龐圣江,馬 躍,張 培,勞慶祥*,楊保國(guó),劉士玲

(1.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心,廣西 憑祥 532600；2.廣西友誼關(guān)森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站,廣西 憑祥 532600)

望天樹(shù)(Parashoreachinensis)為龍腦香科柳安屬常綠大喬木，是熱帶雨林的標(biāo)志性樹(shù)種，天然分布于我國(guó)廣西西南部以及云南南部等局部地區(qū)，為我國(guó)一級(jí)保護(hù)珍稀瀕危樹(shù)種[1]。望天樹(shù)高可達(dá)60 m，胸徑150 cm以上，因其具有速生、干形圓滿通直、材質(zhì)堅(jiān)硬、耐腐性強(qiáng)和紋理美觀等優(yōu)良特性，是制造各種高級(jí)家具的優(yōu)質(zhì)用材[2]。然而，望天樹(shù)作為極有發(fā)展前途的鄉(xiāng)土珍貴闊葉樹(shù)種，在我國(guó)熱帶地區(qū)的造林面積甚小[3]。一方面，因其種子為典型頑拗性種，容易發(fā)芽，難貯藏，采種育苗的時(shí)間節(jié)點(diǎn)要求比較嚴(yán)格；另一方面，苗木主根發(fā)達(dá)，側(cè)根生長(zhǎng)不旺盛，根須稀疏致使移栽的成活率較低。此外，望天樹(shù)對(duì)立地條件要求甚高，造成其用材林的規(guī)?；l(fā)展存在較大難度。

容器苗因其具有較為完整的根系土團(tuán)，起苗與運(yùn)輸過(guò)程中不傷根系，能夠適應(yīng)不同的造林季節(jié)和延長(zhǎng)造林時(shí)間、有效地提高了人工造林的成活率[4-5]。尤其是立地條件較差的情況下，與裸根苗相比較，容器苗恢復(fù)迅速、用于造林有著明顯的優(yōu)勢(shì)[6-7]。同時(shí)，容器育苗過(guò)程中，基質(zhì)配比和增施緩釋肥，對(duì)苗木生長(zhǎng)環(huán)境的穩(wěn)定以及獲取充足的養(yǎng)分資源起著決定作用，一直是苗木培育的研究重點(diǎn)[8-9]。

當(dāng)前，容器育苗主要以質(zhì)量輕、便于運(yùn)輸?shù)妮p型育苗基質(zhì)，且緩釋肥能顯著地提高苗木生長(zhǎng)質(zhì)量，有效降低育苗成本和環(huán)境污染，成為育苗的首選方案[10-11]。然而，以往輕基質(zhì)育苗大多數(shù)用于松樹(shù)(Pinusspp.)、杉木(Cunninghamialanceolata)和桉樹(shù)(Eucalyptusspp.)等速生用材樹(shù)種[12-15]；對(duì)花櫚木(Ormosiahosiei)、南方紅豆杉(Taxuswallichianavar.mairei)和木荷(Schimasuperba)等鄉(xiāng)土珍貴樹(shù)種的基質(zhì)育苗、容器的規(guī)格大小、基質(zhì)配比以及控根技術(shù)等相關(guān)方面的研究也陸續(xù)見(jiàn)報(bào)道[16-18]，關(guān)于基質(zhì)配比對(duì)閩楠(Phoebebournei)、赤皮青岡(Cyclobalanopsisgilva)、狹葉冬青(Ilexfargesii)和塔姆島金花茶(Camelliatamdaoensis)容器育苗，及其土壤養(yǎng)分庫(kù)的緩釋肥生長(zhǎng)效應(yīng)也進(jìn)行了研究探討[19-22]。

由于植物生物學(xué)特性的差異，輕基質(zhì)容器育苗過(guò)程中，基質(zhì)配比與施肥措施因樹(shù)種而異[22]。為提高望天樹(shù)育苗質(zhì)量，本研究采用1種容器規(guī)格、4種基質(zhì)配比和5種緩釋肥用量，開(kāi)展望天樹(shù)1年生基質(zhì)容器育苗試驗(yàn)，探討不同影響因素及其互作效應(yīng)對(duì)望天樹(shù)容器苗苗高、地徑和生物量以及根系發(fā)育等生長(zhǎng)測(cè)量指標(biāo)的影響，利用隸屬函數(shù)方法，對(duì)不同處理的輕基質(zhì)育苗效果進(jìn)行客觀地評(píng)價(jià)，篩選出適合望天樹(shù)容器苗培育的優(yōu)化方案，為望天樹(shù)優(yōu)質(zhì)容器苗培育提供理論與技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 研究材料

研究地位于廣西友誼關(guān)森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站熱林中心苗木繁育基地，坐標(biāo)為21°57′N，106°47′E，屬于南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)；年均溫21℃，極端最低溫-1.5℃，最高溫39℃，≥10℃年積溫6 000～7 500℃；年均降水量約1 400 mm，主要集中在4-10月；全年日照時(shí)數(shù)1 200～1 600 h，有霜期3～5 d；氣候適宜望天樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育。

供試驗(yàn)苗木為望天樹(shù)播種實(shí)生苗，由中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心提供，所選取幼苗高度基本一致(約10 cm左右)。育苗容器為無(wú)紡布育苗袋，口徑與高度規(guī)格為20 cm×15 cm；以紅壤土、松樹(shù)皮和碳化樹(shù)皮作為育苗基質(zhì)，采用美國(guó)Simplot公司生產(chǎn)的愛(ài)貝斯(apex)長(zhǎng)效緩釋肥，其全K、速效P含量均為80 g·kg-1，全N含量為180 g·kg-1，肥料養(yǎng)分釋放時(shí)間達(dá)8個(gè)月以上。在育苗基質(zhì)配比時(shí)，緩釋肥直接與其攪拌均勻使用。本次容器育苗試驗(yàn)過(guò)程中，需要做好各項(xiàng)管理措施及時(shí)除草和噴水，保證苗木的生長(zhǎng)發(fā)育，每隔1周調(diào)換幼苗盆位置，達(dá)到減少邊緣效應(yīng)的影響。

1.2 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)于2016年2月初開(kāi)始進(jìn)行，試驗(yàn)設(shè)計(jì)育苗基質(zhì)配比(P)、緩釋肥量(Q)2個(gè)因子。設(shè)置4個(gè)水平的基質(zhì)配比(P1:紅壤土∶松樹(shù)皮∶碳化樹(shù)皮=8∶1∶1; P2:紅壤土∶松樹(shù)皮∶碳化樹(shù)皮=6∶2∶2; P3:紅壤土∶松樹(shù)皮∶碳化樹(shù)皮=4∶3∶3; P4:紅壤土∶松樹(shù)皮∶碳化樹(shù)皮=2∶4∶4)，緩釋肥設(shè)置5個(gè)水平分別為Q1(1 kg·m-3)、Q2(1.5 kg·m-3)、Q3(2 kg·m-3)、Q4(2.5 kg·m-3)和Q5(3 kg·m-3)。采用析因設(shè)計(jì)方法，共設(shè)計(jì)20個(gè)試驗(yàn)處理(T)，詳見(jiàn)表1。每個(gè)試驗(yàn)處理10株，重復(fù)3次。

1.3 數(shù)據(jù)調(diào)查與統(tǒng)計(jì)分析

2016年11月下旬，每個(gè)重復(fù)試驗(yàn)抽取8株望天樹(shù)容器苗，測(cè)量其苗高、地徑、生物量、根長(zhǎng)和根體積等生長(zhǎng)指標(biāo)，各試驗(yàn)調(diào)查株數(shù)總共為24株；同時(shí)，測(cè)定葉片、莖、根和全株生物量，使用Excel2007求取均值，SPSS16.0軟件對(duì)望天樹(shù)容器苗生長(zhǎng)性狀進(jìn)行方差分析和多重比較，以檢驗(yàn)基質(zhì)配比(P)、緩釋肥用量(Q)主效應(yīng)及其互作效應(yīng)的顯著性。在方差分析時(shí)高徑比數(shù)據(jù)經(jīng)反正弦轉(zhuǎn)換。

根據(jù)模糊數(shù)學(xué)中隸屬函數(shù)的求值方法[20]，對(duì)望天樹(shù)容器育苗方案進(jìn)行優(yōu)選。各項(xiàng)測(cè)定指標(biāo)的隸屬值計(jì)算公式：隸屬值=(N-Nmin)/(Nmax-Nmin)，式中，N表示某處理指標(biāo)值，Nmin最小指標(biāo)值，Nmax最大指標(biāo)值。如果某個(gè)測(cè)定指標(biāo)與幼苗生長(zhǎng)等呈反向關(guān)系，可利用反隸屬函數(shù)公式進(jìn)行計(jì)算：隸屬值=1-(N-Nmin)/(Nmax-Nmin)[24]。

表1 望天樹(shù)育苗基質(zhì)配比與緩釋肥量2因子試驗(yàn)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 基質(zhì)配比和緩釋肥用量對(duì)望天樹(shù)容器苗生長(zhǎng)的影響

2.1.1 基質(zhì)配比 從表1可以看出，不同基質(zhì)配比培育望天樹(shù)容器苗的生長(zhǎng)效應(yīng)差異顯著。隨著基質(zhì)配比中紅壤土的比例由80%降低到20%時(shí)，其苗高生長(zhǎng)呈逐漸降低的趨勢(shì)；容器苗地徑、生物量積累及根體積表現(xiàn)為先增大后減小，紅壤土的比例為60%時(shí)，幼苗地徑的平均生長(zhǎng)量、全株生物量和根體積均為最大，分別為5.62 mm、4.26 g和2.67 cm3。由此可見(jiàn)，紅壤土的比例為60%時(shí)，容器苗高生長(zhǎng)不受影響的情況下，地徑生長(zhǎng)和全株生物量積累得到顯著提高。上述分析結(jié)果表明，不同基質(zhì)配比過(guò)程中紅壤土、松樹(shù)皮與碳化樹(shù)皮為6∶2∶2時(shí)，可較好地促進(jìn)望天樹(shù)容器苗的生長(zhǎng)。

2.1.2 緩釋肥量 由表2可知，緩釋肥用量對(duì)望天樹(shù)容器苗高、地徑生長(zhǎng)和生物量積累等生長(zhǎng)指標(biāo)的影響差異顯著。隨著緩釋肥用量的增加，望天樹(shù)容器苗高、地徑生長(zhǎng)和全株生物量積累表現(xiàn)為波動(dòng)升高而后減緩的趨勢(shì)，其中，緩釋肥施用量為2.5 kg·m-3時(shí)，容器苗高、地徑和全株生物量等生長(zhǎng)指標(biāo)值均為最大，分別為56.6 cm、6.36 mm和4.84 g。如若繼續(xù)增加緩釋肥用量，其苗高、地徑生長(zhǎng)和生物量積累則顯著地降低。綜上所述，培育望天樹(shù)容器苗較為適宜的緩釋肥用量為2.5 kg·m-3。

2.1.3 基質(zhì)配比×緩釋肥用量組合 不同基質(zhì)配給×緩釋肥用量組合培育的望天樹(shù)容器苗生長(zhǎng)性狀，如表2所示。方差分析結(jié)果顯示，20個(gè)試驗(yàn)處理的望天樹(shù)容器苗高、地徑、高徑比以及生物量積累等生長(zhǎng)測(cè)量指標(biāo)的差異達(dá)到了顯著水平(P<0.05)，說(shuō)明不同基質(zhì)配比×緩釋肥用量組合培育的望天樹(shù)容器苗生長(zhǎng)性狀存在顯著差異。從各試驗(yàn)組合培育的望天樹(shù)容器苗生長(zhǎng)性狀可知，其苗高、地徑生長(zhǎng)以及生物量積累等生長(zhǎng)指標(biāo)值均為最大，平均值分別為81.5 cm、6.05 mm和8.39 g，因此，P2Q4(紅壤土∶松樹(shù)皮∶碳化樹(shù)皮=6∶2∶2，緩釋肥用量為2.5 kg·m-3)組合可用于培育優(yōu)質(zhì)容器苗。

2.2 不同因素及其交互作用對(duì)望天樹(shù)容器苗質(zhì)量的影響

從表3可以看出，望天樹(shù)容器苗各生長(zhǎng)指標(biāo)的雙因素效應(yīng)達(dá)到顯著水平(P<0.05)，其苗高、地徑和全株生物量的雙因素交互效應(yīng)也均達(dá)到顯著水平(P<0.05)。根系測(cè)量指標(biāo)中總根長(zhǎng)受基質(zhì)配比的影響比緩釋肥用量大，但雙因素的交互效應(yīng)不顯著(P>0.05)。根體積的基質(zhì)配比、緩釋肥用量以及其雙因素交互效應(yīng)均達(dá)到顯著水平(P<0.05)，與上述相關(guān)方差分析結(jié)果相一致。由此表明，望天樹(shù)容器育苗過(guò)程中，不同基質(zhì)配比和緩釋肥用量的試驗(yàn)處理，不能利用方差分析結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)單地判定。

2.3 望天樹(shù)1年生容器育苗方案優(yōu)選

根據(jù)隸屬函數(shù)的計(jì)算方法，綜合各因素對(duì)1年生望天樹(shù)容器苗生長(zhǎng)性狀和互作效應(yīng)，選取差異達(dá)到顯著水平的苗高、地徑，葉、莖根和全株生物量以及根體積隸屬度平均值作為優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)，為望天樹(shù)容器育苗選出20種優(yōu)化方案，詳見(jiàn)表5。在綜合考慮基質(zhì)原料和緩釋肥成本，培育1年生望天樹(shù)優(yōu)質(zhì)容器苗，最優(yōu)方案為排名第1的育苗方案(紅壤土∶松樹(shù)皮∶碳化樹(shù)皮=6∶2∶2,緩釋肥量為2.5 kg·m-3)。

3 結(jié)論與討論

本研究發(fā)現(xiàn)，1年生望天樹(shù)容器苗生長(zhǎng)測(cè)量指標(biāo)和根系發(fā)育特征，對(duì)不同基質(zhì)配比的反應(yīng)情況有所差異。隨著基質(zhì)中紅壤土所占比例的降低，容器苗高生長(zhǎng)呈逐漸降低的趨勢(shì)。容器苗地徑、生物量積累及根體積等生長(zhǎng)指標(biāo)均呈明顯先增高再降低趨勢(shì)。當(dāng)紅壤土所占比例為60%時(shí)，地徑、全株生物量及根系發(fā)育等生長(zhǎng)指標(biāo)值為最大，即基質(zhì)配比為紅壤土∶松樹(shù)皮∶碳化樹(shù)皮=6∶2∶2時(shí)，最適宜望天樹(shù)容器苗生長(zhǎng)。這與杉木適宜的基質(zhì)配比為7泥炭∶1.5稻殼∶1.5木屑[15]，浙江楠(Phoebechekiangensis)為3黃心土∶6泥炭∶1草木灰[25]，而基質(zhì)配比為2黃心土∶2泥炭∶1蛭石時(shí)，能夠顯著促進(jìn)南方紅豆杉容器苗的生長(zhǎng)[26]試驗(yàn)結(jié)果各異。由于考慮就地取材的便利性以及不同樹(shù)種生物學(xué)特性的不同，對(duì)基質(zhì)配比的要求亦有所差異。本研究中，望天樹(shù)容器苗對(duì)土壤水肥條件的要求比較高，且需要透氣性能較好的基質(zhì)。育苗基質(zhì)中紅壤土的比例(80%)較高時(shí)，其飽和持水量高、透氣性差，不利于望天樹(shù)容器苗根系生長(zhǎng)發(fā)育，若紅壤土中配比適量的松樹(shù)皮和碳化樹(shù)皮(紅壤土∶松樹(shù)皮∶碳化樹(shù)皮=6∶2∶2)，有利于改善基質(zhì)的透氣性，不影響苗木地上器官生長(zhǎng)情況下，根系與基質(zhì)形成比較緊密的根土團(tuán)，從而促進(jìn)望天樹(shù)容器苗的生長(zhǎng)發(fā)育。

表2 不同基質(zhì)配比對(duì)望天樹(shù)生長(zhǎng)和根系發(fā)育的影響

表3 望天樹(shù)容器苗生長(zhǎng)指標(biāo)與質(zhì)量性狀的雙因素方差分析

注:表中數(shù)值為方差分析F值,**表示效應(yīng)極顯著,*表示效應(yīng)顯著。

施用緩釋肥是容器育苗重要的技術(shù)措施，其既可根據(jù)幼苗生長(zhǎng)的需要緩慢地釋放養(yǎng)分，又減少傳統(tǒng)育苗的多次施肥，從而有效地降低育苗成本[7,27]。本研究中，隨著緩釋肥用量的增加，望天樹(shù)容器苗高、地徑和生物量積累表現(xiàn)為波動(dòng)升高而后減緩的趨勢(shì)。緩釋肥用量為2.5 kg·m-3時(shí)，苗高、地徑和全株生物量積累等生長(zhǎng)指標(biāo)值均為最大。這與赤皮青岡[20]、塔姆島金花茶[22]和歐洲云杉(Piceaabies)[28]容器育苗基質(zhì)中緩釋肥用量的研究結(jié)果相似，他們同時(shí)指出，緩釋肥施用過(guò)量時(shí)，容器苗生長(zhǎng)量與生物量的積累反而有所降低，這可能與苗木地下部分的根系生長(zhǎng)受到抑制。

表4 基于指標(biāo)隸屬度值的望天樹(shù)容器育苗方案優(yōu)選

本研究中，望天樹(shù)容器苗生長(zhǎng)對(duì)基質(zhì)配比和緩釋肥用量均較為敏感，但根系生長(zhǎng)發(fā)育的緩釋肥效應(yīng)影響相對(duì)較小?；|(zhì)中施用一定量緩釋肥可促進(jìn)望天樹(shù)容器苗的生長(zhǎng)，對(duì)容器苗根系特別是根長(zhǎng)的生長(zhǎng)發(fā)育效果的影響較小。原因可能與望天樹(shù)苗期的根系特征有著密切關(guān)系，其主根發(fā)達(dá)，直接影響到根系生物量與根體積，而根長(zhǎng)直接受側(cè)根數(shù)量的影響，側(cè)根生長(zhǎng)不旺盛，根須稀疏致使施用不同緩釋肥量的苗木根長(zhǎng)差異不明顯，但生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，望天樹(shù)容器苗根須數(shù)量遠(yuǎn)優(yōu)于裸根苗。

望天樹(shù)容器育苗過(guò)程中，不同基質(zhì)配比、緩釋肥用量對(duì)苗木生長(zhǎng)、生物量積累和根系發(fā)育影響甚大；雙因素方差分析結(jié)果亦表明，容器苗高、地徑和全株生物量以及根體積存在著顯著交互效應(yīng)。由此可見(jiàn)，不同基質(zhì)配比與緩釋肥用量處理時(shí)，彼此存在著相互關(guān)聯(lián)，故望天樹(shù)容器育苗的優(yōu)選方案，不能簡(jiǎn)單地以單個(gè)因素處理水平的分析結(jié)果進(jìn)行組配。本研究綜合考慮各因素對(duì)1 年生望天樹(shù)容器苗生長(zhǎng)的主效應(yīng)和互作效應(yīng)，利用隸屬函數(shù)計(jì)算方法，篩選出適合培育望天樹(shù)容器苗最佳的優(yōu)化方案，即基質(zhì)配比中紅壤土∶松樹(shù)皮∶碳化樹(shù)皮所占比例為6∶2∶2，緩釋肥用量2.5 kg·m-3。該育苗試驗(yàn)方案的確定，為望天樹(shù)優(yōu)質(zhì)容器苗培育提供理論與技術(shù)參考。