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(1.中国热带农业科学院 橡胶研究所,海南 海口 571101;2.农业部儋州热带作物科学观测试验站,海南 儋州 571737)
一般的橡胶树苗木较为矮小,定植后需要精细抚育,因而花费较高,且间作生产受限。橡胶树高截干苗是大型苗木,可缩短非生产期,但育苗和大田定植技术都很复杂,且定植成活率不稳定。利用筒苗培育技术培育的橡胶树大筒苗(小筒苗扩大版),有望获得类似于以高截干技术培育的大型苗木,这类苗木为根系发达的全苗,因而可以解决高截干育苗和定植方面存在的问题,进而可缩短大田非生产期,还可减少大田抚育管理所需用工[1-2]。至于采用加大版橡胶树小筒苗的育苗技术[3]能否培育出大筒苗,对此问题尚需探讨和试验验证。
育苗基质是容器苗生长发育的载体。前人研究认为,泥炭和蛭石(珍珠岩)的混合物是容器育苗的理想基质[4],这种基质可普遍用作蔬菜、瓜果、林木等穴盘苗或容器苗的培育基质[5-7]。近年来,有关研究者将以各种农林废弃物(秸秆、木薯渣、煤灰、菇渣、腐殖土、锯末等)为主要原料,添加适量的缓释肥、腐殖酸、堆肥等配制而成的轻基质作为环境良好型的容器育苗基质[8-15]。
橡胶树小筒苗的育苗基质是表土、椰糠和厩肥等[16-20]原料的混配物。为了培育大生长量、长根系而轻质量的大筒苗,本研究以泥炭土、椰糠和表土及其混合物为基质进行试验,并定期定量追施微补肥[21-22],以期筛选出适宜的橡胶树大筒苗育苗基质,探索橡胶树大筒苗的培育方法。
试验地设在中国热带农业科学院橡胶研究所栽培保护性基地A 点苗圃内(109°29′E、19°30′N),海拔115 m。试验地位于海南省西北部的儋州市[23]那大镇宝岛新村,北部湾之东畔,东亚大陆季风气候区的南缘,属热带季风气候,夏无酷暑,冬无严寒。全年日照时数1 967 h,年平均风速为1 ~4 m/s,年平均气温约为23.5 ℃,年均降水量为1 815 mm,年平均径流深579 mm,年地表径流量为18.90 亿 m3。试验地阳光充足,雨水充沛,能满足橡胶树等热带作物的生长需求。
试验用的育苗筒和配件为自主设计的上口径15 cm、下口径2 cm、高60 cm 的中空锥形筒及配套支架[1];供试的表土取自试验地的苗圃内;试验用的苗木为该苗圃内培育的小苗芽接苗;试验所用的泥炭土、椰糠[20]和微补肥均为商购品。泥炭土的纤维长度为0 ~10 mm,其pH 值为5.50 ~6.00;椰糠砖低盐、已消毒无菌,其pH 值为5.00 ~6.50,电导率<1 ms/cm;微补肥是平衡型的,N+P2O5+K2O ≥50.00%,Cu+Fe+Mn+Zn+B ≥0.20%~3.00%。
采用泥炭土、椰糠和表土为原料,按不同的体积比将其配制成6 种育苗基质,各处理的编号及泥炭土与椰糠的体积比分别为T1(1∶0)、T2(1∶1)、T3(1∶2)、T4(1∶3)、T5(0∶1),以表土处理(T6)为对照,每小区30 株,3 次重复。各处理所用育苗基质的质量、pH 值、有机质及营养成分含量见表1。其中,T6 处理所用基质的质量约为其余各处理的3.80 倍,其有机质含量为其余各处理的1/32,其全氮含量为其余各处理的1/50,其全钾含量是T1 处理的4.50 倍;各处理所用基质的pH 值及其全磷含量的差异均不明显。
表1 各处理所用育苗基质的质量及其营养成分含量Table 1 Substrate mass and nutrient composition of each treatment
2018年5月在90%的遮阴棚[24]内,将泥炭土、椰糠、表土按试验设计的体积比混匀后装入育苗筒中,将装好基质的育苗筒置于配套支架上,并按筒底离地高8 cm、行距为60 cm 的规格悬空排列[25-26];然后选取砧木直径约为1.6 cm 的小苗芽接苗移栽于育苗筒中,其品种为‘热研7-20-59’,进行常规的病虫草害防治及浇水管理,每隔10 d施入微补肥300 mL/株[21-22],待大多数苗木长至6 蓬叶且物候处于稳定期才出圃,出圃前炼苗2 d[27],按常规袋育苗的定植方法进行大田定植。
当每蓬叶物候稳定时每小区各选取10 株具有代表性的大筒苗,对其株高、茎粗、叶蓬距、叶片数等生长指标进行观测。采用卷尺测量株高和叶蓬距,采用数显游标卡尺测量茎粗;抽芽率、出圃率及定植成活率分别为每小区大筒苗的抽芽株数、出圃株数和定植成活株数占种植总株数的百分比,待大筒苗出圃时观测叶蓬数、总鲜质量(总质量-基质质量),同时采集其叶片,分析叶片中的养分含量。
用pH 计测定育苗基质的pH 值;采用重铬酸钾容量法——外加热法测定有机质含量;采用紫外分光光度法分别测定育苗基质中的全氮、全磷及叶片中的N、P 含量,采用火焰分光光度法测定育苗基质中的全钾和叶片中的K 含量,采用原子吸收分光光度法测定叶片中的Ca、Mg 含量[28]。
采用Excel 2016 和DPS 17.10 软件进行数据统计和分析,用Duncan’s 新复极差法进行方差分析和显著性比较,按照下列公式计算壮苗指数[29],采用隶属函数法[15,30]进行综合评价。
式中:Ui为某个处理某项指标的隶属函数值,i表示某项指标;Xi为某个处理某项指标的测定值,Xmax为某项指标的最大值,Xmin为某项指标的最小值。
各处理橡胶树大筒苗的接穗生长势因育苗基质配比的不同而存在明显的差异,各处理大筒苗各生长参数的测定结果见表2。表2表明,各处理的抽芽率从大到小依次为T6 >T5 >T2 >T3 >T4 >T1;其中,T6 的抽芽率最高(98.70%),T1的抽芽率最低(62.67%),两者相差约36.03%。泥炭土与椰糠混配基质处理T2、T3、T4 的株高均接近2.10 m,其茎粗均约1.80 cm,均极显著(P<0.01,下同)大于单一基质处理的T1、T5和T6;T6 的高径比最高(12.77),T5 的高径比最低(10.86),而其余处理间无明显差异。各处理的橡胶树大筒苗生长至6 蓬叶出圃时,T2 的总叶片数有80 片,每蓬叶生长出的三出复叶平均约有13 片,显著(P<0.05,下同)多于其余各处理的,比总叶片数最少的T6 平均每蓬叶生长出的三出复叶数多了1 片。就橡胶树大筒苗的生长参数(株高、茎粗及总叶片数)来看,泥炭土与椰糠的混配基质(T2、T3、T4)相较于单种基质(泥炭土T1、椰糠T5、表土T6)更适用于培育大筒苗。
表2 各处理大筒苗的生长参数†Table 2 Growth parameters of large polytube-raised buddings of each treatment
叶蓬抽生距离的长短在一定程度上能反映出育苗基质的养分状况,各处理的橡胶树大筒苗的叶蓬距如图1所示。由图1可知,各处理的橡胶树大筒苗第1 蓬叶的叶蓬距均较长,其余每蓬叶之间叶蓬距的长短表现不一致。T1、T3 和T4 处理橡胶树大筒苗的叶蓬距的长短变化基本一致,均呈先降低后增加的变化趋势,抽生出第1 蓬叶时其叶蓬距均最长,抽生出第4 蓬叶时其叶蓬距均降至最短,之后略有增长;T2 和T6 处理的叶蓬距均呈逐渐缩短的变化趋势;T5 处理的叶蓬距从抽生出第2 蓬叶开始便呈逐渐增长的变化趋势。将橡胶树大筒苗的胚苗(裸根芽接桩)芽接成活后移栽于各种配比的育苗基质中,在接穗抽芽的同时其根系开始伸长,主要依靠砧木养分抽生第1蓬叶的叶蓬距相对较长;后期叶蓬的生长因受基质中养分的影响而表现出不同的变化趋势。
图1 各处理大筒苗每蓬叶的叶蓬距Fig.1 The leaf-umbrella distance of large polytube-raised buddings of each treatment
当橡胶树大筒苗培育至6 蓬叶出圃时,各处理接穗的出圃参数因培育基质的配比不同而表现出各种水平的差异性,试验结果见表3。由表3可知,T3 的叶蓬数显著高于T6,其余处理间无明显差异;T2 的整株苗木的总鲜质量为618.67 g,极显著重于其余各处理的,比总鲜质量最轻的T5 重172.67 g;T2 的壮苗指数为16.80,极显著高于其余各处理的,约为壮苗指数最低的T6 的1.40 倍;T6 的出圃率达97.41%,比出圃率最低的T1 的高41.41%,而T2、T3、T4 和T5 的出圃率不等,为85.35%~90.70%;T2、T3 和T5 的定植成活率均为100.00%,极显著高于T1、T4 和T6,但各处理的定植成活率均在97.09%以上。橡胶树大筒苗因育苗基质的配比不同,各处理间总鲜质量、壮苗指数和出圃率的差异均较大;若苗木能达到出圃要求,其在大田定植的成活率均较高,这样既可降低橡胶树非生产期幼苗抚育管理的补苗难度,又能提高幼龄胶园林相的整齐度。
当橡胶树大筒苗达到出圃要求时,各处理顶蓬叶片中的养分含量见表3。由表3可知,大筒苗顶蓬叶片中氮和钾的含量,单一基质处理的T1、T5、T6 极显著或显著高于混配基质处理的T2、T3、T4;T6 的顶蓬叶片中磷、钙和镁的含量均极显著最小,T3 叶片中的磷含量、T1 叶片中的钙含量、T5 叶片中的镁含量均显著最大,其余处理间其含量均无明显差异。当橡胶树大筒苗生长至6 蓬叶出圃时,各处理顶蓬叶片中N、Ca、Mg 的含量均较缺失,尤其是T6 顶蓬叶片中Ca、Mg 的含量均极度缺失;各处理顶蓬叶片中的P 含量均很丰富,其K 含量均处于正常范围中。
表3 各处理大筒苗的出圃参数Table 3 The nursery parameters of large polytube-raised buddings of each treatment
采用隶属函数法对橡胶树大筒苗的生长参数及出圃参数进行了综合评价,各处理各指标(抽芽率、株高、茎粗、总叶片数、叶蓬数、总鲜质量、壮苗指数、出圃率及定植成活率)的隶属函数值及综合评价结果见表5。用不同育苗基质培育的橡胶树大筒苗其育苗效果的综合排名为:T2 >T3 >T4 >T5 >T6 >T1。各处理中,T2 的基质配比(泥炭土∶椰糠=1∶1)最好,其隶属度平均值为0.92;其次是T3 的基质配比(泥炭土∶椰糠=1∶2),其隶属度平均值为0.85;再次是T4(泥炭土∶椰糠=1∶3)与T5(椰糠)的基质配比,其隶属度平均值分别为0.69 和0.56;最差的是T1(纯泥炭土)和T6(表土对照),其隶属度平均值分别为0.23和0.26。
表4 各处理大筒苗出圃时叶片中的养分含量Table 4 The leaf nutrient of large polytube-raised buddings of each treatment %
表5 各处理大筒苗的各项评价指标的隶属函数值和综合评价结果Table 5 The subordinate function value and comprehensive evaluation indexes of large polytube-raised buddings in each treatment
从各种基质的理化性质来看,各种基质的pH值为4.89 ~5.66,其矿质养分中有机质、全氮、全磷和全钾的含量均适合橡胶树的生长需求。但是,泥炭土与椰糠混配基质处理T2、T3、T4 的大筒苗的株高均接近2.10 m,其茎粗均约1.80 cm,均抽生6 蓬以上叶片,且每蓬叶生长出的三出复叶平均约有13 片,其总鲜质量、壮苗指数等生长指标值较单一基质处理T1、T5和T6的都要高一些,其叶片中的养分含量也均相对稳定平衡,不似单一基质处理的叶片N、K 含量较高而P、Ca、Mg含量较低;尤其是T2(泥炭土∶椰糠=1∶1)的生长指标和出圃参数均表现较好,这与本课题组前期对橡胶树小筒苗[16-17,20]的研究结果一致。采用隶属函数法对6 种育苗基质的育苗效果进行了综合评价,结果表明:T2(泥炭土∶椰糠=1∶1)的综合排名最高,这种混配基质可以用作橡胶树大筒苗的最佳育苗基质;其次为T3(泥炭土∶椰糠=1∶2)的混配基质。若考虑育苗基质的生产成本及资源的可再生利用,则可适当降低泥炭土的比例(T4,泥炭土∶椰糠=1∶3)或直接选用椰糠砖(T5)作为育苗基质,以单一的泥炭土基质(T1)培育的苗木,其长势虽不错,但其接穗抽芽率和出圃率均较低,以农田表土(T6)作为基质培育的苗木,其接穗抽芽率及出圃率虽然都较高,但苗木长势较差且基质质量太重,均不适用于橡胶树大筒苗的培育。这与橡胶树袋育苗[18-19]的研究结论基本吻合,即多种农林废弃物的混配基质较单一的农田表土更适用于橡胶树苗木的培育,而且比较环保,还有资源可再生利用的优点。
以泥炭土∶椰糠比=1∶1 的混配基质为培育基质,按所设体积比混匀后装入育苗筒中并置于配套支架上,按筒底离地高8 cm 悬空排列[25-26],行距60 cm;选取砧木直径约为1.60 cm 的小芽接桩栽种于育苗筒中,每隔10 d 施微补肥300 mL/株[21-22],然后进行浇水和病虫草防治等常规管理,待大多数苗木长至6 蓬叶物候稳定时,炼苗2 d 后才出圃[27]。采用这一培育方法在12 个月内可以培育出6 蓬叶以上或苗高约2.10 m 以上、茎粗在1.80 cm以上的大型全苗,即橡胶树大筒苗。采用常规定植技术将该苗木定植于大田,其成活率可达97.09%以上,且苗木恢复生长快。但是,试验中橡胶树大筒苗育苗筒的离地高度、胚苗砧木的直径、水肥抚育管理措施、遮阴度、出圃炼苗天数及苗木出圃标准都是参照橡胶树袋育苗、小筒苗、组培苗及高截干等育苗技术规程或经验值而设定或制定的,至于这些规格和措施是否适宜于橡胶树大筒苗的培育或者是否有更具体更科学的培育措施,对此还需深入研究。
研究中发现,T1 的接穗抽芽率仅为62.67%,其出圃率仅为56.00%,两者均明显低于其他各处理的。究其原因,可能是纯泥炭土未添加蛭石等其他辅助育苗基质,导致其持水性及透气性稍差;加之试验采用的泥炭土是水藓泥炭,属于低位泥炭土亚类,多分布于低湿地,其造炭植物属富营养型,主要为灰分含量较高的苔草类草本植物,泥炭层有机质含量高达66.80%,故有可能抑制苗木的萌发抽芽及生长发育。另外,各处理所采用的微补肥措施是一致的,但微补肥的作用是否掩盖了育苗基质在肥力上的差异,或与育苗基质间是否存在互作等问题,也有待于进一步的研究。