穴盤苗與裸根苗生長及根系特性研究

郭 斌

穴盤苗與裸根苗生長及根系特性研究

郭 斌

(山西省林業(yè)科學研究院，山西 太原 030012)

長期以來，在華北地區(qū)廣泛使用針葉樹造林，造成人工林群落物種多樣性低、結(jié)構(gòu)簡單、森林火災(zāi)和病蟲害頻發(fā)。使用鄉(xiāng)土珍貴闊葉樹造林，不僅可以維護森林穩(wěn)定性，而且可以提升經(jīng)濟效益。筆者將不同樹種的穴盤苗與裸根苗進行對比、不同種源遼東櫟裸根苗進行對比。結(jié)果表明，4個樹種穴盤苗生長及根系特性均顯著優(yōu)于裸根苗，其中，文冠果穴盤苗生長及根系特性顯著優(yōu)于其它樹種穴盤苗；遼東櫟真武山種源根系特性最優(yōu)；裸根斷根苗根系特性顯著優(yōu)于裸根苗；采用真武山種源的遼東櫟進行穴盤育苗，栽植后進行斷根處理，可以最大化地促進側(cè)根增加，增強苗木抗逆性，提高造林成活率。

穴盤苗；裸根苗；裸根斷根苗；生長量；根系特性

穴盤育苗技術(shù)是現(xiàn)代林業(yè)的重要組成部分。該技術(shù)起源于美國，歷經(jīng)多年的發(fā)展，現(xiàn)已趨于成熟，得到推廣。在美國等發(fā)達國家已形成一個新的產(chǎn)業(yè)，其對林業(yè)發(fā)展和技術(shù)進步起到了積極的推動作用。種苗的產(chǎn)量和質(zhì)量與其生長狀況及根系特性有著密切的關(guān)系。良好的生長狀況和健壯的根系能使種苗在移栽后能快速恢復(fù)生長，提高其整齊度和移栽成活率。筆者對穴盤苗、裸根苗、裸根斷根苗的生長狀況及根系特性進行了研究，以期為造林綠化提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1試驗材料

選取生長情況基本一致的1年生文冠果、皂莢、欒樹、遼東櫟穴盤苗及裸根苗。

1.2測定方法

2016年，從山西省林業(yè)科學研究院襄汾基地采集苗木，帶回實驗室。用自來水沖洗根系和地上部分，去除沙粒及其它表面雜物。再用去離子水洗凈，吸干水分，將根系與地上部分分開，分別測量苗高、地徑、冠幅、主根長、主根基徑、側(cè)根量、側(cè)根長、側(cè)根基徑、二級側(cè)根量、二級側(cè)根長、地上部鮮重、根鮮重。

根系形態(tài)分析完成以后，將植株的根、莖、葉分開，于105 ℃殺青30 min，之后在75 ℃下烘至恒重，稱干重，并根據(jù)以下公式計算根冠比、壯苗指數(shù)：

根冠比=根干重/地上部干重，

壯苗指數(shù)=地徑(cm)/株高(cm)×全株干重(g)。

1.3數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)均采用SPSS 22.0進行方差分析和顯著性檢驗，不同小寫字母代表差異顯著(p<0.05)；不同大寫字母代表差異極顯著(p<0.01)。

2 結(jié)果分析

2.1不同樹種穴盤苗與裸根苗的生長特性

不同樹種穴盤苗與裸根苗的生長量見表1，其比較情況見圖1和圖2.

表1 不同樹種穴盤苗與裸根苗生長量

圖1 不同樹種穴盤苗生長量比較

圖2 不同樹種裸根苗生長量比較

由表1,圖1和圖2可以看出，穴盤苗各項生長指標均高于裸根苗。在穴盤苗中，文冠果苗高和地徑表現(xiàn)最好；穴盤苗生長分布情況相對比較集中。在裸根苗中,欒樹地徑和文冠果苗高表現(xiàn)最好；裸根苗生長分布情況比較離散。說明大田環(huán)境條件復(fù)雜，苗木質(zhì)量差異比較大。而穴盤苗統(tǒng)一控制土壤、水分和溫度等條件，苗木質(zhì)量比較整齊一致。

遼東櫟生長速度顯著慢于其余3個樹種，遼東櫟穴盤苗與裸根苗苗高、地徑差異均不顯著，可能是由于遼東櫟本身生長速度慢，1年生苗很難觀測到明顯變化(圖3)。文冠果穴盤苗與裸根苗苗高、地徑差異顯著，說明文冠果采用穴盤育苗，可以縮短育苗時間，提升苗木質(zhì)量(圖4)。欒樹、皂莢穴盤苗與裸根苗苗高差異顯著，而地徑差異不顯著，說明欒樹、皂莢采用穴盤育苗會顯著影響高生長(圖5，圖6)。

圖3 遼東櫟穴盤苗與裸根苗生長量比較

圖4 文冠果穴盤苗與裸根苗生長量比較

圖5 欒樹穴盤苗與裸根苗生長量比較

圖6 皂莢穴盤苗與裸根苗生長量比較

2.2不同樹種穴盤苗與裸根苗的根系特性

不同樹種穴盤苗與裸根苗根系形態(tài)特征見第7頁表2.

由表2可以看出，4個樹種穴盤苗的主根基徑、側(cè)根量、側(cè)根長、側(cè)根基徑、二級側(cè)根量、二級側(cè)根長均優(yōu)于裸根苗，并且側(cè)根量和二級側(cè)根量都顯著高于裸根苗。說明穴盤苗的根系特性顯著優(yōu)于裸根苗，穴盤苗的生長分布集中，可能與其根系特性有關(guān)，更多的側(cè)根量能夠保證穴盤苗更好地吸收水分和養(yǎng)分，為地上部分的生長提供保障。4個樹種穴盤苗主根長均小于裸根苗，可能是由于土壤及水分的差異。裸根苗主根一直向下生長，主根優(yōu)勢明顯；而穴盤苗水肥供應(yīng)充足，空氣受到限制，所以側(cè)根發(fā)達，主根長較小。

遼東櫟穴盤苗與裸根苗主根長差異顯著，側(cè)根量與二級側(cè)根量差異極顯著；遼東櫟穴盤苗與裸根苗相比(圖7)，側(cè)根量增長率為118%，二級側(cè)根量增長率為131%，說明采用穴盤育苗會顯著影響遼東櫟根系特性。皂莢穴盤苗與裸根苗的側(cè)根量、側(cè)根長差異顯著，主根長、側(cè)根基徑、二級側(cè)根量、二級側(cè)根長差異極顯著；皂莢穴盤苗與裸根苗相比(圖8)，側(cè)根量增長率為30.2%，二級側(cè)根量增長率為89.9%，說明皂莢采用穴盤育苗會顯著影響根系特性。文冠果穴盤苗與裸根苗的主根長、主根基徑、側(cè)根量、二級側(cè)根量差異極顯著，側(cè)根基徑差異顯著；文冠果穴盤苗與裸根苗相比(第8頁圖9)，側(cè)根量增長率為113%，二級側(cè)根量增長率為104%，說明文冠果采用穴盤育苗會顯著影響根系特性。欒樹穴盤苗與裸根苗的側(cè)根量、側(cè)根基徑差異顯著，二級側(cè)根量、二級側(cè)根長差異極顯著；欒樹穴盤苗與裸根苗相比(第8頁圖10)，側(cè)根量增長率為22.2%，二級側(cè)根量增長率為60.6%，說明欒樹采用穴盤育苗會顯著影響根系特性。結(jié)果表明，穴盤苗會明顯改變樹種的根系特性，主要使側(cè)根量、二級側(cè)根量增多，增強了根系吸收水分和養(yǎng)分的能力。4個樹種中，文冠果根系的各項指標表現(xiàn)最好，與生長指標情況一致。

不同樹種穴盤苗與裸根苗根系形態(tài)學參數(shù)比較見表3.

表2 不同樹種穴盤苗與裸根苗根系形態(tài)比較

表3 不同樹種穴盤苗與裸根苗根系形態(tài)學參數(shù)比較

圖7 遼東櫟穴盤苗與裸根苗根系對比

圖8 皂莢穴盤苗與裸根苗根系對比

圖9 文冠果穴盤苗與裸根苗根系對比

圖10 欒樹穴盤苗與裸根苗根系對比

由表3可以看出，遼東櫟穴盤苗和裸根苗地上部分干重、地下部分干重、全株干重、壯苗指數(shù)之間的差異都達到了極顯著水平，說明采用穴盤育苗可以提高遼東櫟苗木質(zhì)量。在4個樹種中，遼東櫟的根冠比最高，說明遼東櫟適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力最強，抗逆性最好。皂莢穴盤苗和裸根苗地上部分干重、地下部分干重、全株干重、壯苗指數(shù)之間差異極顯著，根冠比差異顯著，說明采用穴盤育苗可以明顯提高皂莢苗木質(zhì)量。文冠果穴盤苗和裸根苗地上部分干重、地下部分干重、全株干重、根冠比之間的差異極顯著，壯苗指數(shù)最高，根冠比第二，說明文冠果采用穴盤育苗可以提高苗木質(zhì)量，且種苗質(zhì)量優(yōu)秀，定植于大田中所需的緩苗時間短，具有較強的生長潛力和抗逆性。欒樹穴盤苗和裸根苗地下部分干重、全株干重、根冠比之間差異極顯著，說明欒樹采用穴盤育苗可以提高苗木抗逆性。結(jié)果表明，穴盤育苗改變了苗木的根冠比和壯苗指數(shù)，提升了苗木質(zhì)量，增強了苗木的抗逆性。

2.3不同種源遼東櫟生長與根系特性比較

為進一步探究遼東櫟在造林中的應(yīng)用，我們對不同種源遼東櫟裸根苗的生長情況和根系形態(tài)進行了研究。

不同種源遼東櫟裸根苗生長狀況見表4.

表4 不同種源遼東櫟裸根苗生長量比較

由表4可以看出，真武山、蘆芽山、坪松種源的遼東櫟苗高差異不顯著，6個種源的遼東櫟地徑差異均不顯著。說明不同種源并不會顯著影響1年生遼東櫟裸根苗的生長狀況。

不同種源遼東櫟裸根苗根系生長狀況見表5.

由表5可以看出，真武山遼東櫟的主根長、側(cè)根量、側(cè)根長、二級側(cè)根量在6個種源中是最高的，根系生長表現(xiàn)最好，并且真武山種源種苗生長分布比較一致(圖11)。因此，使用遼東櫟造林時建議選擇真武山種源，其側(cè)根量、二級側(cè)根量大，根系吸收水分和礦質(zhì)元素能力強，緩苗期短，后期苗高、地徑增幅速度顯著快于其它種源，造林成活率高。遼東櫟苗高、冠幅與其主根長呈顯著正相關(guān)關(guān)系，說明影響遼東櫟裸根苗生長的主要因素可能是主根。而穴盤苗側(cè)根量大，影響苗木吸收水分和養(yǎng)分的主要因素可能是側(cè)根。

圖11 不同種源遼東櫟生長量比較

表5 不同種源遼東櫟裸根苗根系比較

2.4同一種源裸根苗與裸根斷根苗生長比較

為了比較同一種源裸根苗和裸根斷根苗的生長情況，選取真武山種源遼東櫟進行斷根處理。同一種源遼東櫟裸根苗與裸根斷根苗的比較見表6.

表6 同一種源遼東櫟裸根苗與裸根斷根苗比較

由表6可以看出，斷根苗的側(cè)根量與二級側(cè)根量遠大于非斷根苗，且斷根苗與非斷根苗主根長、側(cè)根量、二級側(cè)根量之間差異顯著；苗高、地徑、主根基徑、側(cè)根長、側(cè)根基徑、二級側(cè)根長之間差異不顯著。說明斷根可以刺激遼東櫟大量萌發(fā)側(cè)根和二級側(cè)根，增加根系的表面積，增強其吸收水分和礦質(zhì)元素的能力。由此表明，使用遼東櫟造林時采用斷根處理可以提高苗木質(zhì)量，提升造林成活率。

3 結(jié)論與討論

3.1根系特性研究

林木根系將地上部分的林冠和主干固著于土壤中，并吸收土壤中的水分和養(yǎng)分供應(yīng)地上部分生長，提供維持植物生命活動所需的物質(zhì)和能量。側(cè)根是林木根系中木質(zhì)化程度較低、直接與根尖連接、具有吸收水分和養(yǎng)分功能的根系。筆者對不同樹種穴盤苗與裸根苗根系特性、不同種源遼東櫟裸根苗根系特性、裸根斷根苗根系特性等3方面開展了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，穴盤育苗、不同種源、斷根處理都會顯著影響苗木的根系特性，增加苗木的側(cè)根量、二級側(cè)根量，進而增強根系吸收水分和礦質(zhì)元素的能力。通過研究筆者提出了一種遼東櫟最佳造林模式，在使用遼東櫟苗造林時，采用真武山種源的遼東櫟穴盤苗并進行斷根處理，可以最大化地促進側(cè)根增加，增強苗木的抗逆性，提高造林成活率。

3.2造林樹種選用

筆者對4個不同樹種的穴盤苗與裸根苗進行了生長及根系特性研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)文冠果用穴盤苗育苗效果最好。說明在有限的人力和物力情況下，用文冠果穴盤苗育苗可以使效益最大化。建議進一步開展穴盤苗樹種研究，選擇出最適宜穴盤育苗的樹種，為造林綠化提供優(yōu)質(zhì)的種苗。建議進一步觀測研究穴盤苗、裸根苗、裸根斷根苗的造林效果，為造林綠化提供依據(jù)。

[1] 黃晶晶,井家林,曹德昌,等.不同林齡胡楊克隆繁殖根系分布特征及其構(gòu)型.生態(tài)學報,2013,33(14):4 331-4 342.

[2] 孟凡枝,楊鵬鳴.不同施肥水平對三色堇根冠比和壯苗指數(shù)的影響.中國農(nóng)學通報,2010,26(6):216-218.

[3] 王紀章,趙青松,李萍萍.黃瓜穴盤苗生長過程及壯苗指數(shù)模型.江蘇農(nóng)業(yè)科學,2012,40(9):138-140.

[4] 張永理,章啟娟，周偉龍,等.控根苗與實生苗的根系特點比較.中國林副特產(chǎn),2011(1):40.

[5] 劉麗娜.水曲柳根系徑級和序級結(jié)構(gòu)特性分析.山西林業(yè)科技,2015，44(1):18-23.

[6] 王樹鳳，胡韻雪，孫海箐,等.鹽脅迫對2種櫟樹苗期生長和根系生長發(fā)育的影響.生態(tài)學報,2014,34(4):1 021-1 029.

ResearchonGrowthandRootSystemCharacteristicsofPlugSeedlingsandBare-rootedSeedlings

GuoBin

(ShanxiAcademyofForestSciences，Taiyuan030012，China)

Afforestation of coniferous trees had been widely used in North China for a long time which resulted in low forest species diversity,simple structure,forest fires,frequent plant diseases and insect pests.Increasing the afforestation of local precious broad-leaved trees not only maintained the stability of the forest,but also improved the economic benefits.Plug seedlings and bare-rooted seedlings of different tree species,bare-rooted seedlings ofQuercusliaotungensisfrom different provenance had been contrasted.Results showed that the growth and root system characteristics of plug seedlings in these 4 species were significantly better than that of bare-rooted seedlings,and the plug seedlings ofXanthocerassorbifoliawere significantly better than that of other trees.The root system characteristics ofQuercusliaotungensisfrom Zhenwu mountain provenance was the best and the root system characteristics of bare-rooted cutting seedlings was significantly better than that of bare-rooted seedlings.Cutting the root ofQuercusliaotungensisplug seedlings from Zhenwu mountain provenance could promote lateral root growth,enhance the stress resistance of seedlings and increase the survival rate of afforestation.

Plug seedlings; Bare-rooted seedlings; Bare-rooted cutting seedlings; Growth; Root system characteristics

S723

A

1007-726X(2017)03-0005-05

2017-03-11

山西省林業(yè)廳科技創(chuàng)新項目(2016年資助)

郭 斌(1986— )，男，山西陽曲人，2012年畢業(yè)于北京林業(yè)大學，工程師。