王松,方芳,何理坤,范正文,陳邦錦,王樹鳳
(1.臺(tái)州市林業(yè)技術(shù)推廣總站,浙江 臺(tái)州 318000;2.臺(tái)州市林業(yè)局,浙江 臺(tái)州 31800 0;3.中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所,浙江 富陽 311400)
苗木質(zhì)量是影響造林成活率的重要因素。目前,在苗木質(zhì)量控制方面,基質(zhì)配比、營養(yǎng)加載以及選用合適的容器是當(dāng)前提高苗木質(zhì)量的重要手段[1]。研究發(fā)現(xiàn),控釋肥加載可以減少氮的揮發(fā)和淋洗損失,可明顯地促進(jìn)苗木株高、地徑生長及干物質(zhì)積累,苗木總生物量不斷增加[2-4]。容器的大小影響苗木根系對(duì)養(yǎng)分和水分的吸收,進(jìn)而影響苗木的形態(tài)、生理特性[5-7]。
納塔櫟Quercus texana原產(chǎn)美國,上個(gè)世紀(jì)90年代開始引入我國,在我國長江中下游地區(qū)表現(xiàn)出良好的適應(yīng)性。納塔櫟材質(zhì)優(yōu)良,秋葉呈黃、紅、紫紅等不同的顏色,并且耐水濕,對(duì)重金屬污染也有一定的抗性,是集觀賞、材用以及生態(tài)等價(jià)值于一體的優(yōu)良園林綠化樹種[8]。納塔櫟引種后,國內(nèi)對(duì)該樹種的研究較少,只有中國林科院亞熱帶林業(yè)研究所、江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院開展了一些適應(yīng)性研究[8-9]。近年來,隨著我國生態(tài)建設(shè)以及對(duì)彩葉樹種需求的增加,國內(nèi)苗木市場對(duì)納塔櫟的關(guān)注度增大,對(duì)其育苗措施以及葉色變化等方面的研究逐漸增多[10-12],但在苗木質(zhì)量控制方面的研究極少。
本文以1年生納塔櫟容器苗為研究對(duì)象,通過設(shè)置不同的容器規(guī)格和控釋肥加載量,研究不同組合對(duì)苗木生長的影響,對(duì)優(yōu)化納塔櫟育苗措施具有一定的參考意義。
試驗(yàn)地位于浙江省天臺(tái)縣西部農(nóng)業(yè)園區(qū)林業(yè)種苗科技示范園內(nèi),地理坐標(biāo)為120°50′ E,29°10′ N,屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),冬夏長,春秋短,四季分明,雨水充足,光照適宜。年平均氣溫在16.9~17.3℃,極端最高氣溫為39℃,極端最低氣溫為-9℃,無霜期在241~270 d,年均降水量在1 480~1 530 mm。試驗(yàn)苗木放置于全自動(dòng)遮蔭棚中,大棚高度為2.2 m,安裝有噴灌系統(tǒng),覆蓋一層50%透光率的遮陽網(wǎng)。
納塔櫟1年生實(shí)生苗,采用輕基質(zhì)無紡布容器育苗,容器規(guī)格:直徑×高為4.5 cm×10 cm,挑選高度均一,無病蟲害的健壯苗木,移栽至容器內(nèi),試驗(yàn)前平均苗高為35 cm,平均地徑為0.8 c m。育苗基質(zhì)為泥炭40%、谷糠20%、珍珠巖10%、黃土30%(體積比)。泥炭選用東北泥炭,谷糠經(jīng)腐熟半年以上。控釋肥為美國辛普勞公司生產(chǎn)的愛貝施(Apex)長效控釋肥,肥效為9個(gè)月。
設(shè)置容器規(guī)格和控釋肥加載量2個(gè)因素的析因設(shè)計(jì)試驗(yàn):選用3種容器規(guī)格(C)(直徑×高)分別為14 cm×18 cm(C1)、18 cm×20 cm(C2)、20 cm×20 cm(C3);3種控釋肥加載量(F)分別為 3 kg·m-3(F1)、3.5 kg·m-3(F2)、4 kg·m-3(F3)。按照析因設(shè)計(jì),共9個(gè)試驗(yàn)處理(見表1),每個(gè)處理重復(fù)3次,完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),每小區(qū)30盆。2016年3月底,按試驗(yàn)要求進(jìn)行苗木移栽,在育苗試驗(yàn)過程中及時(shí)噴水,保持基質(zhì)濕潤。培育過程中不進(jìn)行追肥,其他管理措施同常規(guī)容器育苗。2016年11月底,苗木生長停止后測(cè)量數(shù)據(jù)。
表1 基于不同容器規(guī)格和不同控釋肥加載量的析因設(shè)計(jì)Table 1 Factorial design of different size of containers and different controlled-release fertilizer
分別于試驗(yàn)開始前和結(jié)束后測(cè)定苗高和地徑,并計(jì)算高徑比、苗高和地徑的生長量以及凈生長率,其計(jì)算公式如下:
所有數(shù)據(jù)采用Excel表格輸入,OriginLab 2018作圖;數(shù)理統(tǒng)計(jì)采用SPSS 25統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析,其中不同控釋肥加載量和不同容器規(guī)格之間的交互作用采用多元方差分析(MANONA),并采用Tukey方法進(jìn)行Post Hoc檢驗(yàn)(P<0.05)。
從圖1中可以看出,容器規(guī)格對(duì)納塔櫟苗高和地徑生長均有影響,容器越深,對(duì)苗高和地徑生長越有利,特別是地徑,在較大規(guī)格容器(C2、C3)中苗木地徑生長明顯高于在較小規(guī)格容器(C1)(P<0.01)中的。多元方差分析發(fā)現(xiàn),容器規(guī)格對(duì)地徑生長的貢獻(xiàn)率(10.3%)要高于苗高(9.4%)(表 2)。在深度為20 cm的容器培養(yǎng)條件下,納塔櫟地徑較深度為18 cm的容器高出 13.66%(圖 1-Ⅱ),說明增加容器的深度有利于提高苗木的地徑生長,使苗木更加粗壯。而在相同深度的容器(C2和C3)之間,無論苗高還是地徑,差異均不顯著,這表明相同深度的容器,口徑的增加對(duì)苗高和地徑生長影響并不明顯。盡管容器規(guī)格對(duì)苗高和地徑生長均產(chǎn)生了顯著影響,但對(duì)苗木高徑比的影響并不明顯(圖1-Ⅲ),說明容器規(guī)格對(duì)納塔櫟苗木的整體形態(tài)影響不大。
圖1 不同容器規(guī)格對(duì)納塔櫟苗高和地徑生長量以及高徑比的影響Figure 1 Effect of different container sizes on growth of height and basal diameter and height/diameter ratio of Q.texana seedlings
控釋肥可以隨苗木生長緩慢釋放養(yǎng)分,有效降低土壤中氮素因揮發(fā)、淋失或反硝化脫氮引起的損失,在苗木培育和造林中受到越來越多的重視。由圖2可以看出,納塔櫟地徑生長對(duì)控釋肥的加載量并不敏感,在3種控釋肥加載量條件下,地徑生長變化不大(圖2-Ⅱ);但不同控釋肥加載量對(duì)苗高生長和高徑比的影響均達(dá)到顯著水平(P<0.05),在中等程度的加載量(F2)下,具有最大的高生長量和高徑比(圖2-Ⅰ、Ⅲ)。這說明相對(duì)于地徑生長來說,控釋肥加載量對(duì)納塔櫟苗高生長的影響更加明顯,多元方差分析也發(fā)現(xiàn)(表 2),控釋肥加載量對(duì)苗高生長的貢獻(xiàn)率可達(dá)19.6%,而對(duì)地徑生長的貢獻(xiàn)率只有 0.3%;低加載量(F1)和高加載量(F3)條件下的苗高生長均不及中等程度的加載量。由此說明,控釋肥的加載量需要控制在一定范圍內(nèi)才能獲得最優(yōu)的生長量。
圖2 不同控釋肥加載量對(duì)納塔櫟苗高和地徑生長以及高徑比的影響Figure 2 E ffect of different controlled-release f ertilizer o n growth of height and basal dia meter and height/diameter r atio of Q.texana seedlings
從圖3可以看出,無論是苗高生長還是地徑生長,在不同組合之間均存在極顯著差異(P<0.01),其中,以F2C3組合條件下,納塔櫟的苗高生長量最優(yōu)(圖3-Ⅰ),其次為F2C2組合;而對(duì)地徑生長而言,無論控釋肥加載量多少,在較大規(guī)格容器(F1C2、F2C2、F3C2和F1C3、F2C3、F3C3)中培養(yǎng)的納塔櫟的地徑生長量均明顯高于在較小規(guī)格的容器(F1C、F2C1、F3C1)(圖 3-Ⅱ)中培養(yǎng)的,而在相同容器規(guī)格之間并不存在顯著差異。同時(shí),我們發(fā)現(xiàn),苗高凈生長率(圖3-Ⅰ)和地徑凈生長率(圖3-Ⅱ)在不同組合之間的變化趨勢(shì)與生長量變化相似,說明納塔櫟生長速率在很大程度上依賴于生長量的變化。
圖3 不同控釋肥加載量及容器規(guī)格對(duì)納塔櫟苗高和地徑生長的影響Figure 3 Effect of different controlled-release fertilizer and container sizes on height and basal diameter growth of Q.texana seedlings
運(yùn)用兩因素多元方差分析方法對(duì)控釋肥加載量和容器規(guī)格對(duì)苗高、地徑以及高徑比的影響進(jìn)行分析(表2),結(jié)果發(fā)現(xiàn),控釋肥加載量和容器規(guī)格之間存在極顯著的交互作用(P<0.01),但交互作用僅對(duì)苗高生長和高徑比具有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),對(duì)地徑生長的影響不明顯。綜合分析控釋肥加載量和容器規(guī)格的交互作用,發(fā)現(xiàn)在使用深度20 cm 容器栽培條件下(C2或C3),施用3.5 kg·m-3的控釋肥(F2),對(duì)納塔櫟地徑和苗高生長最有利,但考慮到容器成本以及基質(zhì)使用量等,推薦使用C2規(guī)格的容器(18 cm×20 cm)
表2 多因素方差分析表及交互檢驗(yàn)Table 2 MANOVA and tests of post horc
容器苗由于具有起苗和運(yùn)輸方便,不傷根系,栽植時(shí)帶有完整的根團(tuán)等優(yōu)點(diǎn),可以顯著提高造林成活率。然而,容器苗的培育受容器規(guī)格的限制,容器小,成本相對(duì)較低,容易運(yùn)輸,但容器過小不利于根系的發(fā)育,導(dǎo)致苗木質(zhì)量受影響;大規(guī)格容器更有利于苗木根系發(fā)育,從而促進(jìn)苗木生長,特別是隨著苗齡的增長,當(dāng)根系生長量超過小規(guī)格容器承受范圍時(shí),大容器的促進(jìn)效應(yīng)越明顯[13]。馬雪紅等[14]研究發(fā)現(xiàn),容器規(guī)格對(duì)木荷Schima superba容器苗生長和質(zhì)量影響顯著,隨著容器規(guī)格的增大,苗高和地徑生長明顯提高,總干物質(zhì)量明顯增多。程中倩等[15]研究表明,容器深度對(duì)栓皮櫟Q.variabilis根系結(jié)構(gòu)的影響顯著,深容器可促進(jìn)根系徑級(jí)為3~ 4 mm的根系發(fā)育,否則易造成窩根。李峰卿等[16]研究發(fā)現(xiàn),在生產(chǎn)中宜選用較大規(guī)格容器(15 cm×20 cm)培育納塔櫟優(yōu)質(zhì)苗木。本研究也發(fā)現(xiàn),容器越深,對(duì)苗高和地徑的生長越有利,但在相同深度下,容器口徑的增加并未顯著影響苗木生長,因此,在納塔櫟容器育苗過程中,宜采用細(xì)高類型的容器。
營養(yǎng)加載可以促進(jìn)苗木生長和養(yǎng)分積累,促進(jìn)苗木造林后的早期生長,并提高苗木的抗逆性[17-19]??蒯尫示哂须S苗木生長緩慢釋放,肥效受環(huán)境、土壤因子影響小等特點(diǎn),可在整個(gè)生長季持續(xù)提供養(yǎng)分[20]。Oliet等發(fā)現(xiàn),控釋肥可以大大提高敘利亞松Pinus hal epensis移栽的成活率,并能提高苗木對(duì)營養(yǎng)元素的吸收[18]。Villar-Salvador等使用不同N素含量的控釋肥培育冬青櫟Q.ilex,發(fā)現(xiàn)較高N含量的控釋肥能顯著提高苗高生長、高徑比以及根部N含量[19]。國內(nèi)對(duì)控釋肥的研究主要集中在農(nóng)作物、花卉以及果樹的高效栽培方面,在林木種苗方面的應(yīng)用很少。祝燕等[4]以黃花落葉松Larix ol gensis1年生播種苗為研究對(duì)象,進(jìn)行梯度劑量的控釋氮肥與普通氮肥對(duì)比處理,表明控釋氮肥有利于氮向苗木的根和莖分配。付妍琳[21]以不同苗齡油松P.tabuliformis容器苗為研究對(duì)象,選擇2種養(yǎng)分比例和釋放期均相同僅包膜結(jié)構(gòu)(養(yǎng)分釋放模式)不同的控釋肥料,分別對(duì)播種苗和移栽苗開展苗木施肥試驗(yàn),結(jié)果表明,肥料釋放模式與施用量的選擇均受苗木年齡的影響。本研究也發(fā)現(xiàn),適當(dāng)施用控釋肥可有效促進(jìn)納塔櫟的苗高生長,提高苗木的高徑比,但對(duì)地徑生長影響不大。
綜上所述,容器規(guī)格和控釋肥加載量對(duì)納塔櫟的生長均產(chǎn)生顯著影響,控釋肥的效應(yīng)主要體現(xiàn)在苗高生長和高徑比方面,而容器規(guī)格的效應(yīng)主要體現(xiàn)在地徑生長;因此,在納塔櫟容器育苗過程中,要選用有一定深度的容器以利于苗木根系的發(fā)育;同時(shí),應(yīng)適當(dāng)控制營養(yǎng)元素的加載,在促進(jìn)苗高生長的同時(shí),以防苗木過高,造成倒伏。