杉木和湿地松容器育苗轻基质配方优选

徐清福，吴仙花，程红田，赵敏

（1. 开化县林业技术推广站，浙江 开化 324300，2. 华埠镇农业农村办公室，浙江 开化 324302）

近年来，容器育苗在林业生产中得到广泛应用。相对于传统的育苗技术，容器育苗具有育苗周期短、容易运输、造林成活率高等优点[1-2]。其中，轻基质网袋育苗技术由于生产成本低、环保性能好，而且造林运输方便，适宜苗木的集约化与规模化发展，加快了良种繁育，提高了造林效率[3]。近年来，轻型基质容器育苗技术迅速发展。不同基质的物理化学性质显著影响容器苗生长。然而，容器育苗传统栽培基质主要以泥炭、珍珠岩、蛭石等为主，这些材料往往需要长途运输，成本相对较高。因此，有必要进一步研发生产成本低，育苗效果好的新型轻基质。利用农林废弃物和工业固体生物质废料经过发酵等技术处理用作容器栽培基质原料，这些原料来源广泛，不仅可以降低生产成本，减少不可再生资源泥炭的消耗，而且对保护和改善生态环境有重要意义。

杉木Cunninghamialanceolata和湿地松Pinuselliottii是浙江省主要造林树种，材质好，用途广，在木材供给和改善生态环境方面发挥着重要作用[4-5]。市场对这两个树种的优良种苗需求量大，因而，研发经济高效的容器育苗基质配方对降低造林成本，提高造林成活率具有重要意义。理想的育苗基质要有较高的缓冲性、离子交换能力和良好的持水性、通气性。发酵牛粪、发酵木屑、发酵松鳞和砻糠在南方林区资源丰富，价格和运输成本低于泥炭、珍珠岩、蛭石；发酵牛粪和发酵木屑的缓冲性、持水性较好，可部分替代泥炭；发酵松鳞和砻糠的缓冲性、持水性、通气性都较好，可部分替代珍珠岩、蛭石。为此，本研究利用这7 种材料设置7 种不同基质配方，比较不同基质配方下苗木成活率、苗高和地径生长状况和生产成本，筛选出适宜杉木和湿地松容器育苗的最佳轻型基质，为两个树种的壮苗培育提供依据。

1 试验地点概况

试验地点位于浙江省开化县城关镇翁村，地处118°18′25″E，28°18′25″ N，属亚热带季风气候；年降水量在1 800 mm 左右，主要集中在3—7 月，有效积温为5 125 ℃，无霜期为260 d。

2 材料与方法

2.1 材料

本研究采用泥炭、蛭石、珍珠岩、发酵牛粪、发酵木屑、发酵松鳞和砻糠7 种材料，按照逐步提高林区易获取基质发酵牛粪、发酵木屑、发酵松鳞、砻糠比例的思路，按照不同体积比例配制成7 种基质（表1），以常规配方泥炭、蛭石、珍珠岩作为对照，每立方米基质加N、P2O5、K2O 含量分别为18%、6%、12%的控释肥4 kg。发酵牛粪、发酵木屑、发酵松鳞和砻糠这些原料均来源于开化县芹阳办事处。发酵牛粪是将牛粪堆放在发酵池中，一般每3 d 翻堆1 次，以控制发酵温度和充分发酵；发酵温度一般不超过50 ℃，温度过高就采取翻堆和通风措施降温，否则会造成养分分解挥发。发酵木屑和发酵松鳞均是将木屑、松鳞堆放在发酵池中，浇水至含水量60% ～ 70%，每立方米加0.5 kg 碳酸氢铵后搅拌均匀，用薄膜覆盖保温保湿，每4 ～ 5 d 翻堆1 次，含水量下降需加水，保证充分、均匀发酵。以上3 种发酵，经连续2d 测温均为常温，即发酵结束。不同基质的大孔隙、小孔隙、电导率、pH、持水力和容重根据《育苗基质（T/CPPC 1026—2021）》团体标准进行测定[6]。

表1 不同基质配方Tab. 1 Formula of different substrates

2.2 试验方法

2020 年12 月16 日，分别将杉木和湿地松种子装入50 孔穴盘中进行育苗。杉木种子来源于浙江省开化县林场二代杉木良种种子园，湿地松种子来源于杭州市余杭区长乐林场湿地松良种种子园。穴盘规格为52 cm×26 cm，每穴上口径为5.5 cm，下口径为3 cm，深度为7 cm。培育基质为泥炭，播种后并浇透水后放置在塑料大棚中。基质表面发干就浇水，浇则浇透。

2021 年4 月15 日，选择生长一致的2 个树种芽苗分别移植到7 个不同配方的无纺布轻基质网袋容器（直径4 cm，长度8 cm）中，每个树种每种配方基质包括150 株苗木，每50 株为1 组，共设置3 组（3 次重复）。这样每个树种包括1 050 株苗木（50 株·基质-1×3 次重复×7 种基质）。所有试验苗木移植后立即浇水，置于自控荫棚下，遮阳网的透光率为50%，日常管理包括定期浇水、病虫害防治和除草。芽苗移植后第20 天，喷施0.3%尿素叶面肥，每隔7 d 喷施1 次，连续3 次。

2021 年12 月20 日，在苗木停止生长时，调查苗木地径、苗高和成活率。用苗高除以地径来计算高径比，根据浙江省地方标准容器育苗相关规范来确定苗木合格率[7-8]。

2.3 数据处理

采用Excel 2007 和SPSS 20.0 对所有数据进行处理和统计分析。不同配方基质下杉木和湿地松苗高、地径、高径比、成活率和合格率的差异采用单因素方差分析和Duncan 多重比较进行检验，差异的显著性水平设为0.05。

3 结果与分析

3.1 不同配方基质理化性质

基质是苗木生长的基础，基质的理化性质直接影响苗木的成活率和生长量。从表2 可以看出，7 种基质中以A1、A2、A3、A4 和CK 基质的大孔隙比例较高，平均值为41.3%；而A5 和A6 基质的大孔隙比例显著低于其他4 种基质（P<0.05），平均值仅为33%。A5 基质小孔隙比例最高，达41.7%，其次为CK、A1、A2、A4和A6 基质，A3 基质小孔隙比例最低，仅为32.9%。电导率和pH 值在7 种基质中没有显著差异（P>0.05）。持水力以A6 基质最高，其次为A1、A5 和CK，A2、A3 和A4 基质持水力较低。A2、A3、A4 和A5 基质的容重较为接近，高于其他3 种基质。由此可见，孔隙度、持水力和容重在不同配方基质中差异较大。

表2 不同基质理化性质Tab. 2 Physiochemical properties of different substrates

3.2 苗木生长状况

从表3 和表4 可以看出，不同配方基质对1 年实生杉木容器苗生长有显著影响。

表3 不同配方基质两个树种苗木生长情况Tab. 3 Growth traits of C. lanceolata and P. elliottii seedlings in different substrates

表4 不同配方基质下杉木和湿地松苗木生长指标方差分析Tab. 4 ANOVA on growth traits of C. lanceolata and P. elliottii seedlings in different substrates

在7 种基质中，A5 基质的杉木容器苗平均苗高最高，达24.9 cm，其次为CK、A6 和A3，A4、A1 和A2基质的平均苗高相对较低，A5 基质的平均苗高比A2 基质高43%，但与CK 之间没有显著差异（P>0.05）。杉木容器苗平均地径在A5 和A6 中较高，其次为CK、A3 和A1，A2 和A4 基质的平均地径相对较小，A5 基质的平均地径比A2 基质高30%，但与CK 之间也没有显著差异（P>0.05）。杉木容器苗高径比以A4 基质最大，其他6 种基质中高径比没有统计上的显著差异（P>0.05）。

根据方差分析，不同配方基质对1 年生实生湿地松容器苗的平均苗高和高径比有显著影响，但对平均地径没有显著影响（表3 和表4）。在7 种基质配方中，A5 基质湿地松容器苗平均苗高最高，达22.5 cm，其次为CK、A2、A3 和A4 基质，A1 和A6 基质平均苗高相对较低，A5 基质平均苗高比A6 基质的平均苗高高18%。湿地松容器苗平均地径在7 种基质中没有显著差异（P>0.05），平均值为0.34 cm。湿地松容器苗高径比以A5和CK 基质最大，A1、A2、A3 和A4 基质中高径比没有显著差异（P>0.05），A6 基质高径比最小。尽管A5基质的平均苗高和高径比略高于CK 基质，但二者之间没有显著差异（P>0.05）。

由图1 可知，不同配方基质对杉木和湿地松容器苗成活率有显著影响。其中A1 基质中杉木容器苗成活率较低，为85%；其他5 种基质杉木容器苗成活率较高，在94% ～ 98%之间。除A1 基质外，其他5 种基质杉木容器苗成活率与CK（97%）之间均没有显著差异（P>0.05）。相对于杉木，湿地松容器苗成活率在7 种配方基质均较低，其中A4、A5 和A2 基质湿地松容器苗成活率较高，分别为91%、92%和89%，与CK（89%）之间差异不显著（P>0.05）；其他基质湿地松容器苗的成活率均低于85%，尤其是A1 和A3 基质湿地松容器苗的成活率仅为79%。

图1 不同配方基质下杉木和湿地松苗木成活率Fig. 1 Survival rate of C. lanceolata and P. elliottii seedlings in different substrates

不同配方基质对杉木和湿地松容器苗合格率也有显著影响（图2）。A5 基质中杉木容器苗合格率最高，为87%，略高于CK（85%），但二种基质的苗木合格率没有显著差异（P>0.05）；其次为A6 和A3 基质，杉木容器苗合格率分别为82%和78%；A1、A2 和A4 基质的杉木容器苗合格率相对较低，在60% ～ 66%之间。相对于杉木，湿地松容器苗合格率在7 种配方基质中相对较高，平均值为89%；其中A6 和A4 基质苗木合格率均达到96%，高于CK（92%），其他4 种基质苗木合格率相对较低，在84% ～ 88%之间。

根据1 年生实生苗生长状况、成活率和合格率进行不同基质的综合评定。基于杉木苗综合性状的欧氏距离的聚类分析表明，所有基质可以分为3 类，其中第一类包括A5、A6 和CK，苗高、地径、成活率和合格率均表现最好，尤其是A5 配方综合表现更佳；第二类包括A3 和A4，高径比较高，但苗高、地径、成活率和合格率均低于第一类；第三类包括A1 和A2，苗木生长状况、成活率和合格率指标均低于前两类，总体表现较差（图3）。从不同配方基质的成本来看，单个轻基质网袋容器成本A3、A5、A6 最低，均为0.15 元·个-1，其次为A1、A4 为0.17 元·个-1，A2 为0.18 元·个-1，最高为CK，为0.2 元·个-1。因此，综合生长性状和成本，培育杉木实生苗的最优配方确定为A5。

图3 不同配方基质下杉木苗综合性状的聚类分析Fig. 3 Cluster analysis on multiple traits of C. lanceolata seedlings in different substrates

对湿地松综合性状的欧氏距离的聚类分析表明，所有基质可以分为3 类，其中第一类包括A5，苗高、高径比和成活率均较高，但苗木合格率相对较低；第二类包括A4，A6 和CK，苗高和合格率相对较高；第三类包括A1、A2 和A3，苗木生长指标表现中等，苗木合格率均低于其他3 种配方，总体表现较差（图4）。综合生长和成本分析，培育湿地松实生苗的最优配方确定为A5。

图4 不同配方基质下湿地松苗综合性状的聚类分析Fig. 4 Cluster analysis on multiple traits of P. elliottii seedlings in different substrates

4 小结与讨论

通过对7 种不同配方基质上培育的杉木和湿地松容器苗生长状况和质量的综合分析，筛选出适合培育杉木和湿地松1 年生实生容器苗的最优基质配方均为A5 基质，即：泥炭∶珍珠岩∶发酵牛粪∶发酵木屑∶发酵松鳞=0.3∶0.1∶0.2∶0.15∶0.25。该配方基质苗木生长好，质量高，可能与其具有较好的物理性质有关。该配方基质小孔隙比例较高，持水能力强，在提高保水性的同时，增加了通透性，有利于苗木根系发育。张天宇等[9]基于5 种轻基质原料开展了7 种不同基质配比的杉木容器育苗试验，发现泥炭∶珍珠岩比例为4∶1 的配方杉木苗生长最好。唐家全[10]基于4 种轻基质原料开展了9 种不同基质配比的杉木、湿地松和沙松Abiesholophylla容器育苗试验，得出泥炭土∶珍珠岩∶蛭石比例为5∶4∶1 的配方3 个树种容器育苗效果最佳。此外，刘伟等[11]也发现，不同轻型基质配方对木荷Schimasuperba、紫楠Phoebesheareri和黄檀Dalbergiahupeana容器苗生长性状有显著影响，根据树种苗期生长筛选了适宜的基质配方。相对于前人的研究结果，本研究筛选的基质配方大幅降低了泥炭和珍珠岩的使用比例，增加了林区易获取的牛粪、木屑和砻糠作为基质原料，同时也达到了较好的育苗效果。尽管筛选的A5 配方基质苗高、地径、成活率和合格率与传统配方（泥炭∶珍珠岩∶蛭石=0.4∶0.3∶0.3）没有显著差异，但该配方林区易获取基质比例达到60%，且相对于传统配方成本（0.2 元·个-1）降低了25%。因此，本研究筛选的容器育苗轻基质配方有助于杉木和湿地松容器苗的高效培育，对促进轻基质容器苗发展具有重要意义。