不同容器類型和基質(zhì)對紫穗槐生長的影響

摘 要 為提高紫穗槐容器育苗技術(shù)，采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過交互效應(yīng)和簡單效應(yīng)分析，研究不同育苗容器和基質(zhì)對紫穗槐幼苗生長的影響，以便選擇適宜的育苗容器和育苗基質(zhì)。結(jié)果表明：容器類型和基質(zhì)均對紫穗槐幼苗生長有顯著影響，兩者的交互效應(yīng)也有一定影響。主效應(yīng)表明，塑料營養(yǎng)杯容器更能促進(jìn)紫穗槐苗高、地徑、莖干質(zhì)量、根干質(zhì)量、主根長、根總長、根平均直徑、根表面積、根體積及根系徑級等指標(biāo)生長；黃心土+草炭土混合基質(zhì)明顯優(yōu)于單一黃心土基質(zhì)，更能有效保證苗木地上和地下部分的生長。基質(zhì)和容器類型對紫穗槐的交互效應(yīng)主要表現(xiàn)在地徑、莖干質(zhì)量、根干質(zhì)量及大徑級根系生長方面。因此，塑料營養(yǎng)杯容器和黃心土+草炭土混合基質(zhì)的組合更有利于促進(jìn)紫穗槐苗木生長。關(guān)鍵詞 紫穗槐；容器；基質(zhì)；生長特性中圖分類號：S792.26.05"""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A"" doi：10.13601/j.issn.1005-5215.2024.02.003

Effects of Different Container Types and Substrates on the Growth of Amorpha fruticosa

Abstract In order to improve the container seedling technology of Amorpha fruticosa，a randomized block experiment design was used to study the effects of different seedling containers and substrates on the growth of Amorpha fruticosa seedlings through interaction effect and simple effect analysis，so as to select suitable seedling containers and substrates. The results showed that both container types and substrates had significant effects on the growth of Amorpha fruticosa seedlings，and the interaction between them also had a certain effect. The main effect showed that the plastic nutrition cup container could promote the growth of each index like seedling height，ground diameter，stem dry weight，root dry weight，main root length，total root length，average root diameter，root surface area，root volume and root diameter grade of Amorpha fruticosa. The mixed matrix of yellow soil and turfy soil is obviously better than the single yellow soil matrix，which can effectively ensure the growth of the aboveground and underground parts of the seedlings. The interaction effects of substrates and container types on Amorpha fruticosa were mainly manifested in ground diameter，stem mass，root stem mass and large diameter root growth. Therefore，the combination of plastic nutrition cup container and mixed matrix of yellow soil and turfy soil is more conducive to promoting the growth of Amorpha fruticosa seedlings.

Key words Amorpha fruticosa;container;substrates;growth characteristics

紫穗槐（Amorpha fruticosa ）為優(yōu)良豆科灌木，原產(chǎn)于北美，作為觀賞植物引入中國，具有耐旱、耐寒、耐鹽堿、抗逆性強(qiáng)等特點(diǎn)，在防風(fēng)固沙、保持水土和改良土壤等方面具有顯著成效，能夠帶來較高的社會效益和生態(tài)效益[1]。國內(nèi)外學(xué)者對紫穗槐進(jìn)行了大量研究，主要集中在苗木生長[1]、生理特性[2，3]及經(jīng)濟(jì)價(jià)值等方面[4]。然而，對紫穗槐苗木如何培育，尤其是栽培容器和基質(zhì)的選用缺乏科學(xué)依據(jù)，相關(guān)研究較少。

建立強(qiáng)大的根系是植物抵御干旱的一種主要方式，林木根系分布特征及對干旱的抵御能力，是林分生長和穩(wěn)定的決定因素[5]。目前，造林樹種育苗首先要以種子培育實(shí)生苗木，再上山造林。因此，如何培育根系結(jié)構(gòu)良好、側(cè)根系發(fā)達(dá)的良種苗木是荒山造林的重要技術(shù)環(huán)節(jié)。容器類型直接作用于苗木，是調(diào)控苗木質(zhì)量、改善造林效果的關(guān)鍵措施[6]。我國容器育苗多使用有底塑料薄膜袋，常出現(xiàn)根系纏繞現(xiàn)象，使根系形態(tài)發(fā)生改變[7]。為避免移栽過程對苗木根系的傷害和塑料薄膜袋育苗造成的根系盤繞，楊喜田等開[8]發(fā)了秸稈營養(yǎng)杯。研究發(fā)現(xiàn)，側(cè)柏（Platycladus orientalis）、白榆（Ulmus pumila）秸稈營養(yǎng)杯苗在根總長、根表面積、根冠比、株高等方面優(yōu)于塑料營養(yǎng)杯苗[8]。但對于秸稈營養(yǎng)杯是否適用于其他造林樹種，還鮮有報(bào)道。容器苗生長所需營養(yǎng)物質(zhì)均由基質(zhì)供給，基質(zhì)的孔隙度、透水性、透氣性和養(yǎng)分含量等指標(biāo)決定了苗木的水分和營養(yǎng)物質(zhì)吸收，直接影響著苗木的根系和地上部分的生長發(fā)育[9]。因此，選擇適合苗木生長特性的基質(zhì)是決定容器育苗質(zhì)量的關(guān)鍵。在選擇基質(zhì)配方時，需考慮苗木的生長條件、制造成本、運(yùn)輸成本和管理成本。本研究從當(dāng)?shù)貙?shí)際情況出發(fā)，本著“因地制宜，就近取材”的原則，選擇了黃心土和草炭土進(jìn)行基質(zhì)選擇研究。

遼西地區(qū)氣候干旱，水資源嚴(yán)重缺乏，水土流失嚴(yán)重，森林植被退化，幼苗造林容易受到土壤水分虧缺的影響。紫穗槐是干旱、半干旱地區(qū)水土保持和固沙造林的重要樹種，也是遼西地區(qū)主要造林樹種，具有根系發(fā)達(dá)、耐旱性和抗逆性強(qiáng)的特點(diǎn)。本研究通過比較不同類型栽培容器和栽培基質(zhì)下紫穗槐苗木地上部分和根系發(fā)育等指標(biāo)，探討紫穗槐容器苗木規(guī)模化培育管理技術(shù)，為培育具有良好根系結(jié)構(gòu)的苗木提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)在遼寧省旱地農(nóng)林研究所下甸基地進(jìn)行，地處120°27′ E，41°34′ N，屬北溫帶大陸性季風(fēng)氣候，雨熱同季，降水偏少，年降水量450～580 mm，年平均氣溫8 ℃左右，日溫差較大，日照充足，無霜期142～196 d。

1.2 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

采用完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)置容器類型 （A） 和基質(zhì) （B） 2個因子。容器選擇塑料營養(yǎng)杯（A1）和秸稈營養(yǎng)杯（A2），基質(zhì)材料為黃心土（B1）和黃心土+草炭土（體積比為1∶1，B2）。試驗(yàn)設(shè)4個處理，30株小區(qū)，3次重復(fù)。試驗(yàn)使用的塑料營養(yǎng)杯和秸稈營養(yǎng)杯規(guī)格相近，分別為13 cm×16 cm（口徑×高度）和18 cm×12 cm（內(nèi)徑5 cm）。秸稈營養(yǎng)杯采購于山西苗褓褓環(huán)保技術(shù)有限公司。

以干旱地區(qū)植被恢復(fù)的常用樹種紫穗槐為研究對象，經(jīng)發(fā)芽處理后，于2022年4月將種子直接播于容器內(nèi)，為了防止根系插入地下，養(yǎng)料營養(yǎng)缽和秸稈營養(yǎng)杯均放置在懸空金屬架上，并定期進(jìn)行水分管理。

1.3 破壞取樣與測量

于2022年10月用水沖法挖掘幼苗，盡量保證根系構(gòu)型的完整性，避免末端細(xì)根的損失，并貼好標(biāo)簽帶回室內(nèi)測定其苗高、地徑和主根長。使用EPSON Expression 11000XL掃描儀對取回的根系進(jìn)行掃描，使用WinRHIZO分析系統(tǒng)分析根系掃描結(jié)果，進(jìn)行根系形態(tài)和根構(gòu)型的分析及數(shù)據(jù)輸出。

1.4 根系處理與數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)均用SPSS 25.0軟件進(jìn)行分析處理。采用一般線性模型（general linear model，GLM）的Univariate方法進(jìn)行方差分析。若交互效應(yīng)顯著，比較處理組合；若交互效應(yīng)不顯著，比較容器類型和基質(zhì)主效應(yīng)。利用SigmaPlot 14軟件（SystatSoftware公司，美國）作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 容器類型和基質(zhì)對苗木生長的影響

容器類型和基質(zhì)的交互作用對紫穗槐容器苗地徑、莖生物量和根生物量影響顯著（表1），其中A2B1處理的地徑、莖生物量和根生物量均顯著低于其他處理（圖1），A1B1、A1B2和A2B2處理的地徑無顯著差異，A1B2處理的莖生物量、A1B1處理的根生物量顯著高于其他處理。

從主效應(yīng)來看，容器類型和基質(zhì)均對紫穗槐容器苗苗高、地徑、莖生物量和根生物量有顯著影響，A1處理顯著高于A2，B2處理顯著高于B1。

2.2 容器類型和基質(zhì)對苗木根系結(jié)構(gòu)的影響

2.2.1 容器類型、基質(zhì)及其交互效應(yīng)對根系指標(biāo)的影響

容器類型和基質(zhì)交互作用對紫穗槐容器苗的主根長、根總長、根平均直徑、根表面積和根體積等根系指標(biāo)均無顯著影響（表2）。從主效應(yīng)來看，容器類型對紫穗槐容器苗主根長、根總長、平均直徑、根表面積和根體積影響顯著，A1處理顯著高于A2；基質(zhì)類型對紫穗槐容器苗根平均直徑和根體積影響顯著，B2處理顯著高于B1。

2.2.2 容器類型、基質(zhì)以及其交互效應(yīng)對根系徑級的影響

容器類型、基質(zhì)對 gt; 4mm徑級下的根表面積和根體積存在交互效應(yīng)（表3）。4個處理組合表明，A2B1處理的根表面積和根體積顯著低于其他處理，僅為A1B1處理的9.6%，A1B1、A1B2和A2B2處理的根表面積和根體積無顯著差異（圖2）。容器類型與基質(zhì)的主效應(yīng)對各徑級根系結(jié)構(gòu)的影響不同，且容器類型對這些指標(biāo)的影響大于基質(zhì)。A1利于0.5～2.0 mm徑級的根表面積和根體積，B2有利于2～3 mm徑級的根表面積和根體積（表3，圖3）。

3 結(jié)論與討論

容器類型、材質(zhì)和基質(zhì)配比等都會對苗木的生長發(fā)育和質(zhì)量產(chǎn)生影響，從中找到適宜苗木生長的組合是提高苗木質(zhì)量的關(guān)鍵措施[10，11]。多項(xiàng)研究表明，育苗容器與基質(zhì)之間存在交互作用[12，13]。本試驗(yàn)中，容器類型和基質(zhì)對紫穗槐苗木生長的交互效應(yīng)主要表現(xiàn)在地徑、地上和地下部分干質(zhì)量上，其中以組合A2B1表現(xiàn)最差，說明秸稈營養(yǎng)杯和黃心土這一組合不利于紫穗槐生長。主效應(yīng)表現(xiàn)的結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)。從對生長指標(biāo)的多重比較結(jié)果可以看出，容器類型和基質(zhì)對苗木生長影響顯著，黃心土+草炭土培育的苗木苗高、地徑、生物量積累均比黃心土表現(xiàn)好，塑料營養(yǎng)杯苗木在多個生長指標(biāo)中也均優(yōu)于秸稈營養(yǎng)杯。這可能是因?yàn)辄S心土較黏重，透水透氣性差，基質(zhì)養(yǎng)分含量低，其理化性質(zhì)無法滿足紫穗槐苗木生長需求而致[7]。張軍鵬等的研究認(rèn)為，不同基質(zhì)之間的搭配使用，可以改善基質(zhì)理化性質(zhì)，增強(qiáng)持水能力和透氣性；黃心土+草炭土混合基質(zhì)養(yǎng)分含量更高，更能滿足植物的生長[14]。不同容器的顏色、透氣性、透水性不同，進(jìn)而改變苗木對土壤水分和養(yǎng)分的吸收。塑料營養(yǎng)杯的保持水分和養(yǎng)分能力強(qiáng)，有利于苗木對水分和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，進(jìn)而促進(jìn)其地上部分和地下部分的生長。這與常君等對薄殼山核桃苗木的生長研究結(jié)果相似[15]，認(rèn)為其在生產(chǎn)應(yīng)用中可選擇普通育苗容器培育。秸稈營養(yǎng)杯雖然具有空氣斷根等物理修根作用，但容器體積較小，所含育苗基質(zhì)少，保水保肥方面較差，不利于紫穗槐苗木的生長發(fā)育。

根系的主要功能是吸收植物生長所需的養(yǎng)分和水分，其發(fā)育好壞直接影響苗木質(zhì)量[16]。一般來說，根系表面積越大的苗木，根系吸收能力越強(qiáng)，對基質(zhì)中養(yǎng)分和水分利用效率越高[17]。本試驗(yàn)中，塑料營養(yǎng)杯在紫穗槐主根長、根總長、平均直徑、根表面積、根體積等方面表現(xiàn)均優(yōu)于秸稈營養(yǎng)杯，說明塑料營養(yǎng)杯對紫穗槐生長具有一定促進(jìn)作用。這與于志民等研究結(jié)果相一致，黑色塑料杯有益于根系的生長[18]。騰飛等人的研究也證明黑色塑料容器顯著促進(jìn)了苗木根總長、根表面積和根體積的增加[17]。基質(zhì)具有支持、固定植株及供給水分和營養(yǎng)物質(zhì)的功能。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，黃心土+草炭土培育的苗木根系指標(biāo)均比黃心土表現(xiàn)好。這可能是因?yàn)椴萏客量烧{(diào)低混合基質(zhì)的pH，同時增加了基質(zhì)的保水力和有機(jī)質(zhì)含量。

已有研究表明，根系結(jié)構(gòu)和功能的好壞，直接制約地上部分的生長，對植物的抗旱性也有較大影響[19]。本試驗(yàn)中，容器類型和基質(zhì)對紫穗槐苗木不同根系徑級根表面積和根體積的交互效應(yīng)主要表現(xiàn)在 gt;4 mm徑級的根系上，其中以組合A2B1表現(xiàn)最差，而對其他徑級根系無顯著影響，說明秸稈營養(yǎng)杯和黃心土這一組合不利于紫穗槐大徑級根系生長。而從主效應(yīng)來看，塑料營養(yǎng)杯容器和黃心土+草炭土混合基質(zhì)均促進(jìn)了各徑級根系的生長，且對細(xì)根的促進(jìn)作用明顯大于粗根。隨著徑級由小到大，根直徑由細(xì)變粗，低級根主要執(zhí)行吸收功能[20]，周轉(zhuǎn)相對較快，是吸收周圍環(huán)境中養(yǎng)分和水分的主要部分，高級根主要執(zhí)行運(yùn)輸和結(jié)構(gòu)性功能，周轉(zhuǎn)較慢，壽命也相對較長[17，21，22]。塑料營養(yǎng)杯容器和黃心土+草炭土混合基質(zhì)均促進(jìn)了紫穗槐苗木根系結(jié)構(gòu)和徑級的生長，有利于更大范圍的吸收水分和養(yǎng)分，能夠更好地適應(yīng)干旱、半干旱的惡劣環(huán)境，提高幼苗造林的成活率[23]。

綜上所述，在本試驗(yàn)研究條件下，綜合考慮苗木生長指標(biāo)和根系結(jié)構(gòu)等因素，塑料營養(yǎng)杯容器和黃心土+草炭土混合基質(zhì)更適合培育紫穗槐容器苗，此時能有效保證苗木地上和地下部分的生長發(fā)育，苗木質(zhì)量達(dá)到最優(yōu)。而且塑料營養(yǎng)杯容器和黃心土+草炭土混合基質(zhì)運(yùn)輸方便，易獲得，能夠培育出高質(zhì)量、低成本的紫穗槐容器苗。

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