不同育苗基质对马尾松苗木生长的影响

刘晚传，陈杰连，黄建雄，覃 冀，汪迎利，潘庆优，梁太丽，何波祥*

（1.信宜市林业科学研究所，广东 茂名 525300；2.广东省森林培育与保护利用重点实验室/ 广东省林业科学研究院，广东 广州 510520）

马尾松（Pinus massoniana Lamb.）是我国重要的用材、造纸及产脂树种，人工造林面积大、分布广、适应性强，在我国林业生产中占有重要地位[1-2]。传统的裸根苗造林成活率低，缓苗期长，造林初期生长缓慢，造林效果差。以黄心土为育苗基质，保水透气性差，不利于苗木根系生长，且重量重、运输难、根系不发达、土块易松散，易断根，造林成效低[3]。较于传统的裸根苗及黄心土为基质的育苗方式，轻基质育苗具有通透性好、苗木根系发达、根团保存完整、移栽成活率高、便于运输、环保等优点[4-5]。本试验采用来自不同种源的高脂马尾松优良家系，设计了轻基质配方，开展轻基质与黄心土育苗对比试验，探究在轻基质中苗木的生长发育规律，为马尾松轻基质育苗提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验苗圃位于广东省信宜市林业科学研究所，地处东经110°57′24″、北纬22°20′58″，海拔100～200 m，属南亚热带季风气候。温暖多雨、光热充足，无霜期为347～355 d，夏季长年平均气温22.4 ℃，最冷为1 月，平均气温为14.7 ℃，最热为7 月，平均气温28.2 ℃。年均相对湿度77%，年降水量为1 800 mm，年平均日照时数为1 939 h。土壤为偏酸性的赤红壤。

1.2 试验材料

供试材料来源于广东省信宜市国家马尾松良种基地培育的马尾松实生苗，包括高州、信宜、德庆、郁南、罗定和英德6 个种源10 个优良家系，分别记为F1～F10。在春季采用沙床播种催芽，苗高9～10 cm 时将苗木移入育苗容器中。育苗容器为15 cm×35 cm 黑色塑料袋，容器壁上和底部有小孔，利于空气和水分渗透。育苗基质材料采用泥炭土、椰糠、珍珠岩和黄心土等配制，在基质中添加1%沤制腐熟的过磷酸钙[6]。育苗期间各试验处理的水肥条件和管理措施基本保持一致。

1.3 试验设计

育苗基质设置3 种处理，记为M1、M2 和M3（CK），基质成分与配比详见表1。苗木生长节律测定试验，每个处理中每个家系育苗设3 个重复，每个重复50 株；苗木生物量测定破坏性取样试验的部分，每个处理中每个家系育苗设4 个重复，每个重复50 株。

表1 基质成分与配比（体积比）

1.4 数据调查与分析

1）苗木生长节律测定。在每个处理的3 个重复中，每个家系随机选取30 株定期进行生长监测，测量苗高、地径等生长指标。苗高每半个月调查1 次，用常规量尺测量；地径每个月调查1 次，用游标卡尺测量，精确度0.1 cm。同时调查半年生和一年生时的苗木保存率。

2）苗木生物量测定。每季度调查1 次，每次调查抽取1 个重复中的50 株苗木，将马尾松苗全株完整取出，现场测量记录苗高、地径和根长。在根茎处将苗木地上部分（枝叶）与地下部分（根系）分开，将枝叶装进透明塑料密封袋，在实验室用电子天平分别测定苗木地上部分和地下部分的鲜重和干重，采用爱普生Epson Expression 11000XL 扫描仪扫描根系，观测得到苗木根系总长度、根平均直径、根总表面积和根总体积等指标。测定苗木干物质质量时，新鲜样品经105 ℃杀青30 min，然后再经70 ℃烘干至恒质量后用1/100 天平称量。

3）试验数据采用Microsoft excel 2016 软件处理、分析及作图，用SAS 9.4 统计软件GLM模块进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 苗木保存率分析

苗木能否适应基质配方直接体现在苗木的保存率。苗期调查结果显示，处理M1 和M2 的半年生苗木保存率平均值分别为99.8%、99.0%，M3（CK）保存率高达100%。一年生时处理M1 和M2 的苗木保存率平均值分别为99.4%、98.6%，M3（CK）黄心土略有下降，为96.7%。方差分析结果显示，处理间和家系间的苗木保存率均不存在显著差异。

2.2 苗木生长节律分析

3 种不同基质育苗的生长节律见图1，3 种基质育苗的生长趋势基本一致，春季至夏季进入速生期，12月至翌年1 月进入休眠期。轻基质配方M1 与常规黄心土M3 培育的容器苗，苗高和地径的生长节律呈现一致的趋势，半年生苗高约30 cm，地径约5 mm；一年生苗高约70 cm，地径约10 mm。而配方M2 半年生苗高约17 cm，地径约2 mm；一年生苗高约40cm，地径约6 mm。由此可见，配方M2 不利于马尾松苗木的高径生长，生长速率比较低。

图1 轻基质与黄心土容器苗苗高、地径生长情况比较

由苗木生长节律图也可知，马尾松苗木在一年中有3 次苗高高速生长期，分别是5 月初至7 月初、9 月初至11 月初以及2 月底至3 月底。根据此生长节点规律，可以在苗木即将进入高速生长前以及高速生长期加强肥水管理，及时补充养分，促进马尾松苗木的高生长。

2.3 苗木生长差异分析

不同配方基质方差分析结果表明，4 个季度各项指标均达极显著水平（P＜0.01）。不同配方基质间生长分析结果见表2，季度间的生长情况有明显变化，第一季度M3（CK）大多数项指标优于M1、M2 轻基质配方。随着苗木生长，第二季度开始M1 配方部分指标地径、根系各部分指标均优于M3。到第四季度，M1 大多数指标优于M3。配方基质M1 苗木较高，生物量大；配方基质M2 苗木较矮，生物量小。

表2 不同轻基质配方生长量

对半年生苗木的苗高、地径、根长、枝叶鲜重和根系鲜重进行方差分析与多重比较，结果见表3～表5。由表3 可知，（Pr＞F 值小于0.000 1）各生长性状在家系间均存在极显著差异。参试家系半年生苗高、地径、主根长、枝叶鲜重和根系鲜重的平均值分别为27.54 cm、4.63mm、60.18cm、17.16g和6.37g，变异系数在33.48%～75.08%，变化幅度较大，其中枝叶鲜重的变异系数较高，主根长的变异系数较低。

表3 参试家系半年生生长指标方差分析

表4 参试家系半年生生长指标统计特征值

表5 不同基质半年生生长指标统计特征值

从表4 可看出，F7 的苗高、地径、根长、枝叶鲜重和根系鲜重5 个生长指标的生长量都最大，其次是F2和F4 的生长量较大，F3、F10、F6、F8 和F5 的生长量略小，F1 与F9 的各指标生长量都较小，尤其是苗高生长方面。这表明参试家系间存在特异性。本试验设计的基质配方还不适宜所有参试家系生长，需进一步开展试验。

半年生苗木的各项生长指标在不同基质间均存在极显著差异（Pr＞F 值小于0.000 1），见表3。从生长指标的平均值来看，M1 的地径和根系鲜重生长量最大，地径的均值与M3（CK）相比提高了4.9%，根系鲜重提高了15.8%，说明M1 配方的试验苗地下部分生长良好，侧根发达。M3（CK）的苗高、最长根和枝叶鲜重的生长量最大，苗高的均值与M1 相比提高了9.1%，最长根提高了9.5%，枝叶鲜重提高了12%，说明了M3 的试验苗地上部分生长良好，主根生长较快。M2 与M1、M3 相比，其地径、苗高、最长根、枝叶鲜重和根系鲜重等生长指标的均值和标准差均较小，说明M2 配方不适于马尾松苗木生长，与研究表明的椰糠培对设施条件要求较高一致。从各M的变异系数来看，M1 均比其他两个M配方要低，表明M1 配方的试验苗大小分化不明显，生长较整齐。

2.4 苗期生长指标的主成分分析结果

利用主成分分析法对不同配方M 的马尾松苗木生长性状、生物量、根系指标进行区分和聚类，分析结果见图2。

图2 苗期生长指标的主成分分析结果

以3 种配方M作为样本单元，将马尾松苗木的9个生长性状、生物量、根系指标作为变量，利用SAS 9.4 软件进行主成分分析，得到主成分的特征值和特征向量，第一、二、三、四主成分特征根分别为6.914 2、1.074 1、0.438 8、0.275 9，第一主成分贡献率达76.8%，第一、二主成分累积贡献率达88.8%，因此，第一、二主成分基本可以反映苗木生长性状、生物量、根系等9 个指标。由特征向量表可写出前两个主成分表达式。

式中：Prin1、Prin2 分别指第一主成分、第二主成分；X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9分别指苗高、地径、地上鲜质量、地上干质量、地下鲜质量、地下干质量、根系长度、根系表面积、根系平均直径。

可以看出，第一主成分反应的主要指标有生长性状、生物量及根系表面积，第二主成分反应的主要指标是生长性状。

3 结论与讨论

育苗基质影响育苗效果，不同的基质材料及其配比是关键的影响因素。设置以泥炭土、椰糠和珍珠岩为主要成分的轻基质育苗配方与常规基质黄心土比较。研究结果表明，采用泥炭土、珍珠岩以9∶1 的比例混合均匀作为基质，育苗效果与常规生产上已经成熟应用的黄心土育苗一样，苗木地上部分和地下部分的生长量良好；添加了椰糠的基质，苗木生长不良，可能与椰糠的性质有关。椰糠是一种持水率强的木质纤维类基质，且所含有机肥不易被植物吸收。当把两种基质（椰糠与泥炭）混合后，减弱了轻基质的持水率和透气性，不利于马尾松苗木生长。不同家系间的生长量也存在差异，说明即使是同一树种，不同来源的家系对育苗基质的要求不同。研究还利用苗期试验数据，采用主成分分析建立了能综合评估马尾松苗木生长表现的模型。从基质上分析，黄心土利于马尾松试验苗地上部分和主根生长，但由于黄心土在人工劳力和运输上成本较大，而泥炭土、珍珠岩以9∶1 比例混合的配方培育的马尾松试验苗的地径较大且侧根发达，苗木生长整齐，且具有方便搬运的优点，所以在马尾松林木育苗上可采用该基质配方。下一步的研究将重点针对生产上应用较广的家系，开展轻基质配方、育苗容器类型和施肥措施等试验，总结出适于马尾松生产育苗的轻基质育苗技术。