糠、泥炭和珍珠巖進(jìn)行不同配比的7種基質(zhì)處理中,純椰糠處理(T1)因通氣孔隙過大,持水孔隙偏小,及與T2處理(椰糠占比80%)大小孔隙比均超過適宜范圍也被排除,其他處理的各項(xiàng)指標(biāo)均在理想范圍內(nèi),表明椰糠、泥炭和珍珠巖基質(zhì)原料在合適的配比下作為獼猴桃幼苗栽培基質(zhì)是可行的。獼猴桃喜疏松透氣的生長環(huán)境,適宜的容重和良好的孔隙性狀有利于栽培基質(zhì)保持良好的持水能力與通氣性,從而利于獼猴桃根系的生長和養(yǎng)分吸收。獼猴桃適宜的pH值范圍為5.5～6.5[35],本試驗(yàn)隨椰糠體積比降低,泥炭比例的增大,復(fù)配基質(zhì)pH值逐漸降低,其中T4～T7處理略超出了最適pH值范圍,但植株生長過程中并未表現(xiàn)出不良的現(xiàn)象。而植物生長過程中伴隨根系分泌鹽類或有機(jī)酸等物質(zhì),長期積累會影響基質(zhì)的pH值,因此,后續(xù)研究可以考慮適量添加堿性肥料或調(diào)堿劑,使pH值保持在適宜的范圍。此外,獼猴桃還喜歡肥沃、養(yǎng)分充足的土壤,各復(fù)配基質(zhì)處理下,有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀、堿解氮含量均顯著高于園土(CK),為獼猴桃砧木幼苗的生長提供所需的養(yǎng)分。

株高和莖粗是體現(xiàn)植株地上部長勢強(qiáng)弱的重要指標(biāo),可直觀地反映栽培基質(zhì)是否滿足植物的生長需求[36]。試驗(yàn)各處理下獼猴桃幼苗長勢因椰糠添加量的不同而存在顯著差異,在椰糠占比較大的處理(T1、T2,椰糠占比80%～100%)下,株高、莖粗凈增長與CK接近或低于CK,而后隨椰糠體積比的減少而逐漸增大,這與張婧等[11]在草炭復(fù)合育苗基質(zhì)中加入椰糠對黃瓜農(nóng)藝性狀的影響結(jié)果相似,其原因可能與栽培基質(zhì)的理化性質(zhì)有關(guān),椰糠粒徑大降低了基質(zhì)的保水性能,植株因蒸騰作用易引起地上部水分虧缺限制其生長,而CK園土則因容重過大,土壤機(jī)械阻力增大,妨礙根系生長,導(dǎo)致根系無法吸收足夠的水分與養(yǎng)分供地上部生長需要,從而影響地上部的形態(tài)建成[37-38]。植物的干物質(zhì)積累主要來源于光合作用,葉綠素含量與光合作用息息相關(guān),提高葉片氮含量會伴隨葉綠素含量的升高,因而葉綠素含量反映了植株體內(nèi)的氮素營養(yǎng)狀況和光合能力[39]。SPAD值是衡量植物葉綠素相對含量的參數(shù),一定程度上反映了葉片光合作用的強(qiáng)弱[40]。本實(shí)驗(yàn)各復(fù)配基質(zhì)處理下不同生長時期葉綠素SPAD值與各部位氮含量均顯著高于CK,且均隨椰糠體積比降低而逐漸升高,植株干物質(zhì)積累也呈現(xiàn)出相一致的規(guī)律,說明不同配比基質(zhì)均能提高獼猴桃砧木幼苗積累光合產(chǎn)物的能力,且隨基質(zhì)氮含量的升高有利于植株光合能力的增強(qiáng)。

根系是植物吸收水分和養(yǎng)分的重要器官,其特征性狀對植株的生長和根系分布具有重要的指示作用,并且承載了一定的環(huán)境變化信息[41]。根長是植物根系響應(yīng)土壤環(huán)境變化的重要組分,也是反映根系吸收水分和養(yǎng)分的能力的主要指標(biāo)[42-43]。研究表明,植物根系受土壤容重的影響較大,高容重引起番茄幼苗根系生物量、根長密度、根體積密度和根表面積均顯著降低,適宜的容重有利于根系伸長和根表面積擴(kuò)大[38,44]。崔曉明等[45]研究發(fā)現(xiàn),容重過大或過小均會導(dǎo)致花生根系干物重積累減少、根系體積及根系活力降低,根系直徑則隨土壤容重增大而增大。本試驗(yàn)復(fù)配基質(zhì)容重隨椰糠體積比降低而逐漸增大,植株幼苗根干重、總根長、總根表面積及總根體積呈先增大后降低的趨勢,在T5處理(20%椰糠體積比)達(dá)最大值,平均根直徑則逐漸增大,與前人的研究結(jié)果一致。此外,CK處理的容重最大(為1.43 g·cm-3),而根直徑差異卻不大,分析其原因可能與參試土壤的類型及植物的差異有關(guān)。土壤容重增大影響植株根系與地上部生物量的積累,其中根系受到的影響更大,高容重導(dǎo)致根冠比顯著降低[38],因而容重越大根冠比反而小。研究表明,植株對養(yǎng)分的吸收主要受栽培基質(zhì)的影響[46],本實(shí)驗(yàn)幼苗植株各部位養(yǎng)分含量與栽培基質(zhì)的養(yǎng)分供應(yīng)一致,各復(fù)配基質(zhì)處理下植株葉片氮、磷、鉀含量均顯著高于CK,從各部位養(yǎng)分分配情況來看,根中氮、磷含量最高,鉀主要集中于葉片,與成年獼猴桃果樹的養(yǎng)分吸收基本一致[47]。相關(guān)性分析表明,植株幼苗生長與栽培基質(zhì)的理化性狀之間存在密切的聯(lián)系,其中,基質(zhì)總孔隙度、持水孔隙、全氮、堿解氮及有效磷含量與獼猴桃砧木幼苗各生長指標(biāo)極顯著正相關(guān),而容重、通氣孔隙、大小孔隙比及pH值與植株幼苗各生長指標(biāo)極顯著負(fù)相關(guān)。經(jīng)主成分綜合評價模型分析,各栽培基質(zhì)對獼猴桃砧木幼苗生長的影響其綜合評分由高到低依次為T5>T6>T7>T4>T3>T2>T1>CK,T5處理植株幼苗農(nóng)藝性狀、生物量、根冠比、根系特征及養(yǎng)分含量等指標(biāo)均高于其他處理,這說明適宜的椰糠配比可有效改善基質(zhì)的理化性狀,從而為獼猴桃砧木幼苗根系提供良好的生長環(huán)境,促進(jìn)根系和地上部的生長及干物質(zhì)積累,T5處理可作為培育獼猴桃砧木幼苗較為適宜的基質(zhì)配方。但因獼猴桃是多年生果樹,后期進(jìn)行嫁接后植株生長狀況如何,還有待進(jìn)一步研究。

綜上,基質(zhì)的理化性狀對獼猴桃幼苗的生長具有較大的影響,與CK園土相比,復(fù)配基質(zhì)理化性狀得到顯著改善,基質(zhì)養(yǎng)分含量顯著升高,復(fù)配基質(zhì)隨椰糠體積比降低,泥炭和珍珠巖比例的增大,基質(zhì)容重、持水孔隙逐漸增大,總孔隙度、大小孔隙比、pH值和EC逐漸減小,綜合基質(zhì)的理化性質(zhì)與植株的生長狀況,20%椰糠體積比的復(fù)配基質(zhì)[椰糠:泥炭:珍珠巖(體積比)=2∶4∶4]的理化性狀適宜獼猴桃幼苗的生長,植株農(nóng)藝性狀、生物量、根冠比、根系特征及養(yǎng)分含量等均表現(xiàn)最好,可作為培育獼猴桃砧木幼苗較優(yōu)的基質(zhì)配方應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn),但應(yīng)注意適量添加堿性調(diào)節(jié)劑使基質(zhì)pH值保持在適宜獼猴桃生長的范圍。