底部滲灌下容器類型及規格對油松根系結構的影響

滕 飛，劉 勇，王 琰，胡嘉偉，孫巧玉，萬芳芳，張 勁

（北京林業大學 省部共建森林培育與保護教育部重點實驗室，北京100083）

底部滲灌下容器類型及規格對油松根系結構的影響

滕 飛，劉 勇，王 琰，胡嘉偉，孫巧玉，萬芳芳，張 勁

（北京林業大學 省部共建森林培育與保護教育部重點實驗室，北京100083）

探索底部滲灌條件下最適合油松Pinus tabuliformis容器苗生長的容器類型及規格，對容器苗底部滲灌技術應用的可行性提供理論依據，完善油松容器苗的培育技術。試驗采用嵌套式試驗設計，以油松播種容器苗為研究對象，在底部滲灌條件下，設置硬塑料容器（HPC），無紡布容器（NWC）和黑色塑料容器（BPC）等3種容器類型各2種規格，通過對油松苗根系主根長、生物量、徑級分布等形態指標以及不同容器耗水規律指標的測定，探討不同容器類型及規格對苗木根系形態結構的影響。研究表明：底部滲灌條件下，利用硬塑料容器培育的油松苗主根長為15.56 cm，而黑色塑料為23.93 cm，遠超容器長度，造成窩根現象嚴重；硬塑料容器（0.15 g）和黑色塑料容器（0.17 g）苗木的主根干質量無顯著差異，但均顯著大于無紡布容器（0.13 g，P＜0.05）；硬塑料容器下苗木細根（0.00 mm＜D＜0.50 mm）發育最好，其根系累計長度、根累計表面積和根累計體積分別占比為71%，52%和29%，且長規格硬塑料容器明顯促進細根的生長；硬塑料容器最有利于根部氮磷鉀的積累。同時，底部滲灌期間，硬塑料容器耗水量最少，僅為391.95 mL·株-1。綜上所述，底部滲灌條件下，長規格硬塑料容器（3.80 cm×21.00 cm）最有利于油松播種苗根系的生長，細根更發達，有利于苗木對養分的吸收，對今后提高造林成活率有明顯優勢。圖4表6參27

森林培育學；底部滲灌；容器類型；容器規格；油松；根系

隨著水資源危機的加劇，節水理念貫穿于中國各行業，而林業容器育苗常見的上方灌溉使得水資源浪費高達72%［1］，同時未經苗木利用的養分隨排水流失，極易造成環境污染［2］。容器苗底部滲灌技術是利用育苗基質的毛細管作用從容器下方吸收水分對苗木進行灌溉的育苗技術［3］，可實現水分的循環利用。研究發現，在保證苗木質量的前提下，底部滲灌較上方灌溉可節水49%～72%，節肥32%～60%［4］，具有廣闊的發展前景。目前，國內外對容器苗底部滲灌技術的研究主要涉及底部滲灌對節水節肥、苗木生長、光合特性、水分利用效率等方面的影響［5］，而對苗木根系以及根團質量的研究較少。根系作為植物吸收水分和養分并進行物質合成的主要途徑和重要功能器官，是植物與土壤的動態界面［6-7］，其發育好壞直接影響苗木利用水分及養分的能力，進而決定苗木質量［8-9］。容器作為根系的主要生存空間，直接影響苗木的生長發育，且不同的苗木因生物學特性的差異所適合的容器也不同［10］。國外關于底部滲灌下容器選擇的研究發現，容器的結構等特性會影響水分向上運動的速度和距離，從而影響底部滲灌的效果［11］。中國對容器苗底部滲灌技術的研究僅在栓皮櫟Quercus variabilis［12-13］和華北落葉松Larix principisrupprechtii［14-15］水肥調控技術上取得了一些進展，而關于容器選擇的研究還未見報道，因此，研究不同容器類型及規格對底部滲灌下容器苗根系質量的影響具有重要意義。本研究以油松Pinus tabuliformis播種容器苗為研究對象，探討底部滲灌條件下不同容器類型及規格對苗木根系質量的影響，旨在找出既適合底部滲灌技術，又適合油松苗木培育的最佳容器，為底部滲灌技術在中國造林樹種容器育苗中的應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設在北京林業大學妙峰山教學試驗林場的森林培育學科普照院科研基地全自動透光溫室內（39°54′N，116°28′E）。育苗階段溫室采用自然光照，平均溫度為28.6℃，最高溫度為35.0℃，最低溫度為25.9℃，平均濕度為75%，灌溉采用底部滲灌循環用水。

1.2 試驗材料

油松種子采收于河北省承德市北京林業大學北方基地，千粒質量為40.00 g。育苗基質是V（泥炭）∶V（珍珠巖）=3∶1，泥炭為丹麥品氏托普公司生產的5號泥炭。試驗所用肥料為大漢農業科技有限公司生產的包裹型緩釋復合肥［V（N）∶V（P）∶V（K）=14∶13∶13］，肥效5～6個月。

1.3 試驗設計

試驗設置3種容器類型（硬塑料、無紡布、黑色塑料），每種容器類型下又設置2種容器規格（短規格、長規格），構成3×2嵌套設計，共6個處理，重復5次·處理-1，1托盤·重復-1，育苗45株·托盤-1，具體處理見表1。硬塑料容器是內壁有4條導根肋，底部有4個排水口的錐形物理修根容器，進口自Stuewe&Sons公司。無紡布容器屬于空氣修根容器，購買于安慶林興育苗有限公司。黑色塑料容器購買于北京首創科技有限公司的育苗營養杯。

1.4 育苗方法

1.4.1 種子處理與播種 油松種子采收后經過除雜、挑選、陰干，放入0～2℃的冷柜中儲藏，之后于2014年4月15日進行種子催芽。油松種子催芽前，用質量分數為0.5%的高錳酸鉀水溶液浸泡2.0 h后，用清水洗凈，然后將種子放在40～50℃的溫水中，自然冷卻1晝夜后撈出，然后按1∶3的比例與濕沙混合均勻，放入溫室中催芽，當有30%裂嘴露白即可進行播種。2014年4月17日，將油松容器苗按照試驗設計的育苗株數及施氮量100.00 mg·株-1計算出每種容器類型及規格所需的緩釋肥量，然后將緩釋肥一次性拌入基質中并混合均勻，再將混合了緩釋肥的基質裝入容器內，裝填時不需壓太緊，墩實即可，之后將容器置于育苗床上，在播種前澆水至飽和。4月19日播種，播種數為1～2粒·容器-1，播種深度均為種子直徑的2～3倍。

表1 不同容器類型及規格的試驗處理Table 1 Treatments of different container types and sizes

1.4.2 苗期管理 播種后為保證上層基質濕潤，采用上方灌溉進行少量多次澆水。幼苗出齊后進行間苗，并繼續采用上方灌溉適量灌水，大約2次·d-1。幼苗期結束后至抗凍鍛煉前，對苗木進行底部滲灌。本試驗模擬底部滲灌系統，使用自購的帶蓋整理箱作為滲水槽，隔2 d對育苗托盤稱量1次，所用天平精度為0.10 g，當所稱量達到灌水參數時，將托盤置于整理箱中滲水至飽和，之后將托盤置于整理箱上方進行控水，大約15 min后將托盤移至苗床上，試驗過程中定期補充整理箱中的水。灌水參數的計算方法如下：首先，在灌水前將容器、基質和托盤的總質量記為W1，之后采用上部灌溉使容器內基質達到飽和［16］，稱取此時托盤、容器和基質的總質量，記為W2，則基質飽和水質量W=W2-W1。因設定速生期灌水參數為飽和水質量的75%～80%，硬化期灌水參數為飽和水質量的55%～60%［17］，則速生期的灌水臨界質量為75%W+W1至80%W+W1，硬化期的灌水臨界質量為55%W+W1至60%W+W1。

1.5 取樣與測定

1.5.1 底部滲灌期間每月灌水量測定 在底部滲灌期間（2014年6-9月），隔2 d對各育苗托盤的質量進行監測，當質量達到底部滲灌灌水參數時，即對其進行底部滲灌至飽和。在滲灌前，記錄下各育苗托盤所稱得的質量數據，計算每次滲水量。

1.5.2 苗木取樣與測定 2014年10月20日，將苗木搬出溫室進行抗凍訓練。11月15日，對油松苗進行破壞取樣，取8株·處理-1·重復-1，將容器苗根系用清水洗凈后小心裝入自封袋，再置于冰盒中，當天即帶回實驗室。將根系樣品帶回實驗室后先測定主根長，之后用Epson V750 Pro數字化掃描儀掃描，用Win RHIZO根系圖像分析系統軟件定量分析根系掃描圖像的形態指標，主要包括根系長度、根系表面積、根系體積等指標，比根長為根系總根長與根生物量之比［18］。根系分級方法為0.00 mm＜根系直徑（D）≤0.20 mm為第1徑級，0.20 mm＜D≤0.50 mm為第2徑級，0.50 mm＜D≤1.00 mm為第3徑級，1.00 mm＜D≤2.00 mm為第4徑級，D＞2.00 mm為第5徑級［15］。之后將根系從距地徑5.00 cm處分開，定義5.00 cm以上為上層根系（N1），5.00 cm以下為下層根系（N2），統計完根系上層和下層的一級側根數量后將上層和下層的側根剪下，分別混合8株·重復-1苗木的主根、上層側根及下層側根，在105℃的烘箱中殺青20 min，70℃烘干至質量恒定后稱量各部分生物量。

1.6 數據分析

用Excel 2010整理數據，用SPSS 20.0軟件中的嵌套模型對3×2嵌套設計的試驗數據進行方差分析，用最小顯著性差異法（LSD）對數據進行多重比較，用Excel 2010繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同容器類型及規格對油松苗主根長、一級側根數的影響

由表2可知：3種容器類型主根長之間差異顯著（P＜0.05），黑色塑料容器主根長均值最大，為23.93 cm，明顯超出容器長度（短規格為10.00 cm，長規格為15.00 cm），其他2種容器類型主根長均沒有超出容器長度。3種容器類型一級側根總數無明顯差異（P＞0.05），5.00 cm以下一級側根數（N2）均多于5.00 cm以上一級側根數（N1）。黑色塑料容器N1值明顯少于其他2種容器類型，僅為7.30。不同容器類型N1/N2值差異顯著（P＜0.05），表現為無紡布＞硬塑料＞黑色塑料，無紡布容器值為1.12，上下層一級側根數基本均衡；硬塑料容器值為0.75，上層一級側根略少于下層；而黑色塑料容器值為0.50，上層一級側根數幾乎僅為下層的一半。

對于容器規格而言，硬塑料長規格容器促進了主根的伸長，較短規格多出7.36 cm，無紡布容器的規格對主根長無明顯影響，黑色塑料容器短規格主根長為30.76 cm，遠遠超出容器長度，長規格僅為17.10 cm，略超出容器長度；硬塑料和無紡布容器的長規格均促進了一級側根數和N2的增多，長規格硬塑料和無紡布容器的一級側根數分別比短規格多出30%和39%，而黑色塑料容器一級側根數、N1以及N2均未受到容器規格的影響。

表2 容器類型及規格對油松主根長、一級側根數及上下層一級側根數的影響Table 2 Seedlings taproot length,the number of primary lateral roots and primary lateral roots from the root plug in each of the two root plug depths in response to container types and sizes

2.2 不同容器類型及規格對油松苗全株以及根部生物量的影響

多重比較結果顯示（表3）：3種容器類型下單株生物量與根生物量呈現相似規律，硬塑料和黑色塑料容器無顯著差異，但均明顯大于無紡布容器（P＜0.05）。而側根干質量、上層側根干質量（G1）及下層側根干質量（G2）3種容器類型之間均差異顯著（P＜0.05），呈現出黑色塑料＞硬塑料＞無紡布的規律，黑色塑料容器側根干質量、上層側根干質量、下層側根干質量分別是硬塑料的1.56倍、1.50倍和1.67倍，無紡布的2.79倍、2.67倍和3.00倍。從G1/G2值可以看出，3種容器類型之間無顯著差異（P＞0.05），上層側根干物質積累均約為下層的2.00倍。

由表3可知：對于硬塑料容器來說，長規格容器顯著促進了苗木整株以及根部的生長，單株干質量、主根干質量、側根干質量及下層側根干質量分別比短規格多出0.24，0.04，0.07和0.05 g。對于無紡布容器而言，長規格容器對單株、主根和下層側根的積累促進作用較明顯。而在黑色塑料容器中，長規格容器顯著促進了單株、側根干質量的增多，單株干質量較短規格多出0.64 g。

表3 容器類型及規格對油松總生物量以及根生物量的影響Table 3 Seedling total biomass and root biomass in response to container types and sizes

2.3 不同容器類型及規格對油松苗根總長、根表面積、根體積及比根長的影響

由多重比較結果可知（表4）：硬塑料與黑色塑料容器各指標之間均無顯著差異，但均顯著大于無紡布容器（P＜0.05）。黑色塑料容器苗木根總長、根表面積和根體積的數值最大，為616.72 cm，98.11 cm2和1.25 cm3，分別是無紡布容器的3.28，2.91和2.60倍。硬塑料容器比根長數值最大，為1 435.97 cm· g-1，約為無紡布容器的2.11倍。對于硬塑料和黑色塑料容器來說，長規格均明顯促進了根總長、根表面積和根體積的增加。長規格的硬塑料容器苗木根總長、根表面積和根體積分別比短規格高出約52%，46%和44%。長規格黑色塑料容器苗木根總長、根表面積和根體積分別較短規格高出50%，49%和40%。然而，容器規格并沒有影響無紡布容器中苗木的根總長、根表面積和根體積。在3種容器類型下，容器規格均沒有影響苗木比根長的大小。

表4 容器類型及規格對油松根總長、根表面積、根體積及比根長的影響Table 4 Seedlings root length,root surface,root volume and SRL in response to container types and sizes

2.4 不同容器類型及規格對油松苗根系各徑級分布的影響

2.4.1 容器類型對苗木各徑級累計根長、累計根表面積及累計根體積的影響 多重比較結果可知（圖1，圖2）：苗木根系累計長度與累計表面積呈現類似變化趨勢，隨著徑級的增加均表現為先增大后減小。不同容器類型下苗木根系累計長度在各徑級上差異顯著（P＜0.05），無紡布容器第1徑級到第4徑級累計根長均明顯小于其他2種容器類型，硬塑料和黑色塑料容器細根（第1徑級＋第2徑級）累計長度無明顯差異，硬塑料容器細根長為402.32 cm，占總根長比例最大，達71%，顯著高于細根長為128.23 cm的無紡布容器。與苗木根系累計長度變化相似，3種容器類型徑級較小的根系累計表面積占較大比例，但第3徑級所占比例有明顯提高。硬塑料容器與黑色塑料容器細根累計表面積均顯著大于無紡布容器，硬塑料容器細根所占比例最大（52%），累計表面積為41.41 cm2，而無紡布容器細根累計表面積僅為13.22 cm2，占根系總表面積的44%。與根系累計長度和累計表面積相比，根系累計體積呈現出不同的變化趨勢（圖3），徑級較大的根系累計體積所占比例逐漸增大，硬塑料和黑色塑料容器第3徑級根累計體積占根總體積的比例最大，分別為37%，47%。3種容器類型細根累計體積占總體積的17%～29%，其中，硬塑料容器細根所占比例最大（29%），累計體積為0.368 cm3，僅次于黑色塑料容器的0.372 cm3，兩者均顯著大于無紡布容器的0.118 cm3（P＜0.05），且無紡布容器細根所占比例最低，僅為17%。

圖1 容器類型及規格對油松根系累計長度的影響Figure 1 Seedlings root length in response to container types and sizes

圖2 容器類型及規格對油松根系累計表面積的影響Figure 2 Seedlings root surface in response to container types and sizes

圖3 容器類型及規格對油松根系累計體積的影響Figure 3 Seedlings root volume in response to container types and sizes

2.4.2 容器規格對苗木各徑級累計根長、累計根表面積及累計根體積的影響 從根系累計長度、表面積以及體積均可以看出（圖1～3），3種容器類型下，與短規格容器相比，長規格容器均促進了各徑級根系的生長。就根系累計長度而言，長規格硬塑料容器第1徑級至第5徑級分別較短規格容器高出1.72倍，60%，19%，1.74倍及79%，長規格細根累計長度所占比例（74%）顯著高于短規格（67%）；長規格無紡布容器第1徑級至第5徑級分別較短規格容器高出1.21倍，89%，97%，20%及21%。黑色塑料容器的長規格第1徑級至第5徑級分別較短規格容器高出1.12倍，56%，26%，90%和69%，長規格細根累計長度達505.93 cm，顯著高于短規格的313.82 cm。根系累計表面積和累計體積也呈相似變化規律，長規格容器細根累計表面積為17.31～50.47 cm2，顯著高于短規格細根累計表面積的9.13～33.32 cm2，同時，長規格細根累計表面積占總表面積的46%～54%，短規格所占比例為41%～50%；長規格容器根系累計體積為0.15～0.44 cm3，顯著高于短規格細根累計體積的0.08～0.29 cm3。

2.5 不同容器類型及規格對油松苗根部氮、磷、鉀積累的影響

2.5.1 不同容器類型及規格對根部養分含量的影響 多重比較結果可知（表5）：硬塑料容器培育下的油松苗根中氮顯著高于無紡布和黑塑料容器（P＜0.05）；就根中磷含量而言，硬塑料容器和黑色塑料容器根中磷無顯著差異（P＞0.05），但均顯著大于無紡布容器（P＜0.05）。3種容器類型根中鉀表現與氮較為一致，硬塑料容器最大，為4.11 mg·株-1，顯著高于無紡布和黑色塑料容器（P＜0.05），硬塑料容器較最低的無紡布容器高出約32%。長規格的黑色塑料容器明顯促進了根部氮的增多，較短規格容器高出約52%；無紡布和黑色塑料容器長規格較短規格均有利于根部磷的增加，無紡布長規格較短規格高出57%，黑色塑料長規格磷（0.69 mg·株-1）比短規格（0.39 mg·株-1）高出77%；短規格硬塑料容器根部鉀較長規格高出22%，無紡布長規格容器根部鉀較短規格高出22%，黑色塑料容器規格的變化對根部鉀無顯著影響。

表5 容器類型及規格對油松苗木根部氮、磷、鉀的影響Table 5 Contents of N，P，K in the root of Pinus tabulaeformis in response to different container types and sizes

2.5.2 不同容器類型及規格對根部養分質量分數的影響 根據苗木的氮、磷、鉀質量分數多重比較結果分析可知（表6）：底部滲灌下各容器類型根部養分差異顯著（P＜0.05）。硬塑料和無紡布容器氮處于較高水平，硬塑料容器磷顯著高于無紡布和黑色塑料（P＜0.05），3種容器類型鉀表現為黑色塑料＞硬塑料＞無紡布，三者之間存在顯著差異性。同時，由表6可以看出：除無紡布和黑色塑料長規格鉀顯著低于短規格外，其他長規格與短規格之間無顯著差異（P＞0.05）。

表6 容器類型規格對油松苗木根部氮、磷、鉀養分質量分數的影響Table 6 N，P and K mass fraction in root of Pinus tabulaeformis in response to different container types and sizes

2.6 不同容器類型對油松苗底部滲灌下耗水規律的影響

由圖4可以看出：除8月無紡布和黑色塑料無顯著差異，但均顯著高于硬塑料外，其他各月份3種容器類型耗水量均呈現顯著差異（P＜0.05）。各月耗水量呈現出無紡布＞黑色塑料＞硬塑料的規律。底部滲灌結束后，無紡布總耗水量最高，達到1 453.02 mL·株-1，黑色塑料次之，為964.47 mL·株-1，而硬塑料耗水量最少，僅為391.95 mL·株-1。

圖4 不同容器類型油松容器苗底部滲灌下耗水量差異Figure 4 Effectofdifferentcontainertypeson water consumption of containerized Pinus tabulaeformis under subirrigation

3 討論

根系是植物吸收水分和養分并進行物質合成的重要功能器官，其發育好壞直接影響苗木利用水分及養分的能力，進而決定苗木質量。底部滲灌是利用育苗基質毛細管作用從容器下方吸收水分對苗木進行灌溉，因此，根系的生長狀況是底部滲灌應用的前提。我們的研究表明，黑色塑料容器培育的油松苗出現了嚴重的窩根現象，主根長23.93 cm，明顯超出容器長度，不利于造林后苗木的成活［19］，而具有控根功能的無紡布和硬塑料容器則可很好地促進苗木主根的垂直生長，沒有出現窩根現象。無紡布和硬塑料容器中苗木的側根都出現了上移現象，由N1/N2值可知，無紡布容器上下層一級側根數量基本均衡，而黑色塑料容器的側根則集中在根系下層，下層一級側根數為上層的2.00倍。WENNY等［20］和王良桂等［21］研究也表明，控根容器對根系上移具有很強的促進作用。MARLER等［22］還發現空氣控根容器能比其他控根容器更明顯地促進根系上移，與我們的研究相似。研究發現3種容器類型苗木側根干質量垂直分布特點一致，上層側根干質量均約為下層的2.00倍。由此可見，黑色塑料容器上層一級側根數量明顯少于下層，但上層側根干物質積累卻遠遠超過下層，主要原因是底部滲灌下容器下層吸水充分，促進了根部的生長，但黑色塑料容器無控根功能，造成了生物量的無效積累。3種容器類型下，容器規格的增大均明顯促進了苗木主根的伸長和下層根系的生長。黑色塑料短規格容器長度為10.00 cm，但苗木主根長卻超過了30.00 cm，窩根現象明顯，而長規格容器苗木窩根現象得到極大緩解且根系上下層側根干質量積累均有增加。對于硬塑料和無紡布容器來說，容器規格增大在促進主根伸長的基礎上，也促進了下層一級側根數的增多和下層側根干質量的積累。

根長、根表面積、根體積以及比根長都是反映根系形態的重要指標。一般來說，比根長大的苗木，根系吸收能力強，對基質中養分和水分的利用效率高［18］。研究結果顯示，無紡布容器的各項指標均明顯小于其他2種容器類型，黑色塑料容器中苗木根總長、根表面積和根體積的數值分別是無紡布容器的3.28，2.91和2.60倍，硬塑料容器比根長數值約為無紡布容器的2.11倍，而硬塑料和黑色塑料容器各指標無顯著差異，其中硬塑料容器比根長最大，體現了很好的根系吸收能力。無紡布各項指標之所以小，可能是由于其透水透氣性好，不利于水分的儲存，造成大量水分散失導致的［23］。對于3種容器類型來說，長規格的硬塑料和黑色塑料容器顯著促進了苗木根總長、根表面積和根體積的增加，而長規格的無紡布容器各指標僅略高于短規格容器，因此，與其他2種容器類型相比，改變無紡布容器的規格對苗木根系形態的影響較小。

細根被認為是根系完成基本生理生態功能的主體，是吸收周圍環境中養分和水分的主要部分。一般細根所占比例越大，根系吸收能力越強，且大量的須根容易形成根團［24-25］。PREGITZER等［26］認為小于0.50 mm的根系為細根最為合理。研究中，第1徑級和第2徑級（0.00 mm＜D≤0.50 mm）的根系為細根，其中第2徑級根系（0.20 mm＜D＜0.50 mm）是細根的主體。底部滲灌條件下3種容器類型第2徑級根系累計根長、累計表面積及累計體積呈現相似規律，即硬塑料和黑色塑料容器無明顯差異，但均顯著高于無紡布容器。黑色塑料容器第3徑級根系生長明顯優于其他2種容器類型，根累計體積比第2徑級高出約85%。可見，黑色塑料容器中占據大多數空間的是第3徑級的根系，無紡布容器占據較大空間的是第5徑級的根系，這也可以反映出底部滲灌下無紡布容器不利于細根生長。相比之下，硬塑料容器最有利于細根的發育，根系累計長度、根累計表面積、根累計體積分別為71%，52%和29%。3種容器類型下，與短規格容器相比，長規格容器均顯著促進了各徑級根系的生長，且對細根的促進作用明顯大于粗根（第3，4，5徑級）。

底部滲灌與上方灌溉相比，可以使未經苗木利用的養分回流至儲水箱，避免養分淋溶流失，減少對環境的污染。底部滲灌條件下，3種容器類型養分含量呈現顯著差異，硬塑料容器根中的氮磷鉀質量分數均顯著大于其他2種容器類型，有利于油松苗根團質量的提高，從而促進油松苗根部對養分的吸收與積累，這與DUMROESE等［4］的研究結果相一致，因此，硬塑料容器對底部滲灌下油松苗根部氮磷鉀的積累最有利，而高氮磷鉀有利于提高苗木抗性，從而促進苗木后期的生長發育。3種容器類型下，無紡布和黑塑料容器受容器規格的影響較顯著，長規格容器更有利于氮磷鉀的積累，而硬塑料容器基本未受到容器規格的影響。底部滲灌下，硬塑料容器根部氮磷鉀濃度處于較高水平，且根生物量較高，占苗木全株生物量比例最大，因此，3種容器中硬塑料容器最有利于根部養分的積累，同時，底部滲灌未對不同規格產生顯著影響，但長規格苗木根部和全株生物量均顯著高于短規格，因此，長規格更有利于苗木根部養分的積累。

底部滲灌作為一個封閉系統，是將未經利用的水分流回儲水箱，進而得以回收利用，因此，容器苗底部滲灌最明顯的特點就是節水［4］，而不同容器類型對底部滲灌的響應有所不同。研究結果表明，硬塑料容器耗水量最小，對水分的利用率最高，黑色塑料容器耗水量次之，而無紡布容器耗水量最大。這是由于硬塑料和黑色塑料容器具有良好的保水性，而無紡布容器通氣透水性較好，加快了水分散失速率，在相同的灌水參數下，無紡布容器總是最先需水，致使苗木在生長季灌水頻率過高，耗水量也隨之增大。有研究發現，過高的灌水頻率會增加水分的無效消耗并且大大降低苗木吸收水分和養分的效率［26-28］，這可能就是導致無紡布容器中苗木根系生長不良的主要原因之一，而根系的不良生長又最終影響了苗木整體的生長。

總之，在該試驗研究條件下，綜合考慮根系生物量、根系長度、細根所占比例以及氮磷鉀養分的積累等因素，長規格的硬塑料容器（3.80 cm×21.00 cm）更適合應用于底部滲灌系統下培育油松容器苗，此時能有效保證根系的垂直生長，同時根系上下層生長均衡，根系細根（0.00 mm＜D＜0.50 mm）所占比例最大，且更有利于氮磷鉀的積累，苗木質量達到最優，耗水量最少，既限制了養分淋溶所造成的環境污染，又實現了水分的循環再利用。

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Sub-irrigation with different container types and sizes for containerized root growth of Pinus tabuliformis seedlings

TENG Fei,LIU Yong,WANG Yan,HU Jiawei,SUN Qiaoyu,WAN Fangfang,ZHANG Jin
（Key Laboratory for Silviculture and Conservation of Ministry of Education,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China）

An experiment was conducted to study the effect of sub-irrigation with different container types and sizes on root morphology and physiological indexes as well as water-use efficiency for containerized Pinus tabuliformis seedlings.A nested experimental design with treatments of two sizes of hard plastic containers（3.8 cm×14.0 cm and 3.8 cm×14.0 cm）,two sizes of non-woven fabric containers （4.5 cm×10.0 cm and 4.5 cm× 15.0 cm）,and two sizes of black plastic containers （10.0 cm×10.0 cm and 10.0 cm×15.0 cm）was conducted. Results showed that different container types were significantly different for various indexes of seedling roots（P＜0.05）and the influence of root mass quality（P＜0.05）.The taproot length of containerized P.tabuliformis seedlings cultivated in the hard plastic container was 15.56 cm;whereas,the black plastic container was 23.93 cm,which was 1.5 times of the length of the long container.The taproot dry weights for hard plastic containers（0.15 g）and black plastic containers （0.17 g）were not significantly different（P＜0.05）,but both were significantly greater（P＜0.05）than the non-woven containers（0.13 g）.The proportion of fine roots cultivated by hard long plastic containers was 71% （length）,52% （surface area）,and 29% （volume）,respectively.Thehard plastic containers were significantly higher（P＜0.05）than the other two types of containers for accumulation of root nitrogen,phosphorus,and potassium （NPK）.Meanwhile,water consumption of hard plastic containers was only 391.95 mL per plant.In summary,sub-irrigation with long,hard plastic containers（3.80 cm× 21.00 cm）,having more developed fine roots that could absorb nutrients,was most conducive for containerized P.tabuliformis seedlings,and thereby could improve survival.［Ch,4 fig.6 tab.27 ref.］

silviculture;sub-irrigation;container type;container size;Pinus tabuliformis;root system

S723.1

A

2095-0756（2017）03-0449-10

浙 江 農 林 大 學 學 報，2017，34（3）：449-458

Journal of Zhejiang A＆F University

10.11833/j.issn.2095-0756.2017.03.010

2016-05-30；

2016-08-15

國家林業局引進國際先進農業科學技術計劃（“948”計劃）項目（2012-4-66）

滕飛，從事容器苗培育技術與理論研究。E-mail：825501552@qq.com。通信作者：劉勇，教授，博士生導師，從事種苗培育理論與技術研究。E-mail：lyong@bjfu.edu.cn