彭泰來(lái) 劉勇 滕飛 宋協(xié)海

(森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京林業(yè)大學(xué))，北京，100083)

移植容器苗地徑粗壯[1]，側(cè)須根發(fā)達(dá)，易形成根團(tuán)[2]，抗逆性強(qiáng)[3]，兼具了移植苗和容器苗的長(zhǎng)處，對(duì)提高苗木質(zhì)量和惡劣立地條件造林成活率有顯著幫助。容器苗底部滲灌是近年來(lái)采取的一項(xiàng)苗木培育灌溉新技術(shù)，有利于水肥的循環(huán)利用[4]，可減少水資源浪費(fèi)，以及與之相伴的基質(zhì)養(yǎng)分流失，環(huán)境污染等問(wèn)題。育苗容器材質(zhì)和大小對(duì)苗木質(zhì)量和造林效果有著較大影響，國(guó)內(nèi)外很多關(guān)于育苗容器類型的研究表明，黑色塑料容器因其方便機(jī)器化加工和自動(dòng)化管理[5]，是國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較為廣泛的一種育苗容器，但也會(huì)出現(xiàn)盤根、根系呼吸困難和成本較高等問(wèn)題[6]。無(wú)紡布容器作為一種輕型容器類型，比其他容器在育苗過(guò)程中更有利于苗木生長(zhǎng)，保障根系活力，促進(jìn)根團(tuán)的形成，并在猴樟、大葉女貞等樹(shù)種栽培中取得了一定成功[7-8]。雖然無(wú)紡布容器已大量推廣，但因?yàn)闊o(wú)紡布的融土性和透氣性都強(qiáng)于其他育苗容器，導(dǎo)致其可能存在失水過(guò)快的問(wèn)題[9-11]。那么無(wú)紡布容器對(duì)苗木生長(zhǎng)和造林效果有什么影響？本研究以油松為對(duì)象，探究基于底部滲灌系統(tǒng)下育苗容器對(duì)油松移植容器苗生長(zhǎng)和造林效果的影響，以期找到適合的無(wú)紡布容器類型及規(guī)格，為無(wú)紡布容器的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況

容器苗育苗試驗(yàn)地位于北京海淀區(qū)鷲峰北京林業(yè)大學(xué)試驗(yàn)基地育苗溫室內(nèi)(39°54′N，116°28′E)。年日照時(shí)間2 662 h，溫室內(nèi)晝/夜溫度平均為29 ℃/16 ℃，濕度一般在70%～80%，平均光照6 565 lx。造林試驗(yàn)地位于北京市延慶縣永寧鎮(zhèn)北京林業(yè)大學(xué)森林培育學(xué)科試驗(yàn)地，海拔高度為650 m，溫度最高的7月份，平均達(dá)27.3 ℃，氣溫最低的1月份平均低至-7.6 ℃，年平均氣溫8.7 ℃，年均降水量372.6 mm。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

供試油松苗為2014年在河北省承德市平泉縣北京林業(yè)大學(xué)北方基地生長(zhǎng)1年的裸根苗，2015年選擇生長(zhǎng)一致的苗木為試驗(yàn)用苗，測(cè)定并記錄其形態(tài)指標(biāo)。試驗(yàn)容器采用兩種容器類型，分別為國(guó)產(chǎn)黑色聚乙烯塑料容器和無(wú)紡布容器，每種容器類型兩種規(guī)格，分別為10 cm(上口直徑，下同)×15 cm(長(zhǎng)度，下同)、10 cm×20 cm，對(duì)照為黑色聚乙烯塑料容器7 cm×9 cm。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

育苗試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，將1年生油松大田裸根苗移植在不同容器中，形成共5個(gè)處理，分別為無(wú)紡布10 cm×15 cm(A1)，無(wú)紡布10 cm×20 cm(A2)，黑塑料10 cm×15 cm(A3)，黑塑料10 cm×20 cm(A4)，黑塑料7 cm×9 cm作為對(duì)照(CK)，每個(gè)處理設(shè)12苗，共10次重復(fù)。選用常規(guī)的育苗基質(zhì)配方，即V(泥炭)∶V(珍珠巖)=3∶1，混勻。

造林試驗(yàn)研究對(duì)象是底部滲灌下培育的油松移植容器苗，利用完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，造林苗木除了不采用所培育的對(duì)照移植容器苗外，其他各處理均與育苗試驗(yàn)處理相一致，造林苗木共分為4個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)育苗15株，總共造林苗木為180株。

2.3 育苗方法

2015年4月份進(jìn)行裸根苗移植，緩釋肥施入量為150 mg·株-1，一次性倒進(jìn)基質(zhì)里并將其均勻混合。移栽前先切去裸根苗下部1/3主根，在裝有部分基質(zhì)的容器中移入苗木，并在移入后再裝填基質(zhì)，固定根系后，噴灑定根水。苗期按常規(guī)容器苗管理。

2016年4月份進(jìn)行移植容器苗造林，株行距50 cm×50 cm，每行種植苗木30株，移栽時(shí)在保證根系完整的前提下將容器去掉。移栽苗木后立即充分灌水，生長(zhǎng)期定期澆水，及時(shí)除草。

2.4 取樣和測(cè)定

2015年11月份在苗圃對(duì)移植容器苗取樣，每個(gè)處理5次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取5株苗，測(cè)定苗高、地徑，然后仔細(xì)清洗干凈苗木，將每株苗剪為根、莖、葉三部分，分別裝入帶有編號(hào)的信封，放入烘箱中70 ℃烘72 h至恒質(zhì)量。分別測(cè)定根、莖、葉生物量。

2016年11月中旬進(jìn)行造林苗取樣，每個(gè)重復(fù)取5株苗木，測(cè)定苗高、地徑后，將其小心清洗，將剪好的根、莖、葉分別裝入帶有編號(hào)的信封，放入烘箱70 ℃烘72 h至恒質(zhì)量，分別測(cè)定根、莖、葉生物量。對(duì)每個(gè)重復(fù)苗木各組織生物量粉碎并過(guò)篩，利用H2SO4-H2O2法消煮樣品，取消煮液用凱氏定氮法測(cè)全氮含量，采用鉬銻抗比色法測(cè)定全磷含量，采用火焰光度計(jì)法測(cè)定全鉀含量[12-14]。

2.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)整理使用Excel2013軟件，并用SPSS18.0對(duì)苗木形態(tài)指標(biāo)和養(yǎng)分含量數(shù)據(jù)等作方差分析，若顯著差異，用Duncan法在0.05水平上對(duì)生物量，氮、磷、鉀含量等進(jìn)行多重比較，試驗(yàn)結(jié)果則使用Excel2013軟件制圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 容器類型及規(guī)格對(duì)油松移植容器苗移植成活率、苗高、地徑的影響

由表1可知，在不同容器中培育一個(gè)生長(zhǎng)期的1年生油松移植苗，移植成活率均在89.3%以上，不同容器組合對(duì)苗木移植成活率的影響不顯著。A1到A4各處理苗高、苗高生長(zhǎng)量、地徑、地徑生長(zhǎng)量均顯著高于對(duì)照處理；其中A1和A2處理的地徑顯著高于A3和A4，A2處理最大，為6.28 mm。

表1 不同容器類型及規(guī)格的移植容器苗育苗成活率、苗高、地徑、生長(zhǎng)量

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤；同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

3.2 容器類型及規(guī)格對(duì)油松移植容器苗生物量的影響

由表2可知，A1到A4各處理的根、葉以及單株生物量均顯著大于CK。各處理的莖生物量表現(xiàn)不同，10 cm×20 cm的無(wú)紡布容器處理最大，為2.51 g，顯著高于10 cm×20 cm的黑塑料容器處理和CK。莖根比最大出現(xiàn)在對(duì)照處理，為2.75，顯著大于其他處理，而10 cm×15 cm的黑塑料容器處理顯著小于除10 cm×20 cm的黑塑料容器處理外的其他處理。

表2 容器類型對(duì)油松苗單株和各組織生物量、莖根比的影響

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

3.3 容器類型及規(guī)格對(duì)油松移植容器苗養(yǎng)分含量的影響

根據(jù)油松各部分氮、磷、鉀含量(表3)可知，處理A3和A4的根中氮含量顯著大于其他處理，其中A3達(dá)到了31.56 mg·株-1；和根中氮含量情況類似，所有處理的莖中氮含量都顯著高于對(duì)照，其中含量最高的處理是10 cm×15 cm的黑塑料容器處理；處理A1～A4葉中氮含量差異不顯著，且顯著大于對(duì)照處理CK。由表3可知，單株氮含量10 cm×15 cm的黑塑料容器處理最大，為130.20 mg·株-1，其次就是10 cm×20 cm的黑塑料容器處理，為121.97 mg·株-1，所有處理都顯著大于對(duì)照處理。

表3 不同容器類型培育下苗木各組織及全株氮、磷、鉀質(zhì)量

處理號(hào)P元素單株質(zhì)量/mg·株-1根莖葉全株A1(4.71±0.45)b(3.32±0.25)b(9.94±0.90)a(17.97±1.25)aA2(5.28±0.32)b(4.19±0.25)a(9.45±0.63)a(18.92±0.95)aA3(7.37±0.60)a(3.75±0.30)ab(10.04±0.40)a(21.17±0.91)aA4(7.51±1.13)a(3.48±0.19)ab(10.90±0.88)a(21.89±1.92)aCK(5.24±0.50)b(1.91±0.13)c(5.64±0.68)b(12.79±0.74)b

處理號(hào)K元素單株質(zhì)量/mg·株-1根莖葉全株A1(17.94±2.03)cd(21.32±2.34)ab(53.74±2.20)b(93.00±4.29)aA2(20.41±0.85)bc(26.58±1.44)ab(53.40±3.33)b(100.40±2.67)aA3(27.18±2.12)ab(27.13±2.52)ab(54.96±2.71)a(109.28±5.88)aA4(30.07±5.58)a(20.72±0.91)a(61.21±4.72)a(111.99±8.93)aCK(10.00±1.34)d(7.95±1.01)b(42.62±7.57)c(60.57±7.71)b

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤；同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

A 1到A 4單株磷含量均顯著大于CK。對(duì)于根中磷含量來(lái)說(shuō)，A 1、A 2和CK處理明顯小于A 3和A 4；莖中磷含量變化與根不同，最大為10 cm×20 cm的無(wú)紡布容器處理的4.19 mg·株-1，最小為CK的1.91 mg·株-1，且顯著小于其他處理；葉中磷含量在處理A1到A4之間變化不明顯，但均與對(duì)照處理存在顯著差異，分別比對(duì)照高出76%、67%、78%、93%。

由多重比較結(jié)果可知，根中鉀含量最大為10 cm×20 cm的黑塑料容器處理的30.07 mg·株-1，顯著大于A1、A2、CK；莖中鉀含量最大的為10 cm×15 cm的黑塑料容器處理的27.13 mg·株-1，其是對(duì)照處理CK(7.95 mg·株-1)的3.4倍；10 cm×20 cm的黑塑料容器處理的葉鉀含量顯著高于其他處理，為61.21 mg·株-1，而CK葉中鉀含量顯著小于A1到A4。與單株磷含量表現(xiàn)相仿，A1到A4單株鉀質(zhì)量均顯著高于CK處理。

從表3可以看出，處理A1到A4單株氮、磷、鉀質(zhì)量均顯著高于對(duì)照，說(shuō)明不同容器的選擇能顯著影響苗木各組織氮、磷、鉀養(yǎng)分含量。

3.4 容器類型及規(guī)格對(duì)油松造林1年后幼樹(shù)各部分生物量以及幼樹(shù)高、地徑的影響

由表4可以看出，造林一個(gè)生長(zhǎng)期后，油松各部分生物量均有明顯增加，莖的最終生物量各處理之間呈現(xiàn)顯著差異，其最大為10 cm×15 cm的黑塑料容器處理，19.32 g·株-1，顯著大于10 cm×15 cm的無(wú)紡布容器處理。單株生物量方面各處理間差異不顯著。

根據(jù)油松幼樹(shù)高、地徑情況(表4)可知，造林一個(gè)生長(zhǎng)季后，4種容器處理的樹(shù)高生長(zhǎng)量有了顯著差異性，最大為10 cm×15 cm的黑塑料容器處理的11.68 cm，顯著大于除A2以外的其他處理，而A1到A4的樹(shù)高間差異顯著，A2和A3顯著大于處理A4。在地徑指標(biāo)中，最大初始地徑為10 cm×20 cm的無(wú)紡布容器處理，6.28 mm，明顯大于A3和A4，經(jīng)過(guò)一個(gè)生長(zhǎng)期，最大地徑生長(zhǎng)量為10 cm×15 cm的黑塑料容器處理，同時(shí)最終造林后地徑差異顯著，最大幼樹(shù)地徑為10 cm×20 cm的無(wú)紡布容器處理，13.66 mm，顯著大于處理A1和A4。

3.5 容器類型及規(guī)格對(duì)油松造林1年后幼樹(shù)各部分N、P、K養(yǎng)分含量的影響

由表5可知，造林一個(gè)生長(zhǎng)期后，幼樹(shù)根、莖、葉中氮含量不同處理之間差異不顯著。

造林幼樹(shù)各處理的根、葉中磷含量均差異不顯著；而莖中磷含量最高的處理是10 cm×15 cm的黑塑料容器處理，為16.38 mg·株-1，顯著大于除A4以外的其他處理。鉀含量在根、莖的不同處理之間無(wú)顯著差異，葉中鉀含量最大的是10 cm×20 cm的無(wú)紡布容器處理，為193.75 mg·株-1，顯著大于A1和A4，但與10 cm×15 cm的黑塑料容器處理無(wú)顯著差異。

表4 不同容器類型間油松幼樹(shù)各部分及單株生物量、幼樹(shù)高、地徑、樹(shù)高以及地徑生長(zhǎng)量

處理幼樹(shù)高/cm初始地徑/mm地徑生長(zhǎng)量/mm幼樹(shù)地徑/mmA1(32.34±0.26)ab(6.01±0.06)a(6.47±0.65)bc(12.48±0.62)bcA2(33.80±1.29)a(6.28±0.10)a(7.38±0.27)ab(13.66±0.26)aA3(35.07±1.93)a(5.50±0.08)b(7.87±0.28)a(13.36±0.57)abA4(30.17±0.96)bc(5.56±0.19)b(6.88±0.23)abc(12.44±0.16)bc

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤；同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

表5 油松幼樹(shù)單株根、莖、葉中N、P、K養(yǎng)分質(zhì)量

處理號(hào)P元素單株質(zhì)量/mg·株-1根莖葉A1(7.32±1.86)a(7.00±1.27)b(22.04±2.06)abA2(10.45±1.80)a(8.96±0.83)b(25.92±3.04)abA3(11.29±1.45)a(16.38±2.22)a(29.23±3.18)aA4(11.60±0.93)a(13.58±2.67)ab(27.93±1.30)ab

處理號(hào)K元素單株質(zhì)量/mg·株-1根莖葉A1(76.63±20.03)a(86.09±6.04)ab(127.54±6.90)bcA2(86.64±18.78)a(142.20±6.05)a(193.75±24.64)aA3(88.94±9.68)a(145.28±11.49)a(159.61±12.73)abA4(65.29±12.39)a(125.51±34.83)ab(139.92±11.24)bc

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤；同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

4 結(jié)論與討論

容器類型的選擇對(duì)移植容器苗質(zhì)量有重要影響[15]，規(guī)格為10 cm(直徑)×15 cm(高)、10 cm(直徑)×20 cm(高)的無(wú)紡布容器以及黑塑料容器培育的油松移植苗經(jīng)過(guò)一個(gè)生長(zhǎng)季度后，雖然苗高增加量、最終苗高均無(wú)顯著差異，但4種容器處理都顯著大于對(duì)照處理；地徑方面，4種容器處理的苗木地徑增長(zhǎng)量均無(wú)顯著差異，但均顯著大于對(duì)照處理；養(yǎng)分方面，4種容器處理的全株氮、磷、鉀養(yǎng)分含量均顯著大于對(duì)照處理，相關(guān)研究表明，較高的養(yǎng)分積累有利于加強(qiáng)苗木抵抗逆境的能力[16]，從而能在造林階段取得更好的效果，這與Oliet et al.[17]認(rèn)為苗木造林成功的關(guān)鍵在于根中磷元素積累的研究結(jié)果相近。4種容器處理的生長(zhǎng)和養(yǎng)分狀況表明，底部滲灌系統(tǒng)下培育油松移植容器苗，無(wú)紡布容器和黑塑料容器兩種容器類型在規(guī)格為10 cm(直徑)×15 cm(高)、10 cm(直徑)×20 cm(高)時(shí)均能培育出較高質(zhì)量的苗木，而更小容器規(guī)格7 cm×9 cm(對(duì)照)明顯抑制了苗木的生長(zhǎng)，不適宜培育1年生油松移植容器苗。

對(duì)苗木質(zhì)量評(píng)價(jià)最重要的是看其造林效果，以不同容器類型苗木造林后，經(jīng)過(guò)一個(gè)生長(zhǎng)期，10 cm×20 cm的無(wú)紡布容器處理的幼樹(shù)地徑最大，顯著大于10 cm×15 cm的無(wú)紡布容器處理和10 cm×20 cm的黑塑料容器處理，并在樹(shù)高生長(zhǎng)量、地徑生長(zhǎng)量，幼樹(shù)高指標(biāo)上與表現(xiàn)最佳的10 cm×15 cm的黑塑料容器處理之間差異不顯著，這與Thompson et al.[18]的研究結(jié)果類似。4種容器處理之間養(yǎng)分含量差異不顯著，且所有處理苗木的成活率均達(dá)到89%以上，表明無(wú)紡布容器并未對(duì)苗木存活率及其生長(zhǎng)產(chǎn)生負(fù)面影響，考慮到無(wú)紡布容器有較好的空氣修根作用，比黑塑料易降解[19-20]，造林不脫袋可節(jié)省了大量人力，其優(yōu)越性高于黑塑料容器，所以，育苗容器類型選擇無(wú)紡布更適宜。雖然無(wú)紡布容器規(guī)格為10 cm×15 cm和10 cm×20 cm培育苗木的氮、磷、鉀養(yǎng)分的積累均差異不顯著。但規(guī)格為10 cm×20 cm的無(wú)紡布容器處理在造林后地徑指標(biāo)顯著大于10 cm×15 cm無(wú)紡布處理，且其造林后樹(shù)高、地徑以及生物量分別為33.80 cm、13.66 mm、49.46 g·株-1，均大于10 cm×15 cm無(wú)紡布處理，同時(shí)其在育苗階段的苗高、地徑和單株生物量分別為23.58 cm、6.28 mm、10.91 g·株-1，苗高、地徑較林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LY1000-91容器育苗技術(shù)1-1型油松移植容器苗分別高出96%、109%。

綜上所述，基于底部滲灌系統(tǒng)下應(yīng)用無(wú)紡布容器是完全可行的，當(dāng)無(wú)紡布容器規(guī)格為10 cm×20 cm時(shí)，其在育苗階段的苗木的形態(tài)指標(biāo)和養(yǎng)分含量與其他3個(gè)處理均無(wú)顯著差異，且苗木養(yǎng)分含量顯著大于對(duì)照處理，苗木質(zhì)量較好；同時(shí)其造林1 a后幼樹(shù)地徑最大，顯著大于10 cm×15 cm的無(wú)紡布容器處理，所以10 cm×20 cm的無(wú)紡布容器更適宜作為油松1-1移植容器苗的育苗容器。

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