杉木沙床容器育苗的水分、电导率及温度平衡能力

陈 琴，陈代喜，黄开勇，程 琳，谭文婧，蓝 肖，董利军，戴 俊

（1.广西壮族自治区林业科学研究院，南宁 530002；2.融水县贝江河林场，广西融水 545300）

杉木（Cunninghamia lanceolata）是广西的主要造林树种之一。经过长期的研究，广西已筛选出大批优良的种质材料，并通过不同的育苗手段培育良种苗木进行推广应用[1-5]。轻基质容器育苗是广西杉木良种苗木的主要育苗方式，经过苗木培育效果的比较与培育方式的改良，目前广西各杉木营林单位广泛推广使用的育苗方法是采用沙床进行轻基质容器育苗[6]。水分是苗木生长发育不可缺少的物质，苗木生命活动的强弱很大程度上取决于其水分状况[7]。在水分对杉木的影响方面，多数学者致力于干旱胁迫的研究[8-10]，在水分过量对杉木生长的影响方面研究较少。除了水分，土壤温度也是影响植物生长的重要因素之一，土壤温度过高，植物根系组织加速成熟，根系木质化程度高，降低根表面吸收效率；土壤温度过低，则使植物发生冻害。陈廷廷等[11]研究表明，0～1 mm杉木细根C浓度对土壤温度的响应比较敏感，另外土壤增温可引起杉木细根N富集，细根P浓度降低，N/P升高，杉木幼苗生长可能受P限制。本文通过10 h的跟踪测定，研究沙床容器育苗与托盘容器育苗其育苗基质的水分、温度和电导率之间的差异，探讨采用沙床育苗对育苗基质水分平衡能力的影响，以期为后期苗木培育过程中的水分、施肥和遮荫等管理及苗木良种繁育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验概况

试验于2017年9月分别在南宁广西林科院育苗苗圃 （108°22′E，22°48′N） 以及融水县贝江河林场杉木良种基地中心苗圃 （109°16′11″E，25°05′07″N）进行。前者属亚热带季风气候，年均气温21.3℃，年均降水量1 304.1 mm；后者属中亚热带季风气候，年均气温19.6℃，年均降水量1 824.8 mm。广西林科院苗期水分管理采用人工淋水的方式，贝江河林场苗期水分管理采用自动喷淋的方式。

1.2 试验方法

将同一时间播种，同一时间移苗的杉木轻基质杯苗（已生长稳定）作为试验对象，采用2种方式对轻基质杯苗进行固定摆放，即处理1：将轻基质杯埋入沙床中；处理2：将轻基质杯置于托盘中，托盘摆放于地面上。培养过程对2种处理条件下的幼苗进行相同的水肥和遮荫等管理。南宁广西林科院试验点每个处理设置3个重复，每个重复面积2 m2，每个处理6 m2；融水县贝江河林场试验点每个处理设置4个重复，每个重复面积2 m2，每个处理8 m2。分别在晴天、阴天和雨天3种天气情况下，采用HH2/WET土壤三参数仪对轻基质杯中的水分含量、温度和电导率进行测定；分别采用温湿度计及照度计测定空气温度、空气湿度和光照强度，在晴天和阴天测定前对苗木进行淋水（表1）。每种天气重复测定3次（3个晴天，3个阴天，3个雨天，由于天气原因，融水试验点测定3个晴天，2个阴天，1个雨天），每天从8:00～18:00每隔2 h监测1次，每个重复测定10株，每种处理共测定30株。

表1 调查期间基本环境条件Tab.1 Environmental condition during investigation period

1.3 数据处理与分析

所有数据汇总、统计分析及制图均采用Excel 2010进行，采用单因素方差分析（One-way ANO⁃VA）比较不同处理间的差异。

2 结果与分析

2.1 2种不同育苗方式下轻基质水分含量间的差异

晴天时，从8:00—18:00，埋入沙床中轻基质杯、置于托盘中轻基质杯的含水量均呈递减趋势（图1）。南宁试验点：埋入沙床中轻基质杯水分含量变化为30.2%～24.0%；置于托盘中轻基质杯水分含量变化为35.7%～23.8%，埋于沙床中的轻基质杯水分降低幅度极显著低于置于托盘中的（P＜0.01）。融水试验点：埋于沙床中轻基质杯水分含量变化为21.8%～15.9%；置于托盘中轻基质杯水分含量变化为33.4%～27.4%。

图1 晴天时2种不同育苗方式下轻基质水分含量Fig.1 Water content of light media under two different seedling methods in clear days

阴天时，从8:00—18:00，埋入沙床中轻基质杯、置于托盘中轻基质杯的含水量均呈递减趋势（图2）。南宁试验点：埋入沙床中的轻基质杯水分含量变化为31.8%～26.5%；置于托盘中的轻基质杯水分含量变化为37.3%～29.9%，埋入沙床中的轻基质杯水分降低幅度低于置于托盘。融水试验点：埋入沙床中轻基质杯水分含量变化为28.9%～23.2%；置于托盘中轻基质杯水分含量变化为30.2%～24.6%。

图2 阴天时2种不同育苗方式下轻基质水分含量Fig.2 Water content of light media under two different seedling methods in cloudy days

雨天时，从8:00—18:00，沙床中轻基质杯、托盘中轻基质杯的含水量呈无规律变化趋势（图3）。南宁试验点所监测的3个雨天均为全天小雨，埋入沙床中轻基质杯水分含量在30.7.8%～34.3%之间，而置于托盘中轻基质杯水分含量均值为33.0%～48.9%。融水试验点所监测到14:00为阵雨，其他时间段为阴天，埋入沙床中轻基质杯水分含量均值为24.3%～26.0%，置于托盘中轻基质杯水分含量均值为29.5%～30.2%。2个试验点沙床中轻基质杯水分含量均极显著低于托盘（P＜0.01）。

图3 雨天时2种不同育苗方式下轻基质水分含量Fig.3 Water content of light media under two different seedling methods in rainy days

总体来看，在晴天和阴天时，在相同的淋水量下，埋入沙床中的轻基质杯最初含水量均低于置于托盘中的，从8:00—18:00，2种育苗方式下的轻基质杯水分含量均呈递减趋势，但埋入沙床中的轻基质杯含水量降低的幅度小于置于托盘，特别是在晴天时，埋入沙床中的轻基质水分含量降低极显著低于置于托盘（P＜0.01），说明将轻基质杯埋入沙床中，沙床可在一定程度上减少轻基质杯中水分的散失，使轻基质杯中水分含量更加稳定。在雨天时，托盘中轻基质杯难以排出，其含水量极显著高于沙床。

2.2 2种不同育苗方式下轻基质电导率间的差异

在相同的施肥条件下，晴天时，从8:00—18:00，轻基质杯中的电导率均呈直线变化趋势，但不同育苗方式其电导率不同（图4）。南宁试验点，测定前15 d内未进行施肥，埋入沙床中的轻基质电导率极显著高于置于托盘（P＜0.01）。融水试验点，测定前7 d内施用水肥，其轻基质电导率高于南宁试验点，晴天Ⅰ和晴天Ⅱ测定时，埋于沙床中的轻基质电导率极显著高于置于托盘（P＜0.01），晴天Ⅲ测定时埋于沙床中与置于托盘中的轻基质电导率之间差异不显著。

图4 晴天时2种不同育苗方式下轻基质电导率Fig.4 Conductivity of light media under two different seedling methods in clear days

阴天时，从8:00—18:00，轻基质杯中的电导率波动幅度较小，均呈近似直线的变化趋势，不同育苗方式其电导率不同（图5）。南宁试验点，埋入沙床中的轻基质电导率仍极显著高于置于托盘（P＜0.01），而融水试验点，埋于沙床中的轻基质电导率与置于托盘中的相近或略低于托盘。

图5 阴天时2种不同育苗方式下轻基质电导率Fig.5 Conductivity of light media under two different seedling methods in cloudy days

雨天时，从8:00—18:00，轻基质杯中的电导率波动幅度较小，均呈近似直线的变化趋势不同育苗方式其电导率不同（图6）。南宁试验点，埋入沙床中的轻基质电导率仍极显著高于置于托盘中的（P＜0.01），而融水试验点，埋入沙床中的轻基质电导率与置于托盘中的无显著差异。

图6 雨天时2种不同育苗方式下轻基质电导率Fig.6 Conductivity of light media under two different seedling methods in rainy days

2个试验点综合来看，埋于沙床中的轻基质电导率总体上高于置于托盘。根据测定时间与施肥时间的间隔长度分析，南宁试验点测定时距离施肥的时间较长，则埋于沙床中的轻基质电导率与置于托盘中的差异极显著（P＜0.01），说明沙床在一定程度上可减缓轻基质杯中的养分流失速率，在距离施肥较近的一段时间内，这种减缓作用表现不明显，但随着距离施肥的时间的延长，这种减缓作用表现极明显。

2.3 2种不同育苗方式下轻基质温度间的差异

晴天时，从8:00—18:00，轻基质杯中的温度均呈先升高后降低的趋势，在14:00时达到最高值（图7）。相对于空气温度，轻基质杯中的温度比空气温度低1～2℃。2个试验点的监测结果均表明埋于沙床中的轻基质杯的温度略高于置于托盘，而沙床与沙床中埋入的轻基质杯的温度比较接近。

图7 晴天时2种不同育苗方式下轻基质温度Fig.7 Temperature of light media under two different seedling methods in clear days

阴天时，从8:00—18:00，轻基质杯中的温度仍呈先升高后降低的趋势，在12:00或14:00时达到最高值，并在12:00—16:00之间大体上保持平稳（图8）。2种不同育苗方式下轻基质杯的温度差异与晴天相似，多数情况下沙床中轻基质杯的温度略高于托盘中轻基质杯，无显著差异。

图8 阴天时2种不同育苗方式下轻基质温度Fig.8 Temperature of light media under two different seedling methods in cloudy days

雨天时，从8:00—18:00，轻基质杯中的温度波动较小，呈近似直线的趋势变化（图9）。与晴天和阴天相比，雨天空气温度和轻基质杯中温度均较低，沙床中轻基质杯温度高于托盘中轻质杯，无显著差异。

图9 雨天时2种不同育苗方式下轻基质温度Fig.9 Temperature of light media under two different seedling methods in rainy days

3 结论与讨论

沙床容器育苗是近些年广西各杉木营林单位广泛推广使用的一种育苗方法，具有众多优点，所培育的苗木健壮整齐。采用沙床进行杉木轻基质容器育苗，不仅不存在积水现象，而且可以起到较好的水分平衡作用。在长期的雨水环境条件下，置于托盘中的轻基质杯蓄水能力较强，排水能力较弱，会导致轻基质杯含水量过大，从而影响苗木根系生长，而沙床对轻基质杯中水分有一定平衡作用，即使在雨水环境下，轻基质杯中水分也不会过大，仍能保持比较合理的含水量。晴天和阴天时，轻基质杯水分含量均呈递减趋势，但沙床中轻基质杯的水分含量降低的速率和幅度明显低于托盘；雨天时，置于托盘中的轻基质杯含水量显著高于沙床，且达到了胁迫苗木生长的水分含量，沙床有利于将轻基质杯中多余水分排出，使其保持在一个比较合理的含水量范围之内。杉木是不耐水淹的树种，当根部基质水分含量过高时，苗木新根无法萌发，且老根易腐烂，因此，沙床这种平衡水分的能力尤其适合杉木苗木的培育。

有研究显示，基质电导率可以反映基质中可溶性养分的总量[12]。施肥近期，可能因为轻基质杯中养分浓度较高，流失养分较少，置于托盘中轻基质的电导率略高于沙床或者2种育苗方式下轻基质电导率差异不大，但距离施肥的时间较长时，埋于沙床中的轻基质电导率极显著高于置于托盘，说明沙床对轻基质杯中的养分具有一定的保持作用，可减缓轻基质杯中的养分流失速率，这种保持作用在距离施肥稍长一段时间表现尤为明显。

相关研究结果表明，基质电导率不仅可以反映施肥后养分释放的速率，还与基质温度有着密切联系，随着温度升高，电导率增加[13]。沙床和托盘中轻基质在温度上差异较小，埋于沙床中轻基质杯的温度略高于置于托盘，说明沙床有一定的蓄温作用，在冬季有利于减轻苗木所受冻害程度，同时有利于春季苗木根系复苏生长。