杉木沙床容器育苗的水分、電導率及溫度平衡能力

陳 琴，陳代喜，黃開勇，程 琳，譚文婧，藍 肖，董利軍，戴 俊

（1.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學研究院，南寧 530002；2.融水縣貝江河林場，廣西融水 545300）

杉木（Cunninghamia lanceolata）是廣西的主要造林樹種之一。經過長期的研究，廣西已篩選出大批優(yōu)良的種質材料，并通過不同的育苗手段培育良種苗木進行推廣應用[1-5]。輕基質容器育苗是廣西杉木良種苗木的主要育苗方式，經過苗木培育效果的比較與培育方式的改良，目前廣西各杉木營林單位廣泛推廣使用的育苗方法是采用沙床進行輕基質容器育苗[6]。水分是苗木生長發(fā)育不可缺少的物質，苗木生命活動的強弱很大程度上取決于其水分狀況[7]。在水分對杉木的影響方面，多數(shù)學者致力于干旱脅迫的研究[8-10]，在水分過量對杉木生長的影響方面研究較少。除了水分，土壤溫度也是影響植物生長的重要因素之一，土壤溫度過高，植物根系組織加速成熟，根系木質化程度高，降低根表面吸收效率；土壤溫度過低，則使植物發(fā)生凍害。陳廷廷等[11]研究表明，0～1 mm杉木細根C濃度對土壤溫度的響應比較敏感，另外土壤增溫可引起杉木細根N富集，細根P濃度降低，N/P升高，杉木幼苗生長可能受P限制。本文通過10 h的跟蹤測定，研究沙床容器育苗與托盤容器育苗其育苗基質的水分、溫度和電導率之間的差異，探討采用沙床育苗對育苗基質水分平衡能力的影響，以期為后期苗木培育過程中的水分、施肥和遮蔭等管理及苗木良種繁育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗于2017年9月分別在南寧廣西林科院育苗苗圃 （108°22′E，22°48′N） 以及融水縣貝江河林場杉木良種基地中心苗圃 （109°16′11″E，25°05′07″N）進行。前者屬亞熱帶季風氣候，年均氣溫21.3℃，年均降水量1 304.1 mm；后者屬中亞熱帶季風氣候，年均氣溫19.6℃，年均降水量1 824.8 mm。廣西林科院苗期水分管理采用人工淋水的方式，貝江河林場苗期水分管理采用自動噴淋的方式。

1.2 試驗方法

將同一時間播種，同一時間移苗的杉木輕基質杯苗（已生長穩(wěn)定）作為試驗對象，采用2種方式對輕基質杯苗進行固定擺放，即處理1：將輕基質杯埋入沙床中；處理2：將輕基質杯置于托盤中，托盤擺放于地面上。培養(yǎng)過程對2種處理條件下的幼苗進行相同的水肥和遮蔭等管理。南寧廣西林科院試驗點每個處理設置3個重復，每個重復面積2 m2，每個處理6 m2；融水縣貝江河林場試驗點每個處理設置4個重復，每個重復面積2 m2，每個處理8 m2。分別在晴天、陰天和雨天3種天氣情況下，采用HH2/WET土壤三參數(shù)儀對輕基質杯中的水分含量、溫度和電導率進行測定；分別采用溫濕度計及照度計測定空氣溫度、空氣濕度和光照強度，在晴天和陰天測定前對苗木進行淋水（表1）。每種天氣重復測定3次（3個晴天，3個陰天，3個雨天，由于天氣原因，融水試驗點測定3個晴天，2個陰天，1個雨天），每天從8:00～18:00每隔2 h監(jiān)測1次，每個重復測定10株，每種處理共測定30株。

表1 調查期間基本環(huán)境條件Tab.1 Environmental condition during investigation period

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

所有數(shù)據(jù)匯總、統(tǒng)計分析及制圖均采用Excel 2010進行，采用單因素方差分析（One-way ANO?VA）比較不同處理間的差異。

2 結果與分析

2.1 2種不同育苗方式下輕基質水分含量間的差異

晴天時，從8:00—18:00，埋入沙床中輕基質杯、置于托盤中輕基質杯的含水量均呈遞減趨勢（圖1）。南寧試驗點：埋入沙床中輕基質杯水分含量變化為30.2%～24.0%；置于托盤中輕基質杯水分含量變化為35.7%～23.8%，埋于沙床中的輕基質杯水分降低幅度極顯著低于置于托盤中的（P＜0.01）。融水試驗點：埋于沙床中輕基質杯水分含量變化為21.8%～15.9%；置于托盤中輕基質杯水分含量變化為33.4%～27.4%。

圖1 晴天時2種不同育苗方式下輕基質水分含量Fig.1 Water content of light media under two different seedling methods in clear days

陰天時，從8:00—18:00，埋入沙床中輕基質杯、置于托盤中輕基質杯的含水量均呈遞減趨勢（圖2）。南寧試驗點：埋入沙床中的輕基質杯水分含量變化為31.8%～26.5%；置于托盤中的輕基質杯水分含量變化為37.3%～29.9%，埋入沙床中的輕基質杯水分降低幅度低于置于托盤。融水試驗點：埋入沙床中輕基質杯水分含量變化為28.9%～23.2%；置于托盤中輕基質杯水分含量變化為30.2%～24.6%。

圖2 陰天時2種不同育苗方式下輕基質水分含量Fig.2 Water content of light media under two different seedling methods in cloudy days

雨天時，從8:00—18:00，沙床中輕基質杯、托盤中輕基質杯的含水量呈無規(guī)律變化趨勢（圖3）。南寧試驗點所監(jiān)測的3個雨天均為全天小雨，埋入沙床中輕基質杯水分含量在30.7.8%～34.3%之間，而置于托盤中輕基質杯水分含量均值為33.0%～48.9%。融水試驗點所監(jiān)測到14:00為陣雨，其他時間段為陰天，埋入沙床中輕基質杯水分含量均值為24.3%～26.0%，置于托盤中輕基質杯水分含量均值為29.5%～30.2%。2個試驗點沙床中輕基質杯水分含量均極顯著低于托盤（P＜0.01）。

圖3 雨天時2種不同育苗方式下輕基質水分含量Fig.3 Water content of light media under two different seedling methods in rainy days

總體來看，在晴天和陰天時，在相同的淋水量下，埋入沙床中的輕基質杯最初含水量均低于置于托盤中的，從8:00—18:00，2種育苗方式下的輕基質杯水分含量均呈遞減趨勢，但埋入沙床中的輕基質杯含水量降低的幅度小于置于托盤，特別是在晴天時，埋入沙床中的輕基質水分含量降低極顯著低于置于托盤（P＜0.01），說明將輕基質杯埋入沙床中，沙床可在一定程度上減少輕基質杯中水分的散失，使輕基質杯中水分含量更加穩(wěn)定。在雨天時，托盤中輕基質杯難以排出，其含水量極顯著高于沙床。

2.2 2種不同育苗方式下輕基質電導率間的差異

在相同的施肥條件下，晴天時，從8:00—18:00，輕基質杯中的電導率均呈直線變化趨勢，但不同育苗方式其電導率不同（圖4）。南寧試驗點，測定前15 d內未進行施肥，埋入沙床中的輕基質電導率極顯著高于置于托盤（P＜0.01）。融水試驗點，測定前7 d內施用水肥，其輕基質電導率高于南寧試驗點，晴天Ⅰ和晴天Ⅱ測定時，埋于沙床中的輕基質電導率極顯著高于置于托盤（P＜0.01），晴天Ⅲ測定時埋于沙床中與置于托盤中的輕基質電導率之間差異不顯著。

圖4 晴天時2種不同育苗方式下輕基質電導率Fig.4 Conductivity of light media under two different seedling methods in clear days

陰天時，從8:00—18:00，輕基質杯中的電導率波動幅度較小，均呈近似直線的變化趨勢，不同育苗方式其電導率不同（圖5）。南寧試驗點，埋入沙床中的輕基質電導率仍極顯著高于置于托盤（P＜0.01），而融水試驗點，埋于沙床中的輕基質電導率與置于托盤中的相近或略低于托盤。

圖5 陰天時2種不同育苗方式下輕基質電導率Fig.5 Conductivity of light media under two different seedling methods in cloudy days

雨天時，從8:00—18:00，輕基質杯中的電導率波動幅度較小，均呈近似直線的變化趨勢不同育苗方式其電導率不同（圖6）。南寧試驗點，埋入沙床中的輕基質電導率仍極顯著高于置于托盤中的（P＜0.01），而融水試驗點，埋入沙床中的輕基質電導率與置于托盤中的無顯著差異。

圖6 雨天時2種不同育苗方式下輕基質電導率Fig.6 Conductivity of light media under two different seedling methods in rainy days

2個試驗點綜合來看，埋于沙床中的輕基質電導率總體上高于置于托盤。根據(jù)測定時間與施肥時間的間隔長度分析，南寧試驗點測定時距離施肥的時間較長，則埋于沙床中的輕基質電導率與置于托盤中的差異極顯著（P＜0.01），說明沙床在一定程度上可減緩輕基質杯中的養(yǎng)分流失速率，在距離施肥較近的一段時間內，這種減緩作用表現(xiàn)不明顯，但隨著距離施肥的時間的延長，這種減緩作用表現(xiàn)極明顯。

2.3 2種不同育苗方式下輕基質溫度間的差異

晴天時，從8:00—18:00，輕基質杯中的溫度均呈先升高后降低的趨勢，在14:00時達到最高值（圖7）。相對于空氣溫度，輕基質杯中的溫度比空氣溫度低1～2℃。2個試驗點的監(jiān)測結果均表明埋于沙床中的輕基質杯的溫度略高于置于托盤，而沙床與沙床中埋入的輕基質杯的溫度比較接近。

圖7 晴天時2種不同育苗方式下輕基質溫度Fig.7 Temperature of light media under two different seedling methods in clear days

陰天時，從8:00—18:00，輕基質杯中的溫度仍呈先升高后降低的趨勢，在12:00或14:00時達到最高值，并在12:00—16:00之間大體上保持平穩(wěn)（圖8）。2種不同育苗方式下輕基質杯的溫度差異與晴天相似，多數(shù)情況下沙床中輕基質杯的溫度略高于托盤中輕基質杯，無顯著差異。

圖8 陰天時2種不同育苗方式下輕基質溫度Fig.8 Temperature of light media under two different seedling methods in cloudy days

雨天時，從8:00—18:00，輕基質杯中的溫度波動較小，呈近似直線的趨勢變化（圖9）。與晴天和陰天相比，雨天空氣溫度和輕基質杯中溫度均較低，沙床中輕基質杯溫度高于托盤中輕質杯，無顯著差異。

圖9 雨天時2種不同育苗方式下輕基質溫度Fig.9 Temperature of light media under two different seedling methods in rainy days

3 結論與討論

沙床容器育苗是近些年廣西各杉木營林單位廣泛推廣使用的一種育苗方法，具有眾多優(yōu)點，所培育的苗木健壯整齊。采用沙床進行杉木輕基質容器育苗，不僅不存在積水現(xiàn)象，而且可以起到較好的水分平衡作用。在長期的雨水環(huán)境條件下，置于托盤中的輕基質杯蓄水能力較強，排水能力較弱，會導致輕基質杯含水量過大，從而影響苗木根系生長，而沙床對輕基質杯中水分有一定平衡作用，即使在雨水環(huán)境下，輕基質杯中水分也不會過大，仍能保持比較合理的含水量。晴天和陰天時，輕基質杯水分含量均呈遞減趨勢，但沙床中輕基質杯的水分含量降低的速率和幅度明顯低于托盤；雨天時，置于托盤中的輕基質杯含水量顯著高于沙床，且達到了脅迫苗木生長的水分含量，沙床有利于將輕基質杯中多余水分排出，使其保持在一個比較合理的含水量范圍之內。杉木是不耐水淹的樹種，當根部基質水分含量過高時，苗木新根無法萌發(fā)，且老根易腐爛，因此，沙床這種平衡水分的能力尤其適合杉木苗木的培育。

有研究顯示，基質電導率可以反映基質中可溶性養(yǎng)分的總量[12]。施肥近期，可能因為輕基質杯中養(yǎng)分濃度較高，流失養(yǎng)分較少，置于托盤中輕基質的電導率略高于沙床或者2種育苗方式下輕基質電導率差異不大，但距離施肥的時間較長時，埋于沙床中的輕基質電導率極顯著高于置于托盤，說明沙床對輕基質杯中的養(yǎng)分具有一定的保持作用，可減緩輕基質杯中的養(yǎng)分流失速率，這種保持作用在距離施肥稍長一段時間表現(xiàn)尤為明顯。

相關研究結果表明，基質電導率不僅可以反映施肥后養(yǎng)分釋放的速率，還與基質溫度有著密切聯(lián)系，隨著溫度升高，電導率增加[13]。沙床和托盤中輕基質在溫度上差異較小，埋于沙床中輕基質杯的溫度略高于置于托盤，說明沙床有一定的蓄溫作用，在冬季有利于減輕苗木所受凍害程度，同時有利于春季苗木根系復蘇生長。