蒙古櫟植苗生長的影響因素研究

蒙古櫟植苗生長的影響因素研究

蒙古橡樹是遼西的一種地帶性樹種。以蒙古橡樹為原料的次生林約占中國東北林地的15.2%。良好的蒙古橡樹林管理對于改善東北林區(qū)的森林資源狀況、林地利用率和該地區(qū)的環(huán)境質量具有重要意義。在蒙古櫟植苗造林實踐過程中發(fā)現(xiàn),蒙古櫟植苗造林成活率、保存率不高,重要原因之一是蒙古櫟形成的吸收根量少。目前,在生產(chǎn)實踐中蒙古櫟造林經(jīng)常采用秋播育苗法。而育苗中促根技術主要有:物理方法、激素方法和施菌劑法。物理法以增加苗木根系和苗木生長為目的,主要方法有斷根法、墊磚法、去芽法、多芽法、移苗法等。經(jīng)斷胚根的芽苗,易形成側根,幼苗沒有主根,根系形成多以側根為主,根量顯著增加,是培育壯苗、促進早實、豐產(chǎn)的根本方法。激素方法中,側根發(fā)生的激素調控是生長素對側根發(fā)生的調控,因此外源生長素能夠促進側根的發(fā)生。ABT和NAA處理扦插枝條能促進苗木根系的生長,提高根系活力,增加側根數(shù)量。發(fā)達的根系可增強苗木抗旱、吸收水分和養(yǎng)分的能力,有利于苗木的生長,這在生產(chǎn)實踐中已經(jīng)得到證實,但利用激素浸泡種子促進其生根還未見大量的研究報道。外生菌根對苗木生長有著多種效益:能顯著增加苗木吸收水分、養(yǎng)分的面積,促進苗木生長發(fā)育,提高幼苗抗逆性。但接種到蒙古櫟促進其生長的還未見大量的研究報道。為此,本試驗研究了3種(物理、激素和菌劑)處理下蒙古櫟苗木的生長,初步篩選出促進蒙古櫟幼苗生長及根系發(fā)育的適宜方法,為蒙古櫟育苗技術提供參考。1材料和方法1.1供試菌株和試劑2009年9月,在遼寧省朝陽市凌源,選擇結種盛期、密度大、樹干通直、林齡一致、無病蟲害蒙古櫟林分作為采種的優(yōu)良林分。采集的種子凈種后,用3%的辛硫磷消毒30min,與濕沙混拌,種子和沙子體積比例為1∶3,沙子濕潤度為60%左右,存放于沈陽農(nóng)業(yè)大學植物園冷庫[1-(-3)℃]30d,備用。供試外生菌根菌劑:由丹東蠶科所提供。即從柞樹林內(nèi)采集的子實體,經(jīng)室內(nèi)人工培養(yǎng)、篩選,且能與柞樹形成菌根的菌株有7種:014、017、023、045、047、菌X、菌白。供試激素:IBA、NAA、ABT3號,上海滬試化工有限公司提供。供試土壤:農(nóng)田表土20cm、風化沙、草炭混合比例為7∶1∶2(體積比),其中原土過4mm篩。將土壤事先用0.1%福爾馬林液澆灌,用塑料膜捂蓋10d,晾曬土壤,待福爾馬林完全揮發(fā)后裝入花盆中(高23cm×直徑25cm)。供試土壤理化性質:有機質含量11.6mg·kg-1,全氮含量0.0195g·kg-1,堿解氮含量457.50μg·g-1,緩效鉀含量21.277g·kg-1,速效鉀含量80.17μg·g-1,全磷含量0.1399g·kg-1,速效磷含量0.325μg·g-1。1.2蒙古櫟種子催芽處理在沈陽農(nóng)業(yè)大學植物園花苑內(nèi)進行室內(nèi)盆栽試驗。分別采用物理法、激素處理法、施用菌劑處理蒙古櫟種子。物理法:采用去芽(胚根)法和多芽(胚根)法。去芽(胚根)法即首先將種子催芽,待胚根長至1-2cm長時,將其去掉立即播種;多芽(胚根)法即首先將種子催芽,待胚根長至1-2cm長時,將其去掉再進行催芽處理重新發(fā)芽后進行播種。激素處理法:種子催芽,待露出胚根后,分別用50、100、150、200、300、400、500mg·L-1IBA浸泡種子12h;30、50、100、150、200mg·L-1NAA浸泡種子12h;30、50、100、150、200mg·L-1ABT3號浸泡種子2h。然后將其播到花盆里。施用菌劑法:將催芽處理的種子與單一菌劑播到花盆里,每盆施用50g菌劑。對照處理:將種子催芽,待胚根長至1-2cm長時,立即播種。每處理重復3次,每盆播種15粒,使種子均勻分布于盆中,然后覆土1.5cm,澆足水。根據(jù)花苑內(nèi)溫度和濕度狀況,4-7d澆1次水,期間松土、除草2次。苗高、地徑及生物量的測量:從2010年1月27日至2010年3月28日,每處理隨機選取10株苗木,每15d對不同處理蒙古櫟苗木進行苗高、地徑的測量。2010年4月5日,起苗測量生物量,每處理隨機選取5株苗木并用蒸餾水洗凈,將地上和地下部分分開,105℃烘干36h后稱重。側根數(shù)量和根系長度的測定:2010年4月4日,選取每處理長勢最好的3株,起出苗木,用蒸餾水洗凈,對長度大于0.5cm的側根數(shù)量、主根系長度進行測量。菌根侵染率和菌根依賴性的測定:菌根侵染率采用PhilIip和Hayman的KOH脫色—酸性品紅染色方法。計算菌根侵染率和依賴性。菌根侵染率/%=感染根段數(shù)/觀察根段的總數(shù)×100式中:MD為菌根依賴性;DW1為菌根接種苗木植株干重;DW2為未接種苗木植株干重。試驗結果采用SPSS17.0軟件進行方差分析和多重比較。2結果與分析2.1蒙古櫟苗木苗高、側根數(shù)量和生物量蒙古櫟種子經(jīng)去芽和多芽處理,120d后各處理在高生長、地徑粗、側根數(shù)量和干重上與對照相比均表現(xiàn)出明顯差異(表1)。經(jīng)去芽處理后,蒙古櫟苗木與對照相比,苗高增加13.04%,側根數(shù)量增加26.09%,地上部分干重和地下部分干重分別增加199.37%和9.72%。而且經(jīng)多重比較,其苗高、側根數(shù)量和生物量與對照的差異顯著。多芽處理與去芽處理相比,提高幅度相對低一些,但與對照間仍存在顯著差異,其苗高增加11.07%,地徑降低2.06%,側根數(shù)量增加4.35%,地上部分干重和地下部分干重分別增加228.93%和11.88%。2.2蒙古櫟苗木生長表2表明,在IBA各處理中,蒙古櫟苗木經(jīng)過濃度為300mg·L-1的IBA處理后,苗木性狀與對照間差異最明顯,苗高增加17.86%,地徑增加20.50%,側根數(shù)量增加57.69%,地上部分干重和地下部分干重分別增加124.55%和92.21%。其次,效果較好的處理濃度為150和200mg·L-1,與對照相比,苗高分別增加2.36%和2.32%,地徑分別增加18.00%和16.00%,側根分別增加23.08%和80.77%,地上部分和地下部分分別增加108.04%、99.55%和67.29%、96.26%。相對而言,濃度為50、100和400mg·L-1的IBA處理對苗木的生長效果較差,各指標與對照的差異不明顯,甚至出現(xiàn)降低,且多重比較也顯示,其苗高、地徑、側根數(shù)量和生物量與對照差異不顯著。表2表明,在NAA各處理中,濃度為150mg·L-1的NAA處理蒙古櫟苗木性狀與對照間差異最明顯,苗高增加27.48%,地徑增加10.70%,側根數(shù)量增加103.85%,地上部分干重和地下部分干重分別增加175.71%和49.92%。其次,濃度為30mg·L-1與濃度為150mg·L-1相比,提高幅度相對低一些,但與對照間仍存在顯著差異。相對而言,濃度為50、100和200mg·L-1的NAA處理對苗木的生長效果較差,這3種濃度處理的蒙古櫟苗高和地徑低于對照。蒙古櫟種子經(jīng)ABT3號處理,120d后各處理在高生長、地徑粗、側根數(shù)量和干重上與對照相比,均表現(xiàn)出明顯差異(表2)。結果表明,不同濃度的ABT3號對蒙古櫟的生長作用是:150mg·L-1>30mg·L-1>200mg·L-1>50mg·L-1>100mg·L-1。其中,經(jīng)過濃度為150mg·L-1的ABT3號處理,苗木性狀與對照間差異最明顯,苗高增加10.14%,地徑增加32.10%,側根數(shù)量增加88.46%,地上部分干重和地下部分干重分別增加33.98%和9.63%。而濃度為50和100mg·L-1的ABT3號處理對苗木的生長效果較差,其苗高、地徑、側根數(shù)量和生物量與對照的差異不顯著。不同激素處理的最優(yōu)濃度對蒙古櫟生長的表現(xiàn)如表3所示。施用150mg·L-1NAA的苗木比施用150mg·L-1ABT3號和300mg·L-1IBA的苗木,苗高分別增加5.26%和21.21%,地徑增加11.57%,側根數(shù)量分別增加8.16%和29.27%,地上部分干重分別增加19.38%和15.11%,地下部分干重分別降低19.68%和9.40%。結果表明,濃度為150mg·L-1的NAA對蒙古櫟苗木形態(tài)生長的影響比本試驗所選的其他激素和其他濃度均有明顯的優(yōu)勢。2.3蒙古櫟苗木對3種菌種的感染率接種不同菌劑的蒙古櫟苗木菌根化狀況存在差異(表4)。3種菌根菌(菌014、菌017、菌白)侵染率達到50%以上,其他4種菌劑的侵染率也都在30%以上。而且蒙古櫟苗木對7種菌根菌侵染方式均有較強的依賴性,其值均達到了150%以上。其中接種菌劑017的菌根依賴性最大,值為180.2%。2.4菌劑白與對照苗高、地徑、側根數(shù)量的變化由表5可以看出,接種菌劑白和菌劑017的蒙古櫟苗木與對照間差異最明顯。其中菌劑017與對照相比苗高增加21.54%,地徑增加20.66%,側根數(shù)量增加39.13%,地上部分干重和地下部分干重分別增加97.71%和105.26%;菌劑白與對照相比苗高增加62.13%,地徑增加8.76%,側根數(shù)量增加130.43%,地上部分干重和地下部分干重分別增加24.30%和47.75%。接種菌劑014的蒙古櫟苗木在地徑和生物量上提高較多,接種菌劑X的在苗高和側根數(shù)量上提高較多。與菌劑白和菌劑017處理的苗木相比,菌劑014和菌劑X處理的苗木各生長指標提高幅度相對低一些,但與對照間仍存在顯著差異。相對而言,接種菌劑023、045、047對苗木的生長效果較差,各指標與對照的差異不明顯,有的甚至出現(xiàn)降低,其苗高、地徑、側根數(shù)量與對照的差異不顯著。2.5菌白和naa150gl-1的干重變化選出經(jīng)物理方法、激素和菌劑處理后長勢最好的蒙古櫟苗木進行比較(表6),在苗高方面:菌白>NAA150mg·L-1>去芽。地徑:NAA150mg·L-1>去芽>菌白。去芽的根系最長為19.8cm,而菌白和NAA150mg·L-1的主根系長度相差不大。NAA150mg·L-1和菌白的側根數(shù)量最多(53條),去芽的29條。地上和地下部分的干重變化是:菌白>NAA150mg·L-1>去芽。因此,施用菌白對蒙古櫟苗木形態(tài)生長的影響比本試驗所選的其他處理有明顯的優(yōu)勢。3不同激素對蒙古櫟苗木生長的影響去芽處理和多芽處理對蒙古櫟苗木的生長影響均有促進作用。其中去芽處理方法效果更佳。這與崔建國等研究蒙古櫟育苗試驗的結果相似。但去芽播種發(fā)芽率較低,可能是種子去芽后未經(jīng)緩芽立即播入土內(nèi)生長受抑制所致。目前,激素促進生根的研究主要集中用于插穗處理,有關激素浸泡種子促進生根的研究較少。本研究表明,不同激素的不同濃度處理對蒙古櫟苗木的生長既有促進的效果又有阻礙的效果。其中,IBA對蒙古櫟苗木生長促進作用最明顯的是濃度300mg·L-1,浸種12h;NAA促進作用最明顯的是濃度150mg·L-1,浸種12h;ABT3號促進作用最明顯的是濃度150mg·L-1,浸種2h,這與梁機等研究植物生長調節(jié)劑對大葉櫟幼苗生長的影響結果相似。NAA和ABT對大葉櫟幼苗的生長有明顯的促進作用,其中ABT對苗木高生長的影響大于NAA,兩者均高于對照。ABT處理對苗木的影響從高到低的濃度排序為50、100、30mg·L-1。NAA處理對苗木的影響從高到低的濃度排序為50、30、100mg·L-1。這與孫曉梅等研究的生長調節(jié)劑對落葉松雜種生根和幼苗生長的結果相似。從3種激素的最優(yōu)濃度來看,150mg·L-1NAA對蒙古櫟苗木形態(tài)生長的影響比其他2種激素有更好的促進作用,其5個月后的生長指標分別為:苗高8.0cm、地徑2.70mm、側根53條、地上和地下部分生物量分別為0.58和0.56g。菌根菌能整體地提高蒙古櫟苗木形態(tài)的生長,尤其是菌劑017和菌劑白的作用最為顯著,其中菌劑017與對照相比其苗高增加21.54%,地徑增加20.66%,側根數(shù)量增加39.13%,地上部分干重和地下部分干重分別增加97.71%和105.26%;菌劑白與對照相比,其苗高增加62.13%,地徑增加8.76%,側根數(shù)量增加130.43%,地上部分干重和地下部分干重分別增加24.30%和47.75%。而且菌劑017的菌根侵染率和菌根依賴性也最強。這與賈慧君等研究的Pt菌劑對馬尾松、濕地松的實生苗生長的結果相似。采用Pt菌劑對馬尾松、濕地松的實生苗進行菌根化處理,能促進苗木根系發(fā)達,苗木生長量提高1-4倍,地徑粗度增25%-50%,苗木菌根侵染率提高,生長更加旺盛。中國林業(yè)科學研究院研制開發(fā)的Pt菌根菌劑,被用來進行松樹育苗,可增加苗高18.1%-131.0%,增加地徑24.1%-91.8%,增加生物量90.4%-586.5%,增加側根數(shù)65.5%,提高合格苗產(chǎn)量7.0%以上,造林成活增長率可高達169%。值得一提的是,接種菌劑023、045、047對苗木的生長效果較差,各指標與對照的