刘翠兰 吴德军 王因花 王开芳 刘元铅 李自成 仲伟国 燕丽萍
(山东省林业科学研究院/山东省林木遗传改良重点实验室,山东 济南 250014)
不同基质对抗松材线虫病黑松“虹青”容器苗生长的影响*
刘翠兰 吴德军 王因花 王开芳 刘元铅 李自成 仲伟国 燕丽萍
(山东省林业科学研究院/山东省林木遗传改良重点实验室,山东 济南 250014)
以采自日本不同地区的抗松材线虫病黑松品种“虹青”(Pinus thunbergii‘Hongqing’)种子为材料,研究不同基质处理下的种子出苗率、成苗率及幼苗生长的差异。结果表明:以蛭石为黑松容器育苗基质,除东京都町田市种子的成苗率低于净营养基质处理外,其出苗率、以及静岡县御殿场市、九州种子的出苗率和成苗率均高于净营养基质和河沙处理,其中九州种子的出苗率及成苗率最高,分别为62.7%和52.1%;河沙处理的出苗率和成苗率均最低;九州的种子质量最佳,播种于蛭石中的7个月幼苗平均高8.85 cm,地径为5.1 mm;东京都町田市的种子质量最差。采用蛭石为育苗基质,对立枯病进行早防早治,能大幅度提高黑松出苗率及成苗率。
基质;松材线虫病;黑松“虹青”;容器育苗
黑松( Pinus thunbergii),松科(Pinaceae)松属,原产日本,为常绿乔木。本世纪初经山东省青岛市引入我国,现在山东省和辽东半岛及江苏、浙江省沿海等地有较大面积栽培[1-2]。在山东省,1994年黑松栽培面积已达6.6万多hm2,在针叶树中仅次于赤松( Pinus densiflora)[3-4]。近30多年来,中国沿海地区的黑松大面积发生松材线虫病(Bursaphelenchus xylophilus),造成大量松树死亡[5-6]。松材线虫病是发生在松属树种上的一种毁灭性森林病害,该病已对中国森林资源和生态环境造成严重的威胁[7- 8]。
日本的松材线虫病抗性育种技术较为先进,已成功选育出抗性树种[ 9-10]。山东省林业科学研究院于2015年5月从日本引进黑松、赤松、落叶松( Larix gmelinii)等5个抗性树种,所引进的黑松“虹青”种子为经过抗性单株选择后的优树混合种子,来源于日本东京都等3个地区。目前国内对松材线虫感染黑松发病机理、防治方法、组培等研究较多[11-13],对抗性黑松选育研究报道不多[14],对引种抗松材线虫病黑松的研究未见报道。本研究通过引种选育抗松材线虫病黑松品种“虹青”,以期为沿海地区防护林建设提供新的植物材料。
1.1 试验地概况
试验地位于山东省林业科学研究院济南试验苗圃,地理位置为116°11′~117°44′E,36°02′~37°31′N,年平均气温14.9 ℃,年平均日照时数2 710 h,年降水量 665.7 mm,属暖温带大陆性季风气候。
1.2 试验材料
黑松种子概况见表1,1号种子千粒重为19.05
g,4号种子为18.0 g;11号种子为17.31 g,纸袋包装,采后用放于塑料袋内,置于4 ℃冰箱保存。
1.3 试验方法
1.3.1 试验区设计 畦为南北方向,长×宽=50 m×1 m,畦深12 cm ,畦底部铺一层无纺布,共3畦,畦与畦之间用青砖隔开,宽度20 cm,青砖高12 cm。每个种号每个处理为1个小区,设3次重复,共30行/小区。每行10个营养杯,每个营养杯1株苗。各小区在3畦中随机摆放。
1.3.2 种子处理 采用质量浓度为1 g/L的多菌灵溶液消毒10~12 min,40~50 ℃温水浸泡2 d,(25±1) ℃室温催芽1~2 d,待20%~30%种子露白,即播种。
1.3.3 播种 于2016年4月11日播种,营养杯育苗。营养杯采用平衡根系轻基质无纺布容器袋[ 15],容器直径10 cm、高12 cm,容器内装入营养基质,营养基质配比为草炭土:珍珠岩:蛭石= 3:1:1(体积比),采用1 g/L的多菌灵溶液消毒,加入5 g/L的过磷酸钙和10 g/L的树脂包衣控释肥[16]。设置3种处理,处理1:将种子直接播种在营养基质内;处理2:在营养基质中间打孔,深度6 cm,直径2 cm,内填充河沙;处理3:在营养基质中间打孔,深度6 cm,直径2 cm,内填充蛭石。对每个容器播4粒种子,在种子上面覆一层消过毒的蛭石,厚度为0.5~1.0 cm。
1.3.4 覆遮阴网 播种后,初期采用连接喷头的水管快速喷透水,为了防止喷水对覆盖的蛭石冲击太大,采用在育苗基质上面覆遮阴网,遮光度为80%,待开始出苗后去掉遮阴网。
1.3.5 肥水管理 后期采用全自动喷雾设施进行水分管理,每天早晚各喷水1次,10 min/次。在黑松苗生长期间,结合喷水进行根外追肥,前期用质量浓度为0.8~1.0 g/L的尿素溶液,20 d 左右喷施一次,到8月份后喷质量浓度为1 g/L的KH2PO4溶液,促进苗木木质化,一般喷施3~4次。
表1 黑松种子概况
1.3.6 病虫害防治 播种后定期观察,预防立枯病。出苗后,7~10 d喷1次质量浓度为1 g/L的多菌灵溶液(25%),连续喷施3~4次。同时预防虫害,幼苗根际撒播毒死蚍,配制用量为毒死蚍:河沙=1:3(V/V)。10~15 d撒播1次,连续撒播3~4次。
1.3.7 间苗与遮阴 幼苗出土30 d后,进行间苗,每杯内保留1株。进入5月份,为防止高温强光灼伤幼苗,在幼苗上方搭遮阴网,高度1.0~1.5 m,透光度为50%~60%。
1.4 观测记录
1.4.1 出苗率 播种30 d后(5月12日),在各处理小区随机抽取10行进行定点观察。记录出土幼苗数量(以子叶展开为准)。
1.4.2 成苗率 待幼苗开始木质化(7月12日,茎基部不再柔软)以后,在各处理小区随机抽取10行进行定点观察。记录幼苗数量。
1.4.3 生长量测定 待幼苗停止生长(2016年11月下旬,植株主梢顶芽形成)以后,每一个种号每个处理随机选取出苗较整齐的10行,测量其中的30株。地径测量幼苗基径处,精确到0. 1 mm;苗高由幼苗基径处开始量,直至顶芽部位,精确到0. 1 cm。
1.5 数据处理
采用Microsoft excel 2007进行数据处理,SPSS 20.0进行方差分析。
2.1 不同基质对不同采集地种子出苗率和成苗率的影响
从表2中可以看出,蛭石处理最优,营养基质处理次之,河沙处理最差。蛭石处理中日本九州种子出苗率及成苗率都最高,达62.7%和52.1%;町田市的次之,达51.8%和39.7%;御殿场市的最低,为39.2%和37.5%。营养基质处理中町田市种子出苗率及成苗率明显高于其它种子,为37.5%和49.6%;而河沙处理中御殿市的种子出苗率及成苗率最高,为31.2%和16.3%。经多重比较分析可知,11号种子,即日本九州种子播种于蛭石中,出苗率及成苗率显著大于其他种子(P<0.05)。
2.2 不同基质对不同采集地种子幼苗生长的影响
从表3可以看出,播种7个月后,同一基质处理3批种子间的地径和苗高差异显著(P<0.05);同一批种子播种于不同基质中除11号地径外,不同基质处理间的地径和苗高差异明显。播种于蛭石中的3批种子均表现良好,日本种子平均苗高和地径最高,分别为8.85 cm、5.1 mm;町田市种子苗高最差,为8.11 cm。河沙处理最差,町田市种子平均苗高最高,为7.89 cm,地径最小,为3.8 mm;御殿场市的种子苗高最差,为6.89 cm;日本九州种子平均地径最大,达4.7 mm。
表2 不同处理对黑松不同采集地种子出苗率和成苗率的影响 %
表3 不同处理对黑松不同采集地种子幼苗生长的影响
从日本不同地区引进的抗松材线虫病黑松种子经不同基质生长对比试验,结果表明,11号(日本九州)种子质量最好,静岡县御殿场市采的种子次之,东京都町田市的种子最差。处理3(蛭石)的种子萌发和幼苗生长最佳,处理1(营养基质)次之,处理2(河沙)最差。黑松种子在营养基质中生长不理想,可能和育苗基质持水量有关,营养基质持水量达90%,湿度大,透气性差,导致病虫害多;加上高温(气温30 ℃以上),容易引发立枯病,因此,出苗率及成苗率都不理想。基质中间填充蛭石,持水量低,透气性好,对种子发芽有利,待幼苗根系向周围营养基质中生长后,则更有利于吸收营养,这与刘中柱[17]和李晓玲[18]研究结果一致:刘中柱[17]认为蛭石因其比重小、重量轻及孔隙度适中等良好的特性,被广泛应用于育苗基质生产中;李晓玲[18]研究认为草炭中添加一定量的蛭石增加了育苗基质的孔隙度,为根系生长创造了良好的根部环境,有利于黄瓜秧苗的生长发育和质量的提升。
来自日本3个采集地的种子在本研究中的出苗率都不高,与引种说明书所写种子发芽率均在85%~90%存在差距,这可能与种子播种前处理方法、播种时间及播后管理等因素有关,有待进一步试验研究;成苗率不高,说明对黑松幼苗期立枯病及病虫害防治不够及时,育苗中发现,3种处理方法均发生了不同程度的立枯病,虽采用药剂防治,但幼苗仍无法成活。今后在黑松育苗方面,采取早播种,对立枯病和病虫害加强早防早治,土壤、种子和幼苗均应及时消毒,控制其发生范围。乔勇进等[19]认为:黑松苗期较易发生立枯病,且危害性极大,应及早预防;播种时间宁早勿晚,3月初土壤解冻时即可进行播种,最迟不晚于3月底。
本研究通过引种抗松材线虫病黑松种质,逐步对山东省沿海地区松树林进行更新改造,以期丰富山东省乃至全国松树资源,同时促进沿海地区生态环境的改善。
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Effects of Pinus thunbergii ‘Hongqing’Container Seedling Against Bursaphelenchus xylophilus on Different Substrates
LIU Cuilan WU Dejun WANG Yinhua WANG Kaifang LIU Yuanqian LI Zicheng ZHONG Weiguo YAN Liping
(Shandong Provincial Academy of Forestry/Shandong Provincial Key Laboratory of Forest Genetic Improvement, Jinan,Shandong 250014, China)
The Pinus thunbergii ‘Hongqing’seeds with Bursaphelenchus xylophilus resistance from different regions of Japan were selected in this investigation. Effect of different substrates on the emergence rate, seedling percentage, and growth of the pine seeds were studied in this paper. The results showed that vermiculite treatment achieved the highest germination and seedling rate. The seedling percentage of Tokyo Machida seeds in vermiculite substrate were lower than that in net nutrient substrate. The emergence rate of Machida seeds, and the emergence rate and seedling percentage of seeds from Gotemba city, Shizuoka Prefecture and Kyushu city were higher than that in net nutrient substrate and river sand. Kyushu city seeds achieved the highest emergence rate and emergence rate, which reached 62.7% and 52.1%, respectively. Among all the substrate, river sand had the lowest emergence rate and seedling percentage. The average heights of the Kyushu city seeds were 8.85 cm, and the diameters were 5.1 mm. Kyushu city seeds had the best quality, oppositely, Tokyo Machida seeds had the worst quality. Therefore, the using of vermiculite as the nursery substrate, and early prevention and control of the seedling blight could significantlyimprove the emergence rate and seedling percentage of the pine seeds.
substrate; Bursaphelenchus xylophilus;Pinus thunbergii‘Hongqing’;container seedlings
S723.1
A
2096-2053(2017)01-0068-04
国家引进国外农业先进技术项目 “北方沿海防护林抗性树种及配套技术引进”(2014-4-53),国家公益性行业专项“黑松、赤松等北方沿海防护林植物材料遗传改良与新种质创新研究”(200904035)。
刘翠兰(1969— ),女,高级工程师,主要从事林木遗传育种研究,E-mail:lcl163.good@163.com。
燕丽萍(1980— ),女,高级工程师,主要从事林木生物技术研究,E-mail:YLP_982@163.com。