引用本文
张成霞, 孙燕, 蔡灿, 王香港, 吴红. 基质对黑果腺肋花楸幼苗生长的影响. 草业科学, 2018,35(3): 574-580
Zhang Cheng-xia, Sun Yan, Cai Can, Wang Xiang-gang, Wu Hong. Effect of substrates on Aronia melanocarpa seedling growth . Pratacultural Science, 2018,35(3): 574-580.  
Doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2017-0259
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基质对黑果腺肋花楸幼苗生长的影响
张成霞, 孙燕, 蔡灿, 王香港, 吴红
江苏农牧科技职业学院园林园艺学院,江苏 泰州 225300
吴红(1979-),女,甘肃张掖人,讲师,硕士,主要从事园林观赏植物的教学与科研工作。E-mail:[email protected]

第一作者:张成霞(1974-),女,青海乐都人,副教授,博士,主要从事观赏兼药用植物栽培与繁育研究工作。E-mail:[email protected]

收稿日期: 2017-05-23 接受日期: 2017-11-18
资助项目: 江苏省林业三新工程项目“黑果腺肋花楸的种质资源收集及容器苗扩繁技术示范推广” (lysx[2016]31); 江苏农牧科技职业学院项目“黑果腺肋花楸引种栽培及种苗繁育技术研究” (NSF201612); 江苏省大学生创新创业训练计划项目“黑果腺肋花楸容器育苗技术” (201612806008Y); 泰州市科技支撑计划项目“黑果腺肋花楸品种筛选及及容器苗栽培技术研究” (TN201515)
摘要

以黑果腺肋花楸( Aronia melanocarpa)为试验材料,选用田园土、泥炭土、珍珠岩和黄沙,采用正交试验设计,研究不同基质配比对黑果腺肋花楸成苗率以及幼苗形态指标和生理指标的影响。结果表明,不同育苗基质对黑果腺肋花楸出苗率、苗高、地径、主根长、侧根数和高径比等形态指标以及根系活力、可溶性糖、淀粉和蛋白质等生理指标的影响差异显著,综合分析各项指标,筛选出适合黑果腺肋花楸容器育苗的栽培基质为田园土(40%)+泥炭土(30%)+黄沙(30%)、田园土(40%)+珍珠岩(30%)+黄沙(30%)、田园土(40%)+泥炭土(30%)+珍珠岩(30%)和田园土(60%)+泥炭土(20%)+黄沙(20%)。

关键词: 黑果腺肋花楸; 基质; 形态指标; 生理指标
中图分类号:Q945.3;S151+.21 文献标志码:A 文章编号:1001-0629(2018)03-0574-07
Effect of substrates on Aronia melanocarpa seedling growth
Zhang Cheng-xia, Sun Yan, Cai Can, Wang Xiang-gang, Wu Hong
Landscape and Horticulture Department,Jiangsu Agri-animal Husbandry Vocational College, Taizhou 225300, Jiangsu, China
Corresponding author: Wu Hong E-mail:[email protected]
Abstract

To determine the most appropriate medium for growing Aronia melanocarpa in nursery containers, seeds were cultivated in container matrices that consisted of varying ratios of garden soil, peat soil, perlite, and sand. The results demonstrated that the type of medium had a significant effect on seedling emergence rate, seedling height, basal diameter, taproot length, number of lateral roots, root activity, soluble sugar, starch, and protein. A comprehensive analysis and evaluation of the indices of the container seedlings showed that the most optimal matrices for seedling cultivation were, from most effective to least effective: 40% garden soil + 30% peat soil + 30% sand; 40% garden soil + 30% perlite + 30% sand; 40% garden soil + 30% peat soil + 30% perlite, and 60% garden soil + 20% peat soil + 20% sand.

Key words: Aronia melanocarpa; matrix; morphological index; physiological index

黑果腺肋花楸(Aronia melanocarpa)又名野樱莓、不老莓, 是蔷薇科腺肋花楸属多年生落叶灌木[1], 原产于北美东北部, 在波罗的海沿岸至太平洋沿岸均有分布[2]。黑果腺肋花楸是集食用、药用、园林和生态等价值于一身的珍贵树种, Slimestad等[3]在其果实和花序中分离出6种黄酮衍生物, 100 g鲜果中黄酮类物质大于71 mg, 果实富含花青素(1%~2%)、黄酮(0.25%~0.35%)、多酚(1%~2%)、Vc(0.03%~0.06%)和β -胡萝卜素(0.005%), 是已知植物中含量最高或较高的, 其提取物对治疗心脏病、高血压等心脑血管疾病有特效。国内学者对黑果腺肋花楸的化学成分及药理活性[4]、结构鉴定[5]等方面进行了研究。对黑果腺肋花楸栽培技术的研究多集中在引种和快繁方面, 如对其生物学和生态学特性、观赏价值及繁殖技术的研究[6]; 对树体结构、物候期、营养器官和生殖器官特性、生长发育生态因子、修剪方法以及栽培技术的研究[7]; 不同基质和不同浓度生长调节剂对黑果腺肋花楸扦插生根的研究[8, 9]; 外植体类型、培养基种类、激素种类及浓度对黑果腺肋花楸组培苗瓶外生根和增殖的研究[10, 11]; 而对其容器栽培特别是轻基质栽培中基质的配比研究尚未见报道, 容器育苗中基质的化学成分和配比不同, 会导致基质的物理性质和化学性质各异, 从而影响苗木质量。本研究以田园土、泥炭土和珍珠岩不同配比对黑果腺肋花楸形态指标和生理指标的影响进行研究, 以期为黑果腺肋花楸大规模容器育苗提供理论依据和技术参考。

1 材料与方法
1.1 试验材料

1.1.1 供试种子 试验所用黑果腺肋花楸种子于2015年10月采自辽宁, 以种子变成紫黑色为标准采收, 选取发育成熟的种子, 自然风干, 装入牛皮纸袋并置于冰箱(4 ℃)备用, 种子的千粒重为4.68 g, 种子净度98.57%, 发芽率为76.63%。试验地点为江苏农牧科技职业学院综合实训室和校内基地。

1.1.2 育苗容器 育苗容器为25 cm× 20 cm黑色塑料育苗袋, 每袋种植1株。

1.1.3 栽培基质 试验所用栽培基质田园土采于江苏农牧科技职业学院的校内实训基地, 去除杂草根、石块等杂质, 并将土块敲碎备用, 其有机质、全N、碱解N、速效P和速效K的含量分别为3.23 g· kg-1、0.04 g· kg-1、93.6 mg· kg-1、87.10 mg· kg-1和82.30 mg· kg-1; 泥炭土和珍珠岩分别购自阳光加拿大园艺有限公司和山东淄博张店玉顺保温材料厂, 黄沙购于泰州市三泰园林绿化工程有限公司。所采购的泥炭土疏松、通透性能好, 保水保肥能力强, 质地轻, 无病害孢子和虫卵; 珍珠岩和黄沙中无其他杂质。

1.2 试验方法

种子处理:2016年3月取出黑果腺肋花楸种子, 经1%次氯酸钠处理20 min消毒, 蒸馏水冲洗种子后, 用98%浓硫酸处理种子15 min以破除黑果腺肋花楸种子的休眠, 处理后种子用蒸馏水冲洗干净, 播种于不同基质配比的育苗袋中。

试验选取田园土、泥炭土、珍珠岩和黄沙采用完全随机设计进行基质试验, 试验处理如表1所列, 每处理种植100盆, 3次重复。

1.2.1 形态指标测定 苗木定植100 d后, 测定苗木的形态指标[12, 13], 包括苗高(用卷尺测量从基部到幼苗自然生长顶端的距离)、地径(用游标卡尺测定距地面2.5 cm处直径)、高径比、主根长(用卷尺测量根颈处以下到根尖的距离)、大于5 cm一级侧根数等。

1.2.2 生理指标测定 完成形态指标测定后, 随机抽取黑果腺肋花楸不同基质处理的苗木测定其生理指标, 采用TTC染色法测定新鲜苗木根系活力[14]; 采用蒽酮比色法测定烘干苗木茎段可溶性糖[15]及淀粉含量[16], 采用考马斯亮蓝G-250法测定新鲜苗木茎段蛋白质含量[17]。

表1 试验处理 Table 1 Experiment treatments
1.3 数据统计

试验数据先用Excel进行初步处理后, 用DPS 15.10对数据进行单因素方差分析, 试验数据以平均值± 标准误表示。

2 结果与分析
2.1 不同基质配比处理对黑果腺肋花楸出苗率的影响

M8处理中的容器苗出苗率最高, 其次是M5处理, 显著(P< 0.05)高于对照(CK), 增幅分别达111.2%和99.7%; , M7和M4处理的容器出苗率与对照相比增幅分别为86.4%和63.3%, 其他处理的出苗率顺序依次为M6> M3> M1> M2, 而M1、M2和M3的成苗率均低于50%, 表明这几种基质配比处理不适于黑果腺肋花楸出苗, 但各处理出苗率均高于对照, 且各处理间差异显著(P< 0.05)(图1)。

图1 不同基质配比处理黑果腺肋花楸幼苗的出苗率
不同小写字母表示处理间差异显著(P< 0.05)。Fig. 1 Seedling emergence among varying soil matrix treatments of Aronia melanocarpa
Different lowercase letters indicate significant differences at the 0.05 level.

2.2 不同基质配比处理对黑果腺肋花楸容器苗形态指标的影响

不同基质配比处理对黑果腺肋花楸容器苗生长存在差异, 苗高和地径最大值均出现在M8处理中(图2), 分别为20.61 cm和4.57 mm; M5处理次之, 分别为18.17 cm和3.27 mm。苗高和地径最小的是M2处理, 分别为7.13 cm和1.80 mm, 仅高于对照9.35%和18.42%。各处理间差异极显著(P< 0.01)(表2)。

从主根长度来看, 8种不同配比处理栽培基质上的顺序为M8> M5> M7> M4> M6> M3> M1> M2, 与对照相比, 主根长分别高出48.08%、35.59%、30.78%、27.47%、20.12%、16.85%、13.05%和6.33%。各处理间差异极显著(P< 0.01)(表2)。

从侧根数来看, 8种不同处理基质配比中, 侧根数在M6处理中最多, 与对照相比增幅达108.74%, 其次是M5和M7处理, 其他处理的侧根数依次是M4> M8> M3> M1> M2, 但均高于对照, 且与对照差异极显著(P< 0.01), 各处理间差异亦极显著(P< 0.01)。

8种不同配比处理的基质栽培条件下, 高径比最大的是M5处理, 为5.63, M8次之为4.48, 分别比对照增加31.23%和4.43%, 二者与对照和其他各处理间差异极显著(P< 0.01)(表2); 其他处理高径比低于对照, 降低顺序依次为M3< M6< M4< M1< M2< M7, 分别比对照低19.81%、17.24%、13.28%、10.25%、7.45%和6.29%。方差分析表明, 除M2和M7之间, 其他处理与对照及其他各处理间差异极显著(P< 0.01)。

综上所述, 结合苗高、地径、主根长、高径比等生长指标的测定, M8、M5、M7和M4处理中黑果腺肋花楸生长状态良好, 而M6、M3、M1和M2处理中幼苗生长状态相对较差。

图2 不同处理的基质配比中黑果腺肋花楸容器苗生长状况Fig. 2 Growth status of Aronia melanocarpa container seedlings in varying soil matrix treatments

表2 不同基质配比对黑果腺肋花楸形态指标的影响 Table 2 Effect of matrices on Aronia melanocarpa morphological indices
2.3 不同基质对黑果腺肋花楸容器苗生理指标的影响

不同育苗基质对黑果腺肋花楸生理指标影响存在差异(表3), 从根系活力来看, M7处理的基质中栽培的黑果腺肋花楸根系活力最强, 为0.27 mg· (g· h)-1; M5处理次之, 为0.21 mg· (g· h)-1; 其他处理的根系活力依次为M8> M4> M6> M3> M1> M2。除M1处理与对照差异不显著(P> 0.05)外, 其他各处理间及与对照之间均差异显著(P< 0.05)。

在不同基质配比处理中, 黑果腺肋花楸可溶性糖含量最大值均出现在M8基质中, 为11.84 mg· g-1, M7次之, 为11.23 mg· g-1, 分别比对照高43.99%和36.65%; 其他处理可溶性糖含量的顺序依次为M5> M4> M6> M3> M1> M2, 与对照相比, 分别高出25.42%、23.51%、18.36%、14.39%、6.28%和3.44%, 且各基质间差异极显著(P< 0.01)。

本研究对不同基质配比条件下苗木体内淀粉和蛋白质含量的测定结果表明, 淀粉含量最大值出现在M7, 为12.89 mg· g-1, 比对照高47.14%; 最小值出现在M2, 为9.28 mg· g-1, 仅比对照高5.93%。所有处理均极显著高于对照(P< 0.01)。蛋白质含量最大值出现在M5, 为8.48 mg· g-1, 比对照高107.33%。最小值出现在M2, 为4.72 mg· g-1, 仅比对照增加15.40%。所有处理均极显著高于对照(P< 0.01)。

表3 不同基质配比处理对黑果腺肋花楸生理指标的影响 Table 3 Effect of matrices on Aronia melanocarpa physiological indices
3 讨论与结论

容器苗的特点之一是根系局限在一个狭小的空间中生长, 因此基质配比是容器育苗中的一个关键, 其为苗木提供生长所需的水分和养分, 因此, 其中的种类和养分组成影响苗木的生长发育和生理特性[18], 同时在起苗栽植时根系受到容器的保护, 免受损伤, 提高成活率。黑果腺肋花楸为直根性树种, 主根发达, 须根少, 较多的侧根可保证植物对养分、水分的吸收从而提高缓苗率, 因此利用容器育苗培育苗木发达的侧根, 对提高园林绿化移栽成活率具有重要的意义。

3.1 育苗基质对黑果腺肋花楸成苗率影响

基质是容器苗生长的重要载体, 基质的成分和配比影响容器苗的生长状态。姚雨仙等[19]研究认为, 基质的通气性和排水能力对种子发芽、出苗时间、出苗率起着一定的作用。容重较大、孔隙度较小的基质出苗率高, 而容重较小、孔隙度较大的基质出苗率低。本研究中, 8种处理对黑果腺肋花楸成苗率的结果显示, M8处理基质配比为田园土(40%)+泥炭土(30%)+黄沙(30%), 其孔隙度最大而容重最小, 容器苗出苗率最高, 达78.63%; M2处理基质配比为田园土(80%)+珍珠岩(20%), 其孔隙度最小而容重最大, 成苗率亦最低, 为40.32%, 与姚雨仙等[19]的研究结果一致。

3.2 基质对黑果腺肋花楸容器苗形态指标的影响

林霞等[20]对不同基质配方对无柄小叶榕(Ficus concinna var. subsessilis)容器苗生长的研究, 吴君等[21]研究了不同基质配比及复合肥处理对3年生楠木(Phoebe species)容器苗生长的影响, 结果均表明, 基质配方不同, 容器苗的株高、茎粗和苗木生物量亦不同。刘伟等[22]通过不同基质配方对3种阔叶树种生长的研究表明, 基质中的氮、磷、钾和有机质含量对容器苗株高、茎粗和高径比影响比较大, 营养全面且氮、磷、钾含量高有利于容器苗根茎叶的生长, 而基质疏松透气有利于根系的形成和根的生长, 进而促进容器苗地上部生长, 提高出圃质量。

本研究表明, 以田园土、泥炭土、珍珠岩和黄沙不同成分配比的混合基质, 对黑果腺肋花楸容器苗的苗高、地径、主根长、侧根数、高径比等指标影响差异显著。M8处理对苗高、地径、高径比和主根生长的促进作用最明显; 侧根生长最多的是M6处理; 单纯添加有泥炭土或珍珠岩的处理M1和M2基质中苗高、地径、侧根数、高径比和主根生长表现均不好, 分析其原因可能是在相同的管理水平下这两种基质由于单纯的添加泥炭土或珍珠岩, 容重较大而孔隙度较小、保水性能较好, 排水性差, 基质水分含量高, 而黑果腺肋花楸属于抗旱性植物, 水分过多容易造成淹涝胁迫, 从而抑制了根系的有氧呼吸, 影响了养分的吸收, 最终造成幼苗生长不良。

3.3 基质对黑果腺肋花楸容器苗生理指标的影响

根系活力的高低体现了容器苗移植后对不良环境的抵抗力, 因此培育根系活力高的容器苗是造林过程中苗木成活的关键[23, 24]。容器苗培育过程中苗木体内营养物质含量, 特别是储藏物质淀粉和蛋白质含量对容器苗的生长发育起至关重要的作用。苗木光合作用产生可溶性糖, 苗木体内光照充足, 可溶性糖转化为淀粉和蛋白质储存下来[25, 26], 基质营养全面, 氮、磷、钾含量和有机质含量高, 苗木光合效率高, 体内营养物质充足。

本研究通过分析不同成分配比的混合基质对容器苗的根系活力、可溶性糖含量、淀粉含量和蛋白质相对含量等指标影响的研究表明, M8处理中可溶性糖含量最高, 而M5处理中蛋白质含量最高; M7处理中苗木根系活力和苗木茎干淀粉含量最高; 单纯添加有泥炭土或珍珠岩的处理M1和M2的基质中根系活力、可溶性糖、淀粉和蛋白质含量均较低, 可能是这两种基质由于单纯的添加泥炭土或珍珠岩的容重较大而孔隙度较小、基质透水性差, 使得黑果腺肋花楸容器苗处于高水分环境中, 而水分胁迫环境, 促使苗木体内的储存碳水化合物淀粉和蛋白质向可溶性糖转化, 关于不同成分和配比混合基质物理性质有待进一步的研究。

根据对黑果腺肋花楸容器苗的出苗率、苗高等形态指标, 可溶性糖等生理指标的测定结果综合分析后, 筛选出较适合黑果腺肋花楸容器育苗基质为M8处理:田园土(40%)+泥炭土(30%)+黄沙(30%); 其次是M7处理:田园土(40%)+珍珠岩(30%)+黄沙(30%); 再次是M6处理:田园土(40%)+泥炭土(30%)+珍珠岩(30%)和M5处理:田园土(60%)+泥炭土(20%)+黄沙(20%)。

The authors have declared that no competing interests exist.

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