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      不同基質(zhì)配比對(duì)黃竹容器苗生長(zhǎng)的影響

      2021-07-13 04:34:46董文淵張孟楠
      世界竹藤通訊 2021年3期
      關(guān)鍵詞:葉面積容器生物量

      浦 嬋 董文淵 張孟楠 劉 培

      (1 大關(guān)縣林業(yè)和草原局 云南昭通 657400;2 西南林業(yè)大學(xué)筇竹研究院 云南昆明 650224;3 西南林業(yè)大學(xué)林學(xué)院 云南昆明 650224)

      黃竹(Dendrocalamusmembranaceus)為竹亞科牡竹屬植物,是我國(guó)境內(nèi)天然分布面積最大的大型叢生竹類,具有極其重要的生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1]。黃竹天然分布于我國(guó)滇南、滇西以及緬甸、老撾、泰國(guó)和越南等地區(qū),是瀾滄江水系中下游流域低山河谷區(qū)重要的生態(tài)保護(hù)屏障,也是該區(qū)域亞洲象的主食植物之一[2]。然而,大部分黃竹天然林存在于自然保護(hù)區(qū)或天然林保護(hù)范圍之外,近年來(lái)由于以橡膠為主的熱帶經(jīng)濟(jì)作物發(fā)展迅猛,對(duì)當(dāng)?shù)攸S竹天然林破壞嚴(yán)重,加之西雙版納州境內(nèi)天然黃竹出現(xiàn)大面積開(kāi)花死亡現(xiàn)象,黃竹天然林面積急劇減少,導(dǎo)致林分中棲息和生長(zhǎng)的動(dòng)植物生境破碎和喪失,如亞洲象因缺少食物來(lái)源而闖入居民區(qū),同時(shí)也造成嚴(yán)重的水土流失[3]。因此,急需開(kāi)展黃竹天然林資源保護(hù)和人工林培育方面的研究。2014年通過(guò)的《云南省竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2014—2020年)》將滇西南作為云南竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心地帶,保護(hù)現(xiàn)有竹林、新造竹林和合理開(kāi)發(fā)利用是該地區(qū)的發(fā)展重點(diǎn)[4]。黃竹在該地區(qū)分布范圍廣、經(jīng)濟(jì)生態(tài)效益優(yōu),因此成為該地區(qū)重點(diǎn)發(fā)展的竹種之一[5-7]。

      隨著黃竹造林面積的不斷擴(kuò)大,裸根苗造林成活率低,傳統(tǒng)的分蔸造林費(fèi)工費(fèi)時(shí),制約了黃竹林分的快速恢復(fù)和林分質(zhì)量的提高[8]。輕基質(zhì)容器苗根系完整,苗木質(zhì)量好,利于規(guī)?;嘤驮炝?,且不受造林地條件和造林季節(jié)的限制,是解決滇西南黃竹大面積人工造林的有效途徑[9-10]。目前,輕基質(zhì)容器育苗已在筇竹(Qiongzhueatumidinoda)、毛竹(Phyllostachysheterocycla)和菲白竹(Sasafortunei)等竹類以及其他林木育苗中廣泛應(yīng)用[11-13],而有關(guān)黃竹容器育苗的研究較少,因此本研究以黃竹實(shí)生苗為對(duì)象,探討不同原料配比的基質(zhì)對(duì)1年生黃竹容器苗生長(zhǎng)特性的影響,篩選最優(yōu)黃竹育苗基質(zhì),以期為規(guī)?;嘤S竹容器苗、提高黃竹造林成活率、加快黃竹林分恢復(fù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

      1 研究區(qū)概況

      試驗(yàn)地位于西南林業(yè)大學(xué)校園農(nóng)場(chǎng),地理位置為25°03′47.66″N,102°45′45.70″E,海拔1 891 m。屬北亞熱帶氣候類型[14-15],年平均氣溫約16 ℃,年溫差12~13 ℃,最熱月平均氣溫25 ℃左右,最冷月平均氣溫2 ℃左右,無(wú)霜期達(dá)240 d,干濕季分明,年平均相對(duì)濕度74%;土壤為山地紅壤。試驗(yàn)在溫室塑料大棚內(nèi)完成,溫室大棚只避雨不控制溫度和濕度。塑料棚內(nèi)溫度比裸地平均高2~3 ℃。

      2 研究方法

      2.1 試驗(yàn)材料

      供試黃竹種子于2016年3月底采集自西雙版納傣族自治州勐臘縣勐臘鎮(zhèn)龍林村開(kāi)花的天然黃竹林。將采集的種子在室溫下晾干后,置于4 ℃黑暗條件下貯藏備用。配制基質(zhì)的原料:草炭、腐殖質(zhì)、有機(jī)肥和蛭石均購(gòu)買(mǎi)于花卉市場(chǎng);復(fù)合肥中氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)所占質(zhì)量比均為16%。營(yíng)養(yǎng)袋規(guī)格(底徑×高度)為14 cm × 16 cm的無(wú)紡布袋。

      2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

      2016年8月23日,將黃竹種子用0.5%的甲醛溶液消毒15 min,用蒸餾水洗凈后,用竹簽將其播種于裝滿不同基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)袋中,基質(zhì)在播種前經(jīng)過(guò)5%多菌靈消毒。播種量為5粒/袋,播種深度2 cm左右,播種后澆透水,并在試驗(yàn)地上方搭建高1.4 m的單層遮陰棚,遮陰網(wǎng)透光度為40%,待竹苗生長(zhǎng)至百日后去除遮陰網(wǎng)。當(dāng)種子萌發(fā)至1芽2葉后進(jìn)行間苗,每個(gè)育苗袋留1株健壯竹苗,苗期管理為每周進(jìn)行2次澆水和除草。于2017年10月對(duì)幼苗各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定分析。

      試驗(yàn)基質(zhì)的成分及其質(zhì)量配比見(jiàn)表1。采用完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì),每個(gè)處理重復(fù)3次,每個(gè)重復(fù)5袋,共計(jì)150袋。

      表1 試驗(yàn)基質(zhì)的組成及其質(zhì)量配比Tab.1 The composition and proportion of substrate in test matrix %

      2.3 指標(biāo)測(cè)定

      1) 基質(zhì)土理化性質(zhì)測(cè)定。物理性質(zhì)指標(biāo)包括含水量、容重、孔隙度、持水量,化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)包括pH值及有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀含量,測(cè)定方法參考相關(guān)文獻(xiàn)[16-17]。

      2) 黃竹苗形態(tài)及生理指標(biāo)測(cè)定。苗木地徑、苗高、葉面積分別用電子游標(biāo)卡尺、直尺、葉面積儀測(cè)定;葉片氮含量及葉綠素SPAD值采用植株養(yǎng)分速測(cè)儀測(cè)定;葉綠素和類胡蘿卜素采用丙酮—乙醇混合液浸提法測(cè)定。

      3) 黃竹苗生物量測(cè)定。采用烘干稱重法測(cè)定。

      2.4 數(shù)據(jù)分析

      采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析,并用最小顯著差數(shù)法(LSD)進(jìn)行多重比較,Excel 2007進(jìn)行圖表制作。

      3 結(jié)果與分析

      3.1 不同基質(zhì)土的理化性質(zhì)

      不同基質(zhì)土理化性質(zhì)的測(cè)定分析結(jié)果見(jiàn)表2。

      表2 不同基質(zhì)土的理化性質(zhì)Tab.2 The soil physical and chemical properties of different substrates

      3.1.1 不同基質(zhì)土的物理性質(zhì)

      育苗基質(zhì)的物理性質(zhì)直接影響植株對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收[18-20]。由表2可知,10種不同成分基質(zhì)間的孔隙度和容重差異顯著。除CK處理外,其余各處理的容重為0.35~0.84 g/cm3,其中A1處理,其容重最小,僅為0.35 g/cm3;A2處理容重最大,為0.78 g/cm3;A1處理容重較小的原因是該處理中腐殖質(zhì)含量最多??偪紫抖戎笜?biāo)反映基質(zhì)的孔隙狀況,孔隙度大,基質(zhì)容納的空氣和水分就多,就越有利于植物根系生長(zhǎng)。除CK處理外,其余各處理的總孔隙度均較大,說(shuō)明這幾種基質(zhì)配比方式都具有質(zhì)量較輕、孔隙度適中的優(yōu)點(diǎn)。CK處理的最大持水量和自然持水量分別為84.25%和68.91%,均為最小。

      3.1.2 不同基質(zhì)土的化學(xué)性質(zhì)

      不同植物對(duì)土壤酸堿度的要求不同,在選擇基質(zhì)時(shí)應(yīng)考慮不同基質(zhì)配比的酸堿度。由表2可知,除CK處理外,腐殖質(zhì)是影響基質(zhì)pH值的重要原因,隨基質(zhì)中腐殖質(zhì)所占比重的減少,基質(zhì)pH值呈增大趨勢(shì);有機(jī)質(zhì)含量的主要影響因子為草炭,隨基質(zhì)中草炭所占比重的增加,基質(zhì)有機(jī)質(zhì)含量呈增大趨勢(shì),草碳含量最高的A6處理,其有機(jī)質(zhì)含量達(dá)346.26 g/kg,草碳含量最低的A2處理,其有機(jī)質(zhì)為238.96 g/kg。土壤全氮、有效磷、速效鉀含量的高低直接關(guān)系到植物產(chǎn)量的高低[21],試驗(yàn)各處理的有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀含量顯著大于CK處理,其中A3處理的基質(zhì)有效磷、速效鉀含量都居于最高水平,分別為50.04和165.50 mg/kg,分別是CK處理的9.91和3.03倍。

      3.2 不同基質(zhì)中黃竹容器苗植株生長(zhǎng)狀況

      由圖1可知,在不同基質(zhì)中黃竹容器苗地上部分生長(zhǎng)狀況差異顯著,各基質(zhì)中黃竹容器苗的地徑和株高分別比CK高出25.72%~70.41%和54.14%~126.01%。其中A3處理的苗木生長(zhǎng)狀況最好,其地徑和苗高分別為3.49 mm和74.67 cm,其次為A2和A7處理。A3處理中的苗木地徑和苗高分別是CK的1.70倍和2.26倍;A4、A5、A6處理間的苗木地徑和苗高差異不顯著。

      圖1 不同基質(zhì)處理的黃竹苗地徑和株高Fig.1 Ground diameter and plant height of D. membranaceus seedlings treated with different substrates

      3.3 不同基質(zhì)中黃竹容器苗的生物量

      生物量大小及分配比例是衡量苗木生長(zhǎng)狀況的重要指標(biāo)。從圖2可看出,各基質(zhì)處理間黃竹苗生物量差異顯著,其中A3處理的1年生苗生物量最高,達(dá)34.50 g,是最低處理CK的4.20倍,A7處理次之。在所有處理中,A3處理的根葉生物量都最大,分別是15.31 g和8.18 g;A7處理的莖生物量最大,為12.10 g。在植株生物量中,根、莖、葉的分配比例除A7處理外,均表現(xiàn)為根>莖>葉趨勢(shì);根、莖、葉的平均生物量分別為9.49、8.54和5.80 g,分配比例分別為39.79%、35.81%和24.40%。

      圖2 不同基質(zhì)處理的黃竹苗生物量及其分配Fig.2 The biomass and its distribution of D. membranaceus seedlings treated with different substrates

      3.4 不同基質(zhì)中黃竹容器苗的分蘗數(shù)及根系生長(zhǎng)

      分蘗數(shù)可直觀反映禾本科植物生長(zhǎng)活力。由圖3可知,A3處理的黃竹苗分蘗數(shù)最多,為8.67棵,是CK處理的2.17倍,其次為A7和A2處理,分蘗數(shù)分別為8.00棵和7.67棵;其余處理的分蘗數(shù)都是CK的1.5~2.0倍。

      圖3 不同基質(zhì)處理的黃竹苗分蘗數(shù)Fig.3 The tiller number of D. membranaceus seedlings treated with different substrates

      根系是植物吸收水分和礦物質(zhì)的主要器官,又是植物中氨基酸、激素等合成、同化、轉(zhuǎn)化的器官,因此根系的生長(zhǎng)狀況和活力直接影響植物個(gè)體的生長(zhǎng)情況、營(yíng)養(yǎng)水平和產(chǎn)量水平[21-22]。由圖4可知,在母株主根中,A3處理的苗木根數(shù)最多、根長(zhǎng)最長(zhǎng),分別為12.33根、13.44 cm;A2和A7處理次之。在分株主根中,根數(shù)最多為A7處理,主根數(shù)為16.67根,其次為A3處理15.64根,分別是CK處理的2.94和2.76倍;A3處理的苗木根長(zhǎng)最長(zhǎng),為15.02 cm,是CK處理的1.56倍。

      圖4 不同基質(zhì)處理的黃竹苗根系生長(zhǎng)狀況Fig.4 The root growth of D. membranaceus seedlings treated with different substrates

      3.5 不同基質(zhì)中黃竹容器苗的葉面積

      植物葉面積是影響植物生物量積累的關(guān)鍵因素。從圖5可看出,在各基質(zhì)處理中,A2處理的黃竹苗葉面積最大,為20.10 cm2;其次分別為A3和A7處理,苗木葉面積分別為19.76和19.57 cm2;CK處理的葉面積最小,為9.03 cm2。各處理的苗木葉面積與CK間均存在顯著差異。

      圖5 不同基質(zhì)處理的黃竹苗葉面積Fig.5 The leaf area of D. membranaceus seedlings treated with different substrates

      3.6 不同基質(zhì)中黃竹容器苗葉片的光合作用能力

      葉綠素含量是衡量植物葉片光合能力的關(guān)鍵指標(biāo),其相對(duì)數(shù)量可以用SPAD值表示。由圖6可知,不同基質(zhì)處理對(duì)黃竹容器苗葉片總氮含量和SPAD值的影響差異顯著,且總氮含量和SPAD值基本呈現(xiàn)出一致的顯著性。葉片總氮含量最高的是A4處理,為2.43 mg/g,SPAD值最高的也為A4處理,為27.93,總氮值和SPAD值分別比最低的CK處理高出17.70%和27.07%。葉片的總氮含量和SPAD值在不同處理間差異雖然顯著,但是差異幅度較小。在光合色素指標(biāo)中,不同基質(zhì)處理的黃竹苗葉綠素a、葉綠素b、葉綠素及類胡蘿卜素含量差異顯著(圖7)。其中,A4處理的總?cè)~綠素較高,為1.80 mg/g,是最低處理CK的1.82倍,其次為A3和A7處理;類胡蘿卜素除CK處理外,不同處理間均存在著差異,但差異幅度較小。

      圖6 不同基質(zhì)處理的黃竹苗葉片總N含量及葉綠素SPAD值Fig.6 The total N content and SPAD value of leaves in D. membranaceus seedlings treated with different substrates

      圖7 不同基質(zhì)處理的黃竹苗葉片色素含量Fig.7 The leaf pigment content in D. membranaceus seedlings treated with different substrates

      4 討論與結(jié)論

      基質(zhì)是給容器育苗提供營(yíng)養(yǎng)、固定根系的主要載體,是保障育苗成活及苗木質(zhì)量的關(guān)鍵因素。合理的基質(zhì)組成成分和配制比例是保證容器苗正常生長(zhǎng)的基本條件之一,由于不同基質(zhì)配比的理化性質(zhì)差異較大[23],進(jìn)而導(dǎo)致苗木生長(zhǎng)狀況存在著明顯差異。通常,植物在容重為0.1~0.8 g/cm3的基質(zhì)上均生長(zhǎng)良好[24],既能固定植株,也有利于管理與運(yùn)輸水分和養(yǎng)分;基質(zhì)的總孔隙度一般在70%~90%比較好[25]。試驗(yàn)選用的基質(zhì)主要由腐殖質(zhì)、草炭和有機(jī)肥這些極易獲得且成本低的原料通過(guò)一定的比例配合而成,輔加少量復(fù)合肥和蛭石?;|(zhì)的化學(xué)性質(zhì)決定基質(zhì)養(yǎng)分供應(yīng),從而直接影響植物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量[26]。

      本研究結(jié)果顯示,不同基質(zhì)之間,黃竹容器苗除苗高存在顯著差異外,其他各測(cè)定指標(biāo)均存在著極顯著差異;試驗(yàn)各處理基質(zhì)對(duì)苗木生長(zhǎng)的促進(jìn)作用均好于對(duì)照。試驗(yàn)各處理基質(zhì)間相比,A3處理的基質(zhì)(腐殖質(zhì)∶草炭∶有機(jī)肥∶蛭石∶復(fù)合肥=50.00%∶25.00%∶15.00%∶7.00%∶3.00%)對(duì)苗木生長(zhǎng)的促進(jìn)作用最大,其次為A7處理的基質(zhì)(腐殖質(zhì)∶草炭∶有機(jī)肥∶蛭石∶復(fù)合肥=50.00%∶25.00%∶20.00%∶5.00%∶0%)。因此在黃竹基質(zhì)育苗中,建議據(jù)A3處理配制基質(zhì)。

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