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马尾松Pinus massoniana是中国亚热带地区特有的乡土树种,自然分布广,适应性强,生长迅速,广泛用于制浆造纸、建筑和松香制造等[1-2]。不仅是营建针阔混交林的首选树种,因其树体高大、冠层稀疏,其林分还是早期喜阴珍贵树种的天堂[3]。马尾松为传统造林树种,过去采用裸根苗造林,造林后易成林。随着生产力的发展,容器苗逐步代替裸根苗。浙江等南方省份逐渐将来源广的谷壳和具有保水透气质量轻等优点的泥炭引入容器育苗基质[4-6],控释肥的兴起更是推进了其在容器育苗中的应用[7-8]。然而,相关应用研究多集中于珍贵阔叶树种[9-10],对马尾松容器苗育苗基质配比[11-12]及控释肥加载量的确定多凭生产经验。马尾松为针叶树种,对水分和养分的需求可能并不如珍贵阔叶树种大,基质中较多泥炭和控释肥的添加造成育苗成本偏高及资源浪费,因此,需明确基质中泥炭比例及控释肥加载量。已有研究表明,不同基因苗木对施肥的生长反应差异较大[13-15]。本研究以马尾松不同家系容器苗为对象,研究其在不同基质配比、控释肥加载量及其互作下生长及养分吸收利用差异,以期为不同来源马尾松优质容器苗培育提供实践指导和科学理论依据。
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不同基质配比对马尾松3个家系容器苗的生长,包括苗木高径比和根冠比均无显著影响,而控释肥加载量对3个家系容器苗苗高、地径和单株及叶生物量积累均有明显影响。基质配比和控释肥加载量对32号家系苗高、单株生物量的互作效应显著(表 1)。基于此,对32号家系可进行处理组合间比较,而对35和36号家系则只需进行控释肥处理分析。
表 1 家系容器苗生长的基质配比与控释肥加载量双因素方差分析
Table 1. Two factors analysis of substrate proportion and control released fertilizer loading on container seedling growth of the 3 families
因子 指标 F 指标 F 32号 35号 36号 32号 35号 36号 基质配比 苗高 2.571 1.611 2.620 地径 0.404 0.740 0.417 加载量 苗高 33.454** 23.444** 21.202** 地径 16.308** 28.582** 12.236** 基质配比×加载量 苗高 2.653* 1.153 0.254 地径 1.246 0.319 0.869 基质配比 生物量 0.432 0.329 0.158 叶干质量 0.220 0.416 0.101 加载量 生物量 32.586** 17.990** 15.400** 叶干质量 15.137** 14.287** 9.467** 基质配比×加载量 生物量 3.340* 1.365 0.450 叶干质量 1.769 1.560 0.438 基质配比 高径比 1.013 1.444 1.319 根冠比 0.253 0.272 0.739 加载量 高径比 0.398 0.169 1.000 根冠比 0.052 0.139 0.928 基质配比×加载量 高径比 1.772 0.661 0.935 根冠比 0.596 1.939 1.489 说明:**表示因子对相应指标在置信度0.01水平显著;*表示因子对相应指标在置信度0.05水平显著 从图 1可以看出:同一基质配比下32号家系容器苗长势随控释肥加载量的增加而加强,较优的处理为S2F3或S3F3,施用3.5 kg·m-3控释肥能够较好地促进该家系容器苗生长。35和36号家系容器苗生长均随基质中控释肥加载量的增加而提高,均在添加控释肥3.5 kg·m-3时长势较好,两者苗高分别为23.25和23.08 cm,地径分别为3.51和3.52 mm,单株生物量则分别为2.44和2.50 g。此外,35号家系单株生物量在控释肥加载量2.5和3.5 kg·m-3间差异不显著。
图 1 控释肥加载量对马尾松家系容器苗生长的影响
Figure 1. Effect of control released fertilizer loading on growth of the 3 families
表 2 家系容器苗氮和磷吸收利用的基质配比与控释肥加载量双因素方差分析
Table 2. Two factors analysis of Substrate proportion and control released fertilizer loading on container seedling N and P absorption and use of the 3 families
因子 指标 F 指标 F 32号 35号 36号 32号 35号 36号 基质配比 氮质量分数 1.081 1.021 2.692 磷质量分数 0.593 1.466 1.200 加载量 氮质量分数 6.086** 2.619 1.097 磷质量分数 1.741 0.121 6.353** 基质配比×加载量 氮质量分数 0.808 0.267 0.592 磷质量分数 0.690 0.370 0.830 基质配比 氮质量 0.283 0.277 0.271 磷质量 0.414 0.323 0.019 加载量 氮质量 11.747** 4.881* 6.264** 磷质量 14.478** 10.748** 14.195** 基质配比×加载量 氮质量 1.197 0.585 0.646 磷质量 1.262 0.832 0.351 基质配比 氮利用指数 1.096 1.131 1.470 磷利用指数 0.050 1.424 1.595 加载量 氮利用指数 30.688** 12.090** 14.583** 磷利用指数 34.779** 8.466** 5.764** 基质配比×加载量 氮利用指数 3.613* 0.754 0.367 磷利用指数 5.353** 0.869 0.905 说明:**表示因子对相应指标在置信度0.01水平显著;*表示因子对相应指标在置信度0.05水平显著 -
双因素比较分析发现:与生长情况相似,育苗基质配比对家系容器苗的氮和磷吸收无显著影响,同时,亦无显著的基质配比和控释肥加载量的互作效应,仅控释肥加载量显著影响家系容器苗氮和磷的吸收,家系间存在显著差异。具体表现为:控释肥加载量仅对32号家系氮吸收及36号家系的磷吸收有显著影响;控释肥加载量对3个家系氮和磷质量均有显著影响;对3个家系容器苗氮和磷利用指数影响方面,基质配比无显著影响,加载量影响显著,而基质配比和控释肥仅对32号家系表现出显著的效应。
基于上述分析,对32号家系容器苗的氮和磷吸收利用进行基质配比和控释肥处理组合间的比较,对35和36号家系进行控释肥加载量间的比对。32号家系,除氮和磷质量分数外,不同处理组合间氮和磷利用指数差异显著(表 3),均表现在处理组合S3F3达最大值,即基质配比泥炭和谷壳的体积比为6:4,控释肥加载量为3.5 kg·m-3。35号和36号家系在不同控释肥加载量间表现各异。35号家系容器苗氮和磷质量分数在不同加载量间差异不显著,而其氮和磷质量及利用指数差异显著,且F2(2.5 kg·m-3)和F3(3.5 kg·m-3)间差异不显著,表明加载量2.5 kg·m-3已能满足其氮和磷的吸收利用。36号家系容器苗氮质量分数在不同处理间差异不显著,其他指标在不同处理间差异均显著,均在加载量F3(3.5 kg·m-3)时达最大值。除磷质量分数外,此时氮和磷吸收利用指标均显著大于加载量F1(1.5 kg·m-3)和F2(2.5 kg·m-3),表明加载量3.5 kg·m-3更适于36号家系氮和磷吸收利用。
表 3 不同基质及控释肥处理下家系容器苗养分吸收利用分析
Table 3. Analysis of Substrate proportion and control released fertilizer loading on container seedling nutrition use of the three families
家系 处理 w氮/(mg·g-1) w磷/(mg·g-1) m氮/(mg·株-1) m磷/(mg·株-1) 氮利用指数/g 磷利用指数/g 32号 S1F1 9.67 ± 1.26 ab 2.20 ± 0.29 16.83 ± 2.10 c 3.87 ± 0.87 d 1.47 ± 0.30 def 7.56 ± 1.03 ef S1F2 8.42 ± 0.80 b 2.07 ± 0.11 18.93 ± 0.32 abc 4.68 ± 0.44 bcd 2.15 ± 0.46 bcd 10.05 ± 1.69 bcd S1F3 9.08 ± 1.13 ab 2.32 ± 0.25 26.77 ± 8.14 a 6.85 ± 2.10 ab 2.49 ± 0.40 bc 11.09 ± 1.54 ab S2F1 10.49 ± 0.23 a 2.44 ± 0.18 15.89 ± 1.17 c 3.72 ± 0.53 d 1.15 ± 0.16 f 5.81 ± 0.27 f S2F2 8.59 ± 0.88 b 2.07 ± 0.30 19.57 ± 2.77 abc 4.73 ± 0.88 bcd 2.11 ± 0.17 bcd 10.10 ± 0.77 bcd S2F3 8.41 ± 0.43 b 2.25 ± 0.19 24.86 ± 2.98 ab 6.66 ± 1.03 abc 2.68 ± 0.21 ab 12.38 ± 0.58 a S3F1 9.20 ± 1.13 ab 2.09 ± 0.05 14.37 ± 1.10 c 3.28 ± 0.21 d 1.38 ± 0.21 ef 7.70 ± 0.64 ef S3F2 8.34 ± 0.14 b 2.24 ± 0.17 18.42 ± 2.99 bc 4.96 ± 1.08 bcd 2.09 ± 0.41 bcd 8.88 ± 0.94 cde S3F3 7.96 ± 1.36 b 2.34 ± 0.17 26.30 ± 5.76 a 7.72 ± 0.99 a 3.26 ± 0.46 a 12.32 ± 1.74 a S4F1 8.98 ± 0.86 ab 2.18 ± 0.18 17.89 ± 3.37 bc 4.38 ± 1.03 cd 1.82 ± 0.44 cde 8.64 ± 1.40 de S4F2 8.50 ± 0.39 b 1.97 ± 0.18 20.25 ± 2.26 abc 4.70 ± 0.58 bcd 2.16 ± 0.17 bcd 10.98 ± 1.24 abc S4F3 8.75 ± 0.78 b 2.17 ± 0.55 19.19 ± 7.30 abc 4.95 ± 2.83 bcd 2.00 ± 0.59 cde 9.01 ± 0.55 bcde F 1.842 0.855 2.866* 3.434** 7.849** 9.257** 35号 F1 10.05 ± 1.97 a 2.20 ± 0.22 17.22 ± 1.43 b 3.82 ± 0.35 b 1.52 ± 0.46 b 7.81 ± 1.97 b F2 9.23 ± 1.43 ab 2.26 ± 0.33 21.74 ± 4.49 a 5.30 ± 0.98 a 2.11 ± 0.36 a 10.04 ± 1.58 a F3 8.54 ± 0.98 b 2.24 ± 0.22 20.72 ± 3.66 a 5.49 ± 1.21 a 2.38 ± 0.47 a 10.30 ± 1.31 a F 3.015 0.13 5.684** 11.837** 12.499** 8.342** 36号 F1 9.13 ± 1.04 2.00 ± 0.16 b 15.97 ± 3.10 b 3.50 ± 0.58 c 1.60 ± 0.33 c 8.58 ± 1.43 b F2 8.85 ± 0.89 2.20 ± 0.22 a 18.51 ± 3.73 b 4.62 ± 1.02 b 1.91 ± 0.28 b 8.90 ± 1.00 b F3 8.61 ± 0.74 2.23 ± 0.12 a 21.61 ± 4.01 a 5.59 ± 0.91 a 2.354248 10.15 ± 1.19 a F 1.016 6.435** 7.204** 17.903** 15.722** 5.559** 说明:**表示因子对相应指标在置信度0.01水平显著;*表示因子对相应指标在置信度0.05水平显著 -
不同基质配比对马尾松家系苗生长及氮和磷的吸收利用差异甚微,分析家系和控释肥两因素对容器苗的影响。结果显示(表 4):家系效应仅体现在苗高和地径,而控释肥效应不仅体现在苗高、地径,还涉及生物量积累及氮和磷的吸收利用。家系和控释肥两因素的交互效应亦极其微弱,仅磷利用指数表现出显著的两因素交互效应。
表 4 容器苗生长及养分吸收利用的家系和控释肥加载量双因素方差分析
Table 4. Two factors analysis of family and control released fertilizer loading on container seedling growth and nutrition use
因子 苗高 地径 生物量 氮含量 磷含量 氮质量分数 磷质量分数 氮利用指数 磷利用指数 家系 43.343** 4.812* 2.088 1.285 1.941 1.558 1.332 0.619 0.472 控释肥 62.766** 55.353** 57.813** 21.557** 40.077** 7.846** 1.796 47.169** 29.817** 家系×控释肥 1.555 1.254 2.347 2.273 1.872 0.914 2.051 1.101 2.843* 说明:**表示因子对相应指标在置信度0.01水平显著;*表示因子对相应指标在置信度0.05水平显著
Response of masson pine container seedlings from different families to substrate proportion and control released fertilizer
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摘要: 基质配比及养分状况是容器苗培育的关键因子,不同家系容器苗对基质环境条件的响应亦不同。以马尾松Pinus massoniana不同家系苗为对象,开展基质泥炭和谷壳配比及控释肥加载量的析因试验,分析不同基质条件下马尾松家系容器苗生长及氮、磷吸收利用,探明其优质容器苗培育的基质配比和控释肥加载量。结果表明:单因素层面,基质配比对3个家系(32,35和36号)容器苗无显著影响,而控释肥加载量对各家系容器苗影响显著;双因素分析显示,不同家系容器苗对基质配比和控释肥加载量的交互作用响应不同,32号家系的双因素交互效应显著,以泥炭与谷壳体积比为5:5,控释肥加载量为3.5 kg·m-3组合处理的容器苗生长及氮、磷养分吸收利用均较好;而35和36号家系的双因素互作效应均不显著,仅对控释肥加载量表现出明显响应,分别以2.5和3.5 kg·m-3效果较优。经家系与控释肥双因素及容器苗各指标相关分析可知,苗期控释肥效应较家系明显。因此,容器苗培育不仅要注重苗高等表型指标达到出圃要求,还应严格掌控基质养分水平以确保苗木养分吸收利用;不同来源的容器苗育苗应结合其生长需求分别对待。Abstract: To determine the suitable substrate proportion (SP) and control released fertilizer (CRF)loading level for container seedlings from different families. SP and CRF, two key factors for container seedling cultivation, were tested. This research used mass on pine container seedlings from different families as objects. A two factor test for SP and CRF loading and for different levels of each factor was carried out with factorial test. SP was given four levels and CRF was three levels, so there were twelve treatments totally. And each treatment was replicated three times. The effects of SP and CRF loading levels and their interactions on growth, N and P absorption, and seedling use were analyzed with a single factor analysis and a correlation analysis. Then, suitable SP and CRF loadings for quality container seedlings were selected. Results showed no obvious effects from SP on three seedling families; whereas, CRF loading was significant according to the single factor analysis. The interaction of SP and CRF in the two factor analysis of different seedling families varied. Family 32 displayed a noticeable response with the best treatment group being a volume ratio of peat to chaff in the substrate of 5:5 and a CRF loading of 3.5 kg·m-3 with both growth as well as N and P use being better compared to other groups. Neither family 35 or 36 showed significant differences between treatment groups, but both gave an significant response to CRF loading with family 35 having a loading of 2.5 kg·m-3 and family 36 of 3.5 kg·m-3, individually. According to the two factor analysis of family and CRF loading and the correlation analysis between growth and nutrition use indexes, the effect of CRF on seedlings was more obvious than family. Therefore, for quality seedlings, attention should be placed on 1) not only growth traits, but also on ensuring a proper substrate nutrition level for seedling requirements, and 2) different cultivation measures to be used for seedlings of different genetic background because of their different growth traits.
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Key words:
- silviculture /
- masson pine(Pinus massoniana) /
- family /
- container seedling /
- substrate /
- control released fertilizer
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表 1 家系容器苗生长的基质配比与控释肥加载量双因素方差分析
Table 1. Two factors analysis of substrate proportion and control released fertilizer loading on container seedling growth of the 3 families
因子 指标 F 指标 F 32号 35号 36号 32号 35号 36号 基质配比 苗高 2.571 1.611 2.620 地径 0.404 0.740 0.417 加载量 苗高 33.454** 23.444** 21.202** 地径 16.308** 28.582** 12.236** 基质配比×加载量 苗高 2.653* 1.153 0.254 地径 1.246 0.319 0.869 基质配比 生物量 0.432 0.329 0.158 叶干质量 0.220 0.416 0.101 加载量 生物量 32.586** 17.990** 15.400** 叶干质量 15.137** 14.287** 9.467** 基质配比×加载量 生物量 3.340* 1.365 0.450 叶干质量 1.769 1.560 0.438 基质配比 高径比 1.013 1.444 1.319 根冠比 0.253 0.272 0.739 加载量 高径比 0.398 0.169 1.000 根冠比 0.052 0.139 0.928 基质配比×加载量 高径比 1.772 0.661 0.935 根冠比 0.596 1.939 1.489 说明:**表示因子对相应指标在置信度0.01水平显著;*表示因子对相应指标在置信度0.05水平显著 表 2 家系容器苗氮和磷吸收利用的基质配比与控释肥加载量双因素方差分析
Table 2. Two factors analysis of Substrate proportion and control released fertilizer loading on container seedling N and P absorption and use of the 3 families
因子 指标 F 指标 F 32号 35号 36号 32号 35号 36号 基质配比 氮质量分数 1.081 1.021 2.692 磷质量分数 0.593 1.466 1.200 加载量 氮质量分数 6.086** 2.619 1.097 磷质量分数 1.741 0.121 6.353** 基质配比×加载量 氮质量分数 0.808 0.267 0.592 磷质量分数 0.690 0.370 0.830 基质配比 氮质量 0.283 0.277 0.271 磷质量 0.414 0.323 0.019 加载量 氮质量 11.747** 4.881* 6.264** 磷质量 14.478** 10.748** 14.195** 基质配比×加载量 氮质量 1.197 0.585 0.646 磷质量 1.262 0.832 0.351 基质配比 氮利用指数 1.096 1.131 1.470 磷利用指数 0.050 1.424 1.595 加载量 氮利用指数 30.688** 12.090** 14.583** 磷利用指数 34.779** 8.466** 5.764** 基质配比×加载量 氮利用指数 3.613* 0.754 0.367 磷利用指数 5.353** 0.869 0.905 说明:**表示因子对相应指标在置信度0.01水平显著;*表示因子对相应指标在置信度0.05水平显著 表 3 不同基质及控释肥处理下家系容器苗养分吸收利用分析
Table 3. Analysis of Substrate proportion and control released fertilizer loading on container seedling nutrition use of the three families
家系 处理 w氮/(mg·g-1) w磷/(mg·g-1) m氮/(mg·株-1) m磷/(mg·株-1) 氮利用指数/g 磷利用指数/g 32号 S1F1 9.67 ± 1.26 ab 2.20 ± 0.29 16.83 ± 2.10 c 3.87 ± 0.87 d 1.47 ± 0.30 def 7.56 ± 1.03 ef S1F2 8.42 ± 0.80 b 2.07 ± 0.11 18.93 ± 0.32 abc 4.68 ± 0.44 bcd 2.15 ± 0.46 bcd 10.05 ± 1.69 bcd S1F3 9.08 ± 1.13 ab 2.32 ± 0.25 26.77 ± 8.14 a 6.85 ± 2.10 ab 2.49 ± 0.40 bc 11.09 ± 1.54 ab S2F1 10.49 ± 0.23 a 2.44 ± 0.18 15.89 ± 1.17 c 3.72 ± 0.53 d 1.15 ± 0.16 f 5.81 ± 0.27 f S2F2 8.59 ± 0.88 b 2.07 ± 0.30 19.57 ± 2.77 abc 4.73 ± 0.88 bcd 2.11 ± 0.17 bcd 10.10 ± 0.77 bcd S2F3 8.41 ± 0.43 b 2.25 ± 0.19 24.86 ± 2.98 ab 6.66 ± 1.03 abc 2.68 ± 0.21 ab 12.38 ± 0.58 a S3F1 9.20 ± 1.13 ab 2.09 ± 0.05 14.37 ± 1.10 c 3.28 ± 0.21 d 1.38 ± 0.21 ef 7.70 ± 0.64 ef S3F2 8.34 ± 0.14 b 2.24 ± 0.17 18.42 ± 2.99 bc 4.96 ± 1.08 bcd 2.09 ± 0.41 bcd 8.88 ± 0.94 cde S3F3 7.96 ± 1.36 b 2.34 ± 0.17 26.30 ± 5.76 a 7.72 ± 0.99 a 3.26 ± 0.46 a 12.32 ± 1.74 a S4F1 8.98 ± 0.86 ab 2.18 ± 0.18 17.89 ± 3.37 bc 4.38 ± 1.03 cd 1.82 ± 0.44 cde 8.64 ± 1.40 de S4F2 8.50 ± 0.39 b 1.97 ± 0.18 20.25 ± 2.26 abc 4.70 ± 0.58 bcd 2.16 ± 0.17 bcd 10.98 ± 1.24 abc S4F3 8.75 ± 0.78 b 2.17 ± 0.55 19.19 ± 7.30 abc 4.95 ± 2.83 bcd 2.00 ± 0.59 cde 9.01 ± 0.55 bcde F 1.842 0.855 2.866* 3.434** 7.849** 9.257** 35号 F1 10.05 ± 1.97 a 2.20 ± 0.22 17.22 ± 1.43 b 3.82 ± 0.35 b 1.52 ± 0.46 b 7.81 ± 1.97 b F2 9.23 ± 1.43 ab 2.26 ± 0.33 21.74 ± 4.49 a 5.30 ± 0.98 a 2.11 ± 0.36 a 10.04 ± 1.58 a F3 8.54 ± 0.98 b 2.24 ± 0.22 20.72 ± 3.66 a 5.49 ± 1.21 a 2.38 ± 0.47 a 10.30 ± 1.31 a F 3.015 0.13 5.684** 11.837** 12.499** 8.342** 36号 F1 9.13 ± 1.04 2.00 ± 0.16 b 15.97 ± 3.10 b 3.50 ± 0.58 c 1.60 ± 0.33 c 8.58 ± 1.43 b F2 8.85 ± 0.89 2.20 ± 0.22 a 18.51 ± 3.73 b 4.62 ± 1.02 b 1.91 ± 0.28 b 8.90 ± 1.00 b F3 8.61 ± 0.74 2.23 ± 0.12 a 21.61 ± 4.01 a 5.59 ± 0.91 a 2.354248 10.15 ± 1.19 a F 1.016 6.435** 7.204** 17.903** 15.722** 5.559** 说明:**表示因子对相应指标在置信度0.01水平显著;*表示因子对相应指标在置信度0.05水平显著 表 4 容器苗生长及养分吸收利用的家系和控释肥加载量双因素方差分析
Table 4. Two factors analysis of family and control released fertilizer loading on container seedling growth and nutrition use
因子 苗高 地径 生物量 氮含量 磷含量 氮质量分数 磷质量分数 氮利用指数 磷利用指数 家系 43.343** 4.812* 2.088 1.285 1.941 1.558 1.332 0.619 0.472 控释肥 62.766** 55.353** 57.813** 21.557** 40.077** 7.846** 1.796 47.169** 29.817** 家系×控释肥 1.555 1.254 2.347 2.273 1.872 0.914 2.051 1.101 2.843* 说明:**表示因子对相应指标在置信度0.01水平显著;*表示因子对相应指标在置信度0.05水平显著 -
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