林利勤
摘 要:為探究油松容器育苗過(guò)程中基質(zhì)性質(zhì)與苗木生長(zhǎng)生理特性之間的關(guān)系,促進(jìn)苗木生長(zhǎng),本文首先強(qiáng)調(diào)了油松容器育苗基質(zhì)性質(zhì)選擇的重要性。其次,分析了基質(zhì)性質(zhì)對(duì)苗木生長(zhǎng)發(fā)育的影響,包括物理性質(zhì)對(duì)根系發(fā)展、化學(xué)性質(zhì)對(duì)養(yǎng)分供應(yīng)以及生物活性對(duì)苗木健康的影響?;谏鲜鼋嵌?,提出了促進(jìn)苗木生長(zhǎng)的油松容器育苗基質(zhì)性質(zhì)選擇策略,包括物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、生物性質(zhì)、可持續(xù)性和環(huán)境友好性等方面。
關(guān)鍵詞:油松;容器育苗;基質(zhì)性質(zhì);苗木生長(zhǎng)
油松容器育苗是一種常見(jiàn)的林木育苗方法,它采用容器栽培基質(zhì)來(lái)提供營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng)環(huán)境。油松苗木的生長(zhǎng)生理特性也與容器育苗基質(zhì)密切相關(guān),以光合作用為例,基質(zhì)對(duì)光合作用的影響主要體現(xiàn)在光合有效輻射的傳遞和反射上。此外,基質(zhì)中的養(yǎng)分含量和形態(tài)也會(huì)對(duì)苗木的氣孔導(dǎo)度、葉綠素含量、葉片生理特性產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響到植物的生長(zhǎng)速率和養(yǎng)分利用效率。因此,深入了解油松容器育苗基質(zhì)性質(zhì)及其與苗木生長(zhǎng)生理特性之間的關(guān)系,有助于優(yōu)化容器育苗技術(shù),提高油松苗木的生長(zhǎng)質(zhì)量和成活率,為林木育種和造林工作提供科學(xué)依據(jù)。
1油松容器育苗基質(zhì)性質(zhì)選擇的重要性
1.1基質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要性
苗期階段,苗木需要穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境?;|(zhì)過(guò)于松散或者易于壓實(shí)可能導(dǎo)致根系發(fā)展受限制,甚至影響到空氣的流通,進(jìn)而影響根系的呼吸作用。此外,結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的基質(zhì)會(huì)在灌溉后容易出現(xiàn)沉降,這會(huì)改變?nèi)萜鲀?nèi)水分梯度,影響根系對(duì)水分的吸收均勻性,從而影響苗木的水分狀況和生長(zhǎng)速度。因此,選擇結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基質(zhì)對(duì)于保障苗木健康成長(zhǎng)極為重要。
1.2水氣管理的關(guān)鍵性
基質(zhì)的水分保持能力和透氣性直接關(guān)系到苗木的水氣平衡,苗木的生長(zhǎng)需要適宜的土壤濕度,過(guò)多或過(guò)少的水分都會(huì)對(duì)其生長(zhǎng)造成影響?;|(zhì)需要能夠在保證足夠水分的同時(shí),又不至于水分過(guò)多導(dǎo)致缺氧,從而抑制根系生長(zhǎng)。透氣性差的基質(zhì)可能會(huì)導(dǎo)致根部環(huán)境缺氧,影響根系健康,甚至誘發(fā)根部病害。因此,選擇既能夠保持適當(dāng)水分又能保證良好透氣性的基質(zhì),對(duì)苗木生長(zhǎng)尤為關(guān)鍵。
1.3營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)能力的重要性
質(zhì)中的營(yíng)養(yǎng)狀況應(yīng)滿足苗木在生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)各種營(yíng)養(yǎng)元素的需求。不僅要包含足量的宏觀營(yíng)養(yǎng)元素如氮、磷、鉀,還需要提供必要的微量元素。缺乏任何一種營(yíng)養(yǎng)元素都可能導(dǎo)致苗木生長(zhǎng)不良或出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)失調(diào)的癥狀。同時(shí),基質(zhì)中營(yíng)養(yǎng)元素的釋放速率也需要與苗木的生長(zhǎng)速率相匹配,以確保持續(xù)地養(yǎng)分供應(yīng)[1]。
2油松容器育苗基質(zhì)性質(zhì)對(duì)苗木生長(zhǎng)理性特征的影響
2.1物理性質(zhì)對(duì)根系發(fā)展的影響
基質(zhì)的物理性質(zhì)中最為關(guān)鍵的一項(xiàng)是孔隙結(jié)構(gòu),它直接影響到根系的擴(kuò)展和生長(zhǎng)。良好的孔隙結(jié)構(gòu)能夠保證空氣和水分在基質(zhì)中的有效流動(dòng),從而為油松苗木的根部提供必需的氧氣和水分,健康發(fā)達(dá)的根系需要足夠的氧氣來(lái)維持其細(xì)胞的代謝活動(dòng);如果基質(zhì)過(guò)于緊實(shí),空氣交換受阻,根系會(huì)因缺氧而窒息,這將嚴(yán)重抑制苗木的生長(zhǎng)。適當(dāng)?shù)目紫抖炔粌H有利于空氣的交換,還能促進(jìn)根尖的穿透力,允許根系更深入、更廣泛地?cái)U(kuò)展到基質(zhì)中[2]。
其次,基質(zhì)中的容重也對(duì)根系發(fā)展具有顯著影響。容重是指基質(zhì)單位體積的重量,它直接關(guān)系到基質(zhì)的緊實(shí)程度以及根系擴(kuò)展的難易程度。適中的容重可以確保根系在不費(fèi)力的情況下穿透基質(zhì),從而形成強(qiáng)健的根系結(jié)構(gòu)?;|(zhì)過(guò)于輕盈可能會(huì)造成植物支撐力不足,導(dǎo)致苗木倒伏;相反,過(guò)于沉重的基質(zhì)則會(huì)限制根系的生長(zhǎng)空間,使得根部難以擴(kuò)展,進(jìn)而影響苗木對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收能力。此外,適宜的水分保持性能確保水分在不同氣候條件下可以被平衡地供應(yīng)給苗木?;|(zhì)持水能力差會(huì)導(dǎo)致苗木經(jīng)歷干旱應(yīng)激,特別是在高溫或風(fēng)干條件下,苗木可能會(huì)迅速失水,從而影響其正常生長(zhǎng)。相反,如果基質(zhì)過(guò)于保水,可能會(huì)引起水分過(guò)剩,導(dǎo)致根部環(huán)境缺氧,從而誘發(fā)病害的發(fā)生。另外,良好的排水性亦可防止根部積水所造成的厭氧條件,這些條件通常會(huì)導(dǎo)致根系疾病并限制根部的呼吸作用[3]。
2.2化學(xué)性質(zhì)對(duì)養(yǎng)分供應(yīng)的影響
基質(zhì)的pH值直接影響土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的可用性,油松苗木所需的許多微量元素和營(yíng)養(yǎng)成分在中性或微酸性pH值條件下最易被植物根系吸收。例如,鐵和錳在酸性條件下更為可溶,而鈣、鎂和磷在接近中性的pH值時(shí)吸收最優(yōu)。因此,適宜的pH值能夠保障油松苗木有效吸收必需營(yíng)養(yǎng),促進(jìn)其健康生長(zhǎng)。
基質(zhì)的電導(dǎo)率反映了土壤中的總鹽濃度,這也是衡量養(yǎng)分供應(yīng)能力的一項(xiàng)重要指標(biāo)。較高的電導(dǎo)率意味著較高水平的可溶性鹽類和營(yíng)養(yǎng)素,但若超出一定閾值,便可能對(duì)苗木造成滲透壓?jiǎn)栴},導(dǎo)致根系損傷或抑制生長(zhǎng)。相反,電導(dǎo)率過(guò)低則表明營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不足,不利于苗木發(fā)展。因此,適當(dāng)管理基質(zhì)的電導(dǎo)率對(duì)于確保油松容器育苗的成功非常關(guān)鍵。此外,基質(zhì)的離子交換能力(CEC)也對(duì)養(yǎng)分的供應(yīng)起到?jīng)Q定性作用,較高的CEC值表示基質(zhì)能夠更有效地保持和供應(yīng)植物所需的營(yíng)養(yǎng)離子,如K+、Ca2+和Mg2+等,避免它們被水洗走,從而維持足夠的養(yǎng)分供應(yīng),支持苗木的連續(xù)生長(zhǎng)。最后,基質(zhì)中的微量元素也是不可忽視的化學(xué)組成部分,對(duì)油松苗木的生長(zhǎng)具有重大影響,微量元素雖然只需要極少量,但它們對(duì)于植物生理功能的正常進(jìn)行是必不可少的。例如,鐵參與葉綠素合成,缺鐵會(huì)導(dǎo)致苗木黃化;鋅是許多酶的活性中心,缺鋅會(huì)影響苗木的生長(zhǎng)發(fā)育[4]。
2.3生物活性對(duì)苗木健康的影響
基質(zhì)中的生物活性是指其內(nèi)部微生物群落的活力與多樣性。這些微生物,包括細(xì)菌、真菌、放線菌等,對(duì)油松苗木的健康成長(zhǎng)有著至關(guān)重要的影響。健康的微生物群落能夠促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的分解,轉(zhuǎn)化成植物易于吸收的形態(tài),這不僅增加了基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)含量,同時(shí)也提高了營(yíng)養(yǎng)元素的利用率。在微生物的幫助下,根系能更有效地吸收水分和養(yǎng)分,從而促進(jìn)整個(gè)植物體的生長(zhǎng)和發(fā)育。其次,一些特定的微生物還能與油松苗木形成共生關(guān)系,比如菌根真菌。這類真菌與植物根系相結(jié)合,可以大大擴(kuò)展植物的根系吸收面積,使苗木在基質(zhì)中更有效地吸收水分和養(yǎng)分,尤其是磷和其他微量元素。通過(guò)這種共生機(jī)制,苗木可以在養(yǎng)分較為匱乏的條件下也能正常生長(zhǎng)發(fā)育[5]。
3基于促進(jìn)苗木生長(zhǎng)的油松容器育苗基質(zhì)性質(zhì)選擇策略
3.1物理性質(zhì)
選擇基質(zhì)的物理性質(zhì)時(shí),粒度組成需根據(jù)油松苗木根系的生長(zhǎng)習(xí)性進(jìn)行調(diào)整。確保基質(zhì)中粗、細(xì)顆粒的合理比例,以便形成多孔結(jié)構(gòu),促進(jìn)水分和空氣在基質(zhì)中的良好流動(dòng),可使用一定比例的砂礫混合有機(jī)質(zhì)如泥炭或樹(shù)皮堆肥,既能保持適宜的空隙率,又能為苗木提供必要的水分和固體支撐。具體操作時(shí),可通過(guò)篩選不同大小顆粒,組成具有30%~50%的大顆粒(例如2~5mm直徑)和50%~70%的小顆粒(低于2mm)的混合物。
其次,在確?;|(zhì)透氣性的同時(shí),還要保證足夠的持水性,可通過(guò)增加基質(zhì)中有機(jī)質(zhì)含量,如腐殖土、泥炭等來(lái)實(shí)現(xiàn)。有機(jī)質(zhì)不僅能吸附和保持水分,還提供了良好的空氣交換條件。持水性和透氣性的平衡是通過(guò)調(diào)整有機(jī)物與無(wú)機(jī)物的比例來(lái)控制的。例如,在基質(zhì)中加入15%~30%的泥炭和10%~20%的珍珠巖或蛭石,就能達(dá)到良好的水氣平衡。此外,基質(zhì)容重的理想范圍應(yīng)該使得基質(zhì)在濕潤(rùn)狀態(tài)下既不會(huì)過(guò)于沉重,也不會(huì)過(guò)于輕,從而保證苗木在生長(zhǎng)過(guò)程中穩(wěn)定,并易于在育苗場(chǎng)之間移動(dòng)。調(diào)整基質(zhì)容重可以通過(guò)控制有機(jī)質(zhì)和礦質(zhì)成分的比例來(lái)完成,通常加入蛭石、珍珠巖或膨脹頁(yè)巖等輕質(zhì)材料以降低容重,提高搬運(yùn)效率。
對(duì)于育苗基質(zhì)來(lái)說(shuō),排水性也是非常重要的考慮因素。良好的排水性可以避免水分過(guò)多引起的缺氧問(wèn)題,防止根系病害的發(fā)生。通過(guò)增加基質(zhì)中的粗砂、碎石或其他類似材料,可以改善基質(zhì)的排水性能。排水性的測(cè)試可以通過(guò)測(cè)量飽和基質(zhì)在自然重力作用下的排水速率來(lái)完成,優(yōu)化配方直至達(dá)到快速但不失水分保持能力的排水效果。最后,基質(zhì)在裝填過(guò)程中太過(guò)壓實(shí)會(huì)導(dǎo)致根系發(fā)育不良,而過(guò)于松散又可能使植物穩(wěn)定性不足。因此,在選擇基質(zhì)時(shí),要確保所選材料能在一定壓力下保持適度密實(shí)度,同時(shí)又能允許根系穿透和擴(kuò)展。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的壓實(shí)測(cè)試,調(diào)整基質(zhì)成分和濕度,找到最佳的裝填密度,確保苗木在移栽和生長(zhǎng)過(guò)程中都保持較好的穩(wěn)定性。
3.2化學(xué)性質(zhì)
油松作為針葉樹(shù)種,一般偏好微酸性到中性土壤(pH 值為5.5~7.0)。因此,基質(zhì)應(yīng)調(diào)整至這一pH值范圍以滿足苗木的需求。具體實(shí)施時(shí),可以通過(guò)添加石灰來(lái)提高太酸性的基質(zhì)pH值,或使用硫黃粉降低過(guò)堿性的基質(zhì)pH值。調(diào)節(jié)pH值的同時(shí)需保持其穩(wěn)定性,這通常需要將調(diào)節(jié)劑混合均勻,且可能需要周期性測(cè)試以確保其長(zhǎng)期穩(wěn)定。其次,基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)含量必須符合油松苗木生長(zhǎng)的需要。油松在育苗階段對(duì)氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素有較高的要求,可通過(guò)添加完全配方肥料,可以確?;|(zhì)中含有適量的N、P、K和其他必需的微量元素。比例通常是通過(guò)分析油松的營(yíng)養(yǎng)消耗模式確定,在育苗期間還要考慮肥料的緩釋特性,以避免營(yíng)養(yǎng)的突然失衡。此外,基質(zhì)中的電導(dǎo)率(EC)是衡量基質(zhì)中可溶鹽總量的指標(biāo),直接影響苗木的水分吸收和鹽分脅迫?;|(zhì)的EC值需控制在適宜范圍內(nèi),以促進(jìn)苗木良好生長(zhǎng)。如果EC過(guò)高,可能需要通過(guò)淋洗來(lái)降低鹽分。通過(guò)對(duì)基質(zhì)進(jìn)行定期的EC測(cè)試,并根據(jù)結(jié)果調(diào)整灌溉和施肥策略,以保持適度的EC值。另外,基質(zhì)的陽(yáng)離子交換能力(CEC)也是重要化學(xué)屬性。CEC高的基質(zhì)能更好地吸附和供應(yīng)植物所需的陽(yáng)離子營(yíng)養(yǎng)元素。通過(guò)選擇天然有機(jī)質(zhì)如泥炭或者施用腐殖質(zhì)土等物質(zhì),可以提升基質(zhì)的CEC。由于這些物質(zhì)具有較高的CEC,它們能增強(qiáng)基質(zhì)的養(yǎng)分吸持能力,使肥料利用率最大化。
3.3生物性質(zhì)
在選擇油松容器育苗基質(zhì)的生物性質(zhì)時(shí),必須考慮基質(zhì)中的微生物活性。所選用的基質(zhì)應(yīng)含有一定量的有益微生物,如真菌和細(xì)菌,它們能夠促進(jìn)養(yǎng)分循環(huán),提高苗木對(duì)養(yǎng)分的吸收能力,可使用已經(jīng)過(guò)發(fā)酵處理的有機(jī)肥料,如腐熟的堆肥,它們能提供豐富的微生物群落。為確保有益微生物的活性,應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試確認(rèn)基質(zhì)的微生物群落結(jié)構(gòu),保證其對(duì)油松生長(zhǎng)有益。其次,基質(zhì)中應(yīng)包含生物刺激劑,可選擇與油松相容的種類,并通過(guò)接種實(shí)驗(yàn)確保其在基質(zhì)中的有效結(jié)合和增殖,如海藻提取物和腐植酸,可以提升基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài),并通過(guò)刺激根部發(fā)展來(lái)加速養(yǎng)分的吸收,這些天然成分能夠作為植物生長(zhǎng)促進(jìn)因子,提高苗木的整體養(yǎng)分利用效率。生物刺激劑不僅能直接影響植物生長(zhǎng),還能改善微生物環(huán)境,可添加如菌根等微生物制劑,與油松苗木根系形成共生關(guān)系,使植物更有效地吸收水分和礦物質(zhì),同時(shí)提高對(duì)逆境的抵抗力。此外,部分生物刺激劑包含能夠提高土壤透氣性和保水能力的物質(zhì)。例如,腐植酸和有機(jī)質(zhì)能夠改善基質(zhì)結(jié)構(gòu),確保根部有足夠的氧氣供應(yīng),減少生理應(yīng)激狀況,從而促進(jìn)根系健康發(fā)展。在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的基質(zhì)條件和苗木的生長(zhǎng)階段進(jìn)行定制化的生物刺激劑管理計(jì)劃。通常,生物刺激劑可以通過(guò)澆灌、噴霧或與基質(zhì)混合的方式施用。例如,在播種前將基質(zhì)與生物刺激劑混合,可以幫助剛發(fā)芽的幼苗快速建立強(qiáng)健的根系;在生長(zhǎng)季節(jié),通過(guò)葉面噴施或澆灌的方法定期施用生物刺激劑,以支持苗木的生長(zhǎng)并緩解生長(zhǎng)壓力。
3.4可持續(xù)性和環(huán)境友好性
油松容器育苗基質(zhì)應(yīng)選擇可再生或廣泛可獲得的資源,例如本地的有機(jī)廢棄物,如林業(yè)殘留物、農(nóng)業(yè)廢料(稻殼、麥秸)和城市綠化廢棄物。這些材料不僅減少了生產(chǎn)成本,也減少了環(huán)境足跡,同時(shí)促進(jìn)了有機(jī)循環(huán)利用。例如,可將木屑、樹(shù)皮、葉子和其他有機(jī)廢棄物經(jīng)堆肥化處理后作為基質(zhì)的一部分。通過(guò)這種方式,將廢棄物轉(zhuǎn)化為育苗基質(zhì),既減少了填埋或焚燒導(dǎo)致的環(huán)境污染,又實(shí)現(xiàn)了資源的高效利用。其次,選擇基質(zhì)時(shí)還需要考慮其對(duì)環(huán)境的影響,特別是對(duì)土壤和水體的潛在污染。應(yīng)避免使用可能含有重金屬或其他有害化學(xué)物質(zhì)的材料。例如,應(yīng)規(guī)避使用接觸過(guò)有害物質(zhì)的工業(yè)廢料。同時(shí),基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)成分,如氮、磷、鉀等,應(yīng)保持在促進(jìn)油松苗木生長(zhǎng)所需的最適水平而不過(guò)量,以避免肥料流失對(duì)周?chē)h(huán)境造成污染。在施用肥料時(shí),采用控釋肥料可以減少養(yǎng)分流失,通過(guò)緩慢釋放養(yǎng)分,不僅為苗木提供較為穩(wěn)定的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng),還可減少肥料施用頻次,降低勞動(dòng)成本和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。另外,選用的基質(zhì)材料應(yīng)具備良好的分解性能,以便在育苗周期結(jié)束后能夠自然分解,減少對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)。例如,可生物降解的木質(zhì)纖維、竹纖維等,作為育苗容器材料,可以在苗木出圃后隨土壤一同分解,減少塑料等難降解材料的使用。最后,基質(zhì)的整體生產(chǎn)和使用過(guò)程應(yīng)考慮能源消耗和溫室氣體排放。盡量使用機(jī)械和能源效率較高的生產(chǎn)線,比如利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源來(lái)替代傳統(tǒng)能源。在育苗過(guò)程中,應(yīng)通過(guò)合理的溫室管理和自然通風(fēng)減少能耗。在運(yùn)輸基質(zhì)原料和成品過(guò)程中,盡量采取減少運(yùn)輸距離和優(yōu)化物流方式,比如選用地理位置相對(duì)較近的供應(yīng)商,或采用集裝箱批量運(yùn)輸?shù)炔呗?,?lái)降低運(yùn)輸過(guò)程中的能耗和排放。
綜上所述,容器育苗基質(zhì)性質(zhì)對(duì)油松苗木的生長(zhǎng)發(fā)育起著至關(guān)重要的作用。因此,深入了解油松容器育苗基質(zhì)性質(zhì)及其與苗木生長(zhǎng)生理特性之間的關(guān)系具有重要意義。容器育苗基質(zhì)的理化性質(zhì)直接影響到水分、氧氣、養(yǎng)分的吸附、保持和釋放,從而影響到根系的健康生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)吸收。了解并優(yōu)化油松容器育苗基質(zhì)性質(zhì)與苗木生長(zhǎng)生理特性之間的關(guān)系,對(duì)于提高油松苗木的生長(zhǎng)質(zhì)量、抵抗逆境和成活率具有重要意義。
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