李佳旺,劉志國(guó),劉 平
(1 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,保定071001)(2 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)中國(guó)棗研究中心)(3 河北省棗產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院)
容器育苗是國(guó)際上林業(yè)先進(jìn)國(guó)家培育苗木的主要方式,其育苗量可占所有苗木用量的90%以上[1-2],在起苗、運(yùn)輸和造林過(guò)程中,容器苗根系保存完整,有利于苗木的快速生長(zhǎng)[3]。容器育苗技術(shù)是指將配好的基質(zhì)裝填在不同材料、不同大小的容器中,培育種子或幼苗,是一種可以促進(jìn)苗木高成活率的育苗方法?,F(xiàn)如今,大多將培育的容器苗放在日光溫室等保護(hù)設(shè)施中[4]。在早期20 世紀(jì)50 年代,我國(guó)也開(kāi)始了對(duì)容器育苗的研究,但發(fā)展緩慢且以重基質(zhì)為主,隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步,近些年容器育苗有了迅速提升,并以輕基質(zhì)為主。優(yōu)質(zhì)苗木是實(shí)現(xiàn)棗園早果速豐的關(guān)鍵,現(xiàn)在棗樹(shù)育苗的主要方式仍是傳統(tǒng)的露地嫁接育苗和根蘗苗,普遍存在苗木質(zhì)量差、緩苗期長(zhǎng)、移栽困難、成活率低等缺點(diǎn),進(jìn)而導(dǎo)致建園標(biāo)準(zhǔn)低、園貌不整齊、生產(chǎn)見(jiàn)效慢等問(wèn)題。因此培育根系發(fā)達(dá)、免緩苗期的優(yōu)質(zhì)大苗對(duì)于優(yōu)良品種的推廣及棗產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重要意義。輕基質(zhì)容器育苗是目前快速育苗到成園的一項(xiàng)重要技術(shù),與傳統(tǒng)露地嫁接育苗和根蘗苗相比,具有易搬運(yùn)、無(wú)緩苗期、根系發(fā)達(dá)、移栽成活率高、苗木質(zhì)量易控制的優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用[5-7]。
棗(Ziziphus jujubaMill.)為鼠李科(Rhamnaceae)棗屬(Ziziphus)植物,原產(chǎn)于我國(guó),栽培歷史有7 000 多年,全國(guó)各地除高寒地區(qū)外,均有分布。酸棗(Ziziphus acidojujubaCheng et Liu)常作為棗的砧木。棗樹(shù)具有很多自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),如抗逆性強(qiáng)、耐瘠薄、早果速豐、果實(shí)營(yíng)養(yǎng)豐富等特點(diǎn),在脫貧攻堅(jiān)、生態(tài)建設(shè)和鄉(xiāng)村振興中具有重要作用[8-9]。近年來(lái),利用輕基質(zhì)進(jìn)行容器大苗培育成為優(yōu)良苗木繁育的主要方法,但是在棗樹(shù)輕基質(zhì)容器大苗培育方面至今未見(jiàn)報(bào)道?;诖?,本研究旨在利用輕基質(zhì)容器育苗技術(shù),結(jié)合基于物聯(lián)網(wǎng)的溫濕度自動(dòng)化控制和水肥一體化調(diào)控,通過(guò)研究不同的容器規(guī)格、施肥量和輕基質(zhì)配比對(duì)酸棗容器苗生長(zhǎng)的影響,旨在探索培育優(yōu)質(zhì)棗樹(shù)容器育苗的綜合控制方案,培育根系發(fā)達(dá)、長(zhǎng)勢(shì)一致、生長(zhǎng)健壯的苗木,以期為棗樹(shù)苗木標(biāo)準(zhǔn)化、高質(zhì)量生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù),從而提高棗良種普及率及繁育速度,最終實(shí)現(xiàn)無(wú)緩苗期建園和早果速豐。
試驗(yàn)在位于河北省保定市阜平縣河北農(nóng)業(yè)大學(xué)阜平現(xiàn)代棗業(yè)綜合試驗(yàn)站(太行山農(nóng)業(yè)創(chuàng)新驛站,河北省阜平縣店坊村)中的玻璃日光溫室進(jìn)行。阜平縣地處太行山東麓,全境為山地,地勢(shì)西北高、東南低。北緯 38°39′31″~39°07′54″,東 經(jīng)113°45′33″~114°31′59″。為暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候,四季分明,季風(fēng)氣候顯著,地方小氣候特征明顯。
優(yōu)質(zhì)酸棗種子購(gòu)買(mǎi)于河北省石家莊市贊皇縣,種仁飽滿(mǎn)、整齊度高。輕基質(zhì)原料為泥炭土(沃松牌,大漢園景科技有限公司生產(chǎn),規(guī)格250 L,重量42.5 kg)、蛭石(7.5 kg/袋)、珍珠巖(綠色圃園藝珍珠巖,約3.5 kg/袋)、椰糠(5 kg/塊,用15 kg 水浸泡)等。肥料為沃田復(fù)合肥料(北京沃田肥料有限責(zé)任公司生產(chǎn)),50 kg/袋,硫酸鉀型純硫基,總養(yǎng)分≥45%,N-P2O5-K2O:15-15-15。容器采用無(wú)紡布的美植袋,規(guī)格:直徑15 cm(深度18 cm)、20 cm(深度20 cm)、25 cm(深度25 cm)、30 cm(深度25 cm)。
通過(guò)四因素(美植袋直徑、輕基質(zhì)配比、施肥量、灌水量)四水平正交試驗(yàn)方法,共設(shè)置16 個(gè)處理(表1)。但在實(shí)際栽植育苗過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)酸棗幼苗在此生長(zhǎng)階段需給足水分才能維持正常生長(zhǎng),所以在灌水量上均供應(yīng)足水,其他管理?xiàng)l件和管理水平一致。每個(gè)處理重復(fù)50 盆,共800 盆。于2020 年5 月下旬進(jìn)行酸棗仁播種:在裝有輕基質(zhì)的無(wú)紡布袋中播種發(fā)育良好的酸棗種子2~3 粒,1 個(gè)月后保留健壯的幼苗1 株。利用滴灌系統(tǒng)進(jìn)行水肥一體化管理,鑒于砧木培養(yǎng)中,砧木粗度更受關(guān)注,因此適時(shí)摘心,以促進(jìn)砧木加粗生長(zhǎng),并于播種當(dāng)年秋冬季對(duì)酸棗容器苗進(jìn)行生長(zhǎng)量的調(diào)查和測(cè)定。比較不同處理?xiàng)l件對(duì)酸棗實(shí)生容器苗生長(zhǎng)量的影響。
表1 正交試驗(yàn)處理
苗高、地徑、二次枝數(shù)、最長(zhǎng)二次枝長(zhǎng)度采用鋼卷尺和游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。
根鮮重、干重,地上部鮮重、干重的測(cè)定:將酸棗容器苗從無(wú)紡布美植袋中挖出,把根部的土壤雜質(zhì)清理干凈后,用剪枝剪將酸棗苗的地上地下部分開(kāi),之后分別稱(chēng)重,讀數(shù)精確到0.01 g;根冠比=根鮮重(干重)∶地上部鮮重(干重)。
主根長(zhǎng)、I 級(jí)側(cè)根(長(zhǎng)度>5 cm)數(shù)、根系總長(zhǎng)度、根系表面積、根系體積的測(cè)定:主根長(zhǎng)通過(guò)鋼卷尺測(cè)量,讀數(shù)精確到0.1 cm;根系形態(tài)的測(cè)定使用(Microtek)ScanMaker i800Plus 掃描儀掃描根系圖像,使用萬(wàn)深LA-S 系列植物圖像分析系統(tǒng)獲取根系的長(zhǎng)度、表面積、體積等根系形態(tài)指標(biāo)[10]。
采用Microsoft Excel 2010 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,使用SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和方差分析。數(shù)據(jù)用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()來(lái)表示,組間比較并進(jìn)行Duncan’s 檢驗(yàn)。
如表2、圖1 所示,處理9(美植袋直徑30 cm,施肥量25 g/袋,泥炭土∶蛭石=2∶1)容器苗生長(zhǎng)量最大,顯著高于其他處理,其苗高、地徑、二次枝數(shù)、最長(zhǎng)二次枝長(zhǎng)度、地上部鮮重、地上部干重分別為38.58 cm、4.12 mm、10.6 個(gè)、15.61 cm、3.89 g、2.40 g。
表2 不同處理對(duì)酸棗容器苗地上部生長(zhǎng)量的影響
圖1 不同處理酸棗容器苗的形態(tài)比較
為進(jìn)一步明確不同因素對(duì)酸棗苗木地上部生長(zhǎng)的影響程度,進(jìn)行了方差分析,如表3 所示。容器規(guī)格(美植袋直徑)對(duì)苗高、二次枝數(shù)的影響達(dá)到顯著水平,對(duì)地徑、最長(zhǎng)二次枝長(zhǎng)度、地上部鮮重和地上部干重有影響,但并不顯著;輕基質(zhì)配比和施肥量對(duì)苗高、地徑、二次枝數(shù)、最長(zhǎng)二次枝長(zhǎng)度、地上部鮮重和地上部干重的影響均未達(dá)到顯著水平。
表3 不同因素對(duì)酸棗容器苗地上部生長(zhǎng)量影響的方差分析
不同處理?xiàng)l件下酸棗苗木根系生長(zhǎng)不同,每個(gè)處理選出具有代表性的8 株,16 個(gè)處理共128 株,通過(guò)根系掃描儀對(duì)其進(jìn)行根系掃描,結(jié)果如表4 所示。與其他處理相比,處理9(美植袋直徑30 cm,施肥量25 g/袋,泥炭土∶蛭石=2∶1)根系長(zhǎng)勢(shì)最好,主根長(zhǎng)為38.80 cm,側(cè)根數(shù)為7.5 個(gè),根系總長(zhǎng)度為545.79 cm,根系表面積為278.48 cm2,根系體積為25.59 cm3,根鮮重為10.16 g,根干重為5.42 g,基本顯著高于其他處理。處理6(美植袋直徑15 cm,施肥量75 g/袋,泥炭土∶蛭石=2∶1)根系長(zhǎng)勢(shì)最差,主根長(zhǎng)和側(cè)根數(shù)分別為12.43 cm、1.2 個(gè),根系總長(zhǎng)度為49.53 cm,根系表面積為20.14 cm2,根系體積為1.18 cm3,根鮮重為0.49 g,根干重為0.27 g。
表4 不同處理對(duì)酸棗容器苗根系生長(zhǎng)量的影響
經(jīng)方差分析(表5),容器規(guī)格(美植袋直徑)對(duì)酸棗容器苗的主根長(zhǎng)、側(cè)根數(shù)、根系總長(zhǎng)度、根鮮重、根干重、根系表面積的影響達(dá)到顯著水平,輕基質(zhì)配比對(duì)根冠比的影響達(dá)顯著水平,而施肥量對(duì)根系評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響均未達(dá)顯著水平。
表5 不同因素對(duì)酸棗容器苗根系生長(zhǎng)量影響的方差分析
根據(jù)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)分析原理,就同一因素而言,不同水平條件下某性狀極差(R 值)越大,說(shuō)明此因素對(duì)某性狀的影響就越大。
從表6 可以看出,影響苗高、地徑、二次枝數(shù)、根鮮重、地上部鮮重、側(cè)根(長(zhǎng)度>5 cm)數(shù)、根干重、地上部干重和根系表面積的因素主次順序均為:美植袋直徑>施肥量>輕基質(zhì)配比;最優(yōu)組合均為:美植袋直徑30 cm,施肥量25 g/袋,泥炭土∶蛭石=2∶1。
表6 L16(44)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果
續(xù)表6
棗樹(shù)栽培歷史悠久,資源豐富,分布廣泛,是原產(chǎn)于我國(guó)的特色果樹(shù)[11]。優(yōu)良的育苗容器材質(zhì)和合適的容器大小能給苗木提供生長(zhǎng)所需的空間環(huán)境,加上適宜的基質(zhì)和后期管理等有利于植株生長(zhǎng)更旺盛[12-13]。不同的容器大小、施肥量和輕基質(zhì)配比對(duì)植株生長(zhǎng)的影響也有所不同,尋找適宜的試驗(yàn)組合方案也是需要實(shí)踐探索的問(wèn)題[14-15]。我國(guó)從20世紀(jì)50 年代就開(kāi)始了容器苗的研究與生產(chǎn),解決了馬尾松和杉木[16]、油松[17]、白樺[18]、木荷[19]等造林樹(shù)種容器苗培育技術(shù),近些年逐漸廣泛應(yīng)用于亮葉木蓮[20]、油茶[21]、紅豆樹(shù)[22]和薄殼山核桃[23]等容器育苗的研究當(dāng)中,顯著提高了造林成效。
本研究結(jié)果表明,不同處理對(duì)酸棗容器苗的生長(zhǎng)量有明顯差異。容器規(guī)格即美植袋直徑的大小對(duì)苗高、二次枝數(shù)、主根長(zhǎng)、側(cè)根數(shù)、根系總長(zhǎng)度、根系表面積的影響達(dá)到顯著水平;輕基質(zhì)配比對(duì)根冠比(鮮重)、根冠比(干重)的影響達(dá)到顯著水平;而美植袋直徑、施肥量和輕基質(zhì)配比對(duì)地徑、最長(zhǎng)二次枝長(zhǎng)度和根系體積的影響并不顯著。美植袋直徑30 cm、施肥量25 g/袋、泥炭土∶蛭石=2∶1 條件下的容器大苗生長(zhǎng)綜合性狀最優(yōu)良。