容器育苗是采用不同材料制成的容器装入配制好的基质或营养土进行育苗的方式，因其运输方便且具有较高的造林成活率，在林木育苗中被广泛应用。育苗基质的组成是容器育苗的主要影响因素之一，不仅对苗木的生长起到支撑作用，而且也是苗木吸收营养物质的载体。容器育苗基质从最初以土壤为主，发展到以草炭土、有机质和沙为主要组分(Bunt，1988)，可以简单地分为重基质、半轻基质和轻基质3个发展阶段。其中，轻型基质因质量轻、易分解、易搬运等优点，成为容器育苗的主要基质。草炭土质量轻且富含营养，是轻基质的主要原料，在林业发达国家，每年用草炭土及其混合物培育的苗木和花卉容器苗占育苗总量的一半以上(彭邵锋等，2009；李永荣等，2008)；但草炭土具有不可再生性，加之各国对草炭土资源开采的限制性，因此在满足苗木生长需求的条件下，寻找资源丰富、易获取且成本低的育苗基质对容器育苗的发展至关重要。近年来，有学者尝试以锯末、椰子壳、树木的枯枝落叶等农林废弃物为基质进行容器苗培育(Peter et al.，2001；Veijalainen et al.，2007；Carrion et al.，2005；梁玖华等，2010)，也有学者采用黑木耳(Gunura cusimbua)废弃菌袋、玉米(Zea mays)秸秆、花生(Arachis hypogaea)壳等农林废弃物作为育苗基质培育西伯利亚红松(Pinus sibirica)、紫楠(Phoebe sheareri)、浙江楠(Phoebe chekiangensis)、小叶卫矛(Euonymus verrucosoides)、红叶石楠(Photinia fraseri)、油茶(Camellia oleifera)等容器苗(王萍等，2012；李珍，2012；秦性英，2008)，均取得了较好的效果。目前，农林废弃物处理多为焚烧或者掩埋，只有少部分用作燃料和粗饲料，如能将农林废弃物有效地利用到育苗中，不仅可以减少对环境的污染，而且还能节约育苗成本。

白桦(Betula platyphylla)为桦木科桦木属落叶乔木，是东北地区主要的用材林树种之一，也是北方园林绿化的主要观赏树种，苗木市场需求量正逐年增加。目前，白桦优良品种培育仍以裸根苗为主(蔡萍等，2003；郁书君等，2001)，起苗时根系损伤严重，造林成活率较低；而白桦容器苗因其质量较大、造林时塑料容器污染林地、施工费时费力等原因，阻碍了白桦优良种质资源的推广应用。因此，寻找适宜的白桦轻基质容器苗培育体系具有重要的应用价值。笔者前期的研究表明，以东北地区常见的农林废弃物[木耳废弃菌棒、玉米腐熟秸秆、玉米腐熟穗芯和落叶松(Larix gmelinii)松针腐殖质]为主要组成的混合基质，其理化性质和保水保肥性均与草炭土基质相似，而且添加1%保水剂后混合基质保水保肥性更优；并通过白桦容器苗高峰期的地上生长特征证明了混合基质育苗的可行性(卫星等，2015)。但前期研究对白桦轻基质容器苗地上部分动态生长特征、地下根系形态特征以及各器官生物量及养分含量均未进行系统的分析。因此，本研究在原有研究的基础上，进一步对比分析不同基质组成下白桦地上、地下形态变化，探讨不同基质对白桦苗木生长的影响，以期为白桦轻基质容器苗培育提供理论和技术支持。

试验于2014年5—9月在东北林业大学林木育种试验基地温室大棚内进行。各试验材料的获取和处理如下：

1) 木耳废弃菌棒：将木耳废弃菌棒去除塑料包装，堆放于蒸锅内灭菌，水沸腾后蒸40 min，冷却至室温装袋，常温保存备用。

2) 玉米腐熟秸秆、玉米腐熟穗芯：将玉米秸秆、玉米穗芯直接用粉碎机粉碎成0.2~0.5 mm大小，以500：1体积比添加沃宝牌腐熟剂，加水使含水量保持为60%，常温条件下，塑料袋内封闭腐熟7天，常温保存备用。

3) 落叶松松针腐殖质：将落叶松林下松针和腐殖质按体积比1：1混合，粉碎机粉碎成0.2~0.5 mm大小，常温保存备用。

4) 草炭土、蛭石、常规营养土购买自哈尔滨花卉市场。

将以上材料根据体积比进行配制(表 1)，然后以100：1体积比添加沃特保水剂，混合均匀后装入7 cm×12 cm(高)的无纺布袋中，以常规营养土为对照。2014年5月20日移栽白桦播种苗，生长期间正常浇水，采用常规施肥(丁钿冉等，2013)方式：NH₄NO₃(每株48.69 mg)、KH₂PO₄(每株56 mg)，施肥周期为14天。

表 1 容器育苗基质组成及质量^① Tab.1 Composition and mass of nursery media

表 1 容器育苗基质组成及质量① Tab.1 Composition and mass of nursery media 处理Treatment 组成Component 基质质量Mass of media/g CK 常规营养土(草炭土：河沙=4：1)Nutrient soil(peat soil：river sand=4：1) 322.45a T1 木耳废弃菌棒：落叶松松针腐殖质：蛭石=2：2：1Edible fungus waste：larch needle-humus：vermiculite=2：2：1 124.45c T2 玉米腐熟秸秆：落叶松松针腐殖质：蛭石=2：2：1Corn straw：larch needle-humus：vermiculite=2：2：1 123.43c T3 玉米腐熟穗芯：落叶松松针腐殖质：蛭石=2：2：1Corn core：larch needle-humus：vermiculite=2：2：1 149.97b T4 草炭土：落叶松松针腐殖质：蛭石=2：2：1Peat soil：larch needle-humus：vermiculite=2：2：1 147.08b ①同列不同小写字母表示均值差异显著性(P < 0.05)。下同。The lower-case letter in one column show the difference among means (P < 0.05). The same below.

在白桦苗木生长期间，每7天用直尺、游标卡尺测量各处理所育苗木各10株的苗高、地径，算出高茎比，使用便携式激光叶面积仪(CI-203)测量叶面积，共测量10天。

生长结束后，选取同一处理、生长均匀的苗木10株，从根茎处将根系切下，用蒸馏水洗净后，经Epson数字化扫描仪扫描，所得图像用winRHIZO(Pro2004b)软件分析后得到总根长、总根表面积、平均直径、根尖数等数据。

将上述10株苗木洗净分离后的根、茎、叶放入烘箱，105℃下烘10 min，65℃烘至恒质量，用电子天平(±0.01 g)称量，得根生物量、茎生物量和叶生物量，并计算出全株生物量和苗木质量指数(QI)=苗木总干质量(g)/{[苗高(cm)/地径(mm)]+[茎干质量(g)/根干质量(g)]}。根、茎、叶全氮浓度采用元素分析仪测定，全磷、全钾浓度采用硫酸-高氯酸-钼锑抗比色法、火焰亮度计测定(陈立新，2005)。

采用方差分析不同育苗基质对苗木各地上地下形态动态、生物量、养分含量的影响是否显著。数据分析均采用SPSS for Windows 13.0(2001年，SPSS，Cary，USA)计算完成。用Sigmaplot 10.0(YSTAT Company，USA)软件制图。

苗高的增长趋势为：第14天以后增长速率加快，第56天后苗高增长速率变小。生长初期各处理苗高无显著差异(P>0.05)，第21天以后T₄，T₁所育苗木的苗高显著高于其他处理(P < 0.05)。生长结束时，所育苗木的苗高T₄(136 cm)和T₁(118 cm)分别为对照CK(103 cm)的1.32，1.15倍，T₁与T₄之间无显著差异(P>0.05)，T₃与CK之间差异不显著(P>0.05)(图 1)。

图 1 基质组成对白桦容器苗苗高的影响 Fig.1 Effect of different media component on the height of B. platyphylla   下同。The same below.

苗木的地径生长在第14天后进入速生期，各处理均有显著的增长，第63天后苗木地径的生长基本结束。T₄处理的地径最大(8.80 mm)，然后依次为T₃(8.39 mm)、T₁(8.22 mm)、T₂(7.73 mm)和CK(7.2 mm)，其中T₁，T₃地径均显著大于CK(P < 0.05)，T₂与CK之间差异不显著(P>0.05)(图 2)。

图 2 基质组成对白桦容器苗地径的影响 Fig.2 Effect of different media component on the basal diameter of B. platyphylla

苗木的高径比是指苗高与地径之比，是反映苗木生长质量的重要指标之一，高径比越低，表明苗木生长越健壮。5种基质所育苗木的高径比均随着苗木的生长呈现先增长后下降再增长的趋势。生长初期，T₃基质所育苗木的高径比最大，第42天，各基质所育苗木高径比均显著下降，第49天后又有了显著增长(P < 0.05)，生长高峰期时，T₂，CK的高茎比显著低于其他处理。苗木生长基本结束时，T₄处理的高径比最大(165)，T₂处理的高径比最小(119)，T₂，T₃处理的高径比显著低于CK(P < 0.05)，T₁处理的高径比显著高于CK(P < 0.05)(图 3)。

图 3 基质组成对白桦容器苗高茎比的影响 Fig.3 Effect of different media component on the ratio of height to diameter of B. platyphylla

苗木的叶面积整体呈现递增趋势，前7天生长缓慢，此后叶面积呈快速增加，在生长后期增长缓慢。生长期结束后，白桦有落叶现象，因此，第56天后叶面积有一个明显的下降。叶面积生长结束后，T₄处理的叶面积最大(1 623 cm²)，其次为T₃(1 450 cm²)、T₂(1 400 cm²)、T₁(1 288 cm²)，分别大于CK(1 180 cm²)的38%，23%，19%和9%。T₄处理的叶面积显著高于其他处理，T₂和T₃处理之间差异不显著(P>0.05)，但显著高于CK，T₁与CK之间无显著差异(图 4)。

图 4 基质组成对白桦容器苗叶面积的影响 Fig.4 Effect of different media component on the leaf area of B. platyphylla

不同基质对白桦地下根系的影响为：比根长依次为T₁>CK>T₂>T₃>T₄，T₁比根长最大，为781.28 cm·g^-1，比T₄(498.06 cm·g^-1)显著高了57%(P＜0.05)，T₂，T₃与T₄处理之间无显著差异(P>0.05)；单个植株根总表面积依次为T₁>T₃>T₄>T₂>CK，各基质处理均显著高于CK(P < 0.05)，T₁与T₃处理的根总表面积分别为CK处理的1.61，1.49倍；根直径依次为T₃>T₄>T₁>T₂>CK，其中T₄，T₁，T₃处理的根直径均显著高于CK(P＜0.05)；总根尖数依次为T₁>T₂>T₃>T₄>CK，其中T₁，T₂，T₃，T₄处理的总根尖数显著高于CK(P < 0.05)，T₁的总根尖数显著高于T₄，T₃(表 2)。

表 2 不同基质组成对根系形态的影响 Tab.2 Effect of different media component on the root anatomical of B. platyphylla

表 2 不同基质组成对根系形态的影响 Tab.2 Effect of different media component on the root anatomical of B. platyphylla 处理Treatment 比根长Specific root length/(cm·g-1) 总表面积Superficial area/cm2 直径Diameter/mm 总根尖数Root number CK 602.46±29.33b 275.12±15.02c 0.48±0.03c 3 351±42.62c T1 781.28±45.34a 442.72±18.03a 0.69±0.03ab 6 254±76.06a T2 568.02±26.97c 310.60±17.31b 0.60±0.03bc 5 146±45.26ab T3 558.33±50.95c 411.00±41.42a 0.81±0.08a 4 730±77.62b T4 498.06±67.72c 315.44±32.95b 0.72±0.04ab 4 606±43.38b

生物量是指植株的干质量，是反映苗木物质积累的重要指标之一。5种基质所育苗木的生物量数据表明：70天生长结束后，根生物量中，T₄处理最大(4.63 g)，其次为T₃(2.90 g)，分别高出CK 137%和49%；茎生物量中，T₄处理最大(11.39 g)，其次为T₁处理(7.41 g)，分别高出CK 141%和57%。T₄，T₁，T₂，T₃处理苗木单株生物量分别是CK的2.24，1.42，1.17，1.39倍(P < 0.05)。农林废弃物基质中，T₁处理的根、茎、叶生物量最优，显著高于T₂，T₃处理(P < 0.05)(表 3)。

表 3 不同基质组成处理对白桦苗木的根、茎、叶生物量的影响 Tab.3 Effect of different media component on the root, stem and leaf biomass per seedling of B. platyphylla

表 3 不同基质组成处理对白桦苗木的根、茎、叶生物量的影响 Tab.3 Effect of different media component on the root, stem and leaf biomass per seedling of B. platyphylla 处理Treatment 根Root/g 茎Stem/g 叶Leaf/g 整株Whole plant/g CK 1.95±0.03d 4.72±0.04d 2.93±0.23e 9.60±0.05e T1 2.62±0.03c 7.41±0.03b 3.68±0.05d 13.71±0.10b T2 2.88±0.06b 4.47±0.03e 3.89±0.06c 11.24±0.11d T3 2.90±0.04b 5.98±0.05c 4.46±0.05b 13.34±0.07c T4 4.63±0.03a 11.39±0.10a 5.52±0.10a 21.54±0.18a

苗木质量指数是衡量苗木综合质量的重要指标之一，苗木质量指数越大，苗木越优。5种基质所育苗木的质量指数依次为T₄>T₁>T₂>T₃>CK，T₄显著高于其他处理，T₁，T₂，T₃相互之间差异不显著，但均显著大于CK(图 5)。

图 5 基质组成对水曲柳苗木质量指数的影响 Fig.5 Effect of different media component on seedling quality index of B. platyphylla

苗木整株全氮含量依次为T₃>T₄>T₂>T₁>CK，T₃处理的整株全氮含量最大(216.53 mg·seedling^-1)，其次为T₄，T₂，T₁，显著高于CK的52%，44%，29%和21%(P < 0.05)，T₃处理显著大于T₄。根的全氮含量中，T₃处理的最大(36.79 mg·seedling^-1)，显著高于CK，T₄的19%和7%，T₂处理与CK无显著差异(P>0.05)。茎的全氮含量中，T₄处理的最大(62.26 mg·seedling^-1)，CK处理的最小，T₄，T₁，T₂，T₃处理均显著高于CK(P < 0.05)。叶的全氮含量中，T₃处理的最大(127.81 mg·seedling^-1)，显著高于CK，T₄的63%，16%(P < 0.05)(图 6)。

图 6 基质组成对白桦苗木全氮含量的影响 Fig.6 Effect of different media component on the total N content per seedling of B. platyphylla   下同。The same below.

苗木整株全磷含量依次为T₄>T₁>T₃>CK>T₂，T₄处理的整株全磷含量最大(30.24 mg·seedling^-1)，T₂处理的最小(8.15 mg·seedling^-1)，T₁，T₃处理分别显著高于CK(12.74 mg·seedling^-1)70%和24%(P < 0.05)。根全磷含量表明：T₂，T₃处理与T₄，CK无显著差异(P>0.05)，T₁处理显著高于CK。茎、叶全磷含量中，T₄，T₁，T₃处理均显著高于CK(P < 0.05)(图 7)。

图 7 基质组成对白桦苗木全磷含量的影响 Fig.7 Effect of different media component on the total P content per seedling of B. platyphylla

T₃处理的整株全钾含量最大(47 mg·seedling^-1)，显著高于T₁(35 mg·seedling^-1)34%，T₄，T₂，T₃，CK处理的相互之间均差异不显著(P>0.05)。根、茎、叶的全钾含量表明：T₄，T₂，T₃，CK各处理之间的差异均不显著(P>0.05)，T₁处理的根、叶全钾含量显著低于其他处理(图 8)。

图 8 基质组成对白桦苗木全钾含量的影响 Fig.8 Effect of different media component on the and total K content per seedling of B. platyphylla

育苗基质是容器育苗的关键影响因素之一，轻基质容器苗具有质量轻、移栽简便、节约造林成本等优点，是目前容器苗发展的主要趋势。轻基质材料选择的重要依据是能为苗木的生长提供适宜的环境并利于苗木生长。不同育苗基质对容器苗的影响会直接反映在苗木地上形态的变化上(乌丽雅斯等，2004)，本研究采用东北地区较为丰富的农林废弃物材料——木耳废弃菌棒、玉米腐熟秸秆、玉米腐熟穗芯和落叶松松针腐殖质作为混合基质的主要组分，同时选取常用育苗基质——草炭土作为其中一种基质类型。结果表明，4种轻基质(T₁，T₂，T₃，T₄)所育白桦苗木的苗高及地径均显著高于常规营养土，与赵珊珊等(2012)用玉米、大豆(Glycine max)秸秆与土壤混合基质栽培越橘(Vaccinium vitis-idaea)所得结论相同。在以菇渣、玉米秸秆为基质栽植黄瓜(Cucumis sativus)、西红柿(Lycopersicon esculentum)、侧柏(Platycladus orientalis)和臭椿(Ailanthus altissima)时也发现，植株的株高、叶面积及冠径等指标均显著优于泥炭基质(Zhang et al.，2012；葛桂民，2009)。栽种苗木前，笔者对各基质的理化性质进行研究发现(卫星等，2015)，所采用混合基质的pH值接近中性，符合植物的生长要求，与李斗争等(2005)的研究结论相似。木耳废弃菌棒、玉米腐熟秸秆、玉米腐熟穗芯3种混合基质的密度在0.20 g·cm^-3左右，通气孔隙度约为60%，均在适宜的范围内(卫星等，2015)，混合基质为苗木根系提供了适宜的生长环境，幼苗具有较快的生长速率和对养分的高效吸收与利用，因此苗木的苗高、地径和叶面积等会有相应的增长；同时，采用这类基质可使苗木体内储存较为充足的碳水化合物，对于移栽后苗木的生根速率及造林成活率均有促进作用(杜佩剑等，2008)。

育苗基质中营养元素的含量直接影响苗木干物质的积累(金铁山，1992)，单株营养器官养分含量的变化可间接地反映育苗基质的优劣。本研究发现，4种轻基质所育苗木的整株全氮含量及全磷含量显著高于常规营养土所育苗木，这说明几种轻混合基质中可利用态的养分能有效转化为苗木自身的养分，从而促进苗木的生长。本研究进一步证明了采用农林废弃物混合基质替代草炭土和常规营养土基质作为白桦容器苗育苗基质具有可行性。

判断基质是否适合培育苗木的基本要求是能否满足植株根系生长的需要(常君等，2012)。本研究发现，经过发酵和消毒处理后，4种轻混合基质所育苗木的地下根系指标均优于对照，根系生物量显著高于常规营养土所育苗木，这可能是轻混合基质的孔隙度及土壤密度可使育苗基质达到良好的水、肥、气、热环境，有利于苗木根系发育。草炭土混合基质所育容器苗的苗木质量指数及根系生物量均优于其他3种轻基质，但木耳废弃菌棒、玉米腐熟秸秆、玉米腐熟穗芯混合基质所育苗木的比根长、根尖数均显著高于草炭土，表明这3种基质容器苗在后期生长潜能较大，其中以木耳废弃菌棒为主的混合基质容器苗比根长、总表面积、根系直径和根尖数均优于其他2种农林废弃物基质所育容器苗。已有研究采用废菌棒组成的育苗基质培育赤皮青冈(Gyclobalanopsis gilva)时也发现，废菌棒基质可明显促进苗木根系的生长(王素娟，2012)。笔者早期的研究也发现，木耳废弃菌棒混合基质的pH值、土壤密度、通气孔隙度、总孔隙度分别为6.91，0.17 g·cm^-3，57.38%，81.38%(卫星等，2015)，达到了理想育苗基质的要求(连兆煌，1994)。另外，对各类基质质量的分析也可看出，木耳废弃菌棒混合基质质量显著小于常规营养土，仅为营养土基质质量的38%。因此无论在根系发育状况、基质处理成本还是基质质量方面，以木耳废弃菌棒为主的基质均明显优于基他轻基质。

分别以木耳废弃菌棒、玉米腐熟穗芯、玉米秸秆为主要组成的混合基质培育的白桦容器苗，其苗木质量指数及地下根系发育均优于常规营养土容器苗，略低于草炭土混合基质育苗效果。由于草炭土资源具有不可再生性和开采限制性，本研究综合容器苗生长情况认为，采用质量较轻、容易采集处理、成本较低的农林废弃物混合基质替代草炭土和常规营养土基质作为白桦容器苗育苗基质具有一定的可行性，其中以木耳废弃菌棒混合基质更为适宜。建议在今后的育苗中继续研发此类基质容器苗养分管理配套技术，提高白桦轻基质容器苗的苗木质量。