金縷梅科植物容器育苗關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展綜述

黃瑩瑩李炎林

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；3.湖南省中亞熱帶優(yōu)質(zhì)花木繁育與利用工程中心，湖南 長(zhǎng)沙 410128；4.國(guó)家教育部園藝作物種質(zhì)創(chuàng)新與新品種選育工程研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410128)

引言

二十大對(duì)推動(dòng)綠色發(fā)展，促進(jìn)人與自然和諧共生作出新的部署，堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先、提倡擴(kuò)大綠色空間。這對(duì)園林綠化品質(zhì)提出更高的轉(zhuǎn)型要求，逐步從單一化走向標(biāo)準(zhǔn)化、集約化、規(guī)?；姆N植模式。容器育苗對(duì)提高園林生態(tài)、景觀和經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。由于傳統(tǒng)育苗技術(shù)成活率不高，如何改善苗木品質(zhì)成為林業(yè)育苗中的重要問(wèn)題。因此，發(fā)展容器育苗是目前我國(guó)林業(yè)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

金縷梅科(Hamamelidaceae)植物為木本植物，多為灌木或喬木，具有觀葉、觀花、觀果等價(jià)值，目前，楓香樹(shù)屬、檵木屬、蚊母樹(shù)屬等植物在園林綠化和觀賞中廣泛應(yīng)用，可用作庭院觀賞、行道樹(shù)、庭蔭樹(shù)、綠籬、盆景、切花等。我國(guó)金縷梅科植物有18屬78種，集中分布于南部及西南部地區(qū)。然而，由于其繁殖技術(shù)較為傳統(tǒng)，且效率低下，使得育苗難以適應(yīng)市場(chǎng)需求。要適應(yīng)我國(guó)園林綠化的發(fā)展，必須改良傳統(tǒng)育苗技術(shù)，大力加強(qiáng)發(fā)展容器育苗。

1 容器育苗相關(guān)研究進(jìn)展

1.1 容器育苗概述

1.1.1 容器育苗的概念

傳統(tǒng)育苗技術(shù)多采取“包裝材料+黏土育苗”的方法，會(huì)使苗木產(chǎn)生窩根、卷根、成活率較低、質(zhì)量重、生長(zhǎng)緩慢等問(wèn)題。容器育苗技術(shù)主要通過(guò)將不同容器裝入配制好的基質(zhì)或營(yíng)養(yǎng)土進(jìn)行育苗，通常將容器苗置入大棚、溫室等保護(hù)設(shè)施中培養(yǎng)，以利于幼苗的生存和生長(zhǎng)環(huán)境，并能更好地進(jìn)行工廠化育苗。用容器育苗方法培育出的苗木即為容器苗[1]。

1.1.2 容器育苗的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：播種量少，育苗周期短，苗木出苗率高，成活率高，不受季節(jié)、地理?xiàng)l件限制，苗木的規(guī)格和質(zhì)量易控制。有研究表明，大田育苗需3～4年才能出圃造林，容器育苗只需0.5～1年，且每株苗木的育苗成本不到大田育苗的50%。缺點(diǎn)：在營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)、栽培設(shè)備上投入較大，過(guò)程中若有差錯(cuò)，會(huì)影響整個(gè)生產(chǎn)流程，對(duì)操作技術(shù)要求也較高。

1.2 國(guó)內(nèi)外容器育苗發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)外有關(guān)學(xué)者對(duì)容器育苗的容器規(guī)格、類型、材質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)配比、提高苗木質(zhì)量、增加側(cè)根、水肥管理、溫濕度控制、苗木生長(zhǎng)規(guī)律等方面進(jìn)行大量試驗(yàn)研究。

20世紀(jì)50年代，我國(guó)容器育苗技術(shù)開(kāi)始出現(xiàn)，當(dāng)時(shí)主要用于桉樹(shù)和木麻黃的培養(yǎng)繁育[2]。廣東、廣西、云南等是我國(guó)最早培育容器育苗的地區(qū)，但發(fā)展速度較慢。20世紀(jì)70年代，容器育苗技術(shù)提高，南方廣泛運(yùn)用木麻黃、銀合歡等樹(shù)種；20世紀(jì)70年代后期，逐步由南到北向全國(guó)發(fā)展，并研制開(kāi)發(fā)出多種類型的的育苗容器，逐步完善基質(zhì)的配制和容器育苗技術(shù)。到了20世紀(jì)80年代，隨著國(guó)外引進(jìn)育苗溫室，開(kāi)始采用鋼架薄膜大棚，使容器育苗得到更大發(fā)展，并將其推廣到園林工程綠化、城市屋頂綠化等領(lǐng)域。20世紀(jì)90年代，我國(guó)科研單位開(kāi)發(fā)出新型塑料大棚、溫室等設(shè)備，但因未進(jìn)行商品化生產(chǎn)，導(dǎo)致其應(yīng)用效果不佳。近年來(lái)，容器苗快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)學(xué)者針對(duì)容器類型、規(guī)格、基質(zhì)配方、促根劑及生產(chǎn)管理措施等進(jìn)行大量研究并應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)踐[3]。目前，我國(guó)的容器育苗技術(shù)研究與國(guó)外已基本同步，但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)層次分明，在產(chǎn)品的應(yīng)用上，與國(guó)外相比仍有很大的差距。

國(guó)外容器育苗從20世紀(jì)50年代中期研究和推廣，20世紀(jì)70年代初試生產(chǎn)，20世紀(jì)80年代開(kāi)始迅速發(fā)展，尤其是在加拿大、瑞典、挪威等高緯度國(guó)家。在芬蘭、南非、巴西的容器苗比例較大。以瑞典為例，1987年年產(chǎn)苗量的80%都為容器苗；巴西容器苗占年總產(chǎn)量的90%[3]。從20世紀(jì)90年代起，在美、澳、新、歐洲等地，都開(kāi)始了自動(dòng)化育苗[4]。20世紀(jì)，法國(guó)和瑞典等國(guó)家基本實(shí)現(xiàn)了育苗容器化，并采用容器苗的裝播作業(yè)線進(jìn)行生產(chǎn)容器苗。在國(guó)外林業(yè)先進(jìn)國(guó)家，容器育苗的發(fā)展經(jīng)歷了3個(gè)時(shí)期：露地容器育苗，溫室容器育苗，育苗作業(yè)工廠化[9]。一些先進(jìn)國(guó)家已形成從種子處理、苗木培育到造林的科學(xué)的栽培體系[5]。可按綠化幼苗、大苗等培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)計(jì)出不同的容器品種、規(guī)格及育苗基質(zhì)，并可利用設(shè)施調(diào)節(jié)光、溫、水、氣、肥等環(huán)境因子[6]。

1.3 容器育苗及育苗容器的研究

容器的選用要根據(jù)苗木品種、生長(zhǎng)習(xí)性、成本等因素來(lái)確定。

1.3.1 容器材料

根據(jù)材料可分為4大類，塑料容器(塑料薄膜、硬塑料杯、穴盆)，泥容器(營(yíng)養(yǎng)磚、營(yíng)養(yǎng)缽)，紙容器和無(wú)紡布容器。按化學(xué)特性，可分為能自行降解、不能自行降解2類，前者可將容器與苗木一起栽植，而后者必須取出容器后進(jìn)行移植。我國(guó)目前普遍采用的是塑料薄膜容器，雖成本低廉，但培育期較長(zhǎng)或木質(zhì)化程度高的苗易發(fā)生窩根、卷根等現(xiàn)象?？山到鉄o(wú)紡布容器是作為一種被廣泛接受的容器，具有易加工、易分解、透氣、價(jià)格低、環(huán)保等特點(diǎn)，有空氣切根效果。

1.3.2 容器規(guī)格

容器規(guī)格大小對(duì)苗木地上部分和總干物質(zhì)質(zhì)量有很大影響。篩選容器規(guī)格時(shí)參考地區(qū)條件、樹(shù)種、苗齡、預(yù)計(jì)育苗期限等因素。容器規(guī)格的趨勢(shì)是在一定范圍內(nèi)隨容積增大，苗木地徑、重量均相應(yīng)增加，但對(duì)苗高無(wú)明顯影響，適當(dāng)增加容器直徑，相應(yīng)降低容器高度，利于苗木地徑生長(zhǎng)[6]。

1.3.3 容器顏色

顏色對(duì)育苗有一定程度影響，夏天光直射在黑色容器中，基質(zhì)的溫度可能會(huì)超過(guò)48℃[7]，淺色容器可以使容器溫度下降，但白色聚乙烯袋不耐紫外光，易于老化，且顏色接近透明，生長(zhǎng)在基質(zhì)周圍的海藻物質(zhì)會(huì)使基質(zhì)中含氧量急劇下降，從而影響苗木生長(zhǎng)。

1.4 容器育苗及育苗基質(zhì)的研究

育苗基質(zhì)的理化性質(zhì)決定了苗木水分和營(yíng)養(yǎng)的供給狀況，并影響苗木的生長(zhǎng)發(fā)育[3]。通常選用質(zhì)輕，容重和孔隙大小均衡，保水透水性好、通氣性好，有形成穩(wěn)固根坨的物理性能和陽(yáng)離子交換力強(qiáng)的化學(xué)性質(zhì)良好的材料。同時(shí)，按照因地制宜原則，結(jié)合國(guó)內(nèi)園林產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，合理利用當(dāng)?shù)剞r(nóng)林廢棄物資源。

1.4.1 育苗基質(zhì)研究進(jìn)展

20世紀(jì)90年代初期，以黃土、火燒土、草灰土等為主要基質(zhì)。薛秀康[1]以草炭土加少量松樹(shù)表土作為濕地松適宜的生長(zhǎng)基質(zhì)；王莉等[8]試驗(yàn)結(jié)果顯示，山地土、黃心土配比為2∶1是側(cè)柏生長(zhǎng)的最佳基質(zhì)配比；奧小平等研究得出黃心土、砂、有機(jī)肥配比為8∶1∶1為油松生長(zhǎng)最佳基質(zhì)配比。

近年來(lái)，輕基質(zhì)逐步發(fā)展，材料以珍珠巖、蛭石、泥炭、草炭、木屑、谷殼、椰糠、實(shí)用菌渣為多。如，馬雪紅等[9]研究表明，泥炭與谷糠比例為7∶3為木荷輕基質(zhì)的最佳組合；韋小麗等用樹(shù)皮粉培育濕地松容器苗；孟格蕾[10]研究發(fā)現(xiàn)，草炭、園林廢棄物、田園土、珍珠巖配比為4∶1.5∶1∶2是北美紅杉容器苗基質(zhì)的最佳基質(zhì)配比。

1.4.2 輕基質(zhì)研究

由于我國(guó)泥炭資源短缺，且受國(guó)家法規(guī)的制約，應(yīng)尋求其他替代資源。園林有機(jī)廢棄物是目前被認(rèn)為最佳的泥炭代替基質(zhì)，不僅能改善基質(zhì)的理化性質(zhì)，且有效解決有機(jī)廢棄物的處置問(wèn)題，提高資源利用率。鋸木屑是一種成本低、來(lái)源廣泛、環(huán)保的木材加工副產(chǎn)物。有研究表明，木屑、樹(shù)皮等在容器苗中表現(xiàn)出與泥炭相當(dāng)?shù)男阅埽诎拇罄麃喓图幽么蟮饶静馁Y源豐富的國(guó)家，其被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)。

周新華等[11]認(rèn)為，7∶1.5∶1.5的泥炭、稻殼、木屑體積比最適合杉木容器育苗；何波祥等[12]研究結(jié)果顯示，泥炭、珍珠巖、松樹(shù)皮配比為6∶3∶1最適合樟樹(shù)容器育苗；徐味[13]試驗(yàn)表明，腐殖質(zhì)、泥炭、棕絲粉、鋸木屑為1/2∶1∶2∶1/3配比為培育棕櫚苗的最佳基質(zhì)；張怡[14]研究表明，泥炭、森林表土為1∶1的基質(zhì)和泥炭土、鋸木屑為3∶1的基質(zhì)最適宜培育閩楠容器苗；陶永明[15]研究表明，川西云杉容器苗基質(zhì)最佳比為泥炭∶鋸木屑∶珍珠巖=6∶3∶1。

1.4.3 金縷梅科植物容器育苗基質(zhì)研究

金縷梅科植物的容器育苗基質(zhì)研究以楓香容器苗研究為多。范輝華[16]等采用泥炭、谷殼比為7∶3，加入控釋肥2.5kg·m-3基質(zhì)培育楓香獲得較高的成活率；盧翔等[17]認(rèn)為，0.6泥炭加0.4珍珠巖和0.46泥炭加0.27珍珠巖加0.27稻殼作為楓香容器苗培育效果較好。

1.5 容器育苗及微生物菌肥研究

微生物菌肥是一種新型的有機(jī)、可持續(xù)的肥料，是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外肥料研究的熱點(diǎn)問(wèn)題[18]。在提高土壤有機(jī)質(zhì)，提高土壤活性，控制病蟲害等方面，都具有良好的應(yīng)用前景。近年來(lái)，隨著生物技術(shù)發(fā)展，大量試驗(yàn)在基質(zhì)中接種菌根菌。研究結(jié)果顯示，菌根菌對(duì)苗木生長(zhǎng)有良好促進(jìn)和保護(hù)作用，特別是在土壤條件較差的地區(qū)，效果顯著。

根據(jù)葛誠(chéng)統(tǒng)計(jì)，目前已核準(zhǔn)注冊(cè)的微生物肥料產(chǎn)品有9個(gè)菌劑類、2個(gè)菌肥類品種。而國(guó)內(nèi)有關(guān)生物菌肥的研究主要集中在果蔬、作物方面。微生物菌肥的施用效果受載體、微生物種類、寄主植物、土壤環(huán)境等影響，應(yīng)根據(jù)不同植物的需要和環(huán)境，選擇合適的天然微生物組，并設(shè)置相應(yīng)的菌肥。蘇宏等[19]試驗(yàn)結(jié)果表明，SS31菌肥對(duì)玫瑰香葡萄根系區(qū)域微生物群落有明顯的促進(jìn)作用，能增加群落代謝活性和多樣性。涂保華等[20]研究表明，復(fù)合微生物菌肥可促進(jìn)水稻生長(zhǎng)，提高水稻產(chǎn)量、土壤養(yǎng)分，維持土壤肥力。

1.6 容器育苗及苗木質(zhì)量評(píng)價(jià)

由于缺少容器苗標(biāo)準(zhǔn)，不同地區(qū)對(duì)苗木質(zhì)量有不同要求，過(guò)去多采用形態(tài)指標(biāo)來(lái)衡量苗木質(zhì)量，20世紀(jì)80年代開(kāi)始側(cè)重于生理指標(biāo)和形態(tài)指標(biāo)相互作用。魯敏等認(rèn)為，以苗木地徑、頂芽干重、單株干重、地上與地下干重等表型指標(biāo)，結(jié)合可溶性糖含量、根系活力等生理指標(biāo)為主要指標(biāo)，并輔以高徑比和冠根比作為輔助參考指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)容器苗質(zhì)量為佳；黃寶龍等根據(jù)能否形成根團(tuán)、根系是否健全等因子判斷苗木質(zhì)量；陳輝等將主量分析法應(yīng)用于苗木質(zhì)量評(píng)估中，得出主要評(píng)價(jià)指標(biāo)依次為地徑、苗高、生物量和根干重。

2 容器育苗存在問(wèn)題及解決方法

2.1 存在問(wèn)題

2.1.1 育苗設(shè)施落后，機(jī)械化水平不高

很多地區(qū)生產(chǎn)仍停留在手工作業(yè)階段，培育方式主要為露地和塑料大棚容器育苗，制約了產(chǎn)量和質(zhì)量。

2.1.2 容器育苗基質(zhì)受制約

目前，沒(méi)有針對(duì)特點(diǎn)植物設(shè)置規(guī)范性指標(biāo)，存在一定的經(jīng)驗(yàn)和盲目性，盡管種類較多，但同種基質(zhì)在不同產(chǎn)地、批次間質(zhì)量差異大，使用效果不穩(wěn)定。另外，泥炭作為育苗基質(zhì)的主要原料，逐漸被限制開(kāi)發(fā)利用。

2.1.3 根系畸形問(wèn)題

在有限的基質(zhì)中進(jìn)行容器育苗，會(huì)制約其根系發(fā)育，而苗木的根系畸形問(wèn)題不可逆，其不良效果要經(jīng)過(guò)多年后才能消除。

2.1.4 專業(yè)化程度低

與傳統(tǒng)育苗技術(shù)相比，容器育苗在操作流程上較復(fù)雜，基質(zhì)配置、施用都需專業(yè)人員操作，目前專業(yè)培訓(xùn)水平不高；此外，在實(shí)際生產(chǎn)管理上常出現(xiàn)因灌溉、施肥不當(dāng)，抑制苗木生長(zhǎng)。

2.2 解決方法

制定統(tǒng)一、科學(xué)的容器育苗生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范和苗木質(zhì)量評(píng)估體系。目前研究多集中在容器和基質(zhì)等方面，未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)苗木質(zhì)量調(diào)控及生產(chǎn)機(jī)械化的研究，尤其是對(duì)施肥方式、光周期和苗木根系畸形矯正等具體的研究。此外，需積極尋找泥炭代替基質(zhì)，實(shí)現(xiàn)基質(zhì)生產(chǎn)本地化[5]。

目前，針對(duì)容器育苗根系畸形問(wèn)題的改良方法有物理方法矯正、化學(xué)法斷主根、NAA促進(jìn)側(cè)根生長(zhǎng)和改變苗型設(shè)計(jì)4種。化學(xué)斷根法是將含有重金屬離子的油漆涂在育苗容器的內(nèi)壁，從而阻斷根系向下生長(zhǎng)；物理矯正法主要是為了根系向下生長(zhǎng)而設(shè)計(jì)特殊的容器；或者使用NAA和ABT生根粉促進(jìn)側(cè)根生成。

在容器育苗的推廣和應(yīng)用方面，應(yīng)加大專項(xiàng)資金投入，促進(jìn)容器苗的機(jī)械化和自動(dòng)化，并加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人才的培訓(xùn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

采用容器育苗技術(shù)能為金縷梅科植物的快速繁殖、開(kāi)發(fā)利用和種質(zhì)改良提供依據(jù)和參考。根據(jù)苗木自身生態(tài)習(xí)性和生長(zhǎng)環(huán)境對(duì)容器苗的基質(zhì)、容器、環(huán)境等進(jìn)行調(diào)控，從而控制成本，提高育苗質(zhì)量和效率，短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)大量?jī)?yōu)質(zhì)種苗，推動(dòng)林業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。