不同泥炭替代基質(zhì)對薄殼山核桃幼苗生長及葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊?/h1>
2022-11-29 11:45:48季艷紅潘平平竇全琴謝寅峰
季艷紅，潘平平，竇全琴，謝寅峰*
(1.南京林業(yè)大學(xué)，南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，南京林業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京210037；2.江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院，江蘇 南京 210014)
薄殼山核桃(Caryaillinoinensis)為胡桃科(Juglandaceae)山核桃屬(Carya)植物，原產(chǎn)美國和墨西哥北部，是世界著名的干果、木本油料和優(yōu)質(zhì)用材樹種[1-3]。我國引種薄殼山核桃已有100多年的歷史，在華東等地引種栽培生長良好并已經(jīng)開花結(jié)實(shí)[4]。江蘇是國內(nèi)最早引種薄殼山核桃的省區(qū)之一，由于薄殼山核桃適應(yīng)性強(qiáng)、耐水性好，在長江湖泊灘地表現(xiàn)出較好適應(yīng)性和生長潛力，是江蘇省最適宜栽培的多用途樹種。但薄殼山核桃為強(qiáng)深根性樹種，主根發(fā)達(dá)，其長度可達(dá)苗高的2～3倍，側(cè)根很少，在采用傳統(tǒng)的大田育苗方式時，其主根的生長勢旺盛，從而抑制了側(cè)根的發(fā)育和生長，形成類似“胡蘿卜”的根系，致使造林成活率較低，移植緩苗期長，從而制約了薄殼山核桃規(guī)模化種植與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。容器育苗具有節(jié)約種子、造林成活率高、無緩苗期，以及苗木規(guī)格和質(zhì)量易于控制等優(yōu)點(diǎn)[5-6]，是薄殼山核桃良種苗木培育的較佳選擇。在容器育苗的基質(zhì)選擇中，相關(guān)研究表明泥炭、蛭石混合物是容器育苗的理想基質(zhì)。但是隨著泥炭資源的日益枯竭，國外也在利用當(dāng)?shù)剞r(nóng)林廢棄物作為育苗基質(zhì)材料，如荷蘭開發(fā)了巖棉替代泥炭，波蘭用泥炭與枯枝落葉混合配制成基質(zhì)；德國用工業(yè)啤酒花肥料經(jīng)過一系列處理作為容器苗培養(yǎng)的基質(zhì)等[7-10]。
國內(nèi)在農(nóng)林廢棄物作為基質(zhì)方面的研究也已取得初步進(jìn)展[11-16]。在育苗基質(zhì)研究方面，多位學(xué)者研究表明，在基質(zhì)中添加一定比例的菌渣、醋糟等農(nóng)林廢棄物，基質(zhì)的理化性質(zhì)及其培育的幼苗生長量均高于傳統(tǒng)土壤基質(zhì)[17-20]。賀殊敏等[21]研究表明，在基質(zhì)中添加腐熟的木耳菌渣，有利于番茄(Solanumlycopersicum)幼苗的生長；胡小京等[22]研究發(fā)現(xiàn)，菌渣、松樹皮、水苔體積比為1∶2∶1的基質(zhì)配方有利于石斛(Dendrobiumnobile)苗的生長，有效增加幼苗的葉綠素、可溶性糖等含量。薄殼山核桃容器育苗在基質(zhì)選擇方面的研究目前集中于不同基質(zhì)配比方面，常君等[23]的研究表明，以泥炭、珍珠巖、蛭石體積比4∶4∶2為基質(zhì)可以獲得根系發(fā)達(dá)、生長健壯的薄殼山核桃容器苗。以上研究表明，在基質(zhì)中添加菌渣、醋糟等農(nóng)林廢棄物不僅對苗木的生長具有明顯的促進(jìn)作用，并使農(nóng)林廢棄物得到再利用，減少浪費(fèi)，節(jié)省資源。但農(nóng)林廢棄物作為基質(zhì)用于薄殼山核桃容器育苗的報道尚少。本研究通過在基質(zhì)中添加菌渣、醋糟等廢棄物以減少泥炭用量，分析各基質(zhì)配方特性及其對薄殼山核桃幼苗生長和葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊?，以篩選出育苗效果好、易獲取、成本低、可循環(huán)利用的經(jīng)濟(jì)環(huán)保型基質(zhì)，為培育薄殼山核桃優(yōu)質(zhì)容器苗提供科學(xué)依據(jù)，也為農(nóng)林廢棄物資源化再利用探索新途徑。
1 材料與方法
1.1 供試材料
試驗(yàn)材料為薄殼山核桃品種‘紹興’的子代1年生苗。種子于2018年1月中旬進(jìn)行沙藏催芽，3月10日播種于沙床中，4月20日開始萌發(fā)，于5月11日移栽至不同基質(zhì)配比的美植袋中，容器規(guī)格為20 cm × 32 cm(口徑×高度)。
育苗基質(zhì)原料為當(dāng)?shù)匾椎玫摹碓捶€(wěn)定的園土、泥炭、菌渣、醋糟4種材料。供試園土為揚(yáng)州市江都區(qū)長江沖積土；泥炭為進(jìn)口拉脫維亞(QTS，纖維長10～30 mm)；菌渣為泰州市森鑫食用菌專業(yè)合作社生產(chǎn)經(jīng)發(fā)酵1 a的杏鮑菇廢料；醋糟為江蘇恒順醋業(yè)股份有限公司發(fā)酵制成(表1)。
表1 基質(zhì)原料的化學(xué)性質(zhì)
1.2 試驗(yàn)設(shè)計
試驗(yàn)在江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院苗圃進(jìn)行。采用單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，設(shè)置園土、泥炭、醋糟體積比為4∶3∶3、4∶2∶4、4∶1∶5(分別以A1、A2和A3標(biāo)記，統(tǒng)稱A基質(zhì))的3個配方和園土、泥炭、菌渣體積比為4∶3∶3、4∶2∶4、4∶1∶5(分別以B1、B2和B3標(biāo)記，統(tǒng)稱B基質(zhì))的3個配方，以園土為對照(CK)，共7個處理，每處理小區(qū)30株，重復(fù)3次。
1.3 測定指標(biāo)方法
1.3.1 薄殼山核桃容器苗基質(zhì)理化性質(zhì)的測定
基質(zhì)的物理性質(zhì)測定參考《土壤理化分析》[24]，化學(xué)性質(zhì)參考《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[25]。土壤理化分析包括移栽定植前各處理的基質(zhì)含水量、容重、持水量和通氣孔隙度的測定，以及基質(zhì)中有機(jī)質(zhì)、pH、全氮、速效鉀和有效磷含量的測定。有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法，pH采用電位測定法，全氮含量采用凱氏定氮法，速效鉀含量采用火焰光度計法，有效磷含量采用鉬銻抗比色法。
1.3.2 薄殼山核桃容器苗生長指標(biāo)的測定
每小區(qū)選生長條件較為一致的20株苗掛牌標(biāo)記，進(jìn)行跟蹤測定。2018年6月15日—9月15日，每15 d測量1次苗高和地徑，共測定7次，以9月15日幼苗生長停滯時的幼苗苗高、地徑為當(dāng)年生長量。
1.3.3 薄殼山核桃容器苗葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測定
于2018年6月12日、7月12日、8月12日和9月12日，采用CF Imager葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)(英國Technologica公司生產(chǎn))測定各處理的原初光能轉(zhuǎn)化效率(Fv/Fm)、PSⅡ潛在活性(Fv/F0)、PSⅡ有效光化學(xué)效率(Fv′/Fm′)、實(shí)際光化學(xué)效率(ΦPSⅡ)、光化學(xué)猝滅系數(shù)(qP)和非光化學(xué)猝滅系數(shù)(NPQ)。選取有代表性的葉片，每個處理選9片，重復(fù)3次，用冰盒帶回試驗(yàn)室，葉片先暗適應(yīng)30 min，隨后選擇光輻射為800 mol/(m2·s)，讓葉片充分光適應(yīng)5 min后獲得光處理數(shù)據(jù)。
1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
數(shù)據(jù)采用Origin 8.5作圖、DPS 16.05進(jìn)行單因素方差分析、Duncan法多重比較。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同配比基質(zhì)理化性質(zhì)分析
基質(zhì)的物理性質(zhì)與植物的根系生長密不可分，決定根系的生長環(huán)境。容重和孔隙度是簡單衡量基質(zhì)物理性質(zhì)是否符合苗木生長的指標(biāo)，在本試驗(yàn)中各處理基質(zhì)的物理性質(zhì)指標(biāo)見表2。由表2可知，各處理的基質(zhì)含水率、最大持水率、最小持水率、基質(zhì)通氣孔隙度含量處理均高于對照?；|(zhì)含水量指標(biāo)中，最高的是B1，最低的是B2，其他處理差異不大。對照組基質(zhì)容重高于其他處理，容重最小的是A3。在最大持水量和最小持水量指標(biāo)中，B3處理高于其他處理，最低的是對照。所有處理間基質(zhì)通氣孔隙度差異不明顯，但是對照處理最低。
表2 不同配比基質(zhì)物理性質(zhì)分析
本試驗(yàn)所配制的基質(zhì)pH為6.35～6.81。由不同配比基質(zhì)化學(xué)性質(zhì)(表3)可知，對照組的有機(jī)質(zhì)、氮、有機(jī)磷、速效鉀含量較低，B2處理有機(jī)質(zhì)含量高于其他處理，A1、B2和B3處理全氮含量較高，分別是對照的1.56、1.67和1.56倍。A3和B3處理速效鉀含量較低卻顯著高于對照。B2和B3處理有效磷含量較高，分別顯著高出對照47.48%和48.62%。綜合分析可知，不同基質(zhì)配比和對照相比，基質(zhì)含水量、最大持水量和最小持水量適中，通氣孔隙度好，有機(jī)質(zhì)、N、P、K含量高，可有效促進(jìn)幼苗的生長。
表3 不同配比基質(zhì)化學(xué)性質(zhì)分析
2.2 不同配比基質(zhì)對薄殼山核桃容器苗苗高和地徑生長的影響
2.2.1 容器苗苗高和地徑分析
由不同配比基質(zhì)薄殼山核桃容器苗苗高和地徑的動態(tài)變化(圖1A)可知，苗高以及地徑均呈現(xiàn)出先快速增長后緩慢增長的趨勢，且不同配比基質(zhì)處理均顯著高于對照(P<0.05)。總體來看，B基質(zhì)中的B2、B3處理效果要比其他處理好，但兩者之間的差異不明顯。6月15日—7月30日為薄殼山核桃容器苗的苗高快速增長期；8月30日—9月15日苗高增長緩慢且逐漸趨于穩(wěn)定，在9月15日，B2和B3處理的苗高達(dá)到最大值，分別為34.67和33.47 cm，比對照分別高出64.00%和58.33%，可見薄殼山核桃容器苗在后期的高生長基本穩(wěn)定。
與苗高有所不同，6月15日—7月15日所有處理的薄殼山核桃地徑增長速率最大(圖1B)；7月15日—8月15日，B1、B2和B3處理的地徑增長速率依然較大，A1、A2和A3處理的地徑增長速率變慢。8月15日—30日，B1、B2和B3處理的地徑仍然在增長，而A1、A2和A3處理的地徑總體上趨于穩(wěn)定。8月30日—9月15日，B3、B1、A1、A2和A3處理的地徑增長速率變慢且趨于穩(wěn)定，但B2處理的地徑還在增長，說明B基質(zhì)處理對地徑增長速率有很大的促進(jìn)作用，且以B2最佳。與苗高的動態(tài)變化相比，地徑停止生長的時間較苗高晚，苗高與地徑生長速率具有一定的非同步性，當(dāng)苗高停止生長后，地徑繼續(xù)增大，最大值可達(dá)9.00 mm。由此結(jié)果顯示，在基質(zhì)中添加菌渣對于薄殼山核桃容器苗的生長有明顯促進(jìn)作用。
2.2.2 幼苗生長最終形態(tài)指標(biāo)分析
苗高和地徑是衡量植株生長的重要指標(biāo)，由不同配比基質(zhì)薄殼山核桃幼苗最終苗高和地徑(表4)可知，不同配比基質(zhì)對薄殼山核桃幼苗地上部分生長影響顯著。B2處理的1年生幼苗苗高數(shù)值最大，為34.50 cm，B3處理的1年生幼苗地徑數(shù)值最大，為8.60 mm。而苗高的最大值高于對照73.37%，最小值高于對照33.17%；所有處理中，地徑最大值高于對照處理73.04%，最小值高于對照處理21.53%。不同處理的幼苗苗高從小到大的排序依次為CK < A3 < A1 < A2 < B1 < B3 < B2;地徑從小到大的排序依次為CK < A1 < A2 < A3 < B1 < B2 < B3。以添加菌渣B2、B3基質(zhì)更適合苗木的生長。
表4 不同配比基質(zhì)薄殼山核桃幼苗最終苗高和地徑
如不同配比基質(zhì)的薄殼山核桃容器苗形態(tài)大小(圖2)所示，含有菌渣B配方基質(zhì)栽培的薄殼山核桃1年生幼苗較醋糟配方A處理生長好，其中以配方B3培育的苗木生長健壯，其次是A3，再次是B2。
2.3 不同配比基質(zhì)對薄殼山核桃容器苗葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響
2.3.1 薄殼山核桃葉片F(xiàn)v/Fm的動態(tài)變化
由薄殼山核桃容器苗葉片熒光參數(shù)Fv/Fm的動態(tài)變化(表5)可知，隨著菌渣的不斷增加，F(xiàn)v/Fm數(shù)值不斷上升。6月薄殼山核桃葉片F(xiàn)v/Fm在0.778～0.820的范圍內(nèi)，對照的Fv/Fm低于所有處理。7月薄殼山核桃葉片F(xiàn)v/Fm較6月相比出現(xiàn)下降趨勢，A2和A3處理幼苗的Fv/Fm顯著高出A1處理1.30%和2.60%，B1和B2處理幼苗的Fv/Fm顯著低于B3處理2.47%和2.10%。8月薄殼山核桃葉片F(xiàn)v/Fm較7月相比出現(xiàn)上升的趨勢，A1、A2和A3處理的Fv/Fm上升幅度較大，分別上升了5.19%、3.85%和3.92%。9月薄殼山核桃葉片F(xiàn)v/Fm較8月出現(xiàn)下降趨勢，B1處理幼苗Fv/Fm低于對照，其他所有處理幼苗的Fv/Fm均高于對照，B3處理幼苗的Fv/Fm顯著高出B1和B2處理3.04%和1.88%，且B3處理幼苗的Fv/Fm與其他所有處理之間差異顯著(P<0.05)。綜合比較可知，6—7月B基質(zhì)處理的Fv/Fm高于A基質(zhì)處理，8—9月A基質(zhì)和B基質(zhì)處理的Fv/Fm之間差別不顯著。
表5 薄殼山核桃容器苗葉片原初光能轉(zhuǎn)化效率(Fv/Fm)的動態(tài)變化
2.3.2 薄殼山核桃葉片F(xiàn)v/F0的動態(tài)變化
由薄殼山核桃容器苗葉片熒光參數(shù)Fv/F0的動態(tài)變化(表6)可知，6月B基質(zhì)處理薄殼山核桃幼苗葉片F(xiàn)v/F0均顯著高于A基質(zhì)處理(P<0.05)。7月薄殼山核桃葉片F(xiàn)v/F0為3.22～4.01，以B2處理和A2處理的Fv/F0較高；A2處理幼苗的Fv/F0顯著高出A1和A3處理7.61%和13.14%。8月薄殼山核桃葉片F(xiàn)v/F0均顯著高于對照(P<0.05)，B處理高于A處理，A基質(zhì)中A2和A3處理幼苗的Fv/F0分別顯著高出A1處理5.70%和6.18%。9月薄殼山核桃葉片F(xiàn)v/F0在A基質(zhì)和B基質(zhì)所有處理中均差異顯著，其中在A基質(zhì)中A1處理幼苗的Fv/F0較高，而在B基質(zhì)中B3處理幼苗的Fv/F0較高，在基質(zhì)不同配比比例相同的情況下，B2和A2處理之間、B1和A1處理之間的Fv/F0差異顯著，且B2高出A2處理10.64%，B1處理低于A1處理25.27%。綜合比較可知，6—8月B基質(zhì)處理幼苗的Fv/F0高于A基質(zhì)處理幼苗，9月A基質(zhì)處理幼苗的Fv/F0高于B基質(zhì)處理幼苗。
表6 薄殼山核桃容器苗葉片PSⅡ潛在活性(Fv/F0)的動態(tài)變化
2.3.3 薄殼山核桃葉片F(xiàn)v′/Fm′的動態(tài)變化
由薄殼山核桃容器苗葉片熒光參數(shù)Fv′/Fm′的動態(tài)變化(表7)可知，6月所有處理薄殼山核桃葉片F(xiàn)v′/Fm′均顯著高于對照，在A基質(zhì)中A1處理幼苗的Fv′/Fm′較高，在B基質(zhì)中B2處理幼苗的Fv′/Fm′較高，但A1處理顯著低于B2處理。7月薄殼山核桃葉片F(xiàn)v′/Fm′較6月出現(xiàn)下降趨勢，其中A1、B2和B3處理的Fv′/Fm′下降的幅度較大，分別下降了11.78%、18.29%和22.89%。8月薄殼山核桃葉片F(xiàn)v′/Fm′均顯著高于對照，在基質(zhì)配比相同的情況下，B基質(zhì)所有處理的Fv′/Fm′高于A基質(zhì)處理。除了對照，9月其他所有處理間薄殼山核桃葉片的Fv′/Fm′差異不顯著，所有處理的Fv′/Fm′在0.511～0.581的范圍內(nèi)，其中B3和A2處理的Fv′/Fm′分別顯著高出對照13.70%和12.33%。綜合比較可知，除了7月，B基質(zhì)所有處理幼苗的Fv′/Fm′高于A基質(zhì)處理幼苗。
表7 薄殼山核桃容器苗葉片PSⅡ有效光化學(xué)效率(Fv′/Fm′)的動態(tài)變化
2.3.4 薄殼山核桃葉片ΦPSⅡ的動態(tài)變化
由薄殼山核桃容器苗葉片熒光參數(shù)ΦPSⅡ的動態(tài)變化(表8)可知，6月薄殼山核桃葉片ΦPSⅡ均高于對照，A1處理顯著低于其他處理，其他處理之間差異不顯著。7月薄殼山核桃葉片ΦPSⅡ?yàn)?.356～0.419，A3和B3處理幼苗的ΦPSⅡ較高，分別高出對照12.08%和17.70%。8月A基質(zhì)中的A1處理薄殼山核桃葉片ΦPSⅡ顯著低于A2和A3處理的4.59%和7.65%，在B基質(zhì)中B3處理薄殼山核桃葉片ΦPSⅡ顯著高出B1和B2處理的5.49%和4.44%。9月，A1和B3處理中薄殼山核桃葉片ΦPSⅡ較低，都為0.364，在其他處理中ΦPSⅡ較高。綜合比較可知，7—8月B基質(zhì)處理的ΦPSⅡ高于A基質(zhì)。
表8 薄殼山核桃容器苗葉片實(shí)際光化學(xué)效率(ΦPSⅡ)的動態(tài)變化
2.3.5 薄殼山核桃葉片qP的動態(tài)變化
由薄殼山核桃容器苗葉片熒光參數(shù)qP的動態(tài)變化(表9)可知，6—7月在同一時間和同種基質(zhì)配比下，隨著醋糟(A基質(zhì))或菌渣(B基質(zhì))用量的增加和泥炭用量的減少，薄殼山核桃葉片qP呈現(xiàn)升高的趨勢。6月薄殼山核桃葉片qP均高于對照，在A基質(zhì)中A3處理幼苗的qP高于其他處理，在B基質(zhì)中也有類似的情況。7月薄殼山核桃葉片qP為0.683～0.867，A3、B2和B3處理的qP較高，分別高出對照20.94%、22.06%和26.94%。8月，A2和A3處理的薄殼山核桃葉片qP要顯著高于B2和B3處理，A1處理的qP較低。9月薄殼山核桃葉片qP在A2處理中較高，在A1處理中較低，B基質(zhì)中所有處理幼苗的qP和A3處理之間差別不大。綜合比較可知，6—7月B基質(zhì)處理幼苗葉片的qP高于A基質(zhì)處理。
表9 薄殼山核桃容器苗葉片光化學(xué)猝滅系數(shù)(qP)的動態(tài)變化
2.3.6 薄殼山核桃葉片NPQ的動態(tài)變化
非光化學(xué)猝滅系數(shù)(NPQ)值越高說明光能大部分以熱能散失，數(shù)值低則表示光能大部分被山核桃吸收利用。由薄殼山核桃容器苗葉片熒光參數(shù)NPQ的動態(tài)變化(表10)可知，6月所有處理薄殼山核桃葉片NPQ均顯著低于對照，在A基質(zhì)中A3處理幼苗NPQ顯著低于A1和A2處理9.78%和3.66%，B基質(zhì)中B3處理幼苗NPQ顯著低于B1和B2處理10.02%和3.75%。7月薄殼山核桃葉片NPQ為1.889～2.971，B3處理幼苗的NPQ顯著低于其他處理(P<0.05)，A1、A2和B1處理之間差異不顯著。8月，A基質(zhì)所有處理薄殼山核桃葉片NPQ均高于B基質(zhì)所有處理。9月B基質(zhì)中薄殼山核桃葉片NPQ 呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢，其中B1和B3處理之間差別不大，B2處理低于其他兩處理。綜合比較可知，6—9月A基質(zhì)處理的幼苗NPQ高于B基質(zhì)處理。
表10 薄殼山核桃容器苗葉片非光化學(xué)猝滅系數(shù)(NPQ)的動態(tài)變化
2.4 苗木生長指標(biāo)與基質(zhì)理化性質(zhì)的相關(guān)分析
由苗木生長指標(biāo)與基質(zhì)理化性質(zhì)的相關(guān)性分析(表11)可知，苗高與最大持水率和有機(jī)質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)；地徑與最大持水率呈顯著正相關(guān)。有效磷與速效鉀具有較高的相關(guān)性，這與配方基質(zhì)中pH有關(guān)，適宜的pH利于磷酸鹽、交換性鉀離子的轉(zhuǎn)化，在pH為6.0～6.5時,基質(zhì)中磷、鉀的有效性最高。
表11 苗木生長指標(biāo)與基質(zhì)理化性質(zhì)的相關(guān)性分析
2.5 苗木生長指標(biāo)與葉綠素?zé)晒鈪?shù)的相關(guān)分析
由苗木生長指標(biāo)與葉綠素?zé)晒鈪?shù)的相關(guān)性分析(表12)可知，苗高和地徑與Fv′/Fm′、ΦPSⅡ和qP呈顯著正相關(guān)，苗高與NPQ呈顯著負(fù)相關(guān)，而地徑與NPQ呈極顯著負(fù)相關(guān)。
表12 苗木生長指標(biāo)與葉綠素?zé)晒鈪?shù)的相關(guān)性分析
3 討 論
3.1 不同配比基質(zhì)對于基質(zhì)理化性質(zhì)的影響
育苗基質(zhì)的含水率、容重、持水量、通氣孔隙度、有機(jī)質(zhì)含量及各種礦質(zhì)元素含量等直接影響植物生長[26]。郭世榮[27]和李謙盛[28]研究表明容重在0.1～0.8 g/cm3，通氣孔隙度為15%～30%是植物生長較理想的基質(zhì)。本試驗(yàn)中，添加不同比例的菌渣、醋糟后，基質(zhì)的理化性質(zhì)均有改善，配方基質(zhì)容重、孔隙度等指標(biāo)均優(yōu)于園土；基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)反映對苗木養(yǎng)分供應(yīng)的能力，化學(xué)組分直接影響基質(zhì)pH，劉帥成等[29]研究發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)pH在5.8～7.0時利于植物根系生長，植物易吸收大量元素，基質(zhì)中的養(yǎng)分含量也受酸堿度的影響，pH降低時，有效磷會隨之增高。本試驗(yàn)配比基質(zhì)的pH低于園土，有機(jī)質(zhì)及N、P、K含量均顯著高于對照，其中添加菌渣量較多的B2、B3基質(zhì)的有機(jī)質(zhì)、全N含量較高?？傮w上，B2、B3這兩種配比基質(zhì)的理化性質(zhì)更適宜薄殼山核桃幼苗生長，基質(zhì)容重較低，良好的通氣孔隙度利于幼苗根系的呼吸；適宜的pH有利于基質(zhì)有效磷、速效鉀的釋放，促進(jìn)植物的吸收與生長，有利于根系的吸收與生長。
3.2 不同配比基質(zhì)對幼苗苗高、地徑的影響
苗高、地徑是反映苗木生長狀況的兩個形態(tài)指標(biāo)，從各處理苗木生長情況看，苗高在6月30日后開始出現(xiàn)分化，園土基質(zhì)培育的幼苗苗高生長量顯著低于A、B配方基質(zhì)，隨后的生長基本處于停滯狀態(tài)，7月30日后含有醋糟配方A基質(zhì)幼苗高生長較為緩慢，而添加菌渣的B2、B3基質(zhì)幼苗苗高依然呈快速生長趨勢，一直維持生長至8月底；各處理地徑生長情況與苗高類似，地徑的高峰生長期較苗高滯后15 d左右，添加菌渣、醋糟配方基質(zhì)中幼苗的地徑生長均顯著優(yōu)于園土，其中以B2、B3基質(zhì)幼苗地徑生長量較高，這與其全氮含量高有關(guān)，與朱海軍等[30]研究認(rèn)為高N量緩釋肥有利于幼苗體內(nèi)N養(yǎng)分累積量和含量提高的結(jié)果相似，氮是構(gòu)成蛋白質(zhì)的主要成分，對植物莖葉的生長發(fā)育有重要作用，是與產(chǎn)量最密切的營養(yǎng)元素。因此，充足的氮元素是影響薄殼山核桃細(xì)胞的分裂和生長的重要調(diào)節(jié)成分。
本試驗(yàn)結(jié)果顯示，幼苗苗高、地徑與最大持水量呈顯著正相關(guān)，水分是影響薄殼山核桃生長的重要因素。基質(zhì)通氣孔隙度與含水量相關(guān)性較高，較高通氣孔隙度有較多毛管孔隙，增加基質(zhì)持水保水能力和水氣協(xié)調(diào)，利于植物根系伸展和生長，這與國外學(xué)者研究得出基質(zhì)的物理性質(zhì)較化學(xué)性質(zhì)更為重要的結(jié)果一致[31-32]；在基質(zhì)化學(xué)性質(zhì)方面，苗高與有機(jī)質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)，地徑與基質(zhì)其余化學(xué)性質(zhì)間無顯著的相關(guān)性，表明基質(zhì)中養(yǎng)分含量較低尚不能滿足薄殼山核桃幼苗期生長的需要，潘平平等[33]研究表明，薄殼山核桃1年生容器苗生長所需大量元素為N 3.5%、P 2.8%、K 1%；季艷紅等[34]認(rèn)為3.5 g/株平均施肥方式有利于容器苗的生長。因此，苗木生長過程中所需要的養(yǎng)分需要定期定量施肥進(jìn)行補(bǔ)充。
3.3 不同配比基質(zhì)對幼苗葉綠素?zé)晒獾挠绊?/h3>
光合作用為植物生長發(fā)育提供物質(zhì)基礎(chǔ)，是重要的生理生化過程，光合作用等生理指標(biāo)也可有效地反映植物生長狀況。葉綠素?zé)晒鈪?shù)在一定程度上可以反映植物葉片光合效率和潛在能力[35]。PSⅡ最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)，PSⅡ的潛在活性(Fv/F0)和PSⅡ有效光化學(xué)效率(Fv′/Fm′)在不同時間所有處理均高于對照，且B基質(zhì)處理幼苗的這3個指標(biāo)數(shù)值都高于A基質(zhì)處理，說明B基質(zhì)處理的薄殼山核桃原初光能轉(zhuǎn)化效率和實(shí)際光能轉(zhuǎn)化效率較高，光合效率和光合潛在能力較強(qiáng)。Fv/Fm常用來判斷植物是否受到光抑制，在正常情況下該參數(shù)的范圍在0.75～0.85，在逆境脅迫和光合器官受到傷害時該值會大幅度降低[36]，在不同時期所有處理的Fv/Fm都在0.75以上說明其生長沒有受到脅迫和光抑制。實(shí)際光化學(xué)效率(ΦPSⅡ)、光化學(xué)猝滅系數(shù)(qP)可反映光合活性的高低，試驗(yàn)中所有處理幼苗的ΦPSⅡ和qP值均高于對照，且8月的ΦPSⅡ和7月的qP均是B基質(zhì)顯著高于A基質(zhì)，說明B基質(zhì)的實(shí)際光化學(xué)效率和光合活性較高。非光化學(xué)猝滅系數(shù)(NPQ)反映的是當(dāng)光合系統(tǒng)從環(huán)境中吸收的光能超出光合作用光能利用能力時，以熱耗散的形式散失的光能[37]，可以調(diào)節(jié)和保護(hù)光合作用受到過剩光能的損傷。試驗(yàn)中對照的NPQ值高于其他處理且B基質(zhì)處理幼苗的NPQ低于A基質(zhì)處理，說明對照處理的薄殼山核桃吸收的大部分光能以熱的形式散失了，而B基質(zhì)促進(jìn)薄殼山核桃光能吸收利用效率。熒光參數(shù)分析結(jié)果顯示，不同配比基質(zhì)處理能夠不同程度地提高山核桃容器苗葉片的Fv/Fm、Fv′/Fm′、ΦPSⅡ、qP，同時降低葉片的NPQ，表明不同配比基質(zhì)處理能夠提高山核桃葉片PSⅡ反應(yīng)中心原初光能的捕捉效率，使有效光量子產(chǎn)量提高、電子傳遞速率增強(qiáng)，最終使得光合產(chǎn)物的增加，促進(jìn)植株的生長。
相關(guān)分析結(jié)果可知，苗高和地徑與Fv′/Fm′、ΦPSⅡ和qP呈顯著正相關(guān)，理化性質(zhì)較好的基質(zhì)增強(qiáng)幼苗葉綠素?zé)晒獾哪芰?，提高了苗木生長的光合效率；NPQ作為以熱耗散的形式散失的光能，苗高與NPQ呈顯著負(fù)相關(guān)，而地徑與NPQ呈極顯著負(fù)相關(guān)，表明適宜配比的基質(zhì)可提高薄殼山核桃苗光能吸收利用效率，促進(jìn)了幼苗的生長。
本試驗(yàn)旨在篩選出適宜培育薄殼山核桃幼苗的易獲取、低成本基質(zhì)配方，添加菌渣、醋糟混配基質(zhì)較園土均可促進(jìn)薄殼山核桃容器幼苗生長。通過比較不同配比基質(zhì)下幼苗苗高、地徑以及葉綠素?zé)晒鈪?shù)等指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，添加菌渣的配方基質(zhì)對于薄殼山核桃的生長有明顯的促進(jìn)作用，特別是B3和B2基質(zhì)均減少了泥炭用量，具有利于苗木生長的理化性質(zhì)，且全N含量較高，薄殼山核桃容器幼苗生長表現(xiàn)良好，因此選擇體積比為4∶1∶5的園土、泥炭和菌渣低成本配方基質(zhì)用于薄殼山核桃容器苗的培育，取得良好的育苗效果，可在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)薄殼山核桃容器苗培育的資源節(jié)約型和環(huán)境友好型生產(chǎn)。
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季艷紅，潘平平，竇全琴，謝寅峰*
(1.南京林業(yè)大學(xué)，南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，南京林業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京210037；2.江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院，江蘇 南京 210014)
薄殼山核桃(Caryaillinoinensis)為胡桃科(Juglandaceae)山核桃屬(Carya)植物，原產(chǎn)美國和墨西哥北部，是世界著名的干果、木本油料和優(yōu)質(zhì)用材樹種[1-3]。我國引種薄殼山核桃已有100多年的歷史，在華東等地引種栽培生長良好并已經(jīng)開花結(jié)實(shí)[4]。江蘇是國內(nèi)最早引種薄殼山核桃的省區(qū)之一，由于薄殼山核桃適應(yīng)性強(qiáng)、耐水性好，在長江湖泊灘地表現(xiàn)出較好適應(yīng)性和生長潛力，是江蘇省最適宜栽培的多用途樹種。但薄殼山核桃為強(qiáng)深根性樹種，主根發(fā)達(dá)，其長度可達(dá)苗高的2～3倍，側(cè)根很少，在采用傳統(tǒng)的大田育苗方式時，其主根的生長勢旺盛，從而抑制了側(cè)根的發(fā)育和生長，形成類似“胡蘿卜”的根系，致使造林成活率較低，移植緩苗期長，從而制約了薄殼山核桃規(guī)模化種植與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。容器育苗具有節(jié)約種子、造林成活率高、無緩苗期，以及苗木規(guī)格和質(zhì)量易于控制等優(yōu)點(diǎn)[5-6]，是薄殼山核桃良種苗木培育的較佳選擇。在容器育苗的基質(zhì)選擇中，相關(guān)研究表明泥炭、蛭石混合物是容器育苗的理想基質(zhì)。但是隨著泥炭資源的日益枯竭，國外也在利用當(dāng)?shù)剞r(nóng)林廢棄物作為育苗基質(zhì)材料，如荷蘭開發(fā)了巖棉替代泥炭，波蘭用泥炭與枯枝落葉混合配制成基質(zhì)；德國用工業(yè)啤酒花肥料經(jīng)過一系列處理作為容器苗培養(yǎng)的基質(zhì)等[7-10]。
國內(nèi)在農(nóng)林廢棄物作為基質(zhì)方面的研究也已取得初步進(jìn)展[11-16]。在育苗基質(zhì)研究方面，多位學(xué)者研究表明，在基質(zhì)中添加一定比例的菌渣、醋糟等農(nóng)林廢棄物，基質(zhì)的理化性質(zhì)及其培育的幼苗生長量均高于傳統(tǒng)土壤基質(zhì)[17-20]。賀殊敏等[21]研究表明，在基質(zhì)中添加腐熟的木耳菌渣，有利于番茄(Solanumlycopersicum)幼苗的生長；胡小京等[22]研究發(fā)現(xiàn)，菌渣、松樹皮、水苔體積比為1∶2∶1的基質(zhì)配方有利于石斛(Dendrobiumnobile)苗的生長，有效增加幼苗的葉綠素、可溶性糖等含量。薄殼山核桃容器育苗在基質(zhì)選擇方面的研究目前集中于不同基質(zhì)配比方面，常君等[23]的研究表明，以泥炭、珍珠巖、蛭石體積比4∶4∶2為基質(zhì)可以獲得根系發(fā)達(dá)、生長健壯的薄殼山核桃容器苗。以上研究表明，在基質(zhì)中添加菌渣、醋糟等農(nóng)林廢棄物不僅對苗木的生長具有明顯的促進(jìn)作用，并使農(nóng)林廢棄物得到再利用，減少浪費(fèi)，節(jié)省資源。但農(nóng)林廢棄物作為基質(zhì)用于薄殼山核桃容器育苗的報道尚少。本研究通過在基質(zhì)中添加菌渣、醋糟等廢棄物以減少泥炭用量，分析各基質(zhì)配方特性及其對薄殼山核桃幼苗生長和葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊?，以篩選出育苗效果好、易獲取、成本低、可循環(huán)利用的經(jīng)濟(jì)環(huán)保型基質(zhì)，為培育薄殼山核桃優(yōu)質(zhì)容器苗提供科學(xué)依據(jù)，也為農(nóng)林廢棄物資源化再利用探索新途徑。
1 材料與方法
1.1 供試材料
試驗(yàn)材料為薄殼山核桃品種‘紹興’的子代1年生苗。種子于2018年1月中旬進(jìn)行沙藏催芽，3月10日播種于沙床中，4月20日開始萌發(fā)，于5月11日移栽至不同基質(zhì)配比的美植袋中，容器規(guī)格為20 cm × 32 cm(口徑×高度)。
育苗基質(zhì)原料為當(dāng)?shù)匾椎玫摹碓捶€(wěn)定的園土、泥炭、菌渣、醋糟4種材料。供試園土為揚(yáng)州市江都區(qū)長江沖積土；泥炭為進(jìn)口拉脫維亞(QTS，纖維長10～30 mm)；菌渣為泰州市森鑫食用菌專業(yè)合作社生產(chǎn)經(jīng)發(fā)酵1 a的杏鮑菇廢料；醋糟為江蘇恒順醋業(yè)股份有限公司發(fā)酵制成(表1)。
表1 基質(zhì)原料的化學(xué)性質(zhì)
1.2 試驗(yàn)設(shè)計
試驗(yàn)在江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院苗圃進(jìn)行。采用單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，設(shè)置園土、泥炭、醋糟體積比為4∶3∶3、4∶2∶4、4∶1∶5(分別以A1、A2和A3標(biāo)記，統(tǒng)稱A基質(zhì))的3個配方和園土、泥炭、菌渣體積比為4∶3∶3、4∶2∶4、4∶1∶5(分別以B1、B2和B3標(biāo)記，統(tǒng)稱B基質(zhì))的3個配方，以園土為對照(CK)，共7個處理，每處理小區(qū)30株，重復(fù)3次。
1.3 測定指標(biāo)方法
1.3.1 薄殼山核桃容器苗基質(zhì)理化性質(zhì)的測定
基質(zhì)的物理性質(zhì)測定參考《土壤理化分析》[24]，化學(xué)性質(zhì)參考《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[25]。土壤理化分析包括移栽定植前各處理的基質(zhì)含水量、容重、持水量和通氣孔隙度的測定，以及基質(zhì)中有機(jī)質(zhì)、pH、全氮、速效鉀和有效磷含量的測定。有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法，pH采用電位測定法，全氮含量采用凱氏定氮法，速效鉀含量采用火焰光度計法，有效磷含量采用鉬銻抗比色法。
1.3.2 薄殼山核桃容器苗生長指標(biāo)的測定
每小區(qū)選生長條件較為一致的20株苗掛牌標(biāo)記，進(jìn)行跟蹤測定。2018年6月15日—9月15日，每15 d測量1次苗高和地徑，共測定7次，以9月15日幼苗生長停滯時的幼苗苗高、地徑為當(dāng)年生長量。
1.3.3 薄殼山核桃容器苗葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測定
于2018年6月12日、7月12日、8月12日和9月12日，采用CF Imager葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)(英國Technologica公司生產(chǎn))測定各處理的原初光能轉(zhuǎn)化效率(Fv/Fm)、PSⅡ潛在活性(Fv/F0)、PSⅡ有效光化學(xué)效率(Fv′/Fm′)、實(shí)際光化學(xué)效率(ΦPSⅡ)、光化學(xué)猝滅系數(shù)(qP)和非光化學(xué)猝滅系數(shù)(NPQ)。選取有代表性的葉片，每個處理選9片，重復(fù)3次，用冰盒帶回試驗(yàn)室，葉片先暗適應(yīng)30 min，隨后選擇光輻射為800 mol/(m2·s)，讓葉片充分光適應(yīng)5 min后獲得光處理數(shù)據(jù)。
1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
數(shù)據(jù)采用Origin 8.5作圖、DPS 16.05進(jìn)行單因素方差分析、Duncan法多重比較。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同配比基質(zhì)理化性質(zhì)分析
基質(zhì)的物理性質(zhì)與植物的根系生長密不可分，決定根系的生長環(huán)境。容重和孔隙度是簡單衡量基質(zhì)物理性質(zhì)是否符合苗木生長的指標(biāo)，在本試驗(yàn)中各處理基質(zhì)的物理性質(zhì)指標(biāo)見表2。由表2可知，各處理的基質(zhì)含水率、最大持水率、最小持水率、基質(zhì)通氣孔隙度含量處理均高于對照?；|(zhì)含水量指標(biāo)中，最高的是B1，最低的是B2，其他處理差異不大。對照組基質(zhì)容重高于其他處理，容重最小的是A3。在最大持水量和最小持水量指標(biāo)中，B3處理高于其他處理，最低的是對照。所有處理間基質(zhì)通氣孔隙度差異不明顯，但是對照處理最低。
表2 不同配比基質(zhì)物理性質(zhì)分析
本試驗(yàn)所配制的基質(zhì)pH為6.35～6.81。由不同配比基質(zhì)化學(xué)性質(zhì)(表3)可知，對照組的有機(jī)質(zhì)、氮、有機(jī)磷、速效鉀含量較低，B2處理有機(jī)質(zhì)含量高于其他處理，A1、B2和B3處理全氮含量較高，分別是對照的1.56、1.67和1.56倍。A3和B3處理速效鉀含量較低卻顯著高于對照。B2和B3處理有效磷含量較高，分別顯著高出對照47.48%和48.62%。綜合分析可知，不同基質(zhì)配比和對照相比，基質(zhì)含水量、最大持水量和最小持水量適中，通氣孔隙度好，有機(jī)質(zhì)、N、P、K含量高，可有效促進(jìn)幼苗的生長。
表3 不同配比基質(zhì)化學(xué)性質(zhì)分析
2.2 不同配比基質(zhì)對薄殼山核桃容器苗苗高和地徑生長的影響
2.2.1 容器苗苗高和地徑分析
由不同配比基質(zhì)薄殼山核桃容器苗苗高和地徑的動態(tài)變化(圖1A)可知，苗高以及地徑均呈現(xiàn)出先快速增長后緩慢增長的趨勢，且不同配比基質(zhì)處理均顯著高于對照(P<0.05)。總體來看，B基質(zhì)中的B2、B3處理效果要比其他處理好，但兩者之間的差異不明顯。6月15日—7月30日為薄殼山核桃容器苗的苗高快速增長期；8月30日—9月15日苗高增長緩慢且逐漸趨于穩(wěn)定，在9月15日，B2和B3處理的苗高達(dá)到最大值，分別為34.67和33.47 cm，比對照分別高出64.00%和58.33%，可見薄殼山核桃容器苗在后期的高生長基本穩(wěn)定。
與苗高有所不同，6月15日—7月15日所有處理的薄殼山核桃地徑增長速率最大(圖1B)；7月15日—8月15日，B1、B2和B3處理的地徑增長速率依然較大，A1、A2和A3處理的地徑增長速率變慢。8月15日—30日，B1、B2和B3處理的地徑仍然在增長，而A1、A2和A3處理的地徑總體上趨于穩(wěn)定。8月30日—9月15日，B3、B1、A1、A2和A3處理的地徑增長速率變慢且趨于穩(wěn)定，但B2處理的地徑還在增長，說明B基質(zhì)處理對地徑增長速率有很大的促進(jìn)作用，且以B2最佳。與苗高的動態(tài)變化相比，地徑停止生長的時間較苗高晚，苗高與地徑生長速率具有一定的非同步性，當(dāng)苗高停止生長后，地徑繼續(xù)增大，最大值可達(dá)9.00 mm。由此結(jié)果顯示，在基質(zhì)中添加菌渣對于薄殼山核桃容器苗的生長有明顯促進(jìn)作用。
2.2.2 幼苗生長最終形態(tài)指標(biāo)分析
苗高和地徑是衡量植株生長的重要指標(biāo)，由不同配比基質(zhì)薄殼山核桃幼苗最終苗高和地徑(表4)可知，不同配比基質(zhì)對薄殼山核桃幼苗地上部分生長影響顯著。B2處理的1年生幼苗苗高數(shù)值最大，為34.50 cm，B3處理的1年生幼苗地徑數(shù)值最大，為8.60 mm。而苗高的最大值高于對照73.37%，最小值高于對照33.17%；所有處理中，地徑最大值高于對照處理73.04%，最小值高于對照處理21.53%。不同處理的幼苗苗高從小到大的排序依次為CK < A3 < A1 < A2 < B1 < B3 < B2;地徑從小到大的排序依次為CK < A1 < A2 < A3 < B1 < B2 < B3。以添加菌渣B2、B3基質(zhì)更適合苗木的生長。
表4 不同配比基質(zhì)薄殼山核桃幼苗最終苗高和地徑
如不同配比基質(zhì)的薄殼山核桃容器苗形態(tài)大小(圖2)所示，含有菌渣B配方基質(zhì)栽培的薄殼山核桃1年生幼苗較醋糟配方A處理生長好，其中以配方B3培育的苗木生長健壯，其次是A3，再次是B2。
2.3 不同配比基質(zhì)對薄殼山核桃容器苗葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響
2.3.1 薄殼山核桃葉片F(xiàn)v/Fm的動態(tài)變化
由薄殼山核桃容器苗葉片熒光參數(shù)Fv/Fm的動態(tài)變化(表5)可知，隨著菌渣的不斷增加，F(xiàn)v/Fm數(shù)值不斷上升。6月薄殼山核桃葉片F(xiàn)v/Fm在0.778～0.820的范圍內(nèi)，對照的Fv/Fm低于所有處理。7月薄殼山核桃葉片F(xiàn)v/Fm較6月相比出現(xiàn)下降趨勢，A2和A3處理幼苗的Fv/Fm顯著高出A1處理1.30%和2.60%，B1和B2處理幼苗的Fv/Fm顯著低于B3處理2.47%和2.10%。8月薄殼山核桃葉片F(xiàn)v/Fm較7月相比出現(xiàn)上升的趨勢，A1、A2和A3處理的Fv/Fm上升幅度較大，分別上升了5.19%、3.85%和3.92%。9月薄殼山核桃葉片F(xiàn)v/Fm較8月出現(xiàn)下降趨勢，B1處理幼苗Fv/Fm低于對照，其他所有處理幼苗的Fv/Fm均高于對照，B3處理幼苗的Fv/Fm顯著高出B1和B2處理3.04%和1.88%，且B3處理幼苗的Fv/Fm與其他所有處理之間差異顯著(P<0.05)。綜合比較可知，6—7月B基質(zhì)處理的Fv/Fm高于A基質(zhì)處理，8—9月A基質(zhì)和B基質(zhì)處理的Fv/Fm之間差別不顯著。
表5 薄殼山核桃容器苗葉片原初光能轉(zhuǎn)化效率(Fv/Fm)的動態(tài)變化
2.3.2 薄殼山核桃葉片F(xiàn)v/F0的動態(tài)變化
由薄殼山核桃容器苗葉片熒光參數(shù)Fv/F0的動態(tài)變化(表6)可知，6月B基質(zhì)處理薄殼山核桃幼苗葉片F(xiàn)v/F0均顯著高于A基質(zhì)處理(P<0.05)。7月薄殼山核桃葉片F(xiàn)v/F0為3.22～4.01，以B2處理和A2處理的Fv/F0較高；A2處理幼苗的Fv/F0顯著高出A1和A3處理7.61%和13.14%。8月薄殼山核桃葉片F(xiàn)v/F0均顯著高于對照(P<0.05)，B處理高于A處理，A基質(zhì)中A2和A3處理幼苗的Fv/F0分別顯著高出A1處理5.70%和6.18%。9月薄殼山核桃葉片F(xiàn)v/F0在A基質(zhì)和B基質(zhì)所有處理中均差異顯著，其中在A基質(zhì)中A1處理幼苗的Fv/F0較高，而在B基質(zhì)中B3處理幼苗的Fv/F0較高，在基質(zhì)不同配比比例相同的情況下，B2和A2處理之間、B1和A1處理之間的Fv/F0差異顯著，且B2高出A2處理10.64%，B1處理低于A1處理25.27%。綜合比較可知，6—8月B基質(zhì)處理幼苗的Fv/F0高于A基質(zhì)處理幼苗，9月A基質(zhì)處理幼苗的Fv/F0高于B基質(zhì)處理幼苗。
表6 薄殼山核桃容器苗葉片PSⅡ潛在活性(Fv/F0)的動態(tài)變化
2.3.3 薄殼山核桃葉片F(xiàn)v′/Fm′的動態(tài)變化
由薄殼山核桃容器苗葉片熒光參數(shù)Fv′/Fm′的動態(tài)變化(表7)可知，6月所有處理薄殼山核桃葉片F(xiàn)v′/Fm′均顯著高于對照，在A基質(zhì)中A1處理幼苗的Fv′/Fm′較高，在B基質(zhì)中B2處理幼苗的Fv′/Fm′較高，但A1處理顯著低于B2處理。7月薄殼山核桃葉片F(xiàn)v′/Fm′較6月出現(xiàn)下降趨勢，其中A1、B2和B3處理的Fv′/Fm′下降的幅度較大，分別下降了11.78%、18.29%和22.89%。8月薄殼山核桃葉片F(xiàn)v′/Fm′均顯著高于對照，在基質(zhì)配比相同的情況下，B基質(zhì)所有處理的Fv′/Fm′高于A基質(zhì)處理。除了對照，9月其他所有處理間薄殼山核桃葉片的Fv′/Fm′差異不顯著，所有處理的Fv′/Fm′在0.511～0.581的范圍內(nèi)，其中B3和A2處理的Fv′/Fm′分別顯著高出對照13.70%和12.33%。綜合比較可知，除了7月，B基質(zhì)所有處理幼苗的Fv′/Fm′高于A基質(zhì)處理幼苗。
表7 薄殼山核桃容器苗葉片PSⅡ有效光化學(xué)效率(Fv′/Fm′)的動態(tài)變化
2.3.4 薄殼山核桃葉片ΦPSⅡ的動態(tài)變化
由薄殼山核桃容器苗葉片熒光參數(shù)ΦPSⅡ的動態(tài)變化(表8)可知，6月薄殼山核桃葉片ΦPSⅡ均高于對照，A1處理顯著低于其他處理，其他處理之間差異不顯著。7月薄殼山核桃葉片ΦPSⅡ?yàn)?.356～0.419，A3和B3處理幼苗的ΦPSⅡ較高，分別高出對照12.08%和17.70%。8月A基質(zhì)中的A1處理薄殼山核桃葉片ΦPSⅡ顯著低于A2和A3處理的4.59%和7.65%，在B基質(zhì)中B3處理薄殼山核桃葉片ΦPSⅡ顯著高出B1和B2處理的5.49%和4.44%。9月，A1和B3處理中薄殼山核桃葉片ΦPSⅡ較低，都為0.364，在其他處理中ΦPSⅡ較高。綜合比較可知，7—8月B基質(zhì)處理的ΦPSⅡ高于A基質(zhì)。
表8 薄殼山核桃容器苗葉片實(shí)際光化學(xué)效率(ΦPSⅡ)的動態(tài)變化
2.3.5 薄殼山核桃葉片qP的動態(tài)變化
由薄殼山核桃容器苗葉片熒光參數(shù)qP的動態(tài)變化(表9)可知，6—7月在同一時間和同種基質(zhì)配比下，隨著醋糟(A基質(zhì))或菌渣(B基質(zhì))用量的增加和泥炭用量的減少，薄殼山核桃葉片qP呈現(xiàn)升高的趨勢。6月薄殼山核桃葉片qP均高于對照，在A基質(zhì)中A3處理幼苗的qP高于其他處理，在B基質(zhì)中也有類似的情況。7月薄殼山核桃葉片qP為0.683～0.867，A3、B2和B3處理的qP較高，分別高出對照20.94%、22.06%和26.94%。8月，A2和A3處理的薄殼山核桃葉片qP要顯著高于B2和B3處理，A1處理的qP較低。9月薄殼山核桃葉片qP在A2處理中較高，在A1處理中較低，B基質(zhì)中所有處理幼苗的qP和A3處理之間差別不大。綜合比較可知，6—7月B基質(zhì)處理幼苗葉片的qP高于A基質(zhì)處理。
表9 薄殼山核桃容器苗葉片光化學(xué)猝滅系數(shù)(qP)的動態(tài)變化
2.3.6 薄殼山核桃葉片NPQ的動態(tài)變化
非光化學(xué)猝滅系數(shù)(NPQ)值越高說明光能大部分以熱能散失，數(shù)值低則表示光能大部分被山核桃吸收利用。由薄殼山核桃容器苗葉片熒光參數(shù)NPQ的動態(tài)變化(表10)可知，6月所有處理薄殼山核桃葉片NPQ均顯著低于對照，在A基質(zhì)中A3處理幼苗NPQ顯著低于A1和A2處理9.78%和3.66%，B基質(zhì)中B3處理幼苗NPQ顯著低于B1和B2處理10.02%和3.75%。7月薄殼山核桃葉片NPQ為1.889～2.971，B3處理幼苗的NPQ顯著低于其他處理(P<0.05)，A1、A2和B1處理之間差異不顯著。8月，A基質(zhì)所有處理薄殼山核桃葉片NPQ均高于B基質(zhì)所有處理。9月B基質(zhì)中薄殼山核桃葉片NPQ 呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢，其中B1和B3處理之間差別不大，B2處理低于其他兩處理。綜合比較可知，6—9月A基質(zhì)處理的幼苗NPQ高于B基質(zhì)處理。
表10 薄殼山核桃容器苗葉片非光化學(xué)猝滅系數(shù)(NPQ)的動態(tài)變化
2.4 苗木生長指標(biāo)與基質(zhì)理化性質(zhì)的相關(guān)分析
由苗木生長指標(biāo)與基質(zhì)理化性質(zhì)的相關(guān)性分析(表11)可知，苗高與最大持水率和有機(jī)質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)；地徑與最大持水率呈顯著正相關(guān)。有效磷與速效鉀具有較高的相關(guān)性，這與配方基質(zhì)中pH有關(guān)，適宜的pH利于磷酸鹽、交換性鉀離子的轉(zhuǎn)化，在pH為6.0～6.5時,基質(zhì)中磷、鉀的有效性最高。
表11 苗木生長指標(biāo)與基質(zhì)理化性質(zhì)的相關(guān)性分析
2.5 苗木生長指標(biāo)與葉綠素?zé)晒鈪?shù)的相關(guān)分析
由苗木生長指標(biāo)與葉綠素?zé)晒鈪?shù)的相關(guān)性分析(表12)可知，苗高和地徑與Fv′/Fm′、ΦPSⅡ和qP呈顯著正相關(guān)，苗高與NPQ呈顯著負(fù)相關(guān)，而地徑與NPQ呈極顯著負(fù)相關(guān)。
表12 苗木生長指標(biāo)與葉綠素?zé)晒鈪?shù)的相關(guān)性分析
3 討 論
3.1 不同配比基質(zhì)對于基質(zhì)理化性質(zhì)的影響
育苗基質(zhì)的含水率、容重、持水量、通氣孔隙度、有機(jī)質(zhì)含量及各種礦質(zhì)元素含量等直接影響植物生長[26]。郭世榮[27]和李謙盛[28]研究表明容重在0.1～0.8 g/cm3，通氣孔隙度為15%～30%是植物生長較理想的基質(zhì)。本試驗(yàn)中，添加不同比例的菌渣、醋糟后，基質(zhì)的理化性質(zhì)均有改善，配方基質(zhì)容重、孔隙度等指標(biāo)均優(yōu)于園土；基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)反映對苗木養(yǎng)分供應(yīng)的能力，化學(xué)組分直接影響基質(zhì)pH，劉帥成等[29]研究發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)pH在5.8～7.0時利于植物根系生長，植物易吸收大量元素，基質(zhì)中的養(yǎng)分含量也受酸堿度的影響，pH降低時，有效磷會隨之增高。本試驗(yàn)配比基質(zhì)的pH低于園土，有機(jī)質(zhì)及N、P、K含量均顯著高于對照，其中添加菌渣量較多的B2、B3基質(zhì)的有機(jī)質(zhì)、全N含量較高?？傮w上，B2、B3這兩種配比基質(zhì)的理化性質(zhì)更適宜薄殼山核桃幼苗生長，基質(zhì)容重較低，良好的通氣孔隙度利于幼苗根系的呼吸；適宜的pH有利于基質(zhì)有效磷、速效鉀的釋放，促進(jìn)植物的吸收與生長，有利于根系的吸收與生長。
3.2 不同配比基質(zhì)對幼苗苗高、地徑的影響
苗高、地徑是反映苗木生長狀況的兩個形態(tài)指標(biāo)，從各處理苗木生長情況看，苗高在6月30日后開始出現(xiàn)分化，園土基質(zhì)培育的幼苗苗高生長量顯著低于A、B配方基質(zhì)，隨后的生長基本處于停滯狀態(tài)，7月30日后含有醋糟配方A基質(zhì)幼苗高生長較為緩慢，而添加菌渣的B2、B3基質(zhì)幼苗苗高依然呈快速生長趨勢，一直維持生長至8月底；各處理地徑生長情況與苗高類似，地徑的高峰生長期較苗高滯后15 d左右，添加菌渣、醋糟配方基質(zhì)中幼苗的地徑生長均顯著優(yōu)于園土，其中以B2、B3基質(zhì)幼苗地徑生長量較高，這與其全氮含量高有關(guān)，與朱海軍等[30]研究認(rèn)為高N量緩釋肥有利于幼苗體內(nèi)N養(yǎng)分累積量和含量提高的結(jié)果相似，氮是構(gòu)成蛋白質(zhì)的主要成分，對植物莖葉的生長發(fā)育有重要作用，是與產(chǎn)量最密切的營養(yǎng)元素。因此，充足的氮元素是影響薄殼山核桃細(xì)胞的分裂和生長的重要調(diào)節(jié)成分。
本試驗(yàn)結(jié)果顯示，幼苗苗高、地徑與最大持水量呈顯著正相關(guān)，水分是影響薄殼山核桃生長的重要因素。基質(zhì)通氣孔隙度與含水量相關(guān)性較高，較高通氣孔隙度有較多毛管孔隙，增加基質(zhì)持水保水能力和水氣協(xié)調(diào)，利于植物根系伸展和生長，這與國外學(xué)者研究得出基質(zhì)的物理性質(zhì)較化學(xué)性質(zhì)更為重要的結(jié)果一致[31-32]；在基質(zhì)化學(xué)性質(zhì)方面，苗高與有機(jī)質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)，地徑與基質(zhì)其余化學(xué)性質(zhì)間無顯著的相關(guān)性，表明基質(zhì)中養(yǎng)分含量較低尚不能滿足薄殼山核桃幼苗期生長的需要，潘平平等[33]研究表明，薄殼山核桃1年生容器苗生長所需大量元素為N 3.5%、P 2.8%、K 1%；季艷紅等[34]認(rèn)為3.5 g/株平均施肥方式有利于容器苗的生長。因此，苗木生長過程中所需要的養(yǎng)分需要定期定量施肥進(jìn)行補(bǔ)充。
3.3 不同配比基質(zhì)對幼苗葉綠素?zé)晒獾挠绊?/h3>
光合作用為植物生長發(fā)育提供物質(zhì)基礎(chǔ)，是重要的生理生化過程，光合作用等生理指標(biāo)也可有效地反映植物生長狀況。葉綠素?zé)晒鈪?shù)在一定程度上可以反映植物葉片光合效率和潛在能力[35]。PSⅡ最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)，PSⅡ的潛在活性(Fv/F0)和PSⅡ有效光化學(xué)效率(Fv′/Fm′)在不同時間所有處理均高于對照，且B基質(zhì)處理幼苗的這3個指標(biāo)數(shù)值都高于A基質(zhì)處理，說明B基質(zhì)處理的薄殼山核桃原初光能轉(zhuǎn)化效率和實(shí)際光能轉(zhuǎn)化效率較高，光合效率和光合潛在能力較強(qiáng)。Fv/Fm常用來判斷植物是否受到光抑制，在正常情況下該參數(shù)的范圍在0.75～0.85，在逆境脅迫和光合器官受到傷害時該值會大幅度降低[36]，在不同時期所有處理的Fv/Fm都在0.75以上說明其生長沒有受到脅迫和光抑制。實(shí)際光化學(xué)效率(ΦPSⅡ)、光化學(xué)猝滅系數(shù)(qP)可反映光合活性的高低，試驗(yàn)中所有處理幼苗的ΦPSⅡ和qP值均高于對照，且8月的ΦPSⅡ和7月的qP均是B基質(zhì)顯著高于A基質(zhì)，說明B基質(zhì)的實(shí)際光化學(xué)效率和光合活性較高。非光化學(xué)猝滅系數(shù)(NPQ)反映的是當(dāng)光合系統(tǒng)從環(huán)境中吸收的光能超出光合作用光能利用能力時，以熱耗散的形式散失的光能[37]，可以調(diào)節(jié)和保護(hù)光合作用受到過剩光能的損傷。試驗(yàn)中對照的NPQ值高于其他處理且B基質(zhì)處理幼苗的NPQ低于A基質(zhì)處理，說明對照處理的薄殼山核桃吸收的大部分光能以熱的形式散失了，而B基質(zhì)促進(jìn)薄殼山核桃光能吸收利用效率。熒光參數(shù)分析結(jié)果顯示，不同配比基質(zhì)處理能夠不同程度地提高山核桃容器苗葉片的Fv/Fm、Fv′/Fm′、ΦPSⅡ、qP，同時降低葉片的NPQ，表明不同配比基質(zhì)處理能夠提高山核桃葉片PSⅡ反應(yīng)中心原初光能的捕捉效率，使有效光量子產(chǎn)量提高、電子傳遞速率增強(qiáng)，最終使得光合產(chǎn)物的增加，促進(jìn)植株的生長。
相關(guān)分析結(jié)果可知，苗高和地徑與Fv′/Fm′、ΦPSⅡ和qP呈顯著正相關(guān)，理化性質(zhì)較好的基質(zhì)增強(qiáng)幼苗葉綠素?zé)晒獾哪芰?，提高了苗木生長的光合效率；NPQ作為以熱耗散的形式散失的光能，苗高與NPQ呈顯著負(fù)相關(guān)，而地徑與NPQ呈極顯著負(fù)相關(guān)，表明適宜配比的基質(zhì)可提高薄殼山核桃苗光能吸收利用效率，促進(jìn)了幼苗的生長。
本試驗(yàn)旨在篩選出適宜培育薄殼山核桃幼苗的易獲取、低成本基質(zhì)配方，添加菌渣、醋糟混配基質(zhì)較園土均可促進(jìn)薄殼山核桃容器幼苗生長。通過比較不同配比基質(zhì)下幼苗苗高、地徑以及葉綠素?zé)晒鈪?shù)等指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，添加菌渣的配方基質(zhì)對于薄殼山核桃的生長有明顯的促進(jìn)作用，特別是B3和B2基質(zhì)均減少了泥炭用量，具有利于苗木生長的理化性質(zhì)，且全N含量較高，薄殼山核桃容器幼苗生長表現(xiàn)良好，因此選擇體積比為4∶1∶5的園土、泥炭和菌渣低成本配方基質(zhì)用于薄殼山核桃容器苗的培育，取得良好的育苗效果，可在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)薄殼山核桃容器苗培育的資源節(jié)約型和環(huán)境友好型生產(chǎn)。
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