不同基質(zhì)對(duì)白皮楊扦插苗生長(zhǎng)的影響

趙 麗，李佳陶，魯 敏，烏日恒，趙 江，劉平生

(1. 內(nèi)蒙古自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 呼和浩特010010； 2. 沙地生物資源保護(hù)與培育國(guó)家林業(yè)局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)

隨著人類社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)木材的需求量越來越大，楊樹因其生長(zhǎng)迅速，而被廣泛應(yīng)用。目前，楊樹已成為世界上中緯度平原地區(qū)栽培面積最大、木材產(chǎn)量最高的用材林樹種之一[1]。但在栽培中出現(xiàn)抗逆性和抗病性差，生長(zhǎng)緩慢，甚至成片死亡的現(xiàn)象。因此選擇適應(yīng)性強(qiáng)、材質(zhì)好、生長(zhǎng)快、繁殖容易的優(yōu)良品種楊樹，在北方生態(tài)建設(shè)中具有重要作用。

白皮楊(Populuscana)別名白皮青楊，屬楊柳科楊屬喬木。白皮楊在內(nèi)蒙古中部大青山北麓分布較廣，是當(dāng)?shù)氐膬?yōu)良鄉(xiāng)土樹種。該樹種具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，張貴祥等[2]研究認(rèn)為白皮楊不僅生長(zhǎng)快、病蟲危害極少，抵抗不良?xì)夂蛞蜃拥哪芰O強(qiáng)，而且白皮楊與胡楊的抗污染性能接近，具有極強(qiáng)的抗毒、抗污染性能。此外，白皮楊材質(zhì)好，木材收縮率小，木材不易開裂，力學(xué)性質(zhì)優(yōu)良，是優(yōu)質(zhì)的工業(yè)用材樹種，可在我國(guó)北部和中西部的許多地區(qū)大面積繁育推廣。

基質(zhì)是木本植物育苗的基礎(chǔ)和關(guān)鍵因素[3]，不同基質(zhì)其調(diào)節(jié)水分、養(yǎng)分、空氣的能力不同，直接影響插穗的生根能力以及苗木的生長(zhǎng)[4]，選擇合適的基質(zhì)是保證扦插成活率的關(guān)鍵[5]。目前有關(guān)基質(zhì)混合配比進(jìn)行扦插育苗的研究成果較多，邱鳳英等[6]認(rèn)為，珍珠巖與黃心土、泥炭按體積比1∶1∶1混配成的復(fù)合基質(zhì)，利于黃樟扦插生根和生長(zhǎng)；吳擢溪等[7]研究發(fā)現(xiàn)森科基質(zhì)(主要由樹皮及鋸末漚熟后摻入草炭土等制成)，是鐘花櫻扦插適宜基質(zhì)，有利于根系生長(zhǎng)；胡堂春等[8]研究表明半木質(zhì)化的尾赤桉綠枝用 70% 的紅心土和 30% 的粉河沙作為扦插基質(zhì)利于其成活與生長(zhǎng)。由此可見，單一基質(zhì)很難滿足需求，因此研究基質(zhì)的混合配比對(duì)不同樹種扦插繁殖具有重要意義。

目前尚缺乏基質(zhì)對(duì)白皮楊扦插生長(zhǎng)影響的相關(guān)報(bào)道。本試驗(yàn)以沙子、草炭、土為基礎(chǔ)基質(zhì)，通過不同比例復(fù)配，研究基質(zhì)對(duì)白皮楊扦插苗生長(zhǎng)的影響，探討基質(zhì)中影響白皮楊生長(zhǎng)的關(guān)鍵養(yǎng)分因子，以期為白皮楊在內(nèi)蒙古地區(qū)的育苗、種植、推廣提供技術(shù)支撐。

1 試驗(yàn)地自然概況

試驗(yàn)地位于呼和浩特市內(nèi)蒙古林科院樹木園，土地面積 21.7 hm2。地理坐標(biāo)為40°49′ N，111°41′ E，海拔1 056 m，氣候具有溫帶大陸性季風(fēng)氣候特點(diǎn)，冬季氣候干燥而寒冷，降雪量少，春季風(fēng)大沙多，夏季氣候溫涼，降水主要集中在7—9月。年均氣溫 5.8 ℃，年最低溫度 -32.8 ℃，年最高溫度 37.3 ℃，年均降水量 417.5 mm，年均蒸發(fā)量1 784 mm，相對(duì)濕度 42%～69%，無霜期130 d左右，終霜在5月中下旬，初霜在9月中旬[9]。土壤為栗鈣土，pH值為 8.0。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

2019年3月中旬，白皮楊葉芽未萌動(dòng)時(shí)，在內(nèi)蒙古呼和浩特市武川縣青楊苗圃園內(nèi)采集生長(zhǎng)健壯、插穗直徑在1 cm左右的1 a生萌生枝條為扦插材料，置于地窖中沙藏。

2.2 扦插試驗(yàn)

為探討不同基質(zhì)對(duì)白皮楊生長(zhǎng)的影響，本試驗(yàn)采用3種基礎(chǔ)基質(zhì)(沙子S1、土S2、草炭P)，按不同比例復(fù)配，形成5種扦插基質(zhì)。基質(zhì)配比：S1(沙子)、PS2(草炭∶土=1∶1)、S1S2(沙子∶土=1∶1)、S1S2P(沙子∶土∶草炭=1∶1∶1)、S2(土)。插床設(shè)置：扦插前深翻苗圃土壤，設(shè)置5個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)內(nèi)鋪設(shè)25 cm厚的基質(zhì)，插前噴灑 0.5% 高錳酸鉀溶液對(duì)土壤消毒，1 h后用清水沖洗待扦插。扦插時(shí)間：4月底開始硬枝扦插試驗(yàn)。扦插方法：將直徑為1 cm左右白皮楊萌生枝，從基部截取長(zhǎng)10 cm左右的插穗，按株行距10 cm × 10 cm進(jìn)行扦插，每種基質(zhì)扦插40株。扦插后立即澆水。生根前保持土壤濕潤(rùn)。生根后，視降雨量與干旱程度酌情澆水，每次以澆透為宜。同時(shí)，結(jié)合澆水定期進(jìn)行除草。

2.3 調(diào)查內(nèi)容

扦插試驗(yàn)前，挖取5種基質(zhì)送至沙地生物資源保護(hù)與培育國(guó)家林業(yè)局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行土壤營(yíng)養(yǎng)的化驗(yàn)與測(cè)試，測(cè)定指標(biāo)包括有機(jī)質(zhì)(x1)、全氮(x2)、全磷(x3)、全鉀(x4)、速效氮(x5)、速效磷(x6)和速效鉀(x7)7個(gè)指標(biāo)，每個(gè)指標(biāo)3個(gè)重復(fù)。生長(zhǎng)期結(jié)束后每種基質(zhì)隨機(jī)選擇白皮楊扦插苗15株，調(diào)查其苗高(y1)、地徑(y2)、節(jié)間數(shù)(y3)、節(jié)間距(y4)、地上鮮重(y5)和地上干重(y6)6個(gè)指標(biāo)，共調(diào)查75株。

2.4 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用SAS 9.2 軟件對(duì)所有指標(biāo)進(jìn)行方差分析、多重比較、主成分分析、相關(guān)分析和線性回歸分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同基質(zhì)對(duì)扦插苗生長(zhǎng)狀況的影響

不同基質(zhì)對(duì)白皮楊扦插苗生長(zhǎng)存在一定的影響，結(jié)果見表1。PS2基質(zhì)下苗高、地徑、地上鮮重、地上干重最高，分別為75 cm、6.93 mm、19.23 g、9.14 g，顯著高于其他幾種基質(zhì)(P<0.05)。S1S2P和S2基質(zhì)下苗高和地徑與S1基質(zhì)存在顯著性差異(P<0.05)。苗高和地徑均表現(xiàn)為：PS2 > S2 > S1S2P > S1S2 > S1，其中PS2基質(zhì)下苗高是S1基質(zhì)下的 2.48 倍；節(jié)間數(shù)、地上干重、地上鮮重均以PS2基質(zhì)最好，顯著高于其他基質(zhì)(P<0.05)。節(jié)間距以S1S2P和S2基質(zhì)最好，顯著高于其他基質(zhì)(P<0.05)。

表1 不同基質(zhì)白皮楊扦插苗生長(zhǎng)指標(biāo)比較Tab.1 Comparison of growth indexes of Populus cana cuttage seedlings with different matrix

對(duì)白皮楊生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，結(jié)果見表2。前2個(gè)主成分累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為 97.15%，因此只考慮第一、第二主成分。第一主成分主要反映了苗高、地上鮮重、地上干重等變量信息，它們的因子載荷量分別為 0.432 5、0.431 1、0.432 0；第二主成分主要反映了節(jié)間距，它的因子載荷量為 0.775 6。由此分析，扦插苗的苗高、地上干重、地上鮮重最能綜合反映出白皮楊長(zhǎng)勢(shì)狀況，其次為節(jié)間距。

表2 主成分的貢獻(xiàn)率及特征向量Tab.2 Contribution rate and eigenvector of principal components

3.2 不同基質(zhì)養(yǎng)分比較

本研究中不同基質(zhì)養(yǎng)分差異較大(圖1)，有機(jī)質(zhì)、全磷、速效磷、速效鉀存在顯著性差異(P<0.05)，全磷、全鉀、速效氮差異性不顯著。有機(jī)質(zhì)含量以S1S2P配比最高，具體表現(xiàn)為S1S2P > PS2 > S2 > S1S2 > S1；全氮含量、速效磷含量以PS2配比最高，均表現(xiàn)為PS2 > S1S2P > S2 > S1S2 > S1；速效鉀含量以PS2配比最高，表現(xiàn)為PS2 > S2 > S1S2 > S1S2P > S1。

圖1 不同基質(zhì)養(yǎng)分比較Fig.1 Comparison of nutrients in different matrix

3.3 不同基質(zhì)養(yǎng)分對(duì)白皮楊生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

不同基質(zhì)養(yǎng)分對(duì)白皮楊生長(zhǎng)指標(biāo)的影響見(表3)?；|(zhì)養(yǎng)分指標(biāo)和白皮楊生長(zhǎng)指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)在-0.801 0 至 0.928 7 之間，有機(jī)質(zhì)(x1)、全氮(x2)、速效磷(x6)、速效鉀(x7)與苗高(y1)、地徑(y2)、節(jié)間數(shù)(y3)、節(jié)間距(y4)、地上鮮重(y5)和地上干重(y6)成正相關(guān)，相關(guān)性達(dá)顯著水平。其中，速效鉀(x7)與苗高(y1)、地徑(y2)、節(jié)間數(shù)(y3)、地上鮮重(y5)和地上干重(y6)呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)最高，為 0.928 7。全磷(x3)與苗高(y1)、地徑(y2)、節(jié)間數(shù)(y3)、節(jié)間距(y4)、地上鮮重(y5)和地上干重(y6)呈負(fù)相關(guān)，全鉀(x4)、速效氮(x5)與苗高(y1)、地徑(y2)、節(jié)間數(shù)(y3)、節(jié)間距(y4)、地上鮮重(y5)和地上干重(y6)無相關(guān)性。這說明基質(zhì)中有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀增加，有利于苗高、地徑、節(jié)間距生長(zhǎng)，使地上干重、地上鮮重增加；全鉀、速效氮與苗木的生長(zhǎng)沒有明顯的相關(guān)性。

表3 基質(zhì)養(yǎng)分與白皮楊生長(zhǎng)指標(biāo)的相關(guān)性Tab.3 The correlation between matrix nutrient and growth index of Populus cana

為進(jìn)一步掌握基質(zhì)養(yǎng)分因子對(duì)白皮楊生長(zhǎng)的影響，選取最能反映白皮楊生長(zhǎng)狀況的2個(gè)指標(biāo)苗高(y1)、地上鮮重(y5)與有機(jī)質(zhì)(x1)、全氮(x2)、速效磷(x6)、速效鉀(x7)進(jìn)行線性回歸分析。由表4可見，2個(gè)線性回歸方程的決定系數(shù)R2分別為 0.874和

表4 線性回歸模型匯總Tab.4 Summary of linear regression model

0.916，F(xiàn)檢驗(yàn)均達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。

在顯著性 0.10 水平下剔除不符合顯著性要求的變量，得到多元線性回歸參數(shù)，見表5。根據(jù)模型y1、y5的對(duì)應(yīng)系數(shù)得到模型預(yù)測(cè)方程：

表5 線性回歸參數(shù)估計(jì)Tab.5 Estimation of linear regression parameter

y1=0.688x1+ 0.378x7+18.478

R2=0.874 (1)

y5=0.737x1+ 0.346x7+1.418

R2=0.916 (2)

x1對(duì)y1的貢獻(xiàn)率是 76.5%，x7對(duì)y1的貢獻(xiàn)率是 10.9%，其他因素貢獻(xiàn)率是 12.6%；x1對(duì)y5的貢獻(xiàn)率是 82.6%，x7對(duì)y5的貢獻(xiàn)率是 9.0%，其他因素貢獻(xiàn)率是 8.4%。這表明苗高生長(zhǎng)、地上鮮重的積累均與基質(zhì)中有機(jī)質(zhì)、速效鉀密切相關(guān)。

4 討論

植物扦插成活率和苗木質(zhì)量不僅與種條的質(zhì)量、種條的處理、扦插技術(shù)等因素有關(guān)，還與扦插基質(zhì)配方有密切關(guān)系[10-11]。目前，使用基質(zhì)配比進(jìn)行扦插試驗(yàn)多見于難生根、有性繁殖能力弱的樹種[12]。楊樹扦插易成活，對(duì)土壤要求較低，但不同質(zhì)地土壤對(duì)楊樹生長(zhǎng)存在較大影響，如趙天錫等[13]研究表明三倍體毛白楊在土壤肥力高、通透性好、中性或微堿性土壤條件下生長(zhǎng)情況較好，在黏性、堿性強(qiáng)的土壤上生長(zhǎng)較差。馬杰等[14]研究表明毛白楊無性系對(duì)土壤質(zhì)地和土壤條件有很強(qiáng)的選擇性，BT-17 在沙壤土生長(zhǎng)最好，BT-175在黏性黑土上生長(zhǎng)良好。本研究中白皮楊以草炭和土配比作為基質(zhì)，長(zhǎng)勢(shì)最好。

基質(zhì)中的養(yǎng)分狀況直接影響插穗生根及生根后苗木的生長(zhǎng)。由于基質(zhì)的容重、孔隙度、pH值、電導(dǎo)率、有機(jī)質(zhì)含量、氮磷鉀含量等理化性質(zhì)不同，生長(zhǎng)情況存在差異[15]?；|(zhì)中pH值也會(huì)對(duì)一些樹種的生根產(chǎn)生影響[16]。Medina等[17]研究表明在普通田園土中添加腐熟的香菇渣等，可以提高基質(zhì)的持水力，提高有機(jī)質(zhì)和氮、磷養(yǎng)分含量，提高苗木質(zhì)量。王春榮等[18]提出有機(jī)質(zhì)與苗木地上部分生物量和總生物量等生長(zhǎng)指標(biāo)具有顯著的相關(guān)性。速效磷與苗木生長(zhǎng)指標(biāo)無顯著的相關(guān)性，有機(jī)質(zhì)與全株生物量存在顯著的相關(guān)性[19]，這與本研究基質(zhì)中有機(jī)質(zhì)利于白皮楊扦插苗生長(zhǎng)，速效磷與苗木生長(zhǎng)指標(biāo)無顯著相關(guān)性的結(jié)論相一致。今后在基質(zhì)混配時(shí)，除考慮基質(zhì)混合復(fù)配后的理化性質(zhì)外，還應(yīng)重視扦插后期的管理，多方面綜合考慮，才能混合復(fù)配出適宜樹種扦插的基質(zhì)。

5 結(jié)論

(1) 以草炭和土配比作為基質(zhì)，白皮楊苗高達(dá)到75 cm，是沙子為基質(zhì)的 2.48 倍；扦插苗地徑、節(jié)間數(shù)、地上鮮重、地上干重顯著高于其他基質(zhì)(P<0.05)，草炭與土配比作為基質(zhì)最有利于白皮楊生長(zhǎng)，沙子最差。

(2) 白皮楊苗高生長(zhǎng)、地上生物量的積累與基質(zhì)中有機(jī)質(zhì)、速效鉀密切相關(guān)。