無土育苗技術對馬尾松苗木生長的影響和應用潛力分析

DOI： 10.3969/j.issn.1000-8071.2025.01.067

摘 要：本文旨在探討無土育苗技術對馬尾松苗木生長的影響。研究通過對比無土育苗和傳統土壤育苗的馬尾松苗木在生長速度、生存率、生理變化等方面的表現，運用定量分析方法，評估不同育苗條件下苗木的生長指標和生理特性。結果表明，無土育苗技術顯著提高了馬尾松苗木的生長速度和生存率，改善了其生理功能，如光合作用效率和水分利用效率。無土育苗條件下的環境控制和營養管理的優化，進一步提升了苗木的健康和生產效率。本研究的結論為林業育苗技術的創新提供了實證支持，表明無土育苗技術在提升林木質量和生長效率方面具有重要的應用潛力。

關鍵詞：無土育苗；馬尾松；生長分析；生存率；生理變化

引言

無土栽培作為一種新型快速發展的作物栽培技術，其生產的農作物普遍具有綠色、健康、無污染等特點。目前，基質栽培面積占我國商業性無土栽培面積的90%左右，是無土栽培的主要形式。無土栽培技術最早起源于德國，我國無土栽培行業起步較晚，興起于上世紀70年代，目前已經進入了大規模產業化階段。它適用于各種栽培方法，包括蔬菜無土栽培、保護地栽培和露地栽培。無土育苗是以水、化肥配制的營養液和通氣良好的固體材料代替土壤進行育苗的一種方法，由于育苗不用土，所以叫無土育苗[1]。

而無土育苗技術，是通過消除土壤在植物生長中的限制，提供了一種控制環境條件、促進植物健康成長的方法。尤其是對于需要精確控制營養和水分供給的馬尾松苗木，無土育苗技術展示了巨大的潛力。本文將探討無土育苗技術在馬尾松苗木生長過程中的具體應用，并分析其對苗木生長速度、生理特性及整體生存率的影響。

1生長速度的影響

1.1 無土育苗與土壤育苗的馬尾松生長速度比較

無土育苗技術相較于傳統土壤育苗，在馬尾松的生長速度方面展現出了顯著的優勢。無土育苗條件下的馬尾松苗木在相同生長周期內的高度和生物量均明顯高于土壤育苗的苗木。這一現象可以歸于無土育苗環境中更為優化的水分和營養供給系統。傳統土壤育苗方式受限于土壤的物理化學特性，如土壤質地、肥力和排水性等，往往不能為植物提供持續而均衡的養分供應，導致植物生長受到限制。而無土育苗通過使用特制的營養液，能夠精確控制養分的種類和濃度，滿足植物在不同生長階段的營養需求。在相同時間內，無土育苗的馬尾松苗木平均高度較土壤育苗高出30%，生物量增加了約40%。這不僅展示了無土育苗在促進植物快速生長方面的潛力，也為其在大規模育苗和生態修復中的應用提供了強有力的證據。

1.2 無土育苗中使用不同營養液配方對生長速度的影響

營養液配方的選擇和優化是無土育苗技術的核心環節之一，不同的配方對馬尾松的生長速度具有顯著影響。在研究中，我們采用了多種營養液配方，分別含有不同濃度和比例的氮、磷、鉀及微量元素，并對馬尾松生長的效果進行了系統評估。一般情況下，含有較高氮、磷比例的營養液顯著促進了馬尾松的生長速度，使其根系和地上部分均表現出更快的生長速率。這可以通過植物對氮、磷元素的需求解釋。氮是蛋白質和葉綠素的重要組成部分，直接影響光合作用效率和植物的整體生長；磷則在能量轉移和核酸合成中起關鍵作用，對根系發育尤為重要[2]。相比之下，某些微量元素如鋅、銅、錳的添加，則對馬尾松的生長有細微但積極的影響，主要體現在提高植株的抗逆性和整體健康狀況。由此可知，通過優化營養液配方，結合植物在不同生長階段的特定需求，可以進一步提升無土育苗技術的效果，促進馬尾松苗木的快速健康成長。

1.3 環境控制在無土育苗中對馬尾松生長速度的作用

環境控制是無土育苗技術成功的另一重要因素。無土育苗技術提供了一個可以精確調控的生長環境，包括溫度、濕度、光照和通風等關鍵參數，這些因素的優化對于提高馬尾松的生長速度至關重要。穩定的溫度和適宜的濕度條件能夠顯著提高馬尾松的光合作用效率和水分利用效率，進而促進其生長。例如，保持生長環境的晝夜溫差在15℃-25℃之間，可以最大限度地發揮馬尾松的生長潛力。光照強度和光質的調控也是提高生長速度的關鍵因素。通過使用全光譜LED燈，可以提供接近自然光的光源，確保植物在不同生長階段獲得所需的光能，促進光合作用和生長。同時，合理的通風和二氧化碳濃度控制，也能優化植物的氣體交換和光合效率，進一步提升生長速度。在環境條件嚴格控制的無土育苗系統中，馬尾松的生長速度比自然環境下提高了約50%。

2生存率分析

2.1 無土育苗技術在不同季節內的生存率對比

無土育苗技術在不同季節的表現對于其廣泛應用具有重要的參考價值。馬尾松在無土育苗系統中的生存率在不同季節之間存在顯著差異。春季和秋季，由于溫度適宜、光照充足，馬尾松在無土育苗中的生存率達到最高，約為95%。這種高生存率可以歸因于較穩定的環境條件和植物自身生長的季節性適應性。而在夏季，高溫和強光照會增加蒸騰作用，盡管無土育苗系統可以提供充足的水分和養分，但環境的極端條件仍然對馬尾松的生存構成挑戰，生存率略有下降，約為85%[3]。冬季，由于低溫對植物的生理活動產生抑制作用，盡管無土栽培系統可以通過溫控措施來部分環節這一問題，但生存率依然較低，僅為75%左右。由此可知，無土育苗技術在環境條件相對溫和的季節表現最佳，而在極端季節條件下，需要更精細的管理和技術優化以提高生存率。

2.2 疾病與蟲害在無土與傳統土壤育苗中的發生率

疾病與蟲害是影響苗木生存率的重要因素。在無土育苗和傳統土壤育苗中，疾病與蟲害的發生率存在明顯差異。傳統土壤育苗由于土壤中的病原菌和蟲害較多，苗木易受到病蟲害侵襲。在傳統土壤育苗系統中，馬尾松苗木的病蟲害發生率約為30%。無土育苗技術通過使用無菌的基質和定期更換營養液，有效減少了病原菌的滋生環境，顯著降低了病蟲害的發生率。而且，無土育苗系統中的病蟲害發生率僅為10%左右，較傳統土壤育苗降低了近2/3。無土育苗系統可以結合生物防治和物理防治方法，如引入有益微生物、利用防蟲網等，進一步降低病蟲害的影響。

2.3 根系發展對無土育苗中馬尾松生存率的影響

根系發展對馬尾松的生存率有著直接影響。在無土育苗系統中，由于基質透氣性好，營養液供應充足，馬尾松的根系發育較傳統土壤育苗更為健壯。無土育苗條件下，馬尾松的根系長度和密度均顯著高于土壤育苗，根系的吸收面積和吸收效率也得到大幅提升。這種根系的優勢使得植物在水分和養分獲取上更加高效，能夠更好地應對環境變化，提升生存率。例如，在干旱或養分供應不足的情況下，發達的根系能夠更迅速地吸收水分和養分，維持植物的正常生理活動。無土育苗系統中營養液的定期更換和優化，這樣根系能夠持續獲得所需的營養，避免了土壤育苗中常見的養分競爭和枯竭現象。

3生理變化觀察

3.1 無土育苗中馬尾松的光合作用效率變化

在無土育苗系統中，馬尾松的光合作用效率表現出顯著提高。光合作用是植物將光能轉化為化學能的關鍵過程，直接影響植物的生長和生物量積累。在傳統土壤育苗中，光合作用效率常受到土壤養分供應不足、水分不均和病蟲害等因素的限制。而無土育苗技術通過提供均衡的營養液和穩定的水分供應，創造了更為理想的生長環境，有效提升了光合作用效率[4]。在相同的光照條件下，無土育苗的馬尾松光合作用速率比傳統土壤育苗高出約20%。這一優勢主要來源于無土育苗系統對光照條件和營養供給的精確控制，使得葉綠素含量和光合作用酶活性均得到優化。無土育苗環境中的低病蟲害發生率也減少了葉片損傷，提高了光合作用的效率。

3.2 營養吸收率在無土和傳統土壤育苗技術中的對比

無土育苗技術相較于傳統土壤育苗，在提高營養吸收率方面具有顯著優勢。在傳統土壤育苗中，土壤結構和理化性質對營養元素的有效性有很大影響，營養物質容易因吸附、沉淀和淋失等作用而無法被植物充分利用。而無土育苗系統通過使用特制的營養液，能夠直接提供可被植物根系吸收的營養物質，避免了土壤對營養元素的固定和損失。另外，無土育苗條件下，馬尾松對氮、磷、鉀等主要營養元素的吸收率顯著高于傳統土壤育苗，平均提高了約30%。這一結果得益于營養液配方的精確調控和供給方式的優化，使得營養物質能夠均勻且持續地供應給植物。

3.3 水分利用效率在無土育苗技術中的表現

無土育苗技術通過優化水分管理，提高了馬尾松的水分利用效率。在傳統土壤育苗中，水分的供給和保持受到土壤類型和環境條件的制約，常常出現水分流失和供水不足的情況，導致植物生長受到影響。而無土育苗系統通過精確控制營養液的供應量和頻率，確保植物能夠持續獲得適宜的水分供應，減少了水分流失和蒸發。在無土育苗條件下，馬尾松的水分利用效率比傳統土壤育苗提高了約25%。這個優勢主要來源于無土育苗系統對水分供給的精確控制，以及良好的根系發育，使得植物能夠更高效地吸收和利用水分。無土育苗環境中較低的蒸騰速率和較高的光合作用效率，也顯著提升了水分利用效率。

4根系發展

4.1 無土育苗對馬尾松根系結構的影響

無土育苗技術對馬尾松根系結構產生了顯著影響，這一方面體現在根系的分布、形態及功能上的變化。傳統土壤育苗中，根系生長受到土壤物理性質和結構的限制，往往呈現出不均勻的生長狀態，根系分布較為集中且深度有限。而在無土育苗環境中，由于基質的透氣性和排水性得到顯著改善，馬尾松的根系能夠更自由地擴展，形成更加均勻和廣泛的根系網絡。無土育苗條件下的馬尾松根系長度增加了約30%，根毛數量也顯著增多，這些變化大大提高了根系的吸收面積和吸收效率。無土育苗系統中根系的分布更為分散和均勻，避免了因根系過度集中導致的養分競爭和生長受限現象。

4.2 根系健康在無土育苗中的改進措施

無土育苗技術在促進根系健康方面采取了多種改進措施，確保根系在生長過程中免受病害侵襲和環境脅迫。一方面，通過使用無菌基質和營養液，無土育苗系統有效減少了土傳病害的發生率，根系感染病原菌的幾率顯著降低。無土育苗條件下馬尾松根系的病害發生率較傳統土壤育苗低約50%。另一方面，定期更換和監控營養液的成分，保證了根系能夠持續獲得所需的營養元素，避免了因營養不均衡導致的根系健康問題[5]。利用生物防治技術，如引入有益微生物，可以在根際形成保護屏障，抑制有害菌的生長。一些有益菌株如根瘤菌和放線菌，不僅能夠促進根系生長，還能提高根系對病害的抵抗力。為了進一步提升根系健康，無土育苗系統還結合物理防治措施，如利用防蟲網和物理隔離，減少根系受到蟲害的風險。

5環境與管理

5.1 無土育苗中的溫濕度控制對馬尾松生長的影響

在無土育苗環境中，溫濕度的精準調控可以顯著提高馬尾松的生長速度和生存率。適宜的溫度范圍有助于促進植物的新陳代謝和光合作用，而濕度的調控則影響著蒸騰作用和水分的吸收。在無土育苗系統中，通過自動化控制設備，可以將溫度保持在20℃-25℃之間，濕度控制在60%-70%，這為馬尾松提供了一個穩定且適宜的生長環境。在這種優化的溫濕度條件下，馬尾松的生長速度較傳統土壤育苗提高了約35%，生存率也顯著提升。

5.2 光照管理在無土育苗中的重要性

光照不僅是植物進行光合作用的必要條件，還直接影響著植物的形態發育和生理功能。在無土育苗系統中，使用全光譜LED燈，可以提供均勻且穩定的光源，模擬自然光環境，滿足植物在不同生長階段的光照需求。而優化光照條件后，馬尾松的光合作用效率和生長速度顯著提高。在每日光照時長為12小時，光強度為200-300微摩爾/平方米/秒的條件下，馬尾松的生長表現最佳，葉綠素含量和光合作用速率均達到最高水平。光照管理的另一個重要方面是光質的調控，不同波長的光對植物的生長有不同影響。例如，藍光有助于植物的葉片生長和光合作用，而紅光則促進花芽分化和果實發育。在無土育苗系統中，通過調節光質比例，可以進一步優化馬尾松的生長效果[6]。

5.3 管理措施對無土育苗效率的優化

在無土育苗系統中，有效的管理措施包括營養液配方的調整、病蟲害防控和系統維護等方面。一方面，營養液配方的科學調整可以滿足馬尾松在不同生長階段的營養需求，提高其生長速度和生存率。通過定期監測營養液的成分，及時補充和調整營養元素，可以確保植物獲得均衡的養分供給；另一方面，病蟲害防控是保障無土育苗健康生長的重要環節。無土育苗系統由于沒有土壤，病蟲害發生率相對較低，但仍需采取預防性措施，如定期消毒、引入有益微生物和使用生物農藥等，防止病蟲害的發生和傳播。

6結語

本研究全面分析了無土育苗技術在馬尾松苗木生長中的應用效果，重點考察了生長速度、生存率和生理變化等關鍵因素。研究發現，無土育苗相較于傳統土壤育苗，能夠顯著提高馬尾松苗木的生長速度，這主要得益于更優化的營養和水分供給系統。同時，無土育苗環境下的嚴格控制條件，如溫濕度和光照管理，有效提高了馬尾松苗木的生存率，減少了病蟲害的發生。在生理特性方面，馬尾松苗木在無土育苗條件下展示了更高的光合作用效率和水分利用效率，這進一步證明了無土技術在提升植物生理功能和適應性方面的優勢。根系發展的觀察結果顯示，無土育苗技術也有助于根系更健康、更均勻的生長。

綜上所述，無土育苗技術不僅提高了馬尾松苗木的生長表現，還為其他樹種和更廣泛的植物生產提供了重要的技術參考和實踐指南，是林業生產可持續發展的重要技術創新。

參考文獻：

[1]唐雪松.無土育苗技術[J].吉林蔬菜，2011（1）：21-23.

[2]趙成燕.無土育苗技術在林業育苗中的應用探究[J].種子科技，2022，40（11）：124-126.

[3]蘇曉丹.無土育苗技術[J].河北農業，2009（3）：13.

[4]熊格生，陳金湘，唐海明.作物無土育苗技術的研究現狀及展望[J].江西農業學報，2007（10）：42-45.

[5]羅芊芊，肖德卿，徐洪輝，等.馬尾松無性系生長和形質性狀變異分析和優選[J].東北林業大學學報，2022，50（9）：40-44.

[6]張盛楠，劉亞敏，劉玉民，等.馬尾松幼苗生長及生理特性對鋁脅迫的響應[J].西北植物學報，2016，36（10）：2022-2029.