不同土壤湿度对沙棘种子萌发的影响

2019-06-17王鑫马文艳贾宇寰盖含文

中国林副特产 2019年3期

王鑫，马文艳，贾宇寰，盖含文

(1.西北农林科技大学，陕西杨凌712100；2.甘肃省子午岭林业管理局华池分局，甘肃华池745600)

沙棘(HippophaerhamnoidesL.)是胡颓子科沙棘属的多年生灌木，其特性是抗风沙、耐旱，也可在盐碱化土地上生存，因此被广泛用于水土保持[1-4]。沙棘被大量种植于中国西北部，用于沙漠绿化。国内主要分布于华北、西北、西南等地。沙棘产业具有美容、食疗、药用等方面的经济价值，恢复植被、减少泥沙、恢复生态链、园林绿化等方面的生态价值[5-7]。

塔依尔等通过对不同温度条件下的发芽率、发芽指数和胚根生长量的比较分析，表明沙棘种子的发芽率和胚根生长量在不同温度下变化较明显[8]。郑蔚虹等用不同浓度的青霉素、过氧化氢和高锰酸钾对沙棘种子进行浸泡处理，研究得出3%过氧化氢、250mg/L青霉素和0.15%高锰酸钾浸种，能够显著的提高植物种子活力，促进种子的萌发及幼苗生长[9]。张玲等通过等渗PEG和NaCl溶液模拟干旱胁迫和盐胁迫对中亚沙棘种子萌发和幼苗生长过程，得出NaCl胁迫对中亚沙棘种子萌发过程的抑制作用不明显，而PEG胁迫对中亚沙棘种子的萌发具有明显的抑制作用[10]。

虽然关于沙棘种子在不同温度、浸种处理、NaCl和PEG胁迫下生长状况的研究较多，但是这些研究很少关注不同土壤湿度下沙棘种子萌发的变化规律，本试验在现有的各项研究基础上，以沙棘种子为供试材料，通过人工控制水分来研究不同土壤湿度对沙棘种子萌发的影响，得出不同土壤湿度下沙棘种子萌发的差异，从而为实际生产实践提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

本试验所用材料采购于甘肃省农科院种子公司自然成熟的沙棘种子。供试种子为卵圆形光滑坚硬、成熟饱满、黑褐色、大小均一、优质、无病害的种子。

1.2 研究方法

1.2.1 种子选择及预处理。选择子粒饱满，优质，无病害沙棘种子为材料，用蒸馏水清洗，然后在40～50℃的热水中浸种15min，再用0.3%的高锰酸钾消毒30min，在蒸馏水下冲洗3次。

1.2.2 千粒重的测定。首先经肉眼检测，除去枯枝落叶、虫蚀粒、破粒的种子后，再测千粒重。千粒重采用百粒法测定重复8次，确定其千粒重。

1.2.3 土壤湿度的设置。称取200g烘干沙土，将其撒在发芽盒底部，然后将100粒种子均匀地放置在沙土上，分别向发芽盒中加入10.0g、20.0g、30.0g、40.0g蒸馏水，此时发芽盒中土壤含水量分别为5%、10%、15%、20%。每个处理5个重复。将发芽盒放置于培养箱内。每24h观测一次种子发芽情况，且每天下午18:00～19:00称取发芽盒重，补充因蒸发而丧失的水分，使土壤含水量保持恒定，每天统计种子发芽粒数，并在种子发芽结束后测量胚根长度，然后计算出不同湿度条件下沙棘种子发芽指数和活力指数。

1.2.4 测定指标及方法

发芽率:R=N1/N0×100%；

发芽势:P=Nm/N0×100%；

发芽指数:I=∑(Gt/Dt)；

活力指数:V=I·L；

平均发芽天数:D=∑Gt·Dt/∑N1

式中：N1为发芽种子数；N0为供试种子总粒数；Nm为种子发芽达到最高峰时种子发芽粒数；Dt为发芽日数；Gt为与Dt相应的逐日发芽种子数；L为胚根平均长度。种子萌发以种子露出胚根为标准，种子发芽结束以连续5天没有新发芽的种子为标准[8]。

2 结果与分析

2.1 不同土壤湿度对沙棘种子萌发进程的影响

由图1可见，不同土壤湿度对沙棘种子发芽进程曲线的整体趋势大致都是前期快速增加，后期趋于平缓。其中土壤含水量为10%的处理发芽粒数最多，其在置床后第2天开始萌发，第12天停止发芽，发芽粒数为73，比5%、15%的处理分别高出17粒和6粒。土壤含水量为20%的处理发芽粒数最少，其在置床后第2天开始萌发，第15天停止发芽，发芽粒数为40，比10%的处理低33粒。

图1 不同土壤湿度下沙棘种子的萌发进程

2.2 不同土壤湿度对沙棘种子发芽率和发芽势的影响

由图2可知，土壤含水量为10%时沙棘种子发芽率最高，其值为73%，比5%、15%的处理分别高出17%、6%。土壤含水量为20%时发芽率最低，其值为40%，比10%的处理降低13%。通过方差分析得出，不同土壤湿度对沙棘种子的发芽率具有极显著影响(F=40.033，P<0.01)。多重比较表明，土壤含水量为10%的发芽率与5%和20%的差异显著，与15%的差异不显著；土壤含水量为15%的发芽率与5%和20%的差异显著；土壤含水量为5%的发芽率与20%的差异显著。

图2 不同土壤湿度对沙棘种子发芽率的影响

图3 不同土壤湿度对沙棘种子发芽势的影响

由图3可知，在土壤含水量为10%时沙棘种子发芽势最高，其值为21%，比5%、15%的处理分别高出8%、9%。在土壤含水量为20%时发芽势最低，其值为6%，比10%的处理降低15%。通过方差分析得出，不同土壤湿度对沙棘种子的发芽势具有极显著影响(F=12.451，P<0.01)。多重比较表明，土壤含水量为10%的发芽势与其他的差异显著；土壤含水量为5%的发芽势与20%的差异显著，而与15%的差异不显著；15%的发芽势与20%的差异显著。

2.3 不同土壤湿度对沙棘种子发芽指数和活力指数的影响

由图4可知，土壤含水量为10%时沙棘种子的发芽指数最高，其值为15.3，比5%、15%的处理分别高出2.5、1.6。土壤含水量为20%时发芽指数最低，其值为6.5，比10%的处理降低8.8。通过方差分析得出，不同土壤湿度对沙棘种子的发芽指数具有显著影响(F=6.967，P<0.05)。多重比较表明，土壤含水量为10%的发芽指数与5%、20%的差异显著，与15%的差异不显著；15%的发芽指数与20%的差异显著，与5%的差异不显著；5%的发芽指数与20%的差异显著。

图4 不同土壤湿度对沙棘种子发芽指数的影响

图5 不同土壤湿度对沙棘种子活力指数的影响

由图5可得，土壤含水量为10%时沙棘种子的活力指数最高，其值为39.02，比5%、15%的处理分别高出5.35、2.71。在土壤含水量为20%时活力指数最低，其值为15.12，比10%的处理降低23.9。通过方差分析得出，不同土壤湿度对沙棘种子的活力指数具有显著影响(F=17.078，P<0.05)。多重比较表明，土壤含水量为10%的活力指数与5%和20%的差异显著，与15%的差异不显著；15%的活力指数与20%的差异显著，与5%的差异不显著；5%的活力指数与20%的差异显著。

2.4 不同土壤湿度对沙棘种子平均发芽时间的影响

图6 不同土壤湿度对沙棘种子平均发芽时间的影响

由图6可得，土壤含水量为20%时沙棘种子的平均发芽时间最长，其值为7.7，比5%、15%的处理分别延长1.8、1.6。在土壤含水量为10%时平均发芽时间最短，其值为5.7，比20%的处理缩短2.0。通过方差分析得出，不同土壤湿度对沙棘种子的平均发芽时间具有显著影响(F=6.032，P<0.05)。多重比较表明，土壤含水量为20%的平均发芽时间与其他处理差异均显著。

3 讨论与结论

3.1 讨论

3.1.1 不同土壤湿度对沙棘种子的影响。于英华[11]对大果沙棘种子萌发和幼苗生长的实验研究表明，在光照为200 lx等外界环境条件下，不同温度处理对大果沙棘种子的各个萌发指标具有显著影响，在温度为25 ℃条件下，种子萌发最早，发芽势高，发芽率高，且主根生长量和生物量最大。研究结果表明，沙棘的千粒重为6.02g，土壤含水量为10%～15%的处理发芽率、发芽势较大且发芽指数和活力指数也较大。沙棘种子在置床后第2天开始萌发，在第12～15天以后基本稳定。在土壤含水量为10%的条件下，种子萌发早，发芽率高，发芽速度快，发芽整齐度高，活力指数也高。随着含水量的增加，种子萌发推迟，发芽率降低，发芽速度慢，发芽不整齐，活力指数低。不同土壤湿度条件对沙棘种子的发芽指数和活力指数的影响均达到显著水平，土壤含水量为10%时，发芽指数及活力指数最高。随着土壤含水量的升高，发芽指数以及活力指数下降。在20%的试验组中种子发芽参差不齐，出苗不一致，平均发芽时间延长，生活力弱。所以适度的干旱对于沙棘种子萌发是有利的。这对更大发挥沙棘的经济价值和生态功能具有重要意义。

3.1.2 不同土壤湿度对沙棘种子影响的试验改进。种子萌发受到很多因素及其共同作用的影响。不同温度与土壤含水量组合、不同培养基质、不同浸种时间、消毒灭菌以及不同光照处理等对种子发芽影响也将有可能不同，本研究在这些方面的分析也有待完善，所以人工模拟土壤含水量变化对沙棘沙棘种子发芽的影响还存在许多不足之处，需要进一步研究。