农林废弃物混配基质的理化性质及其对油茶幼苗生长效应的综合评价

戴小红， 孙伟生， 樊　权， 罗　萍,①， 贺军军

(1.中国热带农业科学院湛江实验站， 广东 湛江 524013；2. 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所， 广东 湛江 524091； 3. 南亚棕榈园艺苗圃， 广东 遂溪 524300)



农林废弃物混配基质的理化性质及其对油茶幼苗生长效应的综合评价

戴小红1， 孙伟生2， 樊权3， 罗萍1,①， 贺军军1

(1.中国热带农业科学院湛江实验站， 广东 湛江 524013；2. 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所， 广东 湛江 524091； 3. 南亚棕榈园艺苗圃， 广东 遂溪 524300)

以腐熟的甘蔗渣(SB)、木薯皮(CP)、花生壳(PS)和火炭灰(BA)及园土(GS)为原料，按照不同体积比配制成9种混配基质，并以等体积比泥炭和园土混配基质为对照，对各基质的理化性质及基质中油茶(CamelliaoleiferaAbel)幼苗的生长状况进行比较；在对基质理化指标和油茶幼苗的壮苗指数进行线性回归分析和通径分析的基础上，采用主成分分析和综合评价法对各基质的育苗效果进行综合评价。结果表明：9种农林废弃物混配基质的容重、总孔隙度和毛管孔隙度分别为0.23～0.47 g·cm-3、 60.90%～67.23%和46.53%～58.27%， pH 6.72～pH 7.14，各基质的速效氮含量、速效磷含量、速效钾含量、pH值、电导率和通气孔隙度均高于或显著高于对照，容重则显著低于对照。在不同基质中油茶幼苗的茎粗、单株叶片数、叶长、叶宽、叶绿素相对含量(SPAD)、单株茎叶干质量、单株根干质量和壮苗指数均存在一定差异，而株高和根冠比却无显著差异；其中S9混配基质〔V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=2∶1∶1〕中幼苗的大部分生长指标较高，表现出明显的生长优势。线性回归和通径分析结果显示：除通气孔隙度外，基质的其他8个理化指标基本涵盖了影响幼苗壮苗指数的关键因素；其中，速效钾含量是对壮苗指数直接影响最大的负相关因子，而速效磷含量、电导率和总孔隙度对壮苗指数则有较大的正向直接作用，并且三者通过速效钾含量对壮苗指数产生较大的负向间接作用；此外，基质容重对壮苗指数也有一定的负向直接作用。综合评价结果显示：S9和S7混配基质〔V(SB)∶V(BA)∶V(GS)=4∶3∶3〕对油茶育苗效果的综合得分较高，分别为14.363和14.337，建议将S9混配基质作为油茶育苗的首选替代基质，S7混配基质作为备选基质。

农林废弃物; 混配基质; 理化性质; 油茶; 壮苗指数; 通径分析

农林废弃物是指在农业和林业生产与加工过程中产生的植物残余类废弃物(如作物秸秆、树皮、谷壳等)，数量巨大，具有可再生、可生物降解等优点，是重要的生物质资源之一。但长期以来农林废弃物一直没有得到充分的利用，通常被焚烧、填埋或随意弃置，不仅污染了环境，也造成了生物质能源的浪费[1-2]。农林废弃物的基质化利用是一条变废为宝、消除污染、改善生态环境的有效途径，经过一定处理后很多农林废弃物能作为良好的栽培基质[3-5]，因此，有效利用农林废弃物不但能够减少泥炭、表土等短期内不可再生资源的使用量，而且能够促进资源的循环利用，具有重要的现实意义。

油茶(CamelliaoleiferaAbel)为山茶属(CamelliaLinn.)木本油料植物，其种子提取的茶油中不饱和脂肪酸含量在90%以上，被誉为“东方橄榄油”，具有较高的开发利用价值[6-7]。油茶的适应性较广泛，且抗干旱、耐瘠薄[8-9]，是中国南方丘陵岗地重要的经济林树种之一，其经济和生态价值越来越受到人们的重视。目前，油茶的良种苗木培育主要以芽苗砧嫁接为主，该方法既能保持接穗的优良性状又可利用砧木的适生性，缩短嫁接苗培育时间。由于容器育苗具有不受季节限制、成活率高、缓苗期短、生长快、移栽时根系受损少等优点，因此油茶嫁接苗多采用容器栽培方式。基质选配是影响容器育苗效果的关键因素之一，常规的油茶育苗基质以表土和泥炭等为主，但其育苗效果及环保性有待进一步改善。

为了筛选出育苗质量和效率高、成本低且利于生态环境保护和资源循环利用的油茶容器苗栽培基质，作者以腐熟的甘蔗渣、木薯皮、火炭灰和花生壳等农林废弃物为主要原料配制栽培基质，对不同基质的理化性质以及不同基质中油茶幼苗的生长状况进行比较分析，并采用线性回归分析、通径分析和主成分分析等方法对不同基质的育苗效果进行综合评价，以期筛选出育苗效果较好、配制简便、成本较低的环保型基质，为油茶的容器苗培育提供参考依据，也为农林废弃物资源的进一步开发应用提供基础研究数据。

1　材料和方法

1.1材料

供试油茶品种为‘岑软2号’(‘No. 2 of Cenruan’)，选择生长健壮且长势一致的无性系芽苗砧嫁接的1年生容器苗进行实验，苗高(10±2) cm，抽梢基径(1.8±0.2) mm。

使用的园土为广东遂溪南亚棕榈园艺苗圃地0～20 cm土层的土壤(即表土)，泥炭购于市场，甘蔗渣来自广东广垦糖业集团有限公司，火炭灰为甘蔗渣燃烧后的残留物，木薯皮取自湛江市新天鑫酒精有限公司，花生壳取自遂溪榨油厂；其中，甘蔗渣、木薯皮和花生壳在使用前均经过1 a的自然堆沤处理，为简化操作、降低成本，堆沤过程中未添加任何其他物料。堆沤处理后，甘蔗渣容重0.10 g·cm-3、pH 4.5、电导率0.24 mS·cm-1、有机质含量约46%，木薯皮容重0.57 g·cm-3、pH 6.3、电导率0.13 mS·cm-1、有机质含量约21%，花生壳容重0.14 g·cm-3、pH 5.0、电导率1.38 mS·cm-1、有机质含量约70%，火炭灰容重0.28 g·cm-3、pH 7.8、电导率0.50 mS·cm-1、有机质含量约21%。

1.2方法

1.2.1基质的配制在前期试验的基础上，将上述经过堆沤的甘蔗渣(SB)、木薯皮(CP)、火炭灰(BA)、花生壳(PS)和园土(GS)按照不同体积比配制成9种混合基质，即S1〔V(SB)∶V(CP)∶V(BA) =1∶2∶1〕、 S2〔V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=2∶5∶3〕、 S3〔V(CP)∶V(BA)∶V(PS)=5∶3∶2〕、 S4〔V(CP)∶V(BA)∶V(GS)=6∶3∶1〕、 S5〔V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=1∶6∶3〕、 S6〔V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=1∶1∶1〕、S7〔V(SB)∶V(BA)∶V(GS)=4∶3∶3〕、S8〔V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=4∶3∶3〕、S9〔V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=2∶1∶1〕。对照(CK)为供试油茶容器苗的原栽培基质，由泥炭(PT)和园土按照V(PT)∶V(GS)=1∶1混配而成。

1.2.2基质理化性质的测定上盆前，对上述10种基质的理化性质进行检测。采用蒸馏法[10]测定速效氮含量；采用NY/T 300—1995中的柠檬酸浸提-钒钼黄比色法测定速效磷含量；采用NY/T 301—1995中的火焰光度计法测定速效钾含量；参照程斐等[11]的方法测定pH值和电导率；采用环刀法[12]测定容重；参照刘庆超[13]的方法测定总孔隙度、通气孔隙度和毛管孔隙度。总孔隙度、通气孔隙度和毛管孔隙度均重复测定3次，其余各指标均重复测定2次。

1.2.3幼苗的栽培及管理在中国热带农业科学院湛江实验站育苗大棚内进行盆栽实验。以上口径16.0 cm、下口径11.0 cm、高14.5 cm的塑料盆为育苗容器，采用随机区组设计，于2014年4月30日将供试油茶幼苗根系附着的基质清除干净后移入装有上述10种基质的塑料盆中，每盆1株，每处理5盆，各3个重复，即每个处理共计15株幼苗。实验期间进行遮阳处理，遮阳率为70%，不施任何肥料，采取常规管理措施。

1.2.4生长指标的测定于2014年11月18日，每处理随机选取6株幼苗测定株高、茎粗、叶长、叶宽、单株叶片数和叶绿素相对含量(SPAD)。其中，株高(基质表面到生长点的高度)用钢卷尺测量；茎粗(接芽抽梢基部0.5～1.0 cm处的直径)及叶长和叶宽(每株上最大的成熟且完整叶片进行测量)均用游标卡尺测量；单株叶片数为每株幼苗上所有完全展开叶片的数量。于晴天上午的9:00至11:00，在每一单株上选取向阳面从顶端向下第3至第5位的成熟且完整的叶片1枚，用TYS-A叶绿素测定仪(浙江托普仪器有限公司)直接测定叶片的SPAD值，测定时需避开叶片中部的主脉，每枚叶片选择2个位置进行测定，结果取平均值。

每处理各选取3株幼苗测定单株茎叶干质量和单株根干质量。洗净根系上附着的基质并吸干表面水分，将各单株的茎叶和根分开，分别置于105 ℃杀青30 min，并在75 ℃条件下烘干至恒质量，分别称量各单株的茎叶干质量和根干质量。参照赵海涛等[14]的方法，按照公式“根冠比=单株根干质量/单株茎叶干质量”和“壮苗指数=〔(茎粗/株高)+根冠比〕×(单株茎叶干质量+单株根干质量)”分别计算根冠比和壮苗指数。

1.3数据处理和统计分析

使用EXCEL 2010和SPSS 20.0软件进行相关实验数据的整理和统计分析，包括对基质理化性质及幼苗生长指标的Duncan’s多重比较，在对基质理化性质与壮苗指数的线性回归分析基础上进行通径分析，并在对幼苗生长指标的主成分分析基础上对各基质的育苗效果进行综合评价。

2　结果和分析

2.1不同农林废弃物混配基质的理化性质分析

供试的10种基质的理化指标测定结果见表1。由表1可以看出：10种基质的速效氮含量普遍较低，而速效磷和速效钾含量则较丰富；9种农林废弃物混配基质的速效氮、速效磷和速效钾含量均高于或显著(P<0.05)高于对照基质〔V(泥炭)∶V(园土)=1∶1〕。其中，速效氮含量最高的是S9混配基质〔V(甘蔗渣)∶V(木薯皮)∶V(火炭灰)=2∶1∶1〕，速效磷含量最高的是S6混配基质〔V(甘蔗渣)∶V(木薯皮)∶V(火炭灰)=1∶1∶1〕，速效钾含量较高的是S8〔V(甘蔗渣)∶V(木薯皮)∶V(火炭灰)=4∶3∶3〕和S6混配基质。对照基质明显偏酸性，pH 4.72，而供试的9种农林废弃物混配基质近中性，pH 6.72～pH 7.14，并且对照基质的pH值显著低于供试的9种农林废弃物混配基质。10种基质的电导率为0.13～0.23 mS·cm-1，均偏低；其中，对照基质的电导率最低，且与大多数混配基质间存在显著差异。各基质的容重为0.23～0.70 g·cm-3；其中，对照基质的容重最大，显著高于9种农林废弃物混配基质，而S9混配基质的容重最小。供试10种基质的总孔隙度均在60%以上，通气孔隙度均高于7%，并且这2项指标在各基质间无显著差异(P>0.05)。毛管孔隙度较高的是S9混配基质和对照基质，较低的是S5〔V(甘蔗渣)∶V(木薯皮)∶V(火炭灰)=1∶6∶3〕和S7〔V(甘蔗渣)∶V(火炭灰)∶V(园土)=4∶3∶3〕混配基质，并且，前2种基质的毛管孔隙度显著高于后2种基质，而其余基质间的毛管孔隙度均无显著差异。

基质 Substrate 编号 No.配方2)Formula2)养分含量/mg·kg-1 Nutrientcontent速效氮Availablenitrogen速效磷Availablephosphorus速效钾AvailablepotassiumpH值pHvalue S1V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=1∶2∶144.95±8.37bc1209.30±12.97c1289.96±99.49cd7.10±0.03ab S2V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=2∶5∶325.35±4.50cd1115.80±59.15cd1371.13±48.41cd7.08±0.01abc S3V(CP)∶V(BA)∶V(PS)=5∶3∶256.51±8.28ab1159.19±23.37cd1477.25±25.89bc6.92±0.01d S4V(CP)∶V(BA)∶V(GS)=6∶3∶159.25±7.05ab905.48±31.19e983.11±12.45e7.07±0.08abc S5V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=1∶6∶332.36±2.45cd1029.08±78.27de1235.77±39.40d7.14±0.09a S6V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=1∶1∶122.17±9.64d1718.62±23.92a1961.20±34.06a7.00±0.02bcd S7V(SB)∶V(BA)∶V(GS)=4∶3∶320.39±2.11d1242.52±82.67c1434.67±58.56cd6.72±0.03e S8V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=4∶3∶327.92±7.08cd1543.46±46.64b1980.26±132.89a6.95±0.04cd S9V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=2∶1∶174.21±1.70a1426.72±22.18b1656.24±47.28b6.87±0.03d CKV(PT)∶V(GS)=1∶112.24±0.20d96.78±1.31f256.24±3.29f4.72±0.01f

基质 Substrate 编号 No.配方2)Formula2)电导率/mS·cm-1Electricconductivity容重/g·cm-3Bulkdensity总孔隙度/%Totalporosity通气孔隙度/%Aerationporosity毛管孔隙度/%Capillaryporosity S1V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=1∶2∶10.17±0.01cd0.31±0.02d62.23±3.39a8.55±4.12a53.68±4.25ab S2V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=2∶5∶30.21±0.01ab0.36±0.01c64.10±2.74a8.90±2.73a55.20±0.48ab S3V(CP)∶V(BA)∶V(PS)=5∶3∶20.23±0.00a0.36±0.01c62.27±3.66a10.08±3.81a52.18±1.81ab S4V(CP)∶V(BA)∶V(GS)=6∶3∶10.15±0.00de0.47±0.00b60.90±2.57a8.57±2.17a52.33±2.21ab S5V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=1∶6∶30.16±0.00de0.38±0.01c63.07±3.28a16.53±3.21a46.53±3.10b S6V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=1∶1∶10.20±0.00ab0.25±0.00ef67.23±3.34a11.55±4.29a55.68±1.22ab S7V(SB)∶V(BA)∶V(GS)=4∶3∶30.20±0.03bc0.38±0.00c64.37±2.74a17.10±2.15a47.27±2.58b S8V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=4∶3∶30.20±0.01ab0.26±0.00e66.87±4.38a11.97±1.56a54.90±3.52ab S9V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=2∶1∶10.20±0.02bc0.23±0.00f66.27±3.44a8.00±1.57a58.27±3.33a CKV(PT)∶V(GS)=1∶10.13±0.00e0.70±0.00a65.11±0.63a7.43±0.03a57.69±0.66a

1)同列中不同的小写字母表示在0.05水平上差异显著 Different small letters in the same column indicate the significant difference at 0.05 level.

2)SB： 甘蔗渣 Sugarcane bagasse; CP: 木薯皮 Cassava peel; BA: 火炭灰 Bagasse ash; PS: 花生壳 Peanut shell; GS: 园土 Garden soil; PT: 泥炭 Peat.

2.2不同农林废弃物混配基质对油茶幼苗生长的影响

在供试的10种基质中栽培201 d后油茶幼苗的各项生长指标见表2。结果表明：不同基质中油茶幼苗的茎粗、单株叶片数、叶长、叶宽、叶绿素相对含量(SPAD)、单株茎叶干质量、单株根干质量和壮苗指数均存在一定差异，但不同基质中幼苗的株高和根冠比则无显著差异(P>0.05)。其中，S9混配基质〔V(甘蔗渣)∶V(木薯皮)∶V(火炭灰)=2∶1∶1〕中幼苗的株高、茎粗、SPAD值、单株叶片数、单株茎叶干质量、单株根干质量和壮苗指数均高于其他基质，表现出明显的生长优势；S7混配基质〔V(甘蔗渣)∶V(火炭灰)∶V(园土)=4∶3∶3〕中幼苗的叶长、叶宽和根冠比均高于其他混配基质以及对照基质，株高、根干质量和壮苗指数也较高；S8混配基质〔V(甘蔗渣)∶V(木薯皮)∶V(火炭灰)=4∶3∶3〕中幼苗的SPAD值较高，但株高、茎粗、单株茎叶干质量、单株根干质量、根冠比和壮苗指数均低于其他基质，植株生长状况较差；S4混配基质〔V(木薯皮)∶V(火炭灰)∶V(园土)=6∶3∶1〕中幼苗单株叶片数低于其他混配基质和对照基质，单株茎叶干质量、单株根干质量和壮苗指数也较低；S5混配基质〔V(甘蔗渣)∶V(木薯皮)∶V(火炭灰)=1∶6∶3〕中幼苗的单株叶片数较少，叶长和SPAD值均低于其他混配基质和对照基质。总体来看，S9混配基质对油茶幼苗的生长具有较明显的促进作用，育苗效果优于其他混配基质和对照基质。

基质 Substrate 编号 No.配方2)Formula2)株高/cmHeight茎粗/mmStemdiameter单株叶片数Leafnumberperplant叶长/mmLeaflength叶宽/mmLeafwidth S1V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=1∶2∶120.60±1.81a3.19±0.15a9.0±1.0ab50.22±1.13abc26.92±1.57ab S2V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=2∶5∶323.20±3.45a3.22±0.10a9.0±2.3ab47.08±4.57abc23.74±1.01ab S3V(CP)∶V(BA)∶V(PS)=5∶3∶221.43±3.55a3.39±0.35a6.5±1.8ab51.89±5.14ab27.56±1.09ab S4V(CP)∶V(BA)∶V(GS)=6∶3∶123.33±2.89a2.55±0.08bc4.7±1.5b50.90±4.52ab26.32±1.34ab S5V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=1∶6∶322.80±2.31a3.00±0.16ab4.8±2.1b39.15±4.44c23.53±2.72ab S6V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=1∶1∶121.27±1.44a3.18±0.11a6.7±1.5ab45.70±0.95bc26.59±2.83ab S7V(SB)∶V(BA)∶V(GS)=4∶3∶323.52±2.80a2.98±0.16ab7.2±1.5ab58.58±3.12a29.29±1.68a S8V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=4∶3∶317.73±1.67a2.42±0.09c7.8±1.8ab48.39±3.28abc23.31±1.37b S9V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=2∶1∶125.98±3.52a3.43±0.17a12.3±1.6a49.07±1.39abc23.18±1.51b CKV(PT)∶V(GS)=1∶123.28±1.71a3.27±0.13a5.3±1.9b46.56±4.00bc24.38±0.44ab

基质 Substrate 编号 No.配方2)Formula2)SPAD3)单株茎叶干质量/gDryweightofshootperplant单株根干质量/gDryweightofrootperplant根冠比Root-shootratio壮苗指数Seedlingindex S1V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=1∶2∶168.40±3.40ab1.52±0.20bc0.75±0.08ab0.51±0.07a1.47±0.16abc S2V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=2∶5∶366.70±4.69ab1.98±0.18b1.16±0.15ab0.58±0.03a2.28±0.25ab S3V(CP)∶V(BA)∶V(PS)=5∶3∶266.18±4.12ab1.68±0.21bc1.16±0.32ab0.70±0.21a2.59±0.85a S4V(CP)∶V(BA)∶V(GS)=6∶3∶156.72±2.78abc1.12±0.13c0.53±0.14b0.50±0.17a1.02±0.34bc S5V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=1∶6∶348.36±8.93c1.22±0.04c0.71±0.15ab0.57±0.10a1.38±0.35abc S6V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=1∶1∶148.84±3.86c1.19±0.07c0.87±0.16ab0.75±0.19a1.89±0.47abc S7V(SB)∶V(BA)∶V(GS)=4∶3∶361.70±3.97abc1.61±0.17bc1.23±0.15ab0.77±0.07a2.46±0.31a S8V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=4∶3∶369.52±2.39a1.08±0.10c0.47±0.03b0.44±0.01a0.89±0.04c S9V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=2∶1∶170.19±1.67a2.59±0.38a1.41±0.20a0.55±0.04a2.67±0.32a CKV(PT)∶V(GS)=1∶153.96±8.08bc1.10±0.25c1.03±0.52ab0.83±0.23a1.37±0.37abc

1)同列中不同的小写字母表示在0.05水平上差异显著 Different small letters in the same column indicate the significant difference at 0.05 level.

2)SB: 甘蔗渣 Sugarcane bagasse; CP: 木薯皮 Cassava peel; BA: 火炭灰 Bagasse ash; PS: 花生壳 Peanut shell; GS: 园土 Garden soil; PT: 泥炭 Peat.

3)SPAD: 叶绿素相对含量 Relative content of chlorophyll.

2.3基质理化指标和油茶幼苗壮苗指数的线性回归和通径分析

2.3.2通径分析参照杜家菊等[15]的方法，在线性回归分析的基础上对基质理化指标与壮苗指数进行通径分析，结果见表3。由表3可以看出：基质的速效钾含量(X3)、速效磷含量(X2)、电导率(X5)和总孔隙度(X7)对油茶幼苗壮苗指数(Y)的直接作用均较大，其中，速效钾含量(X3)的直接作用最大，且为负值(-5.488)；而速效磷含量(X2)、电导率(X5)和总孔隙度(X7)对壮苗指数(Y)的直接作用均为正向，它们的直接通径系数分别为2.973、1.849和1.222。另外，容重(X6)和毛管孔隙度(X9)对壮苗指数(Y)也均具有一定程度的负向直接作用，表明容重大或毛管孔隙度高的混配基质均不利于油茶幼苗的生长。

由表3还可见：基质的速效钾含量(X3)通过速效磷含量(X2)对壮苗指数(Y)产生的间接作用较大，间接通径系数为2.918，表明速效钾含量与速效磷含量配合一定程度上有利于油茶幼苗的生长；而速效磷含量(X2)、电导率(X5)和总孔隙度(X7)均通过速效钾含量(X3)对壮苗指数(Y)产生较大的负向间接作用，间接通径系数分别为-5.386、-4.253和-2.511，表明速效钾含量可能是混配基质中限制油茶幼苗生长及壮苗指数的关键因素。

2.4油茶幼苗生长指标的主成分分析

虽然壮苗指数是较常用的评价育苗效果的参考指标，但也存在一定的局限性，而主成分分析则可以对多项生长指标进行综合评价。在农林废弃物混配基质上油茶幼苗各项生长指标的主成分分析结果(表4)显示：前3个主成分的累计贡献率达到88.584%，基本能够反映油茶幼苗的生长状况；其中，第1、第2和第3主成分的贡献率分别为38.893%、27.335%和22.356%；并且，每个生长指标在这3个主成分中的得分系数较低，均不超过0.45。第1主成分中株高、茎粗、单株根干质量和壮苗指数的得分系数相对较高，且前3个指标均与壮苗指数密切相关，据此认为第1主成分是反映油茶幼苗壮苗指数的综合指标；第2主成分中叶绿素相对含量和单株叶片数的得分系数相对较高，据此认为第2主成分是油茶幼苗叶片光合

表3农林废弃物混配基质的理化指标与油茶幼苗壮苗指数的通径分析1)

Table 3Path analysis on physicochemical indexes of mixed substrates with agricultural and forestry wastes and seedling index ofCamelliaoleiferaAbel seedling1)

自变量Independentvariable直接通径系数Directpathcoefficient间接通径系数 IndirectpathcoefficientX1X2X3X4X5X6X7X9X10.3560.0000.706-0.9900.1130.3430.221-0.434-0.059X22.9730.0840.000-5.3860.2051.3110.5760.4630.023X3-5.4880.0642.9180.0000.1891.4330.5630.5590.008X40.2590.1552.345-4.0060.0000.9710.488-0.2490.165X51.8490.0662.109-4.2530.1360.0000.4090.3230.001X6-0.596-0.132-2.8705.181-0.212-1.2690.000-0.386-0.007X71.222-0.1261.126-2.511-0.0530.4890.1880.000-0.216X9-0.4460.047-0.1540.102-0.096-0.006-0.0090.5920.000

1)X1: 速效氮含量 Available nitrogen content;X2: 速效磷含量 Available phosphorus content;X3: 速效钾含量 Available potassium content;X4: pH值 pH value;X5: 电导率 Electric conductivity;X6: 容重 Bulk density;X7: 总孔隙度 Total porosity;X9: 毛管孔隙度 Capillary porosity.

表4在农林废弃物混配基质中油茶幼苗生长指标的主成分分析结果1)

Table 4Result of principal component analysis on growth indexes ofCamelliaoleiferaAbel seedling in mixed substrates with agricultural and forestry wastes1)

主成分Principalcomponent各生长指标的得分系数 ScorecoefficientofdifferentgrowthindexesHSDLNLLLWSPADDWSDWRR/TSIECR/%CCR/%10.2500.2660.035-0.131-0.058-0.1400.1510.2010.1770.1993.88938.89338.8932-0.107-0.0930.2970.189-0.0590.4070.1870.053-0.2470.0232.73327.33566.2283-0.126-0.085-0.0790.4210.4440.092-0.0830.0500.2200.0902.23622.35688.584

1)H: 株高 Height; SD: 茎粗Stem diameter; LN: 单株叶片数 Leaf number per plant; LL: 叶长 Leaf length; LW: 叶宽 Leaf width； SPAD: 叶绿素相对含量Relative content of chlorophyll; DWS: 单株茎叶干质量 Dry weight of shoot per plant; DWR: 单株根干质量 Dry weight of root per plant; R/T: 根冠比 Root-shoot ratio; SI: 壮苗指数 Seedling index; E: 特征值 Eigenvalue; CR: 贡献率 Contribution rate; CCR: 累计贡献率 Cumulative contribution rate.

能力的综合指标；第3主成分中叶宽和叶长的得分系数较高，据此认为第3主成分是反映油茶幼苗单叶面积的综合指标。并且，第2和第3主成分均由叶片性状指标占主导地位，说明这些叶片性状指标是除壮苗指数外对油茶幼苗生长水平的补充描述指标。

2.5不同农林废弃物混配基质对油茶育苗效果的综合评价

基于上述油茶幼苗生长指标的主成分分析结果，对9种农林废弃物混配基质和对照基质的育苗效果进行综合评价，结果见表5。

表5不同农林废弃物混配基质对油茶育苗效果的综合评价结果1)

Table 5Comprehensive evaluation of effect of different mixed substrates with agricultural and forestry wastes on seedling cultivation ofCamelliaoleiferaAbel1)

主成分Principalcomponent各基质的得分 ScoreofdifferentsubstratesS1S2S3S4S5S6S7S8S9CK1-10.642-8.822-10.049-8.894-5.900-7.109-9.973-11.568-8.455-7.505236.14834.87734.70129.94124.54226.48234.02236.38537.52128.234335.96532.81636.97434.94228.06132.34539.88034.17533.08131.962综合得分Comprehensivescore13.78213.43913.84312.53710.68711.70514.33713.08714.36311.944排序Order 45371092618

1)S1:V(SB)∶V(CP)∶V(BA) =1∶2∶1; S2:V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=2∶5∶3; S3:V(CP)∶V(BA)∶V(PS)=5∶3∶2; S4:V(CP)∶V(BA)∶V(GS) = 6∶3∶1; S5:V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=1∶6∶3; S6:V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=1∶1∶1; S7:V(SB)∶V(BA)∶V(GS)=4∶3∶3; S8:V(SB)∶V(CP)∶V(BA) = 4∶3∶3; S9:V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=2∶1∶1; CK:V(PT)∶V(GS)=1∶1. SB: 甘蔗渣 Sugarcane bagasse; CP: 木薯皮 Cassava peel; BA: 火炭灰 Bagasse ash; PS: 花生壳 Peanut shell; GS: 园土 Garden soil; PT: 泥炭 Peat.

由表5可以看出：S9混配基质〔V(甘蔗渣)∶V(木薯皮)∶V(火炭灰)=2∶1∶1〕对油茶的育苗效果最好，综合得分最高(14.363)；S7混配基质〔V(甘蔗渣)∶V(火炭灰)∶V(园土)=4∶3∶3〕的育苗效果次之，综合得分为14.337； S5〔V(甘蔗渣)∶V(木薯皮)∶V(火炭灰)=1∶6∶3〕和S6混配基质〔V(甘蔗渣)∶V(木薯皮)∶V(火炭灰)=1∶1∶1〕的育苗效果较差，综合得分较低(分别为10.687和11.705)且均低于对照基质；其他混配基质的育苗效果居中，综合得分为12.537～13.843，均高于对照基质。

3　讨论和结论

基质对于植物的容器育苗至关重要，选择合理的基质材料和配比有利于基质形成良好的理化性质，为容器苗生长提供合适载体。一般认为，容重0.1～0.8 g·cm-3、总孔隙度70%～90%、酸碱度接近中性的基质比较有利于植物生长[3,16-17]，而电导率低于1.3 mS·cm-1的基质一般不会对植物产生盐害作用[16]。本研究中，各混配基质的容重0.23～0.70 g·cm-3、总孔隙度60.90%～67.23%、pH 4.72～pH 7.14、电导率0.13～0.23 mS·cm-1，除各基质的总孔隙度整体偏低以及对照基质偏酸外，各基质的其余指标均在上述适宜范围内。尽管供试基质的总孔隙度均低于70%，但是部分基质仍然对油茶具有较好的育苗效果，如混配基质S9〔V(甘蔗渣)∶V(木薯皮)∶V(火炭灰)=2∶1∶1〕和S7〔V(甘蔗渣)∶V(火炭灰)∶V(园土)=4∶3∶3〕等。因此，上述标准对油茶幼苗培育基质的筛选仅具有部分参考价值，建议结合油茶幼苗的实际生长状况对育苗基质进行综合筛选。

通径分析结果表明：基质的速效钾含量、速效磷含量、电导率和总孔隙度对油茶幼苗壮苗指数的直接作用较大，其中速效钾含量的直接作用最大且为负向作用；并且，基质的速效磷含量、电导率和总孔隙度均通过速效钾含量对油茶幼苗的壮苗指数产生较大的负向间接作用，表明速效钾含量与油茶幼苗的壮苗指数间存在一定的负相关关系，较高的速效钾含量可能不利于油茶幼苗的生长，在他人的相关研究中也有类似的结果[18-20]。究其原因，可能是基质中较高的钾含量破坏了植物体内原有的养分平衡，从而对植物生长产生不利影响，具体机制有待深入研究。

从通径分析结果还可见：基质的容重与油茶幼苗的壮苗指数也呈负相关关系，这与吴云飞等[21]的相关研究结论一致。这可能是因为随着容重的增大基质的孔隙度有所降低，导致基质的通气性能和持水性能均下降，从而对油茶幼苗的生长产生不利影响。此外，基质容重过大也不利于田间操作，因此，在进行油茶育苗时建议选用容重较低的轻型基质。

泥炭和表土是目前油茶育苗生产中较常用的基质组分，目前已知的育苗效果较好的基质配方[22-23]中均含有一定比例的泥炭和表土，且基质组分较多、操作繁琐，实用性和环保性有待改善。本研究使用甘蔗渣、木薯皮和火炭灰等农林废弃物代替泥炭和表土作为油茶育苗基质组分，部分基质的综合得分较高，对油茶容器育苗具有一定的实用性。其中，S9和S7混配基质的综合得分均较高，说明二者的育苗效果较好，并且，二者还均具有基质组分少、配制简便等优点。S9基质的育苗效果最好，组分均为农林废弃物，且容重小，既摆脱了常用基质对泥炭和表土的依赖也便于田间操作。从基质成本来看，经自然堆沤处理后，甘蔗渣的成本约为木薯皮和火炭灰的3～5倍，但仅为泥炭成本的1/3，与对照基质相比，S9混配基质的成本大幅度下降，是油茶育苗中较理想的轻型替代基质。S7混配基质的育苗效果仅次于S9混配基质，虽然该基质采用园土作为基质组分，环保性略逊于S9混配基质，但其成本更低，可作为油茶育苗的备选基质。根据上述研究结果，建议在实际生产中选用S9和S7混配基质作为油茶的育苗基质。

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(责任编辑： 佟金凤)

Physicochemical property of mixed substrates with agricultural and forestry wastes and comprehensive evaluation of their effect on growth ofCamelliaoleiferaseedlings

DAI Xiaohong1, SUN Weisheng2, FAN Quan3, LUO Ping1,①, HE Junjun1

(1. Zhanjiang Experiment Station, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Zhanjiang 524013, China; 2. South Subtropical Crops ResearchInstitute,ChineseAcademyofTropicalAgriculturalSciences, Zhanjiang 524091, China; 3. NanyaPalmNurseryGarden,Suixi524300, China),J.PlantResour. &Environ., 2016, 25(1): 54-61

Taking decomposed sugarcane bagasse (SB), cassava peel (CP), peanut shell (PS), bagasse ash (BA) and garden soil (GS) as raw materials, nine mixed substrates were prepared with different volume ratios. And taking mixed substrate with same volume ratio of peat and garden soil as the control, the physicochemical property of different substrates and growth status ofCamelliaoleiferaAbel seedlings growing in above substrates were compared. On the basis of linear regression analysis and path analysis on physicochemical indexes of substrates and seedling index ofC.oleiferaseedlings, the seedling cultivation effect of different substrates was comprehensively evaluated by methods of principal component analysis and comprehensive evaluation. The results show that bulk density, total porosity and capillary porosityofninemixedsubstrateswithagriculturalandforestrywastesare0.23-0.47 g·cm-3,60.90%-67.23% and 46.53%-58.27%, respectively, with pH 6.72-pH 7.14. Available nitrogen content, available phosphorus content, available potassium content, pH value, electronic conductivity and aeration porosity of different substrates are all higher or significantly higher than those of the control, their bulk density is significantly lower than that of the control. There are all some differences in stem diameter, leaf number per plant, leaf length, leaf width, relative content of chlorophyll (SPAD), dry weight of shoot per plant, dry weight of root per plant and seedling index ofC.oleiferaseedlings in different substrates, while there is no significant difference in height and root-shoot ratio. In which, most growth indexes of seedlings in S9 mixed substrate 〔V(SB)∶V(CP)∶V(BA)=2∶1∶1〕 are high, appearing obviously growth advantage. The results of linear regression and path analysis reveal that except aeration porosity, other eight physicochemical indexes of substrates are basically covered key factors affecting seedling index. In which, available potassium content is negative correlation factor with the greatest direct effect on seedling index, while available phosphorus content, electronic conductivity and total porosity have a positively direct effect on seedling index, and the three bring negatively indirect effect on seedling index through available potassium content. Otherwise, bulk density of substrate also has a certain negatively direct effect on seedling index. The comprehensive evaluation result shows that comprehensive score of effect of S9 mixed substrate and S7 mixed substrate 〔V(SB)∶V(BA)∶V(GS)=4∶3∶3〕 on seedling cultivation ofC.oleiferais high with a value of 14.363 and 14.337, respectively. So, it is suggested that taking S9 mixed substrate as preferred substitute substrate for seedling cultivation ofC.oleifera, and taking S7 mixed substrate as alternative substrate.

agricultural and forestry wastes; mixed substrate; physicochemical property;CamelliaoleiferaAbel; seedling index; path analysis

10.3969/j.issn.1674-7895.2016.01.07

2015-04-27

中国热带农业科学院湛江实验站科研启动专项资金资助项目(zjky201301)； 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助项目(1630032012037)

戴小红(1980—)，女，湖北宜城人，硕士，助理研究员，主要从事热带作物生理生态及废弃物基质化利用研究。

S794.4； S723.1+33； S141.8

A

1674-7895(2016)01-0054-08