不同处理方式下砂生槐种子萌发及生长规律研究

马志杰

摘要：该文以采集日喀则种源的砂生槐种子为研究对象，采用穴盘种子育苗播种砂生槐，通过浸泡、打磨种皮、浸泡与打磨种皮双重处理（以下简称：双重处理）三种方式处理砂生槐种子，以无处理的种子作对照试验，分析比较不同处理方式下砂生槐种子的萌发率，观察记录并总结了砂生槐植株的生长规律，为后续利用砂生槐进行防沙治沙工作提供相关理论依据和技术支持。

关键词：砂生槐;萌发特性;处理方式;生长特性

砂生槐是西藏特有的灌木树种之一，根系发达，具有极强的耐寒耐旱、耐瘠薄、抗风沙、保持水土等生物学和生态特性。砂生槐作为青藏高原特有的灌木树种之一，是西藏重要的防沙治沙植物资源，主要分布于海拔2 800-4 400m的山坡灌丛、河漫滩砂质地、石质山坡等地区。为了充分发挥乡土树种（砂生槐），做好防沙治沙工作，研究砂生槐育苗关键技术，掌握砂生槐的生长规律极其重要。

1 材料与方法

1.1 试验材料

无生长缺陷的日喀则种源砂生槐种子1 024粒。

1.2 试验设备

育苗盘8个，规格16×8，卷尺，温度计，计算器。

1.3 试验方法

将无缺陷的1 024粒砂生槐种子分为A、B两组，每组种子512粒，每组种子以育苗盘育苗数量为计算单元，分别进行浸泡、打磨、双重处理、无处理四种处理方式。

1）浸泡处理：用清水浸泡砂生槐种子24h，水温常温，水量以淹没种子为宜，每12h换一次水，备播种使用。

2）打磨处理：用砂纸打磨砂生槐种子至种皮发毛为止，备播种使用。

3）双重处理：先用砂纸打磨砂生槐种子至种皮发毛，然后用水浸泡24h，水温常温，水量以淹没种子为宜，12h后换水一次，备播种使用。

4）无处理：无生长缺陷的砂生槐种子不进行任何处理，备播种使用。

从播种之日开始，每间隔10天观察记录一次数据，直到砂生槐种子萌发数量保持相对稳定，累计测定10次萌芽数据，试验从2020年8月中旬开展，历时80天。

1.4 试验地点概况

试验地点选择在日喀则市林业技术服务中心苗圃基地。日喀则市气候干、雨季分明，五至九月为雨季，降水量集中在七、八、九月，多夜雨，夜雨量占总降水量的70%-80%以上，空气稀薄，日照充足，昼夜温差较大。年降水量450.2mm，年蒸发量2 548mm，土壤质地为砾石沙壤土，表层有机质含量较丰富，全氮含量不高，且分布不均匀，磷、钾呈现中等偏下水平，pH多在7.5-8.5之间，呈弱碱性。

1.5 试验条件

试验在苗圃基地温室进行。试验地基质以沙壤土为主，土壤质地偏粗，土层薄、多砾石，在砂生槐种子播种前，需对试验基质进行施用农家肥加以改良，将试验基质与农家肥按1∶1的比例混合均匀，配置营养土装填在育苗穴盘里。将不同处理后的砂生槐种子统一播种在提前做好标签的育苗穴盘里，播种深度以3cm为宜，覆膜进行保温保墒，根据土壤墒情（土壤含水量）实时观测浇水保湿。A、B两组实验基本条件如表1、表2所示。

2 结果与分析

通过观察记录和数据分析计算，如表3得出了砂生槐种子播种80天后，不同处理方式下砂生槐种子的萌芽率。

2.1 砂生槐种子的萌发特性

由实验观察记录，A组砂生槐种子的萌芽时间在14-30天左右。A组砂生槐播种14天后经过浸泡、打磨、双重处理后的种子较未处理的种子萌发数量分别多7株、21株、28株;播种49天后，砂生槐种子的萌发数量和萌芽率基本趋于稳定，经过打磨、双重处理后的砂生槐种子萌发数量和萌芽率相差不大但明显高于浸泡处理。由表3得知，播种80天后A组砂生槐种子经过浸泡、打磨、双重处理后的种子萌芽率较未处理的种子萌芽率分别增加12%、20%、23%。无任何处理的砂生槐种子萌芽率只有11%。B组砂生槐种子的萌发时间较A组种子晚7天左右，相同时间内B组砂生槐种子较A组种子萌發数量较少、萌芽率较低。由表3可知，播种80天后B组砂生槐种子经过浸泡、打磨、双重处理、无处理的种子萌芽率分别为12%、16%、26%、7%。B组砂生槐种子经浸泡、打磨、双重处理、无处理后的种子萌芽率较A组分别低11%、15%、8%、4%。

出现上述现象可能的原因是受温度的影响，结合表1、表2，由于两组砂生槐播种时间不同，A组播种时间为8月，B组播种时间为12月，日喀则冬季气温低，昼夜温差大，空气干燥，因此造成了B组种子发芽时间延长、萌发数量减少。邢震、辛福梅等人研究发现，砂生槐种子的萌发受环境温度的影响明显，提高温度能促进种子的萌发，25-30℃适宜砂生槐种子萌发，证明了试验结果的可靠性。分析A、B两组实验数据可知，三种预处理方式明显提高了砂生槐种子的萌芽率，三种处理方式中以浸泡与打磨双重处理的效果最佳。

2.2 砂生槐种子的硬实率

为了进一步了解砂生槐种子的萌发特性，计算砂生槐种子的硬实率。选取100粒无生长缺陷的砂生槐种子在水中浸泡5天，水温常温，统计未吸胀种子数量，重复3次，计算硬实率，如表4所示。

由表4知，砂生槐种子的硬实率均在90%以上，即种皮的束缚导致砂生槐种子的萌芽率较低。因此切破种皮是提高砂生槐种子发芽率的有效途径之一。本试验中采用浸泡、打磨、双重处理均能从不同程度切破砂生槐种子的种皮，理论上试验中采取的三种预处理方式中对种子种皮的处理程度由低到高依次是浸泡、打磨、双重处理，种子的发芽数量由高到低应该是双重处理、打磨、浸泡处理。

张胜、加央、朗珍等人研究发现，在自然条件下由于刺槐小蜂破坏等因素影响，日喀则地区砂生槐种子虫害发生率达50%以上，自然条件下砂生槐种子的发芽率非常低，只有10%左右。辛福梅等人研究发现日喀则种源的砂生槐在20℃的水温中浸泡后发芽率最好。此外，切破种皮、酸碱处理均有利于种子的萌芽。除了浸种处理，林少敏研究发现经过物理处理比化学处理的种子萌发率更高，可采取用刀刺破种皮。王文娟等人研究发现采用50mg/L的赤霉素浸种处理砂生槐种子的萌发效果最明显。索朗德吉等人研究发现用98%的浓硫酸处理浸泡30min砂生槐种子的发芽率有明显的提高。

2.3 砂生槐植株的生长规律

为进一步探究砂生槐萌芽后的生长规律，以A组砂生槐萌发的植株为研究对象，每10天为一个周期，观察记录种子从萌发到12月生长期结束过程中，植株苗高随生长时间变化规律并采用Logistic方程对苗高进行拟合。Logistic拟合公式如下：

（1）

式中，y为观测指标累积生长量，x为生长时间，k为生长终极量，a、b为待定系数。K值推算公式为：

（2）

其中y1表示生长始点生长量，y2表示生长生长中点生长量，y3表示生长终点生长量。

根据实验观测值，利用Logistic方程与SPSS软件对砂生槐幼苗的苗高生长规律进行拟合，k、a、b的初始估计值为：k=16.88，a=4.63，b=0.047得到苗高的拟合方程为：

（3）

砂生槐幼苗苗高生长随时间变化关系及Logistic模型拟合曲线如图1所示，砂生槐幼苗生长曲线呈“S”型。

为了获得砂生槐种苗苗高连日生长量变化速率的拐点，将（1）式Logistic方程对x求三阶导数，并令其等于0，求得连日生长量变化速率最快的2个点x1、x2。

（4）

其中x1-x2为生长速生阶段，其中x1为由生长初期到生长旺盛期的分界点，x2为由生长旺盛期转入缓慢生长期的分界点，即x1-x2为生长速生阶段。Logistic曲线拟合苗高生长回归分析结果见表5，由表5知砂生槐幼苗苗高生长的Logistic曲线拟合度为0.988，说明利用此曲线方程拟合砂生槐幼苗的苗高年生长规律效果理想。砂生槐幼苗生长速生期为18-50天，结合图1可知实验结果的可靠性。

根据图1，砂生槐幼苗的年生长曲线呈“S”型，分为出苗期、生长初期、速生期和生长后期4个阶段。生长初期时间较短为5-10天左右，砂生槐植株萌芽后的18-50天为速生期，50天以后进入生长后期，90天以后植株生长变化不明显基本停止生长。出现这种现象的原因可能是由于A组砂生槐萌芽时间在8月中下旬，育苗温室8月温度较高，水分充足，空气湿度大，萌芽后的植株很快进入速生期。随着时间变化，50天后为10月，温度逐渐下降，昼夜温差增大，植株逐渐进入生长后期，11-12月日喀则冬季气温低、温差大，砂生槐植株停止生长。张胜研究发现，受西藏特殊气候环境决定，一年生砂生槐的生长初期只有10天左右，砂生槐实生苗的年生长规律遵循Logistic曲线，即S型生长曲线，证明了实验结果的可靠性。

3 结论

通过对西藏特有灌木砂生槐种子萌发特性及生长规律的研究发现，砂生槐种子的硬实率高达90%以上，在自然环境条件下种子虫害严重，对胚的损伤严重，导致砂生槐种子萌芽率较低。不做任何处理的种子萌芽率仅有11%，采用浸泡、打磨种皮等方式均能提高砂生槐种子萌芽率，从根本上说萌芽率与砂生槐种子种皮的破坏程度、破除硬实的程度有关。本實验在三种处理方式中双重处理对种子的种皮处理效果最佳，萌芽率最高。

砂生槐种子的萌发受环境温度的影响较为明显，适当提高环境温度能够提高砂生槐种子的萌芽率，通过试验得出25℃左右效果最佳，温度越低越不利于种子的萌发，温度超过30℃会导致砂生槐猝倒病的发生。实践表明，在砂生槐种子萌芽期间，应做好土地保温保湿，保证良好的土壤透气性。

受冬季外界自然气候影响，测定数据显示B组试验获得的砂生槐同等生长量的生长周期较长，但苗高生长量拟合曲线趋势同A组试验吻合，故得出砂生槐植株的生长节律遵循Logistic曲线，用此方程模拟苗高的生长过程效果理想，用此方程拟合连日生长量变化速率的2个拐点与实际观测值基本相符。据此方程可以预测苗木生长期间的苗高及生长动态。砂生槐的生长曲线呈“S型”生长曲线，分为出苗期、生长初期、速生期和生长后期4个阶段。生长初期5-10天左右，速生期18-50天，50天后进入生长后期，速生期应该加强苗木的田间管理，增强水肥管理，促进砂生槐根系的生长，促进种苗快速木质化，提高砂生槐幼苗的耐寒耐旱性。

参考文献

[1] 郭其强，罗大庆，方江平，等.西藏砂生槐的研究现状及其利用与保护对策[J].西北林学院学报，2009，24（1）：98-101+156.

[2] 加央朗珍，方江平.砂生槐生物生态学特征分析[J].宁夏农林科技，2011，52（11）：43-45+2.

[3] 辛福梅，杨小林，赵垦田.不同种源砂生槐种子萌发特性的比较研究[J].种子，2015，34（7）：1-5.