檸檬砧木枳苗的基質配方篩選

丁望可,楊世品,劉佳興,杜玉霞,周先艷, 賴新樸,高俊燕,岳建強,段紅平*,李進學*

(1.云南農業大學,云南 昆明 650000;2.云南省農業科學院 熱帶亞熱帶經濟作物研究所,云南 瑞麗 678600)

檸檬砧木枳苗的基質配方篩選

丁望可1,楊世品2,劉佳興1,杜玉霞2,周先艷2, 賴新樸2,高俊燕2,岳建強2,段紅平1*,李進學2*

(1.云南農業大學,云南 昆明 650000;2.云南省農業科學院 熱帶亞熱帶經濟作物研究所,云南 瑞麗 678600)

選擇牛糞、羊糞、蔗渣、草炭、谷殼等農業廢棄物為原料,摻入本土、江沙,以不同體積比設計7種基質配方,以篩選出最適合檸檬砧木枳殼苗生長的基質配方。研究結果表明:不同處理的基質配方對枳殼苗的生長有顯著影響,其中M4(本土∶江沙∶草炭=4∶1∶1.5)和M5(本土∶江沙∶蔗渣=4∶1∶1.5)處理的枳殼苗地上部的生物量居前2位；M4處理的枳殼苗地徑顯著高于其他處理的,比對照(CK)高13.9%;M4和M5的株高分別達到70.49 cm和65.72 cm；M5處理的地下部生物量顯著高于CK的,同時具有較大的根系體積、根尖數。綜合考慮成本、效益,篩選出M5處理為枳殼苗繁育的最適基質配方。

檸檬;枳殼苗;基質配方;生長指標

枳殼[Poncirustrifoliata(L.) Raf]為蕓香科枳屬植物。枳殼作為柑橘的砧木能增強果樹的抗逆性和適應性,促進果樹生長發育和豐產、穩產,提高果實的品質[1-2],因此它被廣泛應用于柑橘種植。但枳殼在栽培過程中存在不耐深而板結的土壤、不耐鹽堿土、不耐過大的溫差變化,易感裂皮病、立枯病、青枯病和火疫病等問題[3],使得傳統的露地育苗方式難以適應現代柑橘發展,而利用基質進行育苗栽培在克服土傳病蟲害和連作障礙、減少農藥用量、生產無公害蔬菜、節約用水等方面,均較土壤栽培有無可比擬的優越性[4]。

根據基質使用時的不同組分,基質可以分為單一基質和復合基質,單一基質即育苗時只使用一種基質育苗,復合基質是為了克服單一基質的通氣透水不良或基質過輕過重等缺點,由兩種或兩種以上的基質按一定的比例混合制成的基質[6]。其中復合基質按照基質的配制材料不同,可分為3種:一是以營養土為主要材料,配以各種元素肥料的重型基質,質地緊密,不利于搬運[7];二是以有機質為主要組分，質地疏松,通氣良好,陽離子交換能力強,含鹽量低,但化學性質穩定性差[8];三是營養土和有機質各占一定比例的半輕基質,這種基質結合了前兩種基質的優點[9]。為了管理與節省運輸成本,柑橘育苗生產上多以輕型或半輕型基質為主。目前對容器育苗的主要研究思路是適合苗木生長,有助于增加產量,且價格低廉,取材簡易,便于運輸,目的是工廠化的大量生產育苗。營養土的基質材料不一樣,育苗效果必然也存在差異,成本及來源也各有不同。隨著無土栽培技術的不斷發展,對育苗基質的需求不斷加大,草炭等常用原材料的價格逐年攀升,因此普遍尋求低成本、適合栽培苗木生長且可達到乃至超越傳統育苗基質效果的基質配方。目前已有研究發現玉米秸稈[10-11]、稻草[12]、菇渣[13]、葡萄枝條[14]、柳枝條[15]等經過處理后都可以作為栽培基質使用[16],并且都具有較好的效果。在柑橘基質育苗的研究中,亦有利用甘蔗渣、發酵柑橘皮等進行育苗基質設計的研究,但是目前針對作為檸檬砧木的枳殼苗設計基質配方進行育苗栽培的研究尚未見報道。

如何選擇當地簡單易得、低成本的材料如農業固體廢棄物,篩選出能代替傳統育苗基質、適于枳殼實生苗生長且能降低育苗成本的基質配方是目前迫切需要解決的問題。鑒于此,我們設計不同配方的基質進行了篩選研究,以便為檸檬生產現代工廠化育苗提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試幼苗是1年生枳殼實生苗,苗木規格基本一致,平均苗高約20 cm,平均地徑(距地面10 cm處)約2.5 mm。試驗容器為白色透明育苗塑料袋(26.7 cm×20.5 cm)。在試驗期間施用肥料尿素(含N 46%的金沙江尿素,由云南云天化股份有限公司生產提供)、檸檬專用肥(總養分35%,N∶P2O5∶K2O=22∶5∶8,由云南省玉溪化肥廠有限責任公司生產提供)。基質中所用原料為牛糞、羊糞、草炭、谷殼、甘蔗渣。

1.2 試驗設計

本研究于2015年5月至2016年12月在云南省農業科學院熱帶亞熱帶經濟作物研究所瑞麗站國家農業部云南德宏檸檬良種繁育基地進行,地理位置24°23'N,97.5°48'E。在試驗期間每25 d施肥1次，固態肥采用撒施,液態肥采用澆施(每次用1 kg液態肥澆施3株幼苗)。

將選用的原材料堆漚消毒,將處理后的原料按照表1中的配方配制成不同的育苗基質,試驗共設計了8個不同配方處理,并以單一本土為對照(CK)。在每個處理中都添加了本土以及河沙以使基質的理化性質維持在合適的范圍。將不同配比的原材料裝入基質袋中,每個基質袋中的基質離袋口5 cm。于實驗大棚苗床上培養,每個處理設置3個重復,不同處理隨機排放。

表1 不同處理的基質配比(體積比)

1.3 測定指標

分別于2015年5月、7月、9月、11月15日,使用米尺與數顯游標卡尺測定枳殼苗木苗高、地徑;于12月15日在每個處理的相同位置取3棵苗,取時盡量保護根部,將樣本洗凈后稱取地上部和地下部生物量，并利用EPSON V700根系掃描儀測定根部形態。

使用Excel 2010進行繪圖,使用SPSS 22.0進行數據統計分析和差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同處理對枳苗地上部分生長的影響

2.1.1 不同處理對地徑生長的影響 砧木苗莖粗是反映植物生長狀況及達到嫁接標準的一項重要指標。由表2看出:緩苗1個月以后,除處理M4外,其他處理之間枳殼苗地徑無顯著差異；經過初期生長,至7月份時各處理間枳殼苗地徑仍無顯著差異；從7月以后各處理之間開始呈現差異。11月測量結果顯示：M4、M5處理的枳殼苗地徑顯著大于M2、M3、M6、M7和CK的,但與M1處理間無顯著差異；M4、M5處理之間無顯著差異,分別比CK大13.9%和12.5%；其他處理與CK之間差異都不顯著。總體來說,不同基質配方處理影響容器枳殼苗地徑的效果為:M4>M5>M1>M2>CK>M6>M3>M7,表現最好的為M4處理。

2.1.2 不同處理對株高的影響 由表3可知：在栽種后第1個月(5月),M4和CK之間枳殼苗株高類似,均顯著小于其他處理的,另外幾個處理之間差異不顯著；9月以后,不同處理之間枳殼苗株高開始呈現差異性；至11月最后一次測量時,M1、M2、M4、M5處理的枳殼苗株高顯著高于CK的,這4個處理之間無顯著差異,分別比CK高16.1%、13.8%、25.3%和16.8%，同時,M1、M2、M3、M5、M6處理之間無顯著差異。就不同基質配方處理對株高的最終影響效果來看:M4>M5>M1>M2>M7>M6>M3>CK,其中處理M4表現最好,株高達70.49 cm,極顯著高于CK的。

表2 不同處理對枳容器苗地徑的影響 mm

注:同一列不同大寫字母表示P<0.01時,Duncan氏多重比較法差異極顯著；不同小寫字母表示P<0.05時差異顯著；表中數據為各處理3次重復的平均值。下表同。

表3 不同處理對枳容器苗株高的影響 cm

2.2 不同處理對枳地下部分生長的影響

作為檸檬砧木培養的枳殼苗,其地下部分的生長情況亦是評價不同基質配方處理優劣程度的重要指標。于2015年12月對每個處理的地下部分樣品進行根部掃描，所得結果如表4所示。由表4可見,不同處理在各項指標上均呈現出了極大的差異。在根總長方面,M4、M5與CK的差異極顯著,優于其他各個處理的；M1、M2、M3、M6與CK間無顯著差異,M7處理明顯小于CK的。從根總表面積來看,只有M6和M7極顯著小于CK的,其他處理之間無顯著性差異。就根總體積而言，M4、M5極顯著大于CK的,M6、M7較CK有顯著的劣勢,其他處理與CK之間無顯著差異。在根尖數方面，M4、M5顯著優于CK和其他處理的,而其他處理與CK之間都無顯著差異。綜合各項指標來看,M4、M5處理展現出了極大的優勢,極顯著地促進了枳殼苗地下部分的生長,而M6、M7極顯著地抑制了枳殼苗地下部分的生長,其中M7處理的各項指標都是最低的,這說明由等體積不同原料配制的基質在枳殼苗的培育上是非常不合適的,而由草炭或甘蔗渣配制的基質配方在促進地下部分的生長上具有很好的表現。

表4 不同處理對枳容器苗根部生長的影響

2.3 不同處理對枳砧地上與地下部分生物量的影響

苗木的生長不僅表現在苗高和地徑的增長上,還體現在生物量的積累上[5]。不同基質處理的枳殼苗地上與地下部分的生物量情況見圖1。在地下鮮重方面，M1、M2、M4、M7這4個處理與CK之間無顯著差異；M5顯著高于CK的；M6顯著低于CK的。在地下干重方面，表現比CK好的是M4、M5,均達到顯著差異水平(P<0.05)；M6顯著低于CK的。對于地上鮮重，M5顯著大于M1、M2、M3、M6、M7、CK的,處于絕對的優勢；而M6處理顯著小于CK的,展現了明顯的劣勢。在地上干重方面，M4、M5處理顯著大于CK的；M6顯著低于CK的；其他處理與CK之間無顯著差異。

各處理的地上部分生物量指標與地下部分生物量指標都呈現了類似的規律,即M5處理的各項指標都顯著優于CK的,而M6處理除了地下干重外,其他指標都顯著小于其他處理的。M4處理的各項指標雖優于CK的,但差異不顯著。以上結果說明，M5處理顯著促進了枳殼苗干物質的積累,M6處理的基質配方在枳殼苗積累干物質的過程中無法滿足其生長需求。

圖柱上相同字母表示Duncan氏多重比較法差異不顯著。

2.4 不同基質配比的生產成本分析

由表5可知：處理M2的單位體積價格最高,每袋基質成本達0.462元,實際成本為每袋2.962元；單位體積價格最低的為M6,每袋基質成本為0.143元,實際成本為2.643元；而M4的每袋最終成本為2.690元,M5的每袋最終成本為2.656元。

根據枳殼苗地上部分的生長情況、地下部分的形態指標,以及生物量情況,得到的顯著優于CK的M4、M5處理中,價格較低的為M5處理。

表5 不同處理的生產成本

3 結論和討論

從目前的研究來看,基質的理化性質才是直接影響容器苗生長狀況的關鍵因素。對于基質的顆粒大小與容重、總孔隙度以及大小孔隙比之間的關系說法不一,蘇淑鐵、連兆煌和江勝德等[17-19]認為同種基質顆粒越粗,容重就越大,總孔隙度越小,大小孔隙比越大;而郭世榮[20]認為顆粒越粗,容重越小,總孔隙度越大,大小空隙比越大。容重過小、總孔隙度過大、大小孔隙比過大的基質過于疏松透氣,保水性不佳,且不利于固定植物;而容重過大、總孔隙度過小、大小孔隙比過小的基質太過粘重,保水性好但透氣性不佳。生產上一般釆用由多種原料混配的基質來克服單一原料基質成本高、通氣保水性不佳、營養元素缺乏等缺點[24]。大量研究表明,農業廢棄物經過發酵堆肥處理后,可以替代傳統栽培基質,在育苗和常規栽培中都取得了良好的效果[21-22]。此外，基質的pH值、元素組成及其穩定性對植物的生長也有重要影響。基質中某指標過高或過低都會對植物生長不利,不僅會影響植物根系的環境，還會影響植物對營養元素的吸收能力。

良好的育苗基質能給苗木提供生長所需的養分和氧氣,其種類、成分及含量較土壤更有利于植株的生長[23]。本研究所選用的蔗渣、草炭、牛羊糞便等幾種基質原料都有其各自的特點,其營養元素含量、通氣持水性、pH值等各不相同。將這些原料進行適當配比，制成復合基質，使各項評價指標達到理想標準,發揮良好的理化性能,能顯著提高苗木栽培效果。

目前國內外一直把草炭作為最理想的基質材料之一,我國柑橘育苗也普遍采用摻有草炭的基質營養土,因為其具有良好的通氣透水性、強的保水保肥力、較強的離子交換能力和鹽分緩沖平衡控制能力[25]、多不含病毒雜菌、理化性質穩定等優點。但草炭是沼澤濕地特有的有機礦產資源[26-27],形成非常緩慢,所需時間達上萬年之久,屬于不可再生資源[28]。目前不斷地開釆草炭已經對沼澤地原有的生態平衡造成破壞,而恢復起來投資大、速度慢,已經引起世界各國的重視。

本實驗結果表明,M4、M5處理的基質配方在枳殼苗地徑、株高、根部生長情況以及生物量上都顯著高于CK的,遠超生產上的嫁接標準,是所有處理中處于絕對優勢的兩個處理;而M6和M7處理的效果較差。盡管M4、M5這兩個處理的效果差異不顯著，但是考慮到M4處理中草炭的再生速度慢,成本較蔗渣高,故在生產上最終選擇了M5蔗渣配方(本土∶江沙∶蔗渣=4∶1∶1.5)為理想基質。綜合各項指標來看,M5處理基質配方所栽枳殼苗的地徑達6.82 cm,比CK大12.3%,達到生產嫁接一級標準;株高達到65.72 cm,比CK高16.8%,差異顯著,遠超生產嫁接標準;根部生長發育情況也良好,具有極大的根系體積和大量的根尖數。因此，M5處理基質配方較普通基質配方相比能顯著促進枳殼苗的地上與地下部分生長,成功替代了傳統育苗過程中大量使用的草炭,獲得了更好的經濟效益和良好的效果。

為了更好地弄清基質配方促進或者抑制枳殼苗生長的機理,今后擬進一步重點研究基質配方的各項理化性能與枳殼苗生理指標的關系,并針對篩選出的基質配方設計研究配套的營養模式,最終摸索出一套完整的枳殼苗基質育苗體系。

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(責任編輯:黃榮華)

Screening of Substrate Formulations for Cultivation ofPoncirustrifoliataSeedlings Used as Stock of Lemon

DING Wang-ke1, YANG Shi-pin2, LIU Jia-xing1, DU Yu-xia2, ZHOU Xian-yan2, LAI Xin-pu2, GAO Jun-yan2, YUE Jian-qiang2, DUAN Hong-ping1*, LI Jin-xue2*

(1. Yunnan Agricultural University, Kunming 650000, China; 2. Institute of Tropical and Subtropical Cash Crops, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Ruili 678600, China)

Some agricultural wastes such as cow dung, sheep manure, bagasse, turf and husk were chosen as raw materials, and they were mixed with indigenous soil and river sand in different volume ratio to design 7 substrate formulations, and the optimum substrate formulation for the cultivation ofPoncirustrifoliataseedlings used as the stock of lemon was screened. The research results showed that different substrate formulations had a significant effect on the growth ofP.trifoliataseedlings, and the overground biomass ofP.trifoliataseedlings in the substrate treatment M4 (indigenous soil∶river sand∶turf=4∶1∶1.5) and M5 (indigenous soil∶river sand∶bagasse=4∶1∶1.5) was at the top two. The ground diameter of the seedlings in M4 treatment was significantly higher than that in other treatments, and was 13.9% higher than that in the control (CK). The plant height of the seedlings in the treatment M4 and M5 reached 70.49 cm and 65.72 cm, respectively. The seedling ofP.trifoliatain M5 had a significantly higher underground biomass than that in CK, and also possessed larger root volume and more root tips. Comprehensively considering the cost and economic benefit, we screened out the substrate treatment M5 as the optimum substrate formulation for the cultivation ofP.trifoliataseedlings.

Lemon;Poncirustrifoliataseedling; Substrate formulation; Growth index

2017-04-09

云南省科技廳重點新產品計劃項目(2015BB006);國家農業部農業行業專項(201403036);鄧秀新院士工作站配套項目; 云南省創新團隊、創新人才培養項目。

丁望可(1991─),男,碩士研究生,從事環境科學研究。*通訊作者: 段紅平、李進學。

S666.5

A

1001-8581(2017)08-0015-05