穴盘苗与裸根苗生长及根系特性研究

郭 斌

穴盘苗与裸根苗生长及根系特性研究

郭 斌

(山西省林业科学研究院，山西 太原 030012)

长期以来，在华北地区广泛使用针叶树造林，造成人工林群落物种多样性低、结构简单、森林火灾和病虫害频发。使用乡土珍贵阔叶树造林，不仅可以维护森林稳定性，而且可以提升经济效益。笔者将不同树种的穴盘苗与裸根苗进行对比、不同种源辽东栎裸根苗进行对比。结果表明，4个树种穴盘苗生长及根系特性均显著优于裸根苗，其中，文冠果穴盘苗生长及根系特性显著优于其它树种穴盘苗；辽东栎真武山种源根系特性最优；裸根断根苗根系特性显著优于裸根苗；采用真武山种源的辽东栎进行穴盘育苗，栽植后进行断根处理，可以最大化地促进侧根增加，增强苗木抗逆性，提高造林成活率。

穴盘苗；裸根苗；裸根断根苗；生长量；根系特性

穴盘育苗技术是现代林业的重要组成部分。该技术起源于美国，历经多年的发展，现已趋于成熟，得到推广。在美国等发达国家已形成一个新的产业，其对林业发展和技术进步起到了积极的推动作用。种苗的产量和质量与其生长状况及根系特性有着密切的关系。良好的生长状况和健壮的根系能使种苗在移栽后能快速恢复生长，提高其整齐度和移栽成活率。笔者对穴盘苗、裸根苗、裸根断根苗的生长状况及根系特性进行了研究，以期为造林绿化提供技术支持。

1 材料与方法

1.1试验材料

选取生长情况基本一致的1年生文冠果、皂荚、栾树、辽东栎穴盘苗及裸根苗。

1.2测定方法

2016年，从山西省林业科学研究院襄汾基地采集苗木，带回实验室。用自来水冲洗根系和地上部分，去除沙粒及其它表面杂物。再用去离子水洗净，吸干水分，将根系与地上部分分开，分别测量苗高、地径、冠幅、主根长、主根基径、侧根量、侧根长、侧根基径、二级侧根量、二级侧根长、地上部鲜重、根鲜重。

根系形态分析完成以后，将植株的根、茎、叶分开，于105 ℃杀青30 min，之后在75 ℃下烘至恒重，称干重，并根据以下公式计算根冠比、壮苗指数：

根冠比=根干重/地上部干重，

壮苗指数=地径(cm)/株高(cm)×全株干重(g)。

1.3数据分析

所有数据均采用SPSS 22.0进行方差分析和显著性检验，不同小写字母代表差异显著(p<0.05)；不同大写字母代表差异极显著(p<0.01)。

2 结果分析

2.1不同树种穴盘苗与裸根苗的生长特性

不同树种穴盘苗与裸根苗的生长量见表1，其比较情况见图1和图2.

表1 不同树种穴盘苗与裸根苗生长量

图1 不同树种穴盘苗生长量比较

图2 不同树种裸根苗生长量比较

由表1,图1和图2可以看出，穴盘苗各项生长指标均高于裸根苗。在穴盘苗中，文冠果苗高和地径表现最好；穴盘苗生长分布情况相对比较集中。在裸根苗中,栾树地径和文冠果苗高表现最好；裸根苗生长分布情况比较离散。说明大田环境条件复杂，苗木质量差异比较大。而穴盘苗统一控制土壤、水分和温度等条件，苗木质量比较整齐一致。

辽东栎生长速度显著慢于其余3个树种，辽东栎穴盘苗与裸根苗苗高、地径差异均不显著，可能是由于辽东栎本身生长速度慢，1年生苗很难观测到明显变化(图3)。文冠果穴盘苗与裸根苗苗高、地径差异显著，说明文冠果采用穴盘育苗，可以缩短育苗时间，提升苗木质量(图4)。栾树、皂荚穴盘苗与裸根苗苗高差异显著，而地径差异不显著，说明栾树、皂荚采用穴盘育苗会显著影响高生长(图5，图6)。

图3 辽东栎穴盘苗与裸根苗生长量比较

图4 文冠果穴盘苗与裸根苗生长量比较

图5 栾树穴盘苗与裸根苗生长量比较

图6 皂荚穴盘苗与裸根苗生长量比较

2.2不同树种穴盘苗与裸根苗的根系特性

不同树种穴盘苗与裸根苗根系形态特征见第7页表2.

由表2可以看出，4个树种穴盘苗的主根基径、侧根量、侧根长、侧根基径、二级侧根量、二级侧根长均优于裸根苗，并且侧根量和二级侧根量都显著高于裸根苗。说明穴盘苗的根系特性显著优于裸根苗，穴盘苗的生长分布集中，可能与其根系特性有关，更多的侧根量能够保证穴盘苗更好地吸收水分和养分，为地上部分的生长提供保障。4个树种穴盘苗主根长均小于裸根苗，可能是由于土壤及水分的差异。裸根苗主根一直向下生长，主根优势明显；而穴盘苗水肥供应充足，空气受到限制，所以侧根发达，主根长较小。

辽东栎穴盘苗与裸根苗主根长差异显著，侧根量与二级侧根量差异极显著；辽东栎穴盘苗与裸根苗相比(图7)，侧根量增长率为118%，二级侧根量增长率为131%，说明采用穴盘育苗会显著影响辽东栎根系特性。皂荚穴盘苗与裸根苗的侧根量、侧根长差异显著，主根长、侧根基径、二级侧根量、二级侧根长差异极显著；皂荚穴盘苗与裸根苗相比(图8)，侧根量增长率为30.2%，二级侧根量增长率为89.9%，说明皂荚采用穴盘育苗会显著影响根系特性。文冠果穴盘苗与裸根苗的主根长、主根基径、侧根量、二级侧根量差异极显著，侧根基径差异显著；文冠果穴盘苗与裸根苗相比(第8页图9)，侧根量增长率为113%，二级侧根量增长率为104%，说明文冠果采用穴盘育苗会显著影响根系特性。栾树穴盘苗与裸根苗的侧根量、侧根基径差异显著，二级侧根量、二级侧根长差异极显著；栾树穴盘苗与裸根苗相比(第8页图10)，侧根量增长率为22.2%，二级侧根量增长率为60.6%，说明栾树采用穴盘育苗会显著影响根系特性。结果表明，穴盘苗会明显改变树种的根系特性，主要使侧根量、二级侧根量增多，增强了根系吸收水分和养分的能力。4个树种中，文冠果根系的各项指标表现最好，与生长指标情况一致。

不同树种穴盘苗与裸根苗根系形态学参数比较见表3.

表2 不同树种穴盘苗与裸根苗根系形态比较

表3 不同树种穴盘苗与裸根苗根系形态学参数比较

图7 辽东栎穴盘苗与裸根苗根系对比

图8 皂荚穴盘苗与裸根苗根系对比

图9 文冠果穴盘苗与裸根苗根系对比

图10 栾树穴盘苗与裸根苗根系对比

由表3可以看出，辽东栎穴盘苗和裸根苗地上部分干重、地下部分干重、全株干重、壮苗指数之间的差异都达到了极显著水平，说明采用穴盘育苗可以提高辽东栎苗木质量。在4个树种中，辽东栎的根冠比最高，说明辽东栎适应恶劣环境的能力最强，抗逆性最好。皂荚穴盘苗和裸根苗地上部分干重、地下部分干重、全株干重、壮苗指数之间差异极显著，根冠比差异显著，说明采用穴盘育苗可以明显提高皂荚苗木质量。文冠果穴盘苗和裸根苗地上部分干重、地下部分干重、全株干重、根冠比之间的差异极显著，壮苗指数最高，根冠比第二，说明文冠果采用穴盘育苗可以提高苗木质量，且种苗质量优秀，定植于大田中所需的缓苗时间短，具有较强的生长潜力和抗逆性。栾树穴盘苗和裸根苗地下部分干重、全株干重、根冠比之间差异极显著，说明栾树采用穴盘育苗可以提高苗木抗逆性。结果表明，穴盘育苗改变了苗木的根冠比和壮苗指数，提升了苗木质量，增强了苗木的抗逆性。

2.3不同种源辽东栎生长与根系特性比较

为进一步探究辽东栎在造林中的应用，我们对不同种源辽东栎裸根苗的生长情况和根系形态进行了研究。

不同种源辽东栎裸根苗生长状况见表4.

表4 不同种源辽东栎裸根苗生长量比较

由表4可以看出，真武山、芦芽山、坪松种源的辽东栎苗高差异不显著，6个种源的辽东栎地径差异均不显著。说明不同种源并不会显著影响1年生辽东栎裸根苗的生长状况。

不同种源辽东栎裸根苗根系生长状况见表5.

由表5可以看出，真武山辽东栎的主根长、侧根量、侧根长、二级侧根量在6个种源中是最高的，根系生长表现最好，并且真武山种源种苗生长分布比较一致(图11)。因此，使用辽东栎造林时建议选择真武山种源，其侧根量、二级侧根量大，根系吸收水分和矿质元素能力强，缓苗期短，后期苗高、地径增幅速度显著快于其它种源，造林成活率高。辽东栎苗高、冠幅与其主根长呈显著正相关关系，说明影响辽东栎裸根苗生长的主要因素可能是主根。而穴盘苗侧根量大，影响苗木吸收水分和养分的主要因素可能是侧根。

图11 不同种源辽东栎生长量比较

表5 不同种源辽东栎裸根苗根系比较

2.4同一种源裸根苗与裸根断根苗生长比较

为了比较同一种源裸根苗和裸根断根苗的生长情况，选取真武山种源辽东栎进行断根处理。同一种源辽东栎裸根苗与裸根断根苗的比较见表6.

表6 同一种源辽东栎裸根苗与裸根断根苗比较

由表6可以看出，断根苗的侧根量与二级侧根量远大于非断根苗，且断根苗与非断根苗主根长、侧根量、二级侧根量之间差异显著；苗高、地径、主根基径、侧根长、侧根基径、二级侧根长之间差异不显著。说明断根可以刺激辽东栎大量萌发侧根和二级侧根，增加根系的表面积，增强其吸收水分和矿质元素的能力。由此表明，使用辽东栎造林时采用断根处理可以提高苗木质量，提升造林成活率。

3 结论与讨论

3.1根系特性研究

林木根系将地上部分的林冠和主干固着于土壤中，并吸收土壤中的水分和养分供应地上部分生长，提供维持植物生命活动所需的物质和能量。侧根是林木根系中木质化程度较低、直接与根尖连接、具有吸收水分和养分功能的根系。笔者对不同树种穴盘苗与裸根苗根系特性、不同种源辽东栎裸根苗根系特性、裸根断根苗根系特性等3方面开展了研究。结果发现，穴盘育苗、不同种源、断根处理都会显著影响苗木的根系特性，增加苗木的侧根量、二级侧根量，进而增强根系吸收水分和矿质元素的能力。通过研究笔者提出了一种辽东栎最佳造林模式，在使用辽东栎苗造林时，采用真武山种源的辽东栎穴盘苗并进行断根处理，可以最大化地促进侧根增加，增强苗木的抗逆性，提高造林成活率。

3.2造林树种选用

笔者对4个不同树种的穴盘苗与裸根苗进行了生长及根系特性研究，结果发现文冠果用穴盘苗育苗效果最好。说明在有限的人力和物力情况下，用文冠果穴盘苗育苗可以使效益最大化。建议进一步开展穴盘苗树种研究，选择出最适宜穴盘育苗的树种，为造林绿化提供优质的种苗。建议进一步观测研究穴盘苗、裸根苗、裸根断根苗的造林效果，为造林绿化提供依据。

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ResearchonGrowthandRootSystemCharacteristicsofPlugSeedlingsandBare-rootedSeedlings

GuoBin

(ShanxiAcademyofForestSciences，Taiyuan030012，China)

Afforestation of coniferous trees had been widely used in North China for a long time which resulted in low forest species diversity,simple structure,forest fires,frequent plant diseases and insect pests.Increasing the afforestation of local precious broad-leaved trees not only maintained the stability of the forest,but also improved the economic benefits.Plug seedlings and bare-rooted seedlings of different tree species,bare-rooted seedlings ofQuercusliaotungensisfrom different provenance had been contrasted.Results showed that the growth and root system characteristics of plug seedlings in these 4 species were significantly better than that of bare-rooted seedlings,and the plug seedlings ofXanthocerassorbifoliawere significantly better than that of other trees.The root system characteristics ofQuercusliaotungensisfrom Zhenwu mountain provenance was the best and the root system characteristics of bare-rooted cutting seedlings was significantly better than that of bare-rooted seedlings.Cutting the root ofQuercusliaotungensisplug seedlings from Zhenwu mountain provenance could promote lateral root growth,enhance the stress resistance of seedlings and increase the survival rate of afforestation.

Plug seedlings; Bare-rooted seedlings; Bare-rooted cutting seedlings; Growth; Root system characteristics

S723

A

1007-726X(2017)03-0005-05

2017-03-11

山西省林业厅科技创新项目(2016年资助)

郭 斌(1986— )，男，山西阳曲人，2012年毕业于北京林业大学，工程师。