薄壳山核桃容器苗培育关键技术研究

【摘要】：薄壳山核桃[Carya illinoensis(Wangenh.)K.Koch],为胡桃科山核桃属植物,是世界著名干果、高档木本油料、优质硬阔木材树种,集经济效益、社会效益和生态效益于一身,发展前景广阔,近年来得到了迅速发展。但是当前造林及建园以裸根苗定植为主,成活率低、缓苗慢影响早期效益,严重制约了其种植潜力的彰显;本文对其种子休眠特性、最适容器、基质及控根技术、苗木生长规律、底部渗灌水分管理以及控释肥应用等关键技术进行研究,建立了薄壳山核桃容器苗培育技术体系。主要研究结论如下:1.研究了种壳机械阻碍、内源抑制物质、生理后熟可能导致种子休眠的因素,以及浸种时间、GA3浸种、催芽温度对种子萌发的影响,结果表明:完全剥除、去除胚根端种壳后,种子达到最大萌发率时间由20 d缩短到12 d左右,说明种壳对胚根的伸长具有明显的机械阻碍。种壳夹裂种子第3 d即达到最终吸水率的85%,而完整种子第8 d仅达最大吸水率的84%,说明种壳存在一定的透水障碍。种壳夹裂种子呼吸速率显著高于完整种子;30°C下种子呼吸速率显著高于20°C下的呼吸速率,说明薄壳山核桃种壳存在透气障碍,较高温度下可得到改善。种壳由木质化石细胞层组成,表面存在一定数量的孔洞,是种子与外界进行空气和水分交换的通道,不同品种种子间孔径、分枝和数量的差异,造成了种子透水透气性的不同。薄壳山核桃种壳中含有化感物质,显著抑制杂交狼尾草种子的萌发和幼苗的生长;对自身的萌发也有抑制作用,但需要积累到一定浓度才能表现出来。在0~9 d、50~200 mg/L、20~37°C范围内,延长浸水时间、增加GA3浓度、提高催芽温度,薄壳山核桃种子发芽势提高,但对最终发芽率无明显影响。薄壳山核桃种子不存在胚休眠或生理后熟,不管是采收的新鲜种子,还是干藏后相对含水量较低的种子,或者经过低温层积处理的种子,只要果实成熟,37°C恒温催芽8 d种子发芽率可达90%。2.研究了8种容器种类和规格组合下薄壳山核桃容器苗生长的情况,相关性分析表明,各生长参数呈显著或极显著相关性,单一指标不能反映苗木的生长状况;采用主成分分析和隶属函数值法综合评价认为,生产中可以薄的美植袋作为育苗容器。研究了容器规格、基质配方、切根比例对苗木生长的影响,多因素方差分析表明,3个影响因子具有交互效应,以15 cm×25 cm或10 cm×30 cm(成本更低)容器、体积比3:1的泥炭和珍珠岩基质、胚根长至6 cm时切去1/2的组合,对容器苗生长最好。3.研究了薄壳山核桃1年生容器苗的生长规律,结果表明,苗高生长和地径生长均呈双S形曲线,一年有两次生长高峰,生长具有交替性,高生长集中在生长前期、生长后期以地径生长为主。根系生长也有两次生长高峰,生长初期以主根伸长为主,生长后期以主根增粗、侧根发育为主,且主根伸长总是出现在苗高生长高峰之前。地上部和地下部生长具有密切联系,且具有交替性。研究了叶面喷施、茎干涂抹KT和GA3对薄壳山核桃容器苗增粗效应,结果表明,所有处理均促进了苗木的粗生长,以叶面喷施200 mg/L GA3和50 mg/LKT促进容器苗地径生长和叶面积增大效果最佳;茎干涂抹促长结果显著低于叶面喷施,且随浓度增加侧芽出现伸长和畸形现象。4.研究了薄壳山核桃容器苗的耐水性,结果表明,淹水30 d,薄壳山核桃幼苗叶片开始变黄,出现少量褐色斑点,叶绿体进一步肿胀变圆,嗜锇颗粒数量增加,片层结构开始松散,但无质壁分离现象;而干旱30 d,叶绿体结构完全破坏,大部分细胞器已经破坏溶解,质壁完全分离。研究了底部渗灌技术的应用及适应机制,结果表明,底部渗灌比上方喷灌节水62%,水分利用效率提高193%;苗木的营养生长、光合指标以及养分积累显著提高,苗高、地径分别提高11.7%和41.5%;根系中N增加53.8%、K增加100%,茎干中N增加35.3%、P增加48.3%,叶片中N、P、K分别增加48.7%、117.2%、28.7%。底部渗灌下苗木仍能保持较高水平的根系活力;随苗木的生长进程,根系SOD(超氧化物歧化酶)、POD(过氧化物酶)和CAT(过氧化氢酶)保护酶活性均表现出先上升后下降的趋势,说明苗木通过提高根系中保护酶的活性消除伤害,不断适应根系环境。5.对控释肥处理后薄壳山核桃容器苗生长指标进行主成分分析,并利用隶属函数值法综合评价,6 g/L的APEX19-6-12处理的中苗木综合评价值最高。控释肥处理显著促进了苗木可溶性糖、可溶性蛋白、淀粉的积累和叶绿素相对含量的提高;随着施肥浓度增加营养物质积累增加,但高浓度(10 g/L)的APEX19-6-12处理显著抑制了营养物质的积累、降低了叶绿素相对含量,其中6 g/L的APEX19-6-12处理下苗木营养物质积累和叶绿素相对含量最高。控释肥处理后矿质元素含量和在各器官中的分配规律不同,N(氮)、Ca(钙)含量均与肥料配方和施肥浓度相关,相同浓度下APEX19-6-12处理的苗木营养元素含量高于APEX 14-14-14处理;K(钾)含量仅受控释肥配方影响;Mg(镁)含量则既不受配方影响也不受施用浓度的影响。除了K外,其它三种元素在植株各器官中的分配均不受控释肥配方的影响。