农林废弃物基质对蓝花楹苗木生长效应的影响

李 超，许宇星，张沛健，刘学锋，张国武

(国家林业局桉树研究开发中心，广东 湛江 524022)

农林废弃物基质对蓝花楹苗木生长效应的影响

李 超，许宇星，张沛健，刘学锋，张国武＊

(国家林业局桉树研究开发中心，广东 湛江 524022)

以椰糠、稻壳、桉树皮为原料，按照不同体积比例配置15种混配基质，并以黄心土为对照，对16种基质进行理化性质和苗木生长状况的分析比较，通过主成分分析法筛选最佳配比。结果表明：16种基质电导率为0.19 ~ 4.63 ms·cm-1，容重为0.18 ~ 0.96 g·cm-3，总孔隙度为63.90% ~ 93.33 %，pH值在4.19 ~ 6.27之间，不同基质配比差异均达到显著水平。混配基质S4、S6、S14容重显著低于其他各配比基质及对照组，总孔隙度高于或显著高于其他配比基质，基质pH值为中性偏酸，对蓝花楹幼苗生长有较好的促进作用。对苗木各生长性状等指标进行主成分分析，结果表明：S4、S6、S14三种混配基质综合得分较高，适合作为蓝花楹幼苗培育的备选基质，但筛选出的三种混配基质有机质含量、速效氮、速效磷和速效钾含量并不突出，可能物理性质的优劣是蓝花楹幼苗在基质内生长的主要限制因素。

农林废弃物混配基质；蓝花楹；理化性质；主成份分析

农林废弃物是指农业和林业生产加工过程中所产生的残余植物类废弃物，例如稻壳、树皮、椰壳等，其数量巨大，具有可再生和可生物降解等优点[1-2]。长期以来，我国农林废弃物只有少数被用作生物质燃料和动物饲料，多数丢弃和焚烧，造成了严重的环境污染和资源浪费[3]。近年来，越来越多学者关注农林废弃物的基质化利用[4-10]，针对不同废弃物的特点开发生产栽培基质，既有利于废弃物的回收利用、消除环境污染，同时创造了较高的经济价值，具有重要的现实意义[8]。

蓝花楹(Jacaranda mimosifolia)为紫葳科(Bignoniaceae)蓝花楹属(Jacaranda)落叶乔木[10]，原产自热带南美洲，因其树姿优美、干形通直、蓝紫色花壮观美丽、花期长等特点，常用作行道树、遮荫树，同时还是优良的家具用材树种[11-12]。目前，蓝花楹主要繁殖方式为有性繁殖，即以穴盘点播为主，待小苗长至5 cm左右，开始将其从穴盘中移栽到塑料容器中培养[13]。基质是影响容器育苗效果的关键因素之一，为筛选出育苗效率高但成本低廉的栽培基质，本研究以脱盐椰糠、碳化稻壳及腐熟桉树皮为主要原材料，按照不同比例配制栽培基质，通过对比分析不同基质的理化性质及其对苗木生长状况的影响，结合分析以期筛选出配置简便、育苗效果优良的环保型育苗基质。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试蓝花楹苗木由广州汇森林业有限公司提供，为生长健壮且长势均一的1年生容器苗，苗高30±2 cm。椰糠购于广州大田农业有限公司，稻壳来自于广东遂溪县岭北银丰粮食加工厂，经过人工碳化后用作混配基质；桉树皮取自南方国家级林木种苗示范基地桉树林，经堆沤腐熟后使用。经过处理后各基质材料的理化性质见表1。

表2 各基质材料的理化性质

1.2 试验方法

1.2.1 混配基质的配制

将前期经过处理的原材料椰糠、碳化稻壳、桉树皮按照不同体积比配置成15种混合基质，以黄心土为对照基质(CK)，试验设计见表2。

1.2.2 理化性质的测定

苗木入盆前，对16种不同基质处理的理化性质进行检测，有机质含量测定采用重铬酸钾氧化—外加热法，速效氮测定采用碱解—扩散法，速效磷测定采用盐酸—硫酸浸提法，速效钾采用乙酸铵浸提—火焰光度法测定，基质容重及孔隙度采用环刀法测定，电导率和pH值参照程斐等[14]的方法测定。

表2 不同比例混配基质处理 %

1.2.3 苗木栽培与管理

试验在南方国家级林木种苗示范基地进行，以上口径21 cm、高度15 cm、下口径18.6 cm的塑料盆为育苗容器，于2015年12月2日采用完全随机区组设计，将供试蓝花楹幼苗根系附着基质洗净后，移入配置好的16种基质中，每处理3个重复，每重复10盆，即每个处理共计30株幼苗。试验期间不做任何施肥处理，仅做定期喷水维护。

1.2.4 生长指标的测定

于2016年6月2日测量供试幼苗的生长指标，通过每木检尺计算各个处理苗木的平均株高和平均径粗，再根据各处理平均株高和平均径粗分别选取3株幼苗测定其单株地上生物量和地下生物量，参考文献[1]和[15]以计算根冠比和壮苗指数，公式分别为：根冠比=单株地下生物量/单株地上生物量；壮苗指数=(径粗/株高+根冠比)×单株总生物量。

1.3 数据处理与分析

采用SPSS19.0软件以及OFFICE 2010 Excel软件进行相关数据的分析，并利用邓肯检验法对相关指标进行多重比较，结合幼苗各生长指标进行主成分分析以筛选最佳基质配比。

2 结果与分析

2.1 不同基质理化性质比较

对各混配基质及对照进行理化性质测定可知(表3)，15种不同比例混配基质的电导率、总孔隙度及pH值均显著高于对照，容重显著低于对照。各种混配基质电导率为0.19 ~ 4.63 ms·cm-1，不同基质差异达到显著水平。pH为在4.19 ~ 6.27，对照基质偏酸性，其余混配基质接近中性，不同配比基质间无显著差异。各基质容重为0.18 ~ 0.96 g·cm-3，其中S4、S6、S14及S2显著低于其他各配比基质及对照组。各混配基质的总孔隙度为63.90% ~ 93.33%，S4、S6两种混配基质显著高于其他各配比。不同配比基质营养元素含量均呈现显著差异。除速效钾外，15种混配基质的有机质、速效磷、速效氮含量均显著高于对照基质。其中，有机质含量最高的是S13和S14混配基质，速效氮和速效钾最高的是S3和S8混配基质，速效磷最高的是S2和S5混配基质。

表3 不同基质理化性质

2.2 不同基质对蓝花楹幼苗生长状况的影响

在16种基质中生长8个月后，各处理下苗木生长状况如表4所示。结果表明：不同混配基质中生长的苗木，在株高、茎粗、干生物量、根冠比及壮苗指数均呈现显著差异。其中S6基质(椰糠：稻壳：桉树皮=1：3：0)、S4混配基质(椰糠：稻壳：桉树皮=3：1：0)以及S14基质(椰糠：稻壳：桉树皮=1：2：1)中幼苗地下干生物量、根冠比及壮苗指数均显著高于其他基质及对照；S13混配基质(椰糠：稻壳：桉树皮=2：1：1)与S14混配基质(椰糠：稻壳：桉树皮=1：2：1)中幼苗株高、茎粗均高于其他比例基质；S4混配基质(椰糠：稻壳：桉树皮=3：1：0)及S14混配基质(椰糠：稻壳：桉树皮=1：2：1)中幼苗地下干生物量和总干生物量显著高于其他基质；S3混配基质(椰糠：稻壳：桉树皮=1：3：0)、S11混配基质(椰糠：稻壳：桉树皮=1：0：1)及S13混配基质(椰糠：稻壳：桉树皮=2：1：1)三种混配基质在各个指标均低于其他基质及对照，表现出较弱的生长优势。总体来看，S4、S6以及S14三种混配基质对于蓝花楹苗木生长具有较好的促进作用，明显优于其他混配基质。

表4 不同基质中蓝花楹幼苗的生长状况对比

2.3 不同混配基质下幼苗生长指标主成分分析

虽然苗高、茎粗、生物量及壮苗指数等指标对评价基质育苗效果具有一定的参考价值，但存在一定的局限性，因此采用主成分分析对各个生长指标进行综合评价，以较全面地比较不同基质的育苗效果。根据主成分分析结果(表5)显示，系统共提取两个主成分，累计贡献率86.46%，对16个处理进行综合得分PCT排名，S4、S6以及S14三种混配基质对于蓝花楹苗木生长表现出较好的促进作用，与前面单一指标结果一致。三种混配基质中S4和S6无桉树皮成分，S14处理中桉树皮仅占25%；同时，排名最后的S11和S3混配基质分别填充了100%和50%的桉树皮，说明在蓝花楹育苗基质选择中，桉树皮对苗木生长产生了一定的抑制作用，椰糠和碳化稻壳的基质环境为蓝花楹提供了良好的容重和孔隙度，有助于苗木的生长。

表5 不同基质对育苗效果的综合结果

3 结论与讨论

育苗基质的选取及比例的选择对苗木的生长至关重要，其理化性质的优劣直接影响到苗木后期的生长与发育[16]。一般认为，电导率小于2.6 ms·cm-1、容重0.1 ~ 0.8 g·cm-3、孔隙度54% ~ 96%，酸碱度中性微酸性的育苗基质适合苗木生长[17-19]，本研究中，除S3、S8、S9及S11混配基质电导率大于2.6 ms·cm-1，对照基质S16容重偏大(0.96 g·cm-3)且酸碱度偏酸(4.19)，其余混配基质均在上述适合范围内。其中S4、S6、S14混配基质的孔隙度显著大于其他配比，容重及电导率显著小于其他配比，表现出良好的育苗基质特征。同时，对比不同混配基质内苗木生长状况，S4、S6、S14三种基质配比也表现出对苗木较好的促进作用。但有机质含量、速效氮、速效磷及速效钾较高的S2、S3、S5、S8和S13并未表现出良好的生长状况，可能原因在于蓝花楹基质培育的幼苗期，对于物理性质的要求高于化学性质，物理性质的优劣成为了蓝花楹幼苗生长的主要限制因素。

通过主成分分析将株高、生物量、壮苗指数等7个生长指标转化为2个主成分，较综合、全面地评价了不同混配基质下蓝花楹幼苗的生长情况。研究结果显示随着桉树皮成分的增加，苗木综合评分呈下降趋势，未参入桉树皮的混配基质中，随着椰糠比例的增加，苗木综合评分呈上升趋势。因此，根据上述研究结果，推荐S4(椰糠：稻壳：桉树皮=3：1：0)、S6(椰糠：稻壳：桉树皮=1：3：0)及S14(椰糠：稻壳：桉树皮=1：2：1)三个混配基质作为蓝花楹幼苗的培育基质。

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Effects of Agricultural and Forestry Residue Substrates on the Growth of Jacaranda mimosifolia Seedlings

LI Chao, XU Yu-xing, ZHANG Pei-jian, LIU Xue-feng, ZHANG Guo-wu
(China Eucalypt Research Centre, Zhanjiang 524022, Guangdong, China)

To select high-quality mixed substrates for propagation of Jacaranda mimosifolia seedlings, 15 mixed substrates prepared using combinations of the coir, rice husk and eucalypt mixed in various ratios were trialed for seedling growth. Yellow soil was included as a control treatment. The physical and chemical properties of the substrate mixes were analysed and growth status of J. mimosifolia seedlings in the substrate mixes were compared. The results showed that: electrical conductivity, bulk density and total porosity of the 16 substrate mixes ranged from 0.19 to 4.63 ms·cm-1, 0.18 to 0.96 g·cm-3and 63.9 to 93.3 % respectively, and their pH’s ranged from pH 4.2 to 6.3, with differences among the 16 substrate mixes for all traits measured being significant. The bulk density of S4, S6 and S14 mixtures were significantly lower than other mixed substrates and also the control substrate while their total porosity were higher than others. All of these physical properties proved beneficial to promoting growth of J. mimosifolia seedlings. Principal component analyses assigned comprehensive scores of 3.39, 3.04 and 2.34 to S4, S6 and S14 substrate mixtures respectively; these three mixtures proved significantly superior to all 12 other mixtures and can be recommended as preferred substrates for cultivation of J. mimosifolia seedlings. Whilst the organic matter, available nitrogen, available phosphorus and available potassium contents of the three superior substrate mixtures (i.e. S4, S6 and S14) were relatively low, substrate physical properties rather than inherent fertility were the main factors limiting growth of J. mimosifolia seedlings in the substrate mixtures included in this trial.

agricultural and forestry residue substrate; Jacaranda mimosifolia; physical and chemical properties; principal component analysis

S685.99

：A

广东省林业科技创新项目“蓝花楹良种选育及高效栽培技术研究与示范”(2012KJCX006)

李超(1987— )，女，硕士，工程师，主要从事森林保护及微生物多样性研究.E-mail: d.lichao@163.com

＊通讯作者：张国武(1966— )，男，博士，教授级高工，主要从事现代育林理论与技术、经济林栽培等研究.E-mail: fyzgwu@163.com