濒危植物越南青冈的种子萌发和幼苗建成

李谦盛， 陈 杰， 邓 敏， 周纯亮， 沈 娟

（1.上海应用技术大学 生态学院， 上海201418； 2.上海市农业科技服务中心， 上海200335；3.上海辰山植物园， 上海201602）

越南青冈（Quercus austrocochinchinensis Hick.＆ A.Camus）隶属于壳斗科（Fagaceae）栎属（Quercus L.）青冈亚属［subgen.Cyclobalanopsis （Oersted）C.K.Schneide］，主要分布于中国的云南西南部，海南、泰国及越南北部，曾是这一区域热带季节雨林的优势树种。但随着当地经济和农业迅速发展，原生植被被大面积砍伐，越南青冈种群数量急聚下降，目前仅发现分布于泰国北部［1］、我国云南西南部和海南两省500～700m山地沟谷雨林中，分布区极其狭窄，受人为干扰严重，个体数量稀少［2］，根据IUCN 的标准［3］，应属 于极 危种，已被编入《中国物种红色名录》第一卷［4］和《The red list of oaks》［5］。经过大量野外调查，发现云南和海南两处越南青冈的生境较为特殊，主要分布于热带季雨林沟谷湿润坡地，与另一个分布更广泛的相近种毛叶青冈（Q.kerrii）重叠，存在种间杂交，这可能加剧越南青冈纯种群数量的减少［6］。

壳斗科植物果实大多富含淀粉，易被动物取食。同时，壳斗科栎属植物种子80%以上都是顽拗性种子，难以长时间保存［7］，种子含水量降到25%～30%时即失活［8］，自然更新困难。在人工繁殖后进行野外回归是实现珍稀濒危植物保护的有效方式［9］。越南青冈的人工繁育与栽培未见报道，开展越南青冈种子萌发和幼苗建成特性研究，可利用人工繁育的苗木继续开展温度适应性［10］等各种生理生态研究，以期为这一濒危植物的迁地保护、回归保育和人工栽培等提供参考。

1 材料与方法

越南青冈坚果2011年9月采集于云南西双版纳自然保护区木乃河流域，海拔500～700m的山地沟谷雨林中。坚果用清水清除杂质和脱落的壳斗，然后用水浸泡2h，去除漂浮的空瘪或蛀虫种子，沥干后于阴凉处晾干，将壳斗完整的种子和壳斗脱落的种子分开，用自封袋封装，在4℃种子冷藏柜中贮存，分别于储存30，45d和60d后统计发芽数。

2011年10月中旬，开始将发芽的坚果及时取出在玻璃温室内播于12cm塑料花盆中，基质配比为泥炭∶珍珠岩∶蛭石＝3∶1∶1（体积比）的混合基质，覆土至约1／4坚果高度暴露于基质表面。播种后保持基质湿润，温室湿度在50%～90%间波动。记录出苗数并统计出苗率。

不同播种方位试验：

温室播种时按照垂直侧立放置（A）、种痕朝下水平放置（B）和种痕朝上水平放置 （C）3种，每种处理各48粒，分为3组重复，比较出苗率。

不同湿度出苗试验：

将部分侧立播种的营养钵分3组，每组20盆，分别置于相对湿度设定为60%、75%和90%的人工气候箱内，光照强度为75μmol／（m2·s），光照时数12h。2个月后比较出苗率。

成活的幼苗每株在基质表面撒施5g控释肥（18N－6P2O5－12K2O），人工浇水。温室配备内外2层遮阳网，夏季高温季节最高光合有效辐射650 μmol／（m2·s），湿帘风机系统开启，最高温度控制在33℃以下，冬季最低温度在8℃，每月测定幼苗的株高和茎粗。

2 结果与分析

2.1 坚果形态及萌发

越南青冈坚果较为扁平，壳斗杯状，鳞片愈合成同心环带，环带全缘或具齿裂，成熟的果实褐色（图1－A），顶部有柱座。平均粒重为6g，肉质子叶2枚，肥大，子叶和胚为乳白色或浅黄色。

图1 越南青冈坚果及种子萌发、幼苗形态

越南青冈萌发容易，部分种子刚脱落甚至还在树上即已有胚根突出。种子萌发时，首先胚根从坚果种脐边缘伸出（图1－B）而不是从柱座顶部伸长，而后子叶柄和胚根均伸长，并不断膨大形成类似块根的结构，这个结构在30d左右伸长至穴盘底部，达8～11cm，直径达0.5～1.0cm（图1－C）。在这一生长过程中，由于子叶柄伸长，将胚芽带出坚果，包裹于膨大的胚根中。但此后胚芽出苗较慢，到第2年3月中旬至4月上旬出苗，幼茎从膨大的胚根抽出。出苗后子叶留土，不脱出果壳，果实再慢慢腐败变为空壳。幼茎披短绒毛。茎长4.0～9.0cm时生发育叶，2叶近对生，长椭圆形，先端渐钝尖，基部楔形，全缘，幼叶粉红色，上披绒毛（图1－E）。

2.2 壳斗对坚果贮藏期的影响

坚果在4℃时贮存30d后，壳斗脱落的坚果已有73.3%萌发，而壳斗完整的坚果发芽率仅8.6%；45d后，坚果发芽率分别为81.7%和13.2%；60d后，壳斗脱落的坚果发芽率达到85.6%，而壳斗完整的坚果发芽率仍只有15%。这说明，壳斗的存在对坚果萌发形成物理障碍，可以延长坚果的保存期；也可能因为壳斗脱落的坚果相对壳斗完整不易脱落的坚果成熟，更易发芽。

图2 壳斗对越南青冈种子4℃贮藏期间发芽率的影响

2.3 坚果摆放方位对出苗的影响

在温室空气湿度波动较大且大部分时间湿度较低的情况下，越南青冈的出苗率较低。坚果的摆放方位对出苗率有显著影响，以坚果侧立摆放出苗率最高，为34.4%；而种脐朝下放置出苗率最低，仅为21.9%；种脐朝上放置虽然也有28%的出苗率，但幼茎从下面绕过坚果出土造成弯曲，不利于幼苗生长。试验发现，部分坚果幼茎露出基质表面后，由于空气湿度过低很快枯死（图1－D，左侧箭头所示），但在顶芽枯死后，埋在基质下面的部位会形成1个或多个侧芽（图1－D，右侧3箭头所示），在空气湿度较高的条件下，会伸长存活，否则在伸出基质表面后仍会枯死。

2.4 空气湿度对出苗率的影响

根据对温室内出苗后幼茎坏死情况的观察，认为空气湿度条件是越南青冈成苗的关键因子，为验证这一推断并探明适宜的空气相对湿度条件，将部分花盆转移至空气相对湿度分别为60%、75%和90%的人工气候箱中，进行出苗情况的观察。结果发现，相对湿度60%时，越南青冈出苗率只有5%，75%的湿度下出苗率就提高到30%，而当相对湿度为90%时，出苗率提高到77%（图4）。在90%湿度下，幼茎抽出后2周即有幼叶展开，幼苗能健康存活（图1－E）。

图3 坚果摆放方位对出苗率的影响

图4 空气相对湿度对越南青冈出苗率的影响

2.5 幼苗的生长

图5 越南青冈幼苗从出苗开始第1年的株高变化

越南青冈幼苗在叶片形成后对空气湿度的要求逐渐降低，可以在温室内正常管理，在出苗后的第1年，株高可生长至20～25cm，5月至10月气温较高季节为快速生长期，11月至翌年3月生长缓慢；特别是刚出苗的1个月和8月份是茎快速拉长的时期（图5）。一年生苗叶片数达到10～15片（图6），但茎粗增长不明显，一年生苗为2.5～3.2mm。

图6 越南青冈一年生幼苗（2013年3月）

3 讨 论

越南青冈种子极易萌发，但萌发后如果环境湿度比较低，则不能出苗或出苗后幼茎枯死，而越南青冈分布地区云南等热带地区在坚果成熟期的11月到翌年的4月恰逢旱季，坚果在脱落后很快发芽，幼茎在较低的空气湿度下枯死不能存活，这可能是越南青冈在野外没有发现存活幼苗的一个主要原因。而且越南青冈种子与其他多数壳斗科种子一样属于顽拗性种子，不易保存，低温冷藏虽能在一定程度上延缓发芽，但时间不长［7］。壳斗脱落的越南青冈坚果在4℃低温保存60d后已有77%种子萌发，但壳斗完整的坚果却能保存相对较长的时间，约有50%的种子可以保存到翌年2月份。可能壳斗的存在对种子萌发形成物理障碍，可以延长种子的保存期；也可能因为壳斗未脱落的种子成熟度不够，在保藏过程中后熟。

另一个有意思的现象是，越南青冈种子萌发后，在最初的1个月内胚根和子叶柄快速伸长并膨大，整个胚被推入地下，然后胚芽萌发，从膨大的胚根顶部伸出。这一现象在弗吉尼亚栎（Q.virginiana）和毛脉高山栎（Q.rehderiana）育苗时也观察到。Bisht等在研究解释高山栎（Q.semecarpifolia）的这一现象时认为，胚根膨大是为适应低温和干旱的一种机制，并且发现高山栎膨大的胚根脱离种子后仍能单独出苗［11］。越南青冈胚根膨大也能脱离种子独立出苗，这种胚根快速伸长并膨大，把胚芽带出种子外的现象，认为是分布于热带的越南青冈为避免富含淀粉的种子被动物啃食，以及因越南青冈分布于印度洋季风气候区，存在明显的干湿两季，为避免种子脱水失活而演化出来的相关的适应性机制。

播种时，越南青冈种子以侧立放置于栽培基质出苗率最高，有利于胚根向下扎入土壤同时幼茎垂直向上生长，这与华南青冈（Cyclobalanopsisedithae）坚果平放的发芽率最高，幼苗生长亦最快的研究结果一致［12］。同时，维持空气相对湿度在90%以上有利于幼苗成活和叶片形成，在第2对叶片展开后空气湿度可以适当降低，否则幼茎伸出基质表面后容易枯死，难以成苗，因此，在育苗时应配置喷雾系统或在苗床上覆盖小拱棚以维持较高的空气湿度是越南青冈幼苗建成的关键。越南青冈一年生幼苗在6—10月快速生长，这与其他壳斗科幼苗生长规律一致［13］。

综上，越南青冈坚果采收后应立刻用水进行浮选，去除脱落的壳斗，壳斗脱落的坚果可立即播种，而完整的坚果可于4℃低温保湿贮藏至翌年春。种子萌发后除保持土壤湿润外，空气的相对湿度应保持在90%以上，直至幼苗真叶完全展开转绿才可逐步降低空气相对湿度。越南青冈的成功育苗有利于为这一濒危物种的后续相关生理生态研究和异地保育、回迁保育提供技术基础。

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