差巴嘎蒿種子萌發(fā)與出苗機制研究

邰憲武

(遼寧省沙地治理與利用研究所，遼寧 阜新 123000)

差巴嘎蒿(ArtemisiahalodendronTurcz.et Bess.)為菊科蒿屬的沙生植物，廣泛生長于科爾沁沙地的流動沙地和半固定沙地，耐風蝕能力強，是流動沙地向半固定沙地轉變的指示植物，也是該區(qū)主要固沙植物之一[1]。為了解其在流動沙地生根發(fā)芽的生理機制，在科爾沁沙地南緣的章古臺研究了不同溫度、不同沙埋深度條件下差巴嘎蒿種子萌發(fā)狀況。

種子萌發(fā)是植物生長發(fā)育的開端，是其整個生活史最重要的部分。種子萌發(fā)的條件決定了該植物群落的演替方式[2]。科爾沁沙地的流動沙丘處于演替的初始階段，土壤基本裸露在外，溫濕度變化劇烈。能夠在演替初始階段萌發(fā)的植物種子通過對外界環(huán)境條件的敏感感知能力來決定發(fā)芽時機，以保證其幼苗在較為適宜的條件下生長[3]。植物感知環(huán)境的主要因素以溫度和濕度為主，但在流動沙丘這一特殊環(huán)境下，沙埋深度也是幼苗是否能生長的決定因素之一，本研究在滿足濕度的條件下，進行了溫度與沙埋實驗。

1 研究區(qū)自然概況

研究地點在遼寧省彰武縣的章古臺，地處科爾沁的東南緣。該區(qū)屬大陸性季風氣候區(qū)，年均溫大約6 ℃，較為干旱，且風力較大，其風速可以達到每秒25 m，無霜期154 d左右。降水年際變化較明顯。最大的年降水量可以達到744 mm，最小的年降水量約為262 mm，總體年均降水量500 mm，大多集中在6-8月[4]。

2 研究方法

2.1 試驗材料采集與處理

試驗在遼寧省固沙造林研究所荒漠化實驗樓進行，于2017年10月末在實驗林場萬畝林實驗區(qū)的半流動沙地上選擇30株差巴嘎蒿采集種子，帶回實驗樓制種，在常溫下儲存過冬。

2.2 溫度試驗

試驗開始于2018年4月17日，設置3種溫度梯度，處理1是室溫條件下實驗，早晚溫度-5～15 ℃；處理2是在日光溫室中，早晚溫度10～35 ℃，與流動沙地5-6月份表層沙土的溫度相似；處理3是在培養(yǎng)箱中，溫度設置成20～45 ℃變溫，模擬7-8月份表層沙土溫度。每種溫度設5個重復，采用相同的培養(yǎng)皿，用蒸餾水充分濕潤濾紙后，每個培養(yǎng)皿放入100粒種子，使用自動噴淋設備保持種子濕潤，每天晚上記錄發(fā)芽種子數(shù)，并去除已萌發(fā)的種子。當連續(xù)3 d無發(fā)芽種子時，實驗結束。

2.3 沙埋試驗

采購高20 cm，直徑15 cm的塑料花盆，采集采種地的沙土，進行濾掉，保證沒有混入種子及其他雜質(zhì)，只保留純沙土裝入花盆。試驗設置5個沙埋梯度，分別是0、0.5、1、2和5 cm。每個沙埋梯度取差巴嘎蒿種子100粒，放置于室外，每天澆水3次，保證土壤濕潤。每天晚上記錄出苗的數(shù)量，并拔除已出土的幼苗。當連續(xù)3 d無出土幼苗時，試驗結束。

2.4 分析方法

數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用單因素方差分析法，由于發(fā)芽率為百分數(shù)，不符合方差分析的要求，所以對其進行反正弦轉換[5]。分析軟件采用Excel和SPPS19.0。

3 結果與分析

3.1 溫度對差巴嘎蒿種子萌發(fā)的影響

3種處理中，處理2的種子平均發(fā)芽率最高，但差異并不顯著。從圖1可以看出，處理2表現(xiàn)為單峰曲線，種子發(fā)芽最為整齊，發(fā)芽勢最好。說明在水分條件得以滿足的情況下，10～35 ℃最適宜差巴嘎蒿生根發(fā)芽。處理1與處理3均為多峰曲線，說明溫度過高或過低都會抑制差巴嘎蒿種子發(fā)芽。

圖1 種子日萌發(fā)率

3.2 沙埋深度對差巴嘎蒿出苗的影響

由圖2可以看出，5個處理中，0 cm沙埋在第2天即發(fā)現(xiàn)出苗，但總出苗量卻較少，這是由于室外環(huán)境中風將部分種子吹落，且裸露在外的種子也容易風干。0.5 cm和1 cm出苗率相差無幾，0.5 cm出苗較1 cm沙埋早1 d。當沙埋深度達到2 cm時，發(fā)芽率僅為28%，試驗結束后翻開表層土壤，發(fā)現(xiàn)大量已發(fā)芽卻沒能出苗的種子，這說明幼苗沒有足夠的能量破開土層。當沙埋達到5 cm時，僅有1%的種子出苗，可以認為這已經(jīng)是小概率事件，5 cm的沙埋深度差巴嘎蒿已經(jīng)不能出苗了。

圖2 沙埋試驗

4 小結

科爾沁沙地5-6月份的溫度最適宜差巴嘎蒿種子的萌發(fā)，且差巴嘎蒿在0.5～1 cm沙埋時出苗率最高，所以采用差巴嘎蒿進行固沙作業(yè)時應選擇在5-6月份時播撒種子，并在撒種后踩踏播種地使種子埋入沙土0.5～1 cm。播種后用噴壺澆水以幫助種子萌發(fā)。