不同基质配比对桢楠容器苗生长特征影响的研究

赵 丹， 谢 娜， 赵德刚，2

(1.贵州大学农业生物工程研究院/生命科学学院，山地植物资源保护与保护种质创新教育部重点实验室， 贵阳 550025；2.贵州省农业科学院，贵州省植物保育技术应用工程研究中心， 贵阳 550025)

桢楠(PhoebezhennanS.Lee)为樟科(Lauraceae) 楠属(Phoebe)常绿大乔木，是中国特有的珍贵材用和园林绿化树种，自古与樟、梓、稠并称为“四大名木”。桢楠材质坚韧，无收缩性[1]，结构致密，纹理清晰，抗虫蛀蚀，香味特殊，经济价值高，是用于建筑、雕刻、精油提取等的最佳材料[2-3]，素有“木中金子”之称[4]，主要分布在我国的四川省、重庆市、湖北省西部以及贵州省西北部等地，为国家濒危II级重点保护植物[5]。

贵州省林木资源丰富，目前已建立了3处国家级种质资源库和5处省级林木种质资源库，收集保存了楠木、伯乐树、金叶含笑等12个珍贵用材和观赏树种种质资源1 500份。容器育苗作为一项实用苗木生产技术，具有播种量少、无缓苗期、移苗根系不易损伤、成活率高、造林季节长、苗木质量和规格易于控制等特点[6-7]，在贵州楠木等树种种质资源培育与推广中被广泛运用。容器苗容器使用可自然降解无纺布，具有、保水透气、易搬运、无需回收、使用方便等优点，能够有效促进植物主根与侧根生长，保持根团完整[8]。基质是容器育苗的关键和基础，配比适宜的基质能为苗木提供充足的水分和营养物质。其中废菌棒富含有机质供植物吸收，其质地疏松，保肥性和吸水性强[9]。轻型育苗基质以农林废弃物、工业固体生物质肥料及土壤为原料[10]，制作简单，节约资源，成本低廉且易于推广。贵州省地处山区，农林牧业发达，废菌棒年产量巨大，但长期的处理和使用不当，造成了严重的资源浪费和环境污染。贵州省生态环境厅、农业农村厅曾多次召开全省废菌棒综合利用会议，强调要合理使用废菌棒，以实现资源回收利用[11]。本实验使用废菌棒、发酵过后的鸡粪/羊粪作为容器苗育苗基质原料，力求探索资源节约型、成本低廉型楠木育种产业循环发展新模式。

目前对桢楠容器育苗基质的研究多集中于不同基质配比下苗木生长特征[12-13]、肥料种类及容器规格[14]、光合特性等方面[15-16]，但对于不同基质生长下桢楠幼苗的年生长动态、苗木性状与基质配比的相关性研究较少。桢楠作为特有的珍贵用材树种和庭园观赏树种，近年来市场需求量急剧增长。为筛选经济适用且成活率高的桢楠无纺布容器育苗基质及配方，本研究采用发酵后的废菌棒、鸡粪/羊粪、农田土、珍珠岩为原材料，通过观察桢楠幼苗株高、地径年生长动态变化及生物节律，测定桢楠容器苗地上鲜干质量和地下鲜干量，并计算苗木性状与基质配比的相关性等数据，探讨10种基质的不同配比对其容器苗苗木生长及质量的影响，从而优选出最适桢楠无纺布育苗的基质配比，解决桢楠无纺布容器育苗的基质配比问题，为桢楠容器苗技术提供理论依据和技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

容器育苗试验基地设在贵州省贵阳市花溪区贵州大学国家地方联合工程研究中心。试验大棚地理位置东经106°66′40″， 北纬26°44′65″，海拔1 090 m，属亚热带季风气候，温暖湿润，四季分明，年平均气温15 ℃，最冷1月平均气温4～6 ℃，最热7月平均气温22～25 ℃，年降水量1 300 mm，无霜期339 d。圃地棚高2 m，棚内通风良好，棚顶用70%透光率的遮阳网进行遮光处理，9月下旬拆除遮阴棚。

1.2 试验材料

1.2.1桢楠种子沙藏及催芽

2019年11月下旬在贵州省铜仁市石阡县采集成熟的桢楠种子，先用自来水浸泡24 h，揉搓除去果皮，用水浮法去除漂浮瘪粒种子，保留颗粒饱满种子。再将种子与湿润河沙按1∶3的比例混合均匀进行沙藏。2020年3月上旬，采用条播法播种，把沙藏的种子取出清洗，用0.5% 高锰酸钾浸种1.0 h，用清水冲洗净，再用温水浸种24 h，阴干待播。播种后，保持苗床湿润，进行芽苗催芽。

1.2.2基质原料发酵处理

废菌棒作为食用菌种植后的废弃原料，主要成分组成由木屑、棉籽壳、稻草等，仍然富含N、P、K等营养元素。菌棒发酵处理法：菌棒塑料袋剥离，散料堆积，粉碎，微生物发酵、腐熟、灭菌后重复使用[17]。鸡粪厌氧发酵法：将鸡粪晒干后混入微生态复合活菌和食盐，按鸡粪∶复合活菌∶食盐=2 000∶5∶16比例混匀，加水拌湿，分层装入容器中，用薄膜密封[18]。

1.2.3不同基质配比

本试验釆用单因素随机区组试验设计，基质采用农田土、珍珠岩、发酵后的鸡粪/羊粪和废菌棒不同体积比配成，设置10种基质配比(表1)，3次重复，每种基质配比苗为12株。

1.3 试验方法

2020年4月上旬，将桢楠幼苗移入无纺布容器袋，每袋种植1株幼苗。移栽后放置于覆盖有遮荫网的育苗大棚里，同一基质配比处理排列在一起并做好标志。根据实际情况及时施肥和病虫害管理，同时清除杂草，确保苗木正常生长。长期保持基质湿润和大棚通风，从2020年5月下旬至2020年12月下旬，每月下旬对桢楠容器苗进行指标测定。

1.4 指标测定

1.4.1土壤含量性质测定

参照张喜等[19]的方法，每种育苗基质选取3个土壤样品，每个土壤样品1.5 kg，带回实验室去除杂草、碎石，自然风干后称取土样500 g，装袋密封，保存待测。测定土壤pH值、有机质、有效磷、速效钾、全氮、全钾、全磷、碱解氮。测定方法：pH值采用pH计法；有机质含量采用重铬酸钾-硫酸消化法；有效磷含量采用盐酸-硫酸浸提法；速效钾量采用乙酸铵浸提-火焰光度法；全氮量采用半微量凯氏扩散法；全钾量采用碱溶-火焰光度法；全磷量采用碱溶-钼锑抗比色法；碱解氮采用碱解-扩散法。

1.4.2苗木生长指标测定

参照姚小兰等[20]的方法，按照育苗技术要求，定期进行苗木管理及开展苗木生长观测。观察苗木外部形态、所有编号苗木进行苗高、地径及分枝等调查；苗高用直尺测定(精确到0.01 cm)，地径用游标卡尺测定(精确到0.01 mm)，每基质配方测定12株，对所有测定数据做好记录。运用SPSS 17统计分析软件对实验数据进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，并进行最小显著差异法( LSD 法) 进行多重比较，图表中各处理的数据均为各处理的平均值或者平均值±标准差。

生物量测定，于2020年12月下旬，根据各基质处理的平均苗高和地径，每基质处理选取3株标准株，用电子天平分别称量地上鲜质量和干质量、地下鲜质量和干质量；称量干质量时，按根、茎、叶分离后置于烘箱中先100 ℃杀青1 h，再在80 ℃恒温条件下烘24 h至恒重。根冠比：地下部分干物质重量比地上部分干物质重量[21]。苗木品质指数(QI)计算公式为：

QI=苗木总干质量 [(苗高/地径) + (茎干质量/根干质量)[22]。

2 结果与分析

2.1 不同基质配比养分含量分析

育苗基质选择与配比不同，容器育苗养分含量也会存在差异。适宜的育苗基质可为苗木生长发育提供充足的水分和养分[23]。由表 2 可知，10种基质配比的pH值变化范围，均呈中性偏碱性，有利于桢楠苗木的生长； T 7处理的基质养分含量与其他处理间差异显著(p<0.05) ，有效磷含量高于其他处理 26.7%～266.3%，速效钾含量高于其他处理97.9%～460.6%，全氮含量高于其他处理0.079%～0.332%，全磷含量高于其他处理0.088%～0.435%。除T 7处理外，与其他处理相比，对照(ck)组有机质及全氮含量最低，而碱解氮含量最高。T 1处理pH值更偏向碱性，有效磷与碱解氮含量最低。T 3处理速效钾含量最低。T 1处理和T 4处理全钾含量较高。T 5处理全钾含量较低。T 8处理pH值更接近中性， T 9处理的全磷含量最低。10种基质处理均具有一定的土壤肥力，可满足桢楠幼苗正常生长的基本需求。

表2 不同基质配比养分含量特征

2.2 桢楠幼苗当年年生长动态

2020年4月，将长势一致的桢楠幼苗移栽至10种不同配比的营养基质中，各营养基质中桢楠幼苗生长的调查时间为2020年5—12月。桢楠的生长情况具体见表3，现根据这10种不同基质配比的容器苗调查的情况，参照金苏蓉[24]的方法，分析桢楠容器苗当年的生长规律。由表3和图2可知，桢楠幼苗当年生长生长节律符合“S”型曲线，无缓苗期，生长进程呈明显的“慢—快—慢”规律。

表3 桢楠年生长动态情况

由图1和图2可知，桢楠生长的高峰期出现在当年7月、8月及9月，到11月末基本停止生长。由表3可知，在ck样地中，楠木幼林生长的高峰期为6月和9月，平均生长率为36%，其次是7月、8月，平均生长率为19%，这可能与7月、8月的光照时间与光照强度有关。由表3和图2可知，T 7处理桢楠幼苗生长率高峰在9月，其生长率为26%，平均每月增长率9%，这可能与在T 7处理中添加的育苗基质(10%+鸡粪/羊粪40%)有关。在T 2处理容器苗中，桢楠幼林生长的高峰期是在8月和9月，平均生长率为36%，这可能与在T 2处理容器袋中添加了育苗基质(10%+鸡粪/羊粪10%)有关。T 2处理容器苗每月平均生长率比T 7处理容器苗高出9个百分点。T 7处理容器袋在不同基质配中有效磷304.4 mg·kg-1、速效钾3 044 mg·kg-1、全磷0.474%；在不同基质配比中有效磷、速效钾、全磷养分含量在T 7处理容器袋中最高，可能是过高的营养成分在一定程度上抑制了桢楠幼苗的生长。

表4 不同基质配比对桢楠幼苗的影响

图1 树高总生长量

图2 树高生长量

2.3 不同基质配比对桢楠苗高和地径生长的影响

对10个营养土配方处理的桢楠苗木高生长、地径生长进行调查。不同基质配比对桢楠容器苗苗高、地径、分枝数的影响均达到显著水平(p<0.05)。桢楠容器育苗基质配比最佳配方为T 2。在此处理下，苗高生长和基径生长优势十分明显。在10种不同基质配比中，基质T 2处理平均苗高最大，达46.74 cm，是T 9基质配比处理均值的1.95倍，显著高于除T 1、T 3之外的其它处理。基质T 2处理的平均地径最大，达6.02 mm，显著高于除T 1之外的其他处理。基质T 2处理的高径比最大，达7.77，显著高于除T 3和T 1之外的其他处理。基质T 2处理的平均分枝数最大，达10.33枝，显著高于其他9个处理(见表7)。

2.4 不同基质配比对桢楠生物量的影响

不同基质配比对桢楠容器苗生物量的影响，其生物量差异性显著(p<0.05)。苗木鲜重地上生物量、地下生物量，干重叶、茎及根生物量均在T 2处理下最高，与处理ck、T 1、T 3、T 4、T 5、T 6、T 7、T 8、T 9均有显著差异。其中，T 2地上生物量鲜重为每株26.94 g；地下生物量鲜重为每株12.95 g；叶干重为每株10.11 g；茎干重为每株6.45 g；每株根干重为7.29 g；10种基质配方中苗木根冠比在0.41～0.78之间(表5)。

表5 不同基质配比对桢楠幼苗生物量的影响

2.5 不同基质配比对桢楠苗木品质指数的影响

苗木品质指数综合了多个指标，较为全面地反映了苗木的品质。苗木品质指数以T 2(农田土80%+珍珠岩10%+鸡粪/羊粪10%)处理最高，显著高于其它处理；其次是T 1(农田土90%+珍珠岩10%)和T 3(农田土80%+珍珠岩10%+废菌棒10%)；最差的处理是T 9(农田土50%+珍珠岩10%+鸡粪/羊粪20%+废菌棒20%)。

图3 不同基质配比对桢楠苗木品质指数的影响

2.6 苗木主要性状与基质配比的相关分析

由表6可见，农田土比例与苗木各项生长指标均呈正相关，农田土比例与株高、地径呈显著的正相关(p<0.05)，随着农田土比例的增大，苗木苗高、地径的均值增大。鸡粪/羊粪及废菌棒比例与苗木各项生长指标均负相关，高比例的鸡粪/羊粪及废菌棒比例将不利于桢楠苗木生长。

表6 苗木主要性状与基质配比的相关性分析

2.7 土壤养分指标与苗木生长指标的相关性

余星等[25]研究表明，土壤肥力好，植物发芽率高，生物量积累充分，且钾含量越高，苗木生长越高，适宜磷能减小高径比，适宜氮能促进植株地上、地下部分协调发展。表7数据表明，在一定条件下，苗木株高、地径、地上生物量、地下生物量、根冠比、苗木品质指数分别与土壤pH值、全磷、全钾含量的隶属函数值呈正相关但不显著；与有机质、有效磷、速效钾、全氮、碱解氮含量的隶属函数值呈负相关。其株高与有机质和有效磷的含量呈显著负相关(p<0.05)，其余各生长指标与土壤养分含量相关性较小。各土壤基质养分对苗木生长的影响有区别，有效磷养分对苗木生长影响较显著；其地上生物量、根冠比与有机质和全氮的含量呈显著负相关(p<0.05)，其余各生长指标与土壤养分含量相关性较小，表明全氮养分含量对苗木生长影响较显。

表7 不同基质配比土壤养分指标与苗木生长指标的相关性

3 结论与讨论

基质是影响容器苗生长的主要因素之一，为苗木提供充足的营养成分，较单一土壤更有利于苗木生长，其基质配比合理与否直接影响育苗的成效，可使各评价指标达到理想标准，发挥其优良的理化性[26-27]。容器袋育苗可培育壮苗，延长造林季节，促进苗木早期生长，提高栽培效果[28]。采用容器袋育苗，苗木须根多、根系发达且完整舒展。苗木抗逆性强，种植能保持相对湿度及土壤养分，减少了外界环境对幼苗生长的危害。本试验利用废菌棒、鸡粪/羊粪等进行发酵处理后，通过10种不同比例的基质配方进行桢楠无纺布容器育苗试验，比较桢楠育苗生长特征，筛选出适合桢楠苗培育的基质。

结果表明，桢楠最适的基质配方为T 2(农田土80%+珍珠岩10%+鸡粪/羊粪10%)，T 2组基质的苗高、地径增长量分别高于ck组基质的46%和9%。桢楠造林当年就能很好的生长，无缓苗期，树高年生长节律符合“S”型曲线，生长进程呈明显的“慢—快—慢”规律。楠木生长的高峰期出现在当年7—9月，11月末基本停止生长。

曾广腾等[12]研究发现，7—9月为桢楠苗木速生期。本试验7—9月为苗木生长高峰期，在此期间，应加强水肥管理，促进苗木生长，提高苗木品质质量。姚小兰等[20]研究发现，处理苗木虽有效磷、速效钾、全氮、全磷等养分养分含量显著超过其他处理，但苗高、基径优势却不明显，这表明不同基质配比各养分因素对苗木生长既相互联系又相互制约，只有各养分协调存在，才能促进苗木生长。与T 7处理的苗木生长特征相似，同时，可能与速效养分容易受到随机因素的影响有关[29]。

本研究针对不同基质配比对桢楠生长指标进行了初步探讨，通过使用废菌棒作为基质原料，合理回收利用。力求探索贵州资源节约型、成本低廉型楠木育种产业循环发展新模式，同时为桢楠无纺布容器育苗解决关键的基质配比增加了选择性，提供了一种林木速生丰产的重要技术措施。