魏秋兰,林 东,覃玉凤,张晓宁,覃子海,钟连香,黄翠丽,刘海龙
(1.广西壮族自治区林业科学研究院 广西特色经济林培育与利用重点实验室,广西南宁 530002 2.广西壮族自治区国有钦廉林场,广西钦州 535099)
桉树(Eucalyptusspp.)为桃金娘科(Myrtaceae)桉属植物,与杨树(Populusspp.)和松树(Pinusspp.)一起被称为世界三大速生树种,主要分布在我国南方地区。桉树具有材质优良、用途广泛、抗逆性强和经济效益高等特性,在我国南方地区种植规模较大[1],已成为南方速生丰产林主要造林树种之一[2-3]。随桉树人工造林面积不断扩大,市场对其苗木的需求量不断增加,种苗供不应求的现象常有发生[4-5].。选择合适的育苗方式,缩短育苗时间,提高苗木出圃质量,是解决上述问题的关键。
目前,我国桉树人工造林大多采用轻基质容器组培苗。基质性状是影响苗木质量的关键因素[6]。轻基质透气透水性好、阳离子交换能力强并富含矿物质,有利于优质苗木的培育[7]。轻基质容器育苗具有缩短育苗周期、提高造林成活率和降低运输成本等优点,并能在出圃时保护苗木根系,降低育苗成本[8]。邓海群等[9]研究表明,椰糠堆沤时施加1 次0.5%的尿素, 再与泥炭土以3∶1 的体积比混合,经过机器生产成无纺布网袋型基质,桉树组培苗移栽成活率可达95%;杨小红等[10]研究表明,使用轻基质(泥炭∶椰糠∶炭化稻壳=2.5∶2.5∶5),桉树组培苗移栽成活率较高、根量多,轻型基质网袋苗的生长状况比黄心土塑料薄膜袋苗好;郑金镇等[11]研究表明,泥炭土∶珍珠岩= 75%∶25% 的轻型基质配方可提高桉树育苗效益。苗木培育过程中,适宜的基质配比能提高苗木质量[12];苗木质量还受施肥间隔期、施肥质量浓度、施肥方式和控根措施等影响,制定合理的育苗方式是培育优质苗木的关键,有关桉树轻基质组培苗不同育苗方式的系统研究较少。本研究以尾巨桉(E. urophylla×E. grandis)无性系DH32-29组培苗为材料,采用轻基质(碳化稻壳∶泥炭=3∶2)无纺布袋容器育苗方法,进行不同施肥间隔和质量浓度、施肥方式及控根措施试验,研究施肥处理、方式及控根措施对桉树组培苗的影响,筛选最有利于桉树组培苗生长的育苗方式组合,为提高苗木出圃质量提供参考。
采用广西壮族自治区林业科学研究院培育的尾巨桉无性系DH32-29 组培生根瓶苗为试验材料。在荫棚内炼苗2 周后,移出幼苗,移栽至装有碳化稻壳和泥炭基质的无纺布袋(4 cm×8 cm)内,然后放入硬塑育苗穴盘(5 cm ×5 cm×10 cm)。荫棚内育苗10 天后,转入育苗基地(108°21′E,22°55′N);待组培苗完全恢复生长,于2021年3月25日开始试验。试验用的肥料为海藻素硝硫基复合肥(N∶P∶K=15∶15∶15),硝态氮含量≥6,总养分(N+P2O5+K2O)≥45%。
1.2.1 施肥间隔及浓度对桉树组培苗生长的影响
采用随机区组试验设计,设计3 个水平的施肥间隔(3、7 和10 天)和3 个水平的质量浓度(0.3%、0.5%和0.7%),以常规施肥(处理5)和不施肥处理(CK)为对照,共10 个处理(表1)。每处理50 株,重复3 次,每株每次施用约15 mL 液体肥。试验期间除施肥外,苗木其他管理与常规生产一样。60 天后测定苗高、地径和生物量。
1.2.2 施肥方式对桉树组培苗生长的影响
采用随机区组试验设计,设计3种施肥方式,分别为叶面喷施(液体肥喷洒至叶面)、根部灌施(液体肥浇灌至无纺布袋内)和浸盆施肥(将整盘苗浸至液体肥中),处理号分别为A1、A2和A3,以不施肥处理(A4)为对照。统一采用1.2.1 筛选出的最佳施肥间隔和浓度,每株每次施用约15 mL 液体肥。每处理50 株,重复3 次。60 天后测定苗高、地径及生物量和根系指标。
1.2.3 控根措施对桉树组培苗生长的影响
采用随机区组试验设计,设计3种控根措施,分别为架空培育(杯苗放在铁架苗床上)、穴盘培育(杯苗放在地上的穴盘内)和地面培育(杯苗直接放在地面),处理号分别为T1、T2 和T3。统一采用1.2.1 筛选出的最佳施肥间隔和浓度,每株每次施用约15 mL 液体肥。每处理50 株,重复3 次。60 天后测定苗高、地径及生物量和根系指标。
1.3.1 苗高和地径测定
随机从各处理中选取15株苗木,采用直尺测量苗高,采用游标卡尺(精确至0.01 mm)测量地径。苗高为苗木基部至顶芽间的高度,地径为苗木基部上0.5 cm处的直径。
1.3.2 根系指标测定
从各处理中选取5 株长势较一致的苗木,整株挖出,用清水将根部冲洗干净,采用万深LA-S 植物根系分析系统测定侧根数、主根长、根系平均直径和总根表面积。
1.3.3 生物量测定
将根系指标测定后苗木的茎、叶和根系(施肥间隔及浓度处理取5 株苗木,洗净)分别放入烘箱,在105 ℃条件下杀青1 h,80 ℃烘48 h 至恒重,采用电子天平(精确至0.001 g)称量各部分的干重,根冠比为根系干重与地上部分干重之比。
采用Excel 2010 软件整理数据和绘制图表;采用SPSS 20.0 软件进行单因素方差分析(One-way ANOVA),检验不同处理间各指标的差异(LSD)。
不同施肥处理对桉树组培苗苗高和地径影响显著(P<0.05)(表1)。在0.3%和0.5%的施肥浓度下,苗高和地径均随施肥间隔时间的增加呈下降趋势;间隔3天处理的效果最佳,苗高和地径均显著高于相同施肥浓度下的其他处理(P<0.05);其次为间隔7 天处理。在0.7%的施肥浓度下,苗高和地径均随施肥间隔时间的增加呈先升后降的趋势;间隔7天处理的效果最佳,其次为间隔3天处理,两者差异不显著,均显著高于间隔10 天处理(P<0.05)。在相同的施肥周期下,苗高和地径均随施肥浓度的增加呈上升趋势,均在0.7%浓度处理下最高。处理6的苗高最高(18.27 cm),地径最大(2.02 mm),显著高于处理5(P<0.05),分别高出73.01%和40.28%;其次为处理3。各施肥处理的苗高和地径均显著高于CK(P<0.05),说明在桉树幼苗期适当施肥能有效促进苗木生长。处理3的苗木在生长过程中出现徒长和叶子变黄等现象,处理6 的苗木生长状态最好,叶深绿色,茎粗壮。综合桉树苗的生长状态,处理6为最佳施肥处理。
表1 不同施肥处理对组培苗生长的影响Tab.1 Effects of different fertilization treatments on growths of tissue culture seedlings
不同施肥处理对桉树组培苗生物量影响显著(P<0.05)(表2)。在0.3%和0.5%的施肥浓度下,地上、根系及总生物量均随施肥间隔时间的增加呈下降趋势,间隔3 天处理的效果最佳,其次为间隔7天处理;根冠比呈上升趋势。在0.7%的施肥浓度下,地上、根系及总生物量均随施肥间隔时间的增加呈先升后降的趋势;间隔7天处理的效果最佳,其次为间隔3 天处理;根冠比呈先降后升的趋势。在相同的施肥周期下,地上、根系及总生物量均随施肥浓度的增加呈上升趋势,均在0.7%浓度处理下最高;根冠比在各浓度处理下表现不一。处理6 的地上生物量最大(0.48 g),根系生物量最大(0.16 g),总生物量最大(0.64 g),分别比处理5 高出65.52%、33.33%和56.10%;其次为处理3。各施肥处理的地上、根系及总生物量均显著高于CK(P<0.05)。处理6 的根冠比最小,说明地上生物量的累积比根系生物量更明显。
表2 不同施肥处理对组培苗生物量的影响Tab.2 Effects of different fertilization treatments on biomass of tissue culture seedlings
续表2 Continued
不同施肥方式对苗高和地径影响显著(P<0.05)(表3)。A1 处理的苗高和地径均最大,分别为13.55 cm 和1.68 mm,与其他处理差异显著(P<0.05);A4 处理均最小,与其他处理差异显著(P<0.05)。A1 处理的苗木生长效果较好,叶色较绿,有质感。综合考虑,A1处理(叶面喷施)为桉树组培苗培育的最佳施肥方式。
表3 不同施肥方式对组培苗生长的影响Tab.3 Effects of different fertilization methods on growths of tissue culture seedlings
施肥方式对苗木侧根数、主根长、平均直径及总表面积均影响显著(P<0.05)(表4)。A1 处理的侧根数、主根长、平均直径及总表面积均最大,分别为7.91 条、21.05 cm、0.32 mm 和79.25 cm2,均与其他处理差异显著(P<0.05);A4 处理的各指标均最小,除侧根数外,均与其他处理差异显著(P<0.05)。A1处理(叶面喷施)能有效促进桉树组培苗根系生长。
表4 不同施肥方式对组培苗根系的影响Tab.4 Effects of different fertilization methods on roots of tissue culture seedlings
施肥方式对苗木的地上生物量、根系生物量、总生物量及根冠比均影响显著(P<0.05)(表5)。A1 处理的地上、根系及总生物量均最大,分别为0.35、0.16 和0.50 g,与其他处理差异显著(P<0.05);A4 处理的地上、根系及总生物量均最小,除根系生物量外,均与其他处理差异显著(P<0.05)。A1 处理的根冠比最小(0.45),与其他处理差异显著(P<0.05)。A1 处理(叶面喷施)能有效促进桉树组培苗生物量积累,尤其是地上生物量的累积。
表5 不同施肥方式对桉树组培苗生物量的影响Tab.5 Effects of different fertilization methods on biomass of tissue culture seedlings
不同控根措施对苗高和地径影响显著(P<0.05)(表6)。T1 处理的苗高和地径均最高,分别为19.89 cm 和1.93 mm,均与其他处理差异显著(P<0.05);T2 与T3 处理差异不显著。T1 处理植株的叶子旺盛,叶色较深。综合考虑,T1 处理(架空培育)有利于苗木生长。
表6 控根措施对组培苗生长的影响Tab.6 Effects of root control measures on growths of tissue culture seedlings
控根措施对侧根数、主根长、平均直径及总表面积均影响显著(P<0.05)(表7)。T1 处理的侧根数、主根长、平均直径及总表面积均最大,分别为10.41 条、20.00 cm、0.39 mm 和81.39 cm2,均与其他处理差异显著(P<0.05)。T1 处理(架空培育)对桉树组培苗根系生长有很好地促进作用。
表7 控根措施对组培苗根系的影响Tab.7 Effects of root control measures on roots of tissue culture seedlings
控根措施对地上、根系和总生物量及根冠比均影响显著(P<0.05)(表8)。T1处理的地上、根系和总生物量及根冠比均最大,分别为0.41 g、0.21 g、0.62 g和0.51,均与其他处理差异显著(P<0.05);T2与T3 处理差异不显著。T1 处理(架空培育)能有效提高桉树组培苗的生物量,根系生物量的累积比地上生物量更明显。
表8 控根措施对组培苗生物量的影响Tab.8 Effects of root control measures on biomass of tissue culture seedlings
施肥作用于植物光合性能、新陈代谢和根系及土壤环境,间接影响植物个体的生长发育。合理施肥是改善土壤肥力、促进苗木生长和提高苗木质量的有效措施[13-14]。本试验中,与CK 相比,不同施肥间隔及质量浓度处理下,桉树组培苗的苗高、地径和生物量均显著提高,说明合理施肥能有效促进桉树苗木生长;最佳施肥处理6(7 天、0.7%)的各项生长指标均显著提高,苗木生长状态最好;与处理6相比,处理3(3 天、0.7%)的苗木质量变差,叶脱落,叶色变黄,可能与过量施肥有关。在一定施肥量范围内,施肥量增加,能有效促进苗木生长;超过该范围,容易出现营养过剩,导致苗木质量变差,产量降低[15-16]。
不同施肥方式对土壤肥力的驱动机制不同[17]。赵庆雷等[18]研究发现,不同施肥方式显著改变土壤肥力,影响水稻(Oryza sativa)对营养的吸收利用。叶面喷施对于根系较小、密度较大的在圃苗木,具有补充营养迅速和肥效发挥充分等优点,在促进干物质的积累和提高产量方面有重要作用[19]。本研究中,A1处理(叶面喷施)的苗高、地径、根系指标及生物量均高于其他处理。A1处理的根冠比最小,说明叶面喷施能有效促进苗木地上部分生物量的积累,地上生物量积累更显著。
根系是直接影响造林成活率的主要因素之一,根系越发达,对造林越有利[20]。架空培育处理的苗木,根系通过育苗杯下口伸出,有利于空气修根,促进多级侧根生长,根系发达,侧根数量多且舒展,增加根表面积[21]。本研究中,T1 处理(架空培育)的根系指标表现最好,根冠比最大,说明架空处理有利于根系生长和地下生物量的积累。根系是植物最活跃的养分吸收器官,与地上部分的生长、发育及产量均有密切联系,根系发达有利于提高作物产量[22]。本研究中,T1 处理的苗高、地径和总生物量均显著高于其他处理,T3 处理(地面培育)的苗高、地径、根系指标和生物量均最低,苗木质量不佳,可能与根构型影响根的吸收作用有关[23]。
研究表明,评定苗木质量的主要指标为地径,次要指标为苗高[24]。综合各处理的育苗效果,施肥间隔7 天、质量浓度0.7%、叶面喷施和架空育苗组合最有利于桉树组培苗生长,可缩短育苗时间,提高苗木出圃质量。今后,还需进一步研究育苗方式对桉树组培苗生理生化特性的影响,为提高桉树组培苗苗木出圃质量提供更多依据。