黄丽云 陈君 周焕起 刘立云 牛启祥
摘要:研究3种不同原料配制的基质理化性质和对幼苗生长的影响,拟筛选出适合槟榔种苗生长的基质配方,为合理应用营养基质生产优质槟榔种苗提供理论依据。以红壤土、椰糠和羊粪为原料配制6种育苗基质(CK:全部红壤土;处理Ⅰ:红壤土 ∶椰糠=7 ∶3;处理Ⅱ:红壤土 ∶羊粪=9 ∶1;处理Ⅲ:红壤土 ∶椰糠 ∶羊粪=5 ∶4 ∶1;处理Ⅳ:红壤土 ∶椰糠 ∶羊粪=6 ∶3 ∶1;处理Ⅴ:红壤土 ∶椰糠 ∶羊粪=7 ∶2 ∶1),测定基质理化性质、植株动态生长状况、叶片营养成分等指标,并采用统计软件进行相关性分析。结果发现:(1)不同基质配比处理对植物生长量、地上部鲜干质量、叶片营养成分含量等方面影响显著。Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ处理均显著提高了槟榔鲜质量、干质量。CK处理最差,Ⅰ、Ⅱ处理差异不显著。(2)通过相关性分析发现,植株叶片中N、P、Mg含量呈极显著正相关,N含量与Na含量呈显著负相关,P含量与K含量呈显著正相关,Ca含量与Na含量呈极显著正相关;另外植株叶片N、Mg含量与基质中全氮、碱解氮、速效钾、有机质具有显著的协同相关性。总结以上结果得出,Ⅳ处理(红壤土 ∶椰糠 ∶羊粪=6 ∶3 ∶1)槟榔幼苗综合表现最好,其次为Ⅲ处理(红壤 土 ∶椰 糠 ∶羊粪=5 ∶4 ∶1)和Ⅴ处理(红壤土 ∶椰糠 ∶羊粪=7 ∶2 ∶1)。
关键词:槟榔;育苗基质;苗期;营养生长
中图分类号: S792.910.5文献标志码: A文章编号:1002-1302(2020)13-0163-05
收稿日期:2019-09-04
基金项目:海南省重大科技项目(编号:ZDKJ201817-3-1);槟榔产业技术创新团队-槟榔优质种苗培育与繁育(编号:1630152017013);中央财政林业科技推广示范资金(编号:2018-TG05);“一带一路”热带项目资金(编号:BARTP-01)。
作者简介:黄丽云(1980—),女,广东潮阳人,硕士,副研究员,主要从事槟榔资源与育种方面的研究。E-mail:hyunl2003@126.com。槟榔是棕榈科多年生木本经济作物,主要用作药材和咀嚼嗜好品。海南省是我国槟榔种植的主产区,种植面积及产量占我国大陆总种植面积及产量的95%以上。近些年,随着市场需求量的扩增,槟榔价格不断攀升,在海南地区的种植面积迅速扩大,已由2009年的6.58万hm2扩大到2018年的15.58万hm2。在大规模发展种植的关键时期,种苗作为产业发展的基础在其中发挥重要作用,亦是槟榔园长期经济效益的首要决定因素。槟榔生产期长达30~40年,选择优质种苗是实现高效栽培的先决条件,而培育优质种苗的关键是育苗基质的选择,育苗基质不仅直接影响幼苗的生长速度和质量,而且影响槟榔定植后的缓苗、开花结果以及鲜果产量。
目前基质作为育苗的基础物质已被广泛运用[1-5]。但海南地区槟榔种植户由于科学管理意识淡薄,大多农户随意取“手边土”装袋育苗,虽取材方便,但极容易导致养分缺乏或失衡,影响种苗健康生长。另外苗期水肥管理不到位或完全不管的现象非常普遍。通过查阅文献发现,仅邢惠琼在关于《槟榔高产栽培技术》中提到营养土为表土 ∶红壤土 ∶优质农家肥=1 ∶1 ∶1的表述[6]。此外,关于槟榔苗期育苗基质的筛选研究尚未见报道。为更好地生产高质量的槟榔种苗,本研究结合生产实际,拟设置纯红壤土、红壤土+羊粪、红壤土+椰糠、红壤 土+ 羊粪+椰糠等的不同配比育苗基质,研究育苗基质的理化性质,结合幼苗生长状况、生理指标、叶片营养成分等,探讨育苗基质与植物生长的相关性,阐述不同育苗基质对幼苗生长的影响,以期为海南槟榔种苗优质培育提供理论和技术支撑。
1材料与方法
1.1试验地点与材料
试验地位于海南省文昌市文城镇中国热帶农业科学院椰子研究所,属热带北缘沿海地带,地理位置为110°47′14″E、19°33′12″N,海拔30 m,年均温23.4~24.4 ℃,年平均日照时数1 953.8 h,年太阳辐射总能量为454.8~480.7 kJ/cm2。
供试材料为中国热带农业科学院椰子研究所培育的热研1号[7],播种时间为2018年3月26日,当槟榔发芽至芽长约1.0 cm时,挑选均匀一致,长势较好的种苗移栽至装有不同育苗基质的营养袋内培养,育苗袋规格为长15.0 cm、宽8.5 cm,种果用咪鲜胺+啶虫脒药剂组合浸泡15~20 min后洗净备用。
1.2试验方法
1.2.1试验设计试验共设6个处理,CK:全部红壤土;处理Ⅰ:红壤土 ∶椰糠=7 ∶3;处理Ⅱ:红壤土 ∶羊粪=9 ∶1;处理Ⅲ:红壤土 ∶椰糠 ∶羊粪=5 ∶4 ∶1;处理Ⅳ:红壤土 ∶椰糠 ∶羊粪=6 ∶3 ∶1;处理Ⅴ:红壤 土 ∶椰 糠 ∶羊粪=7 ∶2 ∶1;上述原料比值为体积比,每个处理重复3次,每次重复30株。
1.2.2测定内容及方法基质理化性质:各试验样品混匀后用四分法保留1 kg左右,在实验室风干,按照各分析项目的要求过筛备用。采用开氏消 煮- 半微量蒸馏法测定全氮含量;采用碱解扩散法测定碱解氮含量;采用盐酸氟化铵提取钼锑抗比色法测定速效磷含量;采用乙酸铵提取原子吸收分光光度法测定速效钾含量;采用重铬酸钾低温外热法[8-9]测定有机质含量。
植物生长测量:分别于9月26日和12月26日进行植物生长指标测量。径基使用游标卡尺测量根颈部2 cm处直径;植株高度采用卷尺测量自种苗根颈基部到种苗最高点的垂直自然高度;统计叶片数目;采用称质量法测定茎叶、根鲜质量和干质量。
植物生理指标:采用SPAD-502叶绿素仪测定叶绿素含量,每张叶片测定3点,取平均值。
植物养分测定:取植株第2~3张叶片去除叶脉,在105 ℃下杀青15 min,再置于80 ℃下烘干至恒质量待用;采用H2SO4-混合加速剂-蒸馏法测定全氮含量;采用钒钼黄比色法测定全磷含量;采用火焰光度计法测定全钾含量;采用原子吸收分光光度法测定钙、镁、钠全量[8-9]。
1.3统计分析
数据分析采用SPSS软件(SPSS Statistics 19.0)与Excel相结合进行。
2结果与分析
2.1不同育苗基质的理化性质
槟榔种苗育苗基质的理化性质见表1,除了速效钾含量Ⅰ处理略高于CK外,其他养分含量Ⅰ处理均低于CK,说明Ⅰ处理整体养分状况较为缺乏。Ⅱ~Ⅴ处理在全氮、速效钾、有机质含量方面均显著高于CK,特别是速效鉀含量,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ处理分别比CK高出11.3、17.8、21.8、23.6倍。Ⅳ、Ⅴ处理全氮、碱解氮、速效钾、有机质含量均显著高于其他组别。Ⅳ处理速效磷含量和有机质含量分别显著高于Ⅴ处理62.60%和46.79%。
2.2不同育苗基质对幼苗生长及其生物量的影响
图1为不同育苗基质处理对槟榔幼苗叶片、苗高、径基、鲜质量、干质量等的影响,测量统计槟榔苗出圃前2个时期(9月26日和12月26日)的数据。生长至9月26日时,叶片数基本为3~4张,Ⅰ处理叶片数较少,其他处理在3.10~3.35张叶片之间,相互之间差异不显著;生长至12月26日时,CK和Ⅰ处理叶片数相对其他处理稍低,且与Ⅲ处理差异显著,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ处理之间差异不显著。9月26日时幼苗苗高在36.75~41.89 cm之间,处理间差异不显著;随着培育时间的增加,至12月26日时各处理间表现有所差异,CK和Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ处理差异不显著,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ处理差异不显著,但CK和Ⅰ处理与Ⅲ、Ⅳ处理之间差异显著。在径基方面,发育至9月26日时,6个基质处理间无显著差异,径基范围为1.00~1.08 cm;发育至12月26日时,处理间仍无显著差异,径基在1.13~1.32 cm之间,比9月26日时增加了13%~22%。
幼苗发育至9月26日时,槟榔地上部鲜质量CK与Ⅰ处理较低,分别为12.62 g和12.90 g,且两者差异不显著;其他4组处理地上部鲜质量范围为15.88~17.18 g,处理间差异不显著,但与CK、I处理差异显著。待发育至12月26日时,6个处理间差异显著,地上部鲜质量大小顺序为CK<Ⅰ<Ⅲ<Ⅴ<Ⅱ<Ⅳ。9月26日时,槟榔地上部干质量CK、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ处理差异不显著,为2.83~3.45 g,Ⅴ处理最大,达3.9 g,但与Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ处理无显著差异。在幼苗发育至12月26日时,各处理地上部干质量差异程度较9月26日时高,CK和Ⅰ处理地上部干质量较低且差异不显著,与其他组别差异显著,其中Ⅳ组处理地上部干质量最大,为7.87 g,与其他组别差异显著。由此可见, 槟榔幼苗Ⅳ处理生物量最高,综合表现较好。
从图1可见,幼苗发育至9月26日时叶片SPAD均值为45.51,较发育至12月26日时SPAD均值(44.20)高出2.96%。9月26日时CK的叶片SPAD值较低,为37.98,显著低于其他5组处理。12月26日时,SPAD值较低的为CK和Ⅰ处理,分别为35.10和43.50,两者差异不显著,与其他处理差异显著,2个时期叶片SPAD值最高的均为Ⅳ组处理。
2.3不同育苗基质对幼苗叶片营养元素的影响
由表2可见,不同育苗基质培育的幼苗叶片营养元素含量不同,其中Ⅱ处理P、K、Ca、Mg、Na含量均为最低,分别比CK低24.0%、22.6%、44.1%、10.5%、57.1%。营养元素总体含量比较高的为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ处理,N元素含量表现为Ⅴ﹥Ⅲ﹥Ⅳ,P元素含量表现为Ⅲ=Ⅳ﹥Ⅴ,K元素含量表现为Ⅳ﹥Ⅲ﹥Ⅴ,Ca元素含量表现为Ⅴ﹥Ⅲ﹥Ⅳ,Mg元素含量表现为Ⅳ﹥Ⅲ﹥Ⅴ,Na元素含量表现为Ⅴ=Ⅳ﹥Ⅲ,其中Ⅲ处理和Ⅳ处理N、P元素含量差异不显著,Ⅳ处理和Ⅴ处理的Na含量一致。
2.4叶片营养元素与基质养分含量的相关性
由表3可见,叶片N含量与基质中全氮、碱解氮、速效钾、有机质含量极显著正相关,叶片Mg含量与基质中全氮、碱解氮、速效钾、有机质含量呈显著或极显著正相关,说明基质中这4种营养成分的供给对植株叶片N、Mg的吸收有显著同步促进作用。叶片中P含量与碱解氮、速效钾含量呈显著或极显著正相关。另外,植株叶片中N、P、Mg含量之间表现为极显著正相关,P含量与K含量显著正相关,Ca含量与Na含量之间为极显著正相关,N含量与Na含量之间表现为显著负相关。
3讨论与结论
育苗基质是种苗培育的物质基础,适宜的培养基质对植物营养吸收、透气和保水等起到重要促进作用[10]。椰糠是海南当地常用的育苗材料,具有良好的透气性、保水保肥性和缓慢的自然分解率[11]。武捷等在酸柚苗的培养基质中首次尝试添加一定比例的椰糠,效果较为理想;羊粪所含的养分较为丰富,既有容易分解可被吸收利用的有效养分,又有不易分解的迟效养分,肥效快慢结合有利于种苗的持续养分供应[1]。
本研究测定6种育苗基质中全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量,其中Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ处理是红壤土与椰糠、羊粪的不同配比组合,显著差异分析结果表明,Ⅳ、Ⅴ处理全氮、碱解氮、速效钾、有机质含量均高于其他组别,且差异显著。有机质含量是反映土壤肥力的重要指标,有机质可显著改善土壤结构,促进团粒结构的形成,从而增加土壤的疏松性,改善土壤的通气性和透水性。本研究中,Ⅳ处理有机质含量最高,可为槟榔种苗的生长提供较好的养分供应和基质微环境。
容器育苗中常用株高、茎粗和叶面积等指标作为健壮商品苗的评价指标[12-13]。本研究测定了槟榔种苗生长至9月26日和12月26日时的生长状况,分析不同育苗基质对种苗生长的影响,结果表明,叶片数和径基整体差异不大,原因为1年内槟榔幼苗按正常发育规律叶片数不超过5张,另外槟榔苗期径基生长较慢,主要集中在植株高度生长上,该结论与《槟榔》专著论述一致[14]。叶绿素是植物进行光合作用的重要色素,其含量是反映植物营养状况与光合能力的重要生理指标[15-16],SPAD值是衡量叶绿素相对含量的参数[17]。本研究中在2个不同时期仅CK的SPAD值较低,与Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ处理之间的差异达显著水平,说明CK叶片光合能力较弱,这与土壤性质和养分供给有密切关系。在苗高和植株地上部分鲜、干质量方面,不同育苗基质对种苗的生长存在显著差异,生长至12月26日时苗高Ⅲ、Ⅳ处理显著高于CK和Ⅰ处理;地上部鲜、干质量Ⅳ处理显著大于其他处理,这可能是由于Ⅳ处理基质具有较好的通气保水性,养分含量较高,可为种苗提供充足的营养及较好的生长条件。而CK和Ⅰ处理整体生长不佳,说明不添加椰糠或羊粪的培养基质理化性质相对较差,不利于种苗的生长。
对植株叶片营养成分进行相关性分析发现,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ处理营养元素总体含量比较高,植株叶片中N、P、Mg含量呈极显著正相关,P含量与K含量呈显著正相关,Ca含量与Na含量呈极显著正相关,说明叶片N、P、Mg、K对养分的吸收有协同作用,另外研究中发现,N含量与Na含量之间表现为显著负相关,可能是由于植株在养分吸收过程中N与Na之间存在拮抗关系,可能与基质中的氧化还原状况、pH值和微生物环境有关,有待深入研究。幼苗中营养的供给主要来源于基质,各元素间会存在着相互协同或拮抗作用[18-19]。结合叶片营养成分与土壤养分进行相关分析发现,叶片N含量与基质中全氮、碱解氮、速效钾、有机质含量呈极显著正相关,叶片Mg含量与基质中全氮、碱解氮、速效钾、有机质含量呈显著或极显著正相关,这与杨艳等的研究结果[20]类似。另外研究发现,幼苗叶片N、Mg元素对基质中全氮、碱解氮、速效钾、有机质营养成分具有显著的协同相关性。
本研究通过研究基质理化性质、植株表观生长、植株内部营养三者之间的相互关系,结合统计分析,总结得出红壤土 ∶椰糠 ∶羊粪=6 ∶3 ∶1配比的育苗基质最适合槟榔种苗培育,可在海南槟榔种苗繁育中大面积推广,结果可为槟榔优质种苗繁育提供技术支撑和理论依据。
参考文献:
[1]武捷,李新国,安烁宇. 不同基质配比对酸柚苗生长的影响[J]. 热带作物学报,2018,39(3):443-447.
[2]陈阳,林永胜,周先治,等. 不同育苗基质对番茄幼苗生长的影响[J]. 热带作物学报,2015,36(12):2149-2154.
[3]向青云,黎明,张发维,等. 柑橘大棚容器育苗基质配比试验[J]. 种子,2007,26(2):75-77.
[4]张宁. 不同配比基质对草莓开花结果和果实品质的影响[J]. 安徽农业科学,2011,39(26):15876-15877,15881.
[5]葛婷婷,李萍萍. 不同基质配比对温室黄瓜生长的影响[J]. 安徽农业科学,2008,36(1):184-185,199.
[6]邢惠琼. 槟榔高产栽培技术[J]. 现代农业科技,2018(20):85-86.
[7]李和帅. 槟榔新品种热研1号[J]. 中国果业信息,2011,38(6):51.
[8]鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京:农业出版社,1999:178-200.
[9]鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京:中国农业科技出版社,2000.
[10]胡蓉花,段史江,付宗仁,等. 不同营养土配方对烤烟早生快发及产质量的影响[J]. 湖南农业科学,2015(8):29-32.
[11]李彩霞,林碧英,杨玉凯,等. 椰糠、蚯蚓粪复合基质对茄幼苗生长的影响[J]. 江苏农业科学,2019,47(2):145-148.
[12]武爱莲,郭珺,丁玉川,等. Bacillus amyloliquefaciens Pb-4对穴盘育苗番茄生长及生理特性的影响[J]. 植物营养与肥料学报,2018,24(3):841-848.
[13]杨玉凯,林碧英,李彩霞,等. 蚯蚓粪复合基质对番茄幼苗生长及光合特性的影响[J]. 江苏农业科学,2018,46(14):137-139.
[14]覃伟权,范海阔. 槟榔[M]. 北京:中国农业大学出版社,2010:64.
[15]陈芳泉,邵惠芳,贾国涛,等. 保水剂对烟草光合特性和叶绿素荧光参数的影响[J]. 中国农业科技导报,2016,18(5):157-163.
[16]程志庆,张劲松,孟平,等. 杨树叶片叶绿素含量高光谱估算模型研究[J]. 农业机械学报,2015,46(8):264-271.
[17]馬钊,王丽娟,切岩祥和,等. 不同草莓品种光合特性及果实品质的研究[J]. 天津农业科学,2015,21(6):105-108.
[18]Casero T,Benavides A,Puy J,et al. Relationships between leaf and fruit nutrients and fruit quality attributes in golden smoothee apples using multivariate regression techniques[J]. Journal of Plant Nutrition,2004,27(2):313-324.
[19]Adamec L. Leaf absorption of mineral nutrients in carnivorous plants stimulates root nutrient uptake[J]. New Phytologist,2002,155(1):89-100.
[20]杨艳,汤玉喜,唐洁,等. 环洞庭湖区杨树人工林测土配方施肥及其与树体养分的相关性[J]. 中南林业科技大学学报,2018,38(12):103-107.尹秀,王俊,张二豪,等. PEG-6000浸种处理对甘青青兰种子萌发及幼苗抗旱性的影响[J]. 江苏农业科学,2020,48(13):168-172.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2020.13.033