杉木沙床容器育苗的水分、電導(dǎo)率及溫度平衡能力

陳 琴，陳代喜，黃開勇，程 琳，譚文婧，藍(lán) 肖，董利軍，戴 俊

（1.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院，南寧 530002；2.融水縣貝江河林場(chǎng)，廣西融水 545300）

杉木（Cunninghamia lanceolata）是廣西的主要造林樹種之一。經(jīng)過長(zhǎng)期的研究，廣西已篩選出大批優(yōu)良的種質(zhì)材料，并通過不同的育苗手段培育良種苗木進(jìn)行推廣應(yīng)用[1-5]。輕基質(zhì)容器育苗是廣西杉木良種苗木的主要育苗方式，經(jīng)過苗木培育效果的比較與培育方式的改良，目前廣西各杉木營(yíng)林單位廣泛推廣使用的育苗方法是采用沙床進(jìn)行輕基質(zhì)容器育苗[6]。水分是苗木生長(zhǎng)發(fā)育不可缺少的物質(zhì)，苗木生命活動(dòng)的強(qiáng)弱很大程度上取決于其水分狀況[7]。在水分對(duì)杉木的影響方面，多數(shù)學(xué)者致力于干旱脅迫的研究[8-10]，在水分過量對(duì)杉木生長(zhǎng)的影響方面研究較少。除了水分，土壤溫度也是影響植物生長(zhǎng)的重要因素之一，土壤溫度過高，植物根系組織加速成熟，根系木質(zhì)化程度高，降低根表面吸收效率；土壤溫度過低，則使植物發(fā)生凍害。陳廷廷等[11]研究表明，0～1 mm杉木細(xì)根C濃度對(duì)土壤溫度的響應(yīng)比較敏感，另外土壤增溫可引起杉木細(xì)根N富集，細(xì)根P濃度降低，N/P升高，杉木幼苗生長(zhǎng)可能受P限制。本文通過10 h的跟蹤測(cè)定，研究沙床容器育苗與托盤容器育苗其育苗基質(zhì)的水分、溫度和電導(dǎo)率之間的差異，探討采用沙床育苗對(duì)育苗基質(zhì)水分平衡能力的影響，以期為后期苗木培育過程中的水分、施肥和遮蔭等管理及苗木良種繁育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)于2017年9月分別在南寧廣西林科院育苗苗圃 （108°22′E，22°48′N） 以及融水縣貝江河林場(chǎng)杉木良種基地中心苗圃 （109°16′11″E，25°05′07″N）進(jìn)行。前者屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫21.3℃，年均降水量1 304.1 mm；后者屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫19.6℃，年均降水量1 824.8 mm。廣西林科院苗期水分管理采用人工淋水的方式，貝江河林場(chǎng)苗期水分管理采用自動(dòng)噴淋的方式。

1.2 試驗(yàn)方法

將同一時(shí)間播種，同一時(shí)間移苗的杉木輕基質(zhì)杯苗（已生長(zhǎng)穩(wěn)定）作為試驗(yàn)對(duì)象，采用2種方式對(duì)輕基質(zhì)杯苗進(jìn)行固定擺放，即處理1：將輕基質(zhì)杯埋入沙床中；處理2：將輕基質(zhì)杯置于托盤中，托盤擺放于地面上。培養(yǎng)過程對(duì)2種處理?xiàng)l件下的幼苗進(jìn)行相同的水肥和遮蔭等管理。南寧廣西林科院試驗(yàn)點(diǎn)每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)面積2 m2，每個(gè)處理6 m2；融水縣貝江河林場(chǎng)試驗(yàn)點(diǎn)每個(gè)處理設(shè)置4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)面積2 m2，每個(gè)處理8 m2。分別在晴天、陰天和雨天3種天氣情況下，采用HH2/WET土壤三參數(shù)儀對(duì)輕基質(zhì)杯中的水分含量、溫度和電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)定；分別采用溫濕度計(jì)及照度計(jì)測(cè)定空氣溫度、空氣濕度和光照強(qiáng)度，在晴天和陰天測(cè)定前對(duì)苗木進(jìn)行淋水（表1）。每種天氣重復(fù)測(cè)定3次（3個(gè)晴天，3個(gè)陰天，3個(gè)雨天，由于天氣原因，融水試驗(yàn)點(diǎn)測(cè)定3個(gè)晴天，2個(gè)陰天，1個(gè)雨天），每天從8:00～18:00每隔2 h監(jiān)測(cè)1次，每個(gè)重復(fù)測(cè)定10株，每種處理共測(cè)定30株。

表1 調(diào)查期間基本環(huán)境條件Tab.1 Environmental condition during investigation period

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

所有數(shù)據(jù)匯總、統(tǒng)計(jì)分析及制圖均采用Excel 2010進(jìn)行，采用單因素方差分析（One-way ANO?VA）比較不同處理間的差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 2種不同育苗方式下輕基質(zhì)水分含量間的差異

晴天時(shí)，從8:00—18:00，埋入沙床中輕基質(zhì)杯、置于托盤中輕基質(zhì)杯的含水量均呈遞減趨勢(shì)（圖1）。南寧試驗(yàn)點(diǎn)：埋入沙床中輕基質(zhì)杯水分含量變化為30.2%～24.0%；置于托盤中輕基質(zhì)杯水分含量變化為35.7%～23.8%，埋于沙床中的輕基質(zhì)杯水分降低幅度極顯著低于置于托盤中的（P＜0.01）。融水試驗(yàn)點(diǎn)：埋于沙床中輕基質(zhì)杯水分含量變化為21.8%～15.9%；置于托盤中輕基質(zhì)杯水分含量變化為33.4%～27.4%。

圖1 晴天時(shí)2種不同育苗方式下輕基質(zhì)水分含量Fig.1 Water content of light media under two different seedling methods in clear days

陰天時(shí)，從8:00—18:00，埋入沙床中輕基質(zhì)杯、置于托盤中輕基質(zhì)杯的含水量均呈遞減趨勢(shì)（圖2）。南寧試驗(yàn)點(diǎn)：埋入沙床中的輕基質(zhì)杯水分含量變化為31.8%～26.5%；置于托盤中的輕基質(zhì)杯水分含量變化為37.3%～29.9%，埋入沙床中的輕基質(zhì)杯水分降低幅度低于置于托盤。融水試驗(yàn)點(diǎn)：埋入沙床中輕基質(zhì)杯水分含量變化為28.9%～23.2%；置于托盤中輕基質(zhì)杯水分含量變化為30.2%～24.6%。

圖2 陰天時(shí)2種不同育苗方式下輕基質(zhì)水分含量Fig.2 Water content of light media under two different seedling methods in cloudy days

雨天時(shí)，從8:00—18:00，沙床中輕基質(zhì)杯、托盤中輕基質(zhì)杯的含水量呈無規(guī)律變化趨勢(shì)（圖3）。南寧試驗(yàn)點(diǎn)所監(jiān)測(cè)的3個(gè)雨天均為全天小雨，埋入沙床中輕基質(zhì)杯水分含量在30.7.8%～34.3%之間，而置于托盤中輕基質(zhì)杯水分含量均值為33.0%～48.9%。融水試驗(yàn)點(diǎn)所監(jiān)測(cè)到14:00為陣雨，其他時(shí)間段為陰天，埋入沙床中輕基質(zhì)杯水分含量均值為24.3%～26.0%，置于托盤中輕基質(zhì)杯水分含量均值為29.5%～30.2%。2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)沙床中輕基質(zhì)杯水分含量均極顯著低于托盤（P＜0.01）。

圖3 雨天時(shí)2種不同育苗方式下輕基質(zhì)水分含量Fig.3 Water content of light media under two different seedling methods in rainy days

總體來看，在晴天和陰天時(shí)，在相同的淋水量下，埋入沙床中的輕基質(zhì)杯最初含水量均低于置于托盤中的，從8:00—18:00，2種育苗方式下的輕基質(zhì)杯水分含量均呈遞減趨勢(shì)，但埋入沙床中的輕基質(zhì)杯含水量降低的幅度小于置于托盤，特別是在晴天時(shí)，埋入沙床中的輕基質(zhì)水分含量降低極顯著低于置于托盤（P＜0.01），說明將輕基質(zhì)杯埋入沙床中，沙床可在一定程度上減少輕基質(zhì)杯中水分的散失，使輕基質(zhì)杯中水分含量更加穩(wěn)定。在雨天時(shí)，托盤中輕基質(zhì)杯難以排出，其含水量極顯著高于沙床。

2.2 2種不同育苗方式下輕基質(zhì)電導(dǎo)率間的差異

在相同的施肥條件下，晴天時(shí)，從8:00—18:00，輕基質(zhì)杯中的電導(dǎo)率均呈直線變化趨勢(shì)，但不同育苗方式其電導(dǎo)率不同（圖4）。南寧試驗(yàn)點(diǎn)，測(cè)定前15 d內(nèi)未進(jìn)行施肥，埋入沙床中的輕基質(zhì)電導(dǎo)率極顯著高于置于托盤（P＜0.01）。融水試驗(yàn)點(diǎn)，測(cè)定前7 d內(nèi)施用水肥，其輕基質(zhì)電導(dǎo)率高于南寧試驗(yàn)點(diǎn)，晴天Ⅰ和晴天Ⅱ測(cè)定時(shí)，埋于沙床中的輕基質(zhì)電導(dǎo)率極顯著高于置于托盤（P＜0.01），晴天Ⅲ測(cè)定時(shí)埋于沙床中與置于托盤中的輕基質(zhì)電導(dǎo)率之間差異不顯著。

圖4 晴天時(shí)2種不同育苗方式下輕基質(zhì)電導(dǎo)率Fig.4 Conductivity of light media under two different seedling methods in clear days

陰天時(shí)，從8:00—18:00，輕基質(zhì)杯中的電導(dǎo)率波動(dòng)幅度較小，均呈近似直線的變化趨勢(shì)，不同育苗方式其電導(dǎo)率不同（圖5）。南寧試驗(yàn)點(diǎn)，埋入沙床中的輕基質(zhì)電導(dǎo)率仍極顯著高于置于托盤（P＜0.01），而融水試驗(yàn)點(diǎn)，埋于沙床中的輕基質(zhì)電導(dǎo)率與置于托盤中的相近或略低于托盤。

圖5 陰天時(shí)2種不同育苗方式下輕基質(zhì)電導(dǎo)率Fig.5 Conductivity of light media under two different seedling methods in cloudy days

雨天時(shí)，從8:00—18:00，輕基質(zhì)杯中的電導(dǎo)率波動(dòng)幅度較小，均呈近似直線的變化趨勢(shì)不同育苗方式其電導(dǎo)率不同（圖6）。南寧試驗(yàn)點(diǎn)，埋入沙床中的輕基質(zhì)電導(dǎo)率仍極顯著高于置于托盤中的（P＜0.01），而融水試驗(yàn)點(diǎn)，埋入沙床中的輕基質(zhì)電導(dǎo)率與置于托盤中的無顯著差異。

圖6 雨天時(shí)2種不同育苗方式下輕基質(zhì)電導(dǎo)率Fig.6 Conductivity of light media under two different seedling methods in rainy days

2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)綜合來看，埋于沙床中的輕基質(zhì)電導(dǎo)率總體上高于置于托盤。根據(jù)測(cè)定時(shí)間與施肥時(shí)間的間隔長(zhǎng)度分析，南寧試驗(yàn)點(diǎn)測(cè)定時(shí)距離施肥的時(shí)間較長(zhǎng)，則埋于沙床中的輕基質(zhì)電導(dǎo)率與置于托盤中的差異極顯著（P＜0.01），說明沙床在一定程度上可減緩輕基質(zhì)杯中的養(yǎng)分流失速率，在距離施肥較近的一段時(shí)間內(nèi)，這種減緩作用表現(xiàn)不明顯，但隨著距離施肥的時(shí)間的延長(zhǎng)，這種減緩作用表現(xiàn)極明顯。

2.3 2種不同育苗方式下輕基質(zhì)溫度間的差異

晴天時(shí)，從8:00—18:00，輕基質(zhì)杯中的溫度均呈先升高后降低的趨勢(shì)，在14:00時(shí)達(dá)到最高值（圖7）。相對(duì)于空氣溫度，輕基質(zhì)杯中的溫度比空氣溫度低1～2℃。2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)結(jié)果均表明埋于沙床中的輕基質(zhì)杯的溫度略高于置于托盤，而沙床與沙床中埋入的輕基質(zhì)杯的溫度比較接近。

圖7 晴天時(shí)2種不同育苗方式下輕基質(zhì)溫度Fig.7 Temperature of light media under two different seedling methods in clear days

陰天時(shí)，從8:00—18:00，輕基質(zhì)杯中的溫度仍呈先升高后降低的趨勢(shì)，在12:00或14:00時(shí)達(dá)到最高值，并在12:00—16:00之間大體上保持平穩(wěn)（圖8）。2種不同育苗方式下輕基質(zhì)杯的溫度差異與晴天相似，多數(shù)情況下沙床中輕基質(zhì)杯的溫度略高于托盤中輕基質(zhì)杯，無顯著差異。

圖8 陰天時(shí)2種不同育苗方式下輕基質(zhì)溫度Fig.8 Temperature of light media under two different seedling methods in cloudy days

雨天時(shí)，從8:00—18:00，輕基質(zhì)杯中的溫度波動(dòng)較小，呈近似直線的趨勢(shì)變化（圖9）。與晴天和陰天相比，雨天空氣溫度和輕基質(zhì)杯中溫度均較低，沙床中輕基質(zhì)杯溫度高于托盤中輕質(zhì)杯，無顯著差異。

圖9 雨天時(shí)2種不同育苗方式下輕基質(zhì)溫度Fig.9 Temperature of light media under two different seedling methods in rainy days

3 結(jié)論與討論

沙床容器育苗是近些年廣西各杉木營(yíng)林單位廣泛推廣使用的一種育苗方法，具有眾多優(yōu)點(diǎn)，所培育的苗木健壯整齊。采用沙床進(jìn)行杉木輕基質(zhì)容器育苗，不僅不存在積水現(xiàn)象，而且可以起到較好的水分平衡作用。在長(zhǎng)期的雨水環(huán)境條件下，置于托盤中的輕基質(zhì)杯蓄水能力較強(qiáng)，排水能力較弱，會(huì)導(dǎo)致輕基質(zhì)杯含水量過大，從而影響苗木根系生長(zhǎng)，而沙床對(duì)輕基質(zhì)杯中水分有一定平衡作用，即使在雨水環(huán)境下，輕基質(zhì)杯中水分也不會(huì)過大，仍能保持比較合理的含水量。晴天和陰天時(shí)，輕基質(zhì)杯水分含量均呈遞減趨勢(shì)，但沙床中輕基質(zhì)杯的水分含量降低的速率和幅度明顯低于托盤；雨天時(shí)，置于托盤中的輕基質(zhì)杯含水量顯著高于沙床，且達(dá)到了脅迫苗木生長(zhǎng)的水分含量，沙床有利于將輕基質(zhì)杯中多余水分排出，使其保持在一個(gè)比較合理的含水量范圍之內(nèi)。杉木是不耐水淹的樹種，當(dāng)根部基質(zhì)水分含量過高時(shí)，苗木新根無法萌發(fā)，且老根易腐爛，因此，沙床這種平衡水分的能力尤其適合杉木苗木的培育。

有研究顯示，基質(zhì)電導(dǎo)率可以反映基質(zhì)中可溶性養(yǎng)分的總量[12]。施肥近期，可能因?yàn)檩p基質(zhì)杯中養(yǎng)分濃度較高，流失養(yǎng)分較少，置于托盤中輕基質(zhì)的電導(dǎo)率略高于沙床或者2種育苗方式下輕基質(zhì)電導(dǎo)率差異不大，但距離施肥的時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，埋于沙床中的輕基質(zhì)電導(dǎo)率極顯著高于置于托盤，說明沙床對(duì)輕基質(zhì)杯中的養(yǎng)分具有一定的保持作用，可減緩輕基質(zhì)杯中的養(yǎng)分流失速率，這種保持作用在距離施肥稍長(zhǎng)一段時(shí)間表現(xiàn)尤為明顯。

相關(guān)研究結(jié)果表明，基質(zhì)電導(dǎo)率不僅可以反映施肥后養(yǎng)分釋放的速率，還與基質(zhì)溫度有著密切聯(lián)系，隨著溫度升高，電導(dǎo)率增加[13]。沙床和托盤中輕基質(zhì)在溫度上差異較小，埋于沙床中輕基質(zhì)杯的溫度略高于置于托盤，說明沙床有一定的蓄溫作用，在冬季有利于減輕苗木所受凍害程度，同時(shí)有利于春季苗木根系復(fù)蘇生長(zhǎng)。