新技术助力鳞苞锥育苗，推动生态恢复

基金项目:福建省林业局科技项目(闽林科便函【2020】9 号)

雷先珠

鳞苞锥(Castanopsisuraiana(Hay. )KanehiraetHatusima)又名淋漓锥、乌来栲,为壳斗科(Fagaceae)常绿阔叶乔木树种。 树高可达 20m,胸径可达 80cm,树皮浅裂,嫩枝常有稀疏短柔毛及细片状腊鳞,皮孔散生。 鳞苞锥木材可作建筑、家具等用材。 鳞苞锥产台湾、福建、江西及湖南省南部、广东东部及北部、广西东北部,分布于海拔 500—1500m 山地常绿阔叶林、针阔混交林或沿河溪两岸疏林中,是当地自然村落周边常见的风水树。 在福建戴云山附近的低丘陵地区有小片纯林 。 鳞苞锥适应性强,对立地条件要求不高,在丘陵山地中上部也生长良好,为优良的乡土阔叶树种,并被列为福建省省级珍稀濒危保护树种,具有较高的开发利用价值 。 现阶段许多学者对珍贵阔叶树种的培育、育种进行了研究 ;在壳斗科方面,施友文 研究了胚根处理对格氏栲种子出苗率及苗木生长的影响,并对格氏栲古树生长特性进行分析;沈彩霞 研究了不同栽培基质和育苗容器对格氏栲种子出苗率和苗木生长的影响;莫钟柏等 研究了不同混交模式对杉木-红锥混交林生长及土壤养分的影响,李丽南 研究了红锥不同无性系嫁接效果;林必青 研究了不同处理对红锥嫩枝扦插成活率的影响;杨孟晴等 研究了赤皮青冈容器苗根系生长和构型对缓释肥和菌根菌的响应;谭子幼等 、谢健 、欧阳泽怡等 对赤皮青冈栽培技术及赤皮青冈优树半同胞子代苗期遗传参数估算及选择进行了研究和评估。 然而,对于鳞苞锥育苗研究报道极少,为了更好地扩大鳞苞锥人工林面积,笔者从鳞苞锥育苗入手展开研究,以期为今后人工培育鳞苞锥提供参考。

1　试验地概况

试验地位于福建省西部的清流县嵩口镇立新村,东经 116°50′58″、北纬 26°11′33″,圃地处于武夷山南侧,九龙溪上游。 属中亚热带季风气候,气候温和,雨量充沛,年均气温 17. 9℃,年均降水量 1738mm,年均无霜期 256d。 圃地面积 0. 2hm 2 ,为交通便利、土层深厚,土质疏松、排灌水条件良好、经过轮作水稻的农田。

2　材料与方法

2. 1　试验材料

2020 年 11 月中旬在福建省宁化县城南镇肖家村采集鳞苞锥成熟种子。 种子催芽前,用甲基拖布津70%可湿性粉剂 500 倍液浸种进行消毒处理,并在日光下晾干后进行沙藏。 菌根土是在采集鳞苞锥种子的母树林挖取含菌根的表层土,用筛子去除杂质后用袋子装好运到试验地;黄心土和火烧土均是在播种前用谷筛筛好后备用;粗河沙、细河沙、田土、泥炭土、珍珠岩、谷壳。 钙镁磷(P 2 O 5 ≥12%)、复合肥(N15 ∶P 2 O 515∶ K 2 O15)。 培育 1 年生苗木采用口径规格为 5cm×10cm 的无纺布营养袋,轻型基质采用 4. 5cm×8cm 的无纺布营养袋;培育 2 年生苗木容器规格为 8cm×10cm 无纺布营养袋、10cm×12cm 无纺布营养袋、12cm×14cm 无纺布营养袋。 移栽的苗木统一选择无纺布营养土芽苗移栽的 1 年生鳞苞锥苗木,苗木规格为地径 0. 35cm 左右,苗高为 30cm 左右。

2. 2　试验设计与方法

2. 2. 1　催芽试验　2020 年 12 月中旬,试验采用完全随机设计,采用粗河沙(A 1 )、细河沙(A 2 )、黄心土70%+火烧土 30%(A 3 )、黄心土(A 4 )4 种基质在苗床上进行鳞苞锥种子催芽比较试验,每个处理种子 200粒,重复3 次。 催芽方法:下层铺垫1 层5cm 厚的基质,中层点播1 层种子,上层覆盖1 层3cm 厚基质,再用黑色地布覆盖苗床。

2. 2. 2　1 年生鳞苞锥苗木培育试验　采用经贮藏催芽的鳞苞锥种子,于 2021 年 2 月上旬播种。 试验采用完全随机设计,开展无纺布营养土芽苗移栽(B 1 )、无纺布营养土直接点播育苗(B 2 )、大田苗床点播育苗(B 3 )、轻型基质育苗(B 4 )4 种育苗方式对比试验。 每个处理100 株,重复3 次。 无纺布营养土采用黄心土70%+火烧土 30%+钙镁磷+复合肥,大田育苗采用田土+黄心土+钙镁磷+复合肥,轻型基质采用泥炭土60%+珍珠岩 20%+谷壳 20%+钙镁磷。 苗期管理采取常规苗木进行管理。

2. 2. 3　不同规格容器培育 2 年生鳞苞锥苗木试验　于 2022 年 3 月上旬将无纺布营养土芽苗移栽的 1 年生鳞苞锥苗木移栽在不同规格的容器中,8cm×10cm 无纺布营养袋(C 1 )、10cm×12cm 无纺布营养袋(C 2 )、12cm×14cm 无纺布营养袋(C 3 )。 试验采用完全随机设计,每个处理50 株,重复3 次。 育苗基质采用田土 40%+黄心土 30%+火烧土 30%+钙镁磷+复合肥,移栽的鳞苞锥苗木质量均衡,苗期管理采取常规苗木进行管理。

2. 2. 4　菌根土播种育苗试验　试验采用完全随机设计,设置黄心土 70%+火烧土 20%+菌土 10%(D 1 )、黄心土 60%+火烧土 20%+菌土 20%(D 2 )、黄心土 70%+火烧土 20%+田土 10%(D 3 )3 种基质,采用无纺布营养袋进行育苗试验,每袋播种 1 粒种子,每种处理播种 100 粒,重复 3 次。

2. 3　试验调查

2. 3. 1　催芽试验调查　以种子胚根“露白”开始观测记录各处理的种子发芽指标和发芽持续时间。 每隔3d 调查 1 次种子发芽指标,每次调查后将未发芽的种子放入基质中继续催芽,直至连续 10d 没有种子发芽结束调查。 并计算不同催芽处理的鳞苞锥种子的发芽率、发芽势、发芽速度、发芽指数。 发芽率=(发芽种子粒数/ 播种种子粒数)×100%,发芽势=(发芽高峰期发芽种子粒数/ 播种种子粒数)×100%,发芽速度=∑(D×n) / ∑n(D 为种子置床的天数;n 为每天种子发芽的粒数),发芽指数=发芽总粒数/ 发芽总天数。

2. 3. 2　育苗试验调查　2021 年 4 月中旬进行鳞苞锥种子出苗率调查;11 月下旬对各试验处理的 1 年生鳞苞锥苗木生长指标进行调查,以每个试验处理为单位,调查各处理所有苗木的苗高、地径、主根长度、≥5cm 侧根数等指标。 2022 年 11 月下旬对不同规格容器的 2 年生鳞苞锥苗生长情况进行调查,调查各处理苗木的苗高、地径,统计合格苗率及苗木的高径比。 2 年生鳞苞锥苗木出圃规格为地径大于 0. 50cm,苗高大于 50. 0cm。

3　结果与分析

3. 1　不同催芽基质对鳞苞锥种子发芽的影响

不同催芽基质对鳞苞锥种子发芽的影响见表 1。 方差分析结果表明,不同催芽基质间鳞苞锥种子的发芽率、发芽势、发芽速度和发芽指数均达到极显著差异水平(P<0. 001)。 其中,以粗河沙为基质的催芽效果最佳,种子发芽率、发芽势、发芽指数最高,分别达 95. 3%、81. 5%、10. 5,且发芽速度最快,平均 18. 3d 种子全部发芽;细河沙的种子发芽率、发芽势、发芽指数也较高,分别达 90. 5%、76. 0%、7. 3,发芽速度次之,平均 25. 0d 种子全部发芽。 相比于粗河沙,黄心土+火烧土以及黄心土为催芽基质的种子发芽率、发芽势、发芽指数显著降低,发芽速度也明显延长;4 种催芽基质中,黄心土催芽效果最差,其种子发芽率、发芽势和发芽指数较粗河沙显著降低 27. 07%,288. 10%、169. 23%,平均发芽速度延长,达 20d。

表 1　不同基质催芽下鳞苞锥种子发芽情况

同列不同小写字母、大写字母分别为不同处理发芽指标差异显著、差异极显著;表中数据为平均值±标准差;F 0. 01 (3,8)=7. 591,F 0. 05 (3,8)= 4. 06618; ∗∗ 为差异极显著;下同。

3. 2　不同育苗方式对鳞苞锥 1 年生苗木生长的影响

不同育苗方式的鳞苞锥 1 年生苗木生长状况见表 2。 方差分析结果表明,无纺布营养土芽苗移栽(B 1 )、无纺布营养土直接点播育苗(B 2 )、大田苗床点播育苗(B 3 )、轻型基质育苗(B 4 )4 种育苗方式对鳞苞锥幼苗的平均苗高、平均地径、合格苗率、主根长以及≥5cm 的侧根数有极显著影响(P<0. 01)。 其中,以 B 1 苗木生长表现最佳,平均苗高达 33. 9cm、平均地径 0. 34cm、合格苗率 92. 5%,苗木整齐、均匀,合格苗率高;B 2 次之;B 4 最差,平均苗高、地径、合格苗率仅 16. 1cm、0. 18cm、26. 8%。 相比于 B 4 ,B 1 组幼苗的平均苗高、平均地径和合格苗率显著提高 110. 56%、88. 89%和 245. 15%。 B 3 组中幼苗平均主根长最长,达16. 2cm,显著优于其它处理;而≥5cm 侧根数量表现为:B 1 >B 2 >B 3 >B 4 ,且 B 3 与 B 4 处理间差异不明显。

表 2　不同育苗方式鳞苞锥苗木生长情况

3. 3　不同容器规格对鳞苞锥 2 年生苗木生长的影响

不同容器规格的鳞苞锥 2 年生苗木生长状况见表 3。 方差分析结果表明,12cm×14cm 无纺布营养袋(C 1 )、10cm×12cm 无纺布营养袋(C 2 )、8cm×10cm 无纺布营养袋(C 3 )3 种规格容器培育的 2 年生鳞苞锥苗木的平均苗高、平均地径、高径比有极显著差异(P<0. 01),苗木出圃率差异显著。 其中 C 1 的苗木生长最好,平均苗高达 89. 1cm、平均地径 0. 92cm、苗木出圃率 99. 3%,高径比 96. 8,苗木生长粗壮;C 2 次之;C 3 最差,平均苗高达74. 9cm、平均地径0. 59cm、苗木出圃率94. 7%,高径比126. 9。 相比于 C 3 组,C 1组的平均苗高、平均地径、苗木出圃率提高 18. 9%、55. 9%、4. 6%,高径比 C 3 组极显著大于 C 1 和 C 2 组,表明苗木粗壮度比 C 1 和 C 2 组更小。 C 1 组与 C 2 组的平均苗高以及苗木出圃率的差异不显著,平均地径和高径比具有极显著差异。

表 3　不同规格容器培育 2 年生鳞苞锥苗木生长指标

:F 0. 01 (2,6)= 10. 9249,F 0. 05 (2,6)= 5. 14325;下同。

3. 4　菌根土对培育鳞苞锥 1 年生苗木的影响

菌根土对培育鳞苞锥 1 年生苗木的影响见表 4。

表 4　菌根土培育鳞苞锥苗木生长指标

菌根土对鳞苞锥种子出苗率的影响不显著,3 种基质 D 1 、D 2 、D 3 的平均出苗率均较高,分别为 95. 8%、96. 1%、95. 3%。 菌根土对鳞苞锥苗木的苗高、地径及≥5cm 的侧根数量具有极显著影响(P<0. 01)。 其中 D 1 苗木生长最好,平均苗高达 38. 8cm,平均地径达 0. 38cm,≥5cm 侧根数量达 11. 2 条;D 2 次之;D 3最差,平均苗高、平均地径、≥5cm 侧根数量为 27. 9cm、0. 28cm、7. 6 条。 D 1 与 D 3 相比,平均苗高、平均地径、≥5cm 侧根数量显著提高 39. 1%、35. 7%、47. 3%;D 2 与 D 3 相比,平均苗高、平均地径、≥5cm 侧根数量高出 18. 9%、17. 8%、13. 1%;D 1 与 D 2 相比,平均苗高、平均地径、≥5cm 侧根数量高出 17. 1%、15. 1%、30. 2%。 说明基质中加菌根土的比没有加菌根土的鳞苞锥苗木生长更好,菌根土的配比以 D 1(20%)最好。

4　结论与讨论

不同催芽基质对鳞苞锥种子的发芽率、发芽势、发芽速度和发芽指数的影响均达到极显著水平。 其中,以粗河沙的催芽效果最佳,种子发芽率、发芽势、发芽指数最高;其次为细河沙;而黄心土+火烧土以及黄心土的种子发芽率、发芽势、发芽指数明显降低,发芽速度延长。 综合各发芽指标,不同基质的催芽效果排序为:A 1 处理>A 2 处理>A 3 处理>A 4 处理,粗河沙和细河沙 2 种催芽基质的透水性、透气性均较好,基质温度较低且不易发热,催芽过程的温度变幅不大,更适宜用于鳞苞锥种子的催芽处理,这与沈彩霞 对格氏栲种子不同催芽效果研究结果相吻合。

无纺布营养土芽苗移栽(B 1 )、无纺布营养土直接点播育苗(B 2 )、大田苗床点播育苗(B 3 )、轻型基质育苗(B 4 )4 种育苗方式对 1 年生鳞苞锥幼苗的平均苗高、平均地径、合格苗率、主根长以及≥5cm 的侧根数有极显著影响。 以无纺布营养土芽苗移栽(B 1 )苗木生长表现最佳,轻型基质育苗长势最差,

4 种育苗

方式鳞苞锥平均苗高、地径、合格苗率从高到低为 B 1 >B 2 >B 3 >B 4 ;B 3 组的主根长度最长且显著优于其它处理;≥5cm 侧根数量则表现为 B 1 >B 2 >B 3 >B 4 。 这是因为无纺布营养土芽苗移栽,是将已经长出的芽苗移栽在营养杯里,芽苗同一个时段移植,苗木生长更整齐,而营养土的养分配置均衡,有利于苗木的生长,移栽过程会将过长的胚根截掉,从而促进了侧根的生长,增加苗木吸收水份和营养 [17-19] ;无纺布营养土直接点播育苗和大田苗床点播育苗,种子发芽时间不一致,苗木生长不整齐,后发芽的苗木在生长过程中会被更早发芽、长势更好的苗木压制,不利于苗木吸收光照和养分;轻型基质育苗主要是育苗基质采用泥炭土+珍珠岩+稻糠,鳞苞锥属于壳斗科植物,需要形成菌根,轻型基质里缺乏黄心土,不利于形成菌根,影响壳斗科苗木的生长。 大田中磷苞锥苗主根不受限制,生长旺盛而侧根少,而营养袋容器有控制主根生长、促进侧根生长的作用 。

12cm×14cm 无纺布营养袋(C 1 )、10cm×12cm 无纺布营养袋(C 2 )、8cm×10cm 无纺布营养袋(C 3 )3种规格容器育苗对鳞苞锥 2 年生苗的平均苗高、平均地径、高径比有极显著影响。 其中,容器规格 12cm×14cm 无纺布营养袋(C 1 )的苗木生长粗壮,平均苗高、平均地径、高径比均明显优于其它 2 种规格,表现最好;平均苗高、平均地径、苗木出圃率从高到低均为 C 1 >C 2 >C 3 ,高径比从高到低为 C 3 >C 2 >C 1 ,主要原因是容器规格越大,苗木间的竞争越小,更利于其水分、养分的吸收和光照捕获,进而促进苗木生长 [21] 。菌根土对鳞苞锥种子出苗率的影响不显著,3 种基质的平均出苗率均较高;菌根土对鳞苞锥苗木的苗高、地径及≥5cm 的侧根数量具有极显著影响。 其中,以黄心土 60%+火烧土 20%+菌土 20%(D 1 )苗木生长最好,黄心土 70%+火烧土 20%+菌土 10%(D 2 )次之,黄心土 70%+火烧土 20%+田土 10%(D 3 )生长最差,3 种基质的鳞苞锥苗木平均苗高和地径从高到低分别是分 D 1 >D 2 >D 3 。 添加菌根土改善了容器基质的理化性质和微生物区系的微生物分布状态,促使植物、土壤和微生物三者之间互利关系更加密切、协调 ,更有利于苗木对水肥吸收,从而促进苗木生长。