基质理化性质对菩提树容器苗的生长效应

王 庆，刘国宇，张瑞博，李 艳*，刘安成，王 玮

(1.陕西省西安植物园，陕西省植物研究所，陕西 西安 710061；2.陕西省植物资源保护与利用工程技术研究中心，陕西 西安 710061)

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在陕西省西安植物园温室苗圃中进行，供试苗木来源于陕西省西安植物园温室30年生菩提树的自繁1年生植株，菩提树苗、苗高、地径均匀一致。供试基质材料为园土、育苗土、珍珠岩和蛭石4种材料，园土取自陕西省西安植物园，育苗土选用芬兰原装进口kekklia 0～6 mm小纤维育苗土，珍珠岩购于上海民乐3～5 mm园艺珍珠岩，蛭石购于河北3～6 mm蛭石。育苗容器选用高30 cm、口径15 cm的白色无纺布袋。

1.2 试验设计

按照体积比进行4因素、3水平正交试验，利用正交表L9(34)从81个试验点挑出具有代表性的9个基质配比(表1)。2019年5月底进行菩提苗移栽，每个处理15株，试验期间，给予相同的育苗管理措施。

表1 基质配比设计Table 1 Mixture design of different substrate proportion

1.3 测定指标及方法

1.3.1 基质理化性状的测定 容重、总孔隙度、最大持水量采用环刀法；pH 、EC值采用饱和浸提法；有机质采用重铬酸钾氧化法，全N采用凯氏定氮仪法，速效P采用钼蓝比色法，速效K采用乙酸铵浸提-火焰光度法。每个处理重复3次。

1.3.2 形态指标的测定 各处理随机选择5株生长正常的植株，种植后每隔20 d测定苗高、地径，2019年10月中旬进行破坏性采样，测定地上干重、地下干重及总干物质量。

1.3.3 生理指标的测定 叶绿素测定采用丙酮-乙醇混合浸提法；可溶性糖质量分数测定采用试剂盒蒽酮比色法，可溶性蛋白测定采用试剂盒考马斯亮蓝G-250法。

1.4 数据处理

应用Excel2010进行数据整理，采用SPSS 19.0软件对数据进行方差分析，运用Duncan法对显著性进行多重比较，进行主成分分析。

2 结果与分析

2.1 不同基质配比的理化性质

由表2可知，不同基质配比的理化性质差异性显著(P<0.05)。10种配比基质中CK的容重显著高于其他配比，总孔隙度最低。土壤pH值为7.08～7.77，差异显著。T7的电导率、有机质、全N含量最高，显著高于其他基质配比。T2的速效P最高，是最低T8的4.28倍。T3的速效K含量显著高于其他基质配比。

表2 不同基质配比的理化性质Table 2 Physical and chemical properties of substrate ratios

2.2 不同基质配比对菩提苗生长的影响

2.2.1 不同基质配比对菩提苗生长进程的影响 由图1可知，菩提树在不同基质配比下苗高生长趋势基本一致，7-9月菩提树苗高生长迅速，10月生长平稳。7月不同基质配比下菩提苗高增长无显著性差异；8月各处理间苗高增长差异性显著，CK显著高于T1、T5、T6、T7、T8、T9；9月T8菩提树苗高增长量显著高于T3、T4；10月T6、T7苗高增长显著高于T2、T3、T4、T5。7-10月整个生长阶段，T8增长量最高，T4增长量最低。

从重庆医科大学动物实验中心领取6～8周，体质量20 g左右的雄性C57BL/6 WT小鼠18只随机分为3组（每组6只），TLR4-/-小鼠18只随机分为3组（每组6只），两种小鼠的各组均分别按照以下方式给予致死剂量LPS打击后，12 h观察1次，连续6 d，统计小鼠存活率。

图1 不同基质配比下菩提树苗高增长量Fig.1 Height increment of F.religiosa seedlings in different substrates

由图2可知，菩提树地径增长在各个生长阶段间及整个生长阶段差异性不显著，但同一生长阶段内不同基质配比下差异性显著。菩提树地径增长7月T5显著高于T1，8月T1显著高于T9，10月T6、T8显著高于T5。

图2 不同基质配比下菩提树地径增长量Fig.2 Diameter increment of F.religiosa seedlings in different substrates

2.2.2 不同基质配比对菩提苗形态指标的影响 由表3可知，基质配比对菩提苗的苗高、地径及高径比均无显著影响。T8苗高最高(64.78 cm)，高于对照，其余处理均<对照，T4苗高最低，仅为44.33 cm。CK地径最高，为1.47 cm，其次为T5、T7，分别为1.46 cm和1.44 cm， T3、T9处理地径最低，为1.07 cm和1.06 cm，比对照低27.21%和26.53%。T9高径比最高，为52.68，T5高径比最低，为34.98。

表3 不同基质配比下菩提苗的形态指标Table 3 Morphological indexs of F.religiosa seedling under different substrates

2.2.3 不同基质配比对菩提苗生物量的影响 由表4可知，不同基质配比下菩提苗的地上干重、根部干重、根冠比、总干重及质量指数差异性显著。T8地上干重、根部干重、总干重及质量指数显著高于CK,T1的根冠比最高。

表4 不同基质配比对菩提苗生长指标的影响Table 4 Growth indexes of F.religiosa seedling under different substrates

2.3 不同基质配比对菩提苗生理指标的影响

不同基质配比下菩提苗叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量均无显著性差异(表5)。T8的叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量均最高，分别为27.71 mg·g-1、2.77 μg·mL-1、0.58 g·L-1；而T5的叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量均最低，分别为18.02 mg·g-1、1.80 μg·ml-1和0.34 g·L-1。

表5 不同基质配比对菩提苗生理指标的影响Table 5 Physiological indexes of F.religiosa seedling under different substrates

2.4 基质理化性质与菩提苗生长的相关性

基质的理化性质与菩提苗生长及生理指标之间的相关性分析表明(表6)：基质的容重、总孔隙度，EC值、有机质含量、全N含量均与菩提树容器苗生长无显著相关性，而速效P、速效K含量与地上干重、总生物量及质量指数呈显著负相关，土壤pH与根冠比呈显著负相关。可见，速效P和速效K主要影响菩提树容器苗的干物质量的积累。

表6 基质理化性质与菩提苗生长的相关性Table 6 Correlation between physical and chemical properties of the substrates and growth of F.religiosa seedlings

2.5 基质配比对菩提苗生长和生理指标影响的综合评价

影响菩提树容器苗生长的因子有很多，通过主成分分析的方法可以简化分析过程，解决不同基质对菩提树容器苗生长的影响，选择出最适基质配比。通过对菩提苗的8个生长和生理指标进行主成分分析，共获得3个主要成分，累计贡献率93.636%(表7)，用Yi表示各主成分，得出各主成分线性方程：

Y1=0.46X1+0.44X2-0.16X3+0.46X4+0.43X5+0.29X6+0.05X7+0.29X8

(1)

Y2=-0.15X1-0.11X2+0.30X3-0.14X4-0.26X5+0.54X6+0.45X7+0.54X8

(2)

Y3=-0.09X1+0.26X2+0.74X3+0.02X4+0.05X5+0.29X6+0.08X7+0.07X8

(3)

由表7可知，第1主成分中菩提苗总生物量载荷最大，达到0.980，地上干重、地下干重以及质量指数载荷也较大，>0.900，第1主成分综合了地上干重、地下干重、总生物量、质量指数等变量信息，主要反映了菩提树的生长情况，方差贡献率为56.341%，第2主成分中叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量等变量信息主要反映了菩提树的生理状况，方差贡献率为23.675%；第3主成分是根冠比的载荷较大，方差贡献率为13.619%。

表7 不同基质配比菩提苗生长和生理指标的主成分分析Table 7 Principal component analysis of growth and physiological indexes of F.religiosa seedlings with different substrate

按照综合得分选用各自的方差率作为权重，进行综合评价。综合评分方程为ZF=56.341%×Y1+23.675%×Y2+13.619%×Y3，结果见表8，通过综合得分，排名第1位为T8，其次为T7。最不适宜菩提树生长的基质配比为CK，即园土。

表8 不同基质配比对菩提苗生长综合得分Table 8 The comprehensive scores of different substrate ratios on the growth of F.religiosa seedlings

3 结论与讨论

基质为植物根系提供养分，其理化性质直接影响植物的生长发育[10]，因此，在植物容器育苗中基质的配比与选择对提高苗木质量有着重要的意义。容重是基质的关键物理性状之一，适当的容重有利于苗木的生长[11]，一般理想基质的容重为0.1～0.8 g·mg-3，孔隙度范围为54%～96%[12]。本研究中几种基质配比的理化性质比较结果表明：除CK的超出理想基质的容重外，其余基质的容重、总孔隙度均属于理想基质范畴，均能保证菩提苗的正常生长。土壤pH、EC值影响植物生长及养分的吸收，本研究中各基质配比土壤pH值为7.08～7.77，大部分超出理想基质pH6.0～7.5[13]的范畴，但菩提树容器苗生长状况良好，说明菩提树生长对土壤pH要求不严格，土壤pH值不是菩提苗生长的决定性因素。电导率EC值反映基质中的可溶性盐分，<2.6ms·cm-1植物生长正常，EC值过高会导致烧苗[13-14]，本研究中各基质配比的EC值在0.216～0.318 ms·cm-1，均<2.6 ms·cm-1，菩提苗可以正常生长。基质配比对苗木生长、生物量累积受根系发育影响，容器苗苗高、地径和全株生物量与根体积存在着显著的交互效应[4]。本研究中，10月试验结束时所有处理的苗高和地径无显著差异，但9月T6、T7、T8苗高增长量提高，这可能是由于T6、T7、T8基质下，菩提树根系生长良好，能够与基质形成比较紧密的根团土，从而促进菩提树容器苗的生长。

植物的生物量是评价苗木生长状况的重要指标，其苗高、地径等是影响苗木质量的重要指标[15-17]。本研究中T8的苗高、地上干重、根部干重、总干重以及总的质量指数均最高，显著高于CK，说明T8对于菩提树生长有促进作用。叶绿素质量分数是植物营养状态的重要指标，叶绿素含量越高，越有助于植物的光合作用[18]。可溶性糖含量是植物光合产物的积累产物，是植物能量来源的主要物质，其含量高表明光合作用正常，也是评价容器苗质量的关键指标[19-20]。可溶性蛋白质可以反映植物体内的代谢水平，其含量是了解植物代谢的重要指标[21]。本研究中，T8处理的菩提树叶片叶绿素质量分数、可溶性糖及可溶性蛋白含量最高，T5最低，说明T8处理下菩提树的光合能力更强，光合产物积累最多，有助于菩提苗生长。

通过相关性分析，发现基质配比中速效P和速效K含量与地上干重、总生物量及质量指数呈显著负相关。相关研究表明，适量的养分供给能够促进植物的产出最大化，超过最适供养量会抑制苗木的生长[22-23]。因此，速效P、速效K含量的高低可能是决定菩提树容器苗生长优势的关键因素，具体的合理范围还有待进一步研究。

在7-10月试验周期中，虽然不同基质配比对菩提树形态指标无显著影响，但对菩提树容器苗生长指标及生理指标进行综合分析认为，菩提苗生长的最佳基质配比为T8，其基质配比体积比为园土∶育苗土∶珍珠岩∶蛭石=2∶3∶1∶4，其容重为0.71，总孔隙度70.57，pH值7.77。10种基质中，T8、T7、T6的菩提苗木生长状况优于其他基质，可作为菩提树容器苗的理想基质，而CK、T2、T3、T4的生长发育明显受到抑制，可作为菩提盆景栽培中限制菩提生长的基质配比。本研究仅讨论了不同基质对菩提树容器苗生长的影响，在生产中其生长还受到其他因素的影响，如容器规格、水肥条件、光照条件、根系生长等，还有待下一步研究。