容器类型和规格对薄壳山核桃幼苗生长的影响1)

窦全琴 汤文华 潘平平

(江苏省林业科学研究院，南京，210014) (南方现代林业协同创新中心(南京林业大学))

薄壳山核桃(Caryaillinoensis)属于胡桃科(Julandaceae)山核桃属(Caryanutt)落叶乔木，是重要的干果和经济林树种之一[1-3]。江苏省是国内最早引种薄壳山核桃的省区之一，也是江苏省最适宜栽培的优良干果和木本油料树种。但薄壳山核桃为强深根性树种，主根发达，其长度可达苗高的2～3倍，侧须根很少，采用传统的大田育苗方式，其主根的长势旺盛，从而抑制了侧须根的发育和生长，形成类似“胡萝卜”的根系，致使造林成活率较低，移植缓苗期长，制约了薄壳山核桃规模化的种植与产业的发展。容器育苗具有节约种子、造林成活率高、无缓苗期，以及苗木规格和质量易于控制等优点[4]。因此，容器育苗是薄壳山核桃良种苗木培育的较佳选择。

近年来，国内针对薄壳山核桃根系发育和容器育苗技术等方面的研究，已经取得初步进展。朱海军等[5]研究了2种规格(10 cm×20 cm、20 cm×30 cm)的火箭盆、美植袋和聚乙烯黑色膜袋对薄壳山核桃幼苗生长的影响，提出采用规格为20 cm×30 cm的美植袋容器，育苗成本较低，苗木生长较好。翟敏等[6]比较了5种规格(9 cm×15 cm、9 cm×20 cm、12 cm×20 cm、16 cm×16 cm、16 cm×20 cm)的黑色聚丙烯塑料营养钵容器，对薄壳山核桃幼苗生长的影响，其结果为苗高、地径、须根数和干质量等生长性状指标随容器规格的增大而增加，综合考虑生长指标和生产成本，选用12 cm×20 cm规格的容器既适合苗木的生长又相对经济。常君等[7-8]研究了不同基质、不同容器对薄壳山核桃根系生长的影响，认为在生产应用中可选择普通育苗容器、体积比为40%泥炭+40%珍珠岩+20%蛭石的基质和去1/2胚尖的模式用于容器苗的培育。本试验以生产上常用的火箭盆、美植袋和加仑盆为材料，通过比较不同类型和规格的容器对薄壳山核桃幼苗生长和干物质积累的影响，以期为薄壳山核桃良种壮苗培育筛选适宜的容器类型及规格提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在江苏省林业科学研究院南京市江宁区喷灌设施试验苗圃中进行，试验所用苗木为薄壳山核桃‘绍兴’品种的子代1年生苗,栽培基质由园土、菌渣、泥炭和有机肥按体积比混合而成，体积比为4∶3∶2∶1。所用容器类型为火箭盆、美植袋和加仑盆，容器规格为小规格(15 cm×30 cm)、中规格(20 cm×35 cm)、大规格(30 cm×40 cm)。火箭盆容器由聚乙烯材料制成，容器底盘具镂空状结构，侧壁凹凸相间，外部突出顶端有小孔，均可起到空气切根的作用，并限制主根，促进侧根生长[9]；美植袋容器由无纺布材料加工而成，透水透气性好，不会形成盘根，有部分细根穿过容器向外扩展，但受到容器材料的束腹而不易增粗，从而会产生更多的侧根[10]；加仑盆容器由聚丙烯材料制成，为硬质容器，容器厚度超过一般塑料容器，并含有抗老化添加剂，使用寿命长，底部凹槽设有排水孔，不易积水。

1.2 试验方法

试验设计：采用双因素试验设计，双因素分别为3种容器类型和3种容器规格，共9个组合即9个处理，每个处理3个小区，每小区30株苗。

播种及苗期管理：2017年2月底，种子消毒后经沙床催芽，于4月初，当芽苗长出2片真叶时，选取生长一致的幼苗移至育苗容器中，每盆1株，育苗圃有喷灌设施，保证苗木生长的水分需要，同时进行病虫害防治等常规管理。

指标测定：从2017年6月1日开始，每月测定各小区的苗高、地径，10月底幼苗开始落叶，即由每小区随机选取3株苗木，用WinRHIZO STD 1600+型根系图像分析系统(加拿大REGENT公司)测定苗木的根系总长、根系平均直径、根系总表面积和根系总体积等根系形态参数，然后分别将根、茎、叶三部分混合后，在烘箱中105 ℃杀青20 min，70 ℃烘干至质量恒定后，分别称量生物量。计算苗木根冠质量比、高径比和苗木质量指数，试验数据经主成分分析后，计算隶属函数值进行综合评价。

1.3 统计分析

参考刘伟等[11]的方法计算幼苗质量指数；参考隋德宗等[12]的方法计算隶属函数值、权重值和综合评价值；试验数据采用Excel 2007和DPS16.05软件进行统计分析。

根冠质量比=根干质量/(茎干质量+叶干质量)。

高径比=苗高/地径。

苗木质量指数=苗木总干质量/[(苗高/地径)+(茎干质量/根干质量)]。

隶属函数值u(xj)=(xj-xj,min)/(xj,max-xj,min)，j=1、2、…、n。xj表示第j个综合指标；xj,min、xj,max分别表示第j个综合指标的最小值与最大值。

2 结果与分析

2.1 容器类型和规格对幼苗生长规律的影响

苗高和地径是衡量苗木生长的重要指标，其动态变化可以反映出植物的生长势。由表1可知，对于不同容器类型和规格的幼苗而言，6—8月份均是其苗高生长的主要时期，进入9月份后各处理的苗高生长逐渐停缓，苗高的生长节律基本保持一致。但是，在不同容器类型和规格的作用下，各处理的苗高存在显著差异，并且在速生初期的6月份已经体现出来，在后续生长阶段也基本保持着相同的差异水平。

表1 不同容器类型和规格培育的1年生幼苗苗高变化

注：同列不同小写字母表示相同容器类型不同规格之间差异显著(P<0.05)，同列不同大写字母表示容器类型及规格之间差异显著(P<0.05)。

在火箭盆容器类型中，苗高生长以中规格较优，以小规格较差；中规格和大规格的苗高在6—10月份一直显著高于小规格；中规格在7月份的苗高为37.21 cm，大规格的苗高为34.96 cm，并在8—10月份也一直明显高于大规格。在美植袋容器类型中，苗高生长以小规格较优，以大规格较差；小规格6月份的苗高为26.32 cm，中规格苗高为21.21 cm，大规格苗高为22.19 cm，一直保持至生长季末；中规格8月份的苗高为42.58 cm，大规格苗高为39.25 cm，并在8—10月份内两者的差距逐渐扩大。在加仑盆容器类型中，以大规格较优，以小规格较差，大规格6月份的苗高为28.49 cm，中规格和小规格苗高分别为26.93 cm和24.21 cm，3种规格间差距一直保持至生长末期。

由容器类型和规格综合来看，以大规格加仑盆较优，中规格火箭盆和小规格美植袋无明显差距，3种处理在生长初期的苗高较接近，8月份，大规格加仑盆的苗高为49.63 cm，中规格火箭盆苗高为44.95 cm，小规格美植袋苗高为46.06 cm，大规格加仑盆的苗高优势一直保持至10月份，而中规格火箭盆和小规格美植袋的苗高始终较为接近。

由表2可知，地径的生长节律与苗高不同，对于不同容器类型和规格的幼苗而言，地径生长在前期均较慢，进入8月份才开始快速生长，8—9月份是地径增长量最大的时期，大规格火箭盆的地径增长量为3.20 mm，显著高于其他处理，进入9月份后，各处理的地径生长也逐渐停缓，此时与苗高的生长节律达到一致。

由于苗高和地径的生长节律不一致，苗高的速生期比地径提前，导致各处理之间地径差异变化也不同于苗高，地径间差异在生长前期较小，但会随着速生阶段的到来而逐渐扩大，并最终在生长末期才稳定下来。另外，在3种容器类型中，均是以大规格容器优于中规格和小规格容器，表明容器规格越大，越有利于地径生长，这是苗高生长和地径生长的另一重要差异。

在火箭盆容器类型中，6月份，小规格容器的苗木地径为3.45 mm，中规格容器的苗木地径为4.81 mm，大规格苗木地径为的4.99 mm；6—8月份，地径在中规格和大规格容器无明显差距，经过快速生长期后才有明显差距，9月份，大规格容器苗木地径为10.35 mm，显著高于中规格容器。在美植袋容器类型中，3种规格容器的苗木地径在6—7月份无明显差距，进入8月份后，三者间出现显著差异，差异出现时间早于火箭盆，大规格容器苗木地径为6.83 mm，显著高于中规格和小规格容器，并在速生期逐渐扩大差距。在加仑盆容器类型中，小规格和中规格容器苗木地径在整个生长季均差异不显著，而大规格容器苗木地径始终明显高于中规格和小规格容器，进入8月份后，和美植袋一样差异增大，大规格容器苗木地径为8.04 mm，显著高于中规格和小规格容器。

由容器类型和规格综合来看，以大规格火箭盆和大规格加仑盆苗木地径较优，大规格美植袋次之。在生长初期的6月份，大规格火箭盆和大规格加仑盆的地径分别为4.99、5.18 mm，便高于大规格美植袋的苗木地径(4.53 mm)，进入9月份，大规格美植袋与前两者的差距逐渐增大，直至生长季末。

表2 不同容器类型和规格培育的1年生幼苗地径变化

注：同列不同小写字母表示相同容器类型不同规格之间差异显著(P<0.05)，同列不同大写字母表示容器类型及规格之间差异显著(P<0.05)。

2.2 容器类型和规格对幼苗苗高和地径的影响

由表3可知，容器类型对苗高、地径影响极显著(P<0.01)；容器规格对苗高影响不显著(P>0.05，)，对地径影响极显著；容器规格和类型的交互作用对苗高和地径影响显著(P<0.05)。

表3不同容器类型和规格对1年生幼苗苗高和地径影响的双因素方差分析

指标容器类型FP容器规格FP交互作用FP苗高7.23<0.013.780.125.17<0.05地径9.16<0.01211.77<0.015.82<0.01

由表4可知，在火箭盆容器类型中，苗高和地径均以中规格和大规格较优，中规格和大规格的苗高、地径显著高于小规格，苗高以中规格最大为52.90 cm，地径以大规格最大为10.97 mm；在美植袋容器类型中，苗高以小规格较优，小规格的苗高为52.70 cm，高于中规格的49.63 cm，并显著高于大规格，而地径则以大规格较优，大规格的地径最大为10.30 mm，显著高于中规格和小规格；在加仑盆容器类型中，苗高和地径的情况类似于火箭盆，均以大规格和中规格较优，3种规格的苗高无显著差距，以大规格最大为57.09 cm，地径以大规格较优，为10.78 mm，显著高于中规格和小规格。

表4不同容器类型和规格培育的1年生幼苗苗高和地径比较

容器类型容器规格苗高/cm地径/mm火箭盆15cm×30cm(31.65±3.55)Cb (6.94±0.24)Ec 20cm×35cm(52.90±10.77)Aa(9.69±0.13)BCb30cm×40cm(49.17±6.61)ABa(10.97±0.58)Aa美植袋15cm×30cm(52.70±6.77)Aa(7.55±0.53)Ec20cm×35cm(49.63±5.21)Aa(8.73±0.47)Db30cm×40cm(42.92±3.11)Bb(10.30±0.57)Aa加仑盆15cm×30cm(51.84±9.41)Aa(9.23±0.72)CDb20cm×35cm(56.12±9.80)Aa(9.61±0.69)BCb30cm×40cm(57.09±6.71)Aa(10.78±0.17)Aa

注：同列不同小写字母表示相同容器类型不同规格之间差异显著(P<0.05)，同列不同大写字母表示容器类型及规格之间差异显著(P<0.05)。

由容器类型和规格综合来看，除了美植袋的苗高以小规格较优以外，火箭盆和加仑盆的苗高、地径均以中规格和大规格较优，其中，大规格加仑盆的苗高最大，为57.09 cm，大规格火箭盆的地径最大，为10.97 mm。

2.3 容器类型和规格对幼苗根系发育的影响

由表5可知，容器类型和规格均对薄壳山核桃根系影响极显著；容器类型和规格的交互作用对根系总长、根系平均直径影响极显著，但对根系总表面积和根系总体积影响不显著。

表5不同容器类型和规格对1年生幼苗根系影响的双因素方差分析

指标容器类型FP容器规格FP交互作用FP根系总长16.38<0.0165.13<0.0110.04<0.01根系平均直径35.09<0.0154.60<0.018.07<0.01根系总表面积9.22<0.0176.29<0.013.010.06根系总体积8.71<0.0153.27<0.011.880.18

由表6可知，在3种容器类型中，大规格容器苗的4项根系生长指标均要优于中规格和小规格。显然，容器规格是影响苗木根系生长的重要因素，不同类型的小规格容器均限制了苗木根系的发育，容器规格越大，即容器体积越大，越有利于苗木根系的生长。由容器类型和规格综合来看，根系总长以大规格加仑盆较优，为5 064.62 cm，显著高于其他容器类型和规格的组合；根系平均直径、根系总表面积和根系总体积均以大规格美植袋和大规格加仑盆较优；大规格美植袋的这3项指标均为最大，分别为7.13 cm、1 003.33 cm2和34.81 cm3。另外，大规格美植袋和大规格加仑盆的4项根系指标也均要显著高于大规格火箭盆，大规格加仑盆的根系总长高出大规格火箭盆75.62%，大规格美植袋的根系平均直径、根系总表面积和根系总体积分别高出大规模火箭盆94.28%、54.63%和50.37%，这说明火箭盆对幼苗根系发育方面要差于美植袋和加仑盆。

表6 不同容器类型和规格培育的1年生幼苗根系指标比较

注：同列不同小写字母表示相同容器类型不同规格之间差异显著(P<0.05)，同列不同大写字母表示容器类型及规格之间差异显著(P<0.05)。

2.4 容器类型和规格对幼苗生物量积累的影响

由表7可知，容器类型对薄壳山核桃幼苗总干质量和根干质量影响显著，对茎干质量和叶干质量影响极显著；容器规格对幼苗生物量积累影响极显著；容器类型和规格的交互作用对总干质量和叶干质量影响显著，对根干质量影响极显著，但对茎干质量影响不显著。

由表8可知，在3种容器类型中，大规格容器苗的各项生物量指标均要优于中、小规格容器苗，类似地径和根系生长情况，表明幼苗生物量积累与地径、根系生长具有一定联系，容器规格是其共同影响的重要因素，中等以上规模的容器明显有利于幼苗生物量积累、地径和根系生长。

表7不同容器类型和规格对1年生幼苗生物量影响的双因素方差分析

指标容器类型FP容器规格FP交互作用FP总干质量6.20<0.05206.07<0.013.85<0.05根干质量3.95<0.0599.00<0.0111.87<0.01茎干质量18.79<0.0165.26<0.011.840.19叶干质量9.79<0.01106.03<0.013.43<0.05

表8 不同容器类型和规格培育的1年生幼苗生物量比较

注：同列不同小写字母表示相同容器类型不同规格之间差异显著(P<0.05)，同列不同大写字母表示容器类型及规格之间差异显著(P<0.05)。

由容器类型和规格综合来看，苗木总干质量和根干质量以大规格火箭盆较优，分别为85.92 g和55.86 g，除了与大规格美植袋和大规格加仑盆差异不显著外，均要显著优于其他类型和规格的组合；苗木茎干质量和叶干质量则均以大规格加仑盆较优，分别为12.87 g和22.00 g，且中规格加仑盆的茎干质量和叶干质量也都达到12 g和20 g，要优于大规格美植袋和大规格美植袋，这说明加仑盆相比火箭盆和美植袋，更有利于地上生物量的积累。

2.5 容器类型和规格对薄壳山核桃幼苗综合指标的影响

薄壳山核桃幼苗生长的单个指标值只能反映幼苗生长的某个侧面，苗木质量评价中多采用综合指标来评价苗木生长的优劣，即苗木高径比、根冠质量比和质量指数[11]，苗木高径比和质量指数为归一化指标。高径比体现了苗木高度和粗度的平衡关系，是反映苗木抗性及造林成活率的较好指标，一般高径比越小，说明苗木越矮越壮，抗性强，造林成活率高[13]。根冠质量比是地下部分干质量与地上部分干质量的比值，根冠质量比越大，说明根系越健壮，根系活力高，也利于提高成活率。质量指数是苗高、地径和生物量的综合指标，质量指数越高，表示苗木品质越高[14]。

由表9可知，容器类型对高径比和根冠质量比影响极显著，对质量指数影响不显著；容器规格对高径比和质量指数影响极显著，对根冠质量比影响显著；容器类型和规格的交互作用对3个综合指标均影响极显著。

表9不同容器类型和规格对1年生幼苗综合指标影响的双因素方差分析

指标容器类型FP容器规格FP交互作用FP高径比7.69<0.01 22.07<0.0112.94<0.01根冠质量比26.96<0.019.88<0.0528.23<0.01质量指数0.190.80394.30<0.0113.41<0.01

由表10可知，在火箭盆容器类型中，高径比和质量指数均以大规格较优，大规格的高径比为4.47，显著低于中规格，质量指数为18.40，显著高于中规格和小规格；根冠质量比以中规格较优，比值为2.43，显著高于小规格。在美植袋容器类型中，3项综合指标较为一致，均是以大规格较优，且与中规格、小规格都有显著差距。在加仑盆容器类型中，高径比和质量指数均以大规格较优，大规格的质量指数为15.08，显著高于中规格和小规格。根冠质量比以小规格较优，比值为1.62，显著高于中规格。

表10 不同容器类型和规格培育的1年生幼苗综合指标

注：同列不同小写字母表示相同容器类型不同规格之间差异显著(P<0.05)，同列不同大写字母表示容器类型及规格之间差异显著(P<0.05)。

由容器类型和规格综合来看，高径比以大规格美植袋较优，比值为4.16，要显著低于大部分类型和规格的组合；根冠质量比仍以中规格火箭盆较优，且要显著优于其他所有组合；质量指数以大规格美植袋和大规格火箭盆较优，分别为18.52和18.40，也均要显著高于其他组合。

2.6 薄壳山核桃育苗容器类型和规格的综合评价

2.6.1 多指标的主成分分析

由表11可知，以薄壳山核桃幼苗苗高、地径、根系总长、根系平均直径、根系总表面积、根系总体积、总干质量、根干质量、茎干质量、叶干质量、高径比、根冠质量比和质量指数这13个指标进行主成分分析，前3个因子的累计贡献率分别为67.82%，82.42%，94.51%，因此，可以用这3个主成分表示薄壳山核桃幼苗生长状况。在第一主成分中，各指标的系数均较大(苗高、高径比和根冠质量比除外)，是薄壳山核桃幼苗干物质量和根系生长指标的综合反映；在第二主成分中，苗高和高径比的系数最大，反映了幼苗地上部分的生长情况；在第三主成分中，根冠质量比系数最大，代表幼苗地下部分和地上部分的平衡关系，较高的根冠质量比说明幼苗根系生长发育状况好。

表11 各综合指标的系数及累积贡献率

注：R1为苗高；R2为地径；R3为根系总长；R4为根系平均直径；R5为根系总表面积；R6为根系总体积；R7为总干质量；R8为根干质量；R9为茎干质量；R10为叶干质量；R11为高径比；R12为根冠质量比；R13为质量指数。

2.6.2 隶属函数值、权重和综合评价值的确定

由表12可知，根据薄壳山核桃幼苗的13个指标以及各指标的系数，求得每个组合的3个综合指标值和隶属函数值。根据指标贡献率用权重公式求出各指标的权重，经计算3个权重分别为0.72、0.15和0.13。

根据综合评价值公式计算出9个组合的D值，根据D值大小排序，在9个容器类型和规格的组合中，大规格加仑盆为最优组合；在相同容器类型中，大规格容器优于中规格和小规格；在相同容器规格中，加仑盆优于美植袋和火箭盆。

表12 各处理综合指标值、隶属函数值、权重和综合评价值

3 讨论

容器的材质、摆放密度、类型和规格等都会对苗木的生长发育和质量产生影响[4]，且每个变量的影响程度不同，因此，从诸多变量中找到影响苗木生长的关键因素十分有意义[15]。本试验中的两个变量分别为容器类型和规格，通过方差分析结果表明，容器类型和规格均对薄壳山核桃幼苗的生长影响显著，且两者的交互作用也有一定显著影响，这与李因刚等[16]对浙江楠容器育苗的研究结果类似。

苗高和地径是苗木生长状况中最直观的表现。在3种容器类型中，幼苗地径均会随着容器规格增大而增大，在中规格和大规格容器间也有显著差异，相反，苗高受容器规格影响较小，在中规格和大规格容器间并无显著差异。从苗高和地径的生长节律也可以看出，两者的生长具有非同步性，地径的速生期要晚于苗高，且各处理间的苗高差异基本保持在生长初期的水平，而地径差异水平会随着生长时间延长而逐渐增大，由此可以得出苗高的遗传稳定性要优于地径[17]。在幼苗根系、生物量和质量指数等多个指标中，也发现具有和地径生长一致的规律，在3种容器类型中，这些指标参数均会随着容器规格的增大而增大，表明这些指标之间存在着一定的关联性，且容器规格越大，苗木根系部分的生长空间越大，越有利于苗木对水分和养分的吸收[18]，因此，在3种容器类型中，大规格应是其较适规格。另外，容器类型本身也对苗木生长影响显著，从多个生长指标的多重比较结果可以看出，加仑盆在多个生长指标中均较优，要优于美植袋和加仑盆。火箭盆和美植袋的透水透气性好，且都具有空气断根等物理修根作用，利于苗木侧须根的形成，但是在保水保肥方面较差[19]，特别是当容器体积较小时，所含育苗基质少，对苗木根系的生长发育就会产生胁迫，而加仑盆的保水保肥性强，有利于苗木对水肥的利用，进而促进其生长，提高养分含量和生物量，这与吕青天等[20]对栓皮栎苗木的生长研究结果相似。

然而，不能仅以部分指标的优劣来筛选容器类型和规格的最优组合，在本试验中，苗高、地径、根系、生物量、高径比、根冠质量比和质量指数均要作为评价标准，需要综合评价。因此，对容器类型和规格的9个组合，依据上述所有指标进行主成分分析，结果表明，大规格加仑盆的综合评价值最高，D值为0.89，这与上述多重比较的结果一致，其次为大规格美植袋，D值为0.73。

目前，关于薄壳山核桃容器苗质量还没有相关的行业标准，生产上一般以地径达8 mm以上即可嫁接作为标准，由此来看，该试验中，中、大规格容器苗均可满足。朱海军等[5]所培育的最优苗木苗高为56.2 cm，地径为8.55 mm，总干质量为21.6 g，本试验中，中、大规格容器苗已达到或超过该水平，并且总干质量要远远大于21.6 g，其中，大规格火箭盆的总干质量要高出297.78%，当然，这也可能是由于所用基质和水肥管理差异而造成的。另外，在实际生产中，容器类型和规格的选择不仅需要考虑苗木的生长，也需要考虑生产成本和经济效益。在市场上，大规格加仑盆的单价为28元左右，而大规格美植袋的单价为1.5元左右，市场上薄壳山核桃1年生容器苗的价格约为15-20元，因此，若是从培育1年生容器苗的经济效益来看，大规格美植袋比大规格加仑盆更加适合实际生产。

4 结论

本次试验旨在筛选出适宜培育薄壳山核桃幼苗的容器类型和规格。在9个组合中，根据生长指标的多重比较和主成分分析结果来看，大规格加仑盆为较优组合，所培育出的苗木质量高。另外，在相同容器类型中，大规格容器优于中规格和小规格；在相同规格容器中，加仑盆优于美植袋和火箭盆。但是，若从实际生产效益的角度出发，大规格美植袋比大规格加仑盆更加经济适宜，可以大大节省生产成本。因此，在实际生产中，可根据实际情况进行选择。薄壳山核桃良种苗木培育一般需要2～3 a的时间，本试验仅只研究了1年生容器苗的生长状况，需对幼苗嫁接后，筛选适宜继续生长的容器类型和规格进一步开展研究。彭泰来等[21]对造林一年后的油松继续研究，从而确定较适宜的容器类型和规格。容器基质、摆放密度和水肥管理等因素均对薄壳山核桃幼苗的生长有重要影响，这些方面仍有待研究，从而完善薄壳山核桃容器苗的培育技术，以期实现育苗的标准化。