不同基质配比对乌桕容器苗矿质元素和非结构性碳水化合物的影响

刘峰，王紫琦，吴文，张于卉，喻方圆

(1河北省林草花卉质量检验检测中心，河北 石家庄 050081; 2南方现代林业协同创新中心，南京林业大学 林学院，江苏 南京 210037；3上海市林业总站，上海 200040)

育苗基质是苗木生长发育的关键载体，不同的基质配比对苗木的生长和质量产生显著影响，其理化特性和适用性研究一直是容器育苗技术研究的重点[1-2]。矿质元素和非结构性碳水化合物是苗木生长发育的主要营养物质来源，其中非结构性碳水化合物包括可溶性糖和淀粉，是生长代谢的能量来源，是植物在逆境下维持器官功能的保障，其含量的变化极有可能是植物对环境变化产生的信号，从而调节体内基因的表达，有效的减缓环境胁迫对植物体造成的损伤，进而调节植物在环境改变时的生长发育[3-4]；氮、磷、钾、碳等矿物质元素合理配合的施用可以促进植物的生长[5]。苗木能否存活及生长的好坏与植株体内贮藏的氮、磷、钾多少有关，高含量的氮、磷、钾可以显著增强苗木的生长和抗逆性。

乌桕(Sapiumsebiferum)，大戟科乌桕属的落叶乔木，广泛分布于我国黄河以南地区，为中国特有的经济树种之一，是我国南方重要的工业油料树种，因其春秋季节树叶色彩艳丽而极具观赏价值，其种苗需求逐渐递增[6-7]。乌桕在不同基质配比下容器苗矿质元素和非结构性碳水化合物浓度影响的研究还未见报道。因此，本研究以苗圃土、泥炭、珍珠岩等为基质，在不同的配比下，通过分析矿质元素浓度和非结构性碳水化合物浓度的变化来揭示其生长规律，为乌桕容器苗规模化生产提供理论参考。

1 试验材料与方法

试验选取上海市宝山区当地的苗圃土、市场上销售的泥炭、珍珠岩作为基质配比的材料。采用单因素随机区组试验设计，共10个处理，每个处理设3个重复，每重复30株乌桕幼苗，共计900株。以2018年4月初播种的乌桕幼苗作为材料，2018年7月5日将生长水平相似的乌桕苗移植到装有不同基质配比的容器内，当年12月试验结束时测定其各项指标。

10个处理按照基质成分体积配比分别为：CK(100% 苗圃土)、D1(90% 泥炭+10% 珍珠岩)、 D2(70% 泥炭+30% 珍珠岩)、D3(50% 泥炭+50% 珍珠岩)、D4(90% 苗圃土+10% 珍珠岩)、D5(70% 苗圃土+30% 珍珠岩)、D6(70% 苗圃土+50% 珍珠岩)、D7(20% 苗圃土+60% 泥炭+20% 珍珠岩)、D8(40% 苗圃土+40% 泥炭+20% 珍珠岩)、D9(60% 苗圃土+20% 泥炭+20% 珍珠岩)。

基质理化性质测定：按不同比例混合的基质自然风干后，采用环刀法测定各基质容重(g/cm3)、总孔隙度(%)、毛管总孔隙度(%)；用硫酸铜-硫酸钾-硫酸消解，再消煮，然后用分光光度计测定全氮、全磷的浓度(mg/g)；用火焰光度计法测定全钾的浓度(mg/g)。

苗木茎中矿质元素浓度的测定：先用硫酸铜-硫酸钾-硫酸消解，再消煮，然后用分光光度计测定全氮、全磷的浓度(mg/g)；用火焰光度计法测定全钾的浓度(mg/g)；用重铬酸钾标准液滴定法测定全碳的浓度(%)。

苗木茎中非结构性碳水化合物浓度的测定：采用蒽酮比色法测定可溶性糖、淀粉的浓度(%)。

所有测定结果以平均值±标准差展示。利用Excel 2007和SPSS 19.0进行试验数据处理。采用双因素方差分析和Duncan多重比较检验处理间差异显著性(P<0.05时，表示差异显著；P<0.01时，表示差异极显著)。

2 结果与分析

2.1 不同基质配比理化性质的比较

不同基质配比处理下对乌桕容器苗理化性质的比较见表1。

表1 不同基质的理化性质分析Table 1 Analysis of physical and chemical properties of different substrates

由表1可知，10种基质的理化性质存在显著差异。容重从大到小依次为：CK、D4、D5、D9、D8、D6、D3、D2、D1、D7，其中CK、D4、D5容重均超过了适宜容重范围(0.1～0.8 g/cm3)。不同基质配比的总孔隙度D2、D3、D9、D1、D4在适宜的范围内(54%～96%)，且D2最大为60.88%。毛管孔隙度D4最大为49.32%，D5、CK、D9次之，与最小D7(29.17%)之间存在显著差异。

全氮含量从大到小依次为：D1、D7、D2、D3、D8、D9、D6、D5、D4、CK， D1、D7、D2的全氮含量均已超过33 mg/g，与CK(6.67 mg/g)差异显著。全钾含量从大到小依次为：D1、D2、D4、CK、D9、D8、D3、D7、D6、D5，D1全钾含量最高为9.48 mg/g，远超于D5的4.60 mg/g,差异性显著。

通过比较，D1(90% 泥炭+10% 珍珠岩)、 D2(70% 泥炭+30% 珍珠岩)的容重较小、总孔隙度较大，且全氮、全磷、全钾的浓度也较高，且质量轻、质地疏松、具有良好的透气性和持水能力，可以为乌桕容器苗的培育提供有利条件。

2.2 不同基质配比对乌桕容器苗茎中矿质元素浓度的影响

不同基质配比处理下对乌桕容器苗矿质元素浓度的比较见表2。

表2 不同基质配比处理下对乌桕容器苗矿质元素浓度的比较Table 2 Comparison of mineral element concentration of Sapium sebiferum container seedlings cultivated in different substrate

由表2可知，全氮浓度从大到小依次为：D1、D2、D4、D3、CK、D7、D6、D8、D5、D9，D1、D2浓度最高为1.17%，与D9最小浓度为0.65%差异显著；全钾浓度从大到小依次为：D1、D2、D4、D6、D9、D5、D8、D7、D3、CK，D1、D2、D4浓度均在5.8 mg/g以上，与其他基质相比差异性显著。全碳浓度从大到小依次为：D1、D2、D5、D4、D7、CK、D8、D6、D3、D9，D1、D2与D6、D3、D9基质之间差异显著。

D1(90% 泥炭+10% 珍珠岩)、D2(70% 泥炭+30% 珍珠岩)的全氮、全磷、全钾、全碳浓度较高，影响较大。

2.3 不同基质配比对乌桕容器苗茎中非结构性碳水化合物浓度的影响

不同基质配比处理下对乌桕容器苗茎中非结构性碳水化合物浓度的比较见表3。

表3 不同基质配比处理下对乌桕容器苗非结构性碳水化合物浓度的比较Table 3 Comparison of non-structural carbohydrate concentration of Sapium sebiferum container seedlings cultivated in different substrates

由表3可知，不同基质配比对乌桕容器苗非结构性碳水化合物浓度差异显著。可溶性糖浓度从大到小依次为：D1、D2、D4、D9、D6、D7、D8、D3、D5、CK，可溶性糖浓度最高的D1(0.55%)与可溶性糖浓度最低的CK(0.24%)差异显著，而D4、D9、D6、D7、D8之间，D3、D5、CK之间差异不显著。淀粉浓度从大到小依次为：D1、D2、D4、D9、D8、D3、D7、D6、D5、CK，除CK的淀粉浓度(1.33%)最低外，其余基质配比之间差异性不太明显。通过比较，CK(100% 苗圃土)在可溶性糖浓度和淀粉浓度数值最低，表现最差；D1(90% 泥炭+10% 珍珠岩)、D2(70% 泥炭+30% 珍珠岩)在可溶性糖浓度和淀粉浓度数值较高，影响较大。

3 讨论与结论

大量研究表明：基质作为育苗的载体，承载着苗木生长所需养分的直接来源。基质的理化性质直接影响到苗木对水分和养分的吸收。孔隙度决定着基质中空气流通的速率，造成根系生长差异，从而间接影响植物根茎叶生长发育。以往的研究表明，基质容重在0.1～0.8 g/cm3、总孔隙度在54%～96%范围内栽培作物效果较好，容重过大则不利于植物根系的发育。

泥炭能为苗木生长提供丰富的营养物质，氮磷钾含量高，质轻保水保肥效果好[11]。这与曹媛媛等、鲁敏等研究发现的 N、 P 、K等矿质元素浓度越高其生长状况越好的结论相一致[12-13]。在泥炭含量越高的基质中，乌桕通过吸收泥炭的养分，更有利于矿质元素和非结构性碳水化合物的吸收转化。赵喆等、向瀚宇等研究发现的非结构性碳水化合物浓度与植物生长发育呈正相关[14-15]，这一结论与本研究相一致。

综上所述，D1(90% 泥炭+10% 珍珠岩)所培育的乌桕容器苗表现最好，D2(70% 泥炭+30% 珍珠岩)次之。