文章信息
- 周志春, 刘青华, 胡根长, 刘荣松, 陈杏来, 冯建国
- Zhou Zhichun, Liu Qinghua, Hu Genchang, Liu Rongsong, Chen Xinglai, Feng Jianguo
- 3种珍贵用材树种轻基质网袋容器育苗方案优选
- Scheme Optimization of Light Substrate for Container Seedlings of Three Precious Timber Tree Species
- 林业科学, 2011, 47(10): 172-178.
- Scientia Silvae Sinicae, 2011, 47(10): 172-178.
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文章历史
- 收稿日期:2010-10-09
- 修回日期:2011-04-07
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作者相关文章
2. 浙江省龙泉市林业科学研究所 龙泉 323700
2. Longquan Research Institute of Forestry Longquan 323700
珍贵用材树种由于其木材品质出众而倍受人们的青睐,并且随着人们生活品质的提高,对珍贵用材的需求与日俱增。我国珍贵用材树种天然资源严重匮乏,主要依赖进口的珍贵木材价格以每年30%的速率增长,因此发展珍贵用材树种前景看好。红豆树(Ormosia hosiei)别名鄂西红豆,国家二级重点保护野生植物,其材质坚重,花纹别致,目前市场单价在10 000元·m-3以上;南方红豆杉(Taxus wallichiana var. mairei)为我国一级保护植物,天然林生长较慢,但人工栽培时生长较快,材质坚硬,刀斧难入,是上等的珍贵用材;浙江楠(Phoebe chekiangensis)为国家二级重点保护野生植物,主干挺直高大,木材坚韧,结构致密,具光泽和香气,是楠木类中材质最好的一种。这3个树种皆属我国东南省区优先发展的高档珍贵用材树种之列,但在苗木培育过程中,繁育技术难、移植成活率低等是影响其规模发展和经营的主要技术瓶颈。
孙时轩(1992)认为造林后苗木能否成活主要取决于根系吸水能否补偿地上部分的蒸腾失水。通常裸根苗根系易受损,造林后苗木水分难以达到收支平衡,因此成活率低。与裸根苗相比,容器苗起苗和运输不伤根系,栽植时带有完整的根团,故能有效延长造林时间及显著提高造林成活率(王月海等,2008;Edward et al., 2007)。与传统的容器育苗相比,以泥炭作为主要的基础基质,因其质量轻、利于运输能满足容器育苗基质必须具备的其他条件。在容器育苗中,基质及容器大小决定苗木的生长空间和可获得的养分,一直是容器育苗所关注的研究热点(贾斌英等,2009;邓华平等,2010)。然而现有容器育苗主要用于松树(Pinus)和桉树(Eucalyptus)等速生树种(韦小丽等,2003;程庆荣,2002),对珍贵用材树种相关研究较少,仅见对木荷(Schima superba)、南方红豆杉、银杏(Ginkgo biloba)等树种有关容器规格、基质配比、化学控根等研究(马雪红等,2010;王月生等,2007;孙盛等,2009)。因生物学特性的不同,优化的容器育苗措施因树种而异(Francesco et al., 2006)。本文采用析因试验设计,系统研究基质配比、容器规格、缓释肥施用量及空气切根等对1年生南方红豆杉、红豆树和浙江楠轻基质网袋容器苗生长的影响,从而为实现其工厂化容器育苗提供重要科技支撑。
1 材料与方法 1.1 育苗地概况容器育苗试验在浙江省龙泉市林业科学研究所育苗基地具有喷雾遮阳设施的钢构大棚内进行。试验大棚地理位置119°05′43″ E,28°1′41″ N,海拔210 m,年平均气温17.6 ℃,1月均温6.8 ℃,7月均温27.8 ℃,极端最低温-8.5 ℃,极端最高温40.7 ℃,无霜期263天。大棚高2.2 m,安装有滴灌系统,棚顶覆盖一层70%透光率的遮阳网。
1.2 供试材料供试种子:南方红豆杉A1种子为江西龙南产,红豆树A2和浙江楠A3种子分别为浙江龙泉和杭州西湖产。育苗基质主要包括东北泥炭和谷糠。纤维含量200 g·kg-1,pH值6.0,粗灰分158 g·kg-1,有机质720.9 g·kg-1,总腐植酸381.8 g·kg-1,全氮14.2 g·kg-1,全磷0.7 g·kg-1,全钾2.7 g·kg-1,干密度0.3 kg·m-3。所用谷糠经腐熟1年。缓释肥:选用美国生产的爱贝斯(EPX)长效控释肥,其全氮含量为180 g·kg-1,有效磷含量为80 g·kg-1,全钾含量为80 g·kg-1,肥效9个月。育苗容器:直径为4.5 cm的无纺布网袋。
1.3 试验设计和苗木培育分别树种(A)设置缓释肥施用量(B)、容器规格(C)、基质配比(D)及空气切根(E)4个因素的容器育苗析因设计试验。缓释肥施用量设置5个水平(B1:1.0 kg·m-3;B2:1.5 kg·m-3;B3:2.0 kg·m-3;B4:2.5 kg·m-3;B5:3.0 kg·m-3);容器规格按无纺布网袋容器长度设置3个水平(C1:4.5 cm×8 cm;C2:4.5 cm×10 cm;C3:4.5 cm×12 cm);泥炭谷糠按体积比设置4个配比处理(D1:5:5;D2:6:4;D3:7:3;D4:8:2);空气切根设置为未切根(D1)和切根(D2) 2个处理,空气切根处理是将育苗盘搁在铺设的砖块上,未切根处理则将育苗盘直接放置在地布上。按照析因设计,每树种分别设置120个试验处理,试验重复3次,每重复的试验处理162袋。
按试验要求配制成的基质,经人工数次混合后用2D150型搅拌机搅拌均匀,过孔径1 cm筛,再用轻基质网袋容器机加工成网袋肠容器。将网袋肠容器放入水池4~6 h浸湿后,按试验要求人工切割成不同规格的网袋容器,再将其分树种放入42 cm×42 cm的育苗盘中,每育苗盘可放入81个网袋容器,每重复内各处理为2个育苗盘。2009年3月上旬按试验要求进行点播育苗,点播前红豆树种子经热水浸涨处理,南方红豆杉和浙江楠种子经温室沙贮催芽处理。容器育苗试验过程中要做到及时喷水,保持基质湿润,其他措施同一般生产性容器育苗。
1.4 生长调查和统计分析2009年11月底苗木生长停止后,每个重复各试验处理随机选择30株生长正常的容器苗,量测其苗高和地径。以单株测定值为单元,采用SAS/STAT软件中的GLM程序进行容器苗生长性状的方差分析和多重比较,以检验缓释肥施用量、容器规格、基质配比和空气切根主效应及其间互作效应对3种珍贵用材树种容器苗生长的影响。在方差分析时高径比数据经反正弦转换。
2 结果与分析 2.1 基质配比对3种珍贵用材树种1年生容器苗生长的影响经方差分析并从图 1可知,3种珍贵用材树种对基质配比的生长反应存在显著差异,其中南方红豆杉和浙江楠容器苗生长对基质配比较敏感,而红豆树的敏感性则较小。随着配比基质中泥炭比例从50%提高到70%,南方红豆杉容器苗的苗高和地径明显增加,泥炭比例为70%时其苗高和地径生长量最大,分别为18.35 cm和2.49 mm,较泥炭比例为50%时分别提高6.8%和2.1%,同时高径比也显著提高。但当泥炭比例提高至80%时,因泥炭的饱和持水量很高而影响配比基质的透气性,结果南方红豆杉苗高生长量反而有所降低,但地径生长受到的影响较小。比较分析表明:泥炭比例的提高有利于浙江楠容器苗的生长,当泥炭谷糠配比为8:2时其苗高和地径生长量最大,分别为20.30 cm和3.24 mm,较泥炭谷糠配比为5:5时皆提高14.1%,高径比在泥炭比例为80%时也最小,故培育浙江楠容器苗的泥炭与谷糠最佳配比为8:2。对于红豆树,其1年生容器苗的苗高、地径和高径比较少受泥炭与谷糠比例改变的影响。当配比基质中泥炭达到一定的比例,添加颗粒较大的谷糠等有利于改善基质的透水和透气等物理性质,促进红豆树容器苗的生长和根系发育,同时可有效降低容器育苗的成本,故培育红豆树容器苗的泥炭与谷糠最佳配比为5:5。
经单因素方差分析表明:容器规格对1年生南方红豆杉和浙江楠苗木生长的影响显著。图 2显示,南方红豆杉随着网袋容器规格的增大,其苗高和地径生长加快,高径比降低,但与4.5 cm×8 cm容器规格相比,当容器规格为4.5 cm×10 cm时,其苗高和地径仅分别提高1.01%和2.88%,高径比仅降低1.61%,幅度较小,认为南方红豆杉容器育苗宜选择4.5 cm×8 cm的容器规格。浙江楠在4.5 cm×10 cm规格的容器中生长最好,其苗高和地径分别为19.36 cm和3.08 mm,且其高径比与其他2种规格差异不显著,故浙江楠宜选用4.5 cm×10 cm规格的网袋容器育苗。对于红豆树,容器规格大小对苗高和高径比的影响不显著,但苗木在4.5 cm×12 cm规格的网袋容器中地径生长要明显地大于4.5 cm×8 cm规格的容器苗,分别较4.5 cm×8 cm和4.5 cm×10 cm规格容器苗提高4.16%和1.67%。
表 1表明:表现配比基质中增施缓释肥对3种珍贵用材树种苗高、地径和高径比皆有明显的影响。红豆树基质中缓释肥施用量达到2.0 kg·m-3时即可满足其1年生苗木生长对养分的需求,若继续增施缓释肥其苗高和地径变化不大,而且鉴于其高径比不受缓释肥施用量的影响,培育红豆树容器苗时缓释肥施用量可设计为2.0 kg·m-3。红豆树、南方红豆杉对缓释肥的需求量较大,增施缓释肥有利促进其容器苗的生长。当配比基质中加施3.0 kg·m-3缓释肥时南方红豆杉苗高和地径生长量最大,分别为18.38 cm和2.55 mm,较缓释肥施用量为1.0 kg·m-3分别提高5.39%和5.37%,高径比则在缓释肥用量为3.0 kg·m-3和1.0 kg·m-3间差异不显著,因此培育南方红豆杉容器苗的最佳缓释肥施用量为3.0 kg·m-3。浙江楠随着缓释肥施用量的增加,其容器苗生长量明显增大,在缓释肥施用量为2.5 kg·m-3时苗高和地径生长最快,分别为20.00 cm和3.14 mm,但当缓释肥施用量增至3.0 kg·m-3时,反而会抑制浙江楠容器苗的生长,苗高和地径较缓释肥施用量为2.5 kg·m-3时分别降低5.40%和3.56%。浙江楠容器苗高径比在缓释肥施用量为1.0~2.0 kg·m-3,3.0 g·m-3时差异不显著,比值较小。
空气切根是指当根尖伸出容器裸露到空气中时,由于失去含有养分和水分的生长环境,根尖分生组织生长被抑,根尖自动枯萎,从而促进容器内侧根和须根的萌发和生长,进而提高容器苗的出圃质量。空气切根对3种珍贵用材树种容器苗生长的影响显著不同。图 3表明:南方红豆杉尽管苗高生长在空气切根与不切根间差异不显著,但空气切根处理可明显促进地径生长和降低苗木的高径比。红豆树网袋容器苗经空气切根后平均苗高和地径分别比未切根处理提高10.0%和9.3%,但高径比基本不受空气切根的影响。对于浙江楠,空气切根处理后容器苗生长明显变缓,苗高和地径分别比未切根处理降低12.68%和7.86%,且对苗高生长的抑制要强于对地径的抑制,高径比有所降低。因此,南方红豆杉和红豆树容器育苗应进行空气切根处理,而浙江楠容器苗则不宜作空气切根处理。
3个树种的多因素方差分析结果表明(表 2) :各因素间的交互效应基本上都达到显著水平,因此每个树种容器育苗最佳的缓释肥施用量、基质配比、容器规格以及空气切根处理并不能依据单因素分析结果进行简单的组合。在容器育苗生产实践中,不仅要求苗木生长好,出圃质量高,而且要求苗木培育的成本低。由于试验涉及的3种珍贵用材树种苗木生长相对缓慢,这里综合各因素对生长的主效应和互作效应,以苗高生长为主,地径不低于平均值、高径比不高于平均值的1.1倍作为优选标准,为3个珍贵用材树种各选出5种优化的容器育苗方案(表 3),以供生产单位根据各成分价格的波动而灵活应用。
基质配比、缓释肥施用量和容器规格是影响容器苗生长和育苗成本的重要因子。1年生容器育苗试验结果表明:南方红豆杉、浙江楠和红豆树3种珍贵用材树种容器苗生长对基质配比、容器规格和缓释肥施用量表现出明显的差异,这与各树种生物学特性不同有关。在泥炭与谷糠的配比基质中,其营养成分随泥炭比例的提高而增加。本试验中浙江楠容器苗生长随着基质中泥炭比例的增加而提高,这与浙江楠对水肥条件要求高有关。南方红豆杉容器苗生长则随泥炭比例的增加而先加快后又略有所降低,这是因为南方红豆杉尽管对水肥条件要求较高,但怕水湿,生长需要透气性好的育苗基质。过高泥炭比例(80%)的配比基质其饱和持水率大、透气性差,不利于南方红豆杉容器苗根系的生长,但若泥炭中配比适量的谷糠却能有效改善基质的透气性,使根系与基质形成紧密的根团从而促进南方红豆杉容器苗的根系生长,本研究认为南方红豆杉最适宜的泥炭谷糠基质配比为7:3。与南方红豆杉和浙江楠比较,红豆树对配比基质的水肥条件要求相对较低,本文研究结果表明:其1年生容器苗的苗高、地径和高径比较少受泥炭与谷糠比例改变的影响,当泥炭比例达到50%时其配比基质即可满足其1年生容器苗生长的需求。此外,从生产成本考虑,泥炭每包售价为9.00元,而谷糠每包仅2.00元,因此红豆树容器育苗适宜的泥炭与谷糠配比为5:5。
配比基质时施放缓释肥是容器育苗的一项重要技术措施,一方面可根据苗木生长需求缓慢释放养分,另一方面可减少育苗过程中施肥这一环节,从而可降低育苗成本。南方红豆杉是喜肥和耐肥的树种,本文研究结果表明:其苗高和地径生长随着缓释肥施用量的增加而加快,但红豆树和浙江楠2个树种容器苗分别增施2.0 kg·m-3和2.5 kg·m-3时苗高和地径生长量最大,超过这一施肥量时2个树种容器苗的生长反而有所降低,类似结果在欧洲云杉(Picea abies)(Majdi, 2001)、木荷(马雪红等,2010)上也曾获得,这可能与过量的缓释肥会抑制地下部分根系的生长有关。容器规格大小影响苗木生长的营养空间,也影响育苗成本。在生产中,在满足容器苗生长需求、达到优质苗出圃质量的条件下应尽量减小容器规格以降低育苗成本。研究结果证实随着容器规格的增大,南方红豆杉容器苗的苗高和地径生长加快,红豆树容器苗仅地径随容器规格的增大而变粗,浙江楠则在容器规格为4.5 cm×10 cm时生长表现最好。
无纺布的网袋容器具有良好的通透性,苗木根系可自由生长不被导向,彻底解决容器苗根系畸形的问题。空气切根不仅有利于育苗操作,而且由于裸露在空气中的根尖生长受抑,有利于促使须侧根的大量生长和发育。本研究表明空气切根对容器苗生长的影响也因树种不同而异。南方红豆杉为须侧根发达的浅根性树种,经空气切根,须侧根更为发达。鲁敏等(2002)在研究评定容器苗质量指标时提出苗木地径与地下鲜质量呈显著正相关,而苗高与地下鲜质量不相关的结论,这可解释经空气切根的南方红豆杉网袋容器苗会出现地径变粗,但其苗高所受影响较小的现象。而对于主根性明显的红豆树,经空气切根后,其容器苗的苗高和地径生长加快。这种生长表现很可能因为红豆树须侧根较南方红豆杉的少,当空气切根促使须侧根大量生长后,吸收营养物质的能力显著提高,因此不仅地径变粗,而且其苗高生长也加快。浙江楠虽也是主根明显、侧根不发达的树种,但因其对水分环境要求很高,未经空气切根的容器苗根系直接接触圃地,具有一个更大的供水系统,而进行空气切根的容器苗,水分来源完全依靠难以保持经常湿润状态的育苗基质,从而影响浙江楠容器苗的苗高和地径生长。
容器育苗中基质配比、缓释肥施用量、容器规格及切根等对苗木生长和质量影响存在显著的交互作用,每一种处理都不是孤立的,而是彼此相互联系和相互作用的。容器育苗优选方案不能仅依据单个处理因素的分析结果进行简单的组合,可根据基质配比的变化相应地调整缓释肥的施用量及改变容器规格大小。本研究根据苗木出圃质量,同时兼顾到育苗成本,为每个树种各推荐3种优化的容器育苗方案,以应对不同等级苗木的市场价格波动和各种处理措施生产成本的变化。优化育苗方案的确定,突破1年生南方红豆杉、红豆树和浙江楠容器苗生长慢、根系不发达的技术瓶颈,为这3种珍贵用材树种轻基质网袋容器苗的产业化生产提供重要科技支撑。
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