不同基質(zhì)配方對文冠果容器育苗的影響

安玉光，孫建文

（1. 新疆天山東部國有林管理局瑪納斯南山分局，新疆 瑪納斯 832200；2. 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052）

文冠果（Xanthoceras sorbifoliaBunge）是豆科錦雞兒屬植物，為灌木，分布于內(nèi)蒙古、寧夏、甘肅、新疆等地，生長于半固定和固定沙地。文冠果喜光，適應(yīng)性很強，既耐寒又抗高溫，常為優(yōu)勢種，其根系發(fā)達，具根瘤菌，有固氮性能。文冠果不但能防風(fēng)固沙、保持水土，而且其枝干、種子的利用價值也較高[1-4]，是我國荒漠、半荒漠及草原地帶營造防風(fēng)固沙林、水土保持林的重要樹種。近年來，文冠果在生物能源及荒山綠化中的應(yīng)用越來越廣，遼寧、吉林、青海等地都已成功引種。因此，文冠果的開發(fā)利用價值越來越受到國內(nèi)學(xué)者的重視，但對文冠果的研究大都是關(guān)于其花與果[5]、雄性不育[6]、遺傳變異、組織培養(yǎng)及藥用化學(xué)成分等方面[7-8]。

目前文冠果育苗以扦插育苗和播種育苗為主，但在前山帶冷涼氣候條件下，苗木生長期較短，以播種育苗效果更好。為了加快文冠果在天山北坡前山帶區(qū)域（即冷涼氣候條件下）的開發(fā)和利用，筆者以文冠果幼苗生長特性及生理指標(biāo)為切入點，開展了不同基質(zhì)配比對文冠果容器育苗影響的研究，以期為文冠果的推廣應(yīng)用提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地為新疆天山東部國有林管理局瑪納斯南山林場石門子管護所育苗基地，位于86°6′22″E，43°50′39″N，平均海拔高度1 240 m。該地屬典型的溫帶大陸性氣候，冬季長而嚴(yán)寒，夏季短而酷熱，晝夜溫差大；年平均氣溫6～7℃，最熱月（7 月）平均氣溫25.8℃，最冷月（1 月）平均氣溫-18.4℃；年平均降水量為320 mm，年蒸發(fā)量1 691 mm，日照時數(shù)為2 681 h，全年無霜期165～172 d，最長可達190 d。

1.2 供試材料

供試文冠果種子來源于瑪納斯縣苗圃。采用“因地制宜，就近取土”的原則，用園土、腐熟羊糞、河沙作為育苗基質(zhì)原料。育苗容器采用規(guī)格為15 cm×15 cm 的聚乙烯營養(yǎng)缽。

1.3 試驗方法

基質(zhì)配方設(shè)A1、A2、A3 共3 個處理，園土∶河沙∶腐熟羊糞的體積比分別為6 ∶2 ∶2、6 ∶3 ∶1 和5 ∶3 ∶2，將各種基質(zhì)原料按相應(yīng)比例混合后用攪拌機攪拌均勻，并過篩（Φ=2 mm）。不同基質(zhì)配方的理化性狀指標(biāo)見表1，A1 基質(zhì)的容重較輕，有機質(zhì)含量較高，A2 基質(zhì)的容重較重，而A3 基質(zhì)的孔隙度較高。育苗基質(zhì)按相應(yīng)比例配好后裝營養(yǎng)缽，用多菌靈溶液淋灌消毒后備用。每處理15 缽，采用隨機區(qū)組設(shè)計，重復(fù)3 次。

表1 不同基質(zhì)配方的理化性狀指標(biāo)

播種前將文冠果種子用0.3%高錳酸鉀浸泡20 min 消毒，然后用45℃溫水浸泡1 d 使種子充分吸水，2019 年10 月30 日播種，每缽播種3 粒種子，播種深度3 cm。2020 年5 月上旬開始出苗，及時在育苗地塊搭建簡易大棚，并控制溫度在40℃以內(nèi)，相對濕度80%～90%。采用微噴灌溉使基質(zhì)見干見濕，并注意澆水要一次性澆透，及時除草與間苗，每個營養(yǎng)缽留健壯幼苗1 株。待幼苗長到10 cm 時追施水溶肥（新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院專利產(chǎn)品——黃腐酸磷酸二氫鉀肥），前期少量多次，隨著幼苗的生長可適當(dāng)增加施肥量。

1.4 測定指標(biāo)與方法

1.4.1 幼苗生長指標(biāo)測定每15 d 用鋼卷尺和游標(biāo)卡尺測定1 次幼苗的株高和地徑，每處理隨機取5 株測定取其平均值。直至秋季幼苗基本停止生長為止。待秋季幼苗停止生長后統(tǒng)計成活率，每處理隨機選取5株測定苗高、地徑、主根長、側(cè)根數(shù)。然后將幼苗帶回室內(nèi)測定地上部鮮重和地下部鮮重，再于105℃烘箱中殺青20 min，將溫度調(diào)至75℃干燥8 h 后測定地上部干重和地下部干重。

1.4.2 幼苗生理指標(biāo)測定于7 月中旬每處理隨機選取5 株幼苗的頂端功能葉片，保存于液氮罐中測定生理指標(biāo)。葉綠素含量采用乙醇提取比色法[9]測定；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250 法[10]測定；超氧化物歧化酶（SOD）活性采用NBT 光化學(xué)還原法[11]測定；脯氨酸含量采用磺基水楊酸提取法測定；丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸顯色法[12]測定。

1.4.3 幼苗葉片光合指標(biāo)測定選7 月中旬的晴朗天氣，于11：00—13：00 選取植株中上部功能葉片，利用Li-6400XT便攜式光合儀測定苗木的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率。每處理選取3株幼苗，每株幼苗選取3 片功能葉進行測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2010 軟件進行數(shù)據(jù)整理、繪制圖表，用SPSS 17.0 軟件進行統(tǒng)計分析，采用模糊數(shù)學(xué)模型的隸屬函數(shù)評價法[13-16]和權(quán)重進行綜合評價。

隸屬函數(shù)值的計算按公式（1）進行，如果指標(biāo)與抗旱性呈負(fù)相關(guān)則按公式（2）進行。

式中：wj為第j 個指標(biāo)在所有評價指標(biāo)中的權(quán)重，Pj為經(jīng)主成分分析所得到的第j 個指標(biāo)的貢獻率，D為綜合評價值，X（Zj）為隸屬函數(shù)值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)配方對文冠果幼苗生長的影響

2.1.1 苗高生長特性由圖1 可知，不同基質(zhì)配方的幼苗生長規(guī)律基本相同，6 月中旬以前均生長緩慢，7 月上旬到8 月下旬為快速生長期，9 月后基本停止生長。在快速生長期，苗高平均生長量為28.47 cm，其中A1 處理的生長量達43.27 cm，占整個生長量的36.08%，明顯高于A2、A3 處理。到9 月中旬幼苗封頂后，A1處理的苗高達67.8 cm，明顯高于A2處理（43.7 cm）和A3 處理（54.8 cm），說明A1 處理最適合文冠果幼苗的苗高生長。

圖1 不同基質(zhì)配方的幼苗苗高生長動態(tài)

2.1.2 地徑生長特性不同基質(zhì)配方的幼苗地徑生長規(guī)律也基本相同（見圖2）。7 月4 日以前均生長緩慢，7 月中旬至8 月中旬增長幅度明顯加快，為文冠果的快速生長期，9 月中旬基本停止生長。在快速生長期內(nèi)，地徑平均生長量為1.56 mm，其中A1 處理的生長量達2.22 mm，占整個生長量的29.57%，明顯高于A2、A3 處理。9 月17 日，A1 處理的地徑達7.51 mm，明顯高于A2 處理（5.31 mm）和A3 處理（5.94 mm），說明A1 處理最適合文冠果幼苗的地徑生長。

圖2 不同基質(zhì)配方的幼苗地徑生長動態(tài)

2.1.3 幼苗生長指標(biāo)比較不同基質(zhì)配方對文冠果幼苗的生長指標(biāo)影響顯著，A1 處理的苗高和地徑均顯著大于A2 和A3 處理，而A3 處理的苗高又顯著高于A2 處理；主根長是A1 處理最長，為58.2 cm，顯著長于A2 處理，但與A3 處理沒有顯著差異；A3 處理的側(cè)根數(shù)為31.0 個，顯著多于A1 和A2 處理（見表2），可能是A3 處理的園土含量較低，河沙和腐熟羊糞的含量較高，基質(zhì)的通透性較好利于側(cè)根的生長發(fā)育。比較文冠果幼苗的生長指標(biāo)，總的來說是A1 處理優(yōu)于A3 處理，而A3 處理優(yōu)于A2 處理。

表2 不同基質(zhì)配方的幼苗生長指標(biāo)

2.1.4 幼苗生物量比較生物量是衡量苗木質(zhì)量的重要指標(biāo)，幼苗生物量越大苗木質(zhì)量越好，苗木栽植成活率越高[17]。由表3 可知，地上部鮮重和干重均是A1 ＞A3 ＞A2，且各處理間差異顯著；地下部鮮重和干重均是A3 處理最重，顯著重于A2 處理，但與A1 處理沒有顯著差異。比較文冠果幼苗的生物量，總的來說是A1 處理優(yōu)于A3 處理，而A3 處理優(yōu)于A2 處理。

表3 不同基質(zhì)配方的幼苗生物量 （g）

2.2 不同基質(zhì)配方對文冠果幼苗生理指標(biāo)的影響

A1 處理的葉綠素總量顯著高于A2 和A3 處理，A2 處理的SOD 含量和脯氨酸含量顯著高于A1 和A3處理，可溶性蛋白含量是A3 ＞A2 ＞A1 且各處理間差異顯著，MDA 含量是A3 處理最高，顯著高于A1處理，但與A2 處理沒有顯著差異（見表4）?？赡苁茿2 處理的孔隙度較小、土壤通透性較差，噴灌后土壤表面容易板結(jié)而使幼苗受到干旱脅迫，導(dǎo)致可溶性蛋白、SOD、MDA 和脯氨酸含量增加。

表4 不同基質(zhì)配方的幼苗生理指標(biāo)

2.3 不同基質(zhì)配方對文冠果幼苗光合指標(biāo)的影響

光合作用能夠有效反映苗木長勢和抗性[18]，凈光合速率（Pn）能夠直接反映苗木有機物的累積水平。凈光合速率表現(xiàn)為A1 ＞A2 ＞A3，且各處理間差異顯著；胞間CO2濃度（Ci）最大的是A1 處理（247.49 μmol/mol），A3 處 理 次 之（242.42 μmol/mol），A2 處理最?。?35.04 μmol/mol），且顯著小于A1 和A3 處理；氣孔導(dǎo)度（Gs）和蒸騰速率（Tr）均表現(xiàn)為A1 ＞A2＞A3，且各處理間差異顯著（見圖3）。

圖3 不同基質(zhì)配方的幼苗光合指標(biāo)

2.4 影響文冠果幼苗生長的關(guān)鍵因子分析

2.4.1 逐步回歸分析選擇生長指標(biāo)中最直觀的指標(biāo)苗高（Y1）和地徑（Y2）及生理指標(biāo)葉綠素總量（X1）、可溶性蛋白（X2）、SOD 含量（X3）、MDA 含量（X4）、脯氨酸含量（X5）進行逐步回歸分析；同時選擇生長指標(biāo)中最直觀的指標(biāo)苗高（Y1）和地徑（Y2）及光合指標(biāo)凈光合速率（X6）、氣孔導(dǎo)度（X7）、細胞間CO2濃度（X8）、蒸騰速率（X9）進行逐步回歸分析。回歸分析結(jié)果如表5 所示，篩選出的主要生理指標(biāo)影響因子為葉綠素總量（X1）、可溶性蛋白（X2）、MDA含量（X4）和脯氨酸含量（X5）；篩選出的主要光合指標(biāo)影響因子為細胞間CO2濃度（X8）和蒸騰速率（X9）。

表5 苗高和地徑逐步回歸結(jié)果

2.4.2 主成分分析依據(jù)上述逐步回歸分析篩選出的主要影響因子，結(jié)合苗高和地徑2 個固定評價因子進行主成分分析，根據(jù)主成分計算出各指標(biāo)權(quán)重見表6。

表6 主成分因子負(fù)荷系數(shù)和權(quán)重

2.5 最佳基質(zhì)配方篩選

應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)的平均隸屬函數(shù)法，計算8 個主要影響因子的隸屬函數(shù)值，再根據(jù)主要影響因子的權(quán)重計算綜合評價值，結(jié)果見表7。3 個基質(zhì)配方的綜合評價值（D）從大到小依次為A1 ＞A3 ＞A2，其D值分別為0.760、0.485 和0.161。因此，A1 為最優(yōu)配方，A3 是次優(yōu)配方，A2 為最差配方。

表7 不同基質(zhì)配方的幼苗綜合評價

3 小 結(jié)

容器育苗是苗木產(chǎn)業(yè)中廣泛應(yīng)用的育苗技術(shù)，而育苗基質(zhì)的合理選擇是容器育苗成功的關(guān)鍵技術(shù)之一，基質(zhì)的成分和配比是決定苗木質(zhì)量的關(guān)鍵因素[17]，因此如何選擇和配制育苗基質(zhì)對容器育苗的成敗起決定性作用[19]。文冠果是直根系樹種，培育主根發(fā)達、側(cè)根數(shù)多的幼苗可以提高造林成活率，育苗時合理選擇基質(zhì)對提高文冠果苗木的質(zhì)量具有重要意義。大量研究表明，基質(zhì)的物理性狀對苗木的生長發(fā)育比化學(xué)性質(zhì)更為重要[20-21]，因為基質(zhì)的通透性直接影響容器苗的根系發(fā)育狀況。該研究3 種基質(zhì)配方的總孔隙度為53.6%～59.2%，pH 值7.52～7.63，水解性氮含量為119.91～218.83 mg/kg，有機質(zhì)含量為41.3～57.5 mg/kg。其中，A1 基質(zhì)的容重和總孔隙度較小，而養(yǎng)分含量最高；A2 基質(zhì)的容重和總孔隙度較大，而養(yǎng)分含量較低；A3 基質(zhì)的容重、總孔隙度和養(yǎng)分含量均處于中間（見表1）。因此，A1（園土∶河沙∶腐熟羊糞=6 ∶2 ∶2）為最優(yōu)配方，A3（園土∶河沙∶腐熟羊糞=5 ∶3 ∶2）是次優(yōu)配方，A2（園土∶河沙∶腐熟羊糞=6 ∶3 ∶1）為最差配方。