柠檬砧木枳苗的基质配方筛选

丁望可,杨世品,刘佳兴,杜玉霞,周先艳, 赖新朴,高俊燕,岳建强,段红平*,李进学*

(1.云南农业大学,云南 昆明 650000;2.云南省农业科学院 热带亚热带经济作物研究所,云南 瑞丽 678600)

柠檬砧木枳苗的基质配方筛选

丁望可1,杨世品2,刘佳兴1,杜玉霞2,周先艳2, 赖新朴2,高俊燕2,岳建强2,段红平1*,李进学2*

(1.云南农业大学,云南 昆明 650000;2.云南省农业科学院 热带亚热带经济作物研究所,云南 瑞丽 678600)

选择牛粪、羊粪、蔗渣、草炭、谷壳等农业废弃物为原料,掺入本土、江沙,以不同体积比设计7种基质配方,以筛选出最适合柠檬砧木枳壳苗生长的基质配方。研究结果表明:不同处理的基质配方对枳壳苗的生长有显著影响,其中M4(本土∶江沙∶草炭=4∶1∶1.5)和M5(本土∶江沙∶蔗渣=4∶1∶1.5)处理的枳壳苗地上部的生物量居前2位；M4处理的枳壳苗地径显著高于其他处理的,比对照(CK)高13.9%;M4和M5的株高分别达到70.49 cm和65.72 cm；M5处理的地下部生物量显著高于CK的,同时具有较大的根系体积、根尖数。综合考虑成本、效益,筛选出M5处理为枳壳苗繁育的最适基质配方。

柠檬;枳壳苗;基质配方;生长指标

枳壳[Poncirustrifoliata(L.) Raf]为芸香科枳属植物。枳壳作为柑橘的砧木能增强果树的抗逆性和适应性,促进果树生长发育和丰产、稳产,提高果实的品质[1-2],因此它被广泛应用于柑橘种植。但枳壳在栽培过程中存在不耐深而板结的土壤、不耐盐碱土、不耐过大的温差变化,易感裂皮病、立枯病、青枯病和火疫病等问题[3],使得传统的露地育苗方式难以适应现代柑橘发展,而利用基质进行育苗栽培在克服土传病虫害和连作障碍、减少农药用量、生产无公害蔬菜、节约用水等方面,均较土壤栽培有无可比拟的优越性[4]。

根据基质使用时的不同组分,基质可以分为单一基质和复合基质,单一基质即育苗时只使用一种基质育苗,复合基质是为了克服单一基质的通气透水不良或基质过轻过重等缺点,由两种或两种以上的基质按一定的比例混合制成的基质[6]。其中复合基质按照基质的配制材料不同,可分为3种:一是以营养土为主要材料,配以各种元素肥料的重型基质,质地紧密,不利于搬运[7];二是以有机质为主要组分，质地疏松,通气良好,阳离子交换能力强,含盐量低,但化学性质稳定性差[8];三是营养土和有机质各占一定比例的半轻基质,这种基质结合了前两种基质的优点[9]。为了管理与节省运输成本,柑橘育苗生产上多以轻型或半轻型基质为主。目前对容器育苗的主要研究思路是适合苗木生长,有助于增加产量,且价格低廉,取材简易,便于运输,目的是工厂化的大量生产育苗。营养土的基质材料不一样,育苗效果必然也存在差异,成本及来源也各有不同。随着无土栽培技术的不断发展,对育苗基质的需求不断加大,草炭等常用原材料的价格逐年攀升,因此普遍寻求低成本、适合栽培苗木生长且可达到乃至超越传统育苗基质效果的基质配方。目前已有研究发现玉米秸秆[10-11]、稻草[12]、菇渣[13]、葡萄枝条[14]、柳枝条[15]等经过处理后都可以作为栽培基质使用[16],并且都具有较好的效果。在柑橘基质育苗的研究中,亦有利用甘蔗渣、发酵柑橘皮等进行育苗基质设计的研究,但是目前针对作为柠檬砧木的枳壳苗设计基质配方进行育苗栽培的研究尚未见报道。

如何选择当地简单易得、低成本的材料如农业固体废弃物,筛选出能代替传统育苗基质、适于枳壳实生苗生长且能降低育苗成本的基质配方是目前迫切需要解决的问题。鉴于此,我们设计不同配方的基质进行了筛选研究,以便为柠檬生产现代工厂化育苗提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试幼苗是1年生枳壳实生苗,苗木规格基本一致,平均苗高约20 cm,平均地径(距地面10 cm处)约2.5 mm。试验容器为白色透明育苗塑料袋(26.7 cm×20.5 cm)。在试验期间施用肥料尿素(含N 46%的金沙江尿素,由云南云天化股份有限公司生产提供)、柠檬专用肥(总养分35%,N∶P2O5∶K2O=22∶5∶8,由云南省玉溪化肥厂有限责任公司生产提供)。基质中所用原料为牛粪、羊粪、草炭、谷壳、甘蔗渣。

1.2 试验设计

本研究于2015年5月至2016年12月在云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所瑞丽站国家农业部云南德宏柠檬良种繁育基地进行,地理位置24°23'N,97.5°48'E。在试验期间每25 d施肥1次，固态肥采用撒施,液态肥采用浇施(每次用1 kg液态肥浇施3株幼苗)。

将选用的原材料堆沤消毒,将处理后的原料按照表1中的配方配制成不同的育苗基质,试验共设计了8个不同配方处理,并以单一本土为对照(CK)。在每个处理中都添加了本土以及河沙以使基质的理化性质维持在合适的范围。将不同配比的原材料装入基质袋中,每个基质袋中的基质离袋口5 cm。于实验大棚苗床上培养,每个处理设置3个重复,不同处理随机排放。

表1 不同处理的基质配比(体积比)

1.3 测定指标

分别于2015年5月、7月、9月、11月15日,使用米尺与数显游标卡尺测定枳壳苗木苗高、地径;于12月15日在每个处理的相同位置取3棵苗,取时尽量保护根部,将样本洗净后称取地上部和地下部生物量，并利用EPSON V700根系扫描仪测定根部形态。

使用Excel 2010进行绘图,使用SPSS 22.0进行数据统计分析和差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同处理对枳苗地上部分生长的影响

2.1.1 不同处理对地径生长的影响 砧木苗茎粗是反映植物生长状况及达到嫁接标准的一项重要指标。由表2看出:缓苗1个月以后,除处理M4外,其他处理之间枳壳苗地径无显著差异；经过初期生长,至7月份时各处理间枳壳苗地径仍无显著差异；从7月以后各处理之间开始呈现差异。11月测量结果显示：M4、M5处理的枳壳苗地径显著大于M2、M3、M6、M7和CK的,但与M1处理间无显著差异；M4、M5处理之间无显著差异,分别比CK大13.9%和12.5%；其他处理与CK之间差异都不显著。总体来说,不同基质配方处理影响容器枳壳苗地径的效果为:M4>M5>M1>M2>CK>M6>M3>M7,表现最好的为M4处理。

2.1.2 不同处理对株高的影响 由表3可知：在栽种后第1个月(5月),M4和CK之间枳壳苗株高类似,均显著小于其他处理的,另外几个处理之间差异不显著；9月以后,不同处理之间枳壳苗株高开始呈现差异性；至11月最后一次测量时,M1、M2、M4、M5处理的枳壳苗株高显著高于CK的,这4个处理之间无显著差异,分别比CK高16.1%、13.8%、25.3%和16.8%，同时,M1、M2、M3、M5、M6处理之间无显著差异。就不同基质配方处理对株高的最终影响效果来看:M4>M5>M1>M2>M7>M6>M3>CK,其中处理M4表现最好,株高达70.49 cm,极显著高于CK的。

表2 不同处理对枳容器苗地径的影响 mm

注:同一列不同大写字母表示P<0.01时,Duncan氏多重比较法差异极显著；不同小写字母表示P<0.05时差异显著；表中数据为各处理3次重复的平均值。下表同。

表3 不同处理对枳容器苗株高的影响 cm

2.2 不同处理对枳地下部分生长的影响

作为柠檬砧木培养的枳壳苗,其地下部分的生长情况亦是评价不同基质配方处理优劣程度的重要指标。于2015年12月对每个处理的地下部分样品进行根部扫描，所得结果如表4所示。由表4可见,不同处理在各项指标上均呈现出了极大的差异。在根总长方面,M4、M5与CK的差异极显著,优于其他各个处理的；M1、M2、M3、M6与CK间无显著差异,M7处理明显小于CK的。从根总表面积来看,只有M6和M7极显著小于CK的,其他处理之间无显著性差异。就根总体积而言，M4、M5极显著大于CK的,M6、M7较CK有显著的劣势,其他处理与CK之间无显著差异。在根尖数方面，M4、M5显著优于CK和其他处理的,而其他处理与CK之间都无显著差异。综合各项指标来看,M4、M5处理展现出了极大的优势,极显著地促进了枳壳苗地下部分的生长,而M6、M7极显著地抑制了枳壳苗地下部分的生长,其中M7处理的各项指标都是最低的,这说明由等体积不同原料配制的基质在枳壳苗的培育上是非常不合适的,而由草炭或甘蔗渣配制的基质配方在促进地下部分的生长上具有很好的表现。

表4 不同处理对枳容器苗根部生长的影响

2.3 不同处理对枳砧地上与地下部分生物量的影响

苗木的生长不仅表现在苗高和地径的增长上,还体现在生物量的积累上[5]。不同基质处理的枳壳苗地上与地下部分的生物量情况见图1。在地下鲜重方面，M1、M2、M4、M7这4个处理与CK之间无显著差异；M5显著高于CK的；M6显著低于CK的。在地下干重方面，表现比CK好的是M4、M5,均达到显著差异水平(P<0.05)；M6显著低于CK的。对于地上鲜重，M5显著大于M1、M2、M3、M6、M7、CK的,处于绝对的优势；而M6处理显著小于CK的,展现了明显的劣势。在地上干重方面，M4、M5处理显著大于CK的；M6显著低于CK的；其他处理与CK之间无显著差异。

各处理的地上部分生物量指标与地下部分生物量指标都呈现了类似的规律,即M5处理的各项指标都显著优于CK的,而M6处理除了地下干重外,其他指标都显著小于其他处理的。M4处理的各项指标虽优于CK的,但差异不显著。以上结果说明，M5处理显著促进了枳壳苗干物质的积累,M6处理的基质配方在枳壳苗积累干物质的过程中无法满足其生长需求。

图柱上相同字母表示Duncan氏多重比较法差异不显著。

2.4 不同基质配比的生产成本分析

由表5可知：处理M2的单位体积价格最高,每袋基质成本达0.462元,实际成本为每袋2.962元；单位体积价格最低的为M6,每袋基质成本为0.143元,实际成本为2.643元；而M4的每袋最终成本为2.690元,M5的每袋最终成本为2.656元。

根据枳壳苗地上部分的生长情况、地下部分的形态指标,以及生物量情况,得到的显著优于CK的M4、M5处理中,价格较低的为M5处理。

表5 不同处理的生产成本

3 结论和讨论

从目前的研究来看,基质的理化性质才是直接影响容器苗生长状况的关键因素。对于基质的颗粒大小与容重、总孔隙度以及大小孔隙比之间的关系说法不一,苏淑铁、连兆煌和江胜德等[17-19]认为同种基质颗粒越粗,容重就越大,总孔隙度越小,大小孔隙比越大;而郭世荣[20]认为颗粒越粗,容重越小,总孔隙度越大,大小空隙比越大。容重过小、总孔隙度过大、大小孔隙比过大的基质过于疏松透气,保水性不佳,且不利于固定植物;而容重过大、总孔隙度过小、大小孔隙比过小的基质太过粘重,保水性好但透气性不佳。生产上一般釆用由多种原料混配的基质来克服单一原料基质成本高、通气保水性不佳、营养元素缺乏等缺点[24]。大量研究表明,农业废弃物经过发酵堆肥处理后,可以替代传统栽培基质,在育苗和常规栽培中都取得了良好的效果[21-22]。此外，基质的pH值、元素组成及其稳定性对植物的生长也有重要影响。基质中某指标过高或过低都会对植物生长不利,不仅会影响植物根系的环境，还会影响植物对营养元素的吸收能力。

良好的育苗基质能给苗木提供生长所需的养分和氧气,其种类、成分及含量较土壤更有利于植株的生长[23]。本研究所选用的蔗渣、草炭、牛羊粪便等几种基质原料都有其各自的特点,其营养元素含量、通气持水性、pH值等各不相同。将这些原料进行适当配比，制成复合基质，使各项评价指标达到理想标准,发挥良好的理化性能,能显著提高苗木栽培效果。

目前国内外一直把草炭作为最理想的基质材料之一,我国柑橘育苗也普遍采用掺有草炭的基质营养土,因为其具有良好的通气透水性、强的保水保肥力、较强的离子交换能力和盐分缓冲平衡控制能力[25]、多不含病毒杂菌、理化性质稳定等优点。但草炭是沼泽湿地特有的有机矿产资源[26-27],形成非常缓慢,所需时间达上万年之久,属于不可再生资源[28]。目前不断地开釆草炭已经对沼泽地原有的生态平衡造成破坏,而恢复起来投资大、速度慢,已经引起世界各国的重视。

本实验结果表明,M4、M5处理的基质配方在枳壳苗地径、株高、根部生长情况以及生物量上都显著高于CK的,远超生产上的嫁接标准,是所有处理中处于绝对优势的两个处理;而M6和M7处理的效果较差。尽管M4、M5这两个处理的效果差异不显著，但是考虑到M4处理中草炭的再生速度慢,成本较蔗渣高,故在生产上最终选择了M5蔗渣配方(本土∶江沙∶蔗渣=4∶1∶1.5)为理想基质。综合各项指标来看,M5处理基质配方所栽枳壳苗的地径达6.82 cm,比CK大12.3%,达到生产嫁接一级标准;株高达到65.72 cm,比CK高16.8%,差异显著,远超生产嫁接标准;根部生长发育情况也良好,具有极大的根系体积和大量的根尖数。因此，M5处理基质配方较普通基质配方相比能显著促进枳壳苗的地上与地下部分生长,成功替代了传统育苗过程中大量使用的草炭,获得了更好的经济效益和良好的效果。

为了更好地弄清基质配方促进或者抑制枳壳苗生长的机理,今后拟进一步重点研究基质配方的各项理化性能与枳壳苗生理指标的关系,并针对筛选出的基质配方设计研究配套的营养模式,最终摸索出一套完整的枳壳苗基质育苗体系。

[1] Georgioe C. Growth, yield and fruit quality of Shamouti orange fourteen rootstocks in Cyprus [J]. Scientia Horticulturae, 1999, 80: 113-121.

[2] Andranla G. Performance of Nova mandarin eleven rootstocks in Cyprus [J]. Scientia Horticulturae, 2000, 84: 115-126.

[3] 周开兵,夏仁学.中国柑橘砧木选择研究进展与展望[J].中国农学通报,2005,21(1):213-217.

[4] 郑光华,汪浩,李文田.蔬菜花卉无土栽培技术[M].上海:上海科技出版社,1990:5-10.

[5] 李霞,吕国华,孟胜.基质开发的研究现状、存在问题及发展趋势[J].安徽农学通报,2005,11(7):28-29.

[6] 江胜德.现代园艺栽培介质[M].北京:中国林业出版社,2006.

[7] 金国庆,周志春,胡红宝,等.3种乡土阔叶树种轻型基质容器育苗技术研究[J].林业科学研究,2005,18(3):60-65.

[8] 韦小丽,朱忠荣,尹小阳,等.湿地松轻基质容器苗育苗技术[J].南京林业大学学报:自然科学版,2003,27(5):55-58.

[9] 刘克锋,柳振亮,石爱平,等.容器育苗及其抗旱性研究[J].北京林业大学学报,2002,24(2):27-30.

[10] 曹云娥,张学忠,杨世宏,等.不同农业有机废料发酵基质栽培番茄试验[J].北方园艺,2012(10):24-28.

[11] 孟婕,陈青云,高丽红.以玉米秸秆块为基质的黄瓜无土栽培可行性初探[J].内蒙古农业大学学报:自然科学版,2007,28(3):46-49.

[12] 宋志刚,余宏军,蒋卫杰,等.稻草复合基质对番茄育苗效果的影响[J].中国蔬菜,2013(14):72-77.

[13] 徐文俊,程智慧,孟焕文,等.农业废弃有机物基质配方对番茄生长及产量的影响[J].西北农林科技大学学报:自然科学版,2012(4):127-133.

[14] Baran A, Cayci G K C, Hartmann R. Composted grape marcas growing medium for hypostases (Hypostasesphyllostagya) [J]. Bioresource Technology, 2001, 78(1): 103-106.

[15] Altland J E, Krause C. Use of switchgrass as a nursery container substrate [J]. Hort Science, 2009, 44(7): 1861-1865.

[16] 张硕,余宏军,蒋卫杰.发酵玉米芯或甘蔗渣基质的黄瓜育苗效果[J].农业工程学报,2015,31(11):236-241.

[17] 苏淑钗.庭院果树无土栽培[M].北京:海洋出版社,2000.

[18] 连兆煌.无土栽培原理与技术[M].北京:中国农业出版社,1994.

[19] 江胜德.现代园艺栽培介质[M].北京:中国林业出版社,2006.

[20] 郭世荣.无土栽培学[M].北京:中国农业出版社,2003.

[21] 蒋卫杰,刘伟,余宏军,等.我国有机生态型无土栽培技术研究[J].中国生态农业学报,2000,8(3):17-21.

[22] 刘伟,余宏军,蒋卫杰.我国蔬菜无土栽培基质研究与应用进展[J].中国生态农业学报,2006(14):4-7.

[23] Thomas P. Magnolias golden future [J]. Garden, 2003, 128(4): 248, 250-251.

[24] 孙洁,刘俊,郁培义,等.不同基质配方对降香黄檀幼苗生长生理的影响[J].中南林业科技大学学报,2015,35(7):45-49.

[25] Puustjarvi V, Robertson R A. Physical and chemical properties in peat [J]. Horticulture Academic, 1975, 13: 23-38.

[26] 孟宪民.我国泥炭资源利用研究进展和展望[J].腐植酸,2004(5):24-29.

[27] 张则有.国外泥炭及其腐植酸资源开发与研究[J].腐植酸,1999(3):1-6.

[28] 刘永和,孟宪民,王忠强.泥炭资源的基本属性、理化性质和开发利用方向[J].干旱区资源与环境,2003(2):18-22.

(责任编辑:黄荣华)

Screening of Substrate Formulations for Cultivation ofPoncirustrifoliataSeedlings Used as Stock of Lemon

DING Wang-ke1, YANG Shi-pin2, LIU Jia-xing1, DU Yu-xia2, ZHOU Xian-yan2, LAI Xin-pu2, GAO Jun-yan2, YUE Jian-qiang2, DUAN Hong-ping1*, LI Jin-xue2*

(1. Yunnan Agricultural University, Kunming 650000, China; 2. Institute of Tropical and Subtropical Cash Crops, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Ruili 678600, China)

Some agricultural wastes such as cow dung, sheep manure, bagasse, turf and husk were chosen as raw materials, and they were mixed with indigenous soil and river sand in different volume ratio to design 7 substrate formulations, and the optimum substrate formulation for the cultivation ofPoncirustrifoliataseedlings used as the stock of lemon was screened. The research results showed that different substrate formulations had a significant effect on the growth ofP.trifoliataseedlings, and the overground biomass ofP.trifoliataseedlings in the substrate treatment M4 (indigenous soil∶river sand∶turf=4∶1∶1.5) and M5 (indigenous soil∶river sand∶bagasse=4∶1∶1.5) was at the top two. The ground diameter of the seedlings in M4 treatment was significantly higher than that in other treatments, and was 13.9% higher than that in the control (CK). The plant height of the seedlings in the treatment M4 and M5 reached 70.49 cm and 65.72 cm, respectively. The seedling ofP.trifoliatain M5 had a significantly higher underground biomass than that in CK, and also possessed larger root volume and more root tips. Comprehensively considering the cost and economic benefit, we screened out the substrate treatment M5 as the optimum substrate formulation for the cultivation ofP.trifoliataseedlings.

Lemon;Poncirustrifoliataseedling; Substrate formulation; Growth index

2017-04-09

云南省科技厅重点新产品计划项目(2015BB006);国家农业部农业行业专项(201403036);邓秀新院士工作站配套项目; 云南省创新团队、创新人才培养项目。

丁望可(1991─),男,硕士研究生,从事环境科学研究。*通讯作者: 段红平、李进学。

S666.5

A

1001-8581(2017)08-0015-05