不同處理方式下砂生槐種子萌發(fā)及生長(zhǎng)規(guī)律研究

馬志杰

摘要：該文以采集日喀則種源的砂生槐種子為研究對(duì)象，采用穴盤(pán)種子育苗播種砂生槐，通過(guò)浸泡、打磨種皮、浸泡與打磨種皮雙重處理（以下簡(jiǎn)稱：雙重處理）三種方式處理砂生槐種子，以無(wú)處理的種子作對(duì)照試驗(yàn)，分析比較不同處理方式下砂生槐種子的萌發(fā)率，觀察記錄并總結(jié)了砂生槐植株的生長(zhǎng)規(guī)律，為后續(xù)利用砂生槐進(jìn)行防沙治沙工作提供相關(guān)理論依據(jù)和技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：砂生槐;萌發(fā)特性;處理方式;生長(zhǎng)特性

砂生槐是西藏特有的灌木樹(shù)種之一，根系發(fā)達(dá)，具有極強(qiáng)的耐寒耐旱、耐瘠薄、抗風(fēng)沙、保持水土等生物學(xué)和生態(tài)特性。砂生槐作為青藏高原特有的灌木樹(shù)種之一，是西藏重要的防沙治沙植物資源，主要分布于海拔2 800-4 400m的山坡灌叢、河漫灘砂質(zhì)地、石質(zhì)山坡等地區(qū)。為了充分發(fā)揮鄉(xiāng)土樹(shù)種（砂生槐），做好防沙治沙工作，研究砂生槐育苗關(guān)鍵技術(shù)，掌握砂生槐的生長(zhǎng)規(guī)律極其重要。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

無(wú)生長(zhǎng)缺陷的日喀則種源砂生槐種子1 024粒。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

育苗盤(pán)8個(gè)，規(guī)格16×8，卷尺，溫度計(jì)，計(jì)算器。

1.3 試驗(yàn)方法

將無(wú)缺陷的1 024粒砂生槐種子分為A、B兩組，每組種子512粒，每組種子以育苗盤(pán)育苗數(shù)量為計(jì)算單元，分別進(jìn)行浸泡、打磨、雙重處理、無(wú)處理四種處理方式。

1）浸泡處理：用清水浸泡砂生槐種子24h，水溫常溫，水量以淹沒(méi)種子為宜，每12h換一次水，備播種使用。

2）打磨處理：用砂紙打磨砂生槐種子至種皮發(fā)毛為止，備播種使用。

3）雙重處理：先用砂紙打磨砂生槐種子至種皮發(fā)毛，然后用水浸泡24h，水溫常溫，水量以淹沒(méi)種子為宜，12h后換水一次，備播種使用。

4）無(wú)處理：無(wú)生長(zhǎng)缺陷的砂生槐種子不進(jìn)行任何處理，備播種使用。

從播種之日開(kāi)始，每間隔10天觀察記錄一次數(shù)據(jù)，直到砂生槐種子萌發(fā)數(shù)量保持相對(duì)穩(wěn)定，累計(jì)測(cè)定10次萌芽數(shù)據(jù)，試驗(yàn)從2020年8月中旬開(kāi)展，歷時(shí)80天。

1.4 試驗(yàn)地點(diǎn)概況

試驗(yàn)地點(diǎn)選擇在日喀則市林業(yè)技術(shù)服務(wù)中心苗圃基地。日喀則市氣候干、雨季分明，五至九月為雨季，降水量集中在七、八、九月，多夜雨，夜雨量占總降水量的70%-80%以上，空氣稀薄，日照充足，晝夜溫差較大。年降水量450.2mm，年蒸發(fā)量2 548mm，土壤質(zhì)地為礫石沙壤土，表層有機(jī)質(zhì)含量較豐富，全氮含量不高，且分布不均勻，磷、鉀呈現(xiàn)中等偏下水平，pH多在7.5-8.5之間，呈弱堿性。

1.5 試驗(yàn)條件

試驗(yàn)在苗圃基地溫室進(jìn)行。試驗(yàn)地基質(zhì)以沙壤土為主，土壤質(zhì)地偏粗，土層薄、多礫石，在砂生槐種子播種前，需對(duì)試驗(yàn)基質(zhì)進(jìn)行施用農(nóng)家肥加以改良，將試驗(yàn)基質(zhì)與農(nóng)家肥按1∶1的比例混合均勻，配置營(yíng)養(yǎng)土裝填在育苗穴盤(pán)里。將不同處理后的砂生槐種子統(tǒng)一播種在提前做好標(biāo)簽的育苗穴盤(pán)里，播種深度以3cm為宜，覆膜進(jìn)行保溫保墑，根據(jù)土壤墑情（土壤含水量）實(shí)時(shí)觀測(cè)澆水保濕。A、B兩組實(shí)驗(yàn)基本條件如表1、表2所示。

2 結(jié)果與分析

通過(guò)觀察記錄和數(shù)據(jù)分析計(jì)算，如表3得出了砂生槐種子播種80天后，不同處理方式下砂生槐種子的萌芽率。

2.1 砂生槐種子的萌發(fā)特性

由實(shí)驗(yàn)觀察記錄，A組砂生槐種子的萌芽時(shí)間在14-30天左右。A組砂生槐播種14天后經(jīng)過(guò)浸泡、打磨、雙重處理后的種子較未處理的種子萌發(fā)數(shù)量分別多7株、21株、28株;播種49天后，砂生槐種子的萌發(fā)數(shù)量和萌芽率基本趨于穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)打磨、雙重處理后的砂生槐種子萌發(fā)數(shù)量和萌芽率相差不大但明顯高于浸泡處理。由表3得知，播種80天后A組砂生槐種子經(jīng)過(guò)浸泡、打磨、雙重處理后的種子萌芽率較未處理的種子萌芽率分別增加12%、20%、23%。無(wú)任何處理的砂生槐種子萌芽率只有11%。B組砂生槐種子的萌發(fā)時(shí)間較A組種子晚7天左右，相同時(shí)間內(nèi)B組砂生槐種子較A組種子萌發(fā)數(shù)量較少、萌芽率較低。由表3可知，播種80天后B組砂生槐種子經(jīng)過(guò)浸泡、打磨、雙重處理、無(wú)處理的種子萌芽率分別為12%、16%、26%、7%。B組砂生槐種子經(jīng)浸泡、打磨、雙重處理、無(wú)處理后的種子萌芽率較A組分別低11%、15%、8%、4%。

出現(xiàn)上述現(xiàn)象可能的原因是受溫度的影響，結(jié)合表1、表2，由于兩組砂生槐播種時(shí)間不同，A組播種時(shí)間為8月，B組播種時(shí)間為12月，日喀則冬季氣溫低，晝夜溫差大，空氣干燥，因此造成了B組種子發(fā)芽時(shí)間延長(zhǎng)、萌發(fā)數(shù)量減少。邢震、辛福梅等人研究發(fā)現(xiàn)，砂生槐種子的萌發(fā)受環(huán)境溫度的影響明顯，提高溫度能促進(jìn)種子的萌發(fā)，25-30℃適宜砂生槐種子萌發(fā)，證明了試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。分析A、B兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，三種預(yù)處理方式明顯提高了砂生槐種子的萌芽率，三種處理方式中以浸泡與打磨雙重處理的效果最佳。

2.2 砂生槐種子的硬實(shí)率

為了進(jìn)一步了解砂生槐種子的萌發(fā)特性，計(jì)算砂生槐種子的硬實(shí)率。選取100粒無(wú)生長(zhǎng)缺陷的砂生槐種子在水中浸泡5天，水溫常溫，統(tǒng)計(jì)未吸脹種子數(shù)量，重復(fù)3次，計(jì)算硬實(shí)率，如表4所示。

由表4知，砂生槐種子的硬實(shí)率均在90%以上，即種皮的束縛導(dǎo)致砂生槐種子的萌芽率較低。因此切破種皮是提高砂生槐種子發(fā)芽率的有效途徑之一。本試驗(yàn)中采用浸泡、打磨、雙重處理均能從不同程度切破砂生槐種子的種皮，理論上試驗(yàn)中采取的三種預(yù)處理方式中對(duì)種子種皮的處理程度由低到高依次是浸泡、打磨、雙重處理，種子的發(fā)芽數(shù)量由高到低應(yīng)該是雙重處理、打磨、浸泡處理。

張勝、加央、朗珍等人研究發(fā)現(xiàn)，在自然條件下由于刺槐小蜂破壞等因素影響，日喀則地區(qū)砂生槐種子蟲(chóng)害發(fā)生率達(dá)50%以上，自然條件下砂生槐種子的發(fā)芽率非常低，只有10%左右。辛福梅等人研究發(fā)現(xiàn)日喀則種源的砂生槐在20℃的水溫中浸泡后發(fā)芽率最好。此外，切破種皮、酸堿處理均有利于種子的萌芽。除了浸種處理，林少敏研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)物理處理比化學(xué)處理的種子萌發(fā)率更高，可采取用刀刺破種皮。王文娟等人研究發(fā)現(xiàn)采用50mg/L的赤霉素浸種處理砂生槐種子的萌發(fā)效果最明顯。索朗德吉等人研究發(fā)現(xiàn)用98%的濃硫酸處理浸泡30min砂生槐種子的發(fā)芽率有明顯的提高。

2.3 砂生槐植株的生長(zhǎng)規(guī)律

為進(jìn)一步探究砂生槐萌芽后的生長(zhǎng)規(guī)律，以A組砂生槐萌發(fā)的植株為研究對(duì)象，每10天為一個(gè)周期，觀察記錄種子從萌發(fā)到12月生長(zhǎng)期結(jié)束過(guò)程中，植株苗高隨生長(zhǎng)時(shí)間變化規(guī)律并采用Logistic方程對(duì)苗高進(jìn)行擬合。Logistic擬合公式如下：

（1）

式中，y為觀測(cè)指標(biāo)累積生長(zhǎng)量，x為生長(zhǎng)時(shí)間，k為生長(zhǎng)終極量，a、b為待定系數(shù)。K值推算公式為：

（2）

其中y1表示生長(zhǎng)始點(diǎn)生長(zhǎng)量，y2表示生長(zhǎng)生長(zhǎng)中點(diǎn)生長(zhǎng)量，y3表示生長(zhǎng)終點(diǎn)生長(zhǎng)量。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)值，利用Logistic方程與SPSS軟件對(duì)砂生槐幼苗的苗高生長(zhǎng)規(guī)律進(jìn)行擬合，k、a、b的初始估計(jì)值為：k=16.88，a=4.63，b=0.047得到苗高的擬合方程為：

（3）

砂生槐幼苗苗高生長(zhǎng)隨時(shí)間變化關(guān)系及Logistic模型擬合曲線如圖1所示，砂生槐幼苗生長(zhǎng)曲線呈“S”型。

為了獲得砂生槐種苗苗高連日生長(zhǎng)量變化速率的拐點(diǎn)，將（1）式Logistic方程對(duì)x求三階導(dǎo)數(shù)，并令其等于0，求得連日生長(zhǎng)量變化速率最快的2個(gè)點(diǎn)x1、x2。

（4）

其中x1-x2為生長(zhǎng)速生階段，其中x1為由生長(zhǎng)初期到生長(zhǎng)旺盛期的分界點(diǎn)，x2為由生長(zhǎng)旺盛期轉(zhuǎn)入緩慢生長(zhǎng)期的分界點(diǎn)，即x1-x2為生長(zhǎng)速生階段。Logistic曲線擬合苗高生長(zhǎng)回歸分析結(jié)果見(jiàn)表5，由表5知砂生槐幼苗苗高生長(zhǎng)的Logistic曲線擬合度為0.988，說(shuō)明利用此曲線方程擬合砂生槐幼苗的苗高年生長(zhǎng)規(guī)律效果理想。砂生槐幼苗生長(zhǎng)速生期為18-50天，結(jié)合圖1可知實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

根據(jù)圖1，砂生槐幼苗的年生長(zhǎng)曲線呈“S”型，分為出苗期、生長(zhǎng)初期、速生期和生長(zhǎng)后期4個(gè)階段。生長(zhǎng)初期時(shí)間較短為5-10天左右，砂生槐植株萌芽后的18-50天為速生期，50天以后進(jìn)入生長(zhǎng)后期，90天以后植株生長(zhǎng)變化不明顯基本停止生長(zhǎng)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是由于A組砂生槐萌芽時(shí)間在8月中下旬，育苗溫室8月溫度較高，水分充足，空氣濕度大，萌芽后的植株很快進(jìn)入速生期。隨著時(shí)間變化，50天后為10月，溫度逐漸下降，晝夜溫差增大，植株逐漸進(jìn)入生長(zhǎng)后期，11-12月日喀則冬季氣溫低、溫差大，砂生槐植株停止生長(zhǎng)。張勝研究發(fā)現(xiàn)，受西藏特殊氣候環(huán)境決定，一年生砂生槐的生長(zhǎng)初期只有10天左右，砂生槐實(shí)生苗的年生長(zhǎng)規(guī)律遵循Logistic曲線，即S型生長(zhǎng)曲線，證明了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)西藏特有灌木砂生槐種子萌發(fā)特性及生長(zhǎng)規(guī)律的研究發(fā)現(xiàn)，砂生槐種子的硬實(shí)率高達(dá)90%以上，在自然環(huán)境條件下種子蟲(chóng)害嚴(yán)重，對(duì)胚的損傷嚴(yán)重，導(dǎo)致砂生槐種子萌芽率較低。不做任何處理的種子萌芽率僅有11%，采用浸泡、打磨種皮等方式均能提高砂生槐種子萌芽率，從根本上說(shuō)萌芽率與砂生槐種子種皮的破壞程度、破除硬實(shí)的程度有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)在三種處理方式中雙重處理對(duì)種子的種皮處理效果最佳，萌芽率最高。

砂生槐種子的萌發(fā)受環(huán)境溫度的影響較為明顯，適當(dāng)提高環(huán)境溫度能夠提高砂生槐種子的萌芽率，通過(guò)試驗(yàn)得出25℃左右效果最佳，溫度越低越不利于種子的萌發(fā)，溫度超過(guò)30℃會(huì)導(dǎo)致砂生槐猝倒病的發(fā)生。實(shí)踐表明，在砂生槐種子萌芽期間，應(yīng)做好土地保溫保濕，保證良好的土壤透氣性。

受冬季外界自然氣候影響，測(cè)定數(shù)據(jù)顯示B組試驗(yàn)獲得的砂生槐同等生長(zhǎng)量的生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)，但苗高生長(zhǎng)量擬合曲線趨勢(shì)同A組試驗(yàn)吻合，故得出砂生槐植株的生長(zhǎng)節(jié)律遵循Logistic曲線，用此方程模擬苗高的生長(zhǎng)過(guò)程效果理想，用此方程擬合連日生長(zhǎng)量變化速率的2個(gè)拐點(diǎn)與實(shí)際觀測(cè)值基本相符。據(jù)此方程可以預(yù)測(cè)苗木生長(zhǎng)期間的苗高及生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)。砂生槐的生長(zhǎng)曲線呈“S型”生長(zhǎng)曲線，分為出苗期、生長(zhǎng)初期、速生期和生長(zhǎng)后期4個(gè)階段。生長(zhǎng)初期5-10天左右，速生期18-50天，50天后進(jìn)入生長(zhǎng)后期，速生期應(yīng)該加強(qiáng)苗木的田間管理，增強(qiáng)水肥管理，促進(jìn)砂生槐根系的生長(zhǎng)，促進(jìn)種苗快速木質(zhì)化，提高砂生槐幼苗的耐寒耐旱性。

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