不同栽培基質(zhì)對(duì)降香黃檀幼苗生長(zhǎng)的影響

玉峙強(qiáng)，小梅，楊振德，玉舒中

（1.廣西大學(xué)林學(xué)院，南寧 530004；2.岑溪市林業(yè)局，廣西 岑溪 543200）

降香黃檀（Dalbergia odoriferaT.Chen）是能固氮的豆科高大半落葉喬木，原產(chǎn)于中國(guó)海南，在南方多省（地）有少量生長(zhǎng)。因過(guò)度采伐，自然資源幾乎枯竭［1-5］。降香黃檀心材俗稱(chēng)“黃花梨”，是極為高檔的紅木家具原材料之一。降香黃檀的心材提取物“降香”是一種很好的定香劑，同時(shí)在鎮(zhèn)痛、降血壓血脂、活血化瘀等方面具有很好的功效［6，7］。中國(guó)西南地區(qū)存在幅員遼闊的喀斯特石漠化生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)，脆弱區(qū)的環(huán)境退化嚴(yán)重，恢復(fù)困難［8-10］，是造林工作的難點(diǎn)。降香黃檀的木材價(jià)值和藥用價(jià)值都很高，且根瘤固氮，有利于提高土壤微生物數(shù)量，提升土壤質(zhì)量，能在中國(guó)西南喀斯特石漠化生態(tài)脆弱區(qū)較好地生長(zhǎng)［11-13］，是很有發(fā)展前途的本土珍稀樹(shù)種。

隨著造林工作的不斷深入，喀斯特石漠化、黃土、沙漠及高寒等立地困難的生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)已成為造林工作的重點(diǎn)。而這些生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)的治理和修復(fù)需要質(zhì)量高、抗性強(qiáng)的苗木。適宜的栽培基質(zhì)一般都具有良好的理化特性，能為苗木提供養(yǎng)分好、透氣性高、保水性佳的根際環(huán)境，是培育質(zhì)量高、抗性強(qiáng)苗木的關(guān)鍵因子之一，也是苗木生產(chǎn)工廠化的關(guān)鍵技術(shù)之一［3，14，15］。降香黃檀在廣西南亞熱帶巖溶石灰山地生長(zhǎng)良好，但在紅壤土中卻生長(zhǎng)不佳［16］?；|(zhì)偏酸性及透氣性不好可能是降香黃檀長(zhǎng)勢(shì)不好的重要原因之一［15］。以紅壤土作為降香黃檀主要育苗基質(zhì)原料時(shí)可通過(guò)添加椰殼粉或沙子增加透氣性［17］，或使用火燒土［18］、咖啡殼漚制物［19］、泥炭土［3］、炭化鋸末粉和炭化谷殼粉［20］等作為基質(zhì)改良原料可能有利于降香黃檀壯苗的培育。降香黃檀育苗基質(zhì)適宜pH 范圍還存在爭(zhēng)議［16，20］。本研究在考慮栽培基質(zhì)原料經(jīng)濟(jì)便宜易于獲得的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)關(guān)注栽培基質(zhì)的透氣性和pH 對(duì)降香黃檀幼苗生長(zhǎng)的影響，旨在為培育質(zhì)量高、抗性強(qiáng)的降香黃檀苗木提供技術(shù)參考，為中國(guó)喀斯特石漠化生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)治理和修復(fù)提供降香黃檀優(yōu)質(zhì)苗木。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地點(diǎn)位于廣西大學(xué)林學(xué)院校內(nèi)教學(xué)實(shí)踐基地；試驗(yàn)苗為實(shí)驗(yàn)室采自同一棵樹(shù)自育60 d、大小長(zhǎng)勢(shì)一致的實(shí)生幼苗（苗高約14.4 cm，地徑約4.2 mm）；容器為20 cm（Φ）×30 cm（h）無(wú)紡布育苗袋；泥炭土和珍珠巖購(gòu)自南寧市北湖路花卉市場(chǎng)，壤土來(lái)自廣西國(guó)有高峰林場(chǎng)林地，木材鋸末粉為杉木加工后的廢棄物，來(lái)自廣西國(guó)有高峰林場(chǎng)下屬苗圃園。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

運(yùn)用控制因素法，各處理只有單一因素變量（栽培基質(zhì)），其余因素不變（降香黃檀幼苗統(tǒng)一置于帶自動(dòng)灌溉系統(tǒng)的扦插苗床上，光、水、氣、熱等生長(zhǎng)環(huán)境基本一致）。綜合前人研究成果，考慮栽培基質(zhì)原料經(jīng)濟(jì)便宜易于獲得的基礎(chǔ)上重點(diǎn)關(guān)注栽培基質(zhì)的透氣性和pH 對(duì)降香黃檀幼苗生長(zhǎng)的影響，共計(jì)6 個(gè)處理，其中以100%壤土為對(duì)照，不同基質(zhì)配比（體積比）見(jiàn)表1，不同基質(zhì)配比土壤化學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表2。每袋1株，每處理15 個(gè)重復(fù)，共計(jì)90 株。幼苗置于同一苗床上統(tǒng)一管護(hù)，隨機(jī)放置，每15 d 重新放置1次以減少不均勻環(huán)境因素的影響。90 d 后測(cè)定各處理幼苗的生長(zhǎng)和生理指標(biāo)。

表1 不同基質(zhì)配比設(shè)計(jì)

表2 不同基質(zhì)配比土壤化學(xué)性質(zhì)

1.3 各指標(biāo)測(cè)定方法

地徑：根部距離地面1 cm 處用游標(biāo)卡尺測(cè)量地徑。

株高：用刻度尺測(cè)量株高。

總生物量：每處理隨機(jī)選取3 株幼苗，用去離子水洗凈，濾紙吸干水后先稱(chēng)鮮重；然后裝在牛皮紙信封內(nèi)置于鼓風(fēng)烘箱115 ℃殺青30 min，后轉(zhuǎn)75 ℃持續(xù)72 h 烘干至恒重后稱(chēng)量。

根瘤數(shù)：每處理隨機(jī)選取3 株幼苗，用去離子水洗凈，濾紙吸干水后，數(shù)出根瘤的數(shù)量，稱(chēng)量對(duì)應(yīng)的根系質(zhì)量，計(jì)算出單位根質(zhì)量的根瘤數(shù)。

根系參數(shù)：隨機(jī)選取3 株幼苗，用去離子水洗凈，濾紙吸干水后用WinRHIZO 根系分析系統(tǒng)測(cè)定。

苗木質(zhì)量指數(shù)參照范輝華等［21］的方法進(jìn)行，公式如下：

式中，QI為苗木質(zhì)量指數(shù)，W總為總生物量（g），H為苗高（cm），D為地徑（mm），W上為地上部分生物量（g），W下為地下部分生物量（g）。

生理指標(biāo)：葉綠素、根系活性參照郝建軍等［22］的方法進(jìn)行。

光合特性：在晴朗光照充足的上午9：00—11：00，用LI-COR 6400 便攜式光合熒光全自動(dòng)測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)定。每處理隨機(jī)選取3 株幼苗，每株幼苗選取3 片完整成熟的葉片，每片葉片重復(fù)測(cè)定3 次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，SPSS 軟件進(jìn)行方差分析及Duncan 多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)配比對(duì)降香黃檀幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

2.1.1 不同基質(zhì)配比對(duì)降香黃檀幼苗株高、地徑增量及根瘤數(shù)的影響 由表3 可以看出，不同基質(zhì)配比對(duì)降香黃檀幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)有明顯影響。苗高增量除了處理2 以外其他處理均顯著大于對(duì)照，其中處理3 是對(duì)照的1.84 倍；地徑增量?jī)H處理1 和處理3 顯著大于對(duì)照，分別是對(duì)照的1.30 和1.66 倍。單位質(zhì)量根瘤數(shù)除了處理1 以外，其他4 個(gè)處理均顯著多于對(duì)照，分別是對(duì)照的2.25、2.90、2.58、2.00倍，以處理3 的單位質(zhì)量根瘤數(shù)最多。

表3 不同基質(zhì)配比對(duì)降香黃檀幼苗株高、地徑增量及根瘤數(shù)的影響

2.1.2 不同基質(zhì)配比對(duì)降香黃檀幼苗生物量的影響 由圖1 可以看出，不同基質(zhì)配比對(duì)降香黃檀幼苗的總生物量影響明顯，其中處理3 總生物量最高，且顯著高于其他處理；由表4 可以看出，莖葉鮮重處理3 最大，且顯著高于對(duì)照；根鮮重處理3 最大；根冠比僅處理3 和處理4 大于對(duì)照，分別是對(duì)照的1.29、1.09 倍。莖葉鮮重、根鮮重、莖葉干重、根干重、根冠比均為處理3 最大。

表4 不同基質(zhì)配比對(duì)降香黃檀幼苗生物量的影響

圖1 不同基質(zhì)配比對(duì)降香黃檀幼苗總生物量的影響

2.1.3 不同基質(zhì)配比對(duì)降香黃檀幼苗根系生長(zhǎng)的影響 由表5 可以看出，總根長(zhǎng)除了處理2 以外，其他均顯著大于對(duì)照，分別是對(duì)照的1.33、1.42、1.31、1.38 倍；總根表面積除了處理2 以外，其他均顯著大于對(duì)照，分別是對(duì)照的1.36、1.50、1.36、1.43 倍；根系平均直徑均大于對(duì)照，分別是對(duì)照的1.17、1.15、3.87、1.03、1.48 倍；總根體積處理3 和處理5 顯著大于對(duì)照；總根尖數(shù)均大于對(duì)照，分別是對(duì)照的1.01、1.07、1.86、1.48、1.75 倍。處理3 的各項(xiàng)根系生長(zhǎng)參數(shù)均為最大。

表5 不同基質(zhì)配比對(duì)降香黃檀幼苗根系生長(zhǎng)的影響

2.1.4 不同基質(zhì)配比對(duì)降香黃檀幼苗苗木質(zhì)量指數(shù)的影響 由圖2 可知，處理3 的苗木質(zhì)量指數(shù)最大，顯著大于其他5 個(gè)處理。數(shù)值越大，苗木的造林成活率越高。表明處理3 降香黃檀幼苗生長(zhǎng)表現(xiàn)最優(yōu)、質(zhì)量最好。

圖2 不同基質(zhì)配比對(duì)降香黃檀幼苗苗木質(zhì)量指數(shù)的影響

2.2 不同基質(zhì)配比對(duì)降香黃檀幼苗生理指標(biāo)的影響

2.2.1 不同基質(zhì)配比對(duì)降香黃檀葉綠素含量的影響 由表6 可以看出，葉綠素a 含量除處理4 以外，其他均高于對(duì)照，其中處理3 最高，是對(duì)照的1.69倍；葉綠素b 含量處理1 和處理3 顯著高于對(duì)照，分別是對(duì)照的1.47 和1.41 倍；葉綠素總含量處理3 最高，是對(duì)照的1.61 倍；葉綠素a/b 處理3 最大。

表6 不同基質(zhì)配比對(duì)降香黃檀葉綠素含量的影響

2.2.2 不同基質(zhì)配比對(duì)降香黃檀幼苗光合作用參數(shù)的影響 各處理降香黃檀幼苗的光合特性指標(biāo)差異明顯（表7）。凈光合速率處理3 最高，是對(duì)照的1.69倍；胞間CO2濃度處理3 最低；氣孔導(dǎo)度處理2 顯著高于對(duì)照；蒸騰速率除了處理1 和處理5 低于對(duì)照外，其他3 個(gè)處理均顯著高于對(duì)照，光合速率高通常胞間CO2濃度會(huì)低，處理3 降香黃檀幼苗的各項(xiàng)光合特性參數(shù)之間保持了較好的一致性。

表7 不同基質(zhì)配比對(duì)降香黃檀幼苗光合作用參數(shù)的影響

2.2.3 不同基質(zhì)配比對(duì)降香黃檀幼苗根系活力的影響 由圖3 可知，各處理降香黃檀幼苗根系活力不同，其中處理3 的根系活力顯著高于其他處理，是對(duì)照的1.31倍，表明處理3 的根系具有最強(qiáng)的代謝活力。

圖3 不同基質(zhì)配比對(duì)降香黃檀幼苗根系活力的影響

綜合以上所有生理代謝指標(biāo)可以看出，處理3降香黃檀生理代謝活性表現(xiàn)最優(yōu)。

3 小結(jié)與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，處理3 栽培基質(zhì)（泥炭∶珍珠巖∶木材鋸末粉∶壤土=12∶2∶2∶4）培育的降香黃檀幼苗生長(zhǎng)最好，生理代謝活力最強(qiáng)，是降香黃檀壯苗培育最適宜的基質(zhì)配比。栽培基質(zhì)透氣性也是影響降香黃檀壯苗培育的主要因子之一。

基質(zhì)為苗木提供生長(zhǎng)所需的水、肥、氣、熱等是苗木生長(zhǎng)發(fā)育的重要影響因子［23］。有研究認(rèn)為，基質(zhì)如果偏酸性可能會(huì)制約降香黃檀苗木的生長(zhǎng)［15，17，24］；但孫潔等［3］研究降香黃檀苗木培育最佳輕基質(zhì)配比（椰糠∶泥炭土∶黃心土=2∶2∶1）中使用的椰糠和泥炭土都是偏酸性［15，25］。何琴飛等［15］認(rèn)為基質(zhì)中添加泥炭土?xí)率菇迪泓S檀苗木生長(zhǎng)表現(xiàn)不佳，是因?yàn)槟嗵客疗嵝郧彝笟庑圆患言斐伞Ｈ欢钕骊?yáng)等［26］研究表明泥炭土對(duì)降香黃檀組培苗生長(zhǎng)有較好的正向作用，還能促進(jìn)根瘤菌的定殖。本研究結(jié)果表明基質(zhì)中添加適量的泥炭土并不制約降香黃檀幼苗的生長(zhǎng)，且明顯提高了基質(zhì)的電導(dǎo)率、速效磷和堿解氮含量。泥炭土包含有一些纖維結(jié)構(gòu)，混合一定比例的泥炭土可以改變?cè)耘嗷|(zhì)的某些物理特性［27］。陳海軍等［20］認(rèn)為，降香黃檀配制基質(zhì)的適宜pH 為5.5～5.8，基質(zhì)中混合不同比例的鋸末粉、炭化鋸末粉、泥炭土和炭化谷殼粉等輕基質(zhì)不僅能提高苗木抗性還能促進(jìn)苗木的生長(zhǎng)。雖然楊德軍等［18］研究認(rèn)為80%森林土+20%火燒土是降香黃檀容器育苗最佳的培育基質(zhì)，但在驗(yàn)證容器對(duì)降香黃檀育苗的影響效果時(shí)采取的卻是森林土+咖啡殼漚制物=1∶1 的培育基質(zhì)［19］，或許是因火燒土不易獲得。劉德朝等［28］研究認(rèn)為采用泥炭∶木屑∶樹(shù)皮∶紅心土=3∶3∶3∶1 的培育基質(zhì)種植降香黃檀扦插苗試驗(yàn)效果最好。Yue等［17］在海南?？谝砸贩邸⒓t壤、落葉粉和沙子不同基質(zhì)組合和配比成18 種培養(yǎng)物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)紅壤∶椰糠=2∶2，紅壤∶沙子=2∶2 的基質(zhì)配比對(duì)降香黃檀的生長(zhǎng)和生物量積累的影響最好。椰糠自身良好的孔隙結(jié)構(gòu)不僅有利于提高基質(zhì)水、氣、熱的交換能力，同時(shí)具有較強(qiáng)的緩沖活性，還有利于微生物的定殖，提高土壤酶活性［29］。基質(zhì)中椰糠比例過(guò)高可能會(huì)釋放過(guò)多次生代謝物，過(guò)低則透氣性和持水性降低，都不利于苗木生長(zhǎng)［15］。紅壤和椰糠都偏酸性，即在酸性基質(zhì)中降香黃檀幼苗可以很好地生長(zhǎng)［17］。紅壤的有機(jī)質(zhì)含量普遍偏低，僅在紅壤中添加沙子提高基質(zhì)的透氣性就能促使降香黃檀幼苗很好地生長(zhǎng)［17］。本研究采用易于獲得的木材鋸末粉代替海南以外成本高且不易獲得的椰糠，在保證具有良好透氣性、持水性、緩沖活性的同時(shí)通過(guò)添加珍珠巖，提高了基質(zhì)的通氣性，促進(jìn)了降香黃檀幼苗的生長(zhǎng)。此外，本研究采用透氣性良好的無(wú)紡布育苗容器也有助于促進(jìn)降香黃檀幼苗的生長(zhǎng)［19］。

總之，降香黃檀對(duì)土壤的適應(yīng)能力較強(qiáng)，對(duì)立地養(yǎng)分條件要求不高?；|(zhì)偏酸性［17］還是堿性［16］對(duì)降香黃檀生長(zhǎng)的影響不大，紅壤土、黃心土、石灰土、森林土、大田土均可作為基質(zhì)的原料?；|(zhì)中添加椰糠、沙子、咖啡渣、石礫等的作用更多是提高基質(zhì)的通透性?；|(zhì)的透氣性越好，越有利于微生物特別是固氮根瘤菌的定殖，降香黃檀苗木根瘤數(shù)量形成也就越多，越能從空氣中固氮獲得更多的氮養(yǎng)分。喀斯特石漠化地區(qū)土壤環(huán)境中雖然養(yǎng)分十分匱乏，但石礫含量高，透氣性好，從這一角度可以解釋降香黃檀在石漠化地區(qū)耐貧瘠、適應(yīng)性極強(qiáng)的原因。