王金旺,盧 翔 ,夏海濤,魏 馨 ,雷海清,陳秋夏
(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院亞熱帶作物研究所,浙江溫州 3 25005)
輕基質(zhì)的容器育苗是林木工廠化育苗的途徑,也是未來林木育苗的主流方向,其育苗周期短、苗木規(guī)格和質(zhì)量容易控制、便于造林機械化,且造林成活率高,已廣泛應(yīng)用[1-3]。容器苗質(zhì)量主要受基質(zhì)和容器的影響[4-6]。目前,國內(nèi)容器小苗的培育技術(shù)相對成熟,容器大苗尚處在對發(fā)達(dá)國家先進(jìn)技術(shù)的吸收借鑒和再創(chuàng)新階段,但是容器大苗造林能夠大幅度提高造林成效,減少營林成本[1-2,7]。因此,容器大苗有著廣泛的應(yīng)用前景[7-8]。然而,容器類型和規(guī)格千差萬別,針對不同樹種如何選擇最佳的容器類型和規(guī)格需要進(jìn)一步研究。
青岡櫟(Cyclobalanopsis glauca(Thunb.)Oerst.)為殼斗科常綠喬木,是亞熱帶常綠闊葉林重要組成樹種[9];閩楠 (Phoebe bournei(Hemsl.)Yang)為我國特有二級珍稀瀕危保護(hù)植物,為珍貴的闊葉樹種[9],也是浙江省推薦優(yōu)先發(fā)展的珍貴闊葉樹種[10];臺灣相思 (Acacia confuse Merr.)為豆科常綠喬木,是我國東南沿海地區(qū)營造防護(hù)林和綠化的重要樹種[11];木荷 (Schima superba Gardn.et Champ.)為山茶科常綠喬木,是優(yōu)良的防火樹種[12];無患子 (Sapindusmukorossi Gaertn.)為無患子科落葉喬木,是重要的經(jīng)濟(jì)樹種和彩葉觀賞樹種[12]。選擇上述浙江省主要生態(tài)經(jīng)濟(jì)造林樹種為對象,通過不同規(guī)格、不同類型容器中的容器苗生長比對試驗,以期尋找不同樹種最佳育苗容器種類及規(guī)格,為開展容器大苗工廠化育苗提供科學(xué)依據(jù)。
試驗地位于浙江省亞熱帶作物研究所試驗大棚,地理坐標(biāo)為 28°01'N,120°39'E,地處中亞熱帶南部亞地帶南緣,屬典型亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候,年均溫18℃,最冷月為1月均溫8.1℃,最熱月7月均溫28.3℃,年降雨量1 563 mm,年均相對濕度78%。
受試植物包括青岡櫟、閩楠、木荷、無患子和臺灣相思5種,受試材料均為1年生容器苗。該1年生容器苗由種子繁育而來,培育基質(zhì)為泥炭、珍珠巖和稻殼混合物,體積混合比為0.46∶0.27∶0.27,基質(zhì)pH值5.3,有機質(zhì)含量276 g·kg-1,總磷、總氮和鉀含量分別為0.6,7.0,0.7 g·kg-1。培育容器為無紡布容器袋,規(guī)格為D 45 mm×H 100 mm(D為直徑,H為高度)。2010年5月,當(dāng)培育的各種樹種芽苗生長至1芽2子葉大小時及時移植容器中,擺放于塑料托盤內(nèi),置于大棚內(nèi)育苗架上培育,并長期保持基質(zhì)濕潤、大棚通風(fēng)和適度遮陰,按照一般性生產(chǎn)育苗措施進(jìn)行管護(hù)。
2011年5月,選擇上年度培育的長勢均一的1年生容器苗作為受試對象進(jìn)行試驗,其中受試植物高度和地徑分別為:青岡櫟24.95±2.58 cm和3.27±0.52 mm、無患子37±3.09 cm和3.96±0.64 mm、木荷28.89±2.83 cm和3.17±0.66 mm、閩楠28.02±3.14 cm和3.12±0.82 mm、臺灣相思27.86±3.19 cm和2.99±0.74 mm。受試容器包括美植袋和控根容器2種類型,其中美植袋7種規(guī)格,K-2控根容器3種規(guī)格 (表1)。培育基質(zhì)同上述1年生育苗基質(zhì)。設(shè)5個樹種10種容器2個處理因素,采用隨機區(qū)組設(shè)計,共5×10個處理,每處理20株,設(shè)3個重復(fù)小區(qū),共用1年生容器苗3 000株。將所有受試植物放置于鋪有地磚和黑色地膜的室外育苗場進(jìn)行容器大苗培育,按照一般性生產(chǎn)育苗措施進(jìn)行管護(hù)。
試驗于2013年11月結(jié)束,苗木出圃時,于每個處理中選擇每種受試植物10株測量其高度和地徑。以單株植物測量值為數(shù)據(jù)單元,采用SPSS統(tǒng)計分析軟件進(jìn)行方差分析,數(shù)據(jù)間多重比較采用Duncan檢驗法。

表1 容器類型與規(guī)格
不同規(guī)格美植袋中受試植物苗木株高和地徑如表2所示。單因變量多因素方差分析表明,受試物種間株高和地徑差異顯著 (F株高=97.877,P<0.001;F地徑=71.098,P<0.001)。出圃時,苗高均值依次為無患子>臺灣相思>青岡櫟>木荷>閩楠,其中無患子顯著高于其他樹種,株高年均增長量達(dá)到110 cm;臺灣相思和青岡櫟株高年均增長量也達(dá)到100 cm;木荷和閩楠相對較低,株高年均增長量分別為74.4和68.9 cm。在7種美植袋中,不同樹種地徑均值依次為無患子>臺灣相思>青岡櫟>木荷>閩楠,其中無患子、臺灣相思顯著高于其他樹種,其地徑年均增長值分別為9.99和9.64 mm;青岡櫟居中,年均增長量為8.19 mm;木荷和閩楠顯著低于其他樹種,年均增長量分別為6.69和6.34 mm,二者間無顯著差異。
單因變量多因素方差分析表明,美植袋規(guī)格顯著影響了受試樹種株高和地徑的生長 (F株高=61.375,P <0.001;F地徑=31.484,P <0.001),隨著規(guī)格的增大,株高和地徑逐漸增大 (表2)。單因素方差分析表明,不同規(guī)格容器中受試植物的生長差異顯著 (表3),多重比較結(jié)果表明,不論對于何種受試樹種,1和2號容器中株高和地徑均顯著低于其他容器,故這兩種容器不適宜培育受試樹種的3年生苗木。3號容器中除無患子株高和地徑與4號容器無顯著差異外,且隨容器規(guī)格的增大無患子株高地徑逐漸增大,其余樹種皆顯著低于規(guī)格更大的容器,故3號容器也不宜作為受試樹種的3年生苗木的培育容器。對于青岡櫟而言,4,5,6和7號容器中地徑無顯著差異,但5,6和7號容器中株高顯著高于4號,因此,從節(jié)約成本角度考慮,5號容器更適用于培育3年生青岡櫟容器苗。對無患子而言,6和7號容器中株高顯著高于其他容器,7號容器中地徑顯著高于其他處理,故6和7號容器均可用于培育3年生無患子,但相比6號容器,7號容器體積增加了44%,而株高和地徑僅增加5.9%和12.4%,因此選擇6號容器培育3年生無患子容器苗。5,6和7號容器中,木荷株高顯著高于其他處理,三者間無明顯差異,7號容器中木荷地徑顯著高于5號和6號容器,其地徑相比5,6號容器分別增加10.4%和12.8%,但其容器體積相比5和6號容器分別增加80%和44%,因此,應(yīng)選擇5號容器培育3年生木荷容器苗。5,6和7號容器中臺灣相思株高和地徑均顯著高于其他處理,而三者之間無明顯差異,故應(yīng)選5號容器作為3年生臺灣相思的培育容器。對于閩楠而言,雖7號容器中地徑顯著高于其他處理,但4,5,6和7號容器中苗木株高差異不顯著,且7號容器中地徑相比4號僅增加18.1%,而容積卻增加180%,從節(jié)約成本角度考慮,4號容器更適于培育3年生閩楠容器苗。

表2 美植袋規(guī)格對5種受試植物容器苗生長的影響

表3 不同規(guī)格美植袋苗木生長單因素方差分析 (F值)
單因變量多因素方差分析表明,樹種間植株高度和地徑差異顯著 (F株高=29.833,P<0.001;F地徑=20.245,P<0.001)。從株高和地徑來看(圖1),從高到低依次為無患子>臺灣相思>青岡櫟>木荷>閩楠,與美植袋處理組中的變化趨勢一致。

圖1 不同規(guī)格K-2控根容器受試植物株高、地徑比較
K-2控根容器規(guī)格顯著影響受試植物生長(F株高=82.432,P <0.001;F地徑=62.004,P <0.001;圖1)。隨著容器規(guī)格的增大,受試植物株高和地徑逐漸增大。相比8號容器,9,10號容器容積增大56%和181%;從株高來看,相比8號容器,無患子、青岡櫟、木荷、閩楠和臺灣相思在9和10號容器中分別增加29.7%和57.9%,21.4%和 42.5%,15.6%和 39.7%,9%和 18.5%,23.7%和41.8%;從地徑來看,相比8號容器,無患子、青岡櫟、木荷、閩楠和臺灣相思在9和10號容器中分別增加30.8%和49.1%,19.5%和40.1%,19.4%和 49.5%,10.2%和 28.8%,20.5%和51%。由此可見,隨著容器規(guī)格的增加,容器體積增加倍率高于受試植物株高和地徑增長倍率。從受試植物株高和地徑增長倍率與容器容積增長倍率的比值 (δ)來看,相比8號容器,9號容器中株高和地徑的δ均值分別為35.5%和35.9%,10號容器中株高和地徑的δ均值分別為22.1%和24.2%。δ值越大說明基質(zhì)的利用率越高。5種受試植物中株高和地徑δ值高于δ均值的樹種包括無患子和臺灣相思,其中,9號容器中無患子株高和地徑δ值均高于50%,30% <δ<50%的樹種包括青岡櫟和臺灣相思,20%<δ<30%的樹種為木荷,閩楠δ值最低,株高和地徑僅為16.1%和18.2%;10號容器中δ值高于30%的物種僅有無患子1種,20%<δ<30%的樹種有青岡櫟、木荷、臺灣相思,閩楠δ值低于16%,其株高δ值僅為10.2%。因此,考慮基質(zhì)成本情況下,若采用該類型容器培育3年生容器大苗,無患子應(yīng)選擇10號容器,青岡櫟、木荷和臺灣相思應(yīng)選擇9號容器,而閩楠應(yīng)選擇8號容器。
容器規(guī)格相同,容器類型不同,苗木生長狀況存在差異 (圖2)。單因變量多因素方差分析表明容器類型顯著影響了較小規(guī)格容器中受試植物株高和地徑的生長 (F株高=23.524***;F地徑=28.881***),具體表現(xiàn)在,美植袋中無患子、青岡櫟、木荷、閩楠和臺灣相思株高和地徑分別比K-2控根容器增加27.9%和31.8%,12.6%和16.6%,10.7%和12.7%,-0.7%和2.8%,24.9%和25.7%。由此可見,選取規(guī)格為20 cm×20 cm的容器培育苗木時,以美植袋為佳。

圖2 規(guī)格相同的不同類型容器中受試植物株高和地徑比較
與上述規(guī)格容器不同,單因變量多因素方差分析表明容器類型對較大規(guī)格容器中受試植物的生長無顯著影響 (25 cm×20 cm容器:F株高=1.15ns;F地徑=2.615ns;30 cm×25 cm容器:F株高=0.983ns;F地徑=2.105ns);然而,不同受試樹種間差異顯著(25 cm × 20 cm 容器:F株高=24.486***;F地徑=25.391***;30 cm × 25 cm 容器:F株高=26.871***;F地徑=15.135***)。25 cm ×20 cm 的美植袋中株高大于相同規(guī)格K-2控根容器的樹種包括青岡櫟、木荷和臺灣相思,分別增加8.8%,6%和11.7%;美植袋中無患子和閩楠株高低于K-2控根容器,分別降低4.3%和8.7%;美植袋中受試物種地徑大于K-2控根容器的樹種包括青岡櫟、無患子、木荷和臺灣相思,分別增加5.3%,0.9%,2.3%和18.9%;但美植袋中閩楠地徑相比K-2控根容器降低了6.3%。因此,若選取規(guī)格為25 cm×20 cm容器培育3年生容器苗時,青岡櫟、木荷和臺灣相思宜選擇美植袋為佳,閩楠宜選擇K-2控根容器為佳,無患子選擇美植袋和控根容器均可。30 cm×25 cm的美植袋中受試物種除臺灣相思外,其余樹種株高均低于K-2控根容器,青岡櫟、無患子、木荷和閩楠株高分別降低3.2%,4.8%,5.9%和5.7%,臺灣相思則增加5.9%;美植袋中受試物種地徑均低于K-2控根容器,青岡櫟、無患子、木荷、閩楠和臺灣相思地徑分別降低6.3%,1.4%,9.7%,5.8%和2.9%。由此可見,隨著容器規(guī)格的增加,K-2控根容器更加適宜培育3年生容器大苗。
容器大苗培育是容器育苗的重要組成部分,對提升造林成效具有重要意義,其中容器選擇和育苗基質(zhì)配比是容器大苗培育的兩項最基本的內(nèi)容[13-15]。本試驗采用7種規(guī)格的美植袋和3種規(guī)格的K-2控根容器作為5種受試植物3年生苗木的試驗容器,探討了育苗容器類型和規(guī)格對苗木生長的影響。
容器類型相同時,隨著容器規(guī)格的增大,5種受試苗木株高和地徑生長量相應(yīng)增大,這與袁冬明等[8]對樂東擬單性木蘭 (Parakmeria lotungensis(Chun et Tsoong)Law)等樹種的研究結(jié)果一致,但不同物種株高和地徑隨容器規(guī)格增大而增長的速率不同,這與物種的生物學(xué)特性相關(guān)。從多年的育苗實踐來看,無患子和臺灣相思為速生樹種,木荷、閩楠和青岡櫟為非速生樹種。理論上講,培育相同苗齡的速生樹種容器苗,所需的容器規(guī)格應(yīng)大于非速生樹種[1],這和文中試驗數(shù)據(jù)基本一致。但速生樹種所需的容器規(guī)格也不盡相同,如無患子和臺灣相思雖同為速生樹種,但無患子株高和地徑隨容器規(guī)格增大而增加的速率高于臺灣相思,無患子所需的容器規(guī)格大于臺灣相思。閩楠、青岡櫟和木荷雖為非速生樹種,但3種受試植物所需的容器規(guī)格也不盡相同,青岡櫟和木荷株高和地徑隨容器規(guī)格增大而增大的速率高于閩楠,閩楠所需的容器規(guī)格則小于青岡櫟和木荷。規(guī)格相同的不同類型容器數(shù)據(jù)表明,D20 cm×H20 cm的美植袋中受試植物苗木優(yōu)于相同規(guī)格的K-2控根容器,這與報道的3年生浙江楠 (Phoebe chekiangensis C.B.Shang)在D20 cm×H20 cm的美植袋容器和K-2控根容器中的株高比較結(jié)果一致,但地徑比較結(jié)果則相反[7];該試驗中隨容器規(guī)格的增大,受試植物在K-2控根容器中的生長表現(xiàn) (株高和地徑)呈現(xiàn)優(yōu)于美植袋的趨勢,這和報道的3年生浙江楠在規(guī)格相近的容器 (D30 cm×H30 cm)不同,產(chǎn)生差異的原因可能在于幼苗移植至大規(guī)格容器的時間不同所致,該試驗受試苗木為1年生容器小苗移植大規(guī)格容器進(jìn)行了2年期試驗,而報道的浙江楠是2年生容器苗移植至大規(guī)格容器進(jìn)行了1年期試驗。
在生產(chǎn)實踐中,在滿足苗木生長需求的情況下應(yīng)盡量減小容器規(guī)格以降低基質(zhì)用量從而降低育苗成本,同時還應(yīng)考慮容器本身成本。通過對5種受試植物在不同類型和不同規(guī)格容器中的生長比較發(fā)現(xiàn),若為盡可能培育株高和地徑更大的3年生容器大苗,應(yīng)選擇可拆卸的K-2控根容器,其規(guī)格為D30 cm×H25 cm,但容器成本會增加。相比K-2控根容器,美植袋更適宜作為3年生容器大苗的培育容器,不同樹種的適宜容器規(guī)格不同,其中無患子應(yīng)選擇的規(guī)格為D25 cm×H25 cm、青岡櫟、木荷和臺灣相思為D25 cm×H20 cm、閩楠為D20 cm×H20 cm。
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