全 文 :116 林业科技开发 2010年第 24卷第 4期
凹叶厚朴网袋容器苗生长指标分析与基质筛选
罗在柒1 ,王军辉 2 ,许洋2 ,姜运力 1 ,潘德权 1 ,邓伦秀 1 ,张建国 2
(1.贵州省林业科学研究院 , 贵阳 550005;2.中国林业科学研究院林业研究所)
摘 要:测定 9种不同配比基质培育凹叶厚朴网袋容器苗的苗高 、地径 、主根系长度 、根系数量 、地上干质量 、地下
干质量以及根冠比 、生物量比等苗木生长指标 , 经方差分析 、多重比较和主成分分析 , 判定苗木质量特征的指标 , 再
进行相应培养基质营养成分分析。结果显示 ,不同基质培育苗木对苗木生长指标方差分析影响均为显著 , 主成分
分析苗高最为体现幼苗质量的生长指标 ,其贡献率达 45.838%,多重比较分析相应的基质筛选结果优劣顺序为 M
1
>M2 >M3 >M6 >M4 >M5 >M9 >M7 >M8 , M1、M2、M3为较为理想的培养基质配方。进一步分析得到培养基质营养
成分 , N、P、K比例控制在 50∶1∶420的理论值水平可以培育出理想的凹叶厚朴苗木 , 产业化生产中可选用 M3
(V泥炭土∶V珍珠岩∶V蛭石 =5∶4∶1)基质培育凹叶厚朴苗木。
关键词:轻基质网袋容器;生长指标;基质筛选;凹叶厚朴
StudyongrowthcharacteristicsandlightsubstratescreeningforcontaineredseedlingsofMagnoliabi-
loba∥LUOZai-qi, WANGJun-hui, XUYang, JIANGYun-li, PANDe-quan, DENGLun-xiu, ZHANGJian-guo
Abstract:Thegrowthindexs, includingheight, grounddiameter, mainrootlength, rootnumber, grounddryweight, root/
shootandbiomassratioofMagnoliabilobaseedlingsgrowninthe9 differentlightsubstratecontainersweremeasuredand
analyzed.Theresultsindicatedthatthelightsubstratecontainershadsignificantinfluencesongrowthindexoftheseed-
lings.Theprincipalcomponentanalysisshowedtheseedlingheightwasthebestindexinreflectingtheseedlingquality, in
whichthecontributionratewas45.84%.ThequalityofthemediumformulawasintheorderatM1 >M2 >M3 >M6 >M4
>M
5
>M
9
>M
7
>M
8
, andthelightsubstrateofM
1
, M
2
, M
3
weretheidealmediumformulaforMagnoliabiloba.The
N∶P∶Kratioshouldbecontroledin50∶1∶420inordertoproducttheidealMagnoliabilobaseedlings.Andforindustrial
production, M3(peat∶perlite∶vermiculite=5∶4∶1)couldbeusedfortheoptimalmediumtoproducttheseedlingsofMag-
noliabiloba.
Keywords:lightmediacontainer;growthindex;screeningofsubstrate;Magnoliabiloba
Firstauthor saddress:GuizhouAcademyofForestry, 550005 Guiyang, China
收稿日期:2010-03-03 修回日期:2010-04-10
基金项目:林业重点工程科技支撑项目 “西南困难立地抗逆性优良乔
灌木树种选择及快繁技术试验示范 ”;贵州省林业科技年度项目 “喀
斯特适生树种轻基质网袋容器育苗技术应用”。
第一作者简介:罗在柒(1978-),男 ,助理研究员 ,主要从事林木种质
资源培育工作。 E-mail:luozaiqi@163.com
苗木培育和苗木质量的评定长期以来是林业科
技工作的重点和今后的发展方向 [ 1] 。轻基质网袋容
器育苗技术自 1999年中国林业科学研究院林业工厂
化育苗研发中心研制的轻基质网袋容器育苗生产线
问世以来 ,迄今为止已在全国普遍推广 ,取得了大量
的成果 [ 2-5] , 且获得了良好的经济效益。凹叶厚朴
(Magnoliabiloba)属木兰科比较原始的树种 , 是集
药 、材和观赏用的多用途经济树种 ,被列为国家二级
保护野生中药材以及国家三级珍稀濒危物种 [ 6] ,在
生产生活中得到更为广泛应用 ,并开展了相应的研究
工作 ,苗木生产与培育也出现了高增长的趋势 。近些
年来 ,对凹叶厚朴的研究主要集中在植物种质资源培
养和有效药用成分药理研究以及定向培育的立地选
择等方面 [ 7-9] 。为了能够在较短时间内培育大量优
质的凹叶厚朴苗木 ,丰富轻基质网袋容器育苗应用的
理论基础 ,我们开展了凹叶厚朴轻基质网袋容器育苗
试验 ,目的在于筛选出苗木质量特征的生长指标和基
质 、营养配方 ,更好地为凹叶厚朴苗木培育和产业化
生产服务 。
1 材料与方法
1.1 材 料
凹叶厚朴种子采集于贵州省林业科学研究院树
木园 ,泥炭采购于贵阳花溪平桥藻澈 ,蛭石和珍珠岩
购于耐火材料厂 ,松树皮源于贵州省林业科学研究院
储木场。
1.2 方 法
1.2.1 基质配比及其元素含量
主要是通过中国林业科学研究院研制生产轻基
质网袋容器育苗成套设备 ,基质材料经曝晒 、粉碎 、配
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林业科技开发 2010年第 24卷第 4期 117
比混匀 、装袋 、切割上盘 ,种子点播 ,置于培养温室中
进行日常管护等 。培育基质测定培育前和培育后全
N、水解 N、全 P、速效 P、全 K、速效 K、有机质 、pH值
等土壤指标 ,测定方法参照林业行业测定标准 。 9种
不同基质配方及其营养元素含量见表 1。
表 1 9种不同基质的配方
基质编号 基质配比
M1 泥炭
M2 V泥炭土∶V珍珠岩∶V蛭石 =8∶1∶1
M3 V泥炭土∶V珍珠岩∶V蛭石 =5∶4∶1
M4 V泥炭土∶V珍珠岩∶V蛭石 =3∶6∶1
M5 树皮(马尾松)
M6 V树皮 ∶V珍珠岩∶V蛭石 =8∶1∶1
M7 V树皮 ∶V珍珠岩∶V蛭石 =5∶4∶1
M8 V树皮 ∶V珍珠岩∶V蛭石 =3∶6∶1
M9 V泥炭∶V树皮 =5∶5
1.2.2 生长指标及测定方法
测定苗高 、地径 、主根系长度 、一级侧根数 、地上
和地下干物质积累量 ,以及计算植株的根冠比等性状
指标。地径采用精度为0.01 mm电子测微尺 ,长度采
用精度 0.01的钢卷尺 ,称量采用精度为 0.01 g的电子
天平。每个基质苗木 120株 ,共计 960株。每个基质
设置 3个重复 ,测试从重复组中随机抽取 10株苗木 ,
样本测定 30株。实验数据采用 SPSS10.0分析软件
进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 苗木生长指标测定结果
种子点播萌发后苗木经 4个月的培育及日常管
护 ,开始测定生长指标(见表 2)。 M1、M2和 M3相对
于其他基质效果较好 ,其中以 M1为最佳 ,苗高达到
13.85cm, M7 、M8长得最低 。地径指标径级大小顺序
依次为 M3 >M1 >M7 >M2 >M6 >M5 >M9 >M8 >M4 ,
M3 、M1 、M7根系较为粗壮;相反 M9 、M8 、M4较差 ,地
径较为纤细 。主根长度指标中 M5 、M6较长 ,而 M8 、
M1相对较短。苗木根系数量 M6 、M1较多 , M4 、M2较
少 。地上干质量 M2 、M3 、M1 干物质的量较多 , M8 、
M7 、M4相对较少 。地下干质量以 M7、M2、M6、M5较
多 , M4最少。根冠比 M1、M2 、M3 、M4明显大于 M9 、
M6 、M5 、M8、M7。生物量比 M4 、M2 、M1 、M3明显大于
M9 、M8 、M5、M6 、M7。
2.2 苗木生长指标方差分析
苗木生长指标反应不同的苗木生长状况 ,具体的
某个指标不能准确判定苗木的质量 。方差分析结果
显示 Sig值均小于 0.001,说明不同基质在苗木苗高
上存在极显著的差异(表 3)。
表 2 不同基质苗木生长指标生长情况
基质
编号
苗高
/cm
地径
/mm
主根系长
度 /cm
根系数
量 /根
地上干
重 /g
地下干质
量 /g
根冠比
/%
生物量
比 /%
M1 13.85 4.93 6.89 14.33 0.41 0.29 2.81 1.39
M2 10.90 4.85 7.51 9.83 0.49 0.34 2.24 1.46M3 10.78 5.15 7.44 12.36 0.43 0.31 2.09 1.37
M4 6.85 3.32 6.85 6.00 0.22 0.09 2.06 2.40
M5 6.10 4.42 9.05 12.13 0.25 0.32 1.38 0.78M6 7.07 4.71 8.83 15.17 0.25 0.33 1.50 0.75
M7 5.17 4.88 7.27 13.37 0.21 0.37 1.06 0.57M8 5.16 3.73 6.81 11.93 0.18 0.22 1.38 0.83
M9 6.10 3.79 8.10 12.17 0.26 0.26 1.61 1.01
表 3 不同基质苗木生长指标方差分析结果
项 目 离差平方和 自由度 均方 F Sig
组间 1 979.052 8 247.381 5 14.893 58 3.99E-17
苗高 组内 3 405.039 205 16.609 94
合计 5 384.091 213
组间 60.055 72 8 7.506 965 11.939 16 6.12E-14
苗高 组内 128.897 5 205 0.628 768
合计 188.953 2 213
组间 150.875 2 8 18.859 4 9.822 38 1.57E-11
苗高 组内 393.609 3 205 1.920 045
合计 544.484 5 213
组间 537.311 8 8 67.163 97 5.395 74 3.59E-06
苗高 组内 2 551.758 205 12.4476
合计 3 089.07 213
组间 1.823 192 8 0.227 899 8.925 71 1.77E-10
苗高 组内 5.234 24 205 0.025 533
合计 7.057 433 213
组间 0.642 764 8 0.080 346 3.510 96 0.000 796
苗高 组内 4.691 267 205 0.022 884
合计 5.334 031 213
组间 2.871 016 8 0.358 877 4.470 33 5.13E-05
苗高 组内 16.457 35 205 0.080 280
合计 19.328 36 213
组间 42.007 33 8 5.250 916 20.101 20 2.79E-22
苗高 组内 53.550 91 205 0.261 224
合计 95.558 24 213
2.3 苗木生长指标主成分特征值分析
在众多苗木质量指标中 ,选择 1个或 2 ~ 3个能
够充分反映苗木质量的测定指标 ,即通过 SPSS统计
软件采用主成分分析的方法 ,所得苗高特征值最高 ,
可解释方差的百分比为 45.538%,其次为地径和根系
长度等(见表 4)。根据主成分分析结果 ,苗高指标能
够体现苗木质量特征。
表 4 苗木生长指标主成分特征值结果
测试因子 特征值 可解释方差的百分比 /%
累计方差
贡献率 /%
苗高 2.732 45.538 45.538
地径 1.302 21.708 67.246
根系长度 0.801 13.352 80.598
根系数量 0.585 9.750 90.348
地上干质量 0.362 6.040 96.388
地下干质量 0.217 3.612 100.0
技术开发
118 林业科技开发 2010年第 24卷第 4期
2.4 苗木生长指标多重比较分析
对 9种基质苗木生长指标进行多重比较 , M1 、
M2 、M3号配方培养苗木生长指标较佳(见表 5),基质
筛选结果优劣顺序为 M1 >M2 >M3 >M6 >M4 >M5 >
M9 >M7 >M8。
2.5 影响苗木生长指标的土壤理化特性分析
比较基质培养前后营养耗散等复杂的物理化学
过程 , M3结果为全 N水平减少 ,其他营养元素相应
增加 ,具体见表 6。因此 ,在具体育苗工作中 ,选择基
质 M1 、M2 、M3配方后 ,苗木培育管理过程中应适当增
加 N肥 ,并参照 M1控制好可供植株吸收利用的水解
N、速效 P、速效 K的质量比率(50∶1∶420左右)。
另外 ,在育苗实验中 ,纯泥炭(M1)培养凹叶厚朴
苗木质量较好 ,但现实生产中考虑生产成本问题 ,结
合轻基质网带容器育苗的特性 ,需要考虑基质 M2和
M3的生产效益问题。通过进一步对比分析基质 M1 、
M2和 M3全 N、水解 N、全 P、速效 P、全 K、速效 K、有
机质 、pH值等土壤指标 ,相应的基质营养配比见表
7。 M1在全 P水平略高于 M2、M3外 ,其他指标都低
于 M2、M3 , M2营养水平处于 M1和 M3之间 。在工厂
化育苗实际生产中 ,选择 M3 可以作为较为理想的
基质。
表 5 不同基质苗木生长指标多重比较结果
编号 苗高 编号 地径 编号 根系长度 编号 根系数量 编号 生物量 编号 生物量比 编号 地上干质量 编号 地下干质量
8 5.16a 4 3.32a 8 6.81a 4 6.00a 4 0.31a 7 0.60a 8 0.18a 4 0.09a
7 5.17a 8 3.74a 4 6.85a 2 9.83b 8 0.40ab 6 0.78a 7 0.21a 8 0.22b
9 6.10a 9 3.79a 1 6.89a 8 11.93bc 9 0.52abc 5 0.84a 4 0.22a 9 0.26bc
5 6.10a 5 4.42b 7 7.27ab 5 12.13bc 5 0.57bc 8 0.99a 6 0.25a 1 0.30bc
4 6.85a 6 4.71bc 3 7.45ab 9 12.17bc 6 0.58bc 9 1.02a 5 0.25a 3 0.31bc
6 7.07a 2 4.85bc 2 7.52ab 3 12.38bc 7 0.59bc 2 1.53b 9 0.26a 5 0.32bc
3 10.78b 7 4.88bc 9 8.10bc 7 13.37c 1 0.71cd 1 1.53b 1 0.42b 6 0.33bc
2 10.90b 1 4.93bc 6 8.83cd 1 14.33c 3 0.74cd 3 1.71b 3 0.43b 2 0.34bc
1 13.85b 9 5.15c 5 9.05cd 6 15.17cd 2 0.83d 4 2.92c 2 0.49b 7 0.37c
注:具有相同字母为没有显著性差异 ,显著性概率为 0.05。
表 6 苗木培养后 9种不同基质的配方营养元素含量
项目 全 N/g·kg-1 全 P/g·kg-1 全 K/g·kg-1 水解 N/mg·kg-1 速效 P/mg·kg-1 速效K/mg·kg-1 有机质 /g·kg-1 pH值
M1 2.678 9 1.794 8 10.841 0 286.383 7 381.195 2 2 830.489 4 199.949 5 6.0
M2 5.711 9 0.817 6 22.098 1 1 109.718 43.872 5 3 261.496 3 278.865 3 5.96
M3 5.797 2 0.596 8 14.538 6 732.170 8 10.912 8 2 791.755 4 310.165 4 6.02
表 7 M3苗木培养前后营养成分对比
项目 全 N/g·kg-1 全 P/g·kg-1 全 K/g·kg-1 水解 N/mg·kg-1 速效 P/mg·kg-1 速效K/mg·kg-1 有机质 /g·kg-1 pH值
培养前 6.490 1 0.531 7 6.559 6 334.856 6 6.515 2 2 733.541 3 263.887 6 6.02
培养后 5.797 2 0.596 8 14.538 6 732.170 8 10.912 8 2 791.755 4 310.165 4 6.02
差值 0.692 9 -0.065 1 -7.979 0 -397.314 0 -4.397 6 -58.214 1 -46.277 8 0
3 结 语
苗木生长状况与出圃质量指标选择及其评定是
一个复杂的动态过程[ 10] ,主要目的是因地制宜选择
适合相应立地条件的苗木特征 。根系发达 、耐胁迫能
力强和具有良好的生长势等苗木特征成为较为理想
的出圃标准 。由于树种之间具体的形态特征差异 ,通
过数理统计或试验测试的质量指标在生产上得到广
泛应用 [ 11-12] ,能够体现苗木质量标准 ,尤其是能够直
观判定苗木质量的特征指标更为重要。在苗木培育
基质筛选方面既要考虑苗木质量 ,又要考虑生产成
本 。结合轻基质网带容器育苗的优越特性 ,测定基质
营养成分 ,适当人为调节基质营养成分 ,可以增加苗
木出圃的质量 ,达到非常理想的育苗效果 [ 13-14] 。
通过测定 9种不同配比的基质培育凹叶厚朴网
袋容器苗苗高 、地径 、主根系长度 、根系数量 、地上干
质量 、地下干质量以及根冠比 、生物量比等苗木生长
指标 ,经方差分析 、多重比较和主成分分析判定苗木
的质量特征的指标 ,再进行相应培养基质营养成分分
析 。结果显示不同基质培育苗木对苗木生长指标方
差分析影响均为显著 ,主成分分析苗高最为体现幼苗
质量的生长指标 ,其贡献率达 45.838%。多重比较
分析相应的基质筛选结果优劣顺序为 M1 >M2 >M3
>M6 >M4 >M5 >M9 >M7 >M8 , M1 、M2、M3为较为理
想的培养基质配方。进一步分析得到培养基质营养
成分 , N、P、K比例控制在 50∶1∶420的理论值水平可
以培育出理想的凹叶厚朴苗木 。产业化生产中可选
技术开发
林业科技开发 2010年第 24卷第 4期 119
用 M3(V泥炭土 ∶V珍珠岩 ∶V蛭石 =5∶4∶1)基质培育凹叶厚
朴苗木 。
在凹叶厚朴苗木产业化生产中 ,选用 M3基质配
比 ,并适时观测苗木的苗高这一能够反应苗木质量特
征的生长指标 ,适当追加 N肥 ,控制基质中 N、P、K比
例 ,可以培育出理想的凹叶厚朴苗木 ,试验结果可供
工厂化育苗参考 。
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(责任编辑 周贤军)
麻疯树 ISSR-PCR反应体系的建立和优化
黄勇 1 ,肖祥希1 ,万泉 1 ,王志洁1 ,林阿平 2
(1.福建省林业科学研究院 国家林业局南方山地用材林培育重点实验室 , 福州 350012;2.华安县林业局)
摘 要:以 2年生的麻疯树嫩叶提取的 DNA作为模板 , 固定 ISSR-PCR扩增程序 , 对影响 PCR扩增的模板 DNA、
dNTP、引物 、TaqDNA聚合酶以及 Mg2+浓度等 5因素(不同水平)进行单因素设计优化 , 得到适合于麻疯树 ISSR-
PCR扩增的体系为:25 μL反应体系中 , 含模板 DNA300 ng、dNTP0.15mmol/L、引物 0.20 μmol/L、TaqDNA聚合酶
1.0 U及 Mg2+3.0 mmol/L。
关键词:麻疯树 ;ISSR-PCR体系;条件优化
OptimizationofISSR-PCRreactionsystem forJatrophacurcas∥HUANGYong, XIAOXiang-xi, WANG
Quan, WANGZhi-jie, LINAn-ping
Abstract:ThroughusingnewleaffromtwoyearsoldofJatrophacurcasastemplatDNA, fixingISSR-PCRamplification
procedure, optimizingonedesignfactorwhichinfluencefivefators, suchastemplateDNA, dNTP, TaqDNApolymerase,
primerandMg2+ concentration(diferentlevels), wecouldobtainPCRamplificationreactionsystemwhichwasfitfor
Jatrophacurcas:PCRwasperformedina25 μLreactionsystemmixturewith1 UTaqpolymerase, 0.15 mmol/Lofeach
dNTP, 3mmol/LMg2+, 300ngDNA, and0.2 mmol/Lrandomprimer.
Keywords:Jatrophacurcas;ISSR-PCRreactionsystem;conditionoptimization
Firstauthor saddress:ForestryResearchInstituteofFujianProvince, 350012 Fuzhou, China
收稿日期:2010-04-08 修回日期:2010-05-15
基金项目:福建省林业重大专项 “生物质能源工业原料林产业化关键
技术研究 ”(编号:2005NZ1007);“林业非木质资源利用技术研究与应
用 ”(编号:2006NZ0001-1)。
第一作者简介:黄勇(1971-),男 ,高级工程师 ,从事森林培育研究。
E-mail:huangyfujian@163.com
ISSR标记是 Zietkiewicz等在 SSR标记基础上创 建的一种新型分子标记技术 ,目前已广泛用于植物品
种鉴定 、遗传作图 、基因定位 、遗传多样性 、生物进化
及分子生态学等领域的研究 [ 1] 。与基于 PCR技术建
立的其他 DNA指纹技术一样 , ISSR标记结果的可靠
性和稳定性受诸多因素的影响。理论上凡影响 PCR
扩增的因素 ,均可影响 ISSR标记结果。因此在应用
技术开发