不同育苗基質對馬尾松苗木生長的影響

劉晚傳，陳杰連，黃建雄，覃 冀，汪迎利，潘慶優，梁太麗，何波祥*

（1.信宜市林業科學研究所，廣東 茂名 525300；2.廣東省森林培育與保護利用重點實驗室/ 廣東省林業科學研究院，廣東 廣州 510520）

馬尾松（Pinus massoniana Lamb.）是我國重要的用材、造紙及產脂樹種，人工造林面積大、分布廣、適應性強，在我國林業生產中占有重要地位[1-2]。傳統的裸根苗造林成活率低，緩苗期長，造林初期生長緩慢，造林效果差。以黃心土為育苗基質，保水透氣性差，不利于苗木根系生長，且重量重、運輸難、根系不發達、土塊易松散，易斷根，造林成效低[3]。較于傳統的裸根苗及黃心土為基質的育苗方式，輕基質育苗具有通透性好、苗木根系發達、根團保存完整、移栽成活率高、便于運輸、環保等優點[4-5]。本試驗采用來自不同種源的高脂馬尾松優良家系，設計了輕基質配方，開展輕基質與黃心土育苗對比試驗，探究在輕基質中苗木的生長發育規律，為馬尾松輕基質育苗提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗苗圃位于廣東省信宜市林業科學研究所，地處東經110°57′24″、北緯22°20′58″，海拔100～200 m，屬南亞熱帶季風氣候。溫暖多雨、光熱充足，無霜期為347～355 d，夏季長年平均氣溫22.4 ℃，最冷為1 月，平均氣溫為14.7 ℃，最熱為7 月，平均氣溫28.2 ℃。年均相對濕度77%，年降水量為1 800 mm，年平均日照時數為1 939 h。土壤為偏酸性的赤紅壤。

1.2 試驗材料

供試材料來源于廣東省信宜市國家馬尾松良種基地培育的馬尾松實生苗，包括高州、信宜、德慶、郁南、羅定和英德6 個種源10 個優良家系，分別記為F1～F10。在春季采用沙床播種催芽，苗高9～10 cm 時將苗木移入育苗容器中。育苗容器為15 cm×35 cm 黑色塑料袋，容器壁上和底部有小孔，利于空氣和水分滲透。育苗基質材料采用泥炭土、椰糠、珍珠巖和黃心土等配制，在基質中添加1%漚制腐熟的過磷酸鈣[6]。育苗期間各試驗處理的水肥條件和管理措施基本保持一致。

1.3 試驗設計

育苗基質設置3 種處理，記為M1、M2 和M3（CK），基質成分與配比詳見表1。苗木生長節律測定試驗，每個處理中每個家系育苗設3 個重復，每個重復50 株；苗木生物量測定破壞性取樣試驗的部分，每個處理中每個家系育苗設4 個重復，每個重復50 株。

表1 基質成分與配比（體積比）

1.4 數據調查與分析

1）苗木生長節律測定。在每個處理的3 個重復中，每個家系隨機選取30 株定期進行生長監測，測量苗高、地徑等生長指標。苗高每半個月調查1 次，用常規量尺測量；地徑每個月調查1 次，用游標卡尺測量，精確度0.1 cm。同時調查半年生和一年生時的苗木保存率。

2）苗木生物量測定。每季度調查1 次，每次調查抽取1 個重復中的50 株苗木，將馬尾松苗全株完整取出，現場測量記錄苗高、地徑和根長。在根莖處將苗木地上部分（枝葉）與地下部分（根系）分開，將枝葉裝進透明塑料密封袋，在實驗室用電子天平分別測定苗木地上部分和地下部分的鮮重和干重，采用愛普生Epson Expression 11000XL 掃描儀掃描根系，觀測得到苗木根系總長度、根平均直徑、根總表面積和根總體積等指標。測定苗木干物質質量時，新鮮樣品經105 ℃殺青30 min，然后再經70 ℃烘干至恒質量后用1/100 天平稱量。

3）試驗數據采用Microsoft excel 2016 軟件處理、分析及作圖，用SAS 9.4 統計軟件GLM模塊進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 苗木保存率分析

苗木能否適應基質配方直接體現在苗木的保存率。苗期調查結果顯示，處理M1 和M2 的半年生苗木保存率平均值分別為99.8%、99.0%，M3（CK）保存率高達100%。一年生時處理M1 和M2 的苗木保存率平均值分別為99.4%、98.6%，M3（CK）黃心土略有下降，為96.7%。方差分析結果顯示，處理間和家系間的苗木保存率均不存在顯著差異。

2.2 苗木生長節律分析

3 種不同基質育苗的生長節律見圖1，3 種基質育苗的生長趨勢基本一致，春季至夏季進入速生期，12月至翌年1 月進入休眠期。輕基質配方M1 與常規黃心土M3 培育的容器苗，苗高和地徑的生長節律呈現一致的趨勢，半年生苗高約30 cm，地徑約5 mm；一年生苗高約70 cm，地徑約10 mm。而配方M2 半年生苗高約17 cm，地徑約2 mm；一年生苗高約40cm，地徑約6 mm。由此可見，配方M2 不利于馬尾松苗木的高徑生長，生長速率比較低。

圖1 輕基質與黃心土容器苗苗高、地徑生長情況比較

由苗木生長節律圖也可知，馬尾松苗木在一年中有3 次苗高高速生長期，分別是5 月初至7 月初、9 月初至11 月初以及2 月底至3 月底。根據此生長節點規律，可以在苗木即將進入高速生長前以及高速生長期加強肥水管理，及時補充養分，促進馬尾松苗木的高生長。

2.3 苗木生長差異分析

不同配方基質方差分析結果表明，4 個季度各項指標均達極顯著水平（P＜0.01）。不同配方基質間生長分析結果見表2，季度間的生長情況有明顯變化，第一季度M3（CK）大多數項指標優于M1、M2 輕基質配方。隨著苗木生長，第二季度開始M1 配方部分指標地徑、根系各部分指標均優于M3。到第四季度，M1 大多數指標優于M3。配方基質M1 苗木較高，生物量大；配方基質M2 苗木較矮，生物量小。

表2 不同輕基質配方生長量

對半年生苗木的苗高、地徑、根長、枝葉鮮重和根系鮮重進行方差分析與多重比較，結果見表3～表5。由表3 可知，（Pr＞F 值小于0.000 1）各生長性狀在家系間均存在極顯著差異。參試家系半年生苗高、地徑、主根長、枝葉鮮重和根系鮮重的平均值分別為27.54 cm、4.63mm、60.18cm、17.16g和6.37g，變異系數在33.48%～75.08%，變化幅度較大，其中枝葉鮮重的變異系數較高，主根長的變異系數較低。

表3 參試家系半年生生長指標方差分析

表4 參試家系半年生生長指標統計特征值

表5 不同基質半年生生長指標統計特征值

從表4 可看出，F7 的苗高、地徑、根長、枝葉鮮重和根系鮮重5 個生長指標的生長量都最大，其次是F2和F4 的生長量較大，F3、F10、F6、F8 和F5 的生長量略小，F1 與F9 的各指標生長量都較小，尤其是苗高生長方面。這表明參試家系間存在特異性。本試驗設計的基質配方還不適宜所有參試家系生長，需進一步開展試驗。

半年生苗木的各項生長指標在不同基質間均存在極顯著差異（Pr＞F 值小于0.000 1），見表3。從生長指標的平均值來看，M1 的地徑和根系鮮重生長量最大，地徑的均值與M3（CK）相比提高了4.9%，根系鮮重提高了15.8%，說明M1 配方的試驗苗地下部分生長良好，側根發達。M3（CK）的苗高、最長根和枝葉鮮重的生長量最大，苗高的均值與M1 相比提高了9.1%，最長根提高了9.5%，枝葉鮮重提高了12%，說明了M3 的試驗苗地上部分生長良好，主根生長較快。M2 與M1、M3 相比，其地徑、苗高、最長根、枝葉鮮重和根系鮮重等生長指標的均值和標準差均較小，說明M2 配方不適于馬尾松苗木生長，與研究表明的椰糠培對設施條件要求較高一致。從各M的變異系數來看，M1 均比其他兩個M配方要低，表明M1 配方的試驗苗大小分化不明顯，生長較整齊。

2.4 苗期生長指標的主成分分析結果

利用主成分分析法對不同配方M 的馬尾松苗木生長性狀、生物量、根系指標進行區分和聚類，分析結果見圖2。

圖2 苗期生長指標的主成分分析結果

以3 種配方M作為樣本單元，將馬尾松苗木的9個生長性狀、生物量、根系指標作為變量，利用SAS 9.4 軟件進行主成分分析，得到主成分的特征值和特征向量，第一、二、三、四主成分特征根分別為6.914 2、1.074 1、0.438 8、0.275 9，第一主成分貢獻率達76.8%，第一、二主成分累積貢獻率達88.8%，因此，第一、二主成分基本可以反映苗木生長性狀、生物量、根系等9 個指標。由特征向量表可寫出前兩個主成分表達式。

式中：Prin1、Prin2 分別指第一主成分、第二主成分；X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9分別指苗高、地徑、地上鮮質量、地上干質量、地下鮮質量、地下干質量、根系長度、根系表面積、根系平均直徑。

可以看出，第一主成分反應的主要指標有生長性狀、生物量及根系表面積，第二主成分反應的主要指標是生長性狀。

3 結論與討論

育苗基質影響育苗效果，不同的基質材料及其配比是關鍵的影響因素。設置以泥炭土、椰糠和珍珠巖為主要成分的輕基質育苗配方與常規基質黃心土比較。研究結果表明，采用泥炭土、珍珠巖以9∶1 的比例混合均勻作為基質，育苗效果與常規生產上已經成熟應用的黃心土育苗一樣，苗木地上部分和地下部分的生長量良好；添加了椰糠的基質，苗木生長不良，可能與椰糠的性質有關。椰糠是一種持水率強的木質纖維類基質，且所含有機肥不易被植物吸收。當把兩種基質（椰糠與泥炭）混合后，減弱了輕基質的持水率和透氣性，不利于馬尾松苗木生長。不同家系間的生長量也存在差異，說明即使是同一樹種，不同來源的家系對育苗基質的要求不同。研究還利用苗期試驗數據，采用主成分分析建立了能綜合評估馬尾松苗木生長表現的模型。從基質上分析，黃心土利于馬尾松試驗苗地上部分和主根生長，但由于黃心土在人工勞力和運輸上成本較大，而泥炭土、珍珠巖以9∶1 比例混合的配方培育的馬尾松試驗苗的地徑較大且側根發達，苗木生長整齊，且具有方便搬運的優點，所以在馬尾松林木育苗上可采用該基質配方。下一步的研究將重點針對生產上應用較廣的家系，開展輕基質配方、育苗容器類型和施肥措施等試驗，總結出適于馬尾松生產育苗的輕基質育苗技術。