育苗基质对威宁短柱油茶容器苗生长的影响

夏井凡，李 芳，罗 扬，陈 浩

（1.贵州大学 林学院，贵州 贵阳 550025；2.贵州省林业科学研究院，贵州 贵阳 550005）

威宁短柱油茶Camellia weiningensis是我国西部高寒山区特有的野生名贵油茶树种，分布于海拔较高、气候寒冷的贵州省毕节市威宁县。威宁短柱油茶具有耐寒、耐旱、耐贫瘠、抗病性强等优点，其花期相对普通油茶晚3个月左右，而果实成熟比普通油茶早1个月左右[1]。威宁短柱油茶的果皮果壳薄，出仁率和出油率高，由其果仁压榨的茶油被誉为“东方橄榄油”[2-3]。茶油的主要成分是以油酸和亚油酸为主的不饱和脂肪酸（占总含量的90%左右），是优质的食用油，且具有良好的保健功能，受到广大消费者青睐[4-5]。威宁短柱油茶是我国唯一初纳入油茶生产的高海拔山茶属物种，是高寒山区发展木本油料产业最具前途的树种。我国正在实施乡村振兴战略，威宁短柱油茶经济价值和生态价值高，推广威宁短柱油茶培育和栽植技术有利于带动威宁经济发展，增加农民收入，改善生态环境。

目前，有关威宁短柱油茶的研究尚处于资源现状调查的初探阶段，仅有关于资源分布、数量以及目前存在的问题的报道，鲜见有关播种育苗方面的研究报道。在良种油茶育苗轻型基质配方试验中，陈江平等[6]发现椰糠70%＋黄心土30%对苗木的高生长及成活率影响较大。吴凡荣等[7]报道泥炭50%＋锯屑30%＋稻壳5%＋松皮粉5%＋珍珠岩4%＋黄土5%＋磷酸钙1%的配方对油茶容器苗的高、地径的生长有显著促进作用。在油茶轻基质育苗技术研究中，章尧想等[8]发现最适宜培育油茶的基质配方是锯木屑50%＋树皮50%或锯木屑＋黄心土（体积比2∶1）。本试验中以无纺布育苗袋作为容器，选择黄心土、腐殖质、泥炭、珍珠岩、蛭石和茶壳粉6种常用的育苗基质，研究不同育苗基质对威宁短柱油茶容器苗高、地径、叶片数量、苗木质量指数、生物量指标及根系形态指标的影响，并建立相关模型函数，了解不同育苗基质对威宁短柱油茶容器苗生长的影响，旨在探索适合培育威宁短柱油茶容器苗的育苗基质，为威宁短柱油茶育苗生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于贵州省贵阳市南明区贵州省林业科学研究院苗圃（106°07′～107°17′E，26°11′～26°55′N）。贵阳市属亚热带湿润温和型气候区，年平均气温15.3 ℃，年极端最低温度-7.3 ℃，年极端最高温度35.1 ℃，无霜期339 d，年平均降水量1 129.5 mm，年平均相对湿度77%。该地区属于喀斯特地貌，以山地和丘陵为主，海拔1 100 m左右，土壤类型以石灰土和黄壤为主。

1.2 试验材料

育苗容器为高16 cm、直径14 cm的无纺布容器。根据油茶苗生长需要，选择廉价、容易获取、保水、保肥、质地轻以及通气性好的材料作为基质，本试验中主要选择黄心土、泥炭、腐殖质、茶壳粉、珍珠岩和蛭石作为育苗基质。黄心土取于贵州省林业科学院研究院内山地，其他基质均为市场购买。供试苗木为1 200株威宁短柱油茶1年生实生容器苗。

1.3 试验方法

1.3.1 种子选择与催芽

油茶种子来源于贵州省林业科学研究院油茶研发团队在贵州省毕节市威宁县选择的威宁短柱油茶优树。采集色泽正常、颗粒饱满、无病虫害、种皮完整无损伤的威宁短柱油茶种子播种。2020年3月15日，开始催芽。选择不易积水的平坦地面，均匀铺垫15 cm厚的清洁河沙，将种子均匀撒在上面，再盖上10 cm厚的湿河沙，用清水喷洒透，盖上薄膜，大部分种子萌动露白时取出，开始播种[9]。

1.3.2 播种与管理

威宁短柱油茶种子经过约35 d催芽，大部分种子萌发。2020年4月20日，选择发芽程度一致的种子分别播于装有不同育苗基质的容器中。采用随机区组试验设计，共设计4种基质处理，即腐殖质20%＋泥炭30%＋黄心土50%（T1）、泥炭60%＋蛭石30%＋珍珠岩10%（T2）、泥炭50%＋黄心土10%＋茶壳粉20%＋蛭石20%（T3）、黄心土50%＋腐殖质50%（T4），将基质按体积分数混合，搅拌均匀，用高锰酸钾溶液消毒。每个容器放入1颗种子，种子发芽处朝上，位于容器中央，放好后再覆土1～2 cm，最后保持基质距容器口1 cm左右，每个处理3次重复，每重复培育100株，共1 200株。浇透水后放入苗圃地大棚，按常规方法进行管理。

1.3.3 指标测定

2021年4月21日，即苗木生长1 a后，剔除苗高低于8 cm或高于28 cm的植株，每重复随机选择3株，每个处理9株，共计36株苗，用于指标测量、统计叶片数量。

使用卷尺（精度0.1 cm）测苗高，使用游标卡尺（精度0.001 cm）在苗与土壤平齐处测地径。将根系从与土壤平齐位置剪下，用蒸馏水反复冲洗干净，用镊子去除多余草根，放入培养皿中加入蒸馏水保鲜，整个过程保持根系完整不受损伤，单株根系整理顺畅不重叠，然后用Epson perfection V850 Pro根系扫描仪扫描根系并生成图片，使用Win RHIZO Pro 2019a根系分析软件分析图片，获得根系形态指标数据。将扫描完的根系和对应的地上部分装入信封，做好标记，放入烘箱，在105 ℃条件下杀青5 h，再继续在80 ℃恒温条件下烘干48 h至质量不变，用电子天平（0.000 1 g）分别称量根系干质量和地上部干质量，相加得到苗木总的干质量。

IQ＝mt/[(H/D)+(ms/mr)]。

式中：IQ为苗木质量指数；H为苗高；D为地径；mt为苗木总干质量；ms为茎干质量；mr为根干质量。

RRL＝L/mr。

式中：RRL为比根长；L为根总长度。

Dr＝mr/Vr。

式中：Dr为根系组织密度；Vr为根体积。

1.4 数据处理

使用Microsoft Excel 2019和SPSS 22.0软件统计、分析数据并作图。

2 结果与分析

2.1 育苗基质对威宁短柱油茶容器苗各生长指标的影响

2.1.1 对油茶容器苗地上形态指标的影响

不同育苗基质处理中威宁短柱油茶容器苗的地上形态指标见表1。由表1可知，4种基质对威宁短柱油茶容器苗的高、地径和叶片数量的影响不同。就叶片数量来看，T4处理叶片数量最多，平均值为13.2，叶片数量最少的T3处理，平均值为6.9，叶片数量由多到少依次为T2、T1、T4、T3，方差分析结果显示，除T1与T2处理间差异不显著，其他处理间均存在显著差异（P＜0.05）。苗高平均值由高到低依次为T2、T4、T1、T3，方差分析结果显示，T1、T2、T4处理均与T3处理间存在显著差异（P＜0.05），T1、T2、T4各处理间差异均不显著。地径平均值由大到小依次为T2、T1、T4、T3，与苗高的方差分析结果一致。

高径比是苗高和地径的比值，将苗高和地径有机结合起来，反映苗木生长的平衡关系、苗木抗性和造林成活率。高径比越小苗木越粗壮，抗性相对越强，造林成活率越高；反之抗性越弱，造林成活率越低[10]。由表1可知，4组处理中容器苗的高径比差异不显著，高径比平均值由大到小依次为T1、T2、T4、T3。由此可见，T3处理中苗木可能存在徒长现象，生长相对不平衡，抗性较弱；T1、T2和T4处理中高径比的平均值小于T3处理，生长较为平衡，抗性较强。

在国家油茶容器苗合格苗木等级规格指标中规定，苗高不小于15 cm，地径不小于0.25 cm，根系无损伤，侧根旺盛，生长均匀，无检疫性病虫害，具有3个以上的生长点，顶芽饱满无损伤，容器完好，符合以上条件的苗占80%及以上的属于一级苗；苗高不小于10 cm，地径不小于0.20 cm，属于二级苗[11]。由表1可知，T1、T2、T4处理中的威宁短柱油茶容器苗达到一级苗指标标准，T3处理中的容器苗达到二级苗指标标准。

表1 不同育苗基质处理中威宁短柱油茶容器苗的地上形态指标†Table 1 The above-ground index of the container C.weiningensis seedlings in different seedling matrix treatment

2.1.2 对油茶容器苗生物量指标的影响

生物量是指植株地上部分生物量和地下部分生物量之和，是反映苗木物质积累的重要指标[12]。不同育苗基质处理中威宁短柱油茶容器苗的生物量见表2。由表2可知，T1、T2、T4处理的容器苗地上部干质量均与T3处理之间存在显著差异（P＜0.05），T1、T2、T4各处理之间差异不显著。各处理间的茎干质量、地下部干质量、生物量、苗木质量指数的方差分析结果均与地上部干质量的分析结果保持一致。4种处理的容器苗生物量平均值由大到小依次为T4、T2、T1、T3，T4处理的生物量最高，平均值达到(2.08±0.22) g，T3处理最低，平均值为(1.12±0.42) g，T4、T2、T1处理均显著高于T3处理，分别是T3处理的1.86、1.62、1.59倍。

苗木质量指数是综合多个指标得出的结果，可以较好反映苗木品质，苗木质量指数越高，苗木品质越好。油茶苗的总生物量越大，高径比、茎干质量和根干质量比越小，苗木质量指数越高，苗木品质越好[13]。由表2可知，地上部干质量平均值最大的是T4处理，平均值为(1.06±0.26) g，T2和T1处理平均值分别为(0.96±0.36)、(0.90±0.29) g，T3处理最低，平均值为(0.54±0.26) g。方差分析结果显示，T1、T2和T4处理的地上部干质量分别与T3处理之间存在显著差异（P＜0.05），T4、T2、T1各处理之间差异不显著，地上部干质量由大到小依次为T4、T2、T1。地下部干质量平均值最高的是T4处理，平均值为(1.02±0.37) g，其次是T1处理，平均值为(0.88±0.24) g，T2处理平均值为(0.84±0.30) g，最低的是T3处理，平均值为(0.58±0.18) g。方差分析结果显示，T3与T4处理的地下部干质量间差异显著（P＜0.05），T2与T1处理之间差异不显著。茎干质量与地上部干质量的方差分析结果一致。平均苗木质量指数最高的是T4处理，平均值达到(2.23±0.54)，T1和T2处理平均值分别为(1.92±0.67)、(1.71±0.76)，T3处理最低，平均值为(1.26±0.53)，苗木质量指数由大到小依次为T4、T1、T2、T3。

表2 不同育苗基质处理中威宁短柱油茶容器苗的生物量†Table 2 The biomass of the container C.weiningensis seedlings in different seedling matrix treatment

2.1.3 对油茶容器苗根系形态指标的影响

根系为植物的重要功能器官，植物通过根系从土壤中吸取水分和矿物质元素维持地上部分生长发育[14]。不同育苗基质处理中威宁短柱油茶容器苗根系的形态指标见表3。由表3可知，根系长度平均值最大的是T4处理，平均值为(512.74±154.90) cm，最低的是T3处理，平均值为(312.78±154.99) cm，T4处理是T3处理的1.64倍，T1处理平均值为(430.52±148.14) cm，是T3处理的1.38倍，T2处理平均值为(420.94±197.79) cm，是T3处理的1.35倍。方差分析结果显示，就根系长度来看，除T3与T4处理之间差异显著（P＜0.05），其他各处理间差异均不显著，平均值由大到小依次为T4、T1、T2、T3；就根系表面积来看，除T3与T4处理之间差异显著（P＜0.05），其他各处理间差异均不显著，平均值由大到小依次为T4、T2、T1、T3；就根系直径来看，T3与T1处理之间差异显著（P＜0.05），其他各处理间差异均不显著，平均值由大到小依次为T3、T2、T4、T1。根系体积最大的是T4处理，平均值达到(0.81±0.22) cm3，T2、T3和T1处理平均值分别为(0.66±0.20)、(0.63±0.26)和(0.62±0.17) cm3，但各处理间差异均不显著。根尖数量最多的是T4处理，平均值为896.56±297.03，最少的是T3处理，平均值为574.44±279.11，T4处理是T3处理的1.56倍；T2处理平均值为710.11±298.43，是T3处理的1.24倍；T1处理平均值为701.56±262.62，是T3处理的1.22倍。方差分析结果显示：除T3与T4处理之间根尖数量差异显著（P＜0.05），其他各处理间差异均不显著，平均值由大到小依次为T4、T2、T1、T3。

表3 不同育苗基质处理中威宁短柱油茶容器苗根系的形态指标†Table 3 The morphological index of the container C.weiningensis seedlings in different seedling matrix treatment

根系组织密度是衡量根系伸展能力的重要指标，根系组织密度越大表明其根系伸展能力越强。根系组织密度受环境条件的影响，环境发生改变时，根系会做出相应调整，使苗木快速适应环境。研究苗木根系的组织密度有利于更好地了解其根系的生长特性和养分策略[14]。由表3可知，根系组织密度最大的是T1处理，平均值为1.42 g/cm3，表明T1处理中容器苗根系的伸展能力最强；T4、T2和T3处理平均值分别为1.34、1.32、1.00 g/cm3，T3处理中容器苗根系伸展能力最弱。但方差分析结果显示，不同处理之间威宁短柱油茶容器苗的根系组织密度的差异不显著。

2.2 威宁短柱油茶容器苗各生长指标间的相关性

威宁短柱油茶容器苗各生长指标之间的Pearson相关系数见表4。由表4可知，生物量与地上部干质量、地下部干质量、苗木质量指数之间极显著相关（P＜0.01），Pearson相关系数分别达到0.920、0.750、0.780；根系表面积与根系长度、根系体积、根尖数量之间极显著相关，Pearson相关系数分别0.953、0.889、0.778；根系体积与根尖数量之间极显著相关，Pearson相关系数为0.862。大部分指标之间呈现极显著正相关，生产上可根据需要选择能培育出优质苗的育苗基质，提高容器苗的质量。

表4 威宁短柱油茶容器苗各生长指标之间的Pearson相关系数†Table 4 Pearson correlation coefficients between growth indicators container of the C.weiningensis seedlings

以相关系数较大的生长指标对为变量，建立7个威宁短柱油茶容器苗生长指标之间的相关模型，结果见表5。由表5可知，7个相关模型函数的决定系数为0.514～0.909，说明这7个模型函数的拟合度较高。

表5 威宁短柱油茶容器苗各生长指标之间的相关模型Table 5 Correlation models between the growth indicators of the container C.weiningensis seedlings

2.3 育苗基质对威宁短柱油茶容器苗各生长指标影响的因子分析

不同处理的因子分析结果表明：KMO（Kaiser-Meyer-Olkin）检验值为0.605，说明变量间信息重叠不是特别高，可以尝试进行因子分析；显著性P值小于0.01，说明拒绝各变量独立的假设，因子分析所用数据有效；分值代表不同处理对威宁短柱油茶容器苗生长的影响效果，数值越大效果越好，苗木品质越高，分值由高到低依次为T4（812.77）、T1（684.90）、T2（659.60）、T3（573.36），说明使用T4处理的基质配方培育威宁短柱油茶容器苗效果最好，T2处理和T1处理培育效果较好，T3处理的培育效果不理想。

3 结论与讨论

试验结果表明，T2处理（泥炭60%＋蛭石30%＋珍珠岩10%）基质配方促进威宁短柱油茶容器苗高、地径和叶片数量的生长发育效果最佳。泥炭是有效促进地上部分生长的重要基质，但因其持水量大、空隙小、透气性差，应适当与黄心土和珍珠岩等搭配。生物量指标和根系形态指标分析结果均表明，使用T4处理（黄心土50%＋腐殖质50%）基质配方培育的油茶容器苗生物量积累高，根系生长旺盛，生物量指标和根系形态指标培育效果最好。泥炭、腐殖质和珍珠岩有利于幼苗生物量的积累，提高苗木品质效果明显。各项生长指标综合分析结果显示，最适合培育威宁短柱油茶容器苗的基质是T4处理配方。T2处理（泥炭60%＋蛭石30%＋珍珠岩10%）与T1处理（腐殖质20%＋泥炭30%＋黄心土50%）2个基质配方培育效果的差异不显著，二者的综合培育效果良好而且明显优于T3处理（泥炭50%＋黄心土10%＋茶壳粉20%＋蛭石20%）。使用T3处理基质配方培育威宁短柱油茶苗效果不理想，生产上应谨慎使用。

育苗基质是容器育苗的关键因素之一。轻基质的优势在于养分含量充足，保水保肥性好，能为苗木生长提供良好的生长环境，同时轻基质育苗具有质地轻、易移栽、成活率高、节约成本等优点。根据苗木的生长习性选择适宜的基质，可为苗木生长提供更有利的环境。本研究中采用黄心土、泥炭、腐殖质、茶壳粉、珍珠岩、蛭石作为育苗基质的主要成分，结果表明4种处理中较适宜威宁短柱油茶苗地上部分生长的是T1处理和T2处理。这2种处理培育的威宁短柱油茶苗的高、地径、叶片数量显著优于T3处理。

根系形态指标分析结果显示，T4处理的容器苗根系生长状况最好，根系长度是T3处理的1.64倍，平均根系表面积达到71.24 cm2，显著高于T3处理的48.86 cm2，根系体积和根尖数量分别达到0.81 cm3和896.56，分别是T3处理的1.29和1.56倍，说明黄心土50%＋腐殖质50%有利于根系的生长发育。T3处理的根系生长效果不理想，根尖数量少，根系表面积小，根系体积小，根系活力低，马雪红等[15]经研究发现含较高泥炭比例的基质的饱和持水量大、空隙小、透气性差，影响根系的生长发育，与本试验结果一致。因此，配制育苗基质时泥炭不宜添加过多。

本试验中生物量指标较高的是T2和T4处理，说明泥炭60%＋蛭石30%＋珍珠岩10%和黄心土50%＋腐殖质50%有利于威宁短柱油茶苗生物量的积累。罗旋[16]使用80%泥炭+20%珍珠岩培育红豆树和花榈木容器苗，苗木总质量、地上部生物量和地下部生物量积累均表现优良，与本试验结果基本一致。T3处理的混合基质以泥炭、茶壳粉和蛭石为主，不利于根系的生长，导致生物量积累不高，因此，在油茶育苗上应慎用该基质组合。

本试验中采用黄心土50%＋腐殖质50%的简单混合育苗基质的T4处理最适宜1年生威宁短柱油茶容器苗的生长，与多种育苗基质混合的方式相比更加节省人力和物力，威宁短柱油茶生长地以黏重黄色土壤为主，该基质配方可反映出威宁短柱油茶在原生长地的生长习性。崔娜娜等[17]研究了不同基质材料对油茶容器苗生物量及养分含量的影响，选用本土廉价基质来部分替代泥炭土取得了一定的效果。在此基础上，本试验结果中进一步细化了基质比例，但本试验中使用实生苗作为试验材料，无法避免实生苗个体间的差异对试验结果造成的影响。后续研究中，可考虑建立基质配方养分含量与威宁短柱油茶各项生长指标的关系模型，并进一步探索影响童期和产量的因素。