廣東含笑苗期生長基質篩選研究

朱報著，廖煥琴，楊曉慧，楊會肖，潘 文，王裕霞，張衛華，徐 放

（廣東省森林培育和保護利用重點實驗室/廣東省林業科學研究院，廣東 廣州 510520）

【研究意義】栽培基質是植物賴以固定的介質，同時也是植物吸收水分和養分進行自養生長的基礎，在園林花卉苗木生產中起著重要作用。目前，有關植物栽培基質研究已有較多報道，主要是利用泥炭土、塘泥、農林剩余物如水稻（Oryza sativa）秸桿、玉米（Zea mays）秸桿等單一或混合材料作基質，通過分析基質的理化性狀指標、種植成活率、苗高和冠幅等生物量、光合生理等指標，篩選出適合生產應用的栽培基質［1-5］。【前人研究進展】廣東含笑（Michelia guangdongensis）又名黃金含笑，木蘭科（Magnoliaceae）含笑屬（Michelia）常綠灌木或小喬木，自然分布于英德市石門臺省級自然保護區1 250～1 400 m，是2003年5月才發現命名的野生觀賞植物［6］，2018年被定為廣東省重點保護野生植物［7］；廣東含笑四季常綠，樹形緊湊，芽、嫩枝、葉柄、葉背均密被紅褐色平伏短柔毛，陽光下閃閃發亮，微風吹過恍如紅色海洋，是優良庭園綠化和盆栽觀賞樹種，適合在公園、辦公樓前、小區住宅孤植或群植作庭園觀賞樹；可進一步矮化盆栽，供室內觀賞，觀賞價值高。關于廣東含笑的研究目前主要集中在地理分布［6，8］、致瀕原因［9］、光合生理［10-11］、繁殖特性［12-14］和觀賞用途［15］等方面。【本研究切入點】廣東含笑是新優的野生觀賞植物，通過嫁接擴繁從高海拔地區引種到低海拔地區栽種，鮮有研究苗木與土壤物理和化學性狀適應性的報道，因而也影響到其推廣應用；培育輕基質、質量優的廣東含笑苗木，滿足綠化美化和市場需求，是當前苗木培育中迫切需要解決的問題；苗期輕質化栽培也可降低勞動強度、方便運輸裝卸、減少生產成本，更有利于苗木推廣應用。【擬解決的關鍵問題】2017年7月開始，本課題組以椰糠、水稻秸桿、玉米秸桿等為主要原料配制18種栽培基質，對不同配方基質的理化性質及其培育的廣東含笑苗木生長狀況進行比較研究，研究出育苗效果較好、配制簡便、容重較小、成本較低的環保型基質，以期為廣東含笑苗木培育和應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設在廣東省林業科學研究院苗圃，地理坐標113°22′6″E、23°11′59″N，海拔33 m，年平均溫度23℃，1月氣溫最低、平均13℃，8月氣溫最高、平均28.7℃；年平均降雨量1 638 mm，4～9月降雨量占全年的80%，年平均濕度79%。

1.2 試驗材料

供試廣東含笑苗木以2年生樂昌含笑（M.chapensis）營養袋實生苗為砧木，2016年1月，采用切接方法，用同一無性系嫁接，苗木生長狀況大致相同，苗高32.82（±2.22）cm， 冠 幅 20.39（±1.57）cm，2017年9月中旬種植在圓柱形無紡布營養袋中，營養袋直徑25 cm、高30 cm。椰糠、谷糠、鋸末采購于廣州市增城區；水苔、蛭石、塘泥、泥炭土、珍珠巖采購于廣州芳村花卉市場，菇渣、水稻秸桿、花生（Arachis hypogaea）秸桿、玉米秸桿、濕地松（Pinus elliottii）葉、無憂樹（Saraca asoca）葉于2017年7月中旬收集，進行機械粉碎至2～3 cm塊狀或短莖，加入適量水攪拌，然后將各基質分別堆成山包狀，蓋上塑料薄膜，約10 d翻動1次，自然堆漚2個月備用；黃心土采自廣東省林業科學研究院后山。

1.3 試驗設計

每個種植袋種植1株，栽培基質用體積比配成17個處理，以廣東花農喜歡用的黃心土作對照（表1）。每個基質處理3次重復，每個重復3株，完全隨機設計，排成一行，行頭行尾各設一行保護行；全露天全光照培育，水肥管理和病蟲害防治方法完全一致。不同處理苗木分別于2018年1、2、3月下旬各施硫酸鉀復合肥（N、P、K比例均為15%）1次，每次每個容器施入濃度為1%硫酸鉀水溶液500 mL。

表1 不同處理基質配比情況Table 1 Composition of each substrate（V∶V）

1.4 測定指標及方法

1.4.1 植株生長、形態指標測定 （1）苗高和冠幅測定：2017年10月至2018年6月，隔2個月用直尺測量1次，共5次。苗高和冠幅是觀賞植物生長評價的重要指標，苗高和冠幅綜合生長量Wi為苗高生長量∶冠幅生長量=1∶1，計算公式［16］如下：

（2）葉面積測定：2018年6月，每株從頂部算起第12片葉開始，用直尺測定葉片長和葉片寬（最寬處），每株測量8片，取平均值，平均長和平均寬相乘計算平均葉面積［5］。

1.4.2 葉綠素SPAD值測定 2017年10月和2018年6月，各處理每個重復固定1株進行測定。每株從東、南、西、北4個方向，每個方向選取2片成熟葉片，用葉綠素測定儀SPAD-502（Minolta，Japan）進行SPAD值測定。

1.4.3 栽植后土壤理化性質測定 2018年6月，各處理每個重復的第1株用環刀法取土壤，測定容重、總孔隙度、通氣孔隙度和持水孔隙度，計算氣水比［17］；取各處理每個重復第1株的混合土壤測定化學性質，方法按中華人民共和國林業行業標準《森林土壤分析方法》［18］進行。

1.5 統計分析方法

利用R軟件中的“pastecs”和“hmisc”包對苗高、冠幅、葉面積和葉綠素SPAD值等生長性狀進行基本統計分析；利用“agricolae”包進行單因素方差分析，并采用Duncan法進行多重比較［19］。

2 結果與分析

2.1 不同配方基質的理化性狀

2.1.1 物理性狀 18種栽培基質的容重、總孔隙度和氣水比存在顯著差異（表2）。基質容重在 0.85～1.45 g/cm3，M18（CK）容重最大、為1.45 g/cm3，其次是 M04、為 1.34 g/cm3，M05居第3位、為1.33 g/cm3，M02容重最小、為0.85 g/cm3。最大容重比最小容重大69.41%，說明不同材料之間栽培基質容重差別較大。供試基質總孔隙度在35.93%～54.44%，處理M02總孔隙度最大、為54.44%，其次是M13、為49.83%，處理M04總孔隙度最小、僅35.93%。本研究結果表明，供試基質的氣水比在0.13～0.54，其中M01氣水比最大、為0.54，其次是M13、為0.39，M15最小、為0.13，M17次之、為0.17。氣水比大表明基質容納的空氣量大，而持水量小；反之，空氣容納量小，持水量大。從以上分析可見，試驗基質容重偏大，總孔隙度偏小，氣水比較接近理想值。

2.1.2 化學性狀 栽培基質的化學性質是影響植物生長的重要指標。18個不同基質配方的pH值在4.47～7.76之間，M03最高（7.76），其次是M11（7.60）和M16（7.52）；M01最低（4.47），其次是M17（4.66）；對照基質M18（CK）的pH值為6.01。由此可見，添加輔助基質對土壤pH值產生一定影響（表3）。有機質含量以M02最高（62.9 g/kg），M18最低（5.65 g/kg）。全氮含量M11最高（2.74 g/kg），M18最低（0.30 g/kg）。有效磷含量M17最高（138 mg/kg），M01最低（12.7 mg/kg）。速效鉀含量M10最高（415 mg/kg），M08最低（124 mg/kg）。電導率（EC）反映了基質中可溶性鹽濃度，以M17最高（272 μs/cm）、M18最低（35 μs/cm）。陽離子交換量（CEC）反映基質保存養分和提供速效養分的能力，通常情況下，基質CEC在10～100 cmol（+）/kg比較適宜，以M17最大〔18.6 cmol（+）/kg〕、M18最小〔8.11 cmol（+）/kg〕。腐殖質全C量M01最高（1.46 g/kg），M07最低（0.09 g/kg）。M03的C/N最大（28.6），M13最小（9.3）。基質M18（CK）的有機質含量、全N含量、電導率和陽離子交換量最小。

表2 不同配方基質的物理性狀Table 2 Physical traits of each substrate

表3 不同配方基質的化學性狀Table 3 Chemical traits of each substrate

2.2 不同配方基質對廣東含笑苗高和冠幅的影響

廣東含笑苗木經過8個月不同基質栽培，種植成活率除M14為88.9%外，其他均為100%，不同基質間沒有顯著差異。試驗初期，廣東含笑苗高和冠幅存在顯著差異，經過8個月栽培后仍存在顯著差異，且差異在擴大（表4）。廣東含笑苗高凈生長量為6.8～19.3 cm；處理M08、M07和M01的苗高凈生長量分列前3位，分別為19.3、18.1和17.7 cm，比對照M18（黃心土）分別高19.88%、12.42%和9.94%；M03的凈生長量最小、為6.8 cm，其次為M15（8.0 cm），分別比對照小57.76%和50.31%。

表4 不同配方對廣東含笑苗高和冠幅的影響Table 4 Effects of different substrates on seedling height and crown width of M.guangdongensis

冠幅凈生長量在6.3～16.5 cm之間；M07、M01和M17的冠幅凈生長量分列前3位，分別為16.5、16.3和15.8 cm，比對照M18分別高7.84%、6.54%和3.27%；M03的凈生長量最小、為6.3 cm，其次是M15、為6.8 cm，分別比對照小58.82%和55.56%。

以苗高和冠幅綜合生長量Wi排序，M08〔黃心土∶蛭石（3∶2）〕為17.4 cm、M07〔黃心土∶珍珠巖（3∶2）〕為17.3 cm、M01〔黃心土∶泥炭土（3∶2）〕為17.0 cm，分別列前3位，比對照高出10.83%、10.19%和8.28%；M03〔黃心土∶木屑（3∶2）〕為6.6 cm、M15〔黃心土∶椰糠（3∶2）〕為7.4 cm、列倒數第2位，分別比對不同配方基質的物理性狀照小57-93%和52.87%。

2.3 不同配方基質對廣東含笑葉面積的影響

由表5可知，廣東含笑經過8月的培育，葉面積最終值在2 195～4 234 mm2、平均為3 422.2 mm2，處理M07的葉面積與處理M02等9個處理存在顯著差異；綜合生長量較大的基質處理，其葉面積也相對較大；M18（CK）葉面積列第2位。

2.4 不同配方基質對廣東含笑葉綠素SPAD值的影響

由表5可知，廣東含笑葉綠素SPAD初始值在75.73～81.05，平均為78.61，各處理間沒有顯著差異；經過8個月的培育，最終值在70.19～84.71，平均為79.17，各處理間存在顯著差異，M05與M02等8個處理存在顯著差異。葉綠素SPAD值變化值在-5.53～5.73，平均為0.56，變化很小；試驗還發現，綜合生長量小的基質處理，其葉綠素SPAD值呈減少趨勢。

2.5 廣東含笑苗木生長量與土壤理化性質的相關性分析

為研究廣東含笑的生長與培養基質之間的關系，我們對苗高、冠幅等生長指標與基質理化性質指標進行了相關性分析，結果（表6）顯示，苗高和冠幅存在極顯著正相關（r=0.81），說明這兩個生長指標之間存在著緊密的協同關系；苗高、冠幅與容重、氣水比、EC和CEC呈正相關，與有機質、速效K和C/N呈極顯著負相關，與pH值、總孔隙度和全N等呈負相關。說明廣東含笑適合在容重和氣水比較大，pH值較小，有機質、全氮和速效鉀含量低的基質中生長。

表5 不同配方基質對廣東含笑葉面積和SPAD值的影響Table 5 Effects of different substrates on leaf area and SPAD of M.guangdongensis

表6 廣東含笑苗木生長量與土壤理化性質之間的相關性分析Table 6 Correlation analysis between the growth of M.guangdongensis seedling and soil physicochemical properties

3 討論

栽培基質是植物保持固定、吸收水分和養分進行自養生長的基礎材料，不同栽培基質土壤容重差異較大，多數土壤容重在1.0～1.8之間，其數值大小與土壤質地、結構、松緊和有機質含量等有關［20］。本試驗基質容重在 0.85～1.45 g/cm3，其中對照黃心土容重最大，添加玉米桔桿等農林廢棄物的配方基質其容重、總孔隙度和氣水比間存在顯著差異。土壤容重較大，固定根系能力增強，抗風性能較好，對華南地區木本花卉苗木栽培中防止倒伏、維持苗木正常生長是有利的；但容重過大，土壤孔隙度變小，在栽培的過程中基質的通氣性差，植物根系生長受到壓制，也不一定適合植物生長，且苗木生產和運輸成本較大，優良的栽培基質要達到適用、易配、清潔、質輕、廉價和美觀等要求，既促進植物營養生長或生殖生長，又減輕生產成本，提高勞動生產率的目的。本試驗發現，廣東含笑適合在容重大、總孔隙度較小的基質中生長，這與木棉苗期生長優良基質研究結果［5］類似。

基質的成分和配比不同，理化性狀差異也較大，基質的pH值是基質化學性質的主要指標之一，影響土壤其他有效成分的利用，從而對植物生長產生重要影響，理想栽培基質pH值為6.0～7.5［21］。基質有機質、全氮、有效磷和速效K等是促進植物生長發育的重要元素，植物有機肥不足會導致生長緩慢。本研究發現，廣東含笑的生長與p H值、有機質、全氮和速效鉀等呈負相關關系，有機質、全氮及速效鉀含量較低時廣東含笑的生長量更好，這可能與廣東含笑原生地是在廣東英德市海拔1 250 m以上山地土層薄的地方、其已長期適應有機質含量低的土壤有關，但與杜鵑紅山茶適合全N含量較高的土壤基質中生長［16］明顯不同。

本試驗中基質M08和M07栽培的廣東含笑綜合生長量列前2位，分別比對照大10.83%和10.19%，而容重分別比對照小9.72%和22.1%，是廣東含笑苗期栽培的優良基質，基質M07（黃心土與珍珠巖比例為3∶2）與杜鵑紅山茶的栽培基質研究結果類同，基質M07的特點是pH值較小、有機質含量低、腐殖質全C量小，可能與廣東含笑和杜鵑紅山茶原生境土壤貧瘠、有機質含量低、腐殖質全C量小、土壤呈較強酸性有關。

4 結論

對廣東含笑苗期18種栽培基質的理化性質以及基質中廣東含笑苗木生長狀況的研究結果表明：（1）18種栽培基質物理性質（容重、總孔隙度和氣水比）存在顯著差異；（2）不同配方基質栽培后廣東含笑苗高和冠幅生長量差異更加顯著；（3）對苗高、冠幅等生長指標與基質理化性質指標進行了相關性分析，說明廣東含笑適合在容重和氣水比較大，pH值較小，有機質、全氮和速效鉀含量低的基質中生長；（4）處理M08（黃心土∶蛭石比例為3∶2）和M07（黃心土∶珍珠巖比例為3∶2）的綜合生長量分別比對照高出10.83%和10.19%，容重分別比對照小9.72%和22.1%，建議作為廣東含笑育苗的首選基質。