不同育苗基质对铁橡栎和乌桕苗木生长的影响

常恩福，李娅，李品荣，肖桂英，张清，丁玉雄，黄春良

(1.云南省林业科学院，云南 昆明 650201；2.云南建水荒漠生态系统国家定位观测研究站，云南 建水 654399；3.建水县林业技术推广所，云南 建水 654300)

不同育苗基质对铁橡栎和乌桕苗木生长的影响

常恩福1,2，李娅1，李品荣1,2，肖桂英3，张清3，丁玉雄3，黄春良3

(1.云南省林业科学院，云南 昆明 650201；2.云南建水荒漠生态系统国家定位观测研究站，云南 建水 654399；3.建水县林业技术推广所，云南 建水 654300)

摘要：铁橡栎和乌桕是石灰岩山地的适生树种。以咖啡壳、甘蔗渣、草碳、森林土等为原料配制成4种育苗基质，开展铁橡栎和乌桕育苗对比试验，通过测定2个树种苗高、地径、主根长、根幅、一级侧根数、地上生物量、地下生物量共7个性状指标，分析不同育苗基质对其苗木生长的影响。结果表明，不同育苗基质对2个树种苗木质量的影响不同，不同树种适应不同的育苗基质。铁橡栎苗木的7个性状指标中，除苗高无显著差异和主根长差异未达显著水平外，其余5个性状指标差异均达显著(P<0.05)或极显著水平(P<0.01)，乌桕除一级侧根数差异不显著外，其余6个性状指标差异均达显著或极显著水平，不同育苗基质苗木生长的差异是树种生长特性、苗期生长规律及基质理化性状综合作用的结果。铁橡栎苗期主要以扩展根系、增强根系吸收功能为主，乌桕苗期主要是通过地上部分的快速生长来扩展其光合面积，从而促进地下部分的生长。基于单一性状指标的表现及7个苗木生长指标隶属函数值计算结果，以有机废弃物咖啡壳、甘蔗渣为主要原料配制的1#、2#育苗基质可用作铁橡栎的育苗基质，1#育苗基质也可满足乌桕苗木生长的需求。

关键词：石灰岩山地；适生树种；育苗基质；铁橡栎；乌桕

育苗基质是苗木生长发育的载体，是影响苗木质量的关键因素之一[1]。早期使用的容器育苗基质多采用天然土配制而成，不仅质量大，而且保水和通气性能差[2]。20世纪70年代中期开始，岩棉、聚氨酯类泡沫、玻璃纤维、酚醛树脂及聚酯塑料等固体育苗基质开始被广泛地运用，促进了工厂化育苗技术体系形成及完善，而泥炭是国际上目前用量最多的轻型育苗基质。我国对育苗基质的研究起步较晚，但发展较快。国内众多学者利用草炭土、蛭石和珍珠岩等材料配制为育苗基质，开展了崖柏(Thujasutchuenensis)[3]、油松(Pinustabuliformis)[4]、白榆(Ulmuspumila)[5]、油茶(Camelliaoleifera)[6]、日本落叶松(Larixkaempferi)[7]、杉木(Cunninghamialanceolat)[8]、马尾松(Pinusmassoniana)[9-10]、赤皮青冈(Cyclobalanopsisgilva)[11]、香椿(Toonasinensis)[1]、侧柏(Platycladusorientalis)等多个针阔叶树种的育苗试验，取得了较好的效果。聂艳丽等[12-13]及邱琼等[14]分别利用甘蔗渣和咖啡壳经堆肥发酵配制成育苗基质，开展了团花(Anthocephaluschinensis)及印度紫檀(Pterocarpusindicus)苗木培育的研究。结果表明，用有机废弃物甘蔗渣和咖啡壳经堆肥发酵配制成育苗基质均是培育云南热区珍贵用材树种团花及印度紫檀的理想基质[13-14]。虽然优良的育苗基质可为苗木生长发育提供充足的养分和水分，而不同的育苗基质以及同一种育苗基质的育苗效果，往往会因培育树种、育苗地区及育苗设施的不同而发生变化[1]。因此，筛选优良的育苗基质，是当今育苗科学领域研究的热点[2]。

随着我国生态文明建设的不断深入，喀斯特地区石漠化治理也受到国家层面的高度关注。为此，国家“十三五”重点研发计划设立了“喀斯特断陷盆地石漠化演变及综合治理技术与示范”重点研发专项开展研究，造林物种筛选和快繁技术仍是其研究的内容之一。如何提升石漠化地区人工植被的生态及服务功能，造林树种的选择则是其中的关键之一。铁橡栎(Quercusbaronii)和乌桕(Sapiumsebiferum)是云南石灰岩山地或次生林中常见的分布种和适生种。铁橡栎不仅具有耐旱、耐瘠薄、适应性强和水土保持性能好等特点，而且还是云南喀斯特断陷盆地石灰岩山地次生林的生态优势种和建群种；乌桕具有适应范围广、观赏性能好和经济价值高等特点[15-16]。因此，在云南喀斯特断陷盆地石漠化区植被恢复与功能提升的研究中，已将铁橡栎和乌桕作为人工或近自然恢复优先选择的乡土树种加以研究。但鉴于石漠化区的自然及立地条件差，如可培育富根壮苗，提高其造林成效，育苗基质的选择是其关键技术。目前，国内与铁橡栎相关的研究尚未见报道，而国内学者则对乌桕进行了大量研究，但大多研究主要集中在油脂加工利用[17]、苗木生长规律[18]、栽培技术[19-21]、种子性状变异[22]及干旱胁迫对乌桕幼苗生长、形态和生理特性[23]等方面，未见育苗基质对苗木生长影响方面的研究。因此，本研究以有机废弃物咖啡壳、甘蔗渣、蛭石、珍珠岩及森林土为基质原料，按体积比配制成不同基质，通过不同育苗基质对铁橡栎和乌桕苗木生长影响的研究，筛选出适宜的、能培育富根壮苗的育苗基质，以期为其种苗快繁技术的研发及有机废弃物咖啡壳、甘蔗渣的基质化利用提供科学依据。

1 试验点自然概况

试验点位于建水县南庄镇羊街村委会。其地理位置102°55′38.82″E，23°41′54.2″N，海拔1 450m。年降雨量800mm左右，主要集中在5-10月，蒸发量约2 400mm，全年平均相对湿度72%，(旱季67.3%，雨季76.8%)，为半干旱气候区；年均温17.5℃，最冷月均温11.2℃，最热月均温21.7℃，≥10℃积温5 708℃，年日照时数2 200h，土壤为石灰岩发育而成的红壤。原生植被主要有迎春柳(Jasminumnudiflorum)、千斤拔(Flemingiaphilippinensis)、余甘子(Phyllanthusemblica)以及人工点播的车桑子(Dodonaeaviscosa)等，盖度5%-30%。地被植物以扭黄茅(Heteropogoncontortus)、野古草(Arundinellaanomala)、黄背草(Themedatriandra.var.japonica)为主，盖度50%-80%。

2 材料与方法

2.1 供试种子

参试树种铁橡栎和乌桕的种子均采自建水县石灰岩次生林的成熟母树。2016年9-10月采摘成熟的果实晾干，取出种子，去掉外壳、杂质后，置于5-7℃的冰箱内保存备用。

2.2 育苗基质

以咖啡壳、甘蔗渣、牛粪、蛭石、珍珠岩及森林土为基质原料，按体积比配制成4种育苗基质。1#基质为咖啡壳︰牛粪︰蛭石︰珍珠岩(34%︰6%︰30%︰30%)、2#基质为甘蔗渣︰牛粪︰蛭石(72%︰18%︰10%)、3#基质为草炭土︰森林土(70%︰30%)、对照为森林土。其中咖啡壳、甘蔗渣、牛粪经堆肥发酵后使用。

2.3 试验设计

将配制好的育苗基质装于9cm×13cm无纺布育苗容器内，整齐排列于苗床。在苗床上采用单因素随机区组设计排列试验小区，3次重复。2个树种共设置24个试验小区，每小区参试株为100株。

2.4 播种育苗

2016年12月20日，取出备用种子，用30-40℃的温水浸种24h，弃掉漂浮的瘪粒和涩粒，水选出饱满的种子直接点播于育苗容器内。铁橡栎每袋点播1粒种子，乌桕每袋3粒种子。播种后立即浇水，之后据天气情况，适时浇水，并保持育苗基质湿润。出苗后幼苗生长期的管理按照常规容器苗培育措施进行管理。

2.5 苗木调查

2017年7月，在每个小区中随机抽取30株，测量其苗高和地径。随后在随机抽取5株，全株完整取出，冲洗干净根部基质，晾干水分，然后从根茎处剪开，测量苗高、地径、主根长、根幅、一级侧根数、地上和地下部分生物量。

2.6 数据处理与分析

采用Fuzzy函数方法，计算各生长指标的隶属函数值，公式为R(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)。式中,Xi为第i个生长指标的测定值；Xmax和Xmin分别为对第i个生长指标测定的最大值和最小值[3,24]。

应用Excel 2010、DPS 7.05软件进行统计分析与试验数据处理。

3 结果与分析

3.1 不同育苗基质对2个树种苗高和地径的影响

不同基质中2个树种的苗高和地径测量结果见表1-表2。

表1 不同育苗基质对不同树种苗高和地径的差异显著性

注：*表示差异显著，**表示差异极显著，下同。

从表1-表2可以看出,不同基质上铁橡栎的苗高差异未达显著水平，说明基质对其苗高生长的影响度较小，而乌桕的苗高差异达显著或极显著水平，其中1#与3#号基质的苗高差异达显著水平，1#与2#基质的苗高差异达极显著水平。铁橡栎苗高表现最好的是2#和1#基质，其苗高相近，分别为11.97cm和11.93cm，较对照分别高24.7%和24.3%，3#基质的苗高10.43cm，虽也高于对照，但仅比对照高8.7%；不同基质的苗高从大到小的顺序为2#>1#>3#>对照。乌桕苗高表现最好是1#基质，苗高57.47cm，较对照高22.5%，2#和3#基质的苗高均低于对照，仅35.30cm和38.50cm，较对照低24.8%和18%，不同基质的苗高从大到小的顺序为1#>对照>3#>2#。

铁橡栎2#与1#基质的地径存在显著差异，与3#基质及对照存在极显著差异；乌桕2#与1#、3#基质的地径存在显著差异。铁橡栎地径表现最好的是2#基质，地径为2.18mm，较对照高47.3%；其次是1#基质，其地径1.85mm，较对照高25%；不同基质的地径从大到小的顺序为2#>1#>3#>对照。乌桕地径表现最好的是1#基质，地径达4.50mm，较对照高15.1%，最差的是2#基质，地径仅3.23mm，低于对照17.2%；不同育苗基质的地径从大到小的顺序为1#>3#>对照>2#。

表2 不同育苗基质对不同树种苗高和地径的差异性比较

注：同列不同的小写字母表示在0.05水平上差异显著，大写字母表示在0.01水平上差异极显著，下同。

综上所述，不同育苗基质对参试树种苗高的生长有着不同的影响，对地径的生长则有着明显的影响，地径的生长对于基质更为敏感，这与邓煜等[1]通过温室容器育苗基质及苗木生长规律的研究得出的结论相同。铁橡栎自身生长速度缓慢虽是不同基质的苗高无显著差异的主要原因，但也说明3种配方基质对其苗高的生长并无明显的促进作用，地径的差异则是基质化学性质的差异所致。3种配方基质的苗高、地径生长均高于对照，表明铁橡栎对基质要求不严且适应性较强。乌桕不同基质的苗高、地径生长存在的明显差异可能与其适应性及基质理化性质差异有关，其苗高、地径生长量的优劣位序恰好说明其对基质更为敏感且选择严格。相较而言，2#和1#基质适宜于铁橡栎苗高、地径的生长，1#基质适宜于乌桕苗高、地径的生长。

3.2 不同育苗基质对2个树种根系生长的影响

不同育苗基质对2个树种根系生长的影响见表3-表4。

表3 不同育苗基质对不同树种根系生长的差异显著性

表4 不同育苗基质对不同树种根系生长的差异性比较

从表3、表4可以看出，不同育苗基质对2个树种根系的生长发育有着不同的影响。铁橡栎除主根长的差异未达显著水平外,2#与1#、3#及1#、2#、3#基质与对照的根幅差异达显著或极显著水平,1#与3#基质的一级侧根数差异达显著水平。乌桕除一级侧根数的差异不显著外,2#与3#、对照的主根长差异达显著或极显著水平，1#与对照的根幅差异达显著水平。相较而言，1#基质较有利于2个树种根系的生长发育，铁橡栎苗木的主根长、根幅、一级侧根数分别为22.02cm、2.78cm、15.4根，比对照高20.1%、101.4%、4.1%，乌桕除主根长稍低于对照外(低14.3%)，根幅、一级侧根数2个性状指标的生长量均大于对照，较对照高46%、9.7%。由此说明，在以咖啡壳为原料配制成的基质中添加一定比例的珍珠岩和蛭石，可改善基质的结构及通透性，有利于根系的生长发育，不同基质物理性质的差异可能是根系生长发育产生差异的原因。

3.3 不同基质对2个树种生物量的影响

从表5-表6可以看出，不同育苗基质培育的铁橡栎苗木的地上、地下及单株生物量与对照相比，1#、2#基质明显高于对照，其差异达显著或极显著水平，3#基质虽也高于对照，但未达显著水平。而乌桕仅1#基质高于对照，差异达显著水平，2#、3#基质则低于对照，差异未达显著水平。由此可以说明，不同基质对2个树种苗木的地上、地下及单株生物量的累积有不同的影响，不同基质对其苗高、地径及根系生长发育的影响程度不同是其生物量产生差异的原因。

从2个树种的根冠比来看，随着生物量的增加呈下降之势，表明不同的基质会影响其地上、地下生物量的分配，比值的大小则可能与树种的生长特性有关。铁橡栎的根冠比在0.60-0.85之间变化，说明其地上、地下部分的生长发育相对均衡，主要是其长期的进化、演替为适应石灰岩山地干旱、瘠薄的立地环境，苗期主要以扩展根系，增强根系吸收功能为主，这也是其适应性强而生长速度缓慢的原因。乌桕的根冠比在0.18-0.25之间变化，说明其地上部分生长明显大于地下部分的生长，其在苗期主要是通过地上部分的快速生长来扩展光合面积，然后促进地下部分的生长。就生物量的积累而言，铁橡栎仍然是1#、2#基质表现最好，乌桕仍是1#最好。

表5 不同育苗基质对不同树种生物量的差异显著性

表6 不同育苗基质对不同树种生物量差异性比较

3.4 不同育苗基质苗木质量综合评价

应用模糊数学中的隶属函数分析法，对不同育苗基质的苗木质量进行综合分析，以实现对不同育苗基质优劣的全面评价[25]。一般认为，隶属函数值的平均值越大，基质越优[26]。对2个参试树种7个苗木生长指标隶属函数值计算结果(表7)表明，铁橡栎各生长指标的平均隶属数函数值表现为1#>2#>对照>3#，说明1#、2#基质培育的苗木质量优于对照，3#基质的苗木质量则差于对照；乌桕表现为对照>1#>3#>2#，说明1#、2#、3#基质的苗木质量均差于对照。

表7 不同基质的苗木质量指标函数值及其综合评价

4 结论与讨论

(1)不同育苗基质对不同树种苗木的各项生长指标有着不同的影响。不同基质对铁橡栎的苗高无明显影响，但对其它性状指标有着明显影响，相较于对照，除2#基质的主根长稍低于对照外，其余均高于对照，说明其对基质具有较强的适应性。对乌桕而言，1#基质除主根长低于对照外，其余指标均优于对照，2#、3#配方基质仅有1-2个生长指标(主根长、根幅)高于对照且无显著差异，说明乌桕对基质更为敏感，适应性较差且选择严格。聂艳丽等[12-13]、邱琼等[14]及容艳兵等[11]的研究表明，分别用甘蔗渣、咖啡壳及草碳为主要原料配制成的育苗基质，对团花、印度紫檀及赤皮青冈3个树种容器苗的各项生长指标有明显的促进作用，为理想的育苗基质。而本次试验表明，用咖啡壳为原料配制成的育苗基质(1#)适宜铁橡栎和乌桕苗木的生长，甘蔗渣(2#)适宜于铁橡栎而不适宜乌桕，草碳则对2个树种均不适宜。由此可见，不同育苗基质对不同树种苗木的生长影响不同，不同树种适应不同的育苗基质，这与邓煜等[1]在温室容器育苗基质及苗木生长规律的研究得出的结论相吻合。基质中各个肥力因素(水、肥、气、热)之间是相互联系和相互制约的，只有诸肥力因素同时存在并互相协调，才能构成苗木生长的良好条件[3]，不同育苗基质苗木生长的差异是树种生长特性、苗期生长规律及基质理化性状综合作用的结果，以甘蔗渣、草碳为原料配制的育苗基质之所以不适宜于乌桕苗木的生长，可能与育苗地的温度、湿度及基质的配比有关，但仍需通过温度、湿度、不同配比基质理化性状及苗木生长性状指标的测定，分析其相互之间的联系才能加以确定。

(2)铁橡栎和乌桕7个苗木生长指标隶属函数值计算结果表现为1#>2#>对照>3#和对照>1#>3#>2#。与采用单一生长指标判别的结果相比，铁橡栎苗木7个性状指标的优劣的位序排列与平均隶属函数值计算结果基本吻合，而乌桕则稍有不同，可能是苗木的7个性状指标中有的指标变异幅度较大所致。基于单一性状指标的表现及7个苗木生长指标隶属函数值计算结果，以有机废弃物咖啡壳、甘蔗渣为主要原料配制的1#、2#基质可用作铁橡栎的育苗基质，同时1#基质也可满足乌桕苗木生长的需求。从既节约育苗成本又能提高苗生长量及出圃率考虑，应深入开展以有机废弃物咖啡壳、甘蔗渣等为主要原料，并与当地成本低廉的森林土进行育苗基质配制的研究，以期获得符合石灰岩山地适生树种苗木生长规律的育苗基质。

参考文献：

[1] 邓煜，刘志峰.温室容器育苗基质及苗木生长规律的研究[J].林业科学，2003，6(5)：33-40.

[2] 林霞，郑坚，刘洪见，等.不同基质对无柄小叶榕容器苗生长和叶片生理特性的影响[J].林业科学，2010，46(8)：63-70.

[3] 秦爱丽，郭泉水，简尊吉，等.不同育苗基质对圃地崖柏出苗率和苗木生长的影响[J].林业科学，2015，51(9)：9-16.

[4] 刘帅成，何洪城，曾琴.国内外育苗基质研究进展[J].北方园艺,2014(15)：205-208.

[5] 李新利，李向军，支恩波，等.不同育苗基质对白榆长根苗生长的影响[J].河北林业科技，2012(4)：9-11.

[6] 彭邵锋，陈永忠，杨小胡.不同育苗基质对油茶良种容器苗生长的影响[J].中南林业科技大学学报,2009，29(1)：25-31.

[7] 王因花，刘翠兰，孔雨光，等.不同育苗基质处理对日本落叶松出苗及幼苗生长的影响[J].山东农业科学，2017，49(6)：68-70.

[8] 蓝肖，程琳，陈琴，等.不同育苗基质及移苗时间对杉木苗期生长的影响[J].广西林业科学，2016，45(4)：359-363.

[9] 林瑞荣.轻型基质马尾松容器苗生长进程试验研究[J].福建林业科技，2005，32(3)：86-89.

[10] 陈辉，洪伟，林光先，等.马尾松轻型基质容器育苗技术的研究[J].福建林学院学报，1993，13(4)：319-326.

[11] 容艳兵，谢敏.赤皮青冈容器育苗基质筛选及大田育苗富根壮苗试验[J].湖南林业科技，2017，44(3)：81-83，108.

[12] 聂艳丽，刘永国，李娅，等.甘蔗渣资源利用现状及开发前景[J].林业经济，2007(5)：61-63.

[13] 聂艳丽，周跃华，李娅，等.甘蔗渣堆肥化处理及用作团花育苗基质的研究[J].农业环境科学学报，2009，28(2):380-387.

[14] 邱琼，陈勇，杨德军，等.云南热区印度紫檀容器育苗基质选择[J].林业科技开发，2015，29(3)：16-19.

[15] 金代钧，黄惠坤.乌桕的地理分布和环境的关系[J].广西植物，1984，4(1)：71-80.

[16] 董春耀，宋建兴，石卓功.乌桕耐旱性研究简报[J].经济林研究，1991，9(2)：74-77.

[17] 刘光斌，刘苑秋，黄长干，等.5种野生木本植物油性质及其制备生物柴油的研究[J].江西农业大学学报，2010，32(2)：339-344.

[18] 金雅琴，何锐，张纪林，等.乌桕1年生播种苗生长规律[J].东北林业大学学报，2010，38(9)：10-12.

[19] 蔡卫佳，谭军，沙建国.乌桕育苗与栽培技术研究进展[J].江苏林业科技，2016，43(6)：49-52.

[20] 唐光旭，彭九生，杜强，等.乌桕农林复合经营模式及其经济效益分析[J].经济林研究，1997，15(1)：51-52.

[21] 童庆元，王政华，赵晓平，等.乌桕林地综合经营技术研究[J].浙江林业科技，1993，13(1)：52-56.

[22] 黄雪方，金雅琴，李冬林.乌桕不同种源种子性状的地理变异[J].西南林业大学学报，2011，31(4)：44-48.

[23] 金雅琴，张丽娟，李冬林.干旱胁迫对乌桕幼苗光合色素及光合性能的影响[J].江西农业大学学报，2011，33(4)：073l-0737.

[24] 尚秀华，谢耀坚，杨小红，等.不同配比的腐熟基质对桉树育苗效果影响的研究[J].热带作物学报，2012，33(12)：2150-2155.

[25] 陶向新.模糊数学在农业科学中的初步应用[J].沈阳农业大学学报,1982(2)：96-107.

[26] 黄志玲，彭玉华，朱积余，等.不同基质对台湾桤木容器苗生长的影响[J].西部林业科学，2014，43(2)：92-96.

EffectofSubstrateonSeedlingGrowingofQuercusbaroniiandSapiumsebiferum

CHANG En-fu1,2,LI Ya1,LI Pin-rong1,2,XIAO Gui-ying3,ZHANG Qing3,DING Yu-xiong3,HUANG Chun-liang3

(1.Yunnan Academy of Forestry,Kunming Yunnan 650201,P.R.China;2.Jianshui Station for Desert Ecological Sestem Obervation And Research,Jianshui Yunnan 654399,P.R.China;3.Jianshui Station foresty of technology,Jianshui Yunnan 654300,P.R.China)

Abstract:QuercusbaroniiandSapiumsebiferumare tree species adapted to karst mountainous area.In this study,taking rotten coffee shell,rotten bagasse,peat and forest soil as components,four kinds of growing substrates were prepared and conducted the seedling raising experiments on these two species.Seven parameters of tested seedlings including height,basal diameter,length of main root,width of root system,number of primary lateral roots,aboveground biomass and underground biomass,were monitored and examined,to analyze the effect of different growing substrates.It was found the effects of different substrates varied,and each species had its preferable growing substrate.ForQuercusbaroniiseedling,except height and main root length,the difference between different substrates were not significant,other five parameters,the differences between substrates obtained the level ofP<0.05 orP<0.01.As far asSapiumsebiferumwas concerned,except the number of primary lateral roots,all the other six indexes between different treatments obtained the level ofP<0.05 orP<0.01.The performance of seedling growing was the comprehensive results of tree species characteristics,seedling growing regular,physical and chemical aspects of growing substrate.The seedling growing ofQuercusbaroniiwas characterized by expanding root system,and enhancing the absorption function of root system,whereasSapiumsebiferumwas characterized by speeding growing of aboveground part,expanding photosynthetic area,in turn promoting the growth of underground part.Based on growing performance,and the calculation results of membership function of seven parameters,it was concluded that the growing substrates No.1 and No.2 with rotten coffee shell and rotten bagasse as the main components,were suitable for seedlings raising ofQuercusbaronii,and No.1 growing substrate was also suitable for seedling raising ofSapiumsebiferum.

Key words:karst mountainous area;adaptable tree species;seedling growing substrate;Quercusbaronii;Sapiumsebiferum

中图分类号：S 792.39

A

1672-8246(2018)03-0056-07

2017-09-28

国家重点研发计划项目子课题(2016YFC0502504)，云南省林业科学院“植物营养与林木菌根真菌研究利用学科团队”。

常恩福(1966-)，男，高级工程师，主要从事生态及资源培育方面的研究。E-mail:Cef6610@163.com

张清(1967-)，女，高级工程师，主要从事生态方面的研究及技术推广。E-mail:1579111968@qq.com

10.16473/j.cnki.xblykx1972.2018.03.010

胡光辉)