不同處理方式下砂生槐種子萌發及生長規律研究

馬志杰

摘要：該文以采集日喀則種源的砂生槐種子為研究對象，采用穴盤種子育苗播種砂生槐，通過浸泡、打磨種皮、浸泡與打磨種皮雙重處理（以下簡稱：雙重處理）三種方式處理砂生槐種子，以無處理的種子作對照試驗，分析比較不同處理方式下砂生槐種子的萌發率，觀察記錄并總結了砂生槐植株的生長規律，為后續利用砂生槐進行防沙治沙工作提供相關理論依據和技術支持。

關鍵詞：砂生槐;萌發特性;處理方式;生長特性

砂生槐是西藏特有的灌木樹種之一，根系發達，具有極強的耐寒耐旱、耐瘠薄、抗風沙、保持水土等生物學和生態特性。砂生槐作為青藏高原特有的灌木樹種之一，是西藏重要的防沙治沙植物資源，主要分布于海拔2 800-4 400m的山坡灌叢、河漫灘砂質地、石質山坡等地區。為了充分發揮鄉土樹種（砂生槐），做好防沙治沙工作，研究砂生槐育苗關鍵技術，掌握砂生槐的生長規律極其重要。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

無生長缺陷的日喀則種源砂生槐種子1 024粒。

1.2 試驗設備

育苗盤8個，規格16×8，卷尺，溫度計，計算器。

1.3 試驗方法

將無缺陷的1 024粒砂生槐種子分為A、B兩組，每組種子512粒，每組種子以育苗盤育苗數量為計算單元，分別進行浸泡、打磨、雙重處理、無處理四種處理方式。

1）浸泡處理：用清水浸泡砂生槐種子24h，水溫常溫，水量以淹沒種子為宜，每12h換一次水，備播種使用。

2）打磨處理：用砂紙打磨砂生槐種子至種皮發毛為止，備播種使用。

3）雙重處理：先用砂紙打磨砂生槐種子至種皮發毛，然后用水浸泡24h，水溫常溫，水量以淹沒種子為宜，12h后換水一次，備播種使用。

4）無處理：無生長缺陷的砂生槐種子不進行任何處理，備播種使用。

從播種之日開始，每間隔10天觀察記錄一次數據，直到砂生槐種子萌發數量保持相對穩定，累計測定10次萌芽數據，試驗從2020年8月中旬開展，歷時80天。

1.4 試驗地點概況

試驗地點選擇在日喀則市林業技術服務中心苗圃基地。日喀則市氣候干、雨季分明，五至九月為雨季，降水量集中在七、八、九月，多夜雨，夜雨量占總降水量的70%-80%以上，空氣稀薄，日照充足，晝夜溫差較大。年降水量450.2mm，年蒸發量2 548mm，土壤質地為礫石沙壤土，表層有機質含量較豐富，全氮含量不高，且分布不均勻，磷、鉀呈現中等偏下水平，pH多在7.5-8.5之間，呈弱堿性。

1.5 試驗條件

試驗在苗圃基地溫室進行。試驗地基質以沙壤土為主，土壤質地偏粗，土層薄、多礫石，在砂生槐種子播種前，需對試驗基質進行施用農家肥加以改良，將試驗基質與農家肥按1∶1的比例混合均勻，配置營養土裝填在育苗穴盤里。將不同處理后的砂生槐種子統一播種在提前做好標簽的育苗穴盤里，播種深度以3cm為宜，覆膜進行保溫保墑，根據土壤墑情（土壤含水量）實時觀測澆水保濕。A、B兩組實驗基本條件如表1、表2所示。

2 結果與分析

通過觀察記錄和數據分析計算，如表3得出了砂生槐種子播種80天后，不同處理方式下砂生槐種子的萌芽率。

2.1 砂生槐種子的萌發特性

由實驗觀察記錄，A組砂生槐種子的萌芽時間在14-30天左右。A組砂生槐播種14天后經過浸泡、打磨、雙重處理后的種子較未處理的種子萌發數量分別多7株、21株、28株;播種49天后，砂生槐種子的萌發數量和萌芽率基本趨于穩定，經過打磨、雙重處理后的砂生槐種子萌發數量和萌芽率相差不大但明顯高于浸泡處理。由表3得知，播種80天后A組砂生槐種子經過浸泡、打磨、雙重處理后的種子萌芽率較未處理的種子萌芽率分別增加12%、20%、23%。無任何處理的砂生槐種子萌芽率只有11%。B組砂生槐種子的萌發時間較A組種子晚7天左右，相同時間內B組砂生槐種子較A組種子萌發數量較少、萌芽率較低。由表3可知，播種80天后B組砂生槐種子經過浸泡、打磨、雙重處理、無處理的種子萌芽率分別為12%、16%、26%、7%。B組砂生槐種子經浸泡、打磨、雙重處理、無處理后的種子萌芽率較A組分別低11%、15%、8%、4%。

出現上述現象可能的原因是受溫度的影響，結合表1、表2，由于兩組砂生槐播種時間不同，A組播種時間為8月，B組播種時間為12月，日喀則冬季氣溫低，晝夜溫差大，空氣干燥，因此造成了B組種子發芽時間延長、萌發數量減少。邢震、辛福梅等人研究發現，砂生槐種子的萌發受環境溫度的影響明顯，提高溫度能促進種子的萌發，25-30℃適宜砂生槐種子萌發，證明了試驗結果的可靠性。分析A、B兩組實驗數據可知，三種預處理方式明顯提高了砂生槐種子的萌芽率，三種處理方式中以浸泡與打磨雙重處理的效果最佳。

2.2 砂生槐種子的硬實率

為了進一步了解砂生槐種子的萌發特性，計算砂生槐種子的硬實率。選取100粒無生長缺陷的砂生槐種子在水中浸泡5天，水溫常溫，統計未吸脹種子數量，重復3次，計算硬實率，如表4所示。

由表4知，砂生槐種子的硬實率均在90%以上，即種皮的束縛導致砂生槐種子的萌芽率較低。因此切破種皮是提高砂生槐種子發芽率的有效途徑之一。本試驗中采用浸泡、打磨、雙重處理均能從不同程度切破砂生槐種子的種皮，理論上試驗中采取的三種預處理方式中對種子種皮的處理程度由低到高依次是浸泡、打磨、雙重處理，種子的發芽數量由高到低應該是雙重處理、打磨、浸泡處理。

張勝、加央、朗珍等人研究發現，在自然條件下由于刺槐小蜂破壞等因素影響，日喀則地區砂生槐種子蟲害發生率達50%以上，自然條件下砂生槐種子的發芽率非常低，只有10%左右。辛福梅等人研究發現日喀則種源的砂生槐在20℃的水溫中浸泡后發芽率最好。此外，切破種皮、酸堿處理均有利于種子的萌芽。除了浸種處理，林少敏研究發現經過物理處理比化學處理的種子萌發率更高，可采取用刀刺破種皮。王文娟等人研究發現采用50mg/L的赤霉素浸種處理砂生槐種子的萌發效果最明顯。索朗德吉等人研究發現用98%的濃硫酸處理浸泡30min砂生槐種子的發芽率有明顯的提高。

2.3 砂生槐植株的生長規律

為進一步探究砂生槐萌芽后的生長規律，以A組砂生槐萌發的植株為研究對象，每10天為一個周期，觀察記錄種子從萌發到12月生長期結束過程中，植株苗高隨生長時間變化規律并采用Logistic方程對苗高進行擬合。Logistic擬合公式如下：

（1）

式中，y為觀測指標累積生長量，x為生長時間，k為生長終極量，a、b為待定系數。K值推算公式為：

（2）

其中y1表示生長始點生長量，y2表示生長生長中點生長量，y3表示生長終點生長量。

根據實驗觀測值，利用Logistic方程與SPSS軟件對砂生槐幼苗的苗高生長規律進行擬合，k、a、b的初始估計值為：k=16.88，a=4.63，b=0.047得到苗高的擬合方程為：

（3）

砂生槐幼苗苗高生長隨時間變化關系及Logistic模型擬合曲線如圖1所示，砂生槐幼苗生長曲線呈“S”型。

為了獲得砂生槐種苗苗高連日生長量變化速率的拐點，將（1）式Logistic方程對x求三階導數，并令其等于0，求得連日生長量變化速率最快的2個點x1、x2。

（4）

其中x1-x2為生長速生階段，其中x1為由生長初期到生長旺盛期的分界點，x2為由生長旺盛期轉入緩慢生長期的分界點，即x1-x2為生長速生階段。Logistic曲線擬合苗高生長回歸分析結果見表5，由表5知砂生槐幼苗苗高生長的Logistic曲線擬合度為0.988，說明利用此曲線方程擬合砂生槐幼苗的苗高年生長規律效果理想。砂生槐幼苗生長速生期為18-50天，結合圖1可知實驗結果的可靠性。

根據圖1，砂生槐幼苗的年生長曲線呈“S”型，分為出苗期、生長初期、速生期和生長后期4個階段。生長初期時間較短為5-10天左右，砂生槐植株萌芽后的18-50天為速生期，50天以后進入生長后期，90天以后植株生長變化不明顯基本停止生長。出現這種現象的原因可能是由于A組砂生槐萌芽時間在8月中下旬，育苗溫室8月溫度較高，水分充足，空氣濕度大，萌芽后的植株很快進入速生期。隨著時間變化，50天后為10月，溫度逐漸下降，晝夜溫差增大，植株逐漸進入生長后期，11-12月日喀則冬季氣溫低、溫差大，砂生槐植株停止生長。張勝研究發現，受西藏特殊氣候環境決定，一年生砂生槐的生長初期只有10天左右，砂生槐實生苗的年生長規律遵循Logistic曲線，即S型生長曲線，證明了實驗結果的可靠性。

3 結論

通過對西藏特有灌木砂生槐種子萌發特性及生長規律的研究發現，砂生槐種子的硬實率高達90%以上，在自然環境條件下種子蟲害嚴重，對胚的損傷嚴重，導致砂生槐種子萌芽率較低。不做任何處理的種子萌芽率僅有11%，采用浸泡、打磨種皮等方式均能提高砂生槐種子萌芽率，從根本上說萌芽率與砂生槐種子種皮的破壞程度、破除硬實的程度有關。本實驗在三種處理方式中雙重處理對種子的種皮處理效果最佳，萌芽率最高。

砂生槐種子的萌發受環境溫度的影響較為明顯，適當提高環境溫度能夠提高砂生槐種子的萌芽率，通過試驗得出25℃左右效果最佳，溫度越低越不利于種子的萌發，溫度超過30℃會導致砂生槐猝倒病的發生。實踐表明，在砂生槐種子萌芽期間，應做好土地保溫保濕，保證良好的土壤透氣性。

受冬季外界自然氣候影響，測定數據顯示B組試驗獲得的砂生槐同等生長量的生長周期較長，但苗高生長量擬合曲線趨勢同A組試驗吻合，故得出砂生槐植株的生長節律遵循Logistic曲線，用此方程模擬苗高的生長過程效果理想，用此方程擬合連日生長量變化速率的2個拐點與實際觀測值基本相符。據此方程可以預測苗木生長期間的苗高及生長動態。砂生槐的生長曲線呈“S型”生長曲線，分為出苗期、生長初期、速生期和生長后期4個階段。生長初期5-10天左右，速生期18-50天，50天后進入生長后期，速生期應該加強苗木的田間管理，增強水肥管理，促進砂生槐根系的生長，促進種苗快速木質化，提高砂生槐幼苗的耐寒耐旱性。

參考文獻

[1] 郭其強，羅大慶，方江平，等.西藏砂生槐的研究現狀及其利用與保護對策[J].西北林學院學報，2009，24（1）：98-101+156.

[2] 加央朗珍，方江平.砂生槐生物生態學特征分析[J].寧夏農林科技，2011，52（11）：43-45+2.

[3] 辛福梅，楊小林，趙墾田.不同種源砂生槐種子萌發特性的比較研究[J].種子，2015，34（7）：1-5.