不同基质处理对欧洲鹅耳枥播种苗生长的影响1)

2014-03-06 03:20程龙霞祝遵凌
东北林业大学学报 2014年12期
关键词:苗高长势气孔

程龙霞 施 曼 祝遵凌

(南京林业大学,南京,210037)

欧洲鹅耳枥(Carpinus betulus),隶属桦木科(Betulaceae)鹅耳枥属(Carpinus)落叶小灌木或乔木。鹅耳枥属植物是第三纪植物区系的重要类群,树型优美、叶形秀丽、果穗奇特、枝叶茂密,观赏价值较高,是重要的园林绿化树种,既可用于庭院、公园绿化,亦可制作盆栽观赏,在许多国家和地区得以广泛的应用[1]。全世界约有40 种该属植物,我国作为鹅耳枥属植物的分布中心[2],有25种左右,适应力强,从南到北均有分布,南至华南,北达东北,既能生长在湿润的海拔地区、山坡及河谷地,又能在贫瘠的石质山坡生长。国内对鹅耳枥属植物研究较少,多集中在起源[3]、分类[4]上。欧洲鹅耳枥作为著名秋季观叶植物,同时又是次生树种,能极大丰富城市园林景观层次,在欧美等国家已得到广泛应用。目前,国内部分城市开始引进欧洲鹅耳枥,但都以大苗为主,价格昂贵。目前我国已逐步展开对欧洲鹅耳枥的研究,在扦插、嫁接、组培、抗性等方面已得到初步成果[5-6],但缺乏对欧洲鹅耳枥小苗育种技术研究。本研究以欧洲鹅耳枥1年生播种苗为研究对象,进行育苗基质的筛选研究,以期对我国欧洲鹅耳枥的引种、驯化提供一定的理论和技术依据。

1 材料与方法

实验地选在南京林业大学景园内。基质采用园土(A)、草炭(B)、蛭石(C)和珍珠岩(D)按照不同的体积配比,进行随机区组实验,分别为ABCD(V(园土)∶ V(草炭)∶ V(蛭石)∶ V(珍珠岩)=1∶ 1∶1∶ 1)、A2B2C2D、A3B3C3D、2AB2CD、2A2B3C2D、2A3BC3D、3AB3C2D、3A2BC3D、3A3B2CD,以园土为对照,分别对应10 个处理。欧洲鹅耳枥种子于2013年1月购于法国,经4 个月左右的变温沙藏层积(先于25 ℃高温沙藏层积1 个月,后置于5 ℃人工智能气候箱)于5月露白。露白种子于5月1日点播于32 穴(532 mm×278 mm)的进行穴盘育苗试验,一穴盘为一组重复,3 组重复。试验期间进行常规水肥管理。

穴盘苗生长1 个月后,每个穴盘选取15 株幼苗作为标准株,从6月到10月每隔15 d 进行一次苗高、地径的测量,苗高采用卷尺测量(精确到0.1 cm),地径采用游标卡尺测量(精确到0.01 cm)。同时于9月份一晴朗天气上午10:00 左右,利用Ciras-2 光合仪进行幼苗光合基本特性进行测定。在幼苗生长末期,进行生物量指标的测定。

利用SPSS19.0 进行方差分析和LSD 多重比较,同时采用Excel2007 作图。

2 结果与分析

2.1 不同基质处理幼苗成苗率的测定

欧洲鹅耳枥种子存在严重的生理后熟现象,经过一段时间的变温层积后才会发芽[1]。实验中发现经变温层积露白后的欧洲鹅耳枥种子播种后发芽存活率率很高。经多重比较发现,不同处理间差异显著(P <0.05),其中处理4 的发芽率达到98.44%,园土发芽率最低,只有76.56%。处理1、5、9成苗率在80%以上,其余处理均在90%以上。在实践应用中,合理选用基质可以避免盲目播种造成种子浪费。在发芽率试验中发现幼苗极易从根颈处发生腐烂,主要是水分过多造成,新发幼苗对水分要求较高,需加强管理。

2.2 不同基质处理欧洲鹅耳枥苗高生长的影响

不同基质处理,欧洲鹅耳枥的苗高长势不同,从图1可得出,处理1、5、6 和10 全年长势平缓,8月中旬之前,各处理间苗木生长稳定,以处理3 的苗高生长最高。8月中旬到9月中旬,苗木增长迅速,处理8 苗高生长最快。生长后期,处理4、8 苗高仍有迟缓生长,但其它处理长势基本停止。

图1 不同基质处理对播种苗地径生长规律的影响

通过方差分析和多重比较(图2),不同处理间苗高生长差异极显著,且随着时间的生长,F 值越来越大,说明不同基质处理对苗高生长的影响随着时间的延长增大。苗高的最大值是8.77 cm(处理8),最小值是4.84 cm(处理10)。在生长的0 ~90 d里,处理3 的苗高生长最快,与其它处理间差异极显著(P <0.01)。苗高的快速生长期主要集中在30 ~60 d,90 ~120 d 两个时期,有可能与自然条件温度有一定的关系[7]。90 ~120 d 内,处理8 苗高生长较快,但处理1 和处理10 生长基本停止。

图2 不同基质处理对播种苗苗高生长规律的影响

表1 不同基质处理对播种苗苗高生长的影响

综合比较,不同基质处理对欧洲鹅耳枥播种苗苗高全年生长影响效果最佳的是处理3 和处理8,最大苗高能分别达到8.51 和8.77 cm,处理10 对苗高长势最差,仅4.84 cm。

2.3 不同基质处理欧洲鹅耳枥地径生长的影响

不同的基质处理,欧洲鹅耳枥幼苗的地径生长表现出与苗高相似的生长特性。整个生长过程中,处理8 地径最大,达0.214 cm,处理10 地径最小,仅0.144 cm。7月初到7月中旬,地径快速生长,其中处理7、8、10 长势迅速。7月中旬到9月初,地径生长较慢,处理2、9 相对其它处理长势较快。且处理9 从8月中旬一直到10月初,始终保持较高的生长。且嫩茎的颜色变深,茎表面出现褶皱,可能是茎开始出现木质化,北美柔枝松幼苗生长也出现类似情况[8]。9月初到10月初,又是地径生长的一高峰期,处理2、8、9 生长迅速。处理4、5、10 在9月中下旬生长迟缓基本停止。

经方差分析和多重比较发现,不同基质处理随着时间延长对地径生长的影响也越来越大,且不同处理间差异极显著。0 ~30 d 内,处理1、7、8 与10差异极显著(P <0.01),2、3、4、5、6、7 不同处理间差异不显著(P >0.01),其中处理8 地径值最大,达0.111 cm。30 ~60 d,处理1、2、9、10 地径生长差异极显著,处理9 地径长势较快,处理1 和10 差异不明显。60 ~90 d,处理1、7、8、10 差异明显,以处理8 长势最好,处理10 长势较缓。90 ~120 d,处理8、9 相对其它处理长势较快较好,但彼此间差异不显著。

表2 不同基质处理对播种苗地径生长的影响

综合比较,对欧洲鹅耳枥播种苗地径生长效果最好的是处理3、4、8 和9,均达到0.2 cm 以上,最大地径0.214 cm,处理10 地径最小,仅0.144 cm。且苗高生长曲线的离散度较地径生长曲线的离散度大,也间接说明不同基质对苗高生长的影响大于地径生长影响。

2.4 不同基质处理对欧洲鹅耳枥生物量的影响

不同基质处理对欧洲鹅耳枥幼苗生物量的积累不同,处理1、2、4、5 和9 的根生物量积累水平较高,处理2 根积累量多达0.146 g/株,处理10 根系生物量积累最少,仅有0.068 g;处理8 茎干质量最大,达0.091 g/株;处理7 的叶干质量积累最大,达0.153 g/株,处理10 较少,仅0.036 g/株;处理7 的地上部分积累最多,达0.233 g/株,地上/地下值达2.057;处理3 的顶芽质量最大,达0.006 g/个;处理4 的植株总干质量最大,达0.359 g/株。高径比能有效反映苗木地上部分的健壮程度以及苗木地上部生长与苗加粗生长之间的协调关系,可直接反映出苗木是否徒长[9]。试验中不同处理间高径比差异极显著(P <0.01)。处理3 和8 的高径比最大,分别是40.217 和41.006,处理1 和6 高径比最小,最小仅30.35,苗木长势相对其它处理长势较弱。

表3 不同基质处理对播种苗不同器官生物量积累的影响

2.5 不同基质处理对幼苗基本光合特性的影响

表4显示的是不同基质处理对欧洲鹅耳枥幼苗净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2摩尔分数(Ci)的影响的数据。净光合速率代表植物营养物质的净积累能力,净光合速率越高,代表植物的光合作用能力越强。不同基质处理幼苗Pn之间有差异,但没达到显著性水平,其中较大的是处理2、3、4、8 和9,最大值达4.1 μmol·m-2·s-1(处理3),明显高于常规基质处理10 的Pn(仅1.05 μmol·m-2·s-1),其它处理的Pn值也高于处理10。蒸腾速率可在一定程度上反映出植物调节水分和对外界条件的适应能力[10]。不同处理间幼苗的蒸腾速率不一样,值较大的与Pn较大的处理一致,其中处理4 的Tr值最大,达3.86 mmol·m-2·s-1,处理6 的Tr值最小,仅2.05 mmol·m-2·s-1。气孔导度表示植物叶片气孔张开的程度,是植物气体交换的孔道和控制蒸腾的结构,影响植物光合、呼吸和蒸腾作用[11]。气孔导度最大的是处理4,达0.21 mol·m-2·s-1是处理10(0.08 mol·m-2·s-1)的2.6 倍。各处理间CO2摩尔分数相差不大,最大差值达52 μmol·mol-1。

表4 不同基质处理对播种苗光合特性的影响

在胞间CO2摩尔分数大致相同的情况下,不同处理间的幼苗的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度的变化趋势基本一致,也间接说明低的光合速率并不是气孔因素造成的。林霞[12]对无柄小叶榕的结果也出现CO2摩尔分数高,却出现光合速率较低的情况,说明了气孔因素不是导致苗木光合速率的高低的因素。

3 结论与讨论

对欧洲鹅耳枥1年生播种苗基质年生长规律育苗实验研究,结果发现。合理的基质配比对于培育壮苗,提高成苗率,提高种苗质量,缩短育苗周期有非常重要的影响[13]。不同基质处理对欧洲鹅耳枥生长的影响差异性明显,且随着时间的延长,对苗高、地径的生长影响越大,育苗1 个月内对苗高影响大于对地径生长影响,后期影响相似。不同基质处理对北美柔枝松地径的影响大于对苗高生长的影响[8],可能与苗木本身的生长特性有关,需要进一步分析。周跃华等[14]提出不同的基质配比,对苗木的苗高、地径、干物质量的积累等影响较大。试验中得到处理3、处理8 对欧洲鹅耳枥育苗效果最好,苗高最大值是8.77 cm,地径最大值是0.214 cm,处理10 育苗效果最差,苗高、地径分别仅4.84 cm和0.144 cm,可能与园土土壤易板结,透水、透气性不好,影响幼苗生长有关。处理3 和8 的植株总干重的生物量不是最大,但高径比最大,说明植株各部分生长协调,长势较好。欧洲鹅耳枥幼苗在培育过程中,对水分要求较高,需加强管理。在欧洲鹅耳枥实际育苗中,可采取处理3 和处理8 基质进行育苗,力求培育优质苗木。植物的生长以及干物质的积累与植物的光合作用是息息相关的,约提供植物干物质量的95%以上[15]。不同基质对播种苗的Pn值不同,且都高于常规育苗基质园土,其中处理2、3、4、8和9 的Pn值较大,其中处理3 的Pn值高达4.1 μmol·m-2·s-1,植株干物质量积累较多,园土育苗的Pn值仅1.05 μmol·m-2·s-1。与苗高、地径和生物量的试验结果一致,说明欧洲鹅耳枥播种苗的生长与光合作用关系密切。Pn值下降的原因主要是气孔因素和非气孔因素两种原因引起的[16]。基质1 和10 处理的播种苗在Gs较低的情况下,Ci值最高,说明气孔因素不是导致Pn值下降的原因。其它8 个基质处理间,Ci、Gs、Tr、Pn变化趋势一致,说明气孔因素是导致Pn值下降的主要原因。不同基质处理对无柄小叶榕幼苗光合作用的影响也证实了基质不同对Pn大小的影响因素也是不同的[12]。

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