育苗容器对一年生文冠果苗木生长和根发生的影响

田吉,王林，张芸香，郭晋平

(山西农业大学 林学院，山西 太谷 030801)



育苗容器对一年生文冠果苗木生长和根发生的影响

田吉,王林，张芸香*，郭晋平

(山西农业大学 林学院，山西 太谷 030801)

摘要：[目的]文冠果属深根性直根系，主根发达而侧根稀少，起苗对根系的伤害大，栽植成活率低，如何在育苗中限制主根生长而促发侧根是提高移栽成活率的有效手段。容器育苗可以有效解决这一问题，但目前缺乏对文冠果育苗容器类型和规格的研究。[方法]本研究以1年生文冠果容器苗为试验对象，用不同规格控根容器(K)和普通营养钵(T)进行比较试验，通过对不同类型和规格容器中培育的文冠果苗木根系生长、根系状态、多级次根系发生情况的研究，筛选出有利于文冠果须根发生的育苗容器类型和规格。[结果]大田对照文冠果苗木根系随着时间变化二阶须根(直径≥1 mm)9月份较6月份减少66.3%，三阶须根(直径≤1 mm)减少31.5%，主根占据绝对优势；而在容器中的文冠果苗木侧根生长都处于上升状态，主根与二、三阶须根随着时间变化都在同步增加，在生长期6～9月间对照的地上生物量始终最大，容器K20×23在6～9月间地上部分增幅最大，其次为容器T15×18和K10×16，地下生物量最大值为对照CK，其次为K20×23，最小为K10×10；总根长最大为K20×23，最小值为K10×10；二阶须根长最大值为K20×23，其次为T15×18，最小为K10×10；三阶须根长最大值为K20×23，其次为K10×16，最小值为T14×10。综合各个因素K20×23效果最好，其次为T15×18和K10×16。[结论]控根容器在促进多级次根生长效果好于普通容器，较大容器有利于文冠果苗的生长。

关键词：文冠果; 容器育苗; 根系生长

文冠果(Xanthoceras sorbifoliaBunge),属无患子科文冠果属落叶灌木或小乔木，我国特有木本油料树种[1,2]，其果壳和种子可入药[3,4]。文冠果耐干旱瘠薄，在我国干旱半干旱地区广泛分布，发展前景广阔[5]。

文冠果主根发达根系分布深，根系肉质，侧根和须根稀少，移栽时不易携带土球，移栽过程对苗木主根损伤严重，成活率低，缓苗期长，移栽后前两年生长缓慢[6～9]，严重影响文冠果造林效果和效益。如何在苗木培育过程中限制主根生长而促发大量侧根，形成发达根系，培育优质壮苗，是提高文冠果苗木移栽成活率、促进规模化栽培和产业发展的关键技术环节。

容器育苗是国内外普遍采用的育苗方式，应用于木本植物的育苗时普遍存在根系在容器底部缠绕等根系畸形现象，严重影响苗木质量[10,11]。在一些植物的育苗中，空气控根技术可抑制根系伸长生长，促发多次分枝[12,13]，刺激多级次生根、减少根系缠绕、促进土球形成[14,15]。但是，空气控根技术对主根发达且属于肉质根系的文冠果育苗是否具有显著促进根系生长的效果尚需作针对性试验研究，其中，对苗木根系生长的影响如何？是否适用于文冠果优质壮苗的培育？相应的适宜规格如何？这些问题都需要有具体的结论。本研究拟通过比较不同育苗容器对文冠果幼苗生长，特别是对根系生长的影响，研究适合文冠果育苗的方式和容器尺寸，以期为优化文冠果苗木培育技术，完善文冠果控根育苗技术提供依据。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验在山西农业大学苗圃进行，地理位置在37°25′27″N、112°34′42″E，所在地区为温带大陆性气候，年均温9.5 ℃，7月均温28 ℃，极端高温35 ℃，1月均温-2 ℃，极端低温-10 ℃，年降水量480mm，年有效积温3 600 ℃，无霜期180d，6～9月为植物旺盛生长期。

1.2育苗容器的类型和规格

试验采用常规容器和空气控根容器两种容器类型，每类容器2～3种规格，以大田(株行距为20cm×30cm)为对照(表1)，不同处理及对照的植株数量均为100株。

表1　育苗容器类型和规格

1.3播种和苗木管理

文冠果种子来源于山西省清徐县文冠果苗圃，种子百粒重68.3g。种子经冬季沙藏催芽处理，85%种子裂口露白，2015年4月底播种。

苗圃地土壤pH值7.6～7.8。以园土∶细沙=1∶3的混合土配置成培养土，大田对照区在土层表面20cm深翻混入1/3细沙。采用开沟点播的方式播种，覆土厚度2cm，充分浇水。苗木出齐后，通过及时浇水使土壤相对含水量保持在60%～80%之间。

1.4主要测定指标及测定方法

根据研究目的和试验设计要求，测定指标包括苗高和基径测定生物量和根冠比测定根系测定总根长、二阶根长、三阶根长(以胚根作为一阶根，胚根上的分枝为二阶根，二阶根上的分枝为三阶根)。

测定方法：

(1)干重测定：采用烘干法收集苗木后将根、茎、叶分开，在烘箱105 ℃杀青15min，75 ℃下烘干48h。

(2)用天平(精度0.001g)测定根、径、叶的干重，根冠比为地下部分生物量和地上部分生物量的比值。

(3)根系长度测量采用windendron根系分析系统测量。

(4)生物量指标：称取地上生物量、地下生物量干重。

(5)测定时间：第一次测定时间为6月10日，第二次测定时间为7月10日，第三次测定时间为9月10日。

1.5数据处理

试验数据用Excel、SPSS17.0软件进行分析处理。用SPSS17.0进行方差分析和多重比较；差异显著性检验用LSD法，显著水平设定为P=0.05,用Sigmaplot10.0绘图, 所有指标测定重复5次以上。

2结果与分析

2.1育苗容器对苗木生物量及其生长的影响

比较6-9月间文冠果不同类型和规格容器苗的地上生物量可以看出(图1)，大田苗的地上生物量显著高于各种类型和规格容器培育苗(P<0.05)；6月的次序为CK>T15×18>K20×23>T14×10>K10×16>K10×10；7月次序为CK>K20×23>T15×18>K10×16>T14×10>K10×10；9月的次序为CK>K20×23>T15×18>K10×10>K10×16>T14×10；测定期间的生长量以K20×23容器苗最大，T14×10容器苗最小。

图1　不同类型和规格文冠果容器苗地上生物量及其生长比较分析图Fig.1　Different types and specifications on Xanthoceras sorbifolia Bunge container myagdi biomass and its growth comparison analysis diagram

比较6-9月间文冠果不同类型和规格容器苗的地下生物量可以看出(图2)，在6月的地下生物量差别不大，但随着生长期延长差异增大；7月份的地下生物量次序为CK>K20×23>T15×18>T14×10>K10×16>K10×10，9月份的次序为K20×23>CK>T15×18>K10×10>K10×16>T14×10。K20×23容器在测定期间的生长量最大，T14×10容器苗最小。

图2　不同类型和规格文冠果容器苗地下生物量及其生长比较分析图Fig.2　Different types and specifications on Xanthoceras sorbifolia Bunge container underground biomass and its growth comparison analysis

2.2育苗容器对幼苗根冠比及其变化的影响

图3　不同类型和规格文冠果容器苗根冠比及其变化比较分析图Fig.3　Different types and specifications on Xanthoceras sorbifolia Bunge root:shoot and its growth comparison analysis

比较6-9月间文冠果幼苗根冠比的变化可以看出(图3)，文冠果幼苗根冠比都随苗木的生长而增大，1年生苗生长过程中根系生长逐步取得优势地位；比较不同类型和规格容器培育的文冠果幼苗根冠比可以看出，6月份的次序为K10×16>T15×18>K10×10>K20×23>T14×10>CK，且都小于1，7月份的次序为T15×18>T14×10>K20×23>K10×16>CK>K10×10，9月的次序为K20×23>T14×10>T15×18>K10×16>K10×10>CK，从生长期间的变化情况来看，K20×23容器苗的增幅最大，K10×16容器苗的增幅最小。

2.3育苗容器对幼苗地径和苗高及其生长的影响

对照CK的苗高在6月、7月、9月份始终最大，各容器育苗处理的苗高变化不明显。

由表2可见，在6～9月的测定期间，6月份基径大小次序为CK>K20×23>K10×10>T15×18>K10×16>T14×10，7月份基径次为CK>K10×16>T15×18>K20×23>K10×10>T14×10；9月份基径大小次序为CK>K10×16>K20×23>T15×18>K10×10>T14×10；测定期间基径的增幅以K10×16容器苗最大，增幅显著大于其余5种幼苗，其次为T15×18>K20×23，T14×10和K10×10增幅不明显。

表2　不同类型和规格文冠果容器苗苗高、基径及其生长比较分析表

注：表中数值为平均值±标准差，同列不同字母间表示有显著差异(P<0.05)

Note:Valuesrepresentmeans±SE;Differentlettersinsamecolumnmeansignificantat0.05level.

2.4育苗容器对幼苗根长及其生长的影响

由图4可见，在6-9月测定期间，K20×23容器苗的总根长最大，6月份依次为K20×23>K10×16>T15×18>CK>K10×10>T14×10，7月份依次为K20×23>K10×16>T15×18>CK>T14×10>K10×10，9月份依次为K20×23>K10×16>T15×18>K10×10>T14×10>CK；测定期间总根长的增幅以K20×23容器苗最大，增幅显著大于其余5种幼苗，其次为K10×16>T15×18，T14×10和K10×10增幅不明显。

图4　不同类型和规格文冠果容器苗总根长及其生长比较分析图Fig.4　Different types and specifications on Xanthoceras sorbifolia Bunge total root length and its growth comparison analysis

比较5种容器中培育的文冠果幼苗二阶须根长及其在6-9月间的变化可见(图5)，只有CK苗的二阶须根长持续下降，而其他容器苗则都有所增长。6月依次为K20×23>CK>T15×18>K10×16>T14×10>K10×10，7月依次为K20×23>T15×18>CK>K10×16>T14×10>K10×10，9月依次为K20×23>K10×16>T15×18>T14×10>K10×10>CK，测定期间K20×23容器苗二阶须根长始终最大；从增幅看，K20×23容器苗增幅最大且与其余5种有明显差异，K10×16容器苗和T15×18容器苗增幅相对较小,而T14×10容器苗和K10×10容器苗的增幅最小。

图5　不同类型和规格文冠果容器苗二阶根长及其生长比较分析图Fig.5　Different types and specifications on Xanthoceras sorbifolia Bunge second order root length and its growth comparison analysis

图6　不同类型和规格文冠果容器苗三阶根长及其生长比较分析图Fig.6　Different types and specifications on Xanthoceras sorbifolia Bunge third order root length and its growth comparison analysis

在6-9月的测定期间(图6)，CK幼苗的三阶须根长有显著下降，各类容器苗的三阶须根长则持续增长；T20×23容器苗的三阶须根长最大，始终表现为显著大于其他容器苗；6月依次为T20×23>K10×16>K10×10>CK>T15×18>T14×10；7月依次为K20×23>K10×16>T15×18>K10×10>CK>T14×10；9月依次为K20×23>T15×18>K10×16>K10×10>T14×10>CK。在增幅上，K20×23增幅最明显；其次K10×16和T15×18增幅相对变小,变化显著；变化最不明显为K10×10和T14×10。

3讨论与结论

本研究表明，在大田条件下，文冠果根系正常生长状态为从6月的二、三阶根多主根少，7～9月，主根生长明显，二阶根减少66.3%，三阶根减少31.5%，这与杨君芳等人研究的文冠果根系生长动态相吻合[16]。而对于容器苗，不同阶次根系在6～9月间呈现逐步上升状态，所以容器育苗改变了文冠果根系原本的生长习性，二阶须根长度9月较6月均有增加，K20×23181.61%，K10×16153.14%，K10×10152.14%，T14×1071.42%，T15×183.45%，三阶须根长T15×18224.84%，K10×16116.92%，T14×1069.55%，K10×1028.83%，K20×2327.75%，如按此生长状态二、三阶须根的不断发展，多阶须根的生长加快，由于受容器范围的控制，文冠果苗木根系会形成土球，移栽对根系伤害较小，有利于文冠果的移栽成活和移栽后的生长。

依据形态指标、生物量指标不同类型和规格文冠果容器苗进行综合分析与评价，不同规格容器对文冠果苗木的地上生物量、苗高、总根长和二阶须根长等的生长均有影响，差异显著。K20×23除了在地径、苗高和根冠比以外，其余指标各个值都为最大，且各项增幅也较明显，差异显著；其次数量值变化与增幅明显的为K10×16和T15×18，而K10×10和T14×10，在所有变化中，增幅最不明显，变化不显著。所以从容器类型比较，控根容器K10×16促进多阶根发生效果好于普通营养钵；从容器大小比较，大容器的效果要好于小容器。大容器有利于单株苗木的营养积累，因容器越大，为苗木提供的地上和地下的营养空间越大，对培育文冠果容器苗既能充分满足苗木生长需要，也能使苗木形成良好的根系和精密的根团，以及合适的地上地下比例。所以K20×23容器是培育文冠果苗的最佳规格，其次为T15×18和K10×16。

根系是植物与土壤接触的重要途径，当地下环境对植物的影响作用于根时，根系在感应到逆境生理信号后便会产生相应的生理反应，从而影响植物的地上生物量的生长发育。研究表明，从7月开始，文冠果普通营养钵育苗，根系在容器底部缠绕等产生根系畸形现象，对植物健康生长和苗木质量造成一定影响，主要表现为地上生物量、地下生物量、根冠比。6月的地上生物量依次为CK>T15×18>K20×23>T14×10>K10×16>K10×10，地下生物量次序为CK>K20×23>T15×18>T14×10>K10×16>K10×10，根冠比在7月,依次为T15×18>T14×10>K20×23>K10×16>CK>K10×10。7月之后，数值增幅开始降低，落后于控根容器。而控根容器由于容器的特定结构，根系并未缠绕，并且数值增幅优于普通营养钵，由此控根容器适合培育一至两年苗木，而普通营养钵容器育苗更适合在七月份移栽，既节约时间，又有利于苗木提高质量。

通过大田对照试验，发现文冠果苗木根系随着时间变化二三阶根明显减少，以主根为主，而容器育苗改变了其原本生长习性，二三阶根在不断增加。通过对不同类型和规格文冠果容器苗从形态指标、生物量指标综合分析与评价，得出K20×23容器是培育文冠果苗的最佳规格，其次为T15×18和K10×16。

参考文献

[1]候元凯,刘庆雨.生物柴油树种栽培和利用[M].北京:中国农业出版社,2007：105-109.

[2]敖妍,段劼,于海燕,等.文冠果研究进展[J].中国农业大学学报,2012,17(6):197-203.

[3]张芸香,刘晶晶,郭晋平,等.山西省文冠果种子形态特征及地理种源差异性研究[J].中国农学通报，2015,31(22)：39-46.

[4]候元凯,唐天林,孙志强.生物柴油、生物乙醇植物栽培与应用[M].北京:中国农业出版社,2010：156-158.

[5]郝一男,王喜民.能源树种文冠果生产生物柴油的可行性[C]∥北京：第一届全国生物质材料科学与技术研讨会论文集,2007:485-490.

[6]万群芳,何景峰,张文辉.文冠果地理分布和生物生态学特征[J].西北农业学报,2010,19(9):179-186.

[7]许东翔.文冠果根系生长特征的初步研究[J].内蒙古林学院学报,1980(1):52-61.

[8]马利苹,王力华,阴黎明,等.乌丹地区文冠果生物学特征及物候观测[J].应用生态学报,2008,19(12):2583-2587.

[9]郭海.文冠果根系分布特征及生长适应性[J].甘肃林业科技,2012(3):51-53.

[10]杨鹏辉.主要针叶树容器育苗造林技术研究[D].杨凌:西北农林科技大学,2006.

[11]李霞.控根栽培对桂花根系的构型及功能变化的影响[D].南京：南京林业大学,2010.

[12]苏晶.牡丹容器苗的控根技术研究[D].南京：南京农业大学，2007.

[13]DavisAS,JacobsDF.Quantifyingrootsystemqualityofnurseryseedlingsandrelationshiptooutplantingperformance[J].NewForests,2005,30(2-3):295-311.

[14]徐慧洁,段少文,杨静慧,等.基质和多孔凹凸型诱根钵对2种植物生长的影响[J].中国农学通报, 2013, 29(25): 55-60.

[15]刘晶晶.山西省文冠果地理变异及优良种源选择[D].太谷：山西农业大学，2011.

[16]杨君芳,焦强.浅谈文冠果根系分布及生长适应性[J].科技创新导报,2012(26):141.

(编辑：梁文俊)

EffectofseedlingcontaineronthegrowthandrootoccurrenceofannualXanthoceras sorbifoliaBungeseedlings

TianJi，WangLin，ZhangYunxiang*，GuoJinping

(College of Forestry,Shanxi Agricultural University,Taigu 030801， China)

Abstract:[Objective]Xanthoceras sorbifolia Bunge belongs to the taproot system with deep roots, The main root is developed but lateral roots is few. The lifter will damage the root system and the planting survival rate is low. Limit root growth and promote lateral root in the nursery is the effective means to improve the survival rate of plantlets. Container seedling can solve this problem effectively, but there is a lack of research on Xanthoceras sorbifolia Bunge nursery container types and sizes. [Methods]In this paper, we used one year old Xanthoceras sorbifolia Bunge container seedlings as test object, contrasting experiments have been carried out on different specifications of the air control root container (K) and the general nutritional bowl (T), by detecting researching the different containers for Xanthoceras sorbifolia Bunge root growth, root state, multi stage root system to select more suitable type of container and container nursery specifications which is conducive to the occurrence of Xanthoceras sorbifolia roots. [Results]The results showed that: Xanthoceras sorbifolia Bunge seedlings field control treatments over time second-order fibril (diameter ≥1 mm) September 66.3% decrease compared with June, third fibrous roots (diameter ≤1 mm) reduction of 31.5 percent, taproot absolute dominance ; while Xanthoceras sorbifolia Bunge seedling lateral roots are in the container is on the rise, with two main root, third fibrous roots are in sync with the time increasing aboveground biomass between June to September always control the largest container K20×23September aboveground largest increase, followed by the container T15×18and K10×16, the maximum biomass underground as control CK, followed by K20×23, a minimum of K10×10; total root length maximum the K20×23, the minimum is K10×10; Second Order fibrous length maximum of K20×23, followed by T15×18, a minimum of K10×10; third order fibrous length maximum of K20×23, followed by K10×16, the minimum value of T14×10. Integrated various factors K20×23the best, followed by the T15×18and K10×16. [Conclusion]The results showed that root controlling container in promoting multi-level root growth is better than ordinary container, the larger container is conducive to the growth of Xanthoceras sorbifolia Bunge.

Key words:Xanthoceras sorbifolia Bunge; Container seedling; Root growth

收稿日期：2016-01-20 修回日期：2016-04-15

作者简介：田吉(1992-)，男(汉)，山西长治人，硕士研究生，研究方向：生态学 *通讯作者：张芸香，副教授，硕士生导师。Tel:13935406207 ; E-mail :zhangyx2009@126.com

基金项目：山西省科技攻关项目(20120311015-3)

中图分类号：Q949.93

文献标识码：A

文章编号：1671-8151(2016)07-0500-06