韓東苗 梁承堅 陳 安 陳水蓮程照明 譚瑞坤 趙苗菲 林 寧
(肇慶市林業(yè)科學研究所,廣東 肇慶 526020)
交趾黃檀Dalbergia cochinchinensis屬豆科黃檀屬,俗稱“大紅酸枝”、“老撾紅酸枝”、“老紅木”等,主產于東南亞地區(qū),其木材在國家標準《紅木》(GB/T 18107-2000)中被歸為紅酸枝木類[1],是一種具備光澤、高強度、耐腐蝕、加工性能好的名貴紅木木材,國內主要將其作高檔家具、裝飾單板、工藝雕刻、樂器等用途。目前市場上流通的交趾黃檀木材皆來自于天然林,木材資源稀缺,我國所需木材全部依賴進口,市場需求大[2-3]。
目前,有關交趾黃檀樹種的研究較少,主要集中在木材構造和心材化學成分的研究以及木材的鑒定[4-6]、引種[7-8]、苗木培育[9-10]等方面,關于對交趾黃檀育苗基質的篩選研究尚鮮見報道。隨著我國珍貴用材林基地建設的實施,我國對珍貴樹種苗木數量和質量的要求不斷提高,而育苗容器規(guī)格和育苗基質配方是提高苗木質量的重要因素[11],育苗容器規(guī)格影響苗木根系對土壤養(yǎng)分和水分的吸收,進而影響苗木的生長和形態(tài)特征;育苗基質配比也影響苗木各項生長、生理指標[12-13]。雖然國內外對許多樹種開展了育苗容器、基肥類型、育苗基質等不同育苗條件的試驗研究,但不同樹種適合的育苗容器、基肥類型、育苗基質往往不同,且交趾黃檀苗期分化較為嚴重,為了提高交趾黃檀苗木質量和后期造林效果,本文從育苗容器規(guī)格、基肥類型、育苗基質3 個方面開展交趾黃檀育苗試驗研究,旨在選出最優(yōu)的育苗方法,提高苗木質量。同時,由于受到種植區(qū)域氣候和土壤條件的影響,交趾黃檀苗木在不同地區(qū)生長性狀表現存在差異,則采用逐步聚類法[14]對常規(guī)方法培育的交趾黃檀8 月齡苗木進行苗木分級,并結合肇慶地區(qū)的生產實際制定可供當地參考的種苗分級標準,為交趾黃檀苗木規(guī)范化、標準化生產及提高造林成效提供技術依據。
試驗地處于肇慶市林業(yè)科學研究所南方珍貴樹種良種選育科技推廣轉化基地內,位于肇慶市高要區(qū)東南部的蛟塘鎮(zhèn)金龍水庫畔,其地理位置為112°36′E,22°59′N,屬南亞熱帶季風氣候,年平均氣溫22.0℃,極端最高氣溫39.4℃,極端最低氣溫-2.3℃,無霜期350 d,年平均降雨量1 647.9 mm,海拔35~60 m。土壤屬山地赤紅壤,土層厚80 cm 以上。常見植被有白花鬼針草Bidens alba、臭草Melica scabrosa、芒草Epimeredi indica等。
供試交趾黃檀種子采自肇慶市祥龍珍貴樹種基地人工林。2021 年3 月將千粒重35.71 g 的交趾黃檀種子用0.5%的高錳酸鉀溶液浸泡消毒30 min,再用50 ℃溫水浸泡12 h,清水洗凈、除雜后撒播于已消毒的沙床上,用沙土覆蓋2 cm,苗床搭建白色塑料膜,以保溫保濕。
供試育苗容器均為無紡布育苗袋,規(guī)格有3種:12 cm×12 cm(直徑7 高9)、15 cm×15 cm(直徑9 高11)、17 cm×17 cm(直徑11 高13);肥料類型有3 種:磷肥(鈣鎂磷肥,含P2O512%)、復合肥(N-P2O5-K2O=15-15-15 ≥45%)、有機肥(發(fā)酵雞糞,有機質含量≥45%),比例按質量比稱?。挥缁|有3 種:70%黃心土+30%枝葉碎渣、70%黃心土+30%木糠、70%黃心土+30%泥炭土,按體積比配制。試驗采用3 因素3 水平的正交設計,按正交表L9(34)進行試驗(表1),每個處理30 株,重復3 次。
表1 交趾黃檀苗木生長正交試驗組合設計Table 1 Orthogonal experimental combination design of growth of Dalbergia cochinchinensis seedlings
20 d 后,幼苗長出3 片真葉時,選取生長均勻、健康、苗高約5 cm 的小苗移栽到已配好基質的容器中;另外再將苗床剩余苗木移栽到普通育苗基質(黃心土+磷肥)的塑料營養(yǎng)袋(直徑11高13)。采取常規(guī)育苗方法進行日常管護,包括淋水、除草、追肥等技術措施。
上袋2 個月(2021 年6 月)、4 個月(2021 年8 月)、6 個月(2021 年10 月)、8 個月(2021 年12 月)后,每個處理抽取10 株苗木進行苗高、地徑測量,用卷尺測量苗高(精確到0.1 cm),用游標卡尺測量地徑(精確到0.001 cm)。
2021 年12 月中旬,隨機抽取8 月齡的普通基質育苗苗木150 株(3 次重復,每個重復50 株),用卷尺測量苗高、冠幅、主根長(精確到0.1 cm),用游標卡尺測量地徑(精確到0.001 cm),小心去除苗木容器,沖洗干凈,采用稱重法測定苗木地上部分質量、地下部分質量、全株鮮質量,并計算高徑比=苗高/地徑;莖根比=地上部分質量/地下部分質量[15]。
Microsoft Excel 2007 和SPSS 19.0 軟 件 對 正交設計試驗進行方差分析和多重比較,對150 株苗木的9 個生長性狀數據進行統(tǒng)計分析,篩選出分級指標,采用的精度公式為P=(1-Sx/X)×100%,其中Sx為標準誤,X為平均值。應用逐步聚類方法進行苗木分級,確定分級標準。
從圖1 可以看出,不同處理的苗木苗高隨著時間的變化均呈現逐漸增長的趨勢,上袋2、4、6、8 個月后,9 組處理苗木的平均苗高分別為13.8、51.4、76.1、84.9 cm,即交趾黃檀苗木在6—8 月生長最快,平均苗高生長量達到37.6 cm,其中處理6 平均苗高生長量高達61.1 cm。上袋2 個月后各個處理苗高開始出現顯著差異(p<0.05),從苗木不同生長階段來看,不同處理平均苗高大小排序總體為:處理6>處理7>處理3>處理9>處理4>處理5>處理8>處理1>處理2,其中處理6、處理7 平均苗高顯著高于其他處理(p<0.05)。上袋8 個月后,處理6 平均苗高最大,其次為處理7,平均苗高分別為120.2、115.5 cm;處理1 平均苗高最小,僅為59.3 cm。
圖1 容器規(guī)格、肥料類型、育苗基質對交趾黃檀苗高生長的影響Figure 1 Impact of container sizes,ground fertilizer type and seeding substrates on seeding height of Dalbergia cochinchinensis
從圖2 可以看出,9 組處理的苗木地徑隨著時間的變化均呈現逐漸增長的趨勢,從苗木不同生長階段來看,9 組處理之間苗木地徑皆存在顯著差異(p<0.05),上袋4、6 個月后,不同處理苗木平均地徑大小排序總體為:處理6>處理7>處理9>處理4>處理5>處理3>處理8>處理1>處理2,其中處理6、處理7 平均地徑顯著高于其他處理(p<0.05);上袋8 個月后,不同處理平均地徑大小排序為:處理6>處理9>處理5>處理7>處理3>處理4>處理8>處理1>處理2,即10—12月處理5 和處理9 苗木地徑生長較處理7 快,其中處理6 平均地徑最大,達1.056 cm,顯著高于其他處理(p<0.05);處理2 地徑最小,僅為0.686 cm??傮w而言,從各個處理交趾黃檀苗高、地徑生長表現來看,表現最優(yōu)的組合為A2B3C1,即15 cm×15 cm、5%有機肥、70%黃心土+30%枝葉碎渣。
圖2 容器規(guī)格、肥料類型、育苗基質對交趾黃檀地徑生長的影響Figure 2 Impact of non-woven container sizes,ground fertilizer type and seeding substrates on seeding ground diameter of Dalbergia cochinchinensis
從表2 可以看出,不同育苗容器、肥料類型、育苗基質對交趾黃檀苗木苗高、地徑皆存在顯著影響(p<0.05),在不同因素不同水平的苗高、地徑均值方面,表現最好的3 個水平分別為15 cm×15 cm、5%有機肥、70%黃心土+30%泥炭土,為最優(yōu)水平組合A2B3C3,但該組合不在試驗方案中,因此,應將最優(yōu)水平組合A2B3C3與試驗方案表(表1)中苗高、地徑最大的水平組合A2B3C1,再做一次驗證性試驗。但在林業(yè)生產中,試驗周期較長,同時,又考慮枝葉碎渣作為育苗基質成本較低,又可循環(huán)利用變廢為寶,且保水性和透氣性較好,在實際生產中,可直接選A2B3C1為最優(yōu)水平組合,應用育苗容器規(guī)格為15 cm×15 cm、肥料類型為5%有機肥、育苗基質為70%黃心土+30%枝葉碎渣進行交趾黃檀育苗。
表2 各試驗因素對交趾黃檀生長的影響Table 2 Impact of various experimental factors on the growth of Dalbergia cochinchinensis
2.3.1 苗木分級指標的確定 從表3 可以看出,交趾黃檀各性狀苗木的精度(P)均在95%以上,符合制定苗木標準精度[16]要求。為明確影響交趾黃檀苗木質量的主導因子,本文對交趾黃檀苗木苗高、地徑、高徑比、冠幅、主根長、地上部分質量、地下部分質量、莖根比及全株鮮質量9 個性狀進行主成分分析,得出交趾黃檀苗木不同性狀的主成分特征值和貢獻率(表4),可知,苗高、地徑2 個性狀的主成分貢獻率分別為68.34%、16.34%,累積方差貢獻率為84.68%,完全能代表原來9 個指標所反映的苗木生長狀況。因此,本文將苗高、地徑作為8 月齡交趾黃檀苗木分級的指標。
表3 交趾黃檀苗木各性狀調查及精度檢驗Table 3 Traits and precision tests of Dalbergia cochinchinensis seedlings
表4 交趾黃檀苗木不同性狀的主成分特征值、貢獻率及累積貢獻率Table 4 Eigenvalues,contribution rates and cumulative contribution rates of principal components of Dalbergiacochinchinensis seedling traits
2.3.2 苗木分級 經3 次聚類修訂后樣苗分級結果保持不變,從表5 可看出,交趾黃檀苗木被分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3 個等級,Ⅰ級苗:H≥90.4 cm,D≥0.903 cm;Ⅱ級苗:90.4 cm>H≥68.1 cm,0.903 cm>D≥0.615 cm;Ⅲ級 苗:H<68.1 cm,D<0.615 cm。
表5 交趾黃檀苗木分級Table 5 Grading of Dalbergia cochinchinensis seedlings
不同處理交趾黃檀苗木苗高隨著時間的變化均呈現逐漸增長的趨勢,在6—8 月生長最快,這與韓東苗等[17]研究得出4 個印度黃檀Dalbergia sissoo種源苗木在6—9 月生長最快結果相似,說明該時期屬于交趾黃檀、印度黃檀等豆科黃檀屬珍貴樹種的快速生長階段,在實際生產中可以根據交趾黃檀苗木生長特性,結合苗木培育所需,適當采取施肥、除草等技術措施,加強苗木管護,以促進苗木生長。
對于苗木而言,苗高和地徑均是衡量苗木生長優(yōu)劣的主要指標[18]。良好的育苗基質能為苗木提供生長所需的養(yǎng)分和氧氣,促進其苗高和地徑的生長[19]。本研究得出不同育苗容器規(guī)格、肥料類型、育苗基質對交趾黃檀的苗高和地徑均有顯著影響,其中采用育苗容器規(guī)格為15 cm×15 cm、肥料類型為5%有機肥、育苗基質為70%黃心土+30%枝葉碎渣進行交趾黃檀育苗,其生長性狀表現最佳,這與楊德軍等[20]的研究得出楨楠Phoebe zhennan容器苗培育的最佳肥料類型為5%有機肥結果一致,因為將發(fā)酵后的雞糞有機肥作為基肥添加到育苗基質中,能夠有效增加基質養(yǎng)分,促進苗木生長。采用規(guī)格為15 cm×15 cm 的中等型育苗容器育苗效果較好,本研究結果與徐玉梅等[21]研究得出的容器規(guī)格為12 cm×15 cm 的印度黃檀苗木發(fā)育最佳結果相似,一方面可以為交趾黃檀苗木的根系生長提供足夠的養(yǎng)分和空間,有利于根系的生長,另一方面也節(jié)約了育苗成本。采用70%黃心土+30%枝葉碎渣作為育苗基質,枝葉碎渣不但具有較好的透水透氣性能,還能補充土壤養(yǎng)分,黃心土則粘性重,對根系產生一定的保護作用,還可減少水分流失,因此,在苗木生產上,采用2~3 種基質原料配比合理的復合基質,可以發(fā)揮基質原料各自的優(yōu)良性能,提高育苗效果。
苗木質量由苗木各生長性狀綜合體現,對苗木質量進行評價時,測定指標越多就越能全面測評苗木質量[22],但在實際生產中,如果對苗木所有生長性狀進行測定,將會增加工作量,況且一些與根系有關的生長性狀指標及生理指標很難進行測定。一般情況下,苗木各器官間生長相對均衡,苗木各生長性狀之間存在一定的相關關系,各生長性狀指標所反映的信息存在重合性,在簡化苗木質量評價的情況下,可適當選擇具有代表性的主要指標進行分析評價[17,23]。在珍貴樹種苗木質量評價上,多數選擇苗高和地徑作為苗木質量評價的重要指標[2,24-25]。本文經過主成分分析得出苗高和地徑累積方差貢獻率達84.68%,說明這2 項生長性狀指標在交趾黃檀苗木質量評價中發(fā)揮關鍵作用,而且直觀易測,故將其選為交趾黃檀苗木分級的質量指標。采用逐步聚類法對交趾黃檀苗木進行苗木分級,將8 月齡交趾黃檀苗木分為3 級,Ⅰ級苗:H≥90.4 cm,D≥0.903 cm;Ⅱ級苗:90.4 cm>H≥68.1 cm,0.903 cm>D≥0.615 cm;Ⅲ級苗:H<68.1 cm,D<0.615 cm。與羅明道等[2]研究得出10 月齡交趾黃檀苗木分級標準為Ⅰ級苗:H≥119.76 cm,D≥0.766 cm; Ⅱ級 苗:119.76 cm>H≥69.62 cm,0.766 cm>D≥0.504 cm;Ⅲ級苗:H<69.62 cm,D<0.504 cm;周雙清等[26]研究得出6 月齡降香黃檀苗木分級標準為Ⅰ級苗:H≥60.2 cm,D≥0.41 cm;Ⅱ級苗:60.2 cm>H≥41.72 cm,0.41 cm>D≥0.19 cm; Ⅲ級 苗:H<41.72 cm,D<0.19 cm 結果相似。Ⅰ級、Ⅱ級苗為合格苗,達到了出圃的要求,可以對其進行煉苗,使其定植后能夠迅速適應露地的不良環(huán)境條件,Ⅲ級苗還需要繼續(xù)留圃培育,以達到規(guī)定的標準。除此之外,苗木出圃時壯苗的選擇還需綜合考慮苗木的通直,有無病蟲害及機械損傷。由于立地條件不同苗木質量存在差異,可根據當地的具體情況確定苗木分級標準。