控根容器育苗對柿樹大苗光合作用和生長的影響

呂英忠，李丁丁，李 豪，梁志宏＊

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，山西 太谷030815；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，山西 太谷030800）

柿樹（DiospyroskakiL.）是我國本土的樹種，分布于我國大部分地區(qū)，是我國重要的經(jīng)濟(jì)樹種，除東北三省和新疆、西藏外，全國各地都有種植［1]。隨著柿果營養(yǎng)價值和藥用價值被越來越多人所了解，柿果產(chǎn)業(yè)也得到迅速發(fā)展，苗木需求量逐漸增加。目前柿樹建園大多采用大田裸根苗，不僅苗圃輪作占用土地、定植受季節(jié)限制，而且建園后緩苗期長、見效慢［2]。容器育苗由于基質(zhì)比園土有更好的水分和養(yǎng)分緩沖能力［3]，具有育苗周期短、苗木移栽成活率高、四季皆可移栽、定植后前期生長快等優(yōu)點［4]，在林業(yè)生產(chǎn)上被廣泛應(yīng)用?？馗萜饔缡抢每諝庑薷恚浞职l(fā)揮容器的增根、控根和促長作用培育園林綠化苗木，此種方法很好地解決了育苗過程中窩根、根盤繞生長等問題［5－6]，目前在園林綠化和果樹苗木培育中應(yīng)用廣泛，這種育苗方式在葡萄［7]、櫻桃［8]、蘋果［9]、楊梅［10]等果樹苗木培育中都有應(yīng)用研究，但柿容器大苗培育未見報道。對柿樹容器育苗技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究，不僅有利于提高柿樹的苗木質(zhì)量，還可以為高標(biāo)準(zhǔn)建園和優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

本文以控根容器為定植盆，以自制半輕型營養(yǎng)土作為基質(zhì)，對柿樹裸根苗進(jìn)行大苗培育，通過對柿樹水分狀況、光合作用、生長和生物量分配等指標(biāo)調(diào)查測定，分析控根容器育苗對柿樹苗木水分生理狀況、光合作用和生長的影響，以期為柿幼樹培育提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗在山西省太谷縣山西省農(nóng)科院果樹研究所苗木繁育基地進(jìn)行，北緯37°12′，東經(jīng)112°28＇，暖溫帶大陸性氣候，無霜期170d，海拔830m，年均降雨量462.9mm。

選擇生長一致的2年生柿子嫁接苗木（砧木為黑棗，接穗為牛心柿12株，分別定植在控根容器和大田中，水分管理均為當(dāng)土壤相對含水量低于60%時進(jìn)行澆水，全光照。育苗基質(zhì)為原土秸稈牛糞珍珠巖＝2331混合而成，這一基質(zhì)配比是我們之前的研究中篩選出來的［10]，容器為40cm×40cm的控根容器。大田苗定植在周邊的大田中，土壤為沙壤土，園土和育苗基質(zhì)的養(yǎng)分狀況見表1。秋季落葉后收獲植株，對其形態(tài)指標(biāo)和生物量測定。

表1 育苗基質(zhì)和園土的土壤養(yǎng)分

1.2 指標(biāo)測定

1.2.1 水勢和光合作用 選擇7月連續(xù)晴天，用PMS1505D－EXP（PMS Albany USA）測定，凌晨水勢的測定時間是日出前，正午水勢的測定時間是12：00－14：00。光合指標(biāo)的測定時間是7月連續(xù)晴天上午的9：00－11：00。用 Li－6400（Li－Cor，Lincoln，USA）光合測定系統(tǒng)紅藍(lán)光源葉室測定，選擇苗木中上部向陽面的成熟葉片進(jìn)行檢測。記錄凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度（Ci）和蒸騰速率（Tr），并根據(jù)光合速率和蒸騰速率計算瞬時水分利用效率（WUE）。處理與對照各選3株樹，每株測定5枚葉片。生長指標(biāo)測定：苗高用布卷尺進(jìn)行測量，讀數(shù)精確到1cm。直徑用游標(biāo)卡尺測量，讀數(shù)精確到0.01mm。測定苗高、地徑、側(cè)枝數(shù)、側(cè)枝基徑后，將苗木用大量水沖洗干凈，在根莖處切斷，分成地上部分和地下部分，將根根據(jù)直徑分為小于1mm、1～2mm、2～5mm、5mm以上，用根系分析儀測定不同徑級的根系長度。之后將植物材料放入85℃烘箱內(nèi)烘干，取出后用萬分之一天平稱量其干重。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS23.0軟件進(jìn)行單因素統(tǒng)計分析方差分析，對照和處理的均值比較采用T檢驗以P＜0.05作為差異顯著性標(biāo)準(zhǔn)，用SigmaPlot10.0軟件進(jìn)行繪圖。所有指標(biāo)測定均為3個以上重復(fù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 容器育苗對苗木凌晨和正午水勢的影響

由圖1可以看出，容器柿子苗的凌晨水勢顯著高于大田苗（P＜0.05），高出大田苗0.12MPa，但二者的正午水勢沒有顯著差異。

圖1 容器苗和大田苗的凌晨和正午水勢

2.2 容器育苗對苗木光合作用的影響

光合速率的強(qiáng)弱可以很好地反映苗木葉片合成有機(jī)物質(zhì)、積累碳水化合物和儲備能量的能力，也能反映植物根系對水分和養(yǎng)分的吸收能力，充足的水分和礦質(zhì)營養(yǎng)供應(yīng)是維持較高光合速率的基礎(chǔ)［9]。由圖2可以看出，容器苗的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率均顯著高于大田苗（P＜0.05），分別比大田苗高22%、19%和18%，說明基質(zhì)比土壤對柿容器苗具有更好的水分和養(yǎng)分供應(yīng)能力，同時氣孔開張程度也較大，水分損失較多。容器苗和大田苗間的水分利用效率沒有顯著差異，表明二者的植物光合作用和氣孔導(dǎo)度對水分限制的響應(yīng)都同步，未受到環(huán)境脅迫。

圖2 容器苗和大田苗的光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率和水分利用效率

2.3 容器育苗對苗木株高、側(cè)枝長、地徑、側(cè)枝基徑的影響

苗木株高、側(cè)枝長、地徑、側(cè)枝基徑等生長指標(biāo)可以衡量苗木對基質(zhì)的適應(yīng)性，是體現(xiàn)苗木質(zhì)量的主要指標(biāo)。從圖3可知，控根容器苗的株高、側(cè)枝長和地徑都顯著高于大田苗（P＜0.05），分別比大田苗高出54.3%、84%、105%，說明容器苗的基質(zhì)可以比土壤提供更加優(yōu)越的生長環(huán)境；側(cè)枝基徑略高于大田苗，但二者沒有顯著性差異。

圖3 容器苗與大田苗的株高、側(cè)枝長、基徑、側(cè)枝基徑

2.4 容器育苗對苗木生物量及根冠比的影響

由圖4可以看出，容器苗的地上部分生物量比大田苗高130%，顯著高于大田苗（P＜0.05），地下部分生物量也顯著高于大田苗（P＜0.05），表明容器苗較大田苗生長更加迅速，基質(zhì)促長效果明顯，這與苗木株高、側(cè)枝長、地徑等指標(biāo)顯著高于大田苗相一致。而容器苗和大田苗的根冠比沒有顯著性差異，說明容器苗生長前期控冠效果并不明顯。

圖4 容器苗與大田苗地上、地下部分生物量及根冠比

2.5 容器育苗對苗木不同基徑根的重量、長度的影響

由圖5上可以看出，容器苗徑級根的干重顯著高于大田苗（P＜0.05），根直徑在0～1（mm）、1～2（mm）、2～5（mm）和5mm以上的分別比大田苗高630%、147%、209%、47%。4類容器苗根徑中，直徑0～1mm的根重所占比例最高，直徑1～2mm的根所占比例最低，由大到小依次排序是：W（0～1mm）＞W(wǎng)（＞5mm）＞W(wǎng)（2～5mm）＞W(wǎng)（1～2mm）；而大田苗4類根徑中，直徑5mm以上的根所占比例最高，也是直徑1～2mm的根所占比例最低，由大到小排序依次是：W（＞5mm）＞W(wǎng)（2～5mm）＞W(wǎng)（0～1mm）＞W(wǎng)（1～2mm）。

由圖5下可以看出，容器苗的總根長顯著高于大田苗（P＜0.05），比大田苗高251%。且直徑在0～1mm、1～2mm、2～5mm、5mm以上方面均顯著高于大田苗（P＜0.05），分別比大田苗高198%，110%，91%，65%。徑級在0～1mm容器苗的根長占比高于大田苗，而1～2mm、2～5mm和5mm以上根長占比低于大田苗。

3 討論

3.1 容器育苗對苗木水分狀況和光合作用的影響

水勢是反應(yīng)植物水分狀況的有效指標(biāo)，一般凌晨水勢是植物水勢日變化中的最高值，即一天中水分狀況最好的時段，而正午水勢是一天中水勢變化的最低值，即一天中水分狀況最差的階段。凌晨水勢主要受到土壤水分狀況的影響，也有研究中用凌晨水勢可以替代土壤水勢來反應(yīng)土壤的水分狀況［11]，而正午水勢一方面與土壤水分狀況有關(guān)，另一方面與植物的蒸散、水分輸導(dǎo)能力等因素有關(guān)［12，13]。在本研究中，容器苗的凌晨水勢高于大田苗，這說明經(jīng)過傍晚的水分補(bǔ)充后，育苗基質(zhì)提供的水分優(yōu)于大田，容器苗在經(jīng)過夜間的補(bǔ)水后其水分狀況也好于大田苗。兩者的正午水勢差異不顯著，表明兩種苗木在經(jīng)歷一上午的蒸散后，二者植物水分狀況沒有顯著性差異。同時我們也發(fā)現(xiàn)容器苗的凌晨水勢和正午水勢的差值更大，這表明容器苗的水分狀況在一天中波動更大，這說明體積有限的容器基質(zhì)水分供應(yīng)不及大田苗穩(wěn)定［12]。

圖5 不同徑級根的長度和重量

通常植物水勢會低于土壤水勢，這樣有利于土壤－根系－植物－大氣這一水分循環(huán)系統(tǒng)的正常運行。但水勢過低也會影響到植物的光合作用，如在干旱過程中植物的水勢通常會大幅度降低。植物的光合系統(tǒng)應(yīng)對水分供應(yīng)不足導(dǎo)致的水勢降低通常的響應(yīng)規(guī)律是：植物短期的響應(yīng)是氣孔關(guān)閉，從而降低蒸散耗水，但同時也限制了CO2從氣孔進(jìn)入，從而抑制光合作用；較嚴(yán)重的干旱也會導(dǎo)致植物光合系統(tǒng)受到損傷，進(jìn)一步限制光合作用［14]。除了水分狀況會影響到植物的光合作用外，養(yǎng)分狀況也會影響到植物的光合作用，如氮肥的施用能夠提高植物光合作用和水分利用效率［15，16]。在本研究中，兩種苗木的正午水勢相當(dāng)，容器苗的光合作用更大，這種差異主要是養(yǎng)分的差異造成的，育苗基質(zhì)的養(yǎng)分含量更高（見表1），更加提高了容器苗的光合作用。

3.2 容器育苗對柿樹苗木生長的影響

苗木質(zhì)量是影響苗木移植成活率和定植后生長情況的關(guān)鍵因素。目前形態(tài)指標(biāo)依然是評價苗木指標(biāo)的主要指標(biāo)體系［17]。在本研究中，容器苗在苗高、地徑、側(cè)枝數(shù)等方面均高于大田苗，容器苗在地上部分生物量和地下部分生物量方面均高于大田苗。容器育苗和大田苗的根冠比差別不大。以上結(jié)果表明容器苗在生長上存在明顯優(yōu)勢。

本研究中還發(fā)現(xiàn)了容器苗細(xì)根生物量（直徑＜2mm）占整個容器苗總根生物量的33.51%，而大田苗細(xì)根生物量只占苗木總根生物量的11.39%。細(xì)根是植物進(jìn)行吸收功能的部分，而粗根的主要功能是輸導(dǎo)和儲藏［18]，細(xì)根的比例更高表明容器苗的吸收部位較大田苗占有明顯優(yōu)勢。究其變化原因可能是容器苗在空氣修根作用下促進(jìn)了細(xì)根的發(fā)生和生長［19，20]，而這種細(xì)根的發(fā)生和生長也為地上部分提供更多的水分與養(yǎng)分元素，有利于苗木的生長和抗逆［18]。

4 結(jié)論

容器柿樹苗的凌晨水勢更高，光合作用更大。容器柿樹苗木在株高、基徑、側(cè)枝數(shù)、不同直徑根、地上和地下部分生物量都優(yōu)于大田苗，表明容器苗在苗木生長和苗木質(zhì)量上有較大優(yōu)勢，有利于移栽后的成活和生長；但水分供應(yīng)穩(wěn)定性不及大田苗，因此需要注重水分管理，尤其是在夏季高溫時，及時補(bǔ)水對苗木正常生長尤為重要。因此在生產(chǎn)上容器育苗結(jié)合滴灌補(bǔ)水是補(bǔ)充水分的及時有效方式。