滇重楼播种技术研究

2016-05-30 10:48:04李剑美漆丽萍尚宇南单治国罗雅婷苏成西罗银玲蒋智林
热带农业工程 2016年1期
关键词:播种种子

李剑美 漆丽萍 尚宇南 单治国 罗雅婷 苏成西 罗银玲 蒋智林

摘 要 大田条件下播种的滇重楼种子出苗率低、出苗时间长和出苗不整齐,是滇重楼生产的瓶颈。本研究比较了直接播种、催芽播种、播种基质、播种深度、土壤水分等播种技术对滇重楼出苗率、出苗整齐度的影响。直接播种:以0.8 cm2≤S(种子投影面积)<1 cm2出苗率最高,依次为S≥1 cm2,0.65 cm2≤S<0.8 cm2,0.5 cm2≤S<0.65 cm2,S<0.5 cm2的种子不出苗;播种基质为土-沙组合出苗时间较腐叶土基质提前13个月,播后18个月出苗率搞出了26.33 %。催芽播种胚根长度越长其出苗率相对较高,当胚根长度是种子直径4倍及以上(L≥2 cm)时出苗率、出苗最整齐。直接播种和催芽播种对土壤水分和播种深度要求基本一致。直接播种时,应优选种子;催芽播种,应在胚根长度L≥2 cm时播种。播种深度0-2 cm适宜,一般不宜超过4 cm,苗床土壤应保持潮湿。

关键词 滇重楼 ;二次休眠 ;种子 ;播种

中图分类号 S567.23

Abstract Field under the condition of Paris polyphylla var. Yunnanens is low seed germination rate, emergence time and emergence not neat, is always the bottleneck of Paris polyphylla var.yunnanensis production. To explore the factors in Paris polyphylla var.Yunnanensis emergence rate,We compared the field under the condition of seed size, length of radicle, seeding matrix, sowing depth, soil moisture effects on Paris polyphylla var. Yunnanensis seed germination rate. The medium size seed (0.8cm2≤S<1cm2) is level 1seed for its highest germination rate ,Followed by secondary seeds(S≥1cm2), level 3 seed (0.65cm2≤S<0.8cm2), four seeds(0.5cm2≤S<0.65cm2),the seed (S<0.5cm2)germination rate is zero, should be rejected in the production. The longer the length of radicle its emergence rate is Relatively high,When the radicle length is seed diameter 4 times and above (L≥2cm) is the highest germination rate, Five months after seeding emergence rate can reach 23.82%, 73.43% after 6 months, after 18 months of 80.67%. Its germination rate on average than radicle length L < 0.5 cm higher than 55.89%, radicle length 0.5 cm L < 1.0 cm higher than 36.02%, radicle length1.0cm≤ L<2cm higher than 14.37%, difference is very significant.Seeding matrix of soil - sand combination, no. 2 seed germination rate, five months after planting is 13.25%, 6 months after planting was 32.75%, 7 months after planting was 33.5%, seeding after 18 months of 89%; Leaf soil matrix,seeding for 18 months to emergence, emergence rate was 62.67%.;straight seeded, shoud be graded seed.;germinating seeds sow, Radicle length(L≥2cm) is the best time to sow;the difference is very significant.Sowing depth 0-2 cm is appropriate,should not be commonly more than 4 cm, seedbed soil should be kept damp 60%-70% (soil moisture), avoid secondary dormancy.

Key words Paris polyphylla smith var.yunnanensis(Franch.) Hand.-Mazz ; secondary dormancy ; Seed ; cultivation

滇重楼[1][Paris polyphylla smith var.yunnanensis(Franch.) Hand.-Mazz]的根状茎是云南白药系列的主要原料。然而,滇重楼根茎繁殖率低,离体培养难度大,因此,利用种子繁殖仍然是滇重楼育苗的主要途径。滇重楼由于自身特性和研究起步较晚等原因,大田条件下某些方面的播种技术仍需系统研究。有关滇重楼种子室内出苗率的研究,前人已做了大量有效的工作。李恒等研究认为,滇重楼种子需经过两冬一夏才能完成形态学后熟和生理学后熟,休眠期为18个月或更长时间,二次休眠是重楼种子的生理特性,也是重楼种子长期不萌发的原因[2-4];李运昌研究认为,重楼种子自然条件下2 a才能出苗,出苗率难达50 %,采用高低温变温处理后,1 a内即可萌发,出苗率达60 %[5];陈伟等报道,种子从采集当年的9-12月到第二年冬季之前完成形态成熟及各器官的发育,大田表现为种子只发根不出苗,且种子成熟与生长环境无关[6];周浓等通过超声和赤霉素处理均可提高出根率和缩短出苗时间;王艳芳等[9]认为种皮、果实成熟度和赤霉素影响了滇重楼种子的发根率和发根速度[7-8];熊海浪等研究了华重楼、滇重楼和七叶一支花的组织培养,认为重楼属植物的离体培养具有很大难度,建立完善的离体培养体系仍需更多尝试[10-14]。大田条件下滇重楼的栽培也取得了可喜的进展,刘涛等提出了滇重楼林下规范化种植生产标准操作规程[15];陈翠等研究了滇重楼种苗种植密度、遮阳度和种苗分级对滇重楼生长的影响,认为最适宜的滇重楼种苗根状茎为10 g左右,种植密度为10 cm×20 cm,遮阳网遮荫,遮荫率在60 %左右[16-19];陈翠等还研究不同温度、不同播种方式(播种时间、覆土厚度、地膜覆盖)等因素对云南重楼种子萌发和出苗的影响,是大田条件下研究滇重楼播种技术较早和较全面的研究[16-19]。种子分级播种、合理播种时间以及播种基质是大田中重要的播种环节,相应地这些环节前人研究较少。笔者重点研究不同种子大小、胚根长度以及相应的播种基质和播种深度对滇重楼出苗率的影响,优化大田播种技术,以期为大田生产提供较强操作性的育苗技术。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 重楼种子

滇重楼种子于2013年10月4日采自云南省丽江市玉龙县鲁甸乡丽江云鑫绿色生物开发有限公司重楼健壮植株的种子。试验材料经中国科学院西双版纳热带植物园标本馆周仕顺工程师鉴定为滇重楼(Paris polyphylla smith var.yunnanensis(Franch.) Hand.-Mazz)。

1.1.2 试验地

试验地位于云南省普洱市宁洱县普义乡,海拔1 492 m,年均降雨量1 414.9 mm,年均温18.2 ℃,土壤为黑沙壤土,pH为5.23。试验地搭建2.5 m高遮阳网,遮光度为60 %,育苗床为板瓦型,深度为20-25 cm,宽度为1.2-1.4 m。2013年12月23日播种。

1.2 方法

1.2.1 不同种子大小处理

1.2.1.1 种子大小分级处理

剔除有病斑、虫眼和机械损伤的种子,用游标卡尺测量其最大横径和直径,计算面积(种子投影多为椭圆形,因此面积公式为S=πab)。以大小为种子分级的标准,将种子分为1-5号种子,1号种子:S≥1 cm2;2号种子:0.8 cm2≤S<1 cm2;3号种子:0.65 cm2≤S<0.8 cm2;4号种子:0.5 cm2≤S<0.65 cm2;5号种子:S<0.5 cm2。

1.2.1.2 不同种子大小处理

随机选取各级别供试种子6份,每份为100粒,做2种播种处理,每处理设3个重复:①腐殖土:将种子点播于过细筛的腐叶土上,播种后用腐叶土覆土,覆土深度以不见种子为度;②土-沙:播种基质下层为腐殖土,播种后用干净的河沙覆土,覆土深度以不见种子为度。以上各处理播种后各盖一层松针,加强田间管理,土壤湿度(土壤相对含水量)不低于70 %,浇水少量多次。播种后5个月、6个月、7个月和18个月统计出苗率。

1.2.2 不同胚根长度的处理

采收的成熟果实(果皮开裂、种皮为鲜红色)洗去果肉,稍微晾干,作湿砂层积催芽,在室内处理80 d后(胚根突破种皮种子数占种子总数的80 %以上),将种子突破种皮的胚根长度按以下几种方式分类:①刚露白≤L<与种子直径(L<0.5 cm);②种子直径≤L<种子直径的2倍(0.5 cm≤L<1.0 cm);③种子直径的2倍≤L<种子直径4倍(1.0 cm≤L<2 cm);④种子直径的4倍及以上(L≥2 cm)。随机选取以上4种种子各3份,每份100粒,做播种处理,每处理设3个重复,播种于过细筛的腐叶土上,覆土深度以不见种子和胚根为度,再盖上一层1 cm厚的松针,加强田间管理,土壤湿度(相对含水量)不低于70 %。播种后6个月和18个月统计出苗率。

1.2.3 不同土壤水分处理

取2号种子2份,每份100粒,播种于土-沙的基质中,覆土深度以不见种子为度,田间的水分管理按以下2种方式处理:①保持基质潮湿(土壤容积含水量为60 %-70 %左右);②自然水分管理,只是在旱季表土见干扬灰时浇1次水。从2014年1-12月,每月随机选择5 d调查土壤含水量,统计其土壤的平均含水率。播种后7个月、18个月统计其出苗率。

1.2.4 不同播种深度处理

选取胚根长度是种子直径的4倍及以上(L≥2 cm)的种子18份,每份100粒,按以下播种方式处理:①播种基质腐殖土(沙壤土),播种深度以不见种子和胚根为度;②播种基质腐殖土(沙壤土),播种深度2 cm;③播种基质腐殖土(沙壤土),播种深度4 cm;④播种基质壤土,播种深度以不见种子和胚根为度;⑤播种基质壤土,播种深度2 cm;⑥播种基质壤土,播种深度4 cm。播种后盖上一层1 cm厚的松针,加强田间管理,土壤湿度(相对含水量)不低于70 %。分别在播后5个月、6个月和18个月调查出苗率。

1.3 指标计算方法

出苗率/%=(出苗数÷播种种子总数)×100。

所有的数据用SPSS统计软件进行单因素方差分析,用Microsoft Excel软件对数据进行绘图。

2 结果与分析

2.1 不同种子大小的处理

不同种子大小对出苗率和出苗时间在不同播种基质上有不同程度的影响(图1、表1)。从表1可看出,播种基质为腐殖土,播种后5个月、6个月和7个月均未出苗,18个月1号种子和2号种子出苗率均达60 %以上,3号种子出苗率为40 %,4号种子出苗率30 %,5号种子未出苗。播种基质为土-沙,播种后5个月1号至5号种子出苗率分别为:11.67 %、13.25 %、7.67 %、6.5 %、0;播种后6个月出苗率分别为:25 %、32.75 %、22 %、19.5 %、0;播种后7个月的出苗率分别为27 %、33.5 %、22 %、20.5 %、0;18个月出苗率为85.33 %、89 %、62.67 %、61.33 %、0。

而经过多重比较,种子大小对出苗率的影响差别较大。1号种子和2号种子,在腐叶土上出苗率均无显著性差异;在土-沙的播种基质中,2号种子出苗率比1号种子高,播后5个月、6个月和7个月的出苗率差异显著,但是18个月后差异则不显著,可能是大粒种子通过休眠的时间较长。除2号种子外,其余种子均随着体积增大,表现出出苗时间较快和出苗率较高的现象。因此,2号种子(0.8 cm2≤S<1 cm2)无论是出苗时间还是出苗整齐度均好于其他种子,应属于一级种子;1号种子(S≥1 cm2)在本次实验中表现为多数种子通过休眠的时间较长,即出苗时间和出苗整齐度略次于2号种子,归为二级种子;3号与4号种子之间在土-沙中不存在显著差异,但是在腐叶土上差异极显著。目前,大田播种仍以腐叶土或者本地土壤为主,因此,笔者认为3号种子与4号种子应为不同级别的种子,分别为3级种子(0.65 cm2≤S<0.8 cm2)和4级种子(0.5 cm2≤S<0.65 cm2);5号种子S<0.5 cm2,所有种子均未能出苗,说明种子发育不良,生产中应摒弃这些种子。

多重比较还表明,不同播种基质对未经崔苗种子的出苗时间和出苗率有显著影响。出苗时间:腐殖土上播种的种子直至播后的18个月才开始出苗;土-沙的播种基质中播后5个月就开始出苗,以2号种子为例,5个月出苗率为13.25 %,6个月为32.75 %,7个月为33.50 %,出苗时间比腐殖土上直接播种提前了近1 a。土-沙组合基质上播种的种子出苗率也远高于腐叶土,以播种后18个月同级别种子之间的出苗率比较分析为例,土-沙播种的出苗率1号种子比腐叶土高24.66 %,2号种子高26.33 %,3号种子高22.67 %,4号种子高37 %。3号与4号种子在土-沙之间差异不显著,而在腐叶土上差异显著,说明土-沙的基质还可克服种子本身的缺陷,如胚营养物质过少,在漫长的解除休眠过程中消耗了营养物质而不能出苗现象,土-沙的播种基质使种子提早出苗,通过根系和子叶及时获得营养,极大提高了成活率和种子的利用率。

2.2 不同胚根长度的处理

不同胚根长度的处理结果见表2。由表2可看出,胚根长度越长其出苗率相对较高,当胚根长度是种子直径4倍及以上(L≥2 cm)出苗率最高,播种5个月出苗率达23.82 %,6个月73.43 %,18个月80.67 %,平均比胚根长度L<0.5 cm的高出55.89 %,胚根长度0.5 cm≤L<1.0 cm的高出36.02 %,胚根长度1.0 cm≤L<2 cm的高出14.37 %,差异显著或极显著。其次是胚根长度为1.0 cm≤L<2 cm的出苗率较高,比胚根长度(L<0.5 cm)高出10.95 %,胚根长度(0.5 cm≤L<1.0 cm)高出8.78 %,5个月的出苗率差异显著,播后6个月和18个月差异不显著。总体来看,当胚根长度L<2 cm,播后18个月出苗率均不足20 %,且在试验田种中仍有陆续出苗的现象。胚根长度可能代表了种子解除休眠的程度,胚根突破种皮即露白,可能只是完成胚的后熟。从表2数据来看,当胚根长度大于2 cm时,重楼才真正解除休眠。

2.3 不同土壤水分的处理

2014年1-12月4个处理区的土壤水分的变化情况见图2。由图2可以看出,土壤水分含量对重楼种子出苗率和出苗时间均有不同程度的影响:在潮湿条件下播后7个月出苗率达33.5 %,自然条件下出苗率为零,实验田表现为只长胚根而不出苗。18个月后,即播后的第2年7月份(雨季)土壤湿润后,潮湿条件下的出苗率为89.33%,比自然条件下出苗率高,差异达极显著。据调查,农户将重楼种植在房前屋后(常年潮湿),种子凋落后8-12个月后也能萌发,但是转移到一般地块(土壤含水量主要有雨水供给)出苗率极低,甚至不出苗。因此,土壤的含水量也是影响滇重楼种子萌发的主要因素之一,生产上应加以重视。

2.4 不同播种深度的处理

不同播种处理的出苗率见图3。从图3可以看出,播种基质为腐殖土(沙壤土):2号种子为例,播后5个月出苗率播种深度0 cm≈2 cm>播种深度4 cm。播后6个月出苗率播种深度2 cm≈0 cm>播种深度4 cm;播后18个月的出苗率,播种深度2 cm≈0 cm>播种深度4 cm。结果表明,腐叶土播种深度以播种深度0-2 cm最适宜,一般不宜超过4 cm。播种基质为黑壤土:播后5个月出苗率播种深度0 cm≈2 cm>播种深度4 cm;播后6个月出苗率播种深度0 cm>播种深度2 cm>播种深度4 cm;播后18个月出苗率播种深度0 cm≈2 cm>播种深度4 cm。结果表明:黑壤土播种深度以0-2 cm为宜,一般不宜超过4 cm。

不同播种基质对已经催芽处理种子出苗率的影响,存在较大的差异。如播种为同一深度,其出苗率不同,播后5个月2种基质上出苗率无显著差异,播后6个月和18个月,播种深度0 cm,2 cm与4 cm出苗率腐叶土均显著高于黑壤土。因此,已经催芽的种子,较适合的基质为腐殖土。

3 讨论

3.1 重楼种子大小分级

一般种子以粒大、饱满、色正为较优的种子,但本研究结果表明,滇重楼种子在播种后5、6、7个月1号种子(大粒种子)的出苗率较2号种子(中粒种子)低,差异显著,只是到18个月后则无显著差异。此结果与陈伟[6]等的研究有较高程度的吻合,认为中等大小(0.024-0.028 g)的种仁具有最高的萌发率,是因为大粒种子的出苗率可能是受到过分发胚乳的抑制,因而延长了其出苗的时间。本实验以出苗率、出苗整齐度为评价指标,将滇重楼种子分为4个等级:一级种子(0.8 cm2≤S<1 cm2),二级种子(S≥1 cm2),三级种子(0.65 cm2≤S<0.8 cm2)和四级种子(0.5 cm2≤S<0.65 cm2)。

3.2 滇重楼种子二次休眠影响

滇重楼种子具有二次休眠的特征,表现为只长根不出苗。孟繁蕴认为滇重楼种子0-180 d完成胚形态后熟,还需再进行一次低温处理,才能解除生理休眠,促进下胚轴的生长。本实验滇重楼种子经过80 d沙藏处理后,胚根突破种皮占总数的83.2 %,重楼胚根突破种皮,袁理春等[20]认为当胚根长于1.5 cm时可判断滇重楼完成种子胚芽和胚根各器官的发育。而根据此实验结果,即当胚根长度L≥2 cm后播种,播后6个月出苗率即可达70 %以上,依次是胚根长度1.0 cm≤L<2 cm,0.6 cm≤L<1.0 cm,L<0.6 cm,但是18个月后三者出苗率扔不足20 %,且有陆续出苗的现象。因此,本研究认为,胚根的长度在一定程度上代表了解除休眠的程度。

二次休眠可由内部基因的表达诱导,但是多数种子的二次休眠乃是因环境因素的不利。多数学者认为引起重楼二次休眠主要受温度的调控,因此多用变温处理促进种子的萌发。而土壤水分对重楼种子的萌发关注较少,其中王艳芳等[9]认为种子萌发及胚根生长受沙藏的湿度影响不大。本实验观察了自然状态下和保持土壤容积含水量为60 %-70 %的地块重楼种子的出苗率,发现后者显著高于前者,33.5 %种子的出苗时间可提前1 a,因此认为,土壤水分也是影响出苗的主要因素,应加以重视。

3.3 大田育苗建议

选种时,应选择无病虫害,无机械损伤,大小为0.8 cm2≤S<1 cm2的种子最优,生产中应摒弃S<0.5 cm2的种子。种子处理时,过去通常采用变温或者沙藏处理促进种子萌发,但在移栽过程中胚根的损伤率太大,出苗整齐度差。相反,未经催芽的种子,直接播种于腐叶土上,再用干净的河沙覆土,除5号种子不出苗外,1-4号种子播后5、6和18个月的平均出苗率74.7 %,高于已经催芽种子(胚根长度L>2 cm)的平均出苗率(64.0 %),更高于全部催芽种子出苗率(38.5 %)。因此,大田条件下,种子无需催芽直接播种。播种基质选择上,如果是种子则采用土-沙组合模式;已经催芽的种子腐叶土较为适宜。播种时无论是已经催芽的种子还是未催芽的种子,播种深度0-2 cm均可,考虑到雨水冲刷等外力因素,2 cm左右最适宜,一般不宜超过4 cm。滇重楼性喜潮湿、荫蔽的环境,播种后应保持土壤湿润(平均容积含水量60 %-70 %为宜),避免出现二次休眠。

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