李佳旺,劉志國,劉 平
(1 河北農業大學園藝學院,保定071001)(2 河北農業大學中國棗研究中心)(3 河北省棗產業技術研究院)
容器育苗是國際上林業先進國家培育苗木的主要方式,其育苗量可占所有苗木用量的90%以上[1-2],在起苗、運輸和造林過程中,容器苗根系保存完整,有利于苗木的快速生長[3]。容器育苗技術是指將配好的基質裝填在不同材料、不同大小的容器中,培育種子或幼苗,是一種可以促進苗木高成活率的育苗方法。現如今,大多將培育的容器苗放在日光溫室等保護設施中[4]。在早期20 世紀50 年代,我國也開始了對容器育苗的研究,但發展緩慢且以重基質為主,隨著經濟和技術的不斷發展進步,近些年容器育苗有了迅速提升,并以輕基質為主。優質苗木是實現棗園早果速豐的關鍵,現在棗樹育苗的主要方式仍是傳統的露地嫁接育苗和根蘗苗,普遍存在苗木質量差、緩苗期長、移栽困難、成活率低等缺點,進而導致建園標準低、園貌不整齊、生產見效慢等問題。因此培育根系發達、免緩苗期的優質大苗對于優良品種的推廣及棗產業的轉型升級具有重要意義。輕基質容器育苗是目前快速育苗到成園的一項重要技術,與傳統露地嫁接育苗和根蘗苗相比,具有易搬運、無緩苗期、根系發達、移栽成活率高、苗木質量易控制的優點,已經得到廣泛應用[5-7]。
棗(Ziziphus jujubaMill.)為鼠李科(Rhamnaceae)棗屬(Ziziphus)植物,原產于我國,栽培歷史有7 000 多年,全國各地除高寒地區外,均有分布。酸棗(Ziziphus acidojujubaCheng et Liu)常作為棗的砧木。棗樹具有很多自身獨特的優勢,如抗逆性強、耐瘠薄、早果速豐、果實營養豐富等特點,在脫貧攻堅、生態建設和鄉村振興中具有重要作用[8-9]。近年來,利用輕基質進行容器大苗培育成為優良苗木繁育的主要方法,但是在棗樹輕基質容器大苗培育方面至今未見報道。基于此,本研究旨在利用輕基質容器育苗技術,結合基于物聯網的溫濕度自動化控制和水肥一體化調控,通過研究不同的容器規格、施肥量和輕基質配比對酸棗容器苗生長的影響,旨在探索培育優質棗樹容器育苗的綜合控制方案,培育根系發達、長勢一致、生長健壯的苗木,以期為棗樹苗木標準化、高質量生產提供科學依據,從而提高棗良種普及率及繁育速度,最終實現無緩苗期建園和早果速豐。
試驗在位于河北省保定市阜平縣河北農業大學阜平現代棗業綜合試驗站(太行山農業創新驛站,河北省阜平縣店坊村)中的玻璃日光溫室進行。阜平縣地處太行山東麓,全境為山地,地勢西北高、東南低。北緯 38°39′31″~39°07′54″,東 經113°45′33″~114°31′59″。為暖溫帶大陸性季風氣候,四季分明,季風氣候顯著,地方小氣候特征明顯。
優質酸棗種子購買于河北省石家莊市贊皇縣,種仁飽滿、整齊度高。輕基質原料為泥炭土(沃松牌,大漢園景科技有限公司生產,規格250 L,重量42.5 kg)、蛭石(7.5 kg/袋)、珍珠巖(綠色圃園藝珍珠巖,約3.5 kg/袋)、椰糠(5 kg/塊,用15 kg 水浸泡)等。肥料為沃田復合肥料(北京沃田肥料有限責任公司生產),50 kg/袋,硫酸鉀型純硫基,總養分≥45%,N-P2O5-K2O:15-15-15。容器采用無紡布的美植袋,規格:直徑15 cm(深度18 cm)、20 cm(深度20 cm)、25 cm(深度25 cm)、30 cm(深度25 cm)。
通過四因素(美植袋直徑、輕基質配比、施肥量、灌水量)四水平正交試驗方法,共設置16 個處理(表1)。但在實際栽植育苗過程中,發現酸棗幼苗在此生長階段需給足水分才能維持正常生長,所以在灌水量上均供應足水,其他管理條件和管理水平一致。每個處理重復50 盆,共800 盆。于2020 年5 月下旬進行酸棗仁播種:在裝有輕基質的無紡布袋中播種發育良好的酸棗種子2~3 粒,1 個月后保留健壯的幼苗1 株。利用滴灌系統進行水肥一體化管理,鑒于砧木培養中,砧木粗度更受關注,因此適時摘心,以促進砧木加粗生長,并于播種當年秋冬季對酸棗容器苗進行生長量的調查和測定。比較不同處理條件對酸棗實生容器苗生長量的影響。

表1 正交試驗處理
苗高、地徑、二次枝數、最長二次枝長度采用鋼卷尺和游標卡尺進行測量。
根鮮重、干重,地上部鮮重、干重的測定:將酸棗容器苗從無紡布美植袋中挖出,把根部的土壤雜質清理干凈后,用剪枝剪將酸棗苗的地上地下部分開,之后分別稱重,讀數精確到0.01 g;根冠比=根鮮重(干重)∶地上部鮮重(干重)。
主根長、I 級側根(長度>5 cm)數、根系總長度、根系表面積、根系體積的測定:主根長通過鋼卷尺測量,讀數精確到0.1 cm;根系形態的測定使用(Microtek)ScanMaker i800Plus 掃描儀掃描根系圖像,使用萬深LA-S 系列植物圖像分析系統獲取根系的長度、表面積、體積等根系形態指標[10]。
采用Microsoft Excel 2010 對數據進行處理,使用SPSS 20.0 統計分析軟件進行正交試驗設計和方差分析。數據用平均數±標準差()來表示,組間比較并進行Duncan’s 檢驗。
如表2、圖1 所示,處理9(美植袋直徑30 cm,施肥量25 g/袋,泥炭土∶蛭石=2∶1)容器苗生長量最大,顯著高于其他處理,其苗高、地徑、二次枝數、最長二次枝長度、地上部鮮重、地上部干重分別為38.58 cm、4.12 mm、10.6 個、15.61 cm、3.89 g、2.40 g。

表2 不同處理對酸棗容器苗地上部生長量的影響

圖1 不同處理酸棗容器苗的形態比較
為進一步明確不同因素對酸棗苗木地上部生長的影響程度,進行了方差分析,如表3 所示。容器規格(美植袋直徑)對苗高、二次枝數的影響達到顯著水平,對地徑、最長二次枝長度、地上部鮮重和地上部干重有影響,但并不顯著;輕基質配比和施肥量對苗高、地徑、二次枝數、最長二次枝長度、地上部鮮重和地上部干重的影響均未達到顯著水平。

表3 不同因素對酸棗容器苗地上部生長量影響的方差分析
不同處理條件下酸棗苗木根系生長不同,每個處理選出具有代表性的8 株,16 個處理共128 株,通過根系掃描儀對其進行根系掃描,結果如表4 所示。與其他處理相比,處理9(美植袋直徑30 cm,施肥量25 g/袋,泥炭土∶蛭石=2∶1)根系長勢最好,主根長為38.80 cm,側根數為7.5 個,根系總長度為545.79 cm,根系表面積為278.48 cm2,根系體積為25.59 cm3,根鮮重為10.16 g,根干重為5.42 g,基本顯著高于其他處理。處理6(美植袋直徑15 cm,施肥量75 g/袋,泥炭土∶蛭石=2∶1)根系長勢最差,主根長和側根數分別為12.43 cm、1.2 個,根系總長度為49.53 cm,根系表面積為20.14 cm2,根系體積為1.18 cm3,根鮮重為0.49 g,根干重為0.27 g。

表4 不同處理對酸棗容器苗根系生長量的影響
經方差分析(表5),容器規格(美植袋直徑)對酸棗容器苗的主根長、側根數、根系總長度、根鮮重、根干重、根系表面積的影響達到顯著水平,輕基質配比對根冠比的影響達顯著水平,而施肥量對根系評價指標的影響均未達顯著水平。

表5 不同因素對酸棗容器苗根系生長量影響的方差分析
根據正交試驗設計的數據分析原理,就同一因素而言,不同水平條件下某性狀極差(R 值)越大,說明此因素對某性狀的影響就越大。
從表6 可以看出,影響苗高、地徑、二次枝數、根鮮重、地上部鮮重、側根(長度>5 cm)數、根干重、地上部干重和根系表面積的因素主次順序均為:美植袋直徑>施肥量>輕基質配比;最優組合均為:美植袋直徑30 cm,施肥量25 g/袋,泥炭土∶蛭石=2∶1。

表6 L16(44)正交試驗設計與結果

續表6
棗樹栽培歷史悠久,資源豐富,分布廣泛,是原產于我國的特色果樹[11]。優良的育苗容器材質和合適的容器大小能給苗木提供生長所需的空間環境,加上適宜的基質和后期管理等有利于植株生長更旺盛[12-13]。不同的容器大小、施肥量和輕基質配比對植株生長的影響也有所不同,尋找適宜的試驗組合方案也是需要實踐探索的問題[14-15]。我國從20世紀50 年代就開始了容器苗的研究與生產,解決了馬尾松和杉木[16]、油松[17]、白樺[18]、木荷[19]等造林樹種容器苗培育技術,近些年逐漸廣泛應用于亮葉木蓮[20]、油茶[21]、紅豆樹[22]和薄殼山核桃[23]等容器育苗的研究當中,顯著提高了造林成效。
本研究結果表明,不同處理對酸棗容器苗的生長量有明顯差異。容器規格即美植袋直徑的大小對苗高、二次枝數、主根長、側根數、根系總長度、根系表面積的影響達到顯著水平;輕基質配比對根冠比(鮮重)、根冠比(干重)的影響達到顯著水平;而美植袋直徑、施肥量和輕基質配比對地徑、最長二次枝長度和根系體積的影響并不顯著。美植袋直徑30 cm、施肥量25 g/袋、泥炭土∶蛭石=2∶1 條件下的容器大苗生長綜合性狀最優良。