王松,方芳,何理坤,范正文,陳邦錦,王樹鳳
(1.臺州市林業技術推廣總站,浙江 臺州 318000;2.臺州市林業局,浙江 臺州 31800 0;3.中國林業科學研究院亞熱帶林業研究所,浙江 富陽 311400)
苗木質量是影響造林成活率的重要因素。目前,在苗木質量控制方面,基質配比、營養加載以及選用合適的容器是當前提高苗木質量的重要手段[1]。研究發現,控釋肥加載可以減少氮的揮發和淋洗損失,可明顯地促進苗木株高、地徑生長及干物質積累,苗木總生物量不斷增加[2-4]。容器的大小影響苗木根系對養分和水分的吸收,進而影響苗木的形態、生理特性[5-7]。
納塔櫟Quercus texana原產美國,上個世紀90年代開始引入我國,在我國長江中下游地區表現出良好的適應性。納塔櫟材質優良,秋葉呈黃、紅、紫紅等不同的顏色,并且耐水濕,對重金屬污染也有一定的抗性,是集觀賞、材用以及生態等價值于一體的優良園林綠化樹種[8]。納塔櫟引種后,國內對該樹種的研究較少,只有中國林科院亞熱帶林業研究所、江蘇省林業科學研究院開展了一些適應性研究[8-9]。近年來,隨著我國生態建設以及對彩葉樹種需求的增加,國內苗木市場對納塔櫟的關注度增大,對其育苗措施以及葉色變化等方面的研究逐漸增多[10-12],但在苗木質量控制方面的研究極少。
本文以1年生納塔櫟容器苗為研究對象,通過設置不同的容器規格和控釋肥加載量,研究不同組合對苗木生長的影響,對優化納塔櫟育苗措施具有一定的參考意義。
試驗地位于浙江省天臺縣西部農業園區林業種苗科技示范園內,地理坐標為120°50′ E,29°10′ N,屬于中亞熱帶季風氣候區,冬夏長,春秋短,四季分明,雨水充足,光照適宜。年平均氣溫在16.9~17.3℃,極端最高氣溫為39℃,極端最低氣溫為-9℃,無霜期在241~270 d,年均降水量在1 480~1 530 mm。試驗苗木放置于全自動遮蔭棚中,大棚高度為2.2 m,安裝有噴灌系統,覆蓋一層50%透光率的遮陽網。
納塔櫟1年生實生苗,采用輕基質無紡布容器育苗,容器規格:直徑×高為4.5 cm×10 cm,挑選高度均一,無病蟲害的健壯苗木,移栽至容器內,試驗前平均苗高為35 cm,平均地徑為0.8 c m。育苗基質為泥炭40%、谷糠20%、珍珠巖10%、黃土30%(體積比)。泥炭選用東北泥炭,谷糠經腐熟半年以上。控釋肥為美國辛普勞公司生產的愛貝施(Apex)長效控釋肥,肥效為9個月。
設置容器規格和控釋肥加載量2個因素的析因設計試驗:選用3種容器規格(C)(直徑×高)分別為14 cm×18 cm(C1)、18 cm×20 cm(C2)、20 cm×20 cm(C3);3種控釋肥加載量(F)分別為 3 kg·m-3(F1)、3.5 kg·m-3(F2)、4 kg·m-3(F3)。按照析因設計,共9個試驗處理(見表1),每個處理重復3次,完全隨機區組設計,每小區30盆。2016年3月底,按試驗要求進行苗木移栽,在育苗試驗過程中及時噴水,保持基質濕潤。培育過程中不進行追肥,其他管理措施同常規容器育苗。2016年11月底,苗木生長停止后測量數據。

表1 基于不同容器規格和不同控釋肥加載量的析因設計Table 1 Factorial design of different size of containers and different controlled-release fertilizer
分別于試驗開始前和結束后測定苗高和地徑,并計算高徑比、苗高和地徑的生長量以及凈生長率,其計算公式如下:

所有數據采用Excel表格輸入,OriginLab 2018作圖;數理統計采用SPSS 25統計軟件進行方差分析,其中不同控釋肥加載量和不同容器規格之間的交互作用采用多元方差分析(MANONA),并采用Tukey方法進行Post Hoc檢驗(P<0.05)。
從圖1中可以看出,容器規格對納塔櫟苗高和地徑生長均有影響,容器越深,對苗高和地徑生長越有利,特別是地徑,在較大規格容器(C2、C3)中苗木地徑生長明顯高于在較小規格容器(C1)(P<0.01)中的。多元方差分析發現,容器規格對地徑生長的貢獻率(10.3%)要高于苗高(9.4%)(表 2)。在深度為20 cm的容器培養條件下,納塔櫟地徑較深度為18 cm的容器高出 13.66%(圖 1-Ⅱ),說明增加容器的深度有利于提高苗木的地徑生長,使苗木更加粗壯。而在相同深度的容器(C2和C3)之間,無論苗高還是地徑,差異均不顯著,這表明相同深度的容器,口徑的增加對苗高和地徑生長影響并不明顯。盡管容器規格對苗高和地徑生長均產生了顯著影響,但對苗木高徑比的影響并不明顯(圖1-Ⅲ),說明容器規格對納塔櫟苗木的整體形態影響不大。

圖1 不同容器規格對納塔櫟苗高和地徑生長量以及高徑比的影響Figure 1 Effect of different container sizes on growth of height and basal diameter and height/diameter ratio of Q.texana seedlings
控釋肥可以隨苗木生長緩慢釋放養分,有效降低土壤中氮素因揮發、淋失或反硝化脫氮引起的損失,在苗木培育和造林中受到越來越多的重視。由圖2可以看出,納塔櫟地徑生長對控釋肥的加載量并不敏感,在3種控釋肥加載量條件下,地徑生長變化不大(圖2-Ⅱ);但不同控釋肥加載量對苗高生長和高徑比的影響均達到顯著水平(P<0.05),在中等程度的加載量(F2)下,具有最大的高生長量和高徑比(圖2-Ⅰ、Ⅲ)。這說明相對于地徑生長來說,控釋肥加載量對納塔櫟苗高生長的影響更加明顯,多元方差分析也發現(表 2),控釋肥加載量對苗高生長的貢獻率可達19.6%,而對地徑生長的貢獻率只有 0.3%;低加載量(F1)和高加載量(F3)條件下的苗高生長均不及中等程度的加載量。由此說明,控釋肥的加載量需要控制在一定范圍內才能獲得最優的生長量。

圖2 不同控釋肥加載量對納塔櫟苗高和地徑生長以及高徑比的影響Figure 2 E ffect of different controlled-release f ertilizer o n growth of height and basal dia meter and height/diameter r atio of Q.texana seedlings
從圖3可以看出,無論是苗高生長還是地徑生長,在不同組合之間均存在極顯著差異(P<0.01),其中,以F2C3組合條件下,納塔櫟的苗高生長量最優(圖3-Ⅰ),其次為F2C2組合;而對地徑生長而言,無論控釋肥加載量多少,在較大規格容器(F1C2、F2C2、F3C2和F1C3、F2C3、F3C3)中培養的納塔櫟的地徑生長量均明顯高于在較小規格的容器(F1C、F2C1、F3C1)(圖 3-Ⅱ)中培養的,而在相同容器規格之間并不存在顯著差異。同時,我們發現,苗高凈生長率(圖3-Ⅰ)和地徑凈生長率(圖3-Ⅱ)在不同組合之間的變化趨勢與生長量變化相似,說明納塔櫟生長速率在很大程度上依賴于生長量的變化。

圖3 不同控釋肥加載量及容器規格對納塔櫟苗高和地徑生長的影響Figure 3 Effect of different controlled-release fertilizer and container sizes on height and basal diameter growth of Q.texana seedlings
運用兩因素多元方差分析方法對控釋肥加載量和容器規格對苗高、地徑以及高徑比的影響進行分析(表2),結果發現,控釋肥加載量和容器規格之間存在極顯著的交互作用(P<0.01),但交互作用僅對苗高生長和高徑比具有明顯的統計學意義(P<0.01),對地徑生長的影響不明顯。綜合分析控釋肥加載量和容器規格的交互作用,發現在使用深度20 cm 容器栽培條件下(C2或C3),施用3.5 kg·m-3的控釋肥(F2),對納塔櫟地徑和苗高生長最有利,但考慮到容器成本以及基質使用量等,推薦使用C2規格的容器(18 cm×20 cm)

表2 多因素方差分析表及交互檢驗Table 2 MANOVA and tests of post horc
容器苗由于具有起苗和運輸方便,不傷根系,栽植時帶有完整的根團等優點,可以顯著提高造林成活率。然而,容器苗的培育受容器規格的限制,容器小,成本相對較低,容易運輸,但容器過小不利于根系的發育,導致苗木質量受影響;大規格容器更有利于苗木根系發育,從而促進苗木生長,特別是隨著苗齡的增長,當根系生長量超過小規格容器承受范圍時,大容器的促進效應越明顯[13]。馬雪紅等[14]研究發現,容器規格對木荷Schima superba容器苗生長和質量影響顯著,隨著容器規格的增大,苗高和地徑生長明顯提高,總干物質量明顯增多。程中倩等[15]研究表明,容器深度對栓皮櫟Q.variabilis根系結構的影響顯著,深容器可促進根系徑級為3~ 4 mm的根系發育,否則易造成窩根。李峰卿等[16]研究發現,在生產中宜選用較大規格容器(15 cm×20 cm)培育納塔櫟優質苗木。本研究也發現,容器越深,對苗高和地徑的生長越有利,但在相同深度下,容器口徑的增加并未顯著影響苗木生長,因此,在納塔櫟容器育苗過程中,宜采用細高類型的容器。
營養加載可以促進苗木生長和養分積累,促進苗木造林后的早期生長,并提高苗木的抗逆性[17-19]。控釋肥具有隨苗木生長緩慢釋放,肥效受環境、土壤因子影響小等特點,可在整個生長季持續提供養分[20]。Oliet等發現,控釋肥可以大大提高敘利亞松Pinus hal epensis移栽的成活率,并能提高苗木對營養元素的吸收[18]。Villar-Salvador等使用不同N素含量的控釋肥培育冬青櫟Q.ilex,發現較高N含量的控釋肥能顯著提高苗高生長、高徑比以及根部N含量[19]。國內對控釋肥的研究主要集中在農作物、花卉以及果樹的高效栽培方面,在林木種苗方面的應用很少。祝燕等[4]以黃花落葉松Larix ol gensis1年生播種苗為研究對象,進行梯度劑量的控釋氮肥與普通氮肥對比處理,表明控釋氮肥有利于氮向苗木的根和莖分配。付妍琳[21]以不同苗齡油松P.tabuliformis容器苗為研究對象,選擇2種養分比例和釋放期均相同僅包膜結構(養分釋放模式)不同的控釋肥料,分別對播種苗和移栽苗開展苗木施肥試驗,結果表明,肥料釋放模式與施用量的選擇均受苗木年齡的影響。本研究也發現,適當施用控釋肥可有效促進納塔櫟的苗高生長,提高苗木的高徑比,但對地徑生長影響不大。
綜上所述,容器規格和控釋肥加載量對納塔櫟的生長均產生顯著影響,控釋肥的效應主要體現在苗高生長和高徑比方面,而容器規格的效應主要體現在地徑生長;因此,在納塔櫟容器育苗過程中,要選用有一定深度的容器以利于苗木根系的發育;同時,應適當控制營養元素的加載,在促進苗高生長的同時,以防苗木過高,造成倒伏。