基质、容器和叶面肥对辽东栎无纺布容器苗生长的影响

韩丽君

（山西省林业和草原科学研究院，山西 太原 030012）

辽东栎（Quercus liaotungensis）隶属壳斗科（Fagaceae）栎属（Quercus），是多年生落叶乔木。由于具有较强抗逆性、耐寒、耐干旱和耐贫瘠等优点，辽东栎已成为干旱和半干旱地区重要造林树种之一［1，2］。辽东栎木材广泛用于建筑、矿柱、船舶等行业［3，4］。因此，辽东栎具有重要的生态、经济价值，其苗木成为市场紧缺树种之一，大力开发和推广辽东栎育苗技术是解决当前苗木紧缺的重要手段之一，具有非常重要现实意义。

传统辽东栎育苗以大田裸根培育为主，该技术优点是技术要求低、培育便捷、成本低、苗木根系生长正常等［5，6］，缺点是占地大、周期长、造林季节短、造林成活率低、造林后缓苗期长等［7，8］。鉴于传统育苗难以满足辽东栎苗木的市场需求，一些新技术已应用于辽东栎育苗，其中以容器育苗最受关注。例如，杜枫［9］研究了太行山林区辽东栎容器育苗，慕占智等［10］研究了六盘山区辽东栎容器育苗。相对于传统育苗，容器育苗优势在于种子发芽早、发芽率高、苗木生长快、根系发育好、起苗运苗不伤根、造林成活率高等［11，12］。容器育苗也受多种因素影响。首先是基质，它是影响容器育苗生长的关键因素之一［13］。目前辽东栎容器育苗试验大多是单一基质培育。有试验发现，辽东栎育苗基质以森林腐殖质或混合生物有机肥或者充分发酵过的农家肥（比例为10∶1 左右）为最佳［14］。在甘肃子午岭的一项辽东栎容器育苗结果试验显示，该地区最佳基质是黄绵土40%、腐殖土40%、熟化有机肥16%、过磷酸钙2%、硫酸亚铁2%配制［15］。此外，在山西太行山［9］、宁夏六盘山［10］等地的试验表明，不同区域辽东栎容器育苗所用基质不同。由于这些试验均用单一基质，难以反映不同基质对辽东栎容器育苗的影响。近年来，开始出现了同一试验中用2 种基质培育苗木，如杜建彬［16］用2 种基质进行辽东栎容器育苗，但缺少培育的结果与分析。因此，开展多基质比较研究非常紧迫，有助于优选辽东栎容器育苗基质。其次，容器规格对容器苗生长也产生显著影响。蔡寅夏［14］认为辽东栎常用的容器育苗规格为20 cm×15 cm、21 cm×17 cm、23 cm×18 cm 等，在此范围内，容器越高越有益于苗木根系发育，容器越大越有利于延长出圃周期。有研究发现，辽东栎容器育苗的容器规格以13 cm×18 cm 为佳［17］。不同试验所用的容器规格不同，且这些研究均未同时进行多种基质育苗，难以通过比较研究手段优选出辽东栎容器育苗最佳容器规格。再次，喷施叶面肥替代根际施肥被认为是提高育苗质量的一种重要手段［18］。然而，喷施叶面肥至今未见在辽东栎容器育苗研究中应用，其效果如何有待于研究。此外，基质、容器规格、叶面肥三者间可能存在互作效应，其对苗木生长影响有可能不同于单因素、双因素的影响，因此有必要综合考虑3 种因素对辽东栎容器育苗的影响，目前少见相关报道。

本研究以辽东栎为研究对象，通过析因试验设计培育辽东栎容器苗，分析不同处理下苗木表型和生物量数据，研究基质、容器规格、叶面肥对辽东栎无纺布容器苗生长指标的影响，并筛选出最佳的育苗条件，旨在为促进辽东栎容器育苗技术发展和推广提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于山西省临汾市襄汾县邓庄镇西侯村的山西碧秀农林开发有限公司苗木培育基地（N35°52′51″，E111°31′53″），海拔为 490 m。试验区属于温带季风气候，四季分明，春秋短暂、冬夏漫长，春季干旱多风沙，夏季炎热多雨，冬季较寒冷干燥；年平均气温11.5 ℃，最低月均温（1 月）−4.5℃，最高月均温（7 月）为26 ℃；年降水量约550 mm，主要集中在 7、8 月份，无霜期约 185 d。

1.2 试验材料

试验用辽东栎种子采自山西省关帝林局真武山林场辽东栎天然林分内，种子单粒质量4.0±1.0 g，种长 21.61±2.14 mm，种宽 17.66±1.49 mm，单粒体积3.65±0.89 cm³，碗疤直径10.73±1.26 mm。育苗容器为自制无纺布容器袋。基质材料为蛭石、珍珠岩、泥炭、腐熟松针和腐熟杨树皮。叶面肥分别是菌碳氮复合肥（N≥25.0%，山西凯盛生物科技有限公司）、磷酸二氢钾（P2O5≥52%，K2O≥34%，成都一心螯合化工产品有限公司）、氨基酸水溶肥料（100 g·L-1，河南顶品化工产品有限公司）、鼠李糖脂（60 g·L-1，西安瑞捷生物科技有限公司）等配制而成。

1.3 试验设计

试验采用析因设计，共设3 个因素，每个因素设 3 个水平。基质（J）设 3 个配方（J1，V蛭石∶V珍珠岩∶V泥炭=1∶1∶2；J2，V蛭石∶V珍珠岩∶V腐熟松针=1∶1∶2；J3，V蛭石∶V珍珠岩∶V腐熟杨树皮=1∶1∶2）。容器规格按无纺布容器袋大小设 3 个水平（B1：φ=6 cm，H=12 cm；B2：φ=6 cm，H=20 cm；B3：φ=6 cm，H=25 cm）。叶面肥设置 3 个配比（Y1，WN∶WP∶W氨基酸∶W鼠李糖脂=5.4∶ 2.7∶ 1.35∶ 0.27；Y2，WN∶WP∶W氨基酸∶W鼠李糖脂=5.4∶2.7∶1.35∶0.81；Y3，WN∶WP∶W氨基酸∶W鼠李糖脂=5.4∶2.7∶1.35∶1.08，其中 N表示菌碳氮复合肥，P 表示磷酸二氢钾）。共设27个处理（表1），每个处理4 次重复，每个重复30 株，随机区组排列。

表1 试验因素及试验处理Table 1 The influence factor and different treatments

2019 年4 月，在设有自动喷灌设施的日光温室内育苗架上进行播种育苗，苗木管理措施一致，辽东栎幼苗初生叶片完全成熟后，每10 天雾状喷施叶面肥1 次。2019 年8 月叶片生长旺盛时，测量全部植株的叶绿素相对含量和快速叶绿素荧光诱导动力学参数，10 月中旬植株生长基本停滞时，测量全部植株的苗高、地径、地下干重、地上干重，并计算单株的根冠比。叶绿素相对含量用叶绿素测定仪（SPAD-502Plus，KONICA MINOLTA，日本）测定。将植株完整挖出，用蒸馏水清洗干净，再将地上部与地下部分开，置于105 ℃烘干箱杀青30 min 后，于75 ℃烘干至恒重，测定单株的地上部分干重和地下部分干量，按照公式“根冠比=地下部分干重/地上部分干重”计算根冠比。

1.4 数据处理

采用方差分析法（ANOVA）对不同处理下的苗木生长指标的差异进行分析。育苗方案综合评价采用模糊数学隶属函数法，具体方法如下：

（1） 苗木生长正相关指标

（2） 苗木生长负相关指标

式中，X（μ）为i种植物指标隶属函数值；Xij为i种植物j指标值；Xmin和Xmax分别为j指标中最小值和最大值。

计算不同育苗方案中不同生长指标的隶属函数值并累加，而后求平均值，该值即为育苗方案综合评估值，以得分最高者为最优。

2 结果与分析

2.1 基质对辽东栎容器苗生长的影响

由图1 所见，株高、地茎、地下干重、地上干重均以 J3 最高（分别是 62.52 cm，6.40 mm、8.13 g和 5.89 g），J1 最 低 ；根 冠 比 恰 相 反 ，以 J1 最 高（1.63），J3 最低（1.39）；叶绿素相对含量在 J2、J3较高，而在J1 较低。方差分析（ANOVA）表明，除了叶绿素相对含量在不同基质中差异不显著外（F=2.89，P=0.075），其余指标均差异显著（株高 ：F=4.52，P=0.046；地 径 ：F=8.92，P=0.001；地下干重：F=12.83，P=0.000；地上干重：F=5.64，P=0.010；根冠比：F=6.57，P=0.005）。可见在3 种基质中，J3 比其他基质更有利于辽东栎容器苗的生长。

图1 基质配方对辽东栎容器苗生长的影响Fig.1 The effect of substrate on the growth of Q.liaotungensis containerized seedlings

2.2 容器规格对辽东栎容器苗生长的影响

从图2 可以看出，株高、地径、叶绿素相对含量、地下干重、地上干重、根冠比等最高值分别为67.60 cm，6.34 mm、59.38、8.32 g、5.46 g 和1.55，均出现在B3，即最大规格容器；除根冠比外，最低值均出现最小规格容器处理中（J1）。与最小容器规格相比，最大容器规格的株高、地径、叶绿素相对含量、地下干重和地上干重等分别提高了42.81%、35.91%、26.27%、30.05% 和 29.16%。方差分析表明，除了根冠比在不同容器规格处理中差异不显著外（F=0.39，P=0.683），其余指标均差异显著（株高：F=26，P=0.000；地径：F=9.64，P=0.001；叶绿素相对含量：F=11.53，P=0.000；地下干重：F=4.63，P=0.020；地上干重：F=11.67，P=0.000）。由此可见，随着容器规格增大，各生长指标均呈现显著增加，表明容器规格不仅影响了幼苗的形态特征，也影响了叶片的生理指标。

图2 容器规格对辽东栎容器苗生长的影响Fig.2 The effect of container size on the growth of Q.liaotungensis containerized seedlings

2.3 叶面肥对辽东栎容器苗生长的影响

从图3 中可见，株高和叶绿素相对含量随鼠李糖脂含量增加分别增加了4.65%和5.96%；根冠比随鼠李糖脂含量增加而下降，降幅为6.69%；地径、地下干重和地上干重均随鼠李糖脂含量增加呈现先升后降的变化趋势，最低值均出现在Y1。方差分析表明，所有生长指标均差异不显著（株高 ：F=0.12，P=0.887；地 径 ：F=0.30，P=0.742；叶绿素相对含量：F=0.35，P=0.710；地下干重：F=0.64，P=0.534；地上干重：F=0.49，P=0.618；根冠比：F=0.88，P=0.428），表明在叶面肥中增加鼠李糖脂含量对辽东栎生长影响不明显（图3）。

图3 叶面肥对辽东栎容器苗生长的影响Fig.3 The effect of foliar fertilizer on the growth of Q.liaotungensis containerized seedlings

2.4 不同因素及其互作效应对辽东栎容器苗生长的影响

不同因素及其互作效应对辽东栎容器苗生长影响见表2。从表2 中F 值可以看出，单因素时，3种因素对株高、地径、叶绿素相对含量和地上干重影响大小是：容器规格＞基质＞叶面肥；对地下干重影响大小是：基质＞容器规格＞叶面肥；对根冠比影响大小是：基质＞叶面肥＞容器规格。可见，容器规格和基质对容器育苗影响较大，而叶面肥影响较小。双因素时，只有基质和容器规格的互作效应对株高、地径和相对叶绿素含量的影响达到显著水平，其他双因素互作效应影响不显著。三因素时，除根冠比受到影响不明显外，其他生长指标都受到显著影响。

表2 多因素方差分析（F 值）Table 2 Multivariate analysis of variance（F value）

2.5 辽东栎容器育苗方案优选

利用模糊数学中隶属函数方法，综合各个因素对辽东栎容器苗生长的主作用和互作效应，以差异性达到显著水平的株高、地径、相对叶绿素含量、地下干重和地上干重的隶属值均值作为优选标准，计算辽东栎容器育苗不同方案的综合评价值（表 3）。由表 3 可见，最佳方案为 J3B3Y2，即基质 为V蛭石∶V珍珠岩∶V腐熟杨树皮=1∶1∶2、容 器 规 格 为（φ=6 cm，H=25 cm）、叶面肥配比为WN∶WP∶W氨基酸∶W鼠李糖脂=5.4∶2.7∶1.35∶1.08。

表3 辽东栎容器育苗方案优选Table 3 Optimized selections of Q.liaotungensis containerized seedlings

3 讨论

容器苗生长受到多种因素影响，例如基质种类和配方、容器大小、叶面肥种类和配比等。本研究发现，基质显著影响辽东栎容器苗多个生长指标，如株高、地径、地下干重、地上干重、根冠比等。这是因为基质作为植物主要矿质营养来源，显著影响植物生长。研究表明，植物生长与基质密切相关，良好的基质是植株生长的关键因素之一［19］，基质的保水性、透气性、团粒结构、松软程度、养分条件等都是影响苗木生长的重要因子［20~22］。在本研究所用3 种基质中，J3 基质育苗效果最好，是因为J3 主要成份为腐熟杨树皮，其能较好模拟辽东栎林下种子自然更新的微生境，从而促进辽东栎容器苗生长。传统容器育苗的基质以泥炭为主［23，24］，与泥炭具有良好的理化性质相关。在本研究中，以腐熟杨树皮为主要组分的基质，其容器苗生长指标大多优于泥炭处理组（图1），表明腐熟杨树皮具备有替代泥炭的潜质。此外，腐熟杨树皮造价低于泥炭，有利于降低辽东栎容器育苗成本，加之腐熟杨树皮属于可循环利用的资源，对发展绿色循环经济有较大帮助。

容器大小是影响容器育苗的重要因素［25］。通常认为，容器规格越大，苗木生长空间越充足，越有利于苗木生长，特别是对于侧根发达植物，容器苗生长与容器规格的关系更加明显。例如木荷在规格为5.5 cm×10 cm 和5.5 cm×12 cm 的无纺布容器中培育出的苗木生长显著优于较小容器（5.5 cm×8 cm）中的［24］。辽东栎属于深根性树种，其根系发达、地下部分异速生长明显［26］，因此较大容器更有利于其生长。本研究中，当容器直径为6 cm、高为25 cm 时，辽东栎苗木生长明显优于其他容器规格的，表现为株高、地径、叶绿素相对含量、地下干重、地上干重等生长指标都较高（图2）。此外，较大容器一方面可以避免根系在容器中盘旋成团，有利于辽东栎造林定植苗木根系的生长和养分吸收；另一方面可以填装更多基质，为辽东栎幼苗生长发育提供更多营养。然而，较大容器也会增加育苗成本，影响苗木搬运效率，因此后续研究还需要结合育苗和造林成本，进一步优化育苗方案。

叶面施肥是植物吸收营养成分一种补充，主要用于弥补根系吸收养分不足［27，28］。本研究发现，叶面肥喷洒对辽东栎容器苗生长未产生显著影响（图3）。这可能与两方面原因相关：一方面，基质提供的肥力已能满足辽东栎容器苗生长，因此额外喷施叶面肥的促进作用不明显；另一方面，本研究所测量的指标对喷施叶面肥的效果不敏感。鉴于此，下一步需要选择更多的生长指标进行研究，以便对叶面肥的影响效果进行评估。

单独施用叶面肥对辽东栎容器苗的生长没有显著促进作用，但当叶面肥与基质配方、容器规格2 个因素共存时，能显著影响辽东栎容器苗生长（表3），尤其3 种因素效应明显高于单因素和双因素，表明基质、容器规格和叶面肥三者存在互作效应，因此在制定育苗方案时，不能仅依据单因素分析结果进行简单组合［29］。

4 结论

在考察的3 种影响辽东栎无纺布容器苗生长的基质、容器规格和叶面肥因素中，不同因素及其互作效应对辽东栎容器苗生长的影响不同。总体而言，基质和容器规格是关键因素，叶面肥影响较小。基质、容器规格和叶面肥三者存在明显的互作效应，能显著影响辽东栎容器苗生长。因此，在育苗时要考虑不同影响因素之间的互作效应。