基質(zhì)種類和含水量對辣木種子發(fā)芽率及幼苗生長的影響

張立超，吳道銘，王思佳，林佳娜，張丹麗，陳曉陽，曾曙才

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，廣東 廣州 510642）

基質(zhì)種類和含水量對辣木種子發(fā)芽率及幼苗生長的影響

張立超，吳道銘，王思佳，林佳娜，張丹麗，陳曉陽，曾曙才

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，廣東 廣州 510642）

采用赤紅壤、赤紅壤+泥炭土（1∶1，V/V）、泥炭土3種基質(zhì)及50%、75%、100%田間持水量3種含水量的兩因素完全隨機區(qū)組設(shè)計，研究了不同基質(zhì)種類和含水量處理對辣木種子發(fā)芽率及幼苗早期生長的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在赤紅壤中，隨含水量升高辣木種子發(fā)芽率增加，但幼苗在實驗期內(nèi)全部死亡；在赤紅壤+泥炭土基質(zhì)和純泥炭土中，隨含水量升高辣木種子發(fā)芽率顯著下降，且100%田間持水量嚴重抑制泥炭土中辣木幼苗生長；赤紅壤+泥炭土在50%田間持水量時辣木種子發(fā)芽率最高、達65%，幼苗株高達33 cm，辣木幼苗小葉片數(shù)量達30片。方差分析結(jié)果顯示，基質(zhì)種類、基質(zhì)含水量、基質(zhì)種類-含水量交互作用均對辣木種子發(fā)芽率、幼苗株高和小葉數(shù)有顯著影響。赤紅壤+泥炭土在50%田間持水量時有利于辣木的種子萌發(fā)和幼苗早期生長。

辣木；基質(zhì)；含水量；發(fā)芽率；幼苗生長

辣木（Moringa oleifera）是辣木科辣木屬的多年生常綠喬木［1］，原產(chǎn)自印度，目前已知有14個品種。印度是目前最大的辣木起源地和種植地，也是最大的辣木生產(chǎn)國。印度種植辣木的歷史有數(shù)千年之久［2］。辣木喜溫耐干旱、耐貧瘠、生長迅速、適應(yīng)性強，在15℃以上半干旱和熱帶濕潤地區(qū)均可種植，是熱帶和亞熱帶地區(qū)的速生樹種［3］。其全株均可利用，富含維生素、氨基酸和礦質(zhì)元素等物質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于養(yǎng)生、食品、保健、醫(yī)學(xué)及水凈化等領(lǐng)域［4-5］。由于營養(yǎng)價值高、生長迅速，辣木在世界各地的的種植范圍越來越大，目前已被世界30多個國家引進種植［6］。我國云南、福建、廣東、廣西、海南等地區(qū)已經(jīng)引進種植辣木，但目前國內(nèi)辣木育苗成本較高，一定程度上限制了辣木的種植推廣［4］。辣木的繁殖方式包括種子繁殖、扦插繁殖和組織培養(yǎng)，主要以種子繁殖為主。

目前國內(nèi)已開展多項研究，以尋找合適的辣木育苗和播種條件。例如，馮德黨等［7］通過比較多種不同基質(zhì)的辣木育苗效果，發(fā)現(xiàn)純中砂處理的辣木育苗效果最理想。朱小鵬［8］則發(fā)現(xiàn)，閩南地區(qū)辣木育苗最佳基質(zhì)是泥炭土+珍珠巖+鈣鎂磷（8∶1.5∶0.5，V/V），適宜庇蔭度為50%，適宜播種時間為4月份。楊焱等［9］研究發(fā)現(xiàn)，不同理化性質(zhì)的基質(zhì)和適當(dāng)配比可使栽培基質(zhì)容重與總空隙度趨于合理，提供栽培作物根系更適合的良好生長環(huán)境。陳鴻潔等［10］針對河口地區(qū)的辣木育苗情況，采取不同基質(zhì)處理方法進行播種育苗試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)純河沙處理的出苗率最高，幼苗在沙床上的長勢最好，株高和莖圍均優(yōu)于其他基質(zhì)。楊德平［11］試驗表明，辣木在恩施地區(qū)的適宜播種期為4 月15日至5月初。李貴華等［12］則發(fā)現(xiàn)，云南地區(qū)辣木育苗的最佳基質(zhì)是20%有機肥+80%紅土。然而，目前國內(nèi)尚無關(guān)于含水量對辣木種子發(fā)芽及幼苗生長影響的相關(guān)報道。赤紅壤是華南地區(qū)尤其是廣東地區(qū)重要的林地土壤類型之一，也是辣木種植區(qū)內(nèi)的主要土壤類型。如何因地制宜地利用赤紅壤為基質(zhì)進行辣木育苗、降低育苗成本、提高辣木移栽成活率是值得研究的重要課題。為此，本試驗采用赤紅壤、赤紅壤+泥炭土（1∶1，V/V）、泥炭土3種基質(zhì)，設(shè)置50%、75%、100%等3個田間持水量水平，研究基質(zhì)種類和含水量對辣木種子發(fā)芽率及幼苗生長的影響，以篩選出適合本地區(qū)且經(jīng)濟可行的辣木育苗方法。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用辣木種子為尼日利亞進口辣木品種，所用基質(zhì)包括赤紅壤、赤紅壤+泥炭土（1∶1，V/V）、泥炭土，其中赤紅壤取自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)樹木園、泥炭土購自廣州市園林基質(zhì)廠，各基質(zhì)的基本性質(zhì)見表1。

表1 3種基質(zhì)的田間持水量、容重和孔隙度

1.2 試驗方法

赤紅壤和泥炭土分別風(fēng)干，過3 mm篩后備用。試驗設(shè)赤紅壤、赤紅壤+泥炭土、泥炭土3種基質(zhì)處理，每種基質(zhì)設(shè)田間持水量（FC）50%、75%和100%等3個水分含量梯度（表2）。采用兩因素完全隨機區(qū)組設(shè)計，按處理設(shè)置準(zhǔn)備好基質(zhì)，然后裝入長32.5 cm×寬25.5 cm×高2 cm的塑料盤，基質(zhì)總體積為5.4 L，每盤均勻播20粒辣木種子，每個處理3次重復(fù)。

處理后1 d，用環(huán)刀法測出3種基質(zhì)的田間持水量，并按持水量的50%、75%、100%分別計算出每個處理的含水量（C1），然后用烘干法測定3種基質(zhì)的自然含水量（C2），則播種后第1次補水量=（C1-C2）×每盤基質(zhì)的質(zhì)量。第一次補水后，立即稱量每盤的整體重量（W1），第2天補水前對每盤進行稱重（W2），則當(dāng)天所需補水量=W1-W2。之后每天用此法進行補水并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，每個處理每天的平均補水量見表2。

表2 試驗處理設(shè)置和補水情況

從播種后1 d開始，每隔4 d觀察并記錄種子發(fā)芽情況。播種后21 d，統(tǒng)計辣木種子發(fā)芽率，同時測定辣木幼苗株高和小葉數(shù)量，其中種子發(fā)芽率（%）=每盆發(fā)芽的種子數(shù)/每盆供試種子總數(shù)×100。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel對試驗數(shù)據(jù)進行整理，采用SPSS 17.0軟件進行方差分析和Duncan多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 基質(zhì)種類和含水量對辣木種子發(fā)芽率的影響

辣木種子發(fā)芽情況如圖1所示。在整個試驗期間，T1、T9處理辣木種子均不發(fā)芽；T4、T8處理種子發(fā)芽最早出現(xiàn)在播種后1 d，T4、T5、T7、T8處理在播種后9 d均達到最大發(fā)芽數(shù)；T6處理播種后2 d有種子發(fā)芽，播種后5 d達到最大發(fā)芽數(shù)，但最大發(fā)芽數(shù)很低；T2處理種子發(fā)芽較晚，播種后7 d才開始發(fā)芽，T2、T3處理在播種后13 d才達最高發(fā)芽數(shù)。播種后21 d，T4處理辣木種子發(fā)芽數(shù)量最多，T3次之，T7第三。

圖1 不同時期辣木種子發(fā)芽數(shù)動態(tài)變化

圖2 基質(zhì)種類和含水量對辣木種子發(fā)芽率的影響

比較不同處理的辣木種子發(fā)芽率（圖2）發(fā)現(xiàn)，T4處理的發(fā)芽率最高，達到65%；T1、T9處理發(fā)芽率最低、均未發(fā)芽。不同基質(zhì)下各含水量處理間均存在顯著差異。在赤紅壤基質(zhì)中，隨著土壤含水量增加，辣木種子的發(fā)芽率顯著升高，且T1、T2、T3處理間存在顯著差異。相反，在泥炭土及赤紅壤+泥炭土混合基質(zhì)中，發(fā)芽率隨含水量增加而顯著下降，這可能是因為純赤紅壤的持水量較低，而赤紅壤+泥炭土（1∶1，V/V）和純泥炭土的持水量較高（表1），使各處理相應(yīng)的含水量存在一定差異，且辣木種子發(fā)芽所需含水量有一定的范圍，適宜的基質(zhì)含水量，辣木種子發(fā)芽率高；反之，低于或高于適宜的含水量范圍，均不利于種子發(fā)芽，發(fā)芽率較低［13］，含水量太低（不能提供辣木種子充足的水分）或太高（打破了水-氣平衡）情況下嚴重抑制辣木種子的發(fā)芽率甚至不發(fā)芽，如T1 和T9處理。

2.2 基質(zhì)種類和含水量對辣木幼苗株高的影響

播種后21 d，測量不同處理辣木幼苗的高度，結(jié)果見圖3。由于T1、T9處理種子發(fā)芽率為0%，T2、T3處理辣木幼苗成活率為0%，在測量時全部死亡，所以以上4個處理的辣木苗高無數(shù)據(jù)記錄，這可能是因為純赤紅壤的持水量較低，而純泥炭土的持水量較高（表1），導(dǎo)致T1、T9處理后的含水量過低或過高，嚴重抑制了辣木種子的發(fā)芽；雖然適當(dāng)提高赤紅壤的含水量有利于提高種子發(fā)芽率，但純赤紅壤的孔隙度太低，不能為辣木種子提供充足的空氣，影響了辣木根系的呼吸，降低了根系活力，抑制了辣木根的生長［14］，且也可能因為純赤紅壤中營養(yǎng)成分相對不足，抑制了辣木幼苗的生長，甚至導(dǎo)致辣木幼苗最終全部死亡。T4、T5、T6、T7、T8處理的辣木幼苗長勢較好，苗高均達到31 cm，但處理間無顯著差異。在赤紅壤+泥炭土中，隨著含水量增加，辣木幼苗平均株高呈下降趨勢，但差異不顯著。在泥炭土中，幼苗平均株高隨含水量的增加而呈現(xiàn)下降趨勢，且T7與T8間無顯著差異、但均顯著高于T9。

圖3 基質(zhì)種類和含水量對辣木幼苗株高的影響

2.3 基質(zhì)種類和含水量對辣木幼苗小葉數(shù)的影響

葉片數(shù)量的多少影響辣木幼苗的正常生長和后續(xù)移栽成活率。進一步分析不同處理的辣木幼苗小葉數(shù)量（圖4），由于T1和T9種子發(fā)芽率為0%，T2和T3的辣木苗成活率為0%，在測量時全部死亡，所以這4個處理的辣木小葉數(shù)量無數(shù)據(jù)記錄，原因可能是純赤紅壤的持水量較低，而純泥炭土的持水量較高（表1），導(dǎo)致T1和T9處理后的含水量過低或過高，嚴重抑制了辣木種子的發(fā)芽；雖然適當(dāng)提高赤紅壤的含水量有利于提高種子的發(fā)芽率，但純赤紅壤的孔隙度太低，不能為辣木種子提供充足的空氣，影響了辣木根系的呼吸，降低了根系活力，抑制了辣木根的生長［14］，且也可能因純赤紅壤中營養(yǎng)成分相對不足，從而抑制辣木幼苗的生長，甚至導(dǎo)致辣木幼苗最終全部死亡。T4、T5、T6、T7和T8處理辣木幼苗的小葉數(shù)量均超過28片，但處理間差異不顯著。在赤紅壤+泥炭土和泥炭土基質(zhì)處理中，含水量為75%（T5 和T8）條件下辣木幼苗小葉數(shù)量均最多，且兩個處理間無顯著差異。

圖4 基質(zhì)種類和含水量對辣木幼苗小葉數(shù)量的影響

2.4 基質(zhì)種類和含水量對辣木種子發(fā)芽和幼苗生長的影響方差分析

方差分析結(jié)果（表3）顯示，基質(zhì)對辣木幼苗的株高（F值為52.159）和小葉數(shù)量（F值為39.618）具有極顯著影響，基質(zhì)含水量則對辣木種子發(fā)芽率（F值為7.989）、辣木幼苗的株高（F值為29.667）和小葉數(shù)量（F值為22.208）都具有極顯著影響；基質(zhì)和土壤含水量交互效應(yīng)極顯著。

表3 辣木種子發(fā)芽試驗的方差分析

3 結(jié)論與討論

基質(zhì)的組成與物理性狀影響著種子萌發(fā)和植物根系生長，理想的基質(zhì)環(huán)境應(yīng)該具有良好的通氣狀況［14-15］、豐富的營養(yǎng)以及足夠的水分［16-17］。良好的水-氣平衡有助于不定根的形成并增強根的活力［14，18-19］。本試驗結(jié)果表明，育苗基質(zhì)種類及其含水量對辣木種子發(fā)芽和幼苗生長具有重要影響，且兩者的交互效應(yīng)極顯著。赤紅壤不利于辣木種子萌發(fā)和幼苗生長，適當(dāng)提高赤紅壤含水量有助于提高種子發(fā)芽率，這可能是因為：（1）純赤紅壤的持水量比較低，且辣木種子發(fā)芽所需的含水量有一定的范圍，低于適宜含水量的范圍不利于辣木種子發(fā)芽；（2）赤紅壤的土壤孔隙度太低，使赤紅壤中的辣木種子不能得到充足空氣，不利于其不定根的形成，進而影響辣木種子的發(fā)芽，而提高赤紅壤的含水量能為辣木種子提供充足的水分，從而提高種子發(fā)芽率。然而，純赤紅壤基質(zhì)不利于辣木幼苗的生長，這可能是因為赤紅壤孔隙度太低，不能為辣木種子提供充足的空氣，影響了辣木幼苗根系呼吸，且也可能因純赤紅壤中的營養(yǎng)成分不足，從而抑制了辣木幼苗的生長。在本試驗中，赤紅壤+泥炭土、泥炭土中最適合辣木種子發(fā)芽和幼苗生長的含水量為50%；隨著泥炭土含水量升高，可能超出了辣木種子發(fā)芽的適宜含水量范圍，且打破了水-氣平衡，導(dǎo)致辣木種子發(fā)芽率下降，幼苗生長也受到抑制。

值得注意的是，赤紅壤和泥炭土等體積混合，提高了辣木種子的發(fā)芽率，且能維持幼苗的正常生長，尤其是含水量為田間持水量50%時赤紅壤和泥炭土混合基質(zhì)表現(xiàn)出最高的辣木種子發(fā)芽率，且幼苗株高和小葉數(shù)量等生長指標(biāo)也表現(xiàn)良好。這可能是因為泥炭土和赤紅壤混合后，形成的土壤孔隙狀況有利于辣木種子發(fā)芽和幼苗生長，且合理的水分控制（50%基質(zhì)含水量）有利于種子和根系呼吸和營養(yǎng)吸收。然而，其他因素如基質(zhì)的養(yǎng)分狀況對辣木種子萌發(fā)和幼苗生長影響有待進一步深入研究。另外，在本試驗中，辣木的種子發(fā)芽率普遍較低，最高發(fā)芽率僅65%，要獲得更高的種子發(fā)芽率和更為經(jīng)濟的辣木育苗基質(zhì)配方，需要在本試驗基礎(chǔ)上進一步摸索更為合理的含水量及赤紅壤和泥炭土混合配比。

綜上，本試驗發(fā)現(xiàn)基質(zhì)種類及其含水量的交互作用影響辣木的種子發(fā)芽和幼苗生長，在本試驗條件下，含水量為50%的赤紅壤和泥炭土等體積混合基質(zhì)有利于辣木種子萌發(fā)和幼苗生長。

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（責(zé)任編輯 張輝玲）

Effects of substrate type and moisture content on seed germination and seedling growth of Moringa oleifera

ZHANG Li-chao，WU Dao-ming，WANG Si-jia，LIN Jia-na，ZHANG Dan-li，CHEN Xiao-yang，ZENG Shu-cai
（College of Forestry & Landscape Architecture，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China）

A pot experiment with three moisture contents （50%，75%，100% of field capacity） and three regimes of substrate （latosolic red soil singly，latosolic red soil + peat soil （1∶1，V/V），and peat singly） was conducted，to study the effects of different substrate types and moisture contents on Moringa oleifera seed germination and seedling growth. Exposed in latosolic red soil，M. oleifera seed germination gradually rose along with the increase of moisture content，but seedlings all died in the course of experimental period. In latosolic red soil + peat （1∶1 by volume） and peat，M. oleifera seed germination decreased significantly with moisture content increasing，and 100% field capacity seriously inhibited the M. oleifera seedling growth in the peat；the latosolic red soil + peat （1∶1 by volume） in the 50% of field capacity was the highest for M. oleifera seed germination，up to 65%，growth of seedling height up to 33 centimeter and M. oleifera seedling leaflet numbers up to 30 pieces. Variance analysis results revealed that effects of substrate type，moisture content of substrate and the interaction of moisture content and substrate were significant for M. oleifera seed germination，seedling height and leaflet numbers. The latosolic red soil + peat （1∶1，V/V） in the 50% of field capacity had the best effect on M. oleifera seed germination and seedling growth.

Moringa oleifera；substrate；moisture content；germination；seedling growth

S758.2

A

1004-874X（2017）02-0062-06

2016-12-07

廣東省林業(yè)科技創(chuàng)新項目（2015KJCX009）；廣東省科技計劃項目（2014A020216032，2015B02 0207002）

張立超（1990-），女，在讀碩士生，E-mail：1070446701@qq.com

曾曙才（1971-），男，博士，教授，E-mail：sczeng@scau.edu.cn

張立超，吳道銘，王思佳，等.基質(zhì)種類和含水量對辣木種子發(fā)芽率及幼苗生長的影響［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，44 （2）：62-67.