王草纖維的育苗效果
——以橡膠樹為例

姚行成 涂寒奇 王新龍 王軍

（1.中國熱帶農業科學院橡膠研究所 海南海口 571101；2.省部共建國家重點實驗室培育基地-海南省熱帶作物栽培生理學重點實驗室 海南?？?571101；3.海口市熱帶植物種苗創新重點實驗室 海南海口 571101）

橡膠樹生產的天然橡膠是重要的工業原料。由于天然橡膠在工業和國防上的重要性，我國政府要求在我國熱帶地區務必保證一定的橡膠樹種植面積，以確保一定的自給率。國務院2017年在《關于建立糧食生產功能區和重要農產品生產保護區的指導意見》中提出，要保證我國1 800萬畝（1畝≈667 m2）的天然橡膠生產保護區（國發2017[24]號）。依據此面積，我國膠園每年更新種植需要的橡膠樹苗木近2 000萬株。傳統橡膠樹苗主要以聚乙烯塑料袋培育，以表土為培育基質。每年我國橡膠樹育苗需要消耗表土超過4萬m3。由于膠園土壤可能含有根病病原菌，從膠園山地挖取的土壤不能作為橡膠苗基質；育苗土壤只能從農田或非膠園山地挖取。因此，非膠園環境土壤生態受到破壞。此外，因為土壤容重大，袋苗比較笨重，給苗木運輸帶來不便。因此，研發新型橡膠樹育苗基質對橡膠樹育苗技術可持續發展和土壤環境良好生態保持具有重要意義。

育苗基質對植物苗木生長具有重要作用[1-3]。泥炭土是一種優質育苗基質，作為基質的主要成分被廣泛應用在苗木培育上[4-6]。椰糠屬于可再生材料，并且具備理想基質性狀[7]，作為主成分與其他原料配制成的基質具有良好育苗效果[8-10]。在橡膠樹育苗基質研究方面，泥炭土和椰糠作為基質成分，與土壤混合配制的基質能夠較好地促進橡膠苗木生長[11-14]。然而，泥炭土和椰糠的價格較高，大規模應用在橡膠樹育苗上將顯著增加育苗成本。此外，泥炭土不可再生，在開采時可造成濕地環境破壞[15-16]。因此，近年來，很多研究者都在研發基于植物纖維的環保育苗基質原料，如桉樹皮[17]、松樹皮[18]、玉米芯[19]、秸稈[20]等。

王草，學名皇竹草，原產于熱帶地區，適應性廣，抗逆性強，纖維產量高且營養豐富，用途較廣，可應用在生態保護、畜牧業、工業和食品等方面[21-22]。王草耐刈割、生物量大，且對生長條件要求低，這些栽培和生長特征可為大量需求王草纖維時提供保證。以王草纖維作為橡膠樹育苗基質未有報道，王草的橡膠樹育苗效果也不清楚。本研究以王草作為橡膠樹育苗基質原材料，研究王草基質對橡膠樹苗木的生長及生理影響，研究結果將為生產輕質、環保的橡膠樹育苗基質提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗地概況試驗地點位于海南省儋州市（109°29′ E，19°31′ N）中國熱帶農業科學院試驗場內，年平均溫度25 ℃，年降雨量約1 800 mm，熱帶季風氣候。

1.1.2 試材采用的王草熱研4號種植在海南省儋州市的試驗場膠林林段。采收時，王草株高約2.5 m，直徑約2.0 cm，從根基部約5 cm處砍下王草植株。培育橡膠苗木采用無性系熱研7-33-97芽接樁，砧木直徑1.5～1.8 cm。

1.2 方法

1.2.1 試驗處理將剛采收的新鮮王草用園林綠化粉碎機粉碎成0.3～1.0 cm的碎末，然后建堆，蓋上薄膜，自然發酵80 d，每20 d翻堆1次。在翻第3次時（第60天），按每立方基質加入200 g土壤處理劑，充分拌勻，繼續發酵。

試驗設置4個基質處理：純王草纖維，王草與土壤等體積混合，對照椰糠和土壤。椰糠由進口椰糠磚發泡后打散。育苗容器為15 cm×40 cm（直徑×高度）的圓柱形控根容器。育苗容器在裝基質時插入橡膠樹芽接樁。育苗容器置于育苗架子上，容器底部沒有接觸地面土壤，懸空培育，以防止從地面吸取水分和養分。每個處理3個重復，每個重復15株。

待橡膠苗第1葉蓬穩定后，每20 d噴施微補全力高氮水溶肥。每個星期視降雨情況澆水2～3次。試驗從2020年4月開始，2020年11月結束。

1.2.2 基質的容重與養分含量分析4個基質配制好后，分析各基質的容重與營養成分。樣品的銨態氮和硝態氮采用氧化鎂-代氏合金蒸餾法測定[23]，速效磷采用鉬銻抗比色法測定[24]，速效鉀采用火焰光度法測定[24]。

有機質采用重鉻酸鉀容量-外加熱法測定[25]；全氮采用半微量凱氏蒸餾法測定，全磷采用酸溶-鉬銻抗比色法測定，全鉀采用堿溶-火焰光度法測定[23]。

在試驗的中期和結束前10 d，從控根容器內挖出部分基質，分別測量2次的基質含水量。

1.2.3 苗木生長指標分析（1）生理指標分析在接穗抽生的第2個葉蓬穩定時，取頂蓬葉片，分析葉綠素含量和葉片營養元素含量。葉綠素用乙醇提取，經分光光度計測定吸光度。奈氏比色法測定葉片氮含量，鉬銻抗比色法測定磷、鉀含量，火焰原子吸法測定鈣、鎂含量。以上指標測定方法參照李合生《植物生理生化實驗原理和技術》[25]。

（2）苗木的生長數據測量 試驗結束前10 d，測量接穗的株高和莖干直徑。用卷尺測量接穗從芽接口到頂芽的株高；用游標卡尺測量芽接口上方10 cm處接穗的直徑。試驗結束后，從砧穗結合部將接穗與砧木分開，取接穗的枝葉并烘干，測接穗的干重。打開控根容器，取出根團，用流動水沖洗掉根團的基質，取側根和新萌長的主根，烘干并稱重新長根系的干重。

（3）基質的微生物區系分析 基質的細菌、真菌、放線菌分別用牛肉膏蛋白胨培養基、馬丁培養基、改良高氏培養基培養一定時間，計數培養皿上生長的菌落數，以菌落形成單位表示，菌數(CFU/g)=菌落平均數×稀釋倍數，具體實驗操作參照孫樹晴等[26]的研究。

1.2.4 數據分析試驗數據用Excel 2010進行單因素顯著性分析（p=0.05），用OriginPro 2016作圖。

2 結果與分析

2.1 王草基質的容重、含水量及養分含量比較

純王草基質的容重為0.12 g/cm3，略低于椰糠的容重。王草-土壤等體積混合基質的容重為0.78 g/cm3，顯著低于對照土壤的容重。純王草基質的含水量為70%，顯著低于對照椰糠的82%。王草-土壤混合基質的含水量約為25%，顯著高于對照土壤的10%。可見，王草纖維基質具有較高的保水能力，與土壤混合后，能夠提高土壤的保水能力。

純王草基質的有機質、全氮和全磷含量顯著高于對照椰糠和土壤，其全鉀含量顯著低于對照土壤，但高于對照椰糠（表1）。王草-土壤混合基質的有機質、全氮和全磷含量居于對照王草和土壤兩者中間水平。

表1 不同基質的容重與養分比較

純王草基質的速效氮（銨態氮和硝態氮的總和）、速效磷和速效鉀都顯著高于其他3個基質（表1）。純王草基質的速效氮含量幾乎是土壤的6倍。純王草基質的速效磷含量幾乎是土壤的9.5倍、椰糠的20倍。純王草基質的速效鉀含量約是土壤的146倍，椰糠的1.8倍。王草-土壤混合基質的速效氮、速效磷和速效鉀含量均顯著低于王草基質，其速效氮和速效鉀含量顯著低于椰糠，但顯著高于土壤。

2.2 王草基質的微生物數量分析

微生物類群數量在4個基質中的排序均為細菌>放線菌>真菌。細菌數量占微生物總量的84.46%～91.99%，放線菌數量占微生物總量的7.21%～14.15%，真菌數量占微生物總量的0.80%～1.86%。土壤的三大微生物數量最高，而椰糠的三大微生物數量最低；純王草基質的細菌和放線菌數量均低于王草-土壤混合基質（表2）。在微生物總量上，土壤最高，王草-土壤混合基質次之，純王草基質再次，椰糠最少，表明以植物纖維作為育苗基質，不利于微生物生長繁殖。

表2 不同基質的微生物數量

2.3 王草基質對橡膠苗生長的影響

基質能夠影響橡膠樹苗木的生長，不同基質培育的苗木在植株形態上可表現出差異（圖1-A）。椰糠培育的苗木在葉片顏色上呈淡黃色，微生物總數/(×104CFU·g-1)40.61 64.14 6.25 134.58表現出黃化癥狀（圖1-B），但是同為植物纖維的純王草基質培育的苗木表現正常。王草-土壤混合基質培育的植株在形態上也表現正常，但是土壤培育的苗木部分植株出現葉片干枯現象，表現出缺水癥狀（圖1-C）。

圖1 不同基質培育的苗木的生長形態比較

圖2 不同基質下橡膠苗的葉片葉綠素含量

圖3 不同基質下橡膠苗葉片的營養元素含量

王草-土壤混合基質能夠顯著促進橡膠苗的生長速度（表3），所培育苗木的直徑、株高和接穗干物質重量顯著高于其他基質培育的苗木。王草-土壤混合基質的苗木比椰糠的苗木增高17%，比純王草基質的苗木增高26%，比土壤的苗木增高24%。在苗木直徑增長方面，王草-土壤混合基質的苗木比椰糠的苗木增粗24%，比純王草基質的苗木增粗23%，比土壤的苗木增粗23%。純王草基質培育的苗木與對照椰糠、土壤培育的苗木在株高、直徑和接穗生物量上沒有顯著差異。在苗木新長根系量方面，純王草基質顯著高于王草-土壤混合基質，而王草-土壤混合基質又顯著高于對照椰糠和土壤，表明純王草基質能夠積極促進橡膠苗的根系生長。

表3 不同基質對橡膠樹苗木生長的影響

2.4 王草基質對橡膠苗的生理性狀影響

分析苗木葉片的葉綠素含量和營養元素氮、磷、鉀、鈣和鎂含量發現：對于葉綠素含量，王草-土壤混合基質的苗木顯著高于對照椰糠和土壤，與純王草基質的苗木沒有差異；椰糠培育的苗木葉綠素含量最低，這與淡黃色的葉片表型相一致。對于葉片的氮含量，純王草基質、王草-土壤混合基質和土壤三者培育的苗木無顯著差異，均顯著高于椰糠。對于葉片的磷含量，各處理苗木表現出顯著差異，順序為王草-土壤混合基質>純王草>土壤>椰糠。對于葉片的鉀含量，純王草、王草-土壤混合基質和椰糠三者培育的苗木無顯著差異，但均高于土壤。對于葉片的鈣含量，4個基質的苗木之間沒有顯著差異。對于葉片的鎂含量，純王草基質培育的苗木最高，其次是王草-土壤混合基質和椰糠的，土壤培育的苗木最低。

3 討論與結論

3.1 討論

王草具有速生、高產、抗逆性強等特性，主要應用在生態環境治理、飼草和能源等方面[27]，但尚未作為育苗基質開發利用。本研究以王草為原材料，植株經粉碎和發酵后得到的王草纖維為基質原料，設置單一王草基質和王草-土壤混合基質2個處理培育橡膠苗木，測定基質的養分含量、苗木的生長參數及生理指標，結果表明，王草纖維具有較高的養分，王草纖維與土壤混合基質能夠促進橡膠苗木生長和提高苗木質量。

基質的容重、保水性和養分含量是衡量基質優劣與否的重要指標。王草植物纖維作為育苗基質，具有較好的保水性（含水量約70%），雖然低于椰糠的保水性，但是顯著高于土壤基質。王草纖維與椰糠同為植物纖維，具有總孔隙度高特點，這是保水性高的主要原因。王草纖維屬植物類纖維，容重較小，以之為育苗基質可減輕容器苗根團重量，便于育苗生產操作與苗木搬運。王草纖維與土壤等體積混合基質的容重為0.78 g/cm3，處于適宜的基質容重范圍內（0.1～0.8 g/cm3）[28]，用于橡膠樹育苗生產，可顯著降低苗木的重量。純王草基質的總養分、速效養分和有機質含量都極高，高于對照土壤和椰糠，有利于容器苗的養分積累。

椰糠是一種重要的育苗基質原材料，但是受來源地狹窄影響，我國椰糠基本依賴進口，其價格也昂貴。本研究發現，純王草基質與椰糠相比較，其養分含量更高，培育的橡膠苗質量更優，表現在葉綠素含量和葉片營養元素（N、P、Mg）含量更高，因此王草纖維可作為椰糠的主要替代物。此外，王草在我國可種植地很廣，從熱帶地區海南省到溫帶地區內蒙古自治區均可種植[27]，因此可保證王草的供應量，且能保證價廉。

本研究結果表明，不同基質在細菌、放線菌和真菌數量上存在顯著差異。孫樹晴等[26]的研究發現，三大微生物的數量與土壤含水量呈極顯著負相關。本研究4個基質的微生物數量也呈現出隨著基質的含水量升高而降低的趨勢，與孫樹晴等[26]研究相一致?；|的微生物數量差異可能是由于基質的含水量差異導致的。純王草基質和椰糠基質的含水量高，雖然有利于苗木吸收水分，但是微生物總數量較低，可能影響植物根系吸收基質的營養養分。

研究表明，混合基質的育苗效果優于單一基質[29-31]。單一基質如椰糠、純王草及土壤培育的橡膠苗，苗木質量都不如王草-土壤混合基質培育的苗木。育苗基質的養分含量能夠影響植株的生長[19]。雖然純王草基質的養分含量很高，但是其育苗效果不如養分含量較低的王草-土壤混合基質，表明基質的養分含量與其他因素如微生物數量、含水量等一起協同影響苗木的生長。王草-土壤混合基質培育的橡膠苗木在生長參數和生理指標上更好，表現出生長速度快、營養水平高。因此，為了合理利用王草纖維和增強其育苗效果，王草纖維應與土壤或其他基質混合使用。本文僅研究了王草纖維與土壤等體積比例混合的育苗效果，更優的混合比例尚待進一步研究確定。

3.2 結論

王草植株經過粉碎和發酵腐熟制成育苗基質，具有保水性好、養分高、容重輕等優點。純王草基質培育的橡膠苗在生長參數如株高、莖粗、接穗生物量與椰糠、土壤培育的無差異，但是苗木的綜合營養水平更高。王草-土壤混合的基質育苗效果更佳，培育的苗木在株高、莖粗、接穗生物量、綜合營養水平顯著高于純王草、椰糠和土壤培育的苗木。因此，王草植物纖維可作為一種優良的育苗基質，應用在橡膠樹苗木生產上，可降低苗木的根團重量，提高苗木的生長速率和苗木質量。