控根容器育苗对柿树大苗光合作用和生长的影响

吕英忠，李丁丁，李 豪，梁志宏＊

（1.山西省农业科学院果树研究所，山西 太谷030815；2.山西农业大学，山西 太谷030800）

柿树（DiospyroskakiL.）是我国本土的树种，分布于我国大部分地区，是我国重要的经济树种，除东北三省和新疆、西藏外，全国各地都有种植［1]。随着柿果营养价值和药用价值被越来越多人所了解，柿果产业也得到迅速发展，苗木需求量逐渐增加。目前柿树建园大多采用大田裸根苗，不仅苗圃轮作占用土地、定植受季节限制，而且建园后缓苗期长、见效慢［2]。容器育苗由于基质比园土有更好的水分和养分缓冲能力［3]，具有育苗周期短、苗木移栽成活率高、四季皆可移栽、定植后前期生长快等优点［4]，在林业生产上被广泛应用。控根容器育苗是利用空气修根原理，充分发挥容器的增根、控根和促长作用培育园林绿化苗木，此种方法很好地解决了育苗过程中窝根、根盘绕生长等问题［5－6]，目前在园林绿化和果树苗木培育中应用广泛，这种育苗方式在葡萄［7]、樱桃［8]、苹果［9]、杨梅［10]等果树苗木培育中都有应用研究，但柿容器大苗培育未见报道。对柿树容器育苗技术进行系统研究，不仅有利于提高柿树的苗木质量，还可以为高标准建园和优质生产奠定基础。

本文以控根容器为定植盆，以自制半轻型营养土作为基质，对柿树裸根苗进行大苗培育，通过对柿树水分状况、光合作用、生长和生物量分配等指标调查测定，分析控根容器育苗对柿树苗木水分生理状况、光合作用和生长的影响，以期为柿幼树培育提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验在山西省太谷县山西省农科院果树研究所苗木繁育基地进行，北纬37°12′，东经112°28＇，暖温带大陆性气候，无霜期170d，海拔830m，年均降雨量462.9mm。

选择生长一致的2年生柿子嫁接苗木（砧木为黑枣，接穗为牛心柿12株，分别定植在控根容器和大田中，水分管理均为当土壤相对含水量低于60%时进行浇水，全光照。育苗基质为原土秸秆牛粪珍珠岩＝2331混合而成，这一基质配比是我们之前的研究中筛选出来的［10]，容器为40cm×40cm的控根容器。大田苗定植在周边的大田中，土壤为沙壤土，园土和育苗基质的养分状况见表1。秋季落叶后收获植株，对其形态指标和生物量测定。

表1 育苗基质和园土的土壤养分

1.2 指标测定

1.2.1 水势和光合作用 选择7月连续晴天，用PMS1505D－EXP（PMS Albany USA）测定，凌晨水势的测定时间是日出前，正午水势的测定时间是12：00－14：00。光合指标的测定时间是7月连续晴天上午的9：00－11：00。用 Li－6400（Li－Cor，Lincoln，USA）光合测定系统红蓝光源叶室测定，选择苗木中上部向阳面的成熟叶片进行检测。记录净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度（Ci）和蒸腾速率（Tr），并根据光合速率和蒸腾速率计算瞬时水分利用效率（WUE）。处理与对照各选3株树，每株测定5枚叶片。生长指标测定：苗高用布卷尺进行测量，读数精确到1cm。直径用游标卡尺测量，读数精确到0.01mm。测定苗高、地径、侧枝数、侧枝基径后，将苗木用大量水冲洗干净，在根茎处切断，分成地上部分和地下部分，将根根据直径分为小于1mm、1～2mm、2～5mm、5mm以上，用根系分析仪测定不同径级的根系长度。之后将植物材料放入85℃烘箱内烘干，取出后用万分之一天平称量其干重。

1.3 数据分析

采用SPSS23.0软件进行单因素统计分析方差分析，对照和处理的均值比较采用T检验以P＜0.05作为差异显著性标准，用SigmaPlot10.0软件进行绘图。所有指标测定均为3个以上重复。

2 结果与分析

2.1 容器育苗对苗木凌晨和正午水势的影响

由图1可以看出，容器柿子苗的凌晨水势显著高于大田苗（P＜0.05），高出大田苗0.12MPa，但二者的正午水势没有显著差异。

图1 容器苗和大田苗的凌晨和正午水势

2.2 容器育苗对苗木光合作用的影响

光合速率的强弱可以很好地反映苗木叶片合成有机物质、积累碳水化合物和储备能量的能力，也能反映植物根系对水分和养分的吸收能力，充足的水分和矿质营养供应是维持较高光合速率的基础［9]。由图2可以看出，容器苗的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著高于大田苗（P＜0.05），分别比大田苗高22%、19%和18%，说明基质比土壤对柿容器苗具有更好的水分和养分供应能力，同时气孔开张程度也较大，水分损失较多。容器苗和大田苗间的水分利用效率没有显著差异，表明二者的植物光合作用和气孔导度对水分限制的响应都同步，未受到环境胁迫。

图2 容器苗和大田苗的光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率

2.3 容器育苗对苗木株高、侧枝长、地径、侧枝基径的影响

苗木株高、侧枝长、地径、侧枝基径等生长指标可以衡量苗木对基质的适应性，是体现苗木质量的主要指标。从图3可知，控根容器苗的株高、侧枝长和地径都显著高于大田苗（P＜0.05），分别比大田苗高出54.3%、84%、105%，说明容器苗的基质可以比土壤提供更加优越的生长环境；侧枝基径略高于大田苗，但二者没有显著性差异。

图3 容器苗与大田苗的株高、侧枝长、基径、侧枝基径

2.4 容器育苗对苗木生物量及根冠比的影响

由图4可以看出，容器苗的地上部分生物量比大田苗高130%，显著高于大田苗（P＜0.05），地下部分生物量也显著高于大田苗（P＜0.05），表明容器苗较大田苗生长更加迅速，基质促长效果明显，这与苗木株高、侧枝长、地径等指标显著高于大田苗相一致。而容器苗和大田苗的根冠比没有显著性差异，说明容器苗生长前期控冠效果并不明显。

图4 容器苗与大田苗地上、地下部分生物量及根冠比

2.5 容器育苗对苗木不同基径根的重量、长度的影响

由图5上可以看出，容器苗径级根的干重显著高于大田苗（P＜0.05），根直径在0～1（mm）、1～2（mm）、2～5（mm）和5mm以上的分别比大田苗高630%、147%、209%、47%。4类容器苗根径中，直径0～1mm的根重所占比例最高，直径1～2mm的根所占比例最低，由大到小依次排序是：W（0～1mm）＞W（＞5mm）＞W（2～5mm）＞W（1～2mm）；而大田苗4类根径中，直径5mm以上的根所占比例最高，也是直径1～2mm的根所占比例最低，由大到小排序依次是：W（＞5mm）＞W（2～5mm）＞W（0～1mm）＞W（1～2mm）。

由图5下可以看出，容器苗的总根长显著高于大田苗（P＜0.05），比大田苗高251%。且直径在0～1mm、1～2mm、2～5mm、5mm以上方面均显著高于大田苗（P＜0.05），分别比大田苗高198%，110%，91%，65%。径级在0～1mm容器苗的根长占比高于大田苗，而1～2mm、2～5mm和5mm以上根长占比低于大田苗。

3 讨论

3.1 容器育苗对苗木水分状况和光合作用的影响

水势是反应植物水分状况的有效指标，一般凌晨水势是植物水势日变化中的最高值，即一天中水分状况最好的时段，而正午水势是一天中水势变化的最低值，即一天中水分状况最差的阶段。凌晨水势主要受到土壤水分状况的影响，也有研究中用凌晨水势可以替代土壤水势来反应土壤的水分状况［11]，而正午水势一方面与土壤水分状况有关，另一方面与植物的蒸散、水分输导能力等因素有关［12，13]。在本研究中，容器苗的凌晨水势高于大田苗，这说明经过傍晚的水分补充后，育苗基质提供的水分优于大田，容器苗在经过夜间的补水后其水分状况也好于大田苗。两者的正午水势差异不显著，表明两种苗木在经历一上午的蒸散后，二者植物水分状况没有显著性差异。同时我们也发现容器苗的凌晨水势和正午水势的差值更大，这表明容器苗的水分状况在一天中波动更大，这说明体积有限的容器基质水分供应不及大田苗稳定［12]。

图5 不同径级根的长度和重量

通常植物水势会低于土壤水势，这样有利于土壤－根系－植物－大气这一水分循环系统的正常运行。但水势过低也会影响到植物的光合作用，如在干旱过程中植物的水势通常会大幅度降低。植物的光合系统应对水分供应不足导致的水势降低通常的响应规律是：植物短期的响应是气孔关闭，从而降低蒸散耗水，但同时也限制了CO2从气孔进入，从而抑制光合作用；较严重的干旱也会导致植物光合系统受到损伤，进一步限制光合作用［14]。除了水分状况会影响到植物的光合作用外，养分状况也会影响到植物的光合作用，如氮肥的施用能够提高植物光合作用和水分利用效率［15，16]。在本研究中，两种苗木的正午水势相当，容器苗的光合作用更大，这种差异主要是养分的差异造成的，育苗基质的养分含量更高（见表1），更加提高了容器苗的光合作用。

3.2 容器育苗对柿树苗木生长的影响

苗木质量是影响苗木移植成活率和定植后生长情况的关键因素。目前形态指标依然是评价苗木指标的主要指标体系［17]。在本研究中，容器苗在苗高、地径、侧枝数等方面均高于大田苗，容器苗在地上部分生物量和地下部分生物量方面均高于大田苗。容器育苗和大田苗的根冠比差别不大。以上结果表明容器苗在生长上存在明显优势。

本研究中还发现了容器苗细根生物量（直径＜2mm）占整个容器苗总根生物量的33.51%，而大田苗细根生物量只占苗木总根生物量的11.39%。细根是植物进行吸收功能的部分，而粗根的主要功能是输导和储藏［18]，细根的比例更高表明容器苗的吸收部位较大田苗占有明显优势。究其变化原因可能是容器苗在空气修根作用下促进了细根的发生和生长［19，20]，而这种细根的发生和生长也为地上部分提供更多的水分与养分元素，有利于苗木的生长和抗逆［18]。

4 结论

容器柿树苗的凌晨水势更高，光合作用更大。容器柿树苗木在株高、基径、侧枝数、不同直径根、地上和地下部分生物量都优于大田苗，表明容器苗在苗木生长和苗木质量上有较大优势，有利于移栽后的成活和生长；但水分供应稳定性不及大田苗，因此需要注重水分管理，尤其是在夏季高温时，及时补水对苗木正常生长尤为重要。因此在生产上容器育苗结合滴灌补水是补充水分的及时有效方式。