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浙江樟(Cinnamomum chekiangense),又名浙江桂,是樟科(Lauraceae)樟属(Cinnamomum)常绿的特产植物和珍贵稀有树种,具有喜光、耐寒、深根性和萌芽性强的特点。浙江樟具有材质优良、树形优美、树冠端庄、枝叶浓密,是优良的用材、绿化观赏和防护林树种[1-3]。前人研究表明,浙江樟种子最适发芽温度为20 ℃,发芽率可达75%以上[4]。规格为20 cm×20 cm的容器对浙江樟根系生长较为有利[5],而18 cm×18 cm的无纺布容器袋有利于浙江樟容器苗的生长[6];谷壳︰泥炭︰黄心土=40︰35︰25有利于浙江樟地径和生物量的生长[7];施用尿素、钙镁磷肥、氯化钾分别为5.32,13.32,3.56 g·株−1是培育浙江樟2年生容器苗的最佳施肥量[8-9],育苗基质中添加N︰P=1.75︰1的缓释肥1.5 kg m−3可满足浙江樟生长的养分需求[10],加载3.5 kg·m−3缓释肥的浙江樟根长、根表面积和体积为最大,培育2年生浙江樟容器苗N、P施肥水平以1.67,0.74 g·株−1为宜[11-12]。
育苗基质为植物生长提供肥、气以及稳固植株,决定着苗木能否培育成功及苗木质量,一直是国内外学者研究的重点。前人在北美红杉[13]、香椿[14]、栓皮栎[15]、桢楠[16]等的研究表明,不同树种容器苗生长的最佳基质的差异较大。本文以浙江樟1年生苗为研究对象,设置5种不同比例的泥炭、锯末和黄心土的基质配方,采用盆栽方法,研究不同基质配比对幼苗株高、地径及生物量的生长和氮磷钾等养分吸收的影响,旨在筛选出适合浙江樟容器苗培育的基质配比,为优质苗木培育提供基础。
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试验地设在浙江省建德市新安江林场朱家埠林区珍贵树种温室大棚(29°29′N,119°16′E),属于中亚热带季风气候,年平均温度16.9 ℃,最热月(7月)平均温度29.2 ℃,最冷月(1月)平均温度4.7 ℃。年均日照时数1 940 h,年均无霜期254 d。年均降雨量1 504 mm,空气相对湿度82%。苗木生长期间温室大棚中的气温23~33 ℃,空气湿度60%~75%。
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试验用苗为浙江樟的1年生幼苗,苗高18.82±2.86 cm,地径0.38±0.04 cm。
2018年3月1号采用23 cm×24 cm×28 cm (底径×上口径×高) 的花盆,每盆栽植1株,每盆基质10 L,不同基质按质量配比如表1所示。采用随机试验,每个处理种植10株苗木,重复3次。置于温室大棚中进行水分、施肥等日常管理,所有育苗措施均一致。
处理 不同基质所占比例/% 泥炭 锯末 黄心土 小计 A1 10 10 80 100 A2 20 20 60 100 A3 30 30 40 100 A4 40 40 20 100 A5 0 0 100 100 Table 1. Mixing ratio of different substrate compositions
不同处理按一定基质配比完成后,均取样1 kg,用于基本理化性质分析,分析方法采用鲁如坤主编的《土壤农业化学分析法》,分析结果如表2所示。
处理 pH 有机碳/(g·kg−1) 容重/(g·cm−3) 总孔隙/% 速效钾/(mg·kg−1) A1 5.7 22.88 0.76 53.94 132.72 A2 5.8 37.95 0.58 64.85 142.64 A3 5.8 68.53 0.45 72.73 156.33 A4 5.3 115.79 0.34 79.39 186.45 A5 5.5 14.41 0.96 38.18 125.21 Table 2. Basic physical and chemical properties of different substrates
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2018年11月30日对所有处理的苗木进行调查,用钢卷尺分别测定幼苗株高,用游标卡尺测量地径。然后选择不同处理的标准株4株,采用全收获法,分别将叶片、枝干和根系分离并洗净,分别置于烘箱中杀青30 min(105 ℃),而后将温度调至70 ℃,烘干至恒重,测定不同器官生物量。烘干后的植物样品经粉碎后,过0.149 mm筛,待用。
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育苗基质的pH用pH计法(土水比1∶5),有机碳用重铬酸钾-外加热法,容重和孔隙度采用环刀法,速效钾用乙酸铵溶液浸提-火焰光度计法[17]。植物样品氮含量用元素分析仪法;经H2SO4-H2O2消煮后,火焰光度计法测钾含量,钼蓝比色-分光光度法测磷含量[17]。
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总生物量 (g·株−1) =根生物量+茎生物量+叶生物量。
不同养分积累量(mg·株−1) =叶片、枝干、根系不同养分含量×不同器官生物量。
整株养分积累量(mg·株−1)= 叶片养分积累量+枝干养分积累量+根系养分积累量
采用Excel 2010对数据进行统计分析。采用单因素和Duncan法进行方差分析和多重比较(α=0.05),利用Excel 2010作图。
1.1. 试验地概况
1.2. 材料与方法
1.3. 样品采集与分析
1.3.1. 苗木测量与采样
1.3.2. 分析方法
1.4. 数据处理与分析
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从图1可知,浙江樟幼苗株高在不同基质中的排序为A3(110.3 cm)> A2(100.0 cm)> A4(97.8 cm)> A1(94.1 cm)> A5(91.2 cm),其中A3基质配方培育的浙江樟幼苗株高显著高于A5(P<0.05),高出20.9%。浙江樟苗木地径介于0.97~1.21 cm(见图2),其中A3显著大于A5(P<0.05)。幼苗高径比在不同基质间也没有显著差异,其值介于91.1~95.8(见图3)。
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从表3可知,浙江樟不同器官平均生物量大小表现为根系(31.00 g·株−1)> 枝干(26.16 g·株−1)>叶片(20.75 g·株−1)。浙江樟叶片、枝干、根系、总生物量分别介于15.57~33.63,18.58~39.57,21.96~48.43,56.10~121.64 g·株−1,A3基质配方培育的浙江樟叶片、枝干、根系和总生物量均显著高于其它处理(P<0.05);浙江樟苗木根冠比介于0.63~0.71,不同基质配方间没有显著性差异(P>0.05)。
基质 叶片/(g·株−1) 枝干/(g·株−1) 根系/(g·株−1) 总生物量(g·株−1) 根冠比 A1 18.22±1.65bc 23.17±2.45bc 29.33±3.01b 70.72±7.21b 0.71±0.08a A2 19.08±1.92bc 28.35±2.76b 29.88±3.21b 77.31±7.96b 0.63±0.07a A3 33.63±2.24a 39.57±3.66a 48.43±4.69a 121.64±14.23a 0.66±0.07a A4 17.25±1.82bc 21.14±2.21c 25.38±2.65bc 63.77±6.85bc 0.66±0.08a A5 15.57±1.61c 18.58±1.97c 21.96±2.31c 56.10±5.98c 0.64±0.07a 平均 20.75 26.16 31.00 77.91 0.66 注:同一列中不同字母表示不同基质配比间的差异达显著水平(a=0.05) Table 3. Biomass of Cinnamomum chekiangense seedlings cultivated with different substrates
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从表4可知,浙江樟不同器官营养元素平均质量分数大小排序为:氮为叶片(29.35 g·kg−1)>根系(27.50 g·kg−1)>枝干(24.94 g·kg−1),磷为根系(1.49 g·kg−1)>枝干(1.15 g·kg−1)>叶片(0.86 g·kg−1),钾为叶片(6.85 g·kg−1)> 根系(5.72 g·kg−1)> 枝干(4.67 g·kg−1)。
器官 基质 氮 磷 钾 叶片 A1 21.79±2.23b 0.95±0.09a 6.22±0.65a A2 33.43±3.15a 0.95±0.10a 7.08±0.77a A3 30.48±3.21a 0.78±0.82a 6.08±0.71a A4 32.79±3.47a 0.88±0.93a 7.34±0.76a A5 28.24±2.94a 0.72±0.81a 7.51±0.80a 平均 29.35 0.86 6.85 枝干 A1 27.66±2.92a 1.14±0.14a 4.42±0.46a A2 23.60±2.46a 1.12±0.11a 4.51±0.41a A3 25.90±2.61a 1.18±0.12a 4.68±0.49a A4 22.88±2.53a 1.10±0.13a 4.86±0.50a A5 24.66±2.45a 1.22±0.15a 4.88±0.51a 平均 24.94 1.15 4.67 根系 A1 29.30±3.01a 1.58±0.16ab 5.30±0.51a A2 30.46±3.12a 1.83±0.19a 5.45±0.56a A3 23.10±2.45b 1.33±0.13b 5.85±0.63a A4 27.11±2.77ab 1.20±0.14b 5.90±0.66a A5 27.51±2.69ab 1.49±0.16ab 6.08±0.59a 平均 27.50 1.49 5.72 注:同一列中不同字母表示相同器官在不同基质配比间的差异达显著水平(a=0.05) Table 4. Effects of different substrates on the mass percentage of nitrogen, phosphorus and potassium of Cinnamomum chekiangense seedlings
从表中可知,除A1基质配方培育的浙江樟叶片氮质量分数显著低于其他处理(P<0.05),浙江樟根系氮质量分数表现为A3显著低于A1、A2(P<0.05),而磷质量分数则表现为A2处理显著高于A3、A4(P<0.05),其他相同器官相同营养元素在不同基质中的差异并不显著。
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如图4所示,浙江樟幼苗叶片氮积累量为396.9~1025.0 mg·株−1,大小排序均为A3 > A2 > A4 > A5 > A1,其中A3显著高于A2、A4,又显著高于A1、A5(P<0.05);枝干、根系、全株氮积累分别为458.1~1024.9,604.0~1118.8,1501.8~3168.8 mg·株−1,大小排序均为A3 > A2 > A1 > A4 > A5,其中枝干、根系氮积累表现为A3显著高于A1、A2,又显著高于A4、A5(P<0.05),全株氮积累量则表现为A3显著高于A1、A2,又显著高于A5(P<0.05)。
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如图5所示,浙江樟幼苗叶片、枝干、全株磷积累量为11.2~26.1,22.7~46.7,66.7~137.3 mg·株−1,大小排序均为A3> A2 > A1 > A4 > A5,其中叶片磷积累量表现为A3显著高于A1、A2,又显著高于A5(P<0.05),枝干磷积累量表现为A3显著高于A2,又显著高于A4、A5(P<0.05),全株磷积累量表现为A3显著高于A1、A2,又显著高于A4、A5(P<0.05);根系磷积累量为30.6~64.5 mg·株−1,大小排序为A3 > A2 > A1 > A5 > A4,其中A3显著高于A1,又显著高于A4、A5(P<0.05)。
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如图6所示,浙江樟幼苗叶片钾积累量为113.3~204.5 mg·株−1,大小排序均为A3> A2 > A4 > A5 > A1;枝干、全株钾积累量为90.7~185.1,341.1~673.1 mg·株−1,大小排序均为A3> A2 > A4 > A1 > A5;根系钾积累量为133.4~283.5 mg·株−1,大小排序为A3 > A2 > A1 > A4 > A5。A3基质培育的浙江樟叶片、枝干、根系、全株钾积累量均显著高于其他处理(P<0.05)。
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从图7可知,浙江樟幼苗地上部(叶片、枝干)生物量、氮、磷、钾积累量占全株的比率分别为58.5%~61.4%,54.7%~64.7%,47.7%~55.7%,57.2%~68.1%,不同处理间没有显著性差异(P>0.05);3种营养元素地上部所占比率平均值大小排序为:钾(59.8%)>氮(59.7%)>磷(51.2%)。
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由灰色系统理论与应用的配套建模软件计算得出6个指标的关联度系数值,如表5所示。从表中可知,培育浙江樟幼苗适宜基质的排序为A3>A2>A1>A4>A5,即浙江樟幼苗培育的最佳基质为A3(黄心土︰泥炭︰锯末=40︰30︰30)。
基质类型 株高 地径 总生物量 氮积累量 磷积累量 钾积累量 平均值 排序 A1 0.53 0.59 0.77 0.76 0.53 0.55 0.62 3 A2 0.71 0.78 0.80 0.81 0.68 0.57 0.73 2 A3 0.93 0.69 0.92 0.88 0.79 0.72 0.82 1 A4 0.61 0.54 0.71 0.70 0.42 0.58 0.59 4 A5 0.46 0.49 0.58 0.60 0.31 0.44 0.48 5 Table 5. Correlation coefficient value of seedling growth under different substrates