全 文 ：第 51 卷 第 6 期
2 0 1 5 年 6 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 51，No. 6
Jun．，2 0 1 5
doi: 10．11707 / j．1001-7488．20150605
收稿日期: 2014 － 04 － 02; 修回日期:2014 － 07 － 04。
基金项目:948 计划项目(2012 － 4 － 66) ;林业公益性行业科研专项经费项目(201004021)。
* 刘勇为通讯作者。
底部渗灌条件下水肥对华北落叶松容器苗
生长及基质 pH值、电导率的影响*
奚 旺 刘 勇 马履一 李国雷 贾忠奎 娄军山 胡家伟 王 琰
(北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室 北京 100083)
摘 要: 【目的】探索底部渗灌条件下华北落叶松容器育苗的最佳水肥组合，完善华北落叶松容器育苗技术，为
规范底部渗灌技术下容器育苗提供科学参考。【方法】以华北落叶松播种容器苗为研究对象，采用完全随机区组
设计，设 5 个灌水梯度、3 个施肥浓度，共 15 个水肥处理，对华北落叶松容器苗培育 1 年，通过对苗木生物量及根系
形态结构、基质化学性质等指标进行测定并与对照相比较，研究容器苗底部渗灌条件下不同水肥处理对华北落叶
松苗木生长、根系形态结构及基质化学性质的影响，探讨水肥效应与苗木质量之间的关系，从而找出华北落叶松容
器苗底部渗灌的最佳灌水量和缓释肥量。【结果】苗木生物量及根系形态指标均随灌水梯度及施肥量的增大呈先
逐渐增大再减小的趋势; 根冠比随水分梯度的增大逐渐减小，随施肥量的增加呈先增后减的趋势; 底部渗灌条件
下，华北落叶松当年生容器苗最佳水肥组合为 75%灌水梯度和 100 mg·株 － 1施氮量，此处理下的苗木生物量达到
0. 64 g·株 － 1，根系细根(0. 0 ＜ D≤0. 5 mm)所占比例最大，根累计长度、根累计表面积和根累计体积分别为 82%，
62%和 46%。各处理的基质 pH5. 5 ～ 6. 5 之间，电导率0. 75 ～ 2. 0 mS·cm － 1，均在苗木生长的适宜范围内。【结论】
与上方灌溉相比，底部渗灌下适宜的水肥配比利于苗木根系的生长，细根更发达，利于苗木吸收营养，苗木质量明
显提高; 而且底部渗灌条件下育苗基质的 pH 值、EC 值均在植物生长安全范围内，这为底部渗灌技术在我国造林
树种容器育苗中的应用提供理论依据。
关键词: 底部渗灌; 水肥; 华北落叶松; 容器苗; 根系; 基质
中图分类号: S718. 43 文献标识码:A 文章编号:1001 － 7488(2015)06 － 0036 － 08
Effects of Sub-Irrigation with Different Water and Fertilizer Supplies on
Growth，Media pH and Electric Conductance of Containerized
Larix principis-rupprechtii Seedlings
Xi Wang Liu Yong Ma Lüyi Li Guolei Jia Zhongkui Lou Junshan Hu Jiawei Wang Yan
(Key Laboratory for Silviculture and Conservation of Ministry of Education Beijing Forestry University Beijing 100083)
Abstract: 【Objective】The sub-irrigation is an effective irrigation method whereby water is moved upward into the growing
medium by capillary action，in which water is allowed to be reused through a closed-circuit loop． This method can avoid
nutrient leaching loss and whereby reduce environmental contamination and financial cost while producing high quality
seedlings． Plant roots，as an important organs absorbing water and nutrients and synthesizing materials，have a direct
influence on plant aboveground． However，the study on effects on container seedling cultivation technology with sub-
irrigation is less in China． This study aims at finding the best combination treatments of irrigation and fertilization for the
growth of Larix principis-rupprechtii container seedlings with sub-irrigation． 【Method】In this study，L． principis-rupprechtii，
an important forestation species in northern China，was used as the experimental material to study the effects of the sub-
irrigation with different water and fertilizer supplies on morphological and physiological indexes of the containerized
seedlings，and on pH and EC values of media by setting five irrigation gradients and three fertilization concentrations． The
effects of the sub-irrigation with different water and fertilizer supplies on growth，media pH and EC values of containerized
L． principis-rupprechtii seedlings were analyzed to determine the best combination treatment of irrigation and fertilization．
【Ｒesult】The seedling biomass and root morphological index increased and then decreased with the increase of irrigation
第 6 期 奚 旺等: 底部渗灌条件下水肥对华北落叶松容器苗生长及基质 pH 值、电导率的影响
water gradient and fertilization amount． The root shoot ratio gradually decreased with the moisture gradient increase，and first
increased and then decreased with the increase of fertilizer． The results showed that watering with 75% of the field saturated
water holding capacity and fertilizing with 100 mg slow release fertilizer (N ∶ P ∶ K = 13 ∶ 13 ∶ 13) per plant were the best
combination in improving the development of containerized L． principis-rupprechtii seedlings． The average seedling biomass
reached 0． 64 g per plant，the total root length，root surface area and root volume in this watering and fertilizing pattern
reached maximum value，and the proportion of fine roots (0． 0 ＜ D≤0． 5 mm) was 82% ( length)，62% ( surface area)，
46% (volume)，respectively． The media pH was between 5． 5 － 6． 5，and the media EC was between 0． 75 － 2． 0 ms·cm － 1，
which all was suitable for seedling growth． 【Conclusion】Compared with the overhead irrigation method，the sub-irrigation
was an more effective way to improve the quality of seedlings． Through comprehensive analysis，it was concluded that the
A2B3 treatment had the best effect on L． principis-rupprechtii container seedling growth． This study would provide a
theoretical basis for applying the sub-irrigation in the container seedlings cultivation．
Key words: sub-irrigation; irrigation and fertilization; Larix principis-rupprechtii; container seedling; root system; media
根系是苗木吸收水分和养分并进行物质合成的
重要器官，其发育好坏直接影响苗木利用土壤水分
及养分的能力，进而决定苗木质量 ( 张德健等，
2011; 杨延杰等，2013)。科学的水肥调控可改善
根系生长发育环境，促进苗木根系对养分吸收，对苗
木质量、生态环境等方面都有显著影响(李国雷等，
2012; 刘勇等，2013)。当前容器苗培育所采用的
上方喷灌和随水施肥技术，水资源浪费高达 72%
(Dumroese et al．，1995)，且未经苗木利用的养分随
排出水流失，易造成环境污染，如氮淋溶量高达 50
kg·hm － 2(Dumroese et al．，2006)。容器苗底部渗灌
技术是利用育苗基质毛细管作用从容器下方吸收水
分对苗木进行灌溉的育苗技术 ( Coggeshall et al．，
2002; 祝燕等，2013)。该技术采用封闭循环系统，
未被苗木利用的水肥回流至储水箱 ( Dumroese
et al．，2007)，可避免养分淋溶流失，节约灌溉水。
目前，国外对容器苗底部渗灌技术的研究主要
涉及底部渗灌对节水节肥、苗木生长、光合特性、水
分利用效率等方面的影响(Davis et al．，2011b)，而
对苗木根系及基质性质影响的研究较少。研究树种
主要包括美国红栎 ( Quercus rubra) ( Davis et al．，
2008)、柯阿金合欢 ( Acacia koa) ( Dumroese et al．，
2011)、淡紫松果菊(Echinacea pallida) ( Pinto et al．，
2008)、铁心木(Metrosideros polymorpha) (Landis et al．，
2004)、北美蓝云杉 ( Picea pungens) ( Landis et al．，
2006)、黑核桃 ( Juglans nigra)、美国山核桃 ( Carya
illinoensis)(Coggeshall et al．，2002)等。该技术不仅
可减少水肥资源浪费，减少环境污染，而且不降低苗
木质量，基质的 pH 值、EC 值均在植物生长安全范
围内(Ahmed et al．，2000; Caron et al．，2005)，使用
缓释肥可以避免施肥过量，提高肥料利用效率，达到
节肥、环保、省工的综合效益(Dumroese et al．，2006;
Ｒichards et al．，2004)。
我国对底部渗灌条件下的容器苗培育技术研究
较少(郁书君等，2001; 祝燕等，2013)，针对渗灌下
华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)容器苗根系生
长及基质 pH 值、电导率的研究未见报道。本研究旨
在探讨底部渗灌下不同水肥处理对华北落叶松容器
苗根系形态结构和基质化学特性的影响，以期寻找底
部渗灌条件下华北落叶松容器育苗的最佳水肥组合，
为底部渗灌技术在我国造林树种容器育苗中的应用
提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 试验地概况
试验地位于北京林业大学妙峰山教学实验林场
的森林培育学科科研基地(116°28 E，39°54 N)，
试验用温室昼 /夜温度平均为 28 /18 ℃，采用自然光
照，空气湿度控制在 65% ～ 85%。
1. 2 试验材料
华北落叶松种子来源于河北省承德市围场县林
木种苗站，千粒质量为 5. 937 g。育苗容器 (型号:
SC10 Super，材料:ABS，Stuewe ＆ Sons 公司)上口直
径 3. 8 cm、高度 21 cm，内表面均匀分布 4 条凸起的
导根肋，底部有 4 个小孔以利于排水和空气修根，单
个容器体积 164 cm3，每 49 个容器置于一个育苗架
内，育苗密度为 528 株·m － 2。育苗基质为泥炭和蛭
石，混合比例为 3 ∶ 1(体积比)。肥料为包裹型缓释
复合肥，氮磷钾元素的比例为 13 ∶ 13 ∶ 13，缓释期为
150 ～ 180 天(济南乐喜施肥料有限公司生产)。
1. 3 试验设计
试验时间为 2013 年 4—11 月，采用完全随机区
组设计，设灌水和施肥 2 个因素，其中底部渗灌设置
4 个水分梯度，水分控制下限分别为基质饱和质量
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林 业 科 学 51 卷
的 55%，65%，75%，85%。另设一个上方灌溉处理
作对照 ( CK)，采用常规的喷灌方法 (郁书君等，
2001)，当基质田间持水量低于 85%时，上方喷灌至
饱和。施肥设置 3 个缓释肥浓度，分别为 50，100，
150 mg·株 － 1(奚旺等，2014a)。共 15 个处理，重复
5 次，每个重复 40 株苗，具体见表 1。
表 1 不同水肥处理组合
Tab． 1 Treatments with different irrigation
and fertilization
施氮量
Nitrogen
fertilization
amount /
(mg·
seedling － 1 )
水分梯度 Irrigation water gradient(% )
55(B1) 65(B2) 75(B3) 85(B4) 85(B5，CK)
50(A1) A1B1 A1B2 A1B3 A1B4 A1B5
100(A2) A2B1 A2B2 A2B3 A2B4 A2B5
150(A3) A3B1 A3B2 A3B3 A3B4 A3B5
1. 4 育苗方法
1. 4. 1 种子处理与播种 种子处理:2013 年 4 月 13
日，将华北落叶松种子用 0. 5%的高锰酸钾溶液浸泡
2 h，然后用清水冲洗干净，与约为饱和含水量 60%的
细沙混合，置于温度为 20 ℃的培养箱中催芽 7 天。
施肥准备:按照试验设计的育苗株数计算所需
缓释肥量并提前称好，将缓释肥一次拌入基质中。4
月 16 日，将混合均匀后的基质装入容器内，边装填
边压实，播种前 3 ～ 5 天，浇水至能从容器底部渗出。
播种: 4 月 19 日，用竹签在基质中央扎深
1. 0 cm左右的小洞，放入 3 ～ 6 粒经催芽的种子并覆
表土，覆盖厚度控制在 0. 5 ～ 0. 8 cm。
1. 4. 2 苗期管理 播种后，每隔 2 天用喷雾器喷水
保持土壤湿润直至出苗，出苗 1 个月后进行间苗，每
容器保留 1 株健壮苗木。间苗后，从 5 月 20 日开
始，每 2 天定时用电子秤(最大量程 30 kg，最小感量
0. 1 g)称育苗架质量，并逐一做好标记，计算当育苗
基质田间持水量低于该处理所设的水分梯度时，进
行底部渗灌至饱和(称质量法) (毛海颖等，2010);
上方灌溉用喷壶(容积为 9 L)模拟喷灌，每次灌溉
都做好称质量记录，计算苗木用水量。用 50%多菌
灵可湿性粉剂 600 倍液喷雾防治病害，从幼苗期开
始每 2 周进行 1 次，共 7 次。及时除草。
1. 5 测定方法
分别于 7 月 28 日、9 月 20 日、11 月 12 日对不
同处理的育苗基质进行取样，采用1∶ 10浸提法 (鲍
士旦等，2008)，用雷磁 pHS － 2F 型 pH 计测定基质
pH 值，用 DDS － 307A 型电导率仪测定电导率。11
月 12 日，苗木落叶后进行破坏取样，每个处理取 8
株，5 重复，将苗木根系洗净后采用 EPSON V750 Pro
根系扫描仪对根系进行扫描，Win ＲHIZO 根系分析
仪对根系累计长度、表面积和体积等指标进行分析
(岳龙等，2010)，根系形态的分级确定为 0. 0 ＜ 根
系直径 ( D ) ≤ 0. 2 mm 为第 1 径级、0. 2 ＜ D≤
0. 5 mm为第 2 径级、0. 5 ＜ D≤1. 0 mm 为第 3 径级、
1. 0 ＜ D≤2. 0 mm为第 4 径级、D ＞ 2. 0 mm 为第 5 径
级。用烘干法测定根、茎生物量。
1. 6 数据分析
数据记录和整理采用 Excel 2007 软件，数据处
理采用 SPSS 18. 0 进行双因素方差分析，如果差异
显著(P ＜ 0. 05)，则用 Duncan 法进行多重比较。
2 结果与分析
根据不同水肥处理下苗木生物量及根系指标双
因素方差分析结果(表 2)可知，水、肥因素各自对苗
木生物量及根系形态指标的影响均达到显著水平，
但其交互效应仅对苗木总生物量、根表面积及体积
的影响效果显著。
表 2 水肥组合对华北落叶松容器苗生物量及根系指标影响的方差分析 F 值①
Tab． 2 F ratios derived from the analysis of ANOVA for the effects of fertilization (A) and irrigation (B) on the
seedling biomass and root morphological attributes of containerized L． principis-rupprechtii seedlings
变异来源
Source of
variation
df
F
根生物量
Ｒoot biomass
总生物量
Biomass
根冠比
Ｒoot / shoot
总根长
Ｒoot length
根表面积
Ｒoot surface area
根体积
Ｒoot volume
A(肥 Fertilizalion treatment) 2 94. 019＊＊ 89. 212＊＊ 12. 639＊＊ 73. 380＊＊ 180. 973＊＊ 20. 571＊＊
B(水 Irrigation treatment) 4 2. 133 * 4. 845 * 2. 194 * 13. 152＊＊ 143. 348＊＊ 38. 819＊＊
A × B 8 1. 075 3. 126 * 1. 188 1. 729 30. 199＊＊ 6. 368＊＊
①* P≤0. 05，＊＊P≤0. 01 ．
2. 1 不同水肥处理对苗木根生物量、根冠比及总根
长的影响
对没有交互作用的苗木根生物量、根冠比及总根
长指标，进行主效应分析发现，相同灌水梯度不同施
肥量情况下，施氮量为 100 mg·株 － 1的苗木根生物量、
总根长及根冠比均达到最大，分别为 0. 29 g·株 － 1、
83
第 6 期 奚 旺等: 底部渗灌条件下水肥对华北落叶松容器苗生长及基质 pH 值、电导率的影响
392. 06 cm·株 － 1和 0. 96，显著高于其他施肥处理
(P ＜ 0. 05)(表 3)。相同施肥量不同水分梯度下，
随着底部渗灌灌水量的增加，苗木根生物量及总根
长均呈先逐渐增大再减小的趋势(表 3)，在水分梯
度为 75%时根生物量及总根长达到最大，分别为每
株 0. 25 g 和 399. 14 cm; 灌水梯度为 65%处理下苗
木根生物量最小，为每株 0. 22 g·株 － 1; 55%灌水梯
度下总根长最小，为每株 349. 96 cm·株 － 1，显著低
于水分处理 B3 (75% )，B4 (85% )和 B5 ( CK)。根
冠比随水分梯度的增大呈逐渐减小的趋势，B4
(85% )水分处理的根冠比最小，为 0. 88，显著低于
处理 B1(55% )，其他处理差异不显著。
表 3 不同水肥处理下华北落叶松 1 年生容器苗根生物量、根冠比及总根长①
Tab． 3 Seedling root biomass，root-top ratio and root length in response to different irrigation and fertilization treatments
处理
Treatment
根生物量
Ｒoot biomass /( g·seedling － 1 )
根冠比 Ｒoot / shoot
总根长
Ｒoot length /( cm·seedling － 1 )
施肥
Fertilization
treatment
A1(50 mg·seedling － 1 ) 0. 25 ± 0. 04b 0. 93 ± 0. 09b 359. 85 ± 9. 31b
A2(100 mg·seedling － 1 ) 0. 29 ± 0. 07a 0. 96 ± 0. 11a 392. 06 ± 8. 28a
A3(150 mg·seedling － 1 ) 0. 19 ± 0. 09c 0. 90 ± 0. 23b 364. 37 ± 8. 56b
灌溉
Irrigation
treatment
B1(55% ) 0. 23 ± 0. 09ab 0. 97 ± 0. 16a 349. 96 ± 10. 27c
B2(65% ) 0. 22 ± 0. 05b 0. 94 ± 0. 11ab 367. 02 ± 14. 79bc
B3(75% ) 0. 25 ± 0. 07a 0. 93 ± 0. 13ab 399. 14 ± 14. 52a
B4(85% ) 0. 23 ± 0. 10ab 0. 88 ± 0. 08b 374. 97 ± 9. 53b
B5(CK) 0. 24 ± 0. 09a 0. 91 ± 0. 24ab 370. 85 ± 11. 09b
①表中数据为平均值 ±标准误。同列不同小写字母表示采用 Duncan 法进行多重比较后的结果，字母不同表示差异显著(P ＜ 0. 05)。下
同。The figures in the table are mean ± standard error． The same letter indicates no significant difference in a column，the different small letter indicates
significance at 0. 05 level． The same below．
2. 2 不同水肥处理对苗木总生物量、根表面积及根
体积的影响
对具有交互作用的苗木总生物量、根表面积及体
积指标，进行交互效应分析发现，处理 A2B3，A2B4，
A2B5 的苗木总生物量处于较高水平，处理 A3B1，
A3B2，A3B3，A3B4 的苗木总生物量处于较低水平。
多重比较结果表明，水肥处理 A2B3 的总生物量最
大，明显高于其他处理(P ＜ 0. 05)，为0. 64 g·株 － 1，
水肥处理 A3B1 下的苗木总生物量 (0. 35 g·株 － 1)
最低(表 4)。随着底部渗灌灌水量的增加，苗木根
表面积和体积呈先逐渐增大再减小且趋于稳定的趋
势，在灌水梯度为 75%时达到最大。随着施肥量的
提高，根表面积和体积也呈先增大再减小的趋势，在
施肥量为 100 mg·株 － 1时为最大。多重比较结果表
明，苗木根表面积在处理 A2B3，A1B3 及 A2B4 下处
于较高水平，在处理 A3B1 及 A1B1 下处于较低水
平; 苗木根体积在处理 A2B3 和 A3B3 下处于较高
水平，在处理 A3B1，A1B1，A1B5 及 A3B2 下处于较
低水平(表 4)。
表 4 不同水肥处理下华北落叶松 1 年生容器苗总生物量、根表面积及体积
Tab． 4 Seedling biomass，root surface area and root volume in response to different irrigation and fertilization treatments
水肥处理
Fertilization and
irrigation treatments
(茎 +根)总生物量
Biomass /( g·seedling － 1 )
根表面积
Ｒoot surface area /( cm2·seedling － 1 )
根体积
Ｒoot volume /( cm3·seedling － 1 )
A1
B1 0. 50 ± 0. 02c 52. 85 ± 2. 29de 0. 50 ± 0. 03d
B2 0. 49 ± 0. 03c 58. 80 ± 0. 87cd 0. 55 ± 0. 02c
B3 0. 55 ± 0. 02b 64. 96 ± 1. 26b 0. 61 ± 0. 02bc
B4 0. 53 ± 0. 03b 53. 69 ± 2. 95d 0. 56 ± 0. 05c
B5 0. 52 ± 0. 02bc 53. 62 ± 3. 75d 0. 50 ± 0. 03d
A2
B1 0. 54 ± 0. 04b 56. 56 ± 1. 64cd 0. 53 ± 0. 03cd
B2 0. 56 ± 0. 02b 63. 86 ± 1. 76b 0. 62 ± 0. 05b
B3 0. 64 ± 0. 05a 69. 73 ± 2. 32a 0. 69 ± 0. 04a
B4 0. 60 ± 0. 03ab 64. 59 ± 2. 07b 0. 63 ± 0. 01b
B5 0. 59 ± 0. 03ab 63. 27 ± 1. 18b 0. 61 ± 0. 06bc
A3
B1 0. 35 ± 0. 04d 47. 88 ± 2. 13e 0. 48 ± 0. 05d
B2 0. 36 ± 0. 02d 53. 97 ± 1. 74d 0. 51 ± 0. 04d
B3 0. 39 ± 0. 03d 60. 80 ± 3. 30bc 0. 65 ± 0. 05ab
B4 0. 36 ± 0. 03d 59. 52 ± 1. 52c 0. 58 ± 0. 03c
B5 0. 44 ± 0. 01cd 60. 87 ± 2. 11bc 0. 60 ± 0. 03bc
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林 业 科 学 51 卷
2. 3 不同水肥处理对苗木根系径级分布的影响
苗木根系累计长度随着径级的减小呈先逐渐增
大再稍减小且趋于稳定的趋势，尤其从第 4 径级降
低到第 2 级，根系累计长度增加最为剧烈 (图 1)。
不同施肥量下苗木根系累计长度在各径级分布比例
上差异明显，处理 A2 在第 1 径级的根系累计长度
占总根长的 35% ～ 42%，第 2 径级的根系累计长度
占 41% ～ 45%，其细根 (1 径级 + 2 径级，即 0. 0 ＜
D≤0. 5 mm)所占比例大于其他处理。不同渗灌水
分梯度下苗木细根所占比例随水分梯度的增加呈先
逐渐增多后减少的趋势，处理 B3(75% )的细根所占
比例最大，达 78% ～ 87%。
与根系累计长度的变化曲线不同，苗木根系累
计表面积随水分梯度和施肥量的变化相对缓和(图
2)，径级较大的根系累计表面积也占有一定比例，
第 3，4，5 这 3 个径级的根系累计表面积共占根系总
表面积的 40%。各施肥处理在第 1 和第 2 径级的
根累计表面积占总表面积的 59% ～ 64%，其中，A2
处理的细根所占比例最大(64% )。相同施肥量不
同水分梯度的累计表面积均随根系径级的减小呈先
平稳增加再减小的趋势，其中，水分处理 B3 在第 1，
2 径级的根累计表面积占总表面积的比例最大，为
63%，其次是 B4。15 个水肥处理中，A2B3，A2B4 及
A3B5 的细根所占比例处于较高水平，A3B1，A1B4
及 A1B5 的细根所占比例处于较低水平。
从根系累计体积在不同径级间的分布可知(图
3)，各处理的根系累计体积随径级的减小呈先减小
再逐渐增加再减小的趋势，不同水分梯度的 3 个施
肥处理中，A2 处理的细根所占比例最大，为 44% ～
51% ; 各施肥处理的 5 个水分梯度中，B3 的细根所
占比例最大，为 45% ～ 51%。15 个水肥处理中，
A2B3，A2B4 及 A3B3，A3B5 的细根所占比例处于较
高水平，A1B4，A3B1 及 A1B5 的细根所占比例处于
较低水平。
图 1 不同水肥处理对华北落叶松 1 年生容器苗根系累计长度的影响
Fig． 1 Total root length in response to different irrigation and fertilization treatments
1. 第 1 径级 Diameter class(0. 0 ＜ D≤0. 2 mm) ; 2. 第 2 径级 Diameter class(0. 2 ＜ D≤0. 5 mm) ;
3. 第 3 径级 Diameter class(0. 5 ＜ D≤1. 0 mm) ;4. 第 3 径级 Diameter class(1. 0 ＜ D≤2. 0 mm) ;
5. 第 3 径级 Diameter class(D ＞ 2. 0 mm) ．下同。The same below．
图 2 不同水肥处理对华北落叶松 1 年生容器苗根系累计表面积的影响
Fig． 2 Total root surface area in response to different irrigation and fertilization treatments
2. 4 不同水肥处理对基质 pH 值及电导率的影响
由图 4 可见，不同水肥处理对育苗基质的 pH
值存在显著影响(P ＜ 0. 05)。育苗初始基质 pH 值
为 5. 86，11 月份取样时各处理下基质平均 pH 值达
到 6. 16，即随着育苗时间的增长基质 pH 值有所增
加。随着灌水梯度的增加，基质 pH 值平缓减小且
趋于稳定，渗灌处理下 B1，B2，B3，B4 的基质平均
pH 值分别为 6. 28，6. 13，6. 14，6. 13，上方灌溉 B5
的基质 pH 值最小(6. 12)。随着施肥量的增大，基
质 pH 值逐渐减小，施肥处理 A1，A2，A3 的基质平
均 pH 值分别为 6. 47，6. 32，5. 70。不同水肥组合
中，A1B3，A2B1 的基质 pH 值处于较高水平，显著高
于初始基质 pH 值; A3B3，A3B4 及 A3B5 的基质 pH
值处于较低水平(图 4)。
04
第 6 期 奚 旺等: 底部渗灌条件下水肥对华北落叶松容器苗生长及基质 pH 值、电导率的影响
图 3 不同水肥处理对华北落叶松 1 年生容器苗根系累计体积的影响
Fig． 3 Total root volume in response to different irrigation and fertilization treatments
图 4 不同水肥处理对华北落叶松容器苗基质 pH 值的影响
Fig． 4 The pH values of media in response to different irrigation and fertilization treatments
根据表 5 可知，基质电导率随着时间的变化呈
先增大再逐渐减小的趋势，各处理平均值从初始的
0. 52 mS·cm － 1增大到 7 月份的 1. 79 mS·cm － 1，又下
降到 11 月份的 0. 78 mS·cm － 1。不同水肥处理对育
苗基质的电导率存在显著影响(P ＜ 0. 05)，随着施
肥量的增大，基质电导率逐渐增大，施肥处理 A1，
A2，A3 的基质平均电导率分别为 0. 82，1. 14，1. 76
mS·cm － 1。随着底部渗灌灌水量的增加，基质电导
率呈先逐渐增大再减小的趋势，水分处理 B1，B2，
B3，B4，B5 的基质平均电导率分别为 1. 79，1. 81，
1. 81，1. 76，1. 77 mS·cm － 1(表 5)。
表 5 不同水肥处理对华北落叶松容器苗基质电导率的影响
Tab． 5 The EC values of media in response to different irrigation and fertilization treatments
水肥处理
Errigation and
fertilization treatments
初始 EC 值
The initial EC value /
(mS·cm － 1 )
7 月份 EC 值
The EC values of July /
(mS·cm － 1 )
9 月份 EC 值
The EC values of September /
(mS·cm － 1 )
11 月份 EC 值
The EC values of November /
(mS·cm － 1 )
A1
B1
B2
B3
B4
B5
0. 52
1. 06 ± 0. 09e 0. 73 ± 0. 04e 0. 51 ± 0. 02d
1. 06 ± 0. 13e 0. 68 ± 0. 04e 0. 55 ± 0. 03d
1. 26 ± 0. 07d 0. 86 ± 0. 06de 0. 66 ± 0. 02c
1. 13 ± 0. 12de 0. 69 ± 0. 05e 0. 44 ± 0. 01e
1. 28 ± 0. 11d 0. 79 ± 0. 05e 0. 55 ± 0. 04d
A2
B1
B2
B3
B4
B5
0. 52
2. 09 ± 0. 11b 1. 18 ± 0. 04d 0. 59 ± 0. 03cd
1. 82 ± 0. 12bc 0. 73 ± 0. 06e 0. 52 ± 0. 02d
1. 73 ± 0. 13c 1. 05 ± 0. 02d 0. 59 ± 0. 02cd
1. 67 ± 0. 06c 1. 41 ± 0. 07c 0. 62 ± 0. 03c
1. 64 ± 0. 09c 0. 97 ± 0. 04d 0. 50 ± 0. 01d
A3
B1
B2
B3
B4
B5
0. 52
2. 29 ± 0. 08ab 1. 76 ± 0. 08b 0. 79 ± 0. 04b
2. 39 ± 0. 12ab 1. 89 ± 0. 09a 0. 92 ± 0. 05a
2. 49 ± 0. 13a 1. 84 ± 0. 08ab 0. 81 ± 0. 04b
2. 47 ± 0. 07a 1. 97 ± 0. 05a 0. 96 ± 0. 06a
2. 53 ± 0. 10a 1. 96 ± 0. 07a 0. 97 ± 0. 05a
3 讨论
水和肥作用是相互影响的，适宜的水分和养分
配比可促进苗木对养分吸收，提高苗木质量 (王力
等，2004; 奚旺等，2014b)。本试验表明，在施肥量
为 100 mg·株 － 1 (A2)时苗木生物量及根系指标达
到最大(表 3，4)，在此施肥量下，与上方灌溉(85%，
CK)相比，灌水梯度为 85%的底部渗灌处理下苗木
在生物量、根系长度、表面积及体积上均有所提高，
分别 增 加 了 1. 69%，1. 19%，2. 10% 及 3. 28%。
14
林 业 科 学 51 卷
Pinto 等(2008)的研究也证明，底部渗灌下培育的淡
紫松果菊苗木较上方喷灌处理在生物量上提高了
14%，苗高增加了 15%，苗木死亡率明显降低。
Bumgarner 等 (2008)和 Davis 等 (2011a)对美国红
栎、柯阿金合欢的研究也显示，底部渗灌处理下培育
的苗木质量有所提高。Dumroese 等 (2011)、Landis
等(2006)对美洲山杨(Populus tremuloides)、北美蓝
云杉树种的研究表明，容器苗底部渗灌培育的苗木
在形态指标上相比上方喷灌没有明显差异，而苗木
的养分浓度有所增多。另外，底部渗灌条件下，施肥
处理 A2(100 mg·株 － 1 )的细根所占比例最大，显著
高于其他施肥处理。原因可能是上方喷灌培育容器
苗存在肥料的淋溶流失，导致苗木肥料利用效率降
低，而底部渗灌系统不存在养分淋溶，可提高肥料的
有效性，苗木水肥利用效率有所提高，Ｒichards 等
(2004)的研究也证明了这一点。
细根的吸收能力强于粗根，一般细根所占比例
越大，根系吸收能力越强，且大量的须根利于形成根
团(张德健等，2011; 张金浩等，2014)。苗木生物
量、根系形态指标均随灌水梯度和施肥量的增加呈
先逐渐增大再减小的趋势，以处理 A2B3 最大，这说
明适宜的水肥梯度下进行渗灌处理不仅利于节水节
肥，而且可以促进苗木生物量的积累和根系的生长。
对根系形态参数在各径级上的分布比例进行分析表
明，随着水分梯度的增加，各处理细根 (0. 0 ＜ D≤
0. 5 mm)所占比例呈先逐渐增大再减小的趋势，这
一结果说明水分梯度过低或过高均不利于苗木细根
的发育，Lorenzo 等 (1998)和张晓蕾等 (2011) 的研
究也表明:植株生长对土壤水分状况非常敏感，在植
物达到最优的水分条件后再增加灌水是一种浪费且
不利于植物根系生长。
pH 值是基质的重要理化参数，也是影响根系生
长发育及吸收水分和养分能力的重要因素(张晓蕾
等，2011; 杨延杰等，2013)。基质 pH 值随着育苗
时间的变化有所增加，随着施肥量的增大而减小，随
灌水梯度的增加平缓减小，底部渗灌条件下的基质
pH 值平均比上方灌溉高出 0. 18% ～ 2. 61%，但各
处理下基质酸碱度均表现为微酸性(图 4)，符合理
想育苗基质的要求(张晓蕾等，2011)。
电导率是基质分析的一项重要指标，能够反映
基质可电离盐类的溶液浓度，电导率太高，会造成盐
渍伤害，降低根系吸收能力，苗木生长不良; 电导率
过低则营养缺乏，对苗木生长不利 (杨延杰等，
2013)。基质电导率随育苗时间的变化呈先增大再
逐渐减小的趋势，这可能是由苗木生长及缓释肥的
释放规律造成的; 随水分梯度的增加呈先增大再减
小的趋势，底部渗灌与上方灌溉的基质电导率差异
不显著; 随施肥量的增加而增大，各处理的基质电
导率在 0. 5 ～ 2. 5 mS·cm － 1 (表 5)，均在植物生长安
全范围内(≤2. 6 s·m － 1 ) (杨延杰等，2013)。这与
Landis 等(2004)的研究结果相似。
总之，底部渗灌条件下，华北落叶松当年生容器苗
最佳水肥组合为 75%灌水梯度和 100 mg·株 － 1施氮量，
此处理下的根系细根(0 ＜ D≤0. 5 mm)所占比例最大，
根累计长度为 82%、根累计表面积为 62%、根累计体积
为 46%，苗木质量明显提高; 各处理的基质pH5. 5 ～
6. 5之间，电导率 0. 5 ～2. 5 mS·cm － 1，均在苗木生长的
适宜范围内。
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(责任编辑 王艳娜)
34