3种育苗因素对闽楠容器苗生长和根系发育的影响

（中国林业科学研究院 亚热带林业实验中心，江西 分宜 336600）

闽楠Phoebe bournei隶属于樟科Lauraceae 楠属Phoebe，常绿阔叶大乔木，国家二级重点保护植物，野生天然分布多见于山地沟谷阔叶林中，产于江西、福建、浙江、广东、湖南、湖北和广西等省（区），是我国历代以来特有的名贵建筑用材树种[1-4]。该树种具有树干通直、分枝少、木材纹理直、结构细密、芳香、不开裂、不变形、生长迅速等优点，是高级建筑和名贵家具的首选用材，在我国木材储备战略中具有十分重要的地位[5-7]。

容器育苗技术是当前世界各国林业领域的研究热点，也是运用比较广泛，育苗实践中比较成熟的技术[8-10]。当前国内外在闽楠1年生容器育苗方面开展了一些研究，但所研究的影响因素仅涉及基质比例、缓释肥用量等单一或者两个因素对苗木生长的影响，而综合考虑基质比例、缓释肥施用量和容器大小等多个因素对苗木生长的影响的研究还罕见报道[11-14]。因此，为了进一步优化闽楠1年生容器育苗技术，完善育苗方案，提升容器苗育苗质量，在已有研究的基础上，运用析因试验设计方法，研究4 种基质比例、6 个缓释肥施用水平及4 个容器大小，其交互效应对闽楠容器苗地上和地下生长发育指标的影响，并在此基础上利用隶属函数法对96 个育苗组合进行综合评价，筛选出最佳育苗组合方案，为指导规模化、产业化培育闽楠优质容器苗提供科技支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于江西省分宜县中国林科院亚林中心苗木繁育基地内，该基地是由高2.4 m的钢构大棚组成，装有自动喷灌和遮阴系统设备。试验地地理位置114°39′28″E，27°49′09″N，海拔126 m。试验所在地为亚热带季风气候，光热充足，冬寒期短，四季分明，气候温和，年均气温17.2℃，7月的平均气温为28.8℃，1月平均气温为5.5℃，无霜期270 d，年平均降水量1 643.6 mm，年蒸发量1 503 mm，年日照时数1 535.3 h。

1.2 试验材料

闽楠种子于2018年11月底采自福建省尤溪县国有林场闽楠优树，采集后将种子进行沙藏处理，2019年1月上旬将闽楠种子播至育苗圃地，3月底出苗后栽植于各试验处理对应的容器袋内。育苗所用泥炭产自东北，稻壳和木屑来自当地，经发酵腐熟后用于试验。缓释肥产自美国爱贝施（APEX）公司，肥效时间9 个月，全氮含量为180 g·kg-1，有效磷含量为60 g·kg-1，有效钾含量为120 g·kg-1。育苗容器袋产自广西壮族自治区桂林市花妹公司，选用相应规格用于试验。

1.3 试验设计

试验设置基质比例（A）、缓释肥施用量（B）和容器大小（C）3 因素的容器育苗析因设计试验。笔者在兼顾考虑闽楠容器苗生长特性和前人同类研究的基础上[15]，基质比例按V（泥炭）：V（稻壳）：V（木屑）设置4 个水平（A1为3:3.5:3.5，A2为4:3:3，A3为2:1:1，A4为3:1:1）；缓释肥施用量设置6个水平（B1为1.5 kg·m-3，B2为2.0 kg·m-3，B3为2.5 kg·m-3，B4为3.0 kg·m-3，B5为3.5 kg·m-3，B6为4.0 kg·m-3）；容器大小按直径和长度设置4 个水平（C1为3.5 cm×4.5 cm，C2为4.0 cm×6.0 cm，C3为4.5 cm×10.0 cm，C4为5.0 cm×12.0 cm）。按照析因试验设计，共有96 个试验处理，每个处理50株，重复3 次，共14 400 株。2019年3月初，按照要求配置好基质并装袋放置在育苗大棚内，当月下旬将闽楠芽苗栽植于基质袋内，做好常规育苗管理工作，防治病虫害发生。

1.4 测定指标及方法

2019年12月待闽楠苗生长停止后，每处理随机选择30 株健康苗木，利用卷尺和游标卡尺分别测量苗高和地径，并按照公式（高径比=苗高/地径）计算高径比；利用托普云农GXY-A 植物根系分析系统其总根长、根体积、根表面积、根尖数和根直径等发育指标；将苗木经105℃杀青30 min后，置于80℃烘箱中烘至恒质量，然后分根、茎、叶3 个部分测定其干质量，并按照公式（地上生物量=茎生物量+叶生物量、总生物量=根生物量+茎生物量+叶生物量、根冠比=地上生物量/根生物量）计算其地上生物量、总生物量和根冠比。

1.5 数据处理及分析

隶属函数值按公式U(xi)=(xi-xmin)/(xmax-xmin)计算，其中，xi为指标测定值，xmax和xmin分别为该指标的最大值和最小值。用Excel 2016 软件对数据进行整理，对高径比和根冠反正弦处理，然后用SPSS 25.0 软件对数据进行多因素方差分析和Duncan 多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 基质比例、缓释肥施用量和容器大小对闽楠1年生容器苗生长的影响

2.1.1 各因素及其交互效应对闽楠1年生容器苗生长的影响

多因素方差分析结果表明（表1）：在3 个主因素中，基质比例（A）对闽楠容器苗生长影响最大，除地径不显著外，其它各指标均达到极显著水平（P＜0.01）；其次是容器大小（C），除高径比和根冠比为显著水平（P＜0.05）外，其余指标均达到极显著水平；缓释肥施用量（B）的影响最小，仅对苗高有极显著影响，对地径、地上生物量和茎生物量有显著影响，而对其它生长指标影响均不显著。在双因素交互效应中，基质比例×缓释肥施用量（A×B）的交互效应影响最大，除对总生物量的影响为显著水平外，对其它指标的影响均为极显著水平；其次为缓释肥施用量×容器大小（B×C）的交互效应的影响，除对高径比影响未达显著水平外，对苗高和地径影响显著，对其它指标影响均为极显著水平；基质比例×容器大小（A×C）的交互效应的影响最小，对苗高、地径和高径比影响均未达显著水平。在基质比例×缓释肥施用量×容器大小（A×B×C）3 因素交互作用中，对所有生长指标的影响均为极显著水平。进一步分析多因素方差分析中的F值可知，基质比例和容器大小是多因素交互效应的主要来源，说明基质比例和育苗容器大小是影响闽楠容器苗生长的主要因素。

2.1.2 基质比例对闽楠1年生容器苗生长的影响

基质比例对闽楠1年生容器苗生长影响显著（表2）。随着基质比例中泥炭含量的增加，闽楠容器苗9 个生长指标均呈现上升趋势，当基质比例为V（泥炭）∶V（稻壳）∶V（木屑）=3∶1∶1（A4）处理时，闽楠1年生容器苗9 个生长指标均为最大，且均显著大于其它基质比例处理。

2.1.3 缓释肥施用量对闽楠1年生容器苗生长的影响

表1 楠木1年生苗木生长的多因素方差分析（F 值）†Table 1 Multivariate analysis of variance for growth of one-year seedling of Phoebe bournei (F value)

表2 基质配比、缓释肥用量和容器规格对楠木1年生容器苗生长指标影响的多重比较†Table 2 Multiple comparisons of the effects of matrix ratio,amount of SRF and container specifciation on the growth index of Phoebe bournei one-year old container seedlings

方差分析结果（表2）显示，不同缓释肥施用量对闽楠1年生容器苗生长的影响较为显著。闽楠容器苗所有生长指标均随着施用量的增加呈现先升后降再升的趋势，但差异各异。当施用量为B6（4.0 kg·m-3）时地径、高径比和根冠比最大，均与B1处理差异显著，与B2、B3、B4、B5差异不显著；苗高、地上生物量、根生物量、茎生物量、叶生物量和总生物量均在施用量为B6处理时最大，B2处理其次，B4处理第三，B6处理与B1、B3和B5处理差异极显著，与B2和B4处理差异不显著。

2.1.4 容器大小对闽楠1年生容器苗生长的影响

方差分析结果（表2）表明，苗高、地径、地上生物量、根生物量、茎生物量、叶生物量和总生物量7 个生长指标在不同容器大小间表现一致，均随着容器大小的变大而呈现先升后降的趋势。C3处理时，苗高、地径、地上生物量、根生物量、茎生物量、叶生物量和总生物量最大，其值分别为14.19±4.35 cm、2.24±0.84 cm、0.73±0.39 g、0.25±0.12 g、0.27±0.18 g、0.45±0.23 g 和0.98±0.49 g，均显著高于其它处理，比C1分别提高了15.29%、15.18%、35.62%、32.00%、37.04%、33.33% 和35.71%，比C2分别提高了9.02%、9.38%、30.14%、28.00%、33.33%、28.89%和30.61%，比C4分别提高了2.18%、0.89%、6.85%、4.00%、7.41%、4.44%和5.10%。C2处理时，高径比和根冠比最大，其值分别为66.57±38.96和3.12±1.43。综合分析发现，随着容器大小的逐步变大能够增加闽楠容器苗的生长空间，有助于生长发育和干物质积累。

2.2 基质比例、缓释肥施用量和容器大小对闽楠1年生容器苗根系发育的影响

2.2.1 各因素及其交互效应对闽楠1 a 生容器苗根系发育的影响

多因素方差分析结果（表3）表明：在3 个主因素中，基质比例（A）对闽楠容器苗根系发育影响最大，对所有根系发育指标均达到极显著水平（P＜0.01）；其次是容器大小（C），除对根系直径影响不显著外，其它根系发育指标均达到极显著水平；缓释肥施用量（B）的影响最小，对根体积和根尖数的影响均未达显著水平。在双因素交互效应中，基质比例×缓释肥施用量（A×B）的交互效应的影响最大，除对根系直径影响不显著外，其它根系发育指标均达到极显著水平；缓释肥施用量×容器大小（B×C）的交互效应仅对根体积和根尖数影响达极显著水平，对总根长、根表面积和根直径影响均不显著；基质比例×容器大小（A×C）的交互效应仅对总根长和根表面积影响达极显著水平，对根直径、根体积和根尖数影响均未达显著水平。在基质比例×缓释肥施用量×容器大小（A×B×C）3 因素交互作用中，对所有根系发育指标的影响均为极显著水平。进一步分析多因素方差分析中的F值可知，基质比例和容器大小是多因素交互效应的主要来源，这就说明基质比例中的泥炭含量和根系发育的生长空间是影响闽楠容器苗根系发育的主要因素。

表3 楠木1年生苗木根系发育的多因素方差分析（F 值）†Table 3 Multivariate analysis of variance for rooting growth of one-year seedling of Phoebe bournei (F value)

2.2.2 基质比例对闽楠1年生容器苗根系发育的影响

基质比例对闽楠1年生容器苗根系发育的影响显著（表4）。总根长、根表面积和根体积随着基质比例中泥炭含量的增加呈现下降趋势，当基质比例为V（泥炭）∶V（稻壳）∶V（木屑）=3∶3.5∶3.5（A1）处理时根总长、根表面积和根体积最大，其值分别为221.00±45.32 cm、15.83±2.13 cm2和54.56±21.95 cm3，均显著高于其它处理，比A2高17.20%、8.40%和0.20%，比A3高23.75%、13.01% 和8.65%，比A4高21.54%、11.51%和11.05%；基质比例为A4处理时根直径最大，基质比例为A2处理时根尖数最大。

2.2.3 缓释肥施用量对闽楠1年生容器苗根系发育的影响

方差分析结果（表4）显示，缓释肥施用量对闽楠1年生容器面根系发育各指标的影响差异各异。当施用量为B6（4.0 kg·m-3）时总根长和根尖数最大，其值分别为190.71±49.13 cm 和49.91±20.16 cm，与B1和B2处理差异显著，比B1处理大5.59% 和9.02%，比B2处理大5.51%和8.19%，但与B3、B4和B5处理差异不显著；当施用量为B4（3.0 kg·m-3）时根表面积值最大为14.73±2.31 cm2，但与其它处理差异不显著；当施用量为B2（2.0 kg·m-3）时根直径值最大为1.65±0.13 mm，除与B6处理差异不显著外，与其它各处理差异均显著；当施用量为B1（1.5 kg·m-3）时根体积值最大为57.24±21.36 cm3，但与其它各处理差异不显著。

表4 基质配比、缓释肥用量和容器规格对楠木1年生容器苗根系发育指标影响的多重比较†Table 4 Multiple comparisons of the effects of matrix ratio,amount of SRF and container specification on the rooting growth index of Phoebe bournei one-year old container seedlings

2.2.4 容器大小对闽楠1年生容器苗根系发育的影响

由方差分析结果可知，不同容器大小对闽楠1年生容器苗根系发育各指标影响显著（表4）。随着容器体积的逐渐增大（C1→C2→C3→C4），闽楠容器苗根系的总根长、根表面积、根体积和根尖数均呈现逐渐上升的趋势，当容器大小为C4（5.0 cm×12.0 cm）时，总根长、根表面积、根体积和根尖数最大，均显著高于其它容器大小；根直径随着育苗容器体积的逐渐增大呈现先上升后下降的趋势，当容器大小为C3（4.5 cm×10.0 cm）时，根直径达到最大值，并显著高于C2和C4处理。从数据分析结果来看，增大育苗容器能够提升根系生长的营养空间，有利于容器苗根系的生长发育。

2.3 闽楠1a 生容器苗育苗综合评价及最佳组合筛选

运用隶属函数法对各组合的效果进行了综合评价，筛选出排名前10 位的育苗措施组合（表6）。由表5可知，V（泥炭）∶V（稻壳）∶V（木屑）=3∶1∶1（A4）占了前6 个，育苗效果明显要优于其它基质比例处理；5.0 cm×12.0 cm（C4）容器在排名前10 的育苗组合中占了6 个，4.0 cm×10.0 cm（C3）容器占了4 个，这就更加表明较大的容器有利于闽楠容器苗的生长和根系发育；4.0 kg·m-3（B6）在排名前10 位的育苗效果组合中占了3 个，其中还包括了最佳育苗效果组合，这就说明增加缓释肥施用量能够促进闽楠容器苗的生长和根系发育。所有育苗措施组合中，A4B6C3组合平均隶属函数值最大（0.796 9），综合排名第1，其生长指标隶属函数平均值为0.830 9，在所有组合中排名第1，根系发育指标隶属函数平均值为0.762 9，也在所有组合中排名第1。

表5 不同育苗措施组合对闽楠1年生容器苗生长和根系发育指标的隶属函数评价Table 5 Evaluation of subjection function of seedling growth and root development index of capillaria Phoebe bournei 1 a by different seedling measures

3 结论与讨论

容器育苗中的基质比例、缓释肥施用量和容器大小均是容器苗生长和根系发育的重要影响因素[15]，本研究开展了这3 个因素对闽楠1年生容器苗生长和根系发育影响的析因设计试验。结果表明，3 因素均对容器苗生长和根系发育影响显著。基质的组成材料和配制比例决定了苗木的生长发育环境，在育苗过程中所需要的基质往往需要良好的保水性、透气性和丰富的营养成分[16-17]。本试验中，随着泥炭含量的增加，基质中有效营养成分含量也逐渐增加，因而苗高、地径、高径比、地上生物量、根生物量、茎生物量、叶生物量、总生物量和根冠比等9 个生长指标均呈现上升趋势；随着泥炭含量的增加，基质的透水、透气性能性能逐渐变差，因而导致总根长、根表面积、根体积和根尖数等4 个根系发育指标呈现下降趋势。因此，在闽楠容器苗的培育过程中，如果以苗木地上部分的生长为培育目标，建议选择V（泥炭）∶V（稻壳）∶V（木屑）=3∶1∶1 为好，如果以苗木地下部分的根系发育为培育目标，建议在实际育苗之中适当降低泥炭的含量，增加基质的透水和透气性能。

容器育苗中缓释肥的施用既能解决培育过程中的养分问题，又能降低长期施肥的人工成本，是现代容器育苗重要的关键技术措施[18-20]。闽楠是深根系的喜阴和喜肥阔叶大乔树种，本试验对比了不同施用量水平下，闽楠容器苗的地上和地下部分生长发育指标发现，地上部分生长指标均随着施用量的增加呈现先升后降再升的趋势，当施用量最大（4.0 kg·m-3）时，地上部分生长指标值均达到最大，这与根系发育指标并不同步。究其原因，闽楠虽是喜肥树种，但在缓释肥较低的水平下，苗木的养分更侧重分配给地下部分，这样在有利于根系的生长发育，为后期苗木地上部分的生长奠定好基础，这一研究结果与王艺等[21]在闽楠养分库构建中的类似。鉴于缓释肥能够缓慢释放养分的特性，综合考虑地上部分生长和地下部分根系发育指标后，建议在闽楠1年生容器苗培育时缓释肥的施用水平4.0 kg·m-3为好。

容器大小直接影响苗木地上和地下部分的生长空间，更大的育苗容器能够为苗木的地上形态生长和地下的根系发育提供更多的养分[22-24]。本研究结表明，容器大小对闽楠地上和地下部分的影响均极其显著，容器大小为4.5 cm×10.0 cm 的无纺布育苗袋对闽楠容器苗地上部分的生长最有利，容器大小为5.0 cm×12.0 cm 的无纺布育苗袋对闽楠容器苗地下部分的根系发育最有利，说明在开展闽楠容器育苗时，适当提高育苗容器大小利于提升苗木质量和生长速度。然而，考虑到容器大小直接关系到育苗基质用量和对苗圃的占用空间，因此，建议育苗时采用合适的容器大小，综合考虑后，建议在闽楠1年生容器苗培育时采用4.5 cm×10.0 cm 为好。

育苗中的基质比例、缓释肥施用量和容器大小不仅单独影响容器苗的生长和根系发育，且相互之间还存在着显著的互作效应[25-29]。本研究发现，基质比例×缓释肥施用量（A×B）交互效应对所有地上形态生长指标和绝大多数根系发育指标均有显著或极显著影响；基质比例×容器大小（A×C）交互效应对地上生物量、根生物量、茎生物量、叶生物量、总生物量、根冠比、总根长和根表面积等指标具有极显著影响；缓释肥施用量×容器大小（B×C）的交互效应对除高径比外的所有地上形态生长指标具有显著或极显著影响，对根体积和根尖数有极显著影响；基质比例×缓释肥施用量×容器大小（A×B×C）3 因素交互效应对所有地上形态生长和地下根系发育指标均有显著或极显著影响。因此，在开展闽楠容器育苗基质比例、缓释肥施用量和容器大小选择时，不能单根据各孤立处理的单因素方差分析结果来简单组合。在综合考虑各因素交互效应的基础上，使用隶属函数综合评价法筛选出的最佳育苗组合为：V（泥炭）∶V（稻壳）∶V（木屑）=3∶1∶1（A4）、缓释肥施用量为4.0 kg·m-3（B6）、容器大小为4.0 cm×10.0 cm（C3），以及排序前10 位的处理组合，这些组合可在规模化培育闽楠1年生容器苗时进行利用。

从地上形态生长指标和地下根系发育指标出发，利用隶属函数法对各育苗组合进行评价，虽然可以筛选出效果较好的组合，但其苗木的营养加载情况却未研究，这将在后续研究中进一步完善。