全 文 ：第 51 卷 第 7 期
2 0 1 5 年 7 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 51，No. 7
Jul．，2 0 1 5
doi:10．11707 / j．1001-7488．20150703
收稿日期: 2014 － 04 － 09; 修回日期: 2014 － 10 － 19。
基金项目: “948”计划资助项目(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。
底部渗灌灌水梯度对栓皮栎容器苗
生长和养分状况的影响*
陈 闯 刘 勇 李国雷 孙巧玉 王 琰 万芳芳
(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】探讨底部渗灌不同灌水梯度对栓皮栎容器苗水分利用效率、形态特征和养分状况的影响，以期
为栓皮栎容器苗精准灌溉提供科学依据。【方法】选取栓皮栎当年生播种容器苗为研究材料，采用 2 种容器规格
(D40 容器: 体积 656 cm3，规格 6. 4 cm × 25 cm; D60 容器: 体积 983 cm3，规格 6. 4 cm × 36 cm)，设置 4 个灌水梯度
(85%，75%，65%，55%基质饱和水质量)，研究不同灌水梯度处理下栓皮栎容器苗用水量、生长、养分状况和基质
电导率(EC)的变化。【结果】1) 栓皮栎容器苗用水量随着灌水梯度的降低依次下降，水分利用效率没有呈现类似
规律，但灌水梯度高的处理水分利用效率也较高。2) 灌水梯度为饱和含水量的 75% ～ 85%时，苗木的高、地径、茎
生物量、根生物量和单株生物量指标在所有处理中都达到最大。灌水梯度为饱和含水量 75% 和 85% 2 个处理间
的形态指标差异不显著，但二者与其他含水量更低的处理差异显著。3) 处理之间在养分浓度方面无明显规律;但
养分含量方面，灌水梯度为基质饱和含水量 75%和 85% 2 个处理的单株和各器官中养分含量均显著高于其他基质
含水量更低的处理，且 2 个处理之间的养分含量差异不显著。4) 大规格容器苗木要比小规格容器苗木用水量多，
但在形态和生物量方面，大规格容器的处理表现更优。在养分状况方面，大规格容器培育的苗木养分含量显著大
于小规格容器培育的苗木，而养分浓度差异不显著。5)底部渗灌显著提高了基质上层的 EC 值，所有处理基质中层
和下层的 EC 值无显著差异，且均显著低于上层，而灌水梯度的大小对基质上层的 EC 值无显著影响。本试验测定
的 EC 值均低于危害苗木的最大 EC 值，不会对苗木造成不利影响。【结论】容器为 D60、底部渗灌灌水梯度为 85%
和 75% 2 个处理栓皮栎容器苗水分利用效率较高，2 个处理之间的苗高、地径、生物量和氮、磷、钾含量等指标无显
著差异，但均大于或显著大于其他处理，其基质上层的 EC 值均低于可能危害苗木的最大 EC 值。因此，从既节水又
有利于苗木生长的角度考虑，栓皮栎容器苗底部渗灌的最佳灌水和容器组合为基质饱和水质量的 75% 和 D60
容器。
关键词: 栓皮栎; 容器苗; 底部渗灌; 灌水梯度
中图分类号: S723. 1 + 3 文献标识码: A 文章编号: 1001 － 7488(2015)07 － 0021 － 07
Effects of Sub-Irrigation Gradients on Growth and Nutrient Status
of Containerized Seedlings of Quercus variabilis
Chen Chuang Liu Yong Li Guolei Sun Qiaoyu Wang Yan Wan Fangfang
(Key Laboratory for Silviculture and Conservation of Ministry of Education Beijing Forestry University Beijing 100083)
Abstract: 【Objective】This research was carried out to investigate the effects of sub-irrigation gradients on water use
efficiency，morphology and nutrient status，and to provide a scientific basis for precision irrigation of containerized Quercus
variabilis seedlings． 【Method】Annual containerized seedlings of Q． variabilis using two container sizes (D40 container:
volume 656 cm3，specification 6． 4 cm × 25 cm; D60 container: volume 983 cm3，specification 6． 4 cm × 36 cm) were treated
with four sub-irrigation gradients (85%，75%，65%，55% saturated medium weight) to investigate the changes of water
consumption，growth，nutrient status and electrical conductivity ( EC) of the growing medium．【Ｒesult】1) The water
consumption of containerized Q． variabilis seedlings decreased successively when sub-irrigation gradients dropped． The water
use efficiency did not show similar patterns，but the higher sub-irrigation gradient had the higher water use efficiency． 2)
The seedlings with sub-irrigation of 85% and 75% saturated medium weight reached the maximum values in height，
diameter，stem biomass，root biomass and total individual biomass in all treatments，and no significant difference was found
between these two sub-irrigation gradients，but higher or significantly higher than other treatments． 3) There was no obvious
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pattern among different treatments in nutrient concentration． However，the seedlings with sub-irrigation of 85% and 75%
saturated medium weight had significantly higher nutrient content in plants or different organs than other treatments，and
there was no significant difference between these two treatments in nutrient content． 4) The seedlings with large size
containers had water consumption higher than those with small size containers，and displayed a better performance in
morphology，biomass and nutrient content，however，no significant difference was found between different container sizes in
nutrient concentration． 5) Sub-irrigation significantly increased the EC value of the upper layer of growing media． The EC
value of the middle and lower layers of growing media was not significantly different from each other，but significantly lower
than that of the upper layer． There was no significant difference among the treatments in the EC value of the upper layer of
growing media． The EC value in our study was lower than the threshold EC value which causes harm to seedlings，and would
not have harmful effect on seedlings． 【Conclusion】The seedlings with sub-irrigation of 85% and 75% saturated medium
weight content with D60 container had the highest water consumption and higher water use efficiency． There was no
significant between these two treatments in height，diameter，biomass，and contents of nitrogen，phosphorus and potassium，
but higher or significantly higher than other treatments． Their EC values in upper layer of growing medium were lower than
the threshold EC value which causes harm to seedlings． Therefore，in terms of water saving and growth promotion，the
optimal treatment was D60 container with sub-irrigation of 75% saturated medium weight．
Key words: Quercus variabilis; containerized seedlings; sub-irrigation; sub-irrigation gradients
目前，林木容器苗培育主要采用上方喷灌
( overhead irrigation)和随水施肥技术，未被苗木利
用而流失的水量可达灌水量的 72% ( Dumroese et
al．，1995 )，淋溶的氮和磷可达施肥量的 19% 和
64% ( Juntenen et al．，2002)。为了降低容器苗生产
中水资源浪费，减少肥料淋溶带来的污染，国内外研
究者从植物本身生长生理特性和水分利用率出发，
提出了许多节水灌溉技术，其中底部渗灌 ( sub-
irrigation)因其节能、减排、高效而备受青睐。容器
苗底部渗灌是指在水泵作用下，把储水箱的水经输
水管注入渗灌槽，容器苗通过育苗基质的毛细管作
用从渗灌槽底部吸取所需水分，未被利用的水通过
回水管流回储水箱，可再次循环利用 (祝燕等，
2013)。目前关于底部渗灌的研究已经在北美蓝云
杉(Picea pungens)、北美红栎 (Quercus rubra)、美洲
山杨 ( Populus tremuloides ) 和柯阿金合欢 ( Acacia
koa)等国外造林树种上开展，涉及底部渗灌对节水
量、苗木生长状态、营养元素含量、盐分积累等的影
响(Dumroese et al．，1995; 2006; 2007; 2011; Davis
et al．，2008; 2011a; 2011b; Landis et al．，2006;
Pinto et al．，2008)。研究证明，底部渗灌可大大减少
育苗用水量和养分淋溶，并且能够培育出苗木质量
与上方喷灌效果相同甚至更高的苗木。但不同树种
在底部渗灌条件下的最佳渗灌参数还有待研究，我
国在这方面的研究尤为缺乏。
栓皮栎(Quercus variabilis)是我国重要的造林树
种之一，具有较高的生态价值和经济价值，其苗木培
育技术一直受到重视。例如，毛海颖(2010)研究发
现，上方灌溉下当年生栓皮栎播种苗最佳基质含水量
是 60%，水肥耦合当年生栓皮栎苗木的最佳土壤水
势在 － 0. 126 2 ～ － 0. 056 0 MPa 之间 (杨自立，
2011)。但有关栓皮栎容器苗在底部渗灌下的最佳渗
灌梯度尚未见报道。本文以栓皮栎当年生容器苗为
研究对象，研究底部渗灌不同渗灌梯度对栓皮栎容器
苗水分利用效率及养分吸收特性的影响，以期为栓皮
栎容器苗精准灌溉提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 试验地与试验材料
试验地在北京市鹫峰北京林业大学能源林野外
试验站温室(40°0354″N，116°0545″E)。试验所用栓
皮栎种子于 2012 年 9 月中旬采购于河南省灵宝市伏
秦苗木花卉繁育中心，预处理用 50 ℃ 温水浸泡
30 min，杀死象鼻虫，摒弃漂浮在水面的劣种，余下种
子沥水后平铺于纸上阴干，随后置于 2 ℃冷藏柜中保
存待用。育苗容器为 D40 容器(体积 656 cm3，规格
6. 4 cm × 25 cm)和 D60 容器 (体积 983 cm3，规格
6. 4 cm × 36 cm)2 种规格(美国 Stuewe ＆ Sons 公司生
产)。育苗基质由草炭(丹麦品氏托普公司生产的 5
号基质)和蛭石按体积比 3∶ 1均匀混合而成。肥料为
绿色植物营养无机包裹型缓释肥(济南乐喜施肥料有
限公司，N∶ P2O5 ∶ K2O 质量比13∶ 13∶ 13，肥效 5 ～ 6 个
月)，按照每株苗最优施肥量 125 mg 计算 (李国雷
等，2012)，在基质中加入缓释肥，充分混匀。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 试验设计 试验采用双因素随机区组设
计，因素 1 为容器规格，2 个水平，分别是 D60 容器
(A)和 D40 容器(B); 因素 2 是供水量，设置 4 个灌
水梯度，分别为基质饱和水质量的 85%，75%，
65%，55%。共 8 个处理 (表 1 )，每个处理重复 5
22
第 7 期 陈 闯等: 底部渗灌灌水梯度对栓皮栎容器苗生长和养分状况的影响
次，每个重复 8 株苗木。
1. 2. 2 播种与苗期管理 播种前，种子按 1 ∶ 3体积
比与湿沙混合均匀，放入温室中催芽，于 2013 年 4
月 26 日挑选露胚根和裂嘴的种子播种于装填好基
质的容器中，每个容器播种 1 粒。种子播后到幼苗
发芽整齐，统一采用上方喷灌，每天喷水 1 次，使基
质保持湿润。出苗后及时除草，每隔 1 周喷洒浓度
为 0. 1% 的 50% 多菌灵可湿性粉剂。在培育过程
中，采用自然光，温室温度白天 28 ℃、夜间 16 ℃。
同一处理同一区组中苗木每周进行 1 次位置轮换，
以减少边缘效应。
1. 2. 3 灌水量控制 苗木用水量的测定采用经典
称质量法。首先用精度为千分之一的 SＲ6400 天平
称量装满干燥基质 ( D60 容器 983 cm3，D40 容器
656 cm3)的容器质量，再用上部喷灌浇至水分饱和
并称质量，用饱和时容器和托盘的质量减去之前装
满干燥基质的容器和托盘质量，即得到饱和时基质
中的水质量(达到饱和时 D60 容器和托盘的质量约
为 11. 20 kg，基质干燥时 D60 容器和托盘的质量约
为 7. 14 kg，则饱和时水分质量为 11. 20 － 7. 14 =
4. 06 kg)。出苗 1 个月以后，苗木根系足够发达时，
浇 1 次饱和水，之后每天上午 6:00—7:00 对所有容
器进行称质量监测。当底部渗灌处理的水分质量分
别小于饱和时水分质量的 85%，75%，65%，55%时
(误差范围控制在 5%，忽略苗木本身的质量)，采用
整理箱(规格 570 mm × 415 mm × 315 mm，容量 50
L)盛水模拟渗水槽，进行底部渗灌至容器达到饱和
水质量。对渗灌前后的容器称质量，计算出每个处
理每次渗灌的水量。试验末期(约 10 月下旬)，将
苗木从温室移至室外，灌溉量减少至饱和含水量的
55%，促进苗木木质化。
1. 3 测定指标
苗木落叶后(2013 年 11 月 23 日)，进行破坏取
样，并用电导率 ( electrical conductivity，EC)快速测
定仪(Spectrum Technologies 公司生产)测定基质内
上、中、下不同深度的 EC 值，对每处理所有苗木进
行测定; D40 容器分别在距基质表层 1 ～ 3 cm，11 ～
13 cm，23 ～ 25 cm 测定，D60 容器分别在距基质表层
1 ～ 3 cm，17 ～ 19 cm，34 ～ 36 cm 测定。对每处理所
有苗木测定苗高和地径后，用清水小心冲洗掉根系
周围的基质，再用蒸馏水润洗 2 次。然后将苗木在
地径处剪开，茎和根分别装入信封，带回实验室
70 ℃下烘 72 h 至恒质量，分别称质量测定生物量。
将烘干样品粉碎，过 0. 25 mm 筛，四分法取 0. 2 g，
用浓 H2SO4-H2O2 消煮，凯氏定氮法测定单氮，铝锑
抗吸光光度计法测定单磷，火焰光度计法测定单钾
(鲍士旦，2005)。
1. 4 数据分析
灌溉水分利用效率 (WUEi，irrigation water use
efficiency，g·L － 1 ) 用总干物质增量和总灌水量比值
表示，计算公式如下: WUEi = (DMt － DMa ) / I，式中:
DMt( total dry mass) 为总干物质质量，DMa ( average
dry mass) 为处理前栓皮栎种子平均干物质质量，I 为
该苗木处理期间总灌水量。
用 SPSS 18. 0 软件对试验数据进行 One-way
ANOVA 分析;如处理间差异显著，用 Duncan 法在
0. 05 水平上进行多重比较。利用 Excel 2010 和
SigmaPlot 12. 0 软件对数据进行处理和绘图。
2 结果与分析
2. 1 灌水梯度和容器规格对栓皮栎容器苗用水量
和水分利用效率的影响
对栓皮栎容器苗用水量的方差分析表明，不同
处理对苗木用水量有显著影响，灌水梯度和容器规
格各自对用水量影响显著(P ＜ 0. 05);二者存在交
互作用，并对用水量影响显著 ( P ＜ 0. 05)。由表 1
多重比较可知，灌水梯度相同时，A 容器苗木用水量
显著多于 B 容器苗木; 容器规格相同时，用水量随
着灌水梯度的降低依次下降，其中 A-85 处理苗木的
用水量最大，为每株 2. 84 L。
灌水梯度对水分利用效率影响显著 ( P ＜
0. 05)，容器规格对水分利用效率无显著影响 (P ＞
0. 05);二者存在交互作用，并对水分利用效率影响
显著(P ＜ 0. 05)。表 1 多重比较表明，各处理间水
分利用效率无明显规律，B-55 处理苗木的水分利用
效率最大(3. 26 g·L － 1)，显著高于其他处理，但灌水
梯度高的处理水分利用效率也较高。
2. 2 灌水梯度和容器规格对栓皮栎容器苗形态特
征和生物量的影响
由方差分析可知，除高径比外，灌水梯度和容器
规格都各自对苗木其他形态特征和生物量有显著影
响(P ＜ 0. 05)，二者的交互作用也对除高径比外的其
他指标有极显著影响(P ＜ 0. 001)。表 2 多重比较结
果显示，灌水梯度相同时，随着容器规格的增大，苗
高、地径、茎生物量、根生物量和单株生物量均有增大
的趋势，灌水梯度越大，这种趋势越明显。容器规格
相同时，灌水梯度高的处理在这些指标上表现更优。
A-85 处理的地径、茎生物量、根生物量和单株生物量
指标在所有处理中都达到最大，分别为 4. 88 mm，
3. 25 g，8. 18 g 和 11. 43 g，A-75 处理的苗高最大为
66. 6 cm。但 A-85 和 A-75 处理之间苗高、地径、茎生
物量无显著差异，A-85，A-75，A-65，B-75 处理之间根
生物量和单株生物量无显著差异。所有处理之间的
32
林 业 科 学 51 卷
高径比不存在显著差异。
表 1 底部渗灌灌水梯度和容器规格的用水量①
Tab． 1 The water consumption of sub-irrigation gradients and container size
处理
Treatment
容器规格 Container size
口径
Top diameter / cm
高度
Depth / cm
体积
Volume / cm3
用水量
Water consumption /
(L·seedling － 1 )
水分利用效率
WUEi /( g·L
－ 1 )
A-85 3. 6 36 983 2. 84 ± 0. 02a 2. 97 ± 0. 02b
A-75 3. 6 36 983 2. 76 ± 0. 01b 2. 69 ± 0. 02de
A-65 3. 6 36 983 2. 47 ± 0. 01c 2. 81 ± 0. 03cd
A-55 3. 6 36 983 2. 32 ± 0. 05d 2. 61 ± 0. 03ef
B-85 3. 6 25 656 2. 16 ± 0. 02e 2. 81 ± 0. 07cd
B-75 3. 6 25 656 2. 14 ± 0. 03e 2. 88 ± 0. 06bc
B-65 3. 6 25 656 1. 97 ± 0. 02f 2. 53 ± 0. 02f
B-55 3. 6 25 656 1. 58 ± 0. 04g 3. 26 ± 0. 05a
①A，B 分别表示 D60，D40 容器; 85，75，65，55 分别表示 4 种底部渗灌梯度。小写字母为 Duncan 多重比较结果，相同字母表示同列差异
不显著，不同字母表示同列差异显著(P ＜ 0. 05) ; “ ±”后的数值为标准差。下同。A，B mean D60 and D40 container; 85，75，65，55 mean four
different subirrigation gradients． Column values not followed by the same letter are significantly different (P ＜ 0. 05) according to Duncan’s test． The
figures behind“ ±”are standard deviations． The same below．
表 2 底部渗灌灌水梯度和容器规格对栓皮栎容器苗形态特征和生物量的影响
Tab． 2 The effect of sub-irrigation gradients and container size on the morphological and
biomass of Quercus variabilis container seedlings
灌溉方式
Irrigation
method
苗高
Height / cm
地径
Ｒoot-collar
diameter /mm
高径比
H /D ratio
茎生物量
Shoot biomass / g
根生物量
Ｒoot biomass / g
单株生物量
Total biomass / g
A-85 66. 5 ± 1. 48a 4. 88 ± 0. 12a 13. 75 ± 0. 26a 3. 25 ± 0. 19a 8. 18 ± 0. 60a 11. 43 ± 0. 77a
A-75 66. 6 ± 1. 38a 4. 72 ± 0. 10ab 14. 17 ± 0. 23a 2. 93 ± 0. 13ab 7. 51 ± 0. 54ab 10. 44 ± 0. 66ab
A-65 61. 5 ± 1. 28b 4. 39 ± 0. 11cde 14. 11 ± 0. 21a 2. 71 ± 0. 15bc 7. 24 ± 0. 54abc 9. 95 ± 0. 67ab
A-55 61. 5 ± 0. 98b 4. 54 ± 0. 08bc 13. 62 ± 0. 23a 2. 60 ± 0. 11bcd 6. 46 ± 0. 35bcd 9. 06 ± 0. 44bc
B-85 62. 0 ± 1. 11b 4. 49 ± 0. 65bcd 14. 00 ± 0. 26a 2. 71 ± 0. 10bc 6. 32 ± 0. 36bcd 9. 03 ± 0. 45bc
B-75 62. 4 ± 1. 40b 4. 55 ± 0. 72bc 13. 71 ± 0. 40a 2. 85 ± 0. 13b 6. 98 ± 0. 45abc 9. 83 ± 0. 55ab
B-65 59. 8 ± 1. 02bc 4. 18 ± 0. 08e 14. 50 ± 0. 33a 2. 42 ± 0. 11cd 5. 56 ± 0. 34d 7. 98 ± 0. 44c
B-55 57. 8 ± 1. 09c 4. 24 ± 0. 06de 13. 74 ± 0. 32a 2. 25 ± 0. 08d 5. 89 ± 0. 28cd 8. 14 ± 0. 32c
2. 3 灌水梯度和容器规格对栓皮栎容器苗氮、磷、
钾浓度的影响
方差分析结果显示，容器规格单独仅对栓皮栎
容器苗茎中磷和根中钾浓度影响达到显著水平
(P ＜ 0. 05)，B 容器苗的茎中钾浓度显著高于 A 容
器苗(图 1B，C)。灌水梯度单独仅对栓皮栎容器苗
茎中磷浓度影响达到显著水平(P ＜ 0. 05)。容器规
格和灌水梯度存在交互作用，仅对茎中磷浓度和根
中钾浓度影响显著(P ＜ 0. 05)。
多重比较结果显示，灌水梯度相同时，苗木茎中
磷浓度随容器规格的增大有增加的趋势，灌水梯度越
大，这种趋势越不明显(图 1B)，除了 A-85 和B-85处
理外，根中钾浓度也有类似规律(图 1C)。容器规格
相同时，处理之间的规律不明显。在所有处理中，
A-75茎中磷浓度最大(1. 4 mg·g － 1)，B-85 处理根中
钾浓度最大(5. 8 mg·g － 1)。
2. 4 灌水梯度和容器规格对栓皮栎容器苗氮、磷、
钾含量的影响
由方差分析可知，灌水梯度对苗木根的氮、钾含量
和茎、单株的氮、磷、钾含量的影响均达到显著水平
(P ＜0. 05)，容器规格对苗木茎的氮、磷含量和根、单株
的氮、磷、钾含量的影响达到显著水平(P ＜ 0. 05);二者
之间存在交互作用，并对苗木的茎、根和单株氮、磷、钾
含量影响显著(P ＜0. 05)。
多重比较结果(图 2)表明，灌水梯度相同时，苗
木根和单株氮、磷、钾含量随容器规格的增大有增大
的趋势，茎氮、磷含量也有类似规律。容器规格相同
时，灌水梯度高的处理苗木茎、根和单株的氮、磷、钾
含量更高。在所有处理中，A-85 处理的单株磷、钾含
量最大(16. 57，53. 02 mg)，茎氮、磷、钾含量最大
(30. 20，4. 62，10. 12 mg)，根磷、钾含量最大(11. 95，
42. 90 mg);根、单株的氮含量最大值均出现在 A-75
处理中，分别为 83. 54，113. 23 mg。但A-85与 A-75 处
理之间茎的氮、磷、钾含量无显著差异，A-85，A-75，
A-65 处理之间根和单株的氮、磷、钾含量差异不
显著。
2. 5 灌水梯度和容器规格对栓皮栎容器苗基质电
导率的影响
电导率(EC)是反映育苗基质中施肥效果和盐分
浓度的重要特征值。栓皮栎容器苗育苗基质上、中、下
3层 EC值变化趋势如图 3 所示，底部渗灌显著提高了
基质上层的 EC 值(P ＜0. 05)，对基质中层和下层的 EC
42
第 7 期 陈 闯等: 底部渗灌灌水梯度对栓皮栎容器苗生长和养分状况的影响
图 1 底部渗灌灌水梯度 ×容器规格交互作用下
栓皮栎根和茎中氮、磷、钾养分浓度
Fig． 1 N，P and K concentration of sub-irrigation
gradients × container size interaction in root and shoot for
Quercus variabilis container seedlings
相同器官不同的字母表示差异显著 ( P ＜ 0. 05)，否则表示差异不显
著。下同。Means within the same organ sharing different letters are
significantly different according to Duncan’s multiple range test at the 0. 05
probability level． The same below．
值无显著影响(P ＞0. 05)。灌水梯度相同时，育苗基质
上层 EC值随容器规格的增大有增大趋势，中层和下层
EC值变化不明显。容器规格相同时，栓皮栎容器苗育
苗基质 EC值不随灌水梯度的变化而变化，上、中、下 3
层 EC 值变化均不明显。所有处理中，A-85 处理基质
上层 EC 值最高为 1. 74 dS·m －1，但与 A-75，A-65，A-55
处理之间基质上层 EC 值无显著差异; 所有处理基质
中层和下层的 EC 值无显著差异，但均显著低于上层
EC值。
3 结论与讨论
土壤中的水分含量直接影响植物的生长和体内
的营养代谢，研究不同供水状况对苗木生长及生理特
性的影响，其目的是既达到最大的节水效果，又保证
苗木正常生长。因此，在容器育苗中，找到最佳的灌
水梯度是培育高质量苗木的关键。本试验的目的就
图 2 底部渗灌灌水梯度 ×容器规格交互作用下
栓皮栎根和茎中氮、磷、钾养分含量
Fig． 2 N，P and K content of sub-irrigation
gradients × container size interaction in root and shoot for
Quercus variabilis container seedlings
是要找到底部渗灌条件下栓皮栎容器苗的最佳灌水
梯度，即灌水临界值。研究表明，当容器苗基质含水
量降至饱和含水量75%～ 85%时进行灌溉，苗木生长
最好。
从用水规律来看，苗木的用水量与灌水梯度呈正
相关，这与前人的研究结果(毛海颖，2010; 徐庆华，
2010; 高卫东，2011)类似。但栓皮栎容器苗的水分
利用效率并没有呈现与用水量类似的规律，这可能
与栓皮栎种子大小差异及其耐旱性有关，试验中采用
的较低灌水梯度并未过分影响其生物量，从而导致生
物量不一定随用水量发生等量变化。
从形态指标来看，灌水梯度为饱和含水量
75%～ 85%时，苗木的苗高、地径、茎生物量、根生物
量和单株生物量指标在所有处理中都达到最大。灌
水梯度为饱和含水量 75%和 85% 2 个处理间的形
态指标差异不显著，但二者与其他含水量更低的处
52
林 业 科 学 51 卷
图 3 不同处理下基质 3 层深度的电导率
Fig． 3 Electrical conductivity values for different treatments at three depths from the top of the container
理差异显著。可见，适当较高的灌水梯度有利于苗
木在形态指标和生物量方面的表现，徐庆华(2010)
和高卫东(2011)的相关研究也发现土壤较高的水
分状况能够提供苗木充足的水分，促进苗木的生长，
苗木的规格也更大。
从苗木体内养分状况来看，处理之间在养分浓度
方面规律不明显。但养分含量方面，灌水梯度为基质
饱和含水量 75%和 85% 2 个处理的单株和各器官中
养分含量均显著高于其他基质含水量更低的处理，且
2 个处理之间的养分含量差异不显著。分析其原因
可能是土壤水分能直接影响植物体内的营养代谢，充
足的水分能促进植物对养分的吸收(Huang et al．，
2013 )。Khalili 等(2008)研究也表明，土壤的水分状
况在很大程度上决定着养分的有效性和吸收利用，充
足的灌溉能显著提高养分吸收的有效性。育苗的目
的是为了造林，在造林初期，由于苗木从土壤获取养
分和通过光合作用合成营养物质的能力较弱，其成活
和生长主要依靠苗木体内贮藏的养分，增加造林苗体
内的营养物质可以促进造林成活率和早期生长，在贫
瘠或杂草竞争等困难的造林地上效果更加明显(Folk
et al．，2000; Heiskanen et al．，2009; Oliet et al．，
2009 )。
灌水梯度与容器类型有一定交互作用，在用水
量方面，大规格容器苗木要比小规格容器苗木用水
量多，Pinto 等(2008)的相关研究也证明了这一点。
在形态和生物量方面，大规格容器的处理表现更优。
在养分状况方面，大规格容器培育的苗木养分含量
显著大于小规格容器培育的苗木，而养分浓度无明
显规律。相关研究认为，大规格容器能够为容器苗
根系提供更大的生长空间，有利于苗木对水肥的利
用，进而促进其生长，提高养分含量和生物量
(Dominguez-Lerena et al．，2006; Pinto et al．，2008)，
而养分浓度有可能会降低。
底部渗灌下的育苗基质通过毛细管作用将水分
往上运移，随着基质表层水分蒸发，可溶性肥料或灌
溉水中的可溶性盐分逐渐聚集，致使基质上层中的
EC 值增大，相关研究均证明了这一结论(Bumgarner
et al．，2008; Douglas，2011; Dumroese et al．，2006;
2011)。较高的 EC 值是否会对苗木的生长产生伤
害也是研究者很关心的问题，本试验结果表明，底部
渗灌显著提高了基质上层的 EC 值，所有处理基质
中层和下层的 EC 值无显著差异，且均显著低于上
层，而灌水梯度的大小对基质上层的 EC 值无显著
影响。Jacobs 等(2005)研究认为，苗木能够忍受的
最大 EC 值为 2. 5 dS·m － 1左右，而本试验测定的 EC
值都小于 2 dS·m － 1，因此，本试验底部渗灌引起的
较高 EC 值不会对苗木造成不利影响。
综上所述，栓皮栎容器苗底部渗灌灌水梯度为
75%和 85%基质饱和水质量 2 个处理之间的生长
指标、生物量和养分状况等指标无显著差异，但均优
于其他处理。底部渗灌灌水梯度为 85% 基质饱和
水质量的处理栓皮栎容器苗用水量最多(2. 84 L)，
灌水梯度为 75% 基质饱和水质量的处理用水量次
之(2. 76 L)，但比灌水梯度为 85%基质饱和水质量
处理能节约 3. 5%的灌溉水，水分利用效率也较高，
因此，灌水梯度为 75%基质饱和水质量处理的苗木
既节水又能正常生长，是栓皮栎容器苗底部渗灌的
最佳灌水梯度;基质饱和含水量 75%的灌水梯度和
大规格容器 (D60 容器)为栓皮栎容器苗底部渗灌
的最佳培育组合。然而，本试验育苗容器仅采用 2
种规格，在数量上有些偏少，今后的试验中应增加多
种容器类型和规格。另外，试验结论还需要造林数
据的支持，因此底部渗灌对栓皮栎容器苗的造林效
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(责任编辑 徐 红)
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