全 文 ：第 51 卷 第 9 期
2 0 1 5 年 9 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 51，No. 9
Sep．，2 0 1 5
doi:10．11707 / j．1001-7488．20150902
收稿日期: 2015 － 03 － 11; 修回日期: 2015 － 07 － 25。
基金项目: 国家林业局野生动植物保护专项 (2130211 － 15) ; 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(CAFＲIFEEP201401)。
* 郭泉水为通讯作者。
不同育苗基质对圃地崖柏出苗率和苗木生长的影响*
秦爱丽1 郭泉水1 简尊吉1 朱 莉1，2 裴顺祥3 赵志禄4 邢继畴4
(1． 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 国家林业局森林生态环境重点实验室 北京 100091; 2． 河南科技大学
农学院 洛阳 471003; 3． 中国林业科学研究院华北林业实验中心 北京 102300; 4 重庆市开县林业局 开县 404500)
摘 要: 【目的】研究不同育苗基质对崖柏出苗率和幼苗生长的影响并探讨其影响机制，为崖柏种子繁殖和优质
壮苗培育基质的选择提供参考。【方法】在重庆市雪宝山国家级自然保护区崖柏繁育圃，以森林腐殖土、耕作土、
草炭土、珍珠岩和蛭石为基质原料，按体积比配制成 3 种育苗基质分别为耕作土 ∶ 森林腐殖土(1 ∶ 1) ( FS)、草炭土
(GS)和草炭土 ∶珍珠岩 ∶蛭石(1∶ 1∶ 1)(GPS)，采用种子催芽后条播方式，按照随机区组 3 次重复试验设计方法，布
置育苗基质对崖柏种子育苗影响的田间试验。【结果】GPS 和 GS 比 FS 育苗基质的温度调节能力强，GPS 能够在
温度较低的月份将基质温度调节到较高水平，GS 能够在温度较高的月份将基质温度调节到较低水平; 不同育苗基
质土壤密度表现为 FS ＞ GS ＞ GPS; 土壤持水量(包括最大持水量、毛管持水量、田间持水量)与土壤密度的排序相
反; 不同基质的 pH 值差异显著，FS 偏碱性，GS 和 GPS 呈弱酸性; 3 种育苗基质都可满足崖柏幼苗对土壤肥力的基
本需求，但含有草炭土的 GPS 和草炭土 GS 的土壤肥力较高; 不同育苗基质的出苗率表现为 GS ＞ GPS ＞ FS，GS 和
GPS 的差异不显著; FS 的出苗率仅为 GS 的 23%，GPS 的 27% ; 在崖柏幼苗生长期间，对 3 次调查的平均苗高、地
径、一级侧枝数、主根长、一级侧根数、平均单株地上和地下干质量这 7 个形态质量指标的隶属函数值计算及综合
评判的结果表明，GPS 育苗基质的苗木形态质量最优，其次是 GS，FS 最差。【结论】GS 的质地疏松、保水性能和透
气性能良好，是崖柏出苗率较高的重要原因; 不同基质水、肥、气、热等因素上的差异，以及各因素的协调能力是导
致崖柏幼苗形态质量出现基质差别的重要原因。
关键词: 崖柏; 种子育苗; 育苗基质; 出苗率; 苗木质量
中图分类号: S723. 1 + 31 文献标识码: A 文章编号: 1001 － 7488(2015)09 － 0009 － 09
Effects of Different Nursery Substrates on Germination Ｒate and Seedling
Growth of Thuja sutchuenensis
Qin Aili1 Guo Quanshui1 Jian Zunji1 Zhu Li1，2 Pei Shunxiang2 Zhao Zhilu4 Xing Jichou4
(1 ． Key Laboratory of Forest Ecology and Environment of State Forestry Administration Ｒesearch Institute of Forest Ecology，
Environment and Protection，Chinese Academy of Forestry Beijing 100091; 2 ． College of Agriculture，Henan University of Science and
Technology Luoyang 471003; 3 ． Experimental Center of Forestry in North China，Chinese Academy of Forestry Beijing 102300;
4 ． Forest Bureau of Kaixian County in Chongqing Kaixian 404500)
Abstract: 【Objective】 The effects of different substrates on Thuja sutchuenensis seedling growth and its influence
mechanism were investigated to provide a reference for matrix selection of seed breeding and high quality seedling
cultivation． 【Method】The seed breeding test was carried out in breeding nursery，located in Xuebaoshan National Nature
Ｒeserve and completely randomized in design and repeated for three times． Seeds were first presoaked to enhance
germination rate and then cultured on three different substrates: FS (Forest humus∶ cultivated soil = 1∶ 1)，GS (peat) and
GPS (peat∶ vermiculite ∶ pearlite = 1 ∶ 1 ∶ 1 ) in line．【Ｒesult】Ｒesults indicated that: 1 ) Compared with substrate FS，
substrates containing peat (GS and GPS) were better at regulating soil temperature． More specially，substrate GPS could
increase the soil temperature and play a temperature-keeping role during September to next March when the temperature is
lower． While substrate GS could lower substrate temperature at a certain level during April to August when the atmosphere
temperature is relatively higher． 2) Substrate FS had the highest soil bulk density，then GS，and then GPS． However，the
soil water-holding capacity ( the soil maximum moisture capacity，the soil capillary moisture capacity and the soil non-
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capillary moisture capacity) was opposite (GPS ＞ GS ＞ FS) ． 3) The pH of three substrates were significantly different．
The pH of substrate FS was weak alkaline (7. 48)，while substrate GS and GPS with weak acid ( pH5. 07 and 5. 86，
respectively) ． 4) Although soil fertility of three substrates could meet the basic need of seedling growth，substrates (GS
and GPS) had a higher soil fertility than substrate FS． Field garden emergence rate and the seedling quality accorded with
the soil physical and chemical properties of different substrates． In field garden emergence rate，substrate GS was the
highest，and then GPS and FS． The proportion of FS for GS and GPS was only 23% and 27%，respectively． The
difference of field garden emergence rate between GS and GPS was not significant． 5 ) The survey of seven seedling
morphological indices ( such as the seedling height，the ground diameter，the branch number，the length of principal root，
the number of lateral root，theabove-ground and below-ground dry mass) investigation in three different stages and analysis
of membership function value revealed that: substrate GPS had the best seedling quality，and then substrate GS．
【Conclusion】The main reason for higher field garden emergence rate of substrates GS and GPS was their more loose soil
texture，better water retention property and permeability than substrate FS． The mechanism of better quality seedlings for
GS and GPS was their perfect coordination between water，fertilizer，gas and heat．
Key words: Thuja sutchuenensis; seed seedling; nur sery substrate; germination rate; seedling quality
育苗基质是苗木生长发育的载体，是影响苗木
质量的关键因素之一(邓煜等，2000)。早在 20 世
纪 50 年代，就开始取材于本地适用于本地树种的优
良育苗基质研究(刘帅成，2014)。我国起步较晚，
但发展较快。早期使用的容器育苗基质多采用天然
土配制而成，不仅质量大，而且保水和通气性能差
(林霞等，2010)。随着育苗产业和工厂化育苗的迅
猛发展，轻型化育苗基质的遴选和应用受到重视，并
取得了显著成果(金国庆等，2005; 王缇，2009; 彭
邵锋等，2009)。在遴选出的育苗基质材料中，一直
倍受推崇的当属草炭土、蛭石和珍珠岩(李新利等，
2012)。在林业发达国家，每年用这些材料及其混
合物培育的苗木和花卉的容器苗可占育苗总量的一
半以上(彭邵锋等，2009; 李永荣等，2008)。在圃
地育苗中，加拿大魁北克省的 CPPFQ 等苗圃，应用
珍珠岩、蛭石配制的育苗基质培育黑云杉 ( Picea
mariana)、白云杉 ( Picea glauca) 和班克松 ( Pinus
banksiana)也取得了满意的效果(刘帅成等，2014)。
在我国，用这些基质材料或以这些材料为主体配制
的混合物进行容器育苗已非常普遍，但在圃地育苗
中，仅见于珍稀濒危物种培育时使用。优良的育苗
基质可为苗木生长发育提供充足的养分和水分。不
同的育苗基质以及同一种育苗基质的育苗效果，往
往会因培育树种、育苗地区、育苗设施的不同而发生
变化(邓煜等，2000)。综合考虑这些因素的影响，
筛选优良的育苗基质，是当今育苗科学领域研究的
热点。
崖柏(Thuja sutchuenensis)为柏科(Cupressaceae)
崖柏属常绿乔木。天然分布在重庆市城口和开县山
区(108°30 － 109°15 E，31°30 － 31°50 N)。目前，
整个分布区仅有成年崖柏 1 万株左右 (郭泉水等，
2007; 2009)。2003 年，世界自然保护联盟( IUCN)
将其评定为极度濒危物种。近十几年来，众多学者
围绕崖柏群落学特征、种群结构、与属内其他物种间
的关系、木材特性、遗传多样性、生理生态、扦插繁殖
和组织培养等开展了广泛研究(刘建锋等，2004;
唐熙等，2005; 郭泉水等，2007; 2009; 王祥福等，
2008; 吴章文等，2010; 金江群等，2012; 朱莉等，
2013; 2014; 杨文娟等，2013;Li et al．，2005; Peng
et al．，2008)，但关于崖柏种子育苗基质的研究尚未
见报道。主要原因在于:1) 崖柏种子缺乏，从 1999
年重新发现崖柏到 2012 年前，尚未见到崖柏结实;
2) 崖柏败育现象严重且发芽率极低 (朱莉等，
2014)，育苗难度较大。
在缺乏崖柏种子育苗优良基质可借鉴资料以及
崖柏结实周期超长、崖柏种子获取极为不易、育苗难
度大的背景下，本研究将草炭土、珍珠岩、蛭石和崖柏
天然分布地段的森林腐殖土和耕作土作为基质原料，
配制成 3 种育苗基质进行田间对比试验。在测定不
同基质的理化性质、监测基质温度变化以及不同基质
崖柏出苗率和幼苗生长状况的基础上，研究不同育苗
基质对崖柏出苗率和幼苗生长的影响及其机制，并对
不同育苗基质的应用前景进行探讨，旨在为崖柏种子
繁殖和优质壮苗培育基质的选择提供参考。
1 研究区概况
试验地设在开县雪宝山国家级自然保护区崖柏
繁育苗圃(108°5011. 5″ E，31°3539. 6″ N)。海拔
1 171 m，面积约 0. 02 hm2。该苗圃始建于 2013 年
早春，由农用梯田改造而成，总面积 0. 87 hm2。
01
第 9 期 秦爱丽等: 不同育苗基质对圃地崖柏出苗率和苗木生长的影响
苗圃地土壤类型为黄壤，土壤剖面构型为耕作
土 －心土层 － 母质层，平均土层厚度为 1 m。苗圃
地的年均气温 13. 10 ℃、最热月(7 月) 平均气温
23. 12 ℃，最冷月(1 月)平均气温 1. 70 ℃，极端最
低气温 － 6. 07 ℃，极端最高气温 37. 60 ℃，≥0 ℃年
积温5 207. 74 ℃，≥10. 0 ℃的年积温 4 721. 34 ℃，
年均降水量 1 500 mm。全年无霜期 150 ～ 200 天。
属亚热带山地气候。地带性植被为亚热带常绿阔
叶林。
2 研究方法
2. 1 试验材料
2. 1. 1 供试种子 崖柏种子采自雪宝山国家级自
然保护区。采收时间为 2012 年 10 月 25 日。种子
质量检测的结果显示，该批种子的千粒质量为
1. 496 2 g，生活力为 29. 25%，发芽率为 24%，发芽
指数为 2. 19。
2. 1. 2 育苗基质 以森林腐殖土、耕作土、草炭土、
珍珠岩和蛭石为育苗基质原材料，按体积比配制成
3 种育苗基质: 耕作土 ∶ 森林腐殖土(1 ∶ 1) ( FS)、草
炭土(GS)、草炭土 ∶ 珍珠岩 ∶ 蛭石 (1 ∶ 1 ∶ 1) (GPS)。
森林腐殖土取自有崖柏天然更新的林分中，耕作土
取自农用梯田，草炭土、珍珠岩和蛭石购买于北京七
彩花卉苗木种植有限责任公司。
2. 2 育苗基质和播前种子处理
2. 2. 1 育 苗 基 质 消 毒 消 毒 药 液 由 敌 磺 钠
(fenaminosulf)(70% 可湿性粉剂)40 g(由上海金桥
化工有限责任公司生产)、多菌灵( carbendazim)30 g
(加拿大凯姆科尔生化科学有限公司生产)、噁霉灵
(hymexazol)15 mL(陕西大华特科技实业有限公司
生产)兑水 19 L 混合配制而成。在消毒时，边喷药
液，边翻动基质。
2. 2. 2 种子播前处理 包括净种、消毒、催芽等过
程。净种采用手检和风选方法; 消毒采用 0. 5%高
锰酸钾溶液浸种法; 催芽在控温、控湿、通气良好的
环境中进行，催芽容器为瓷盆。当露白种子达到处
理种子总数的 20%左右即行播种。
2. 3 田间试验设计
采用高床方式建造苗床。床面比地面高约
20 cm，床面宽 100 cm，步道宽 30 cm。苗床上铺设
的基质厚度为 30 cm。建苗床时，先沿地面向下挖
10 cm深的土槽，将土槽底部整平后再填基质。
在苗床上采用单因素随机区组设计排列试验小
区。每种育苗基质处理设置 3 次重复，每重复设为
1 个试验小区，每个小区的面积为 8. 8 m2。各试验
小区之间，用高 30 cm、厚 1 cm 的白色塑料板隔开，
以示小区分界。
播种时间为 2013 年 5 月 2 日。播种方式为条
播。条间距 10 cm，条宽 3 cm，条长因地形而异，开
沟深度 1 cm。种子与种子的间距保持在 1 ～ 2 cm。
播种后用预制板条刮平并适当镇压，而后用喷壶喷
水保湿并用松针覆盖。在种子萌发过程中，每遇晴
天喷水 1 次，以确保基质始终处于湿润状态。当大
多数种子萌发出土后，则清除基质表面的覆盖物。
2. 4 出苗率和幼苗生长调查
当连续 7 天未见圃地上有新生幼苗出现时，视
为出苗结束。此时，统计不同育苗基质上的幼苗数
量，同时对生长过密处的芽苗进行移植，以确保不同
育苗基质上的幼苗密度相对一致。
分 3 次对幼苗生长情况进行调查。第 1 次为
2013 年 9 月，第 2 次和第 3 次分别为 2014 年 6 月和
11 月。调查样株从不同处理试验小区随机抽取。
每个小区抽 15 株。因每种基质处理设有 3 个重复
小区，3 种基质共抽取 135 株。调查内容包括: 苗
高、地径、一级侧枝数、主根长、一级侧根数、地上和
地下部分干质量。苗高、一级侧枝长和主根长用钢
卷尺或直尺测量，精度 0. 1 cm; 地径用数显游标卡
尺测量，精度 0. 01 mm; 苗木烘干温度为 65 ～
70 ℃，烘干时间 48 h。苗木鲜、干质量用电子天平
称量，精度 0. 01 g。
2. 5 育苗基质温度监测和理化性质测定
2. 5. 1 温度监测 自播种之日起，采用 ＲC-DT618B 智
能便携式数据记录仪( 杭州哈泰克科技有限公司生
产)对圃地气温和不同基质的温度变化进行监测。
为防雨水，记录仪放在铁箱内，安装在苗圃的中心位
置。监测记录间隔设置为 1 h，监测时间为 1 年。
2. 5. 2 理化性质测定 物理指标包括: 土壤密度、
最大持水量、毛管持水量、田间持水量、毛管孔隙度、
非毛管孔隙度、总孔隙度。化学指标包括: 全氮含
量、全磷含量、全钾含量、速效氮含量、速效磷含量、
速效钾含量、有机质含量和 pH 值等。测试土样取
自不同育苗基质的试验小区。取样时间为 2014 年
6 月，取样方法为: 每种育苗基质随机取 3 个环刀和
3 个土壤样品。每个土样质量为1 kg，将土样带回
实验室，自然风干，去除碎石、植物根系等杂物后，经
研钵处理后过 2 mm 和 100 目尼龙筛，用于土壤化
学性质测定。测定分析在国家林业局森林生态环境
重点实验室测试分析中心进行。全氮含量采用半微
量凯氏定氮法测定，全磷含量和全钾含量采用等离
子发射光谱法测定，速效氮含量采用碱解 － 扩散法
11
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测定，速效磷含量采用双酸浸提 － 等离子发射光谱
法测定，速效钾含量采用乙酸铵浸提 － 等离子发射
光谱法测定，有机质含量采用重铬酸氧化外加热法
测定，土壤 pH 值采用 pH 酸度计法测定(国家林业
局，1999)。
2. 6 数据处理和分析
参考俞新妥(1958)提出的计算方法，计算圃地
出苗率，公式为:
G r = (N g /N t) × 100%。
式中: G r为出苗率; N g为出苗数; N t为播种粒数。
采用 Fuzzy 函数方法(尚秀华等，2012;Zadeh，
1965)，计算各生长指标的隶属函数值，公式为:
Ｒ (Xi) = (Xi － Xmin) / (Xmax － Xmin)。
式中: Xi为第 i 个生长指标的测定值; Xmin和 Xmax分
别为对第 i 个生长指标测定的最小值和最大值。
采用 SPSS19. 0 方差分析模块下的 Duncan 法，
对不同基质的幼苗生长指标进行方差分析和多重比
较，应用 Excel 2007 完成圃地出苗率和隶属函数值
计算。
3 结果与分析
3. 1 不同育苗基质温度和气温的年变化
从表 1 可以看出，研究区全年高温月份为 7—8
月，低温月份为 12 月和翌年 1 月。从 9 月份开始气
温下降，一直持续到翌年的 1—2 月份。从 3 月份开
始气温大幅度回升。基质温度的月变化趋势与空气
温度的变化基本同步，仅是同期温度变化的幅度相
对较小。通过对不同基质温度的变化比较发现，在
9 月到翌年 3 月温度较低的月份里，GPS 的温度始
终处于较高状态，而在 4—8 月温度较高的月份里，
GS 的温度始终处于较低状态。说明 GPS 在温度较
低月份里保温性能较好，GS 在温度较高的月份里降
温性能较好。但对不同育苗基质的差异显著性检验
结果(表 1)显示，除 7 月份最低温度在 GPS 与 GS
和 FS 之间，8 月份最高温度在 GPS 与 GS 之间存在
显著差异(P ＜ 0. 05)外，其他月份各育苗基质间均
未达到差异显著水平。
表 1 不同育苗基质温度和气温年变化
Tab． 1 Annual variation of different substratetem perature and air temperature ℃
调查时间
Survey date
日最高温 Daily maximum temperature 日最低温 Daily minimum temperature
FS GS GPS 空气 Air FS GS GPS 空气 Air
2013 － 05 20. 42 ± 2. 84 19. 67 ± 2. 43 20. 81 ± 2. 76 23. 07 ± 5. 05 14. 78 ± 1. 10 15. 05 ± 1. 02 14. 29 ± 1. 29 12. 49 ± 2. 12
2013 － 06 26. 49 ± 3. 19 24. 94 ± 2. 79 26. 43 ± 3. 09 28. 94 ± 4. 02 18. 02 ± 2. 79 18. 28 ± 2. 74 17. 42 ± 2. 90 15. 77 ± 3. 64
2013 － 07 26. 86 ± 2. 92 25. 84 ± 2. 46 27. 16 ± 3. 15 29. 48 ± 4. 03 21. 40 ± 0. 85 21. 34 ± 0. 84 20. 84 ± 0. 86 19. 51 ± 1. 11
2013 － 08 26. 49 ± 3. 00 25. 40 ± 2. 45 27. 33 ± 2. 39 30. 50 ± 4. 20 20. 09 ± 1. 23 20. 33 ± 1. 11 19. 78 ± 1. 08 18. 10 ± 1. 50
2013 － 09 23. 92 ± 4. 58 22. 57 ± 3. 72 23. 06 ± 4. 53 22. 64 ± 5. 66 14. 37 ± 1. 69 14. 36 ± 1. 71 15. 06 ± 1. 80 13. 15 ± 2. 06
2013 － 10 20. 88 ± 5. 60 19. 63 ± 4. 68 20. 70 ± 5. 05 20. 56 ± 5. 84 10. 30 ± 1. 68 10. 08 ± 1. 67 10. 52 ± 1. 64 8. 74 ± 1. 83
2013 － 11 9. 14 ± 4. 62 8. 79 ± 4. 50 10. 10 ± 4. 07 11. 53 ± 2. 33 5. 13 ± 4. 17 5. 01 ± 3. 98 6. 31 ± 3. 91 4. 55 ± 4. 36
2013 － 12 3. 20 ± 1. 75 2. 42 ± 1. 33 3. 05 ± 1. 74 6. 63 ± 3. 00 1. 31 ± 1. 07 0. 95 ± 0. 98 1. 55 ± 1. 05 － 1. 77 ± 1. 97
2014 － 01 2. 90 ± 2. 01 2. 31 ± 2. 01 2. 60 ± 1. 66 6. 65 ± 3. 56 1. 36 ± 1. 42 0. 94 ± 1. 40 1. 24 ± 1. 08 － 1. 89 ± 2. 63
2014 － 02 3. 71 ± 1. 96 3. 16 ± 2. 05 4. 20 ± 1. 86 6. 39 ± 4. 48 2. 44 ± 1. 89 2. 02 ± 1. 92 2. 83 ± 1. 68 0. 25 ± 3. 83
2014 － 03 13. 27 ± 3. 77 12. 47 ± 3. 38 12. 69 ± 6. 25 13. 75 ± 7. 76 4. 98 ± 2. 73 4. 78 ± 2. 77 5. 13 ± 2. 92 4. 67 ± 4. 49
2014 － 04 20. 46 ± 4. 09 19. 45 ± 3. 33 19. 05 ± 3. 81 18. 50 ± 4. 07 11. 52 ± 2. 34 11. 43 ± 2. 22 11. 40 ± 2. 16 9. 65 ± 2. 68
3. 2 育苗基质的理化性质
从表 2 可以看出: 不同育苗基质的土壤密度表
现为 FS ＞ GS ＞ GPS，且 GS 和 GPS 与 FS 差异显著
(P ＜ 0. 05)，FS 比 GS 高 46%，比 GPS 高 93% ; 土壤
持水量与其相反，表现为 GPS ＞ GS ＞ FS，GPS 与 GS
和 FS 差异显著; GPS 的最大持水量比 GS 高 40%，
比 FS 高 107%，毛管持水量比 GS 高 38%，比 FS 高
106%，田间持水量比 GS 高 46%，比 FS 高 98. 7%。
基质孔隙度也是以 GPS 最大，但三者间差异不
显著。
从表 2 还可以看出: 不同基质的 pH 值差异
显著，GS 和 GPS 呈弱酸性，FS 偏碱性; 有机质含
量、土壤含水量和全氮含量均表现为 GS ＞ GPS ＞
FS; GS 的有机质含量比 GPS 高 23% ，比 FS 高
203% ，三者间差异显著; GS 的土壤含水量比
GPS 高 43% ，比 FS 高 73% ，; GS 与 GPS 和 FS 间
差异显著; GS 的全氮含量比 GPS 高 26% ，比 FS
高 210% ，三者间差异显著; 全磷含量以 GS 最
高，全钾含量以 GPS 最高; 不同基质的速效磷以
FS 较高，速效氮以 GS 较高，速效钾以 GPS 较高。
综合分析认为，3 种育苗基质都具备一定的土壤
肥力，可满足崖柏幼苗生长发育对土壤环境的基
本需求。相比较而言，草炭土 ( GS) 和含有草炭
土的 GPS，无论其物理性质还是化学性质，都优
21
第 9 期 秦爱丽等: 不同育苗基质对圃地崖柏出苗率和苗木生长的影响
于 FS 育苗基质。
3. 3 不同育苗基质的圃地出苗率
调查结果(表 3)显示: GS 上的出苗率最高，其
次是 GPS，FS 最低。FS 的圃地出苗率仅为 GS 的
23%，GPS 的 27%。GS 和 GPS 间不存在显著差异，
但二者与 FS 的差异显著(P ＜ 0. 05)。
3. 4 不同育苗基质上崖柏幼苗的生长特征
从表 4 可看出，除 2013 年 9 月(第 1 次调查)调
查的平均单株地下部分干质量表现为 FS = GS、2014
年 11 月份(第 3 次调查)调查的主根长表现为 FS ＞
GS 外，其他所有生长指标在不同调查时期均表现为
GPS，GS ＞ FS，且 GS 和 GPS 的大多数生长指标间
表 2 不同育苗基质的物理和化学性质①
Tab． 2 Physical and chemical properties of different substrates
指标 Index FS GS GPS
土壤密度 Soil density /( g·cm － 3 ) 1. 08 ± 0. 12a 0. 74 ± 0. 14b 0. 56 ± 0. 03b
毛管孔隙度 Capillary porosity(% ) 22. 30 ± 1. 49a 22. 45 ± 3a 22. 99 ± 0. 23a
非毛管孔隙度 Non-capillary porosity(% ) 2. 4 ± 0. 68a 2. 19 ± 0. 43a 2. 7 ± 1. 29a
总孔隙度 Total soil porosity(% ) 24. 7 ± 2. 16a 24. 64 ± 3. 08a 26. 7 ± 1. 06a
最大持水量 Soil maximum moisture capacity /( g·kg － 1 ) 231. 79 ± 34. 75b 342. 30 ± 95. 32b 480. 38 ± 32. 95a
毛管持水量 Soil capillary moisture capacity /( g·kg － 1 ) 209. 17 ± 27. 92b 312. 08 ± 89. 56b 431. 67 ± 23. 49a
田间持水量 Soil non-capillary moisture capacity /( g·kg － 1 ) 194. 91 ± 27. 43b 266. 15 ± 71. 00b 387. 36 ± 11. 04a
pH 值 pH 7. 48 ± 0. 04a 5. 07 ± 0. 20c 5. 86 ± 0. 29b
有机质含量 Organic matter( g·kg － 1 ) 106. 1 ± 6. 4c 322. 5 ± 20. 4a 261. 7 ± 16. 1b
水分含量 Water content( g·kg － 1 ) 22. 2 ± 1. 3b 38. 2 ± 3. 1a 26. 6 ± 2. 4b
全 N Total N( g·kg － 1 ) 5. 50 ± 0. 31c 11. 56 ± 0. 85a 9. 13 ± 0. 04b
全 P 含量 Total P content( g·kg － 1 ) 0. 75 ± 0. 01b 0. 90 ± 0. 09a 0. 74 ± 0. 03b
全 K 含量 Total K content( g·kg － 1 ) 1. 68 ± 0. 06b 1. 92 ± 0. 22b 2. 72 ± 0. 25a
速效 N 含量 Available N content /(mg·kg － 1 ) 22. 00 ± 3. 86a 23. 97 ± 11. 21a 12. 51 ± 6. 10a
速效 P 含量 Available P content /(mg·kg － 1 ) 35. 35 ± 9. 19a 24. 37 ± 7. 66a 31. 20 ± 10. 31a
速效 K 含量 Available K content /(mg·kg － 1 ) 249. 8 ± 99. 85a 430. 6 ± 127. 85a 314. 4 ± 47. 5a
① 同行不同小写字母表示在 0. 05 水平上差异显著。Different small letters in the same row indicated significant difference at the level of 0. 05．
表 3 不同育苗基质的崖柏圃地出苗率
Tab． 3 Field garden seedling emergence rate of different substrate
基质种类
Substrate type
各小区的出苗率
Field garden seedling emergence rate of each section(% )
不同育苗基质的平均出苗率
Mean emergence rate of different substrate(% )
FS 1. 0 8. 0 4. 0 4. 3b
GS 18. 5 15. 0 23. 0 18. 8a
GPS 16. 3 15. 9 15. 0 15. 7a
差异不显著，而与 FS 差异显著。其中，幼苗高度和
一级侧枝数在第 1 次和第 3 次调查时均表现为
GS ＞ GPS ＞ FS; 第 2 次调查时表现为 GPS ＞ GS ＞
FS，3 次调查统计分析结果均显示 GS 和 GPS 间不
存在显著差异，而与 FS 育苗基质的差异显著。平均
地径和单株地上部分干质量的变化一致，均表现为
GPS 和GS ＞ FS，第 1 次调查 GPS 和 GS 与 FS 差异显
著，第 2 次调查三者间差异均显著，第 3 次调查三者
间差异均不显著。幼苗主根长的第 1 次和第 2 次调
查结果一致，均表现为GPS ＞ GS ＞ FS，第 1 次调查
FS 与 GPS 和 GS 差异显著，第 2 次调查 FS 仅与 GPS
差异显著，第 3 次调查表现为GPS ＞ FS ＞ GS，FS 与
GS 差异显著。一级侧根数在第 1 次调查时表现为
GPS ＞ FS ＞ GS，GPS 与 FS 和 GS 差异显著，第 2 次
和第 3 次调查均表现为GS ＞ GPS ＞ FS，第 2 次调查，
三者间差异不显著，第 3 次调查 GPS 和 GS 与 FS 间
差异显著。平均单株地下部分干质量的 3 次调查结
果一致，均表现为GPS ＞ GS≥FS，第 1 次和第 2 次调
查显示，GPS 与 GS 和 FS 差异显著。以上用单一生
长指标判别的结果表明: 尽管 GPS 和 GS 上的幼苗
生长表现在不同调查时期的主次位序排列有所不
同，但总体表现高于 FS，说明草炭土(GS)和含有草
炭土的 GPS 育苗基质比 FS 更有利于崖柏幼苗生
长。由于单一生长指标在不同调查时期表现并非完
全一致，难以对 3 种基质的优劣位次做出排序，因
此，还需对所有调查指标进行综合分析。
31
林 业 科 学 51 卷
表 4 不同调查时期不同育苗基质崖柏幼苗生长特征①
Tab． 4 Seedling morphological indices of different substrates in different stages
调查时期
Survey date
基质
类型
Substrate
type
苗高
Mean
seedling
height / cm
地径
Mean stem
diameter /mm
一级侧枝数
Mean number
of first
lateral branch
主根长
Mean length
of principal
root / cm
一级
侧根数
Mean number
of first
lateral root
单株
地上部分
干质量
Mean above-
ground dry
mass per
individual / g
单株
地下部分
干质量
Mean below-
ground dry
mass per
individual / g
2013 － 09
FS 4. 31 ±0. 87b 0. 66 ±0. 15b 1. 11 ±0. 83b 6. 93 ±2. 32b 9. 64 ±3. 86b 0. 04 ±0. 02b 0. 01 ±0. 007b
GS 5. 64 ±1. 30a 0. 76 ±0. 17a 1. 82 ±0. 89a 8. 03 ±2. 68a 10. 20 ±3. 60b 0. 06 ±0. 04a 0. 01 ±0. 007b
GPS 5. 28 ±1. 29a 0. 81 ±0. 19a 1. 69 ±0. 90a 8. 70 ±2. 02a 12. 04 ±4. 47a 0. 07 ±0. 03a 0. 02 ±0. 007a
2014 －06
FS 9. 60 ±2. 24b 1. 30 ±0. 28c 3. 51 ±0. 63b 12. 40 ±2. 44b 16. 93 ±4. 35a 0. 33 ±0. 16c 0. 08 ±0. 03b
GS 13. 08 ±2. 62a 1. 63 ±0. 33b 4. 16 ±0. 90a 12. 71 ±2. 83ab 18. 51 ±4. 18a 0. 56 ±0. 30b 0. 09 ±0. 05b
GPS 13. 10 ±3. 25a 1. 85 ±0. 35a 4. 42 ±0. 78a 13. 93 ±3. 68a 17. 89 ±4. 54a 0. 69 ±0. 36a 0. 12 ±0. 05a
FS 16. 6 ±4. 74b 2. 40 ±0. 80a 6. 80 ±2. 98b 16. 69 ±4. 72a 9. 36 ±3. 17b 1. 52 ±1. 34a 0. 43 ±0. 33a
2014 －11 GS 20. 2 ±5. 55a 2. 76 ±0. 87a 8. 18 ±3. 13a 13. 04 ±4. 91b 12. 02 ±4. 56a 1. 95 ±1. 68a 0. 47 ±0. 42a
GPS 19. 5 ±5. 24a 2. 69 ±0. 73a 7. 91 ±2. 55a 18. 39 ±5. 79ab 11. 22 ±4. 08a 1. 86 ±1. 15a 0. 57 ±0. 36a
① 表中数值为 45 株苗木的平均值，同一调查时期后的同列不同小写字母表示不同育苗基质的同一生长指标在 P ＜ 0. 05 水平上差异显
著。The average value of 45 seedlings in the table，Different small letters in the same investigation peoriod in the same column indicated significant
difference at the level of 0. 05．
3. 5 不同育苗基质的苗木质量综合评价
应用模糊数学中的隶属函数分析法，对不同
育苗基质的苗木质量进行综合分析，以实现对不
同育苗基质优劣的全面评价(陶向新，1982，韩瑞
宏等，2006)。一般认为，隶属函数值的平均值
越大，基质越优(黄志玲等，2014 )。对不同调查
时期 崖 柏 各 生 长 指 标 隶 属 函 数 值 计 算 结 果
(表 5 )表明，第 1 和 3 次调查各生长指标的平
均隶数函数值均表现为 GPS ＞ GS ＞ FS，仅有第
2 次调查表现为 GPS ＞ FS ＞ GS。由此可见，在 3
种育苗 基 质 中 以 GPS 最 优，其 次 是 GS，再 次
为 FS。
表 5 不同基质处理苗木质量指标函数值及综合评价
Tab． 5 Membership function values and synthetic valuation of seedling quality in different substrates
项目 Item
2013 － 09 2014 － 06 2014 － 11
GPS GS FS GPS GS FS GPS GS FS
苗高 Seedling height / cm 0. 66 0. 38 0. 49 0. 55 0. 36 0. 54 0. 61 0. 43 0. 42
地径 Stem diameter /mm 0. 48 0. 45 0. 48 0. 51 0. 44 0. 35 0. 45 0. 43 0. 37
一级侧枝数 Number of first lateral branch 0. 42 0. 61 0. 37 0. 47 0. 54 0. 50 0. 54 0. 28 0. 21
主根长 Length of principal root / cm 0. 56 0. 49 0. 50 0. 37 0. 28 0. 39 0. 34 0. 43 0. 40
一级侧根数 Number of first lateral root 0. 48 0. 51 0. 48 0. 39 0. 58 0. 42 0. 41 0. 45 0. 45
单株地上部分干质量
Above-ground dry mass per individual / g
0. 38 0. 37 0. 30 0. 36 0. 35 0. 37 0. 37 0. 22 0. 20
单株地上部分干质量
Below-ground dry mass per individual / g
0. 43 0. 24 0. 32 0. 41 0. 31 0. 34 0. 38 0. 22 0. 29
隶数函数值 Average membership function value 3. 41 3. 05 2. 94 3. 06 2. 86 2. 91 3. 1 2. 46 2. 34
评价 Evaluation 1 2 3 1 3 2 1 2 3
4 结论与讨论
育苗基质的温度变化取决于基质的热特性(吸
热性、热容量、导热性及散热性等)和环境条件。一
般认为，土壤热容量越大，土壤升温所需要的热量越
多，土温的升降难度加大。育苗基质含水量增加，热
容量就会增大，反之则减少。在育苗生产中，冬季来
临之前对越冬苗木浇越冬水，在炎热的夏季用井水
灌溉，就是利用提高土壤含水量来增大热容量和保
持土温平稳，以保证苗木正常生长的具体举措。
GPS 之所以能在温度较低的月份里保持较高的温
度，GS 能够在高温月份里维持较低温度，可能与这
些基质具有较强的持水性能有很大关系。另外，基
质颜色以及其他物理性状(如土壤孔隙度等)等也
会有一定影响。但各月份不同基质温度差异显著性
检验的结果表明，3 种基质间大多数月份的最高温
和最低温的差异并未达到显著水平，这可能由于苗
床上苗木层密度较大，影响了地表对太阳辐射能的
吸收，进而消弱了不同基质的温度调节作用。
崖柏出苗率高低与育苗基质的土壤质地有关
41
第 9 期 秦爱丽等: 不同育苗基质对圃地崖柏出苗率和苗木生长的影响
(Baskin et al．，1988; Brady et al．，1996)。俞新妥
(1958 ) 研 究 表 明，黏 壤 土 上 马 尾 松 ( Pinus
massoniana)和杉木(Cunninghamia lanceolata) 的圃
地出苗率比沙土上的低; 本研究中的 FS 是由森林
腐殖土和耕作土配制而成，其土壤密度最大、质地较
紧实，其对应的出苗率最低(平均为 4% )，相反，土
壤密度 较小、质地疏松的 GPS ( 15. 7% ) 和 GS
(18. 8% ) 出苗率则较高。这与前人研究结论相
吻合。
“生态因子阶段性作用”理论认为: 在种子萌发
阶段，水分、温度和氧气起着重要作用。土壤结构决
定着土壤中氧气和水分的含量。但在幼苗生长阶
段，光照和矿质营养对植株的干物质的积累则显得
更为重要。植株干物质积累主要利用的是土壤中可
利用态的养分(金铁山，1992)。而可利用态养分补
充与土壤中不可利用态养分的转化有关。土壤氢离
子浓度 ( pH 值 ) 在此转化过程中起着重要作用
( Jackson et al，2009; Incoln et al．，2009)。对作物研
究的结果表明，除少数偏好酸性环境 ( pH 值4. 5 ～
4. 8)的种类外，pH 值保持在 5. 8 ～ 7. 0 时最有利于
植物生长(李斗争等，2005)。本研究表明，3 种育
苗基质的 pH 值差异显著(P ＜ 0. 05)。对照上述比
较可知，GPS 育苗基质的 pH 值较为合理(5. 86)，FS
的 pH 值略高(7. 48)。3 个不同时期苗木生长调查
的结果均显示，崖柏幼苗地上部分和地下部分的干
质量均表现为 GPS ＞ GS ＞ FS，表明育苗基质 pH 值
的不同，影响了土壤中可利用态养分的转化与供给，
进而对苗木干物质积累产生影响。
“生态因子综合作用”理论认为: 生态因子对苗
木生长的作用是综合的。土壤中各个肥力因素
(水、肥、气、热)之间是相互联系和相互制约的，只
有诸肥力因素同时存在并互相协调，才能构成苗木
生长的良好条件。本研究显示，不同基质间的土壤
密度为 FS ＞ GS ＞ GPS，受其影响的最大持水量、毛
管持水量、田间持水量、毛管孔隙度等物理指标则呈
现 GPS ＞ GS ＞ FS 与土壤密度变化相反的规律。在
土壤化学指标中，除 pH 值外，FS 育苗基质的有机质
含量、全 N 含量、全 P 含量、全 K 含量、土壤含水量、
速效氮含量和速效钾含量等，均低于 GPS 或 GS。
不同育苗基质的这些理化指标含量的变化与 3 个不
同时期幼苗的形态质量、不同基质的苗木质量指标
函数值及综合评价排名相吻合。幼苗形态质量的差
异是不同育苗基质土壤理化性状综合作用的结果。
值得指出的是，本研究中速效氮、速效磷、速效
钾含量与苗木形态质量呈现的 GPS ＞ GS ＞ FS 的变
化规律并未完全对应。这可能与速效养分容易受到
随机因素的影响有关。有研究表明，速效态成分含
量很容易受其他生态因子和测定季节的影响而发生
变化(金铁山，1992)。因此，深入了解不同育苗基
质可利用态(速效)养分的持续供应状况，还需通过
在不同季节的多次测定，或结合土壤其他生态因子
进行综合分析。本研究中，不同育苗基质的速效养
分含量间差异不显著，表明这 3 种育苗基质都具有
持续供应有效态养分的能力，但基于不同育苗基质
的 pH 值差异，以及 pH 值在土壤有效态养分转化中
的作用分析，GPS 和 GS 比 FS 育苗基质持续供应崖
柏幼苗生长有效态养分的能力更强。
FS 育苗基质上的圃地崖柏出苗率较低，GS 的
出苗率较高，GPS 与 GS 相似; 3 种育苗基质均可满
足崖柏幼苗生长对土壤肥力的基本需求，相比较而
言，GPS 和 GS 基质上的幼苗生长较好。从利用好
稀缺的崖柏种子考虑，FS 育苗基质应慎而用之，或
适当增加育苗基质中森林腐殖质土所占的比例，以
期改善土壤物理性状，提高圃地崖柏出苗率。从即
节约育苗成本、又能获得较高的圃地出苗率和培育
优质壮苗考虑，深入挖掘当地成本低廉且对环境友
好的有机材料，并进行科学配制，应是未来崖柏育苗
基质研究的主攻方向。
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(责任编辑 于静娴)
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