凋落物和种子位置对冰草种苗建植的影响

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(1.河北大学生命科学学院， 河北 保定 071002； 2.河北省农林科学院农业资源环境研究所， 石家庄 050051)

凋落物和种子位置对冰草种苗建植的影响

吝亚杰1，梁晓1，姜杰1，王谦谦1，刘忠宽2，刘桂霞1

(1.河北大学生命科学学院， 河北 保定 071002； 2.河北省农林科学院农业资源环境研究所， 石家庄 050051)

冰草是禾本科植物，是重要的防风固沙和饲草资源。本试验研究了凋落物与种子位置对冰草萌发阶段与早期生长阶段的影响，为天然草地管理与利用提供理论依据。结果表明，冰草种子位置对出苗率的影响有显著差异，覆土的比不覆土的低34.1%。种苗存活率与叶片数目对种子位置不敏感，覆土与不覆土之间没有显著差异，但种子位置对株高和生物量有影响，覆土会抑制种苗的高度，增加种苗的生物量。凋落物对冰草种子的发芽率有一定的积极作用，而且在一定范围内，作用会随凋落物的量的增加而加强，与对照相比，50，100，200 g/m2凋落物时的出苗率分别增加了18.1%、25.6%、34.3%。凋落物对冰草种苗的存活率和叶片数目没有影响，但对株高和生物量有影响，且对株高的影响要比对生物量的影响大。在一定范围内，少量凋落物对株高有抑制作用，量多时表现为促进。凋落物对生物量的影响虽然不是很明显，但量多时明显比量少时的的干重量要高。

冰草； 种子位置； 凋落物； 种苗

随着围栏封育等改良措施年限的延长，草地上生物量逐年增加，由此所产生凋落物的数量也逐渐增多[1-2]，凋落物会影响种子的萌发及生长，进而对草原群落演替中的物种丰富度、物种更新和群落结构有重要影响，通常会使草地物种多样性下降，草地群落结构发生改变[3-5]。凋落物对种子及种苗的影响可能是物理的、化学的或生物的[6]。这些影响可能是直接的，比如凋落物将作为种苗建植过程中所遇的物理屏障，或者改变了种子的位置[7]，或者是间接的影响，比如改变了非生物方面的条件[8]。研究表明，凋落物的积累通过改变草地的化学和物理环境，在决定种子更新或种苗建植的安全生境的丰富度和分布方面起着重要作用[7,9]。凋落物的作用与其量有关，少量的凋落物会促进种苗建植，而超过一定量的凋落物会抑制种苗建植[10-12]。

冰草(Agropyroncristatum)是禾本科植物，是坝上羊草草原植物群落的主要伴生种，具有很强的抗旱性，是干旱区重要的野生牧草，对环境具有较强的适应能力。目前对于冰草种苗建植的研究较少，因此，研究种子位置以及凋落物对冰草种苗建植的影响，可为了解天然草地物种演替规律和更好的管理利用野生资源提供理论依据。

1 试验材料及方法

1.1 试验材料

冰草种子于2008年秋季采自张家口塞北管理区天然草地。实验土壤：实验前用1.0 mm的土壤筛筛选，去除植物根系、石子等，并用烘箱烘干，除去禾本科草种籽。凋落物采于围栏封育5年的天然草地，主要是禾本科枯草。

1.2 试验设计

试验采用两因素的完全随机区组设计，种子位置两水平：土壤中和土壤表面；凋落物四水平：0，50，100，200 g/m2；两因素随机组合为8个处理，其中每处理4个重复，每重复播种20粒种子；花盆直径20 cm、深16 cm；总计32盆。

试验前用1.0 mm的土壤筛筛选，去除植物根系、石子等，并用烘箱烘干，除去禾本科草种子。将筛选后的土均匀分装至每个花盆。将种子均匀播种到花盆中，根据试验设计覆土或不覆土，然后称取合适质量的凋落物覆盖在上面，贴上相应的标签纸。每日观测出苗数，记录出苗时间，记录存活苗数；生长季末测定株高及叶片数目，测定地上生物量。

1.3 数据分析方法

使用Excel 进行数据整理，应用SPSS 17.0对发芽率、存活率、叶片数、生物量和株高进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 种子位置和凋落物量对冰草出苗率的影响

由表1可见，种子位置对冰草出苗率的影响差异显著(plt;0.05)。覆土的冰草出苗率比不覆土的出苗率低34.1%，差异明显。说明覆土对冰草种子的出苗率影响大。

凋落物量对冰草出苗率的影响差异显著(plt;0.05)。没有凋落物覆盖的冰草出苗率为49.4%，比50 g/m2凋落物覆盖的低18.1%，差异显著；比100 g/m2凋落物覆盖的低25.6%，差异显著；比200 g/m2凋落物覆盖的冰草的低34.4%，差异更显著。没有凋落物覆盖的明显低于200 g/m2凋落物覆盖的。除此之外，用50 g/m2凋落物覆盖的冰草的出苗率与用100 g/m2凋落物覆盖的没有显著差异，但二者与用200 g/m2凋落物覆盖的有显著差异，且分别比用200 g/m2凋落物覆盖时低18.2%、10.7%。说明凋落物对冰草出苗率有促进作用。

表1 种子位置和不同凋落物重量对冰草出苗率的影响

因素水平出苗率(%)凋落物重量(g/m2)049．4±9．23a5067．5±6．61b10075．0±8．40b20083．7±4．89c种子位置覆土51．8±4．89a不覆土85．9±3．30b

注：同一列中不同字母之间表示差异显著。下同。

2.2 种子位置和凋落物量对冰草种苗存活率的影响

由表2可见，种子位置对冰草存活率的影响差异不显著(pgt;0.05)。覆土的冰草存活率与不覆土的存活率之间差异不显著，覆土的冰草的存活率比不覆土的高0.53%。说明覆土对冰草种子的存活率影响不大。

表2 种子位置和不同凋落物重量对冰草存活率的影响

因素水平存活率(%)凋落物重量(g/m2)090．6±4．18a5092．3±4．80a10095．6±2．89a20097．0±1．13a种子位置覆土94．1±2．80a不覆土93．6±2．17a

凋落物的重量对冰草存活率的影响差异不显著(pgt;0.05)。没有凋落物覆盖的冰草存活率为90.6%，比50 g/m2凋落物覆盖的低1.7%，比100 g/m2凋落物覆盖的低5.0%，比200 g/m2凋落物覆盖的低6.4%。本试验中，不管凋落物的量多少，冰草的存活率均没有出现显著性差异，说明凋落物对冰草幼苗的存活率没有影响或影响不大。

2.3 种子位置和凋落物量对冰草种苗叶片数目的影响

由表3可见，覆土对冰草种苗叶片数目的影响差异不显著(pgt;0.05)。覆土的冰草种苗叶片数目与不覆土的种苗叶片数目的差异不明显，覆土的冰草的种苗叶片数目比不覆土的低0.5片。说明覆土对冰草种子的种苗叶片数目影响不大。

表3 种子位置和不同凋落物重量对冰草叶片数目的影响

因素水平叶片数目(片)凋落物重量(g/m2)02．8±0．28a502．5±0．29a1002．9±0．14a2003．2±0．21a种子位置覆土3．1±0．20a不覆土2．6±0．11a

凋落物的重量对冰草种苗叶片数目的影响差异不显著(pgt;0.05)。没有凋落物覆盖的冰草的种苗叶片数目为2.8片，比50 g/m2凋落物覆盖的多0.3片，比100 g/m2凋落物覆盖的少0.1片，比200 g/m2凋落物覆盖的少0.4片。本试验中，不管凋落物的量多少，冰草的种苗叶片数目均没有出现显著性差异，说明凋落物对冰草幼苗的种苗叶片数目没有影响或影响不大。

2.4 种子位置和凋落物量对冰草种苗株高的影响

由表4可见，覆土对冰草种苗的影响差异显著(plt;0.05)。覆土的冰草株高比不覆土的低0.62 mm，差异明显。说明覆土对冰草种苗株高的影响明显。

表4 种子位置和不同凋落物的重量对冰草株高的影响

因素水平株高(mm)凋落物重量(g/m2)010．9±0．39a509．2±0．31b10012．0±0．22c20012．5±0．20c种子位置覆土10．8±0．34a不覆土11．4±0．20b

凋落物的重量对冰草种苗株高的影响差异显著(plt;0.05)。没有凋落物覆盖的冰草种苗株高为10.9 mm，与50，100 g/m2凋落物覆盖的冰草的种苗株高差异显著，比前者高1.7 mm，比后者低1.1 mm；比200 g/m2凋落物覆盖的低1.6 mm，差异更显著。用50 g/m2凋落物覆盖的冰草种苗株高明显低于200 g/m2凋落物覆盖的。除此之外，用100 g/m2凋落物覆盖的冰草种苗株高与用200 g/m2凋落物覆盖的没有显著差异，但二者与用50 g/m2凋落物覆盖的有显著差异，且分别比用50 g/m2凋落物覆盖时高了2.8 mm和3.3 mm。说明凋落物对冰草种苗株高有影响，量少时抑制，量多时促进。

2.5 种子位置和凋落物量对冰草种苗生物量的影响

由表5可见，覆土对冰草出苗率的影响差异显著(plt;0.05)。覆土的冰草种苗生物量与不覆土的种苗生物量的差异明显，覆土的冰草的种苗生物量比不覆土的高7.92 mg。说明覆土对冰草种苗生物量有影响。

表5 种子位置和凋落物重量对冰草生物量的影响

因素水平干重(mg)凋落物重量(g/m2)028．9±7．12ab5018．2±3．22a10033．0±4．28ab20040．3±3．67b种子位置覆土34．1±4．71a不覆土26．1±2．47b

凋落物量对冰草种苗生物量的影响差异显著(plt;0.05)。没有凋落物覆盖的冰草种苗生物量为28.9 mg，与50，100，200 g/m2凋落物覆盖的冰草种苗生物量的差异不显著，没有凋落物覆盖的冰草生物量比50 g/m2凋落物覆盖的高10.7 mg，比100 g/m2凋落物覆盖的低4.1 mg，比200 g/m2凋落物覆盖的低11.4 mg。50 g/m2凋落物覆盖的冰草种苗生物量明显低于200 g/m2凋落物覆盖的，相差22.1 mg，二者之间有明显差异。除此之外，0，100 g/m2和200 g/m2凋落物覆盖的冰草的种苗生物量之间没有显著差异。

3 讨论与结论

3.1 讨 论

试验表明，凋落物对冰草种子的发芽率有一定的促进作用，而且在一定范围内，作用会随凋落物量的增加而加强，这与以前的试验研究类似[10-12]。但凋落物对冰草种苗的存活率没有影响。凋落物对种子发芽的积极作用可能是因为凋落物保持了土壤的湿度。Bosy等的研究表明，凋落物对于种苗出苗具有直接的物理屏障作用以及间接的如改变非生物的条件(比如改变光的质量和数量)来影响出苗，从而抑制发芽率[9]。但本试验中却表现为促进，原因可能是凋落物的化感作用带来的积极效应抵消了物理方面带来的抑制效应。

凋落物对冰草叶片数目没有影响，但对株高和生物量有影响，且对株高的影响要比对生物量的影响大。在一定范围内，少量凋落物对株高有抑制作用，量多时表现为促进。凋落物对生物量的影响虽然不是很明显，但量多时明显比量少时的干重量要高。原因可能是枯草具有很好的保持土壤水分、提高水分利用效率的作用，促进了种苗的生长。

冰草种子的播种位置不同对发芽率有很大影响，覆土的比不覆土的低34.06%，二者差异显著，原因可能是土壤对种子萌发形成了一个天然的物理屏障，与自然条件不同的是，在自然条件下，大部分种子在土壤表层，说明冰草在这方面很适应当地的环境。种苗存活率与叶片数目对播种位置不敏感，覆土与不覆土之间没有明显差异，但种子位置对株高和生物量有影响，覆土会抑制种苗的高度，这与很多研究[13-14]是一致的，同时会增加种苗的生物量。

3.2 结 论

1) 种子位置对发芽率的影响差异显著，覆土的比不覆土的低34.06%；但对种苗存活率与叶片数目的影响差异不显著；对株高和生物量的影响差异显著，覆土会抑制种苗的高度，增加种苗的生物量。

2) 凋落物对冰草种子发芽率的影响差异显著，对其有一定的积极作用；对冰草种苗的存活率和叶片数目没有影响；对株高和生物量有影响，且对株高的影响要比对生物量的影响大。

3) 覆土和凋落物覆盖对冰草种苗建植有积极作用，对出苗阶段与生长阶段的影响一致。影响凋落物研究的相关因素还有很多，而且凋落物的促进作用和抑制作用有时会同时发挥。

4) 综合凋落物和覆土对冰草出苗和早期生长的作用，认为覆土有利于冰草种苗建植，凋落物对冰草的种苗建植有促进作用。因此，为了保护和恢复冰草野生资源，建议天然草地的围栏封育年限还是长一些好。

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(本栏目责任编辑：周介雄)

Effect of Litter and Seed Position on Seedling Establishment ofAgropyroncristatum

LINYajie1,LIANGXiao1,JIANGJie1,WANGQianqian1,LIUZhongkuan2,LIUGuixia1,

(1.College of Life Science,Hebei University,Baoding Hebei 071002,China; 2.Institute of Agro-resources and Environment,Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Shijiazhuang 050051,China)

Agropyroncristatumis an important and sand-fixing plant resources.This study aimed to investigate the effect of litter and seed position on seed germination and seedling growth ofA.cristatum.The results showed that seed position has a significant influence on germination rate ofA.cristatum,and seed buried in soil is lower 34.1% than seed without covering soil.Seedling survival and number of leaves is not sensitive to seed position.While the seed position affected seedling height and biomass,buried in soil inhibited seedling height and increased seedling biomass.Litter has a positive effect on seed germination rate,and germination rate increased with the amount of litter increased,germination rate in 50,100,200 g/m2litter treatment increased by 18.13%,25.63% and 34.38%,respectively,compared to the control.Grass litter did not affect the seedling survival rate and the number of leaves ofA.cristatum,and the impact was greater on plant height than on the biomass.Within a certain range,plant height with a small amount of litter was inhibited,and was promoted with a large amount of litter.Dry weight is higher when covered by a large amount of litter.

Agropyroncristatum; seed position; litter; seedling

2016-07-13

河北省自然科学基金(编号：C 2015201136)；绿肥作物生产与利用技术集成研究与示范(编号：201103005)；国家自然科学基金资助(编号：31302015)。

吝亚杰(1989—)，男，河北省邯郸市人；硕士研究生，主要从事草地恢复研究；E-mail:472586781@qq.com。

刘桂霞(1971—)，女，内蒙古赤峰市敖汉旗人；副教授，博士，主要从事草地生态、恢复生态学研究;E-mail:liuguixia1971@163.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.12.039

S 543+.9

A

1001-4705(2016)12-0039-04