（貴州大學(xué) 林學(xué)院，貴州 貴陽 550025）

林業(yè)生產(chǎn)中容器育苗大多采用營養(yǎng)土或者輕基質(zhì)，這些基質(zhì)比普通土壤含有更加豐富的養(yǎng)分、礦物質(zhì)，能為種苗的發(fā)育提供更為充足的營養(yǎng)[1]，基質(zhì)性狀是影響種苗品質(zhì)的關(guān)鍵因素[2]，輕基質(zhì)育苗不僅能夠縮短育苗期、延長造林季節(jié)、提高苗木成活率，還具有節(jié)約運(yùn)輸成本、保護(hù)根系不易受損、便于機(jī)械化育苗等多個優(yōu)點(diǎn)[3-4]。在我國容器育苗進(jìn)程中，研究者們從各地的實(shí)際情況出發(fā)，針對不同樹種研制了適宜的基質(zhì)配方，除商品基質(zhì)材料泥炭、蛭石和珍珠巖外，各種農(nóng)林廢棄物廣泛應(yīng)用于基質(zhì)配方中，但泥炭、蛭石和珍珠巖一直是備受推崇的育苗輕基質(zhì)材料[5]。珍貴稀有樹種的繁育是近十年來研究的熱點(diǎn)，由于珍稀樹種自身繁殖困難，種子來源有限[6-7]，為珍稀樹種選擇合適的育苗基質(zhì)配方，提高苗木質(zhì)量受到林業(yè)工作者的廣泛關(guān)注。

紅豆樹Ormosia hosieiHemsl.et Wils.系豆科Leguminosae紅豆屬常綠喬木，別名鄂西紅豆、花梨木，是國家二級重點(diǎn)保護(hù)植物[8]，其木材光澤好、質(zhì)地堅硬，其樹干花紋美觀，切面光滑，是上等的家具、雕刻用材[9]。但紅豆樹的種子難求，種苗緊缺，采用常規(guī)的播種育苗發(fā)芽率較低，苗木質(zhì)量較差，并且裸根苗根系易受損，造林后苗木水分難以達(dá)到收支平衡，因此成活率較低。近年來，許多學(xué)者對紅豆樹種子生態(tài)學(xué)特性、扦插育苗、組培育苗和遺傳特性等方面開展了廣泛研究[10-13]，目前關(guān)于紅豆樹容器育苗的基質(zhì)的篩選，僅考慮了苗木生長狀態(tài)，而未涉及其內(nèi)部生理質(zhì)量[14]。因此，本研究以泥炭、椰糠、珍珠巖和蛭石作為基質(zhì)原料，配制成9種育苗基質(zhì)進(jìn)行育苗對比試驗(yàn)，測定不同基質(zhì)的理化性質(zhì)、紅豆樹苗木生長及生理指標(biāo)，從苗木形態(tài)指標(biāo)、生理指標(biāo)、基質(zhì)養(yǎng)分狀況等多方面進(jìn)行評價和篩選，找出有利于紅豆樹生長和生理質(zhì)量提高的育苗基質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)在貴州大學(xué)林學(xué)院塑料大棚中進(jìn)行，試驗(yàn)所在地隸屬貴陽市花溪區(qū)，地處黔中地區(qū)，104°34′E，26°34′N，海拔1 159 m。該地區(qū)具有明顯的高原性季風(fēng)氣候特點(diǎn)，系亞熱帶濕潤溫和型氣候，年平均氣溫為14.9℃，無霜期平均246 d，年均降水量1 178.3 mm，氣候溫和濕潤，雨量充沛。

1.2 試驗(yàn)材料

供試材料為2018年采自貴州關(guān)嶺縣花江鎮(zhèn)的紅豆樹種子，種子千粒重1 310.073 g，塑料袋密封干藏，在2019年3月底浸種催芽后播種到穴盤中，當(dāng)紅豆樹生根發(fā)芽后選取長勢基本一致的幼苗移栽至容器內(nèi)。

栽培基質(zhì)選擇當(dāng)?shù)刭Y源豐富、運(yùn)輸便利、加工容易、價格適中的4 種基質(zhì)材料，分別為泥炭、蛭石、珍珠巖、椰糠，育苗容器為白色無紡布袋（口徑14 cm×高度16 cm），采用濃度為0.02%的多菌靈作為基質(zhì)消毒劑。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計

設(shè)計了9 種基質(zhì)配方（表1），將泥炭、蛭石、珍珠巖、椰糠等材料按照體積比進(jìn)行配制。裝填好不同配比的基質(zhì)后，分基質(zhì)隨機(jī)擺放在塑料大棚中，并取樣進(jìn)行理化性質(zhì)分析。選取催芽后長勢基本一致的紅豆樹幼苗移栽至容器內(nèi)，每種基質(zhì)設(shè)計3 個重復(fù)，每個重復(fù)33 株苗。植苗后澆透水，蓋上遮陽網(wǎng)，定期澆水保持土壤濕潤。

表1 容器育苗基質(zhì)組成Table 1 Composition of nursery media

1.4 試驗(yàn)指標(biāo)測定

1.4.1 基質(zhì)理化性質(zhì)測定

取樣時間為2019年6月，取樣方法為：每個處理取1 kg 土樣，將土樣帶回實(shí)驗(yàn)室，自然風(fēng)干，去除碎石、植物根系等雜物后，每個處理隨機(jī)取3個環(huán)刀土壤樣品，用于測定物理性質(zhì)。經(jīng)研缽處理后過2 mm 和100 目尼龍篩，用于土壤化學(xué)性質(zhì)測定。測定分析在貴州大學(xué)林學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心進(jìn)行。

容重和孔隙度采用連兆煌的方法[15]測定，全氮含量采用半微量凱氏定氮法測定，全磷含量采用鉬銻抗比色法測定，全鉀含量采用火焰光度法測定，水解氮含量采用堿解-擴(kuò)散法測定，有效磷含量采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定，速效鉀含量采用乙酸銨浸提-火焰光度法測定，基質(zhì)pH 值采用pH 酸度計法測定[16]。

1.4.2 地上形態(tài)指標(biāo)測定

在2019年6月22日將萌發(fā)的紅豆樹幼苗移栽至容器中，用卷尺、游標(biāo)卡尺測量各處理所育苗木各25 株的基礎(chǔ)苗高、地徑，生長結(jié)束后再次測量其生長指標(biāo)，計算苗高凈生長量、地徑凈生長量。生長停止后，從長勢與每組基質(zhì)苗木平均苗高相差較小的紅豆樹容器苗中選取10 株為標(biāo)準(zhǔn)株測定生物量，將紅豆樹苗木洗凈擦干后放到105℃烘箱中殺青30 min，再用80℃烘24 h 至恒質(zhì)量，冷卻干燥后用1 /1 000 電子天平稱各部分干質(zhì)量。同測定生物量苗木選取方法取3 株標(biāo)準(zhǔn)株測定根系指標(biāo)，用根系掃描儀Win RHIZOC Pro2004b 對洗凈擦干后的紅豆樹苗木根系進(jìn)行掃描分析，測定其總根長、根體積以及根表面積。

1.4.3 植株生理指標(biāo)的測定

在2019年9月中旬對紅豆樹容器苗進(jìn)行生理特性測定。測試葉片取自不同育苗基質(zhì)的試驗(yàn)小區(qū)，取樣方法為：每個處理每重復(fù)選3 株標(biāo)準(zhǔn)株，取每一株上大小、葉齡均大致相同的成熟葉片，用濕紗布包裹帶回實(shí)驗(yàn)室?？扇苄缘鞍撞捎每捡R斯亮藍(lán)法測定，可溶性糖采用蒽酮法測定，硝態(tài)氮采用水楊酸法測定，葉綠素采用95%乙醇研磨浸提法測定，葉片全氮含量采用半微量凱氏定氮法測定，葉片全磷含量采用鉬銻抗比色法測定，葉片全鉀含量采用火焰光度法測定[17]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用Excel 2007、SPSS 17.0 和Origin Pro 8 軟件處理和分析數(shù)據(jù)，并制作圖表。采用隸屬函數(shù)法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以確定各指標(biāo)對紅豆樹容器苗質(zhì)量的影響。

隸屬函數(shù)值計算公式：R(X)=X-Xmin/Xmax-Xmin。

2 結(jié)果與分析

2.1 育苗基質(zhì)的理化性質(zhì)

2.1.1 物理性質(zhì)分析

基質(zhì)的物理性質(zhì)是影響苗木生長的重要因素之一。9 個基質(zhì)配方的容重都在0.1～0.3 g·cm-3之間，不同基質(zhì)之間的容重差異顯著（P＜0.05），其中T9最大，T5最小。理想基質(zhì)的總孔隙度為70%～90%[18]，9 組基質(zhì)中T6、T7、T8和T9總孔隙度在理想值范圍內(nèi)，總孔隙度最小的為T5，低于60%；通氣孔隙最大的是T9，最小的是T3和T5，低于40%，T3和T4之間、T6與T7通氣孔隙無顯著性差異（P＞0.05）。毛管孔隙較大的是T6、T7和T8，最小的是T5基質(zhì)。9 組基質(zhì)配方的大小孔隙比最大的是T9，與各組之間差異顯著（P＜0.05），最小的是T8基質(zhì)。

表2 不同育苗基質(zhì)的物理性質(zhì)?Table 2 Physical properties of different substrates

2.1.2 化學(xué)性質(zhì)分析

從表3可以看出：不同基質(zhì)的pH 值皆呈弱酸性，變化在5.69～6.22 之間；全氮和速效鉀含量均以T1最高；T1、T3和T9三個基質(zhì)全氮含量均大于5.0 g·kg-1，最差的是T2，T1的全氮含量比T2高57.29%；全磷和全鉀含量以T9最高，其余各組之間全磷無明顯差異（P＞0.05），全鉀含量除T2和T5無明顯差異（P＞0.05）外，其余各組差異顯著（P＜0.05）；不同基質(zhì)的水解氮以T5較高，T9表現(xiàn)最低；有效磷含量最高的是T3，其次是T1和T2；9 個處理中水解氮、有效磷和速效鉀含量最低的都是T9。

表3 不同育苗基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)?Table 3 Chemical properties of different substrates

綜合9 組基質(zhì)容重、總孔隙度、全氮、全磷、全鉀、水解氮、有效磷和速效鉀含量8 個理化性質(zhì)測定結(jié)果，采用隸屬函數(shù)評估法對9 組輕基質(zhì)進(jìn)行綜合評價，T1隸屬函數(shù)值最高，其次為T6和T9。

2.2 不同基質(zhì)對紅豆樹容器苗生長的影響

不同的基質(zhì)處理下紅豆樹容器苗的苗高、地徑生長情況不同（圖1）。在苗高的整個生長過程中，T5和T9顯著高于其余各組（P＜0.05），其次為T2、T4，T6的苗高凈生長量最低，T5比T6高64.5%。T2基質(zhì)上的紅豆樹容器苗地徑凈生長量顯著高于其余8 組處理（P＜0.05），為1.65 mm，其次為T1和T9，T2比最低值T8高37.5%。

2.3 不同基質(zhì)對紅豆樹容器苗生物量和根系發(fā)育的影響

不同基質(zhì)培育出來的紅豆樹容器苗的地上干質(zhì)量、地下干質(zhì)量、總根長、根體積以及根表面積都存在顯著差異（P＜0.05）。地上部分和地下部分干重最大的均為T2基質(zhì)，T6和T7的較小，T2的地上部分干質(zhì)量比T6高80%。在根系發(fā)育指標(biāo)中，T1基質(zhì)培育的容器苗總根長、根表面積和根體積均顯著高于其余各基質(zhì)（P＜0.05），其次為T2，T6表現(xiàn)最差。

圖1 基質(zhì)配比對紅豆樹苗高和地徑凈生長量的影響Fig.1 Impact of substrates on height increment and diameter increment of Ormosia hosiei container seedlings

2.4 不同基質(zhì)對紅豆樹容器苗生理的影響

苗木可溶性糖是植物生長發(fā)育的能量來源，對維持苗木的生長代謝、保證造林成活率等方面起著重要作用。從表5可知：不同基質(zhì)配方的可溶性糖含量差異顯著（P＜0.05），T5含量最高，T1、T7與T9處于同一水平，略低于T5，但高于其他基質(zhì)處理；T9的可溶性蛋白含量最高，顯著高于其他基質(zhì)處理（P＜0.05），T4和T6可溶性蛋白含量較低；硝態(tài)氮含量以T6最高，比含量最低的T1高76.5%，T3、T4、T8和T9之間差異不明顯（P＞0.05）；9 個處理間葉綠素總量差異顯著（P＜0.05），其中T8和T6的葉綠素總量為最高，其次為T9，T8比T4高111.65%。

表4 配比基質(zhì)對紅豆樹容器苗生物量和根系指標(biāo)的影響?Table 4 Impact of substrates on biomass and root indicators of O.hosiei container seedlings

表5 基質(zhì)對紅豆樹容器苗生理指標(biāo)的影響?Table 5 Impact of substrates on physiological index of O.hosiei container seedlings

2.5 不同基質(zhì)對紅豆樹容器苗葉片礦質(zhì)營養(yǎng)的影響

植物葉片中氮磷鉀含量反應(yīng)了植物養(yǎng)分吸收的情況。9 個處理間葉片全氮含量差異顯著（P＜0.05），其中最大的是T6，其次為T5，最小的是T9；葉片全磷含量除T2最低外其余8 個處理都在3.0～4.0 g·kg-1之間，其中含量最高的是T7，其次是T6；T6葉片全鉀含量顯著高于其余各處理（P＜0.05），其次為T5，含量最低的是T8，T6比T8高41.6%。由此可見，T6基質(zhì)上紅豆樹容器苗葉片礦質(zhì)元素含量最高，其次為T5和T7。

2.6 基質(zhì)理化指標(biāo)與生長、生理指標(biāo)相關(guān)性分析

對基質(zhì)主要理化指標(biāo)與紅豆樹生長、生理指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明：pH 值與紅豆樹容器苗苗高生長量和可溶性蛋白含量間呈顯著正相關(guān)，與葉片全氮含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）；容重與地下干重間極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），與葉綠素含量間呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）；總孔隙度與硝態(tài)氮含量間呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與地上、地下干重間呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）；基質(zhì)全磷含量與可溶性蛋白含量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）；基質(zhì)全鉀含量與葉片硝態(tài)氮含量顯著相關(guān)（P＜0.05）；基質(zhì)有效磷含量與葉綠素含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），與地下部分干重呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）。

表6 基質(zhì)對紅豆樹容器苗葉片礦質(zhì)營養(yǎng)的影響?Table 6 Impact of substrates on leaf mineral nutrition of O.hosiei container seedlings

2.7 隸屬函數(shù)分析

植物生長的過程中受多種因素影響，用單一指標(biāo)評價植物生長質(zhì)量不夠全面。對9 組基質(zhì)處理培育的紅豆樹容器苗木質(zhì)量生長、生理指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，篩選最具代表的11 個生長、生理指標(biāo)，采用模糊數(shù)學(xué)的隸屬函數(shù)法對9 組紅豆樹容器苗進(jìn)行綜合評價，各項(xiàng)指標(biāo)表現(xiàn)與綜合評價得分呈正比。結(jié)果表明：不同輕基質(zhì)配方培育的紅豆樹容器苗主要生長生理指標(biāo)的隸屬函數(shù)值大小依次為T9＞T6＞T5＞T7＞T2＞T1＞T8＞T3＞T4。

表7 基質(zhì)理化指標(biāo)與生長、生理指標(biāo)相關(guān)性分析?Table 7 Correlation analysis of matrix physical and chemical properties with growth and physiological indicators

表8 不同基質(zhì)紅豆樹容器苗隸屬函數(shù)法綜合評價Table 8 Comprehensive evaluation of substrates of O.hosiei container seedlings on membership function method

3 結(jié)論與討論

1）基質(zhì)的理化性質(zhì)對苗木的生長具有重要意義，有研究表明基質(zhì)容重為0.1～0.8 g·cm-3時，有利于固定植株，方便運(yùn)輸管理，總孔隙度一般在70%～90%最好[18-19]，本研究中與容重和總孔隙度理想基質(zhì)相符的為T6、T7、T8和T9四組基質(zhì)。土壤中各個肥力因素之間具有聯(lián)系性和制約性，只有各肥力因素同時存在并互相協(xié)調(diào)，才能為苗木生長提供良好條件。本試驗(yàn)中T9基質(zhì)的全磷和全鉀含量均為全組最高，全氮含量也僅次于T1；采用隸屬函數(shù)評估法對9 組基質(zhì)主要理化性質(zhì)進(jìn)行綜合評價，T1（泥炭∶椰糠=8∶2）、T9（泥炭∶蛭石=5∶5）和T6（泥炭∶蛭石=8∶2）三組基質(zhì)理化性質(zhì)綜合評價較好。

2）樹木的生長變化是一個復(fù)雜的動態(tài)過程，結(jié)合苗木的生長和生理特性可以更進(jìn)一步反映植物的生長狀態(tài)。研究表明：不同的基質(zhì)配比對植物容器苗的苗高、地徑、生物量等指標(biāo)均存在一定的影響，輕混合基質(zhì)中可利用的養(yǎng)分能有效轉(zhuǎn)化為苗木自身的養(yǎng)分，從而促進(jìn)苗木的生長[20]。許多學(xué)者通過分析基質(zhì)的理化性質(zhì)和苗木在不同基質(zhì)中的形態(tài)指標(biāo)、生物量及生理指標(biāo)，篩選出適合不同苗木生長的最佳育苗基質(zhì)[21-22]，張鵬等[23]研究發(fā)現(xiàn)輕基質(zhì)培育的油茶容器苗生物量及根系生長指標(biāo)優(yōu)于苗圃土。施肥中氮磷鉀含量對葉片可溶性糖含量和可溶性蛋白含量有顯著影響[24]，植物葉綠素和氮素都是植物生長的重要營養(yǎng)和生理參數(shù)，硝態(tài)氮是最易被植物吸收的氮素營養(yǎng)[25-26]。本研究對基質(zhì)主要理化性質(zhì)與紅豆樹生長、生理指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明：基質(zhì)的容重與紅豆樹的葉綠素含量呈顯著正相關(guān)，總孔隙度與紅豆樹生物量呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），說明基質(zhì)的透氣性對苗木根系和莖干的生長有明顯作用，且基質(zhì)pH 值與紅豆樹的苗高呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），其余基質(zhì)氮磷鉀含量也與紅豆樹部分生長特性有顯著相關(guān)性，說明基質(zhì)礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量對紅豆樹生長有促進(jìn)作用。

3）本試驗(yàn)測定指標(biāo)較多，分析單一指標(biāo)難以全面反映基質(zhì)的優(yōu)劣性，采用隸屬函數(shù)法可以更為全面的分析各生長、生理指標(biāo)對苗木的影響，避免采用單一指標(biāo)出現(xiàn)片面性，實(shí)際上，隸屬函數(shù)分析提供了一條在多指標(biāo)測定基礎(chǔ)上對各植物特性進(jìn)行綜合評價的途徑[27]。徐味[28]通過綜合棕櫚容器苗生長、生理指標(biāo)、抗性以及隸屬函數(shù)綜合評價的結(jié)果表明，腐殖質(zhì)∶泥炭∶棕絲粉∶鋸木屑=1/2∶1∶2∶1/3 體積比的基質(zhì)配方為理想的栽培基質(zhì)。本試驗(yàn)通過對主要生長和生理指標(biāo)之間隸屬函數(shù)分析得出，T9（泥炭∶蛭石=5∶5）為紅豆樹容器苗的最佳育苗基質(zhì)，T9基質(zhì)培育的紅豆樹容器苗苗高、地徑生長量、根系指標(biāo)、可溶性蛋白含量、硝態(tài)氮含量及葉綠素含量均位列9組基質(zhì)中前三，與隸屬函數(shù)法綜合評價結(jié)果基本一致，其次為T6（泥炭∶蛭石=8∶2）和T5（泥炭∶珍珠巖=5∶5）。

目前，利用栽培基質(zhì)對珍稀樹種進(jìn)行容器育苗的技術(shù)已逐漸成熟，但對紅豆樹輕基質(zhì)容器育苗生理方面尚未有報道。本試驗(yàn)對不同輕基質(zhì)理化性質(zhì)對紅豆樹植株生長和生理指標(biāo)進(jìn)行探討，以達(dá)到提高紅豆樹容器苗苗木成活率和品質(zhì)的目的，促進(jìn)根系結(jié)構(gòu)發(fā)育，縮短育苗時間，為紅豆樹容器苗優(yōu)質(zhì)育苗提供理論依據(jù)，也為其他珍稀樹種的相關(guān)研究提供一定的參考依據(jù)。由于試驗(yàn)條件和時間限制，本試驗(yàn)對紅豆樹容器育苗的研究層次和深度還有待提高，不同基質(zhì)對紅豆樹和花櫚木容器苗生物酶活性、抗寒性及抗旱性等更多因素的影響還有待進(jìn)一步研究。