不同基质材料对油茶容器苗生长生物量及养分含量的影响

崔娜娜 詹长生 胡娟娟 曹志华 束庆龙*

(1.安徽农业大学林学与园林学院，合肥 230036； 2.太湖县华源农产品科技开发有限责任公司，安庆 246400； 3.安徽省林业科学研究院，合肥 230031)

不同基质材料对油茶容器苗生长生物量及养分含量的影响

崔娜娜1詹长生2胡娟娟1曹志华3束庆龙1*

(1.安徽农业大学林学与园林学院，合肥 230036；2.太湖县华源农产品科技开发有限责任公司，安庆 246400；3.安徽省林业科学研究院，合肥 230031)

研究不同基质材料对油茶容器苗的影响，寻找可以部分替代泥炭土的本土基质材料。在不同处理育苗条件下，测定1年生油茶容器苗的成活率、生长量、生物量、叶绿素含量和地上部分营养元素含量，并分析基质与地上部分营养元素含量的相关性。试验结果发现：成活率、苗高、地径、高径比、主根长、主根/侧根鲜重、地上/地下生物量、茎根比/FW、茎根比/DW、叶绿素含量等指标以处理Ⅰ(50%泥炭土+50%其余相同成分)与处理Ⅴ(5%食用菌下脚料+5%鸡粪+5%牛粪+35%泥炭土+50%其余相同成分)表现最优，且两者均与其他3个处理差异显著；各处理间氮、磷、钾、钙、硫、铁、锰、铜、锌元素含量差异显著，但镁、硼元素含量差异不明显。相关性分析表明，镁元素与速效钾、有机质呈显著的正相关，而其他元素为负相关。综上所得，处理Ⅴ在用本土基质来替代部分泥炭土的结果最好。本研究为降低油茶基质育苗成本和维持基质的可持续利用提供一条新的途径。

油茶；基质；容器苗；生长量；营养元素

油茶(CamelliaoleiferaAbe1)属山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)常绿灌木或小乔木，是我国南方重要的经济林树种[1～2]。由于该树种集经济效益、社会效益和生态效益于一体，并可缓解我国食用油过度依赖进口的问题，近年来被大面积栽植[3～5]。目前油茶育苗方法主要采用芽苗砧嫁接容器育苗技术。容器育苗的关键在于容器基质的选择和肥料的筛选及配比。近年来，对油茶容器育苗基质及肥料的研究成为众多学者研究的热点与重点，并取得了许多成果与进展，其中最重要的就是研究不同基质配方及叶面肥等对容器苗生长形态指标的影响。例如，钟秋平等[6]认为油茶容器育苗基质最佳配方范围为稻壳20%～26%，树皮28%～44%，木屑36%～52%；江泽鹏等[7]通过对岑软3号芽苗砧苗生长的轻基质配方研究发现，椰糠与黄心土以3∶1的混合基质最适合苗木的生长。段文军等[8]研究不同叶面肥对油茶容器苗生长发育的影响，发现以喷施海藻精华素对油茶容器苗的生长效果最佳。综上所述，目前对油茶容器育苗的研究局限于传统几种相同基质的不同配比，并没有探索新型的育苗基质；基质配比过程中营养元素的合理性与苗木营养吸收的相关性分析也未见报道。

在育苗过程中，基质是决定苗木质量的关键因素，养分丰富的基质可以为苗木提供所需养分[9～10]。泥炭土具有呈微酸性、透气性好、有机质及矿质元素含量丰富等优点，在育苗基质中所占比例最大，但泥炭土是不可再生资源[11～12]，因此探求新的育苗基质材料来部分替代甚至全部替代泥炭土已显得十分必要。针对这一生产问题，本文通过对泥炭土与食用菌下脚料、鸡粪、牛粪等材料的不同配比进行油茶容器育苗基质的研究，测定了1年生油茶容器苗成活率、生长量、生物量、叶绿素含量及植株地上部分营养元素含量，并通过基质与植株地上部分营养元素的相关性分析，以期筛选出适合部分替代泥炭土的基质，为基质材料提供新的选择，减轻各类林木育苗生产对泥炭土需求的压力。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试苗木

油茶籽芽嫁接苗，接穗品种为中国林科院亚林中心选育的“长林40号”。

1.1.2 供试基质材料

泥炭土、食用菌下脚料(蘑菇采后剩下的菌体和基质)、干制鸡粪、干制牛粪、发酵稻壳、膨化珍珠岩、蛭石、炉渣等。试验基质配成后用0.1% KMnO4溶液进行均匀喷洒消毒后使用。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

试验在安徽省太湖县(30°09′～30°46′N，115°45′～115°30′E)华源科技有限公司育苗基地进行。育苗基质分5个处理，分别为处理Ⅰ、处理Ⅱ、处理Ⅲ、处理Ⅳ、处理Ⅴ，具体配比见表1。除处理Ⅰ(泥炭土占50%)外，其他4个处理均选用本土肥料(食用菌下脚料、干制鸡粪、干制牛粪)来部分替代泥炭土含量。各处理的基质分别装置在容器袋内(直径和高为6 cm×10 cm)，试验采用随机区组设计，每处理50个且放置在一个穴盘内，重复3次，5个处理共15个穴盘，750个容器基质。在每个处理的穴盘上挂牌标记区分。2013年5月，选择生长健壮的穗条，制成性状、大小一致的油茶嫁接苗，栽植在容器袋内，随机组合放置同一个苗床上，钢架透光塑料大棚内培育，温度25～28℃、相对湿度95%～100%，光照主要利用太阳光的辐射，5个处理均采用相同的抚育管理措施。

对不同处理的基质进行养分含量及pH值测定，结果如表2。

1.2.2 测定指标及方法

于2014年10月底测定成活率、生长量、生物量、叶绿素含量以及植株地上部分营养元素含量。

(1)成活率：对试验每个处理的150株采用逐株统计，计算其成活率。

(2)生长量：从每个处理中分别随机选取10株

表1不同基质处理体积配比含量

Table1Volumepercentagecompositionofdifferentsubstratetreatments

处理Treatments泥炭土与替代物配比Peatsoilandreplacementratio(%)食用菌下脚料Therestofediblemushroom鸡粪Fowldung牛粪Cowdung泥炭土Peatsoil其余相同成分(占50%)Therestofthesamecomposition(contain50%)Ⅰ0.00.00.050.0Ⅱ15.00.00.035.0Ⅲ0.015.00.035.0Ⅳ0.00.015.035.0Ⅴ5.05.05.035.0发酵稻壳;膨化珍珠岩;蛭石;炉渣;进口缓释肥ThefermentationofriceHusk;Ex-pandedperlite;Vermiculite;Slag;Importedfertilizer

生长正常的容器苗，用钢卷尺(精度0.1 cm)、游标卡尺(精度0.01 cm)测量苗高、地径(测量部位为容器苗嫁接口上部)，再剪开每个基质的容器袋(注意保证根系的完整)，用蒸馏水冲洗擦干后，用钢卷尺测定主根长度，电子分析天平(精度0.000 1 g)称取主根、侧根的鲜重。

(3)叶绿素含量：采集每个处理的第3片叶(功能叶)，每个处理重复3次，采用丙酮—乙醇混合法[13]提取叶绿素，用分光光度计测定在波长645、663 nm下的光密度值，并据此计算叶绿素含量。

表2 不同处理基质的有效养分及pH值

注：*该基质的成分由国家林业局经济林产品质量检验检测中心(合肥)测定。经Dancan’s新复极差法显著测定，大写字母差异达0.01极显著水平，小写字母为差异达0.05显著水平。下同。

Note:*The ingredients of the matrix are determined by National Forestry Bureau of economic forest products quality inspection and Testing Center(Hefei).Different letter indicate that the values are significantly different at the 0.05 level with small letters and 0.01 level with capital letters by Dancan’s multiple range test. The same as bellow.

(4)生物量：从每个处理随机选取4株进行生物量测定，生物量分地上部分、地下部分，用电子分析天平称其鲜重后，置于烘箱内经105℃杀青30 min后，80℃烘干至恒重。

(5)植株地上部分营养元素含量：采集各处理样品植株地上部分，带回实验室用蒸馏水洗净后烘干，用粉碎机粉碎后过2 mm尼龙筛制成植物样品供营养分析。氮元素采用凯氏法测定；磷元素采用硝酸—高氯酸消煮，钼锑抗比色法测定；钾元素采用硝酸—高氯酸消煮，电感耦合等离子质谱仪测定。每个处理均重复3次。

1.3 数据处理

采用Microsoft Office Excel 2010与DPS V7.05统计软件对测定数据进行分析，方差分析采用Ducan法(P<0.05为差异显著，P<0.01为极显著差异)。

2 结果与分析

2.1 不同基质材料对油茶容器苗成活率的影响

成活率以处理Ⅰ(83.8%)最高，其次处理Ⅴ(82.3%)，最低为处理Ⅲ(66.2%)(图1)。

苗木成活率处理Ⅰ、处理Ⅴ均与其他3个处理差异显著(P<0.05)，但处理Ⅰ与处理Ⅴ间差异不显著。

图1 不同基质处理对成活率的影响Fig.1 Effect of different substrate treatments on survival rate

2.2 不同基质材料对油茶容器苗生长量的影响

苗高以处理Ⅴ最高，处理Ⅰ次之，最低为处理Ⅳ；地径处理Ⅰ是处理Ⅳ的1.29倍；而高/径比处理Ⅳ最高，处理Ⅰ最低，前者比后者增加了13.84%；主根长、侧根鲜重均以处理Ⅰ最高，最低为处理Ⅲ，而主根鲜重则以处理Ⅰ最高，最低为处理Ⅳ。

苗高、地径、主根长、主根鲜重、高/径比均表现为处理Ⅰ与处理Ⅴ差异不显著(P>0.05)，但两者均与其他3个处理差异达到显著水平；侧根鲜重处理Ⅰ与处理Ⅱ达到显著水平，但处理Ⅰ与处理Ⅴ差异不明显。

2.3 不同基质材料对油茶容器苗生物量的影响

地上鲜重以处理Ⅰ最高，处理Ⅲ最低，前者是后者的1.41倍。地下鲜重、地下干重处理Ⅰ分别比处理Ⅳ增加了98.18%、109.43%。地上干重处理Ⅰ是处理Ⅱ的1.68倍；茎根比/FW、茎根比/DW均以处理Ⅳ最高，处理Ⅰ最低。

表3不同基质对苗高、地径、高径比、主根长、主根鲜重、侧根鲜重的影响

Table3Effectsofseedingheight,root-collar,ratioofheighttogrounddiameter,taprootlength,taprootfreshweight,lateralrootfreshweighindifferentsubstratetreatments

处理Treatments苗高Height(cm)地径Grounddiameter(mm)高/径比Ratioofheighttogrounddiameter主根长Taprootlength(cm)主根鲜重Taprootfreshweight(g)侧根鲜重Lateralrootfreshweigh(g)Ⅰ28.70±0.48aA3.93±0.40aA73.79±2.58bB12.64±3.47aA2.25±0.28aA1.15±0.33aAⅡ25.08±1.90bB3.14±0.23bB80.20±5.80aAB9.74±1.84bBC1.29±0.28bcB0.85±0.28bABⅢ24.62±2.39bB3.10±6.18bB82.62±9.93aA8.71±1.60bC1.40±0.10bB0.43±0.03cCⅣ24.59±1.36bB3.05±0.36bB84.00±7.57aAB9.55±1.65bBC1.10±0.31cB0.55±0.10cBCⅤ29.96±0.89aA3.81±0.16aA78.66±1.11bB12.03±1.50aAB2.16±0.26aA1.04±0.26abA

表4 不同基质处理对生物量的影响

地上鲜重、地下鲜重、地上干重、地下干重处理Ⅰ与处理Ⅴ差异不显著，但两者均与其他3个处理达到显著水平；茎根比/FW处理Ⅰ、处理Ⅴ两者均与处理Ⅳ达到显著水平；茎根比/DW处理Ⅰ与处理Ⅳ差异显著，其他处理差异不显著。

2.4不同基质材料对油茶容器苗叶绿素含量的影响

叶绿素含量处理Ⅴ(2.17 mg·g-1)最高，处理Ⅲ(1.79 mg·g-1)最低，前者是后者的1.21倍。多重比较得出：叶绿素含量处理Ⅰ与处理Ⅴ差异显著，同时也均与其他3个处理差异达到极显著水平(P<0.01)。

图2 不同基质材料对叶绿素含量的影响Fig.2 Effect of different substrate treatments on chlorophyll content

该结果说明处理Ⅰ、处理Ⅴ都能够明显提高油茶叶绿素含量，增强光合作用，有利于油茶容器苗的生长，其中以处理Ⅴ的效果最好，处理Ⅰ次之。

2.5不同基质材料对油茶容器苗植株地上部分营养元素的影响

2.5.1 大量营养元素含量比较

氮元素含量各处理间差异水平达到极显著；磷含量处理Ⅱ与处理Ⅳ差异不明显外，其他3个处理两、两之间差异水平均达到极显著(P<0.01)；钾含量处理Ⅱ与处理Ⅳ差异达到显著，其他3个处理两、两之间差异均不显著。钙含量处理Ⅰ与处理Ⅱ、处理Ⅰ与处理Ⅳ两组差异均达到显著水平，其余处理差异不显著；镁含量处理Ⅲ与处理Ⅳ差异显著，其余3个处理差异不显著；硫含量仅处理Ⅲ与处理Ⅳ差异不明显，但其他3个处理差异水平达到极显著。大量营养元素含量由高到低的趋势为N>K>Ca>S>Mg>P(表5)。

表5 不同基质处理大量营养元素的含量

2.5.2 微量元素含量比较

铁含量处理Ⅰ与处理Ⅴ差异达到极显著水平，其他3个处理差异不显著。锰含量各处理间差异达到极显著水平；锌含量处理Ⅱ与处理Ⅲ差异不显著(P>0.05)，其他3个处理均差异极显著；铜含量处理Ⅲ与处理Ⅳ差异不明显，其他3个处理差异均为极显著；全硼含量处理Ⅰ、处理Ⅴ两者均与处理Ⅳ差异显著。微量营养元素含量从大到小的顺序为Mn>Fe>Zn>B>Cu(表6)。

2.6油茶容器苗地上部分与基质营养元素的相关性分析

2.6.1大量营养元素与基质营养元素的相关性分析

磷元素分别与全磷、有机质呈显著的负相关(相关系数分别为-0.92、-0.86)，而与水解性氮呈极显著的负相关(相关系数为-0.95)；钾元素与

全钾呈负相关(相关系数为-0.92)，并达到极显著水平；镁元素分别与速效钾、有机质呈显著的正相关，相关系数分别为0.82、0.90；硫元素分别与全氮、有效磷也均呈显著的负相关(相关系数分别为-0.90、-0.89)。

表6不同基质处理微量营养元素的含量

Table6Microelementcontentindifferentsubstratetreatments

处理TreatmentsFe(g·kg-1)Mn(g·kg-1)Zn(mg·kg-1)Cu(mg·kg-1)B(mg·kg-1)Ⅰ0.36±0.13bB1.09±0.02aA55.07±0.99dD4.42±0.10bB8.58±0.35bAⅡ0.51±0.05abAB0.53±0.01dD59.69±1.60cC3.66±0.13dD9.02±1.61abAⅢ0.46±0.05bAB0.57±0.01cC61.64±0.95bcBC4.00±0.08cC9.32±0.08abAⅣ0.39±0.05bB0.47±0.01eE67.30±2.44aA3.94±0.17cCD10.25±0.09aAⅤ0.65±0.08aA0.76±0.01bB69.98±0.43bAB5.07±0.01aA8.32±0.29bA

表7 大量营养元素与基质营养元素含量的相关性分析

注：*表示在0.05水平下差异显著；**表示在0.01水平下差异显著。下同。

Note:*means significantly correlated at the 0.05 level;**means significantly correlated at the 0.01 level. The same as bellow.

表8 微量营养元素与基质营养元素含量的相关性分析

2.6.2微量营养元素与基质营养元素的相关性分析

锰元素与速效钾、锌元素与缓效钾均呈极显著的负相关(相关系数分别为-0.92、-0.94)；硼元素与全钾呈显著的负相关，相关系数为-0.91。其他元素相关性较弱。

3 讨论

苗高、地径与根系等是反映苗木质量的主要指标，而苗木生长量大小，主要看生物量积累的多少，它们之间有着密切的相互联系[14]。叶绿素是吸光能的物质，直接影响植物对光能的利用和吸收，通过测定叶绿素含量可以有效估算植物营养及生理状态[15～16]。本研究结果表明：生长量指标与叶绿素含量均以处理Ⅰ或处理Ⅴ较高；高径比、茎根比/FW、茎根比/DW均以处理Ⅰ最低，处理Ⅴ次之。多数研究者认为，当苗木个体大小相近时，高径比、茎根比越小，苗木质量越好[17]。生长指标结果均表明处理Ⅰ与处理Ⅴ更有利于油茶容器苗的生长。

油茶苗木生长发育需要大量元素氮、磷、钾外，还需要多种微量元素如铁、铜等营养元素的供给，营养元素的丰缺影响苗木生长发育状况[18～19]。宋祥兰等[20]研究发现中氮、磷含量高有利于“赣州油”系列油茶芽苗砧嫁接苗的生长；沈洪亮等[21]通过在基质材料加入褐球固氮菌培育油茶幼苗，叶片铜、铁元素含量比CK增加了118.14%、40.47%，更有利于苗木的生长；胡嘉伟等[22]用堆肥替代油松容器苗基质材料，发现添加堆肥比例过高时，养分元素过量，进而对苗木产生毒害。本试验营养元素含量相关性分析发现除了镁元素与速效钾、有机质呈显著的正相关外，其他元素的相关性却是显著的负相关。油茶容器苗基质中全氮、全钾含量均以处理Ⅲ(15%鸡粪+35%泥炭土+50%其余相同成分)最高，但生长量反而较差，该试验与胡嘉伟等[22]研究结果一致。这可能是因为基质中部分元素的超标造成对根系的伤害，不利于苗木生长[22～23]，具体原因有待进一步探讨。油茶幼苗期对各营养元素的含量高低比较敏感，合理的基质材料配比才会促进油茶幼苗的生长[24～25]。在苗木生产培育过程中要注意营养元素含量的合理性。

各处理的基质pH值范围为4.40～6.15，处理Ⅰ酸性最强。油茶适宜生长的土壤pH值为5.50～6.50[26～27]范围内，处理Ⅰ的pH值稍低于最适范围，但其生长量没有受到较大的影响，其原因可能是油茶苗在pH值4.40时仍能正常生长发育，还未达到限制的程度。

通过对油茶容器苗生长指标、地上部分营养元素及基质营养元素含量等的综合分析，在4种用本土肥料部分替代泥炭土处理中，处理Ⅴ中的替代物与泥炭土差异不显著，在苗木质量、经济成本、保护资源等方面，认为最佳配比为：5%食用菌下脚料+5%鸡粪+5%牛粪+35%泥炭土+50%其余相同成分。本研究尝试选用本土廉价基质来部分替代泥炭土作为油茶容器育苗基质已初见成效，如何在此基础上进一步细化基质比例，筛选出更优的基质配比有待于进一步的研究。

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Anhui Province special funds for independent innovation in 2011(1120101034)

introduction：CUI Na-Na(1987—),femael,master student,Mainly engaged in economic forest cultivation and plant physiology and biochemistry research.

date:2016-08-23

EffectsofDifferentSubstrateMaterialsonGrowthBiomassandNutrientElementContentsofCamelliaoleiferaContainerSeedlings

CUI Na-Na1ZHAN Chang-Sheng2HU Juan-Juan1CAO Zhi-Hua3SHU Qing-Long1*

(1.College of Forestry and Gardening,Anhui Agricultural University,Hefei 230036；2.Huayuan Agricultural Science and Technology Development Co.,LTD of Taihu County,Anqing 246400；3.Anhui Academy of Forestry,Hefei 230031)

The experiment was conducted to study the effects of different substrate material onCamelliaoleiferacontainer seedlings, and find out the local substrates instead of peat soil content. One-year-oldC.oleiferacontainer seedlings of different substrate treatments were tested in several indicators such as survival rate, growth, biomass, the contents of chlorophyll and nutrient elements aboveground, and the correlation between substrate and contents of nutrient element aboveground was also analyzed. The indexes including survival rate, height of seeding, ground diameter, ratio of height to ground diameter, tap root length, tap root/lateral root fresh weigh, aboveground/underground biomass, the diameter root ratio/FW, the diameter root ratio/DW, and contents of chlorophyll were superior in treatment Ⅰ(50% Peat soil+50% the rest of the same composition) and treatment Ⅴ(5% the rest of edible mushroom+5% fowl dung+5% cow dung+35% Peat soil+50% the rest of the same composition), and there was significant difference between them and other three treatments. There was significant difference in the contents of N, P, K, Ca, S, Fe, Mn, Cu and Zn, and no significant difference in B and Mg between different treatments. The correlation analysis showed that Mg and available potassium, organic matter had significantly positive correlation, and others had negative correlation. Therefore, the best substrate was treatment Ⅴ, in which local substrate instead of part of the peat soil. The study would provide a new way of reducing seedling costs and maintaining sustainable utilization of substrate.

Camelliaoleifera;substrate;container seedling;growth;nutrient elements

安徽省2011年自主创新专项资金项目(1120101034)

崔娜娜(1987—)，女，硕士研究生，主要从事经济林栽培与植物生理生化研究。

* 通信作者：E-mail:qlshu@ahau.edu.cn

2016-08-23

* Corresponding author：E-mail:qlshu@ahau.edu.cn

S794.4

A

10.7525/j.issn.1673-5102.2017.01.013