全 文 :Vol. 36 No. 7
Jul. 2016
第 36卷 第 7期
2016年 7月
中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
Journal of Central South University of Forestry & Technology
收稿日期:2015-11-11
基金项目:广西优良用材林资源培育重点实验室开放课题(13B0202);广西林业科技项目(桂林科研 [2015] 第 33号);国家林业
公益性行业科研专项(201304108)
作者简介:何应会,工程师,硕士 通讯作者:蒋 燚,教授级高级工程师,博士;E-mail:jy68@163.com
引文格式:何应会,蒋 燚,刘 菲,等 . 江南油杉切根移栽根系参数及其与生长的关系 [J].中南林业科技大学学报,2016, 36(7):
12-16.
Doi:10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.07.003 http: //qks.csuft.edu.cn
精准培育的理念已经渗入到森林培育技术的
各个环节,林木育苗细至育苗容器、基质配方、
施肥配比、控根技术的选择等越来越受重视 [1]。
苗木的根系质量关系着造林后苗木的生长及造林
效果,切根是苗木培育过程中物理干扰根系最为
常见的技术 [2],狭义的切根专指苗期切根(post-
江南油杉切根移栽根系参数及其与生长的关系
何应会 a,b,蒋 燚 a,b,刘 菲 a,b,李 娟 a,b,戴 菱 a,b,王 勇 a,b,黄荣林 a,b
(广西林业科学研究院 a.国家林业局中南速生材繁育实验室;
b.广西优良用材林资源培育重点实验室,广西 南宁 530002)
摘 要:针对江南油杉轻基质容器苗盘根较严重、侧须根少的问题,以不切根(CK)为对照,开展芽苗切根控根试验,
研究留根长度和切根比例对江南油杉容器苗生长及根系构型的影响。结果表明:当茎芽高度≥ 2 cm时,依据胚
根长比例进行切根移栽更有利于江南油杉轻基质容器苗的生长和改善根系质量,且以切根 1/2效果最佳,但留根
长度不宜超过 4 cm。综合根系参数分析结果,与不切根相比,芽苗切根后主根长缩短 26.12%~ 45.25%,根径
增加 25.33%~ 41.45%,一级侧根数增加 15.51%~ 70.81%,一级侧根长度的最大增幅为 50.00%~ 69.05%,盘
根现象能减少到 3.33%。本试验中,对促进生长和改善根系构型效果较好的试验处理为切根 1/2和留根 2 cm,由
于分叉根的大量形成,侧根的萌发面积增加且形态更高级,苗木根系呈现须根化,根系构型更合理。
关键词:江南油杉;芽苗切根;根系构型;一级侧根 ;分叉根
中图分类号:S791.15 文献标志码:A 文章编号:1673-923X(2016)07-0012-04
Root parameters and its relationship with growth of Keteleeria cyclolepis
seedlings after bud-seedling root pruning transplanting
HE Ying-huia,b, JIANG Yia,b, LIU Feia,b, LI Juana,b, DAI Linga,b, WANG Yonga,b, HUANG Rong-lina,b
(a. Key Laboratory of Central South Fast-growing Timber Cultivation of Forestry Ministry of China; b. Guangxi Key Laboratory of
Superior Timber Trees Resource Cultivation, Guangxi Zhuang Autonomous Region Forestry Research Institute, Nanning 530002,
Guangxi, China)
Abstract: Compared with the intact seedling(CK), an bud-seedling root pruning experiment was carried out to determine that the
influence of diff erent radicle keep length or pruning ratio on Keteleeria cyclolepis container seedling growth and root architecture, Which
in order to solve the problem about of root intertwisting phenomena and less lateral root of Keteleeria cyclolepis light matrix container
seedling. The results showed that, According to the proportion of radicle long to do root-cut transplanting while the bud seedling height
was 2 cm or more is more advantageous to the growth and root system configurations of Keteleeria cyclolepis light matrix container
seedling. And cut off 1/2 is the best chose, at the same time the root keep length should not be more than 4 cm.Based on analysis results
of the root parameters, compared with the intact seedling(CK), it can make taproot length shorten 26.12% ~ 45.25%, meanwhile,
the root diameter increased by 25.33% ~ 41.45%, primary lateral root number increased by 15.51% ~ 15.51%, the biggest increase
level of lateral root length is 50.00%~ 69.05%, root intertwisting phenomena can be reduced to 3.33% after root pruning experiment
processing. In this experiment, the best test that can promote root growth and improve root architectures were cut off 1/2 and keep 2 cm
of the root. Due to large amounts of bifurcate root formation, it encourage greater germination area and more advanced form of lateral
root, so the seedling root presents fibrous structure that root configuration is more reasonable.
Key words: Keteleeria cyclolepis; bud-seedling root pruning; root architectures; primary lateral root; bifurcation root
13第 36卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
seedling root pruning),主要应用于裸根苗的
培育,广义的切根包括芽苗切根(bud-seedling
root pruning)、 苗 期 切 根 ( post-seedling root
pruning) 和起苗后的修根(root pruning prior to
transplanting)等 3 种类型 [3]。芽苗切根移栽是将
沙床催播的幼苗胚根切除一部分后再移栽到容器
中,这种做法已在马尾松 Pinus massoniana[4]、湿
地松 Pinus elliottii[5]、闽楠 Phoebe bournei[6]、红锥
Castanopsis hystrix[7]、任豆树 Zenia insignis[8]以及
大叶栎 Castanopsis fi ssa[9]等树种育苗中应用,但
不同的树种因切根强度、切根时机、苗木的初始
规格、环境条件(如基质养分水分条件)等不同
而产生差异较大的效果甚至相反的结论。由于容
器苗的根系生长在有限的空间内,根系畸形、侧
须根少是容器苗生产中存在的主要问题 [10],筛选
或组合有效的控根方法对解决容器育苗根系质量
问题意义重大。
江南油杉 Keteleeria cyclolepis 为松科油杉
属常绿大乔木,分布于我国广西、广东、福建、
云南、贵州、湖南、江西、浙江等地,常生于海
拔 340 ~ 1 400 m的山地,水平分布和垂直分布
均较松科其他各属低。深根性树种,对土壤的适
应性较广;根系发达、粗壮,具发达的皮层,能
贮藏较多的水分,耐干旱,是优良的山地造林树
种 [11-12]。近年来,南方多个省区已将其列为重点
发展的珍贵用材树种之一。“单根性强蹲苗期长”
几乎是松科植物普遍存在的问题,本试验研究以
江南油杉芽苗为研究对象,研究留根长度和切根
比例对苗木生长及根系形态的影响,以明确适宜
江南油杉容器苗生长的切根方式,为下一步组合
控根技术研究奠定基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
江南油杉球果于 2014年 11~ 12月采自广西
博白林场、大桂山林场、恭城、乐业、金秀等地,
采回后立即进行去脂脱籽处理,净种后装袋,供
试材料为种源混合种子。于 2015年 2月,冷水浸
种 36 h,消毒后将种子播于沙床催芽。待萌发后,
茎芽高度≥ 2 cm,幼叶未展时进行胚根切根移栽
试验,育苗方式为无纺布轻基质容器育苗。
1.2 试验设计
根据胚根的留根长度和切根比例,试验设置:
①芽苗留根 2 cm(keep 2 cm of radicle),②芽苗留
根3 cm(keep 3 cm of radicle),③芽苗留根4 cm(keep
4 cm of radicle),④芽苗切根 1/2(cut off 1/2 of
radicle),⑤芽苗切根 1/3(cut off 1/3 of radicle)共
5个处理,以不切根为对照(intact bud-seedling,
CK),每处理 54株(1个苗盘),3次重复。
1.3 切根移栽及后期管理
起苗前先用清水淋透沙床,将幼苗小心取出,
洗净泥沙后进行切根。切根完成后分别转入浓度
为 0.2 g/L的 ABT 3号生根粉水溶液中,浸泡幼苗
根部 20 min后取出移栽。移栽前一天将轻基质育
苗盘浇水淋透,再用剂型为 80%的代森锌可湿性
粉剂 600倍液进行消毒,移栽时先用竹片在育苗
容器正中引种植穴,放入芽苗后压实基质,移栽
完成后淋定根水。苗期及时除草,并进行水肥常
态化管理和病虫害防治。
1.4 指标测定及数据分析
切根前,随机选取 50株测定芽苗根长。切根
试验移栽后,于 10月底苗木停止生长期,调查移
栽成活率,每处理选取 30株测定苗高、地径、主
根长、根径、一级侧根数、一级侧根长度、侧根
集中分布范围,同时,统计每试验处理苗木的直根、
分叉根、盘根的株数情况,拍照并观察其外部形
态差异。数据整理和分析采用 Excel和 SPSS统计
分析软件完成。
2 结果与分析
2.1 不同切根处理对江南油杉苗促生长效果比较
从切根试验苗木成活率统计结果来看(表
1),芽苗切根江南油杉苗移栽成活率均达到 96%
以上,其中,留根 2 cm、留根 3 cm和切根 1/2的
移栽成活率高达 98%以上,相比对照(CK),切
根移栽苗木成活率更高。芽苗切根对苗高和地径
的生长均有不同程度的促进作用(均值统计结果
显示),切根处理的苗高生长量增加了 27.67%~
61.64%,地径生长量增加了 5.91%~ 43.55%,不
同切根处理之间差异较大。经多重比较发现(Tukey
HSD),切根 1/3的苗高、地径生长量与对照(CK)
间无显著差异,而留根 2 cm、留根 3 cm和切根
1/2与对照(CK)之间差异达到了极显著水平,
其中,对苗高促生效果最好的为切根 1/2处理,对
地径促生效果最好的为留根 2 cm、留根 3 cm和切
何应会,等:江南油杉切根移栽根系参数及其与生长的关系14 第 7期
根 1/2处理。结合留根长度综合分析得出,江南油
杉芽苗切根移栽时,依据胚根长比例进行切根更
有利于苗木地上部分的生长,且以切根 1/2效果最
佳,同时,留根长度不宜超过 4 cm。
2.2 不同切根处理江南油杉苗根系参数的比较
江南油杉切根苗无论是主根还是侧根的生
长状况均优于对照(CK),但各处理间有所差
异。在表 2中,主根长在试验处理与对照(CK)
间差异十分显著,切根处理主根缩短 26.12%~
45.25%,且切根后对根径生长以及形态特征会产
生极大影响。各处理根径大小依次为切根 2 cm>
切根 1/2>切根 3 cm>切根 1/3>留根 4 cm>
CK,根径增加 25.33%~ 41.45%。通过对各处理
30株苗木的统计发现,对照(CK)由于没进行切根,
盘根现象严重,盘根比例为 36.67%。留根 2 cm产
生分叉根的比例最大,达 90%,其次为切根 1/2和
留根 3 cm处理,由于分叉根的产生而引起根系构
型的改变,其盘根比例也分别减少到了 3.33%、
10.00%和 13.33%。
表 1 不同切根处理对江南油杉苗生长的影响†
Tabke 1 Effects of different root pruning on the growth of Keteleeria cyclolepis seedings
切根水平 留根长度 /cm 成活率 / %
苗高 地径
平均值 /cm 比对照增长率 /% 平均值 /cm 比对照增长率 /%
留根 2 cm 2 98.15 14.98±0.33 b 42.94 2.64±0.04 a 40.43
留根 3 cm 3 99.38 14.80±0.25 b 41.22 2.53±0.05 ab 36.02
留根 4 cm 4 96.30 13.98±0.36 bc 33.40 2.02±0.03 b 8.60
切根 1/2 1.8~3.9 98.77 16.94±0.49 a 61.64 2.67±0.04 a 43.55
切根 1/3 2.4~5.8 97.50 13.38±0.25 cd 27.67 1.97±0.04 bc 5.91
CK 3.5~7.8 90.26 10.48±0.21 d — 1.86±0.02 c —
† 同列数据后不同小写字母表示差异达5%水平。下同。
表 2 不同切根处理江南油杉苗根系参数比较
Table 2 Comparison of roots parameters in different root pruning of Keteleeria cyclolepis seedings (n=30)
切根
水平
主根长
/cm
根径
/mm
一级侧根 主根形态
侧根数 /条 长度 /cm 集中分布范围 /cm 直根 /株 分叉跟 /株 盘根情况 /%
留根 2 cm 11.12±1.52 b 4.30±0.14 a 15.93±0.71 ab 6.3±0.02 a 根基以下 1~4 3 27 3.33
留根 3 cm 11.63±1.60 b 4.05±0.10 ab 14.50±0.70 b 4.0±0.07 b 根基以下 2~4 11 17 13.33
留根 4 cm 10.11±0.34 b 3.81±0.09 b 13.90±0.82 b 4.5±0.10 b 根基以下 1~3 15 15 16.67
切根 1/2 13.52±2.18 b 4.17±0.08 ab 20.60±0.78 a 7.1±0.08 a 根基以下 1~7 13 19 10.00
切根 1/3 10.02±1.20 b 3.87±0.10 b 13.93±0.63 b 4.1±0.02 b 不集中分布 21 9 13.33
CK 18.30±0.96 a 3.04±0.03 c 12.06±0.36 c 4.2±0.03 b 不集中分布 26 4 36.67
侧根对于苗木根系的水分养分吸收代谢具有
重要作用。切根处理较对照(CK)而言,侧根数
量较多,且形态更高级,但各处理间存在差异(见
图 1)。表 2数据表明,一级侧根数在切根处理与
对照(CK)之间差异显著,切根 1/2的一级侧根
数均值为 20.60,明显高于其余各处理。以往的研
究表明,侧根根长与造林后苗木表现有很大关联,
一级侧根长数能够很好地表示根系的活力 [13]。本
试验中,留根 2 cm和切根 1/2的一级侧根平均
长度较长,且差异显著。一级侧根集中分布范围
测定分析结果表明,切根 1/2的侧根分布范围最
广,达到根基以下 1~ 7 cm,而切根 1/3和对照
(CK)形成的侧根较少且分散。综合苗木根系参
数分析结果表明,芽苗切根移栽的江南油杉容器
苗与不切根培育的差异十分显著,切根容器苗主
根长缩短 26.12%~ 45.25%,根径增加 25.33%~
41.45%,盘根比例最少能减少到 3.33%,一级侧
根数增加 15.51%~ 70.81%,一级侧根长度的最
大增幅为 50.00~ 69.05%。本试验中对根系生长
及构型促进效果较好的试验处理为切根 1/2 和
留根 2 cm,由于分叉根的大量形成,侧根的萌发
面积增加且一级侧根形态更高级,苗木根系呈现
须根化,根系构型更合理。
2.3 各生长指标在不同切根处理间的差异显著性
表 3数据显示,测定分析的 6项苗木生长及根
系参数指标在不同切根处理间的差异均达到了极显
著水平(P< 0.01)。通过比较 F值发现,6项指
标在不同切根水平条件下的变异大小为苗高>一级
侧根数>一级侧根长度>地径>根径>主根长,
15第 36卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
苗高、一级侧根数在不同切根处理间变异较大,
主根长在不同处理间的变异最小,均方差MS结
果也显示,主根长组内变异较大。在一定程度上
说明,解决轻基质容器育苗的盘根(窝根)问题
是提高苗木根系质量的关键所在。本试验得出,
合理的切根方式可以有效促进江南油杉苗木的生
长和改善根系形态结构,但育苗中盘根(窝根)
的问题仍然存在,如何综合切根方式、育苗基质、
容器规格、控根试剂 [14-15]。等因素组合改造江南
油杉容器苗根系构型以及作用机理研究将是下一
步工作的重要内容。
3 结论与讨论
本试验研究得出,江南油杉芽苗移栽时,当
茎芽高度≥ 2 cm时,依据胚根长比例进行切根更
有利于江南油杉轻基质容器苗的生长和改善根系
质量,且以切根 1/2效果最佳,但留根长度不宜
超过 4 cm。综合根系参数分析结果,与不切根相
图 1 不同切根处理对江南油杉苗木根系生长的影响
Fig. 1 Effect of different root pruning on the root growth of Keteleeria cyclolepis seedings
表 3 单因素方差分析的F验†
Table 3 F-test of one factor variance analysis
变异来源 SS 自由度 df MS F Sig. 变异来源 SS 自由度 df MS F Sig.
苗高
组间变异 355.220 5 71.044 22.058 0.000**
根径
组间变异 17.194 5 3.439 11.861 0.000**
组内变异 560.417 174 3.221 组内变异 50.450 174 0.290
总和 915.637 179 总和 67.644 179
地径
组间变异 3.268 5 0.654 13.267 0.000**
一级
侧根数
组间变异 1 231.978 5 246.396 17.350 0.000**
组内变异 8.571 174 0.049 组内变异 2 471.000 174 14.201
总和 11.839 179 总和 3 702.978 179
主根长
组间变异 1 658.994 5 331.799 5.505 0.000** 一级
侧根
长度
组间变异 2 634.137 5 279.334 15.261 0.000**
组内变异 10 487.996 174 60.276 组内变异 5 036.764 1692 38.516
总和 12 146.990 179 总和 7 670.901 1697
† **.在0.01水平差异显著。
何应会,等:江南油杉切根移栽根系参数及其与生长的关系16 第 7期
比,芽苗切根处理主根长缩短 26.12%~ 45.25%,
根径增加 25.33%~ 41.45%,盘根现象能减少到
3.33%,一级侧根数增加 15.51%~ 70.81%,一级
侧根长度的最大增幅为 50.00%~ 69.05%。本试
验中对根系生长及构型促进效果较好的试验处理
为切根 1/2和留根 2 cm,由于分叉根的大量形成,
侧根的萌发面积增加且形态更高级,苗木根系呈
现须根化,根系构型更合理。
根系在土壤中的分布特征极大地影响着植物
获取可利用水肥资源的能力,根系生长的各项指
标是考察苗木是否壮苗的重要生物学指标 [16]。芽
苗切根多指容器实生苗培育过程中,将沙床上的
芽苗在适宜的时期从根系下部截除胚根的一部分
再移入容器的操作。通过早期的切根干扰,有利
于改善苗期根系生长状况,进而提高苗木质量。
已有研究表明,侧柏、刺槐和白榆苗木的一级侧
根数及生长量与主根切断比例有关,且切根苗一
级侧根的发生位置更接近于根基,不同的切根比
例一级侧根集中范围也有差异 [17]。
通过马尾松、湿地松的芽苗切根试验发现 [18-19],
切根 1/2的苗木地径、侧根数、侧根鲜重、菌根数
均高于切根 1/3的苗木,造林效果也表现出同样的
趋势,这与侧柏、刺槐和白榆切根 1/3 效果较优的
结论不相一致。大叶栎容器育苗时发现,芽苗移
栽时留根 2~ 4 cm有利于苗木的生长,且在茎芽
展叶期移栽成活率较高 [20]。可见,不同的树种因
自身生物学特性所采取的切根方式也要相应调整。
目前,芽苗切根方面的研究多局限于技术层
面,而对于切根后的生理过程缺乏深入研究,切根
调控苗木质量的机制尚不清楚,多因素组合调控方
法应用较少。本研究仅从切根强度方面浅略探讨了
不同切根处理对江南油杉容器苗生长和根系构型
的影响,为进一步开展切根的促生作用机理研究提
供了前期依据。在今后的研究中,可结合育苗基质、
容器规格、施肥配方、控根试剂的选择等,深入研
究组合控根对苗木内源激素、碳水化合物、矿质营
养、苗木抗性、高生长、根系构型以及造林效果的
影响,阐明切根的促生作用机理,并为江南油杉优
质壮苗的培育提供理论依据。
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[本文编校:吴 毅 ]