不同土壤基质和水分条件对巨柏出苗的影响

赵家顺 赵垦田 郑嘉诚 石立刚

[摘要]为了保护西藏特有珍惜物种、国家一级保护植物巨柏，采用盆栽控水方法，研究4种土壤基质（河沙、农田土、沙腐土、农腐土）和4种土壤含水量（田间持水量的90～95%、70～75%、50～55%、30～35%）对巨柏出苗过程及幼苗生长的影响。结果表明，河沙和沙腐土较适宜巨柏种子的出苗和幼苗生长，其次是农腐土，较差是农田土。其中巨柏种子在河沙中适宜出苗的土壤田间持水量为70～75%；沙腐土中适宜出苗的土壤田间持水量为50～55%，农田土中适宜出苗的土壤田间持水量为90～95%，农腐土中适宜出苗的土壤田间持水量为70～75%。幼苗生长在沙土中随水分含量增加长势减弱，而沙腐土、農田土和农腐土中则不然，随水分含量增加长势增强。

[关键词]巨柏；基质；含水量；生长

[中图分类号]S791 [文献标识码]A

巨柏（Cupressus gigantea） 柏科柏木属常绿大乔木，仅分布在西藏林芝地区的雅鲁藏布江中下游的干热河谷地带的（半）阳坡沙地或岩石上，是国家一级保护的珍贵树种，由于地质环境的变迁和人类活动的频繁，使得其现处于濒危状态。目前，有关巨柏种子萌发特性的研究报道较少，也未见有不同土壤基质条件下水分胁迫对种子出苗的研究。本文对巨柏种子在不同土壤条件下种子出苗和幼苗生长特性进行了研究，探索最适宜巨柏出苗的土壤基质和水分状况，旨在为巨柏濒危物种保护和改善育苗技术提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 实验材料与播前处理

巨柏种子采集于西藏朗县洞嘎乡扎西塘村的雅江沿岸巨柏林分。巨柏球果摊开阴干，收集自然脱落的种子，经净种后保存以供实验使用。种子千粒重为4.1435g。种子播前处理方法为45℃温水浸种24 h，之后再混沙催芽，待种子50%露白即可进行播种。

1.2 方法

1.2.1 土壤基质和水分的设置。本文设计了4种基质和4种土壤水分。4种基质为河沙（ST）、沙腐土（SFT）、农田土（NT）和农腐土（NFT）。其中河沙为全河床沙，河沙来源于巨柏天然分布区的朗县雅江沿岸；河沙与腐殖土7：3体积比混合得到沙腐土；农田土为全农田土，取自西藏农牧学院苗圃地；农田土与腐殖土7：3体积混合得到农腐土。

设定4种土壤田间持水量处理。第1组对照（CK），为正常供水，土壤含水量为最大田间持水量的90%～95%；第2组轻度干旱（LS），土壤含水量为70%～75%；第3组中度干旱（MS），土壤含水量为50%～55%，第4组重度干旱（HS），土壤含水量为30%～35%。每个处理重复3次，每个重复播种50粒种子。

1.2.2 盆栽控水。2017年5月 26日播种于花盆并开始控水。花盆直径为35cm，高27㎝。为防止水分渗漏和花盆内土壤漏失，密封花盆底部。采用称重法控制水分，每天 18：00 用精密天平BP3400（精度1/10000g）称量花盆重量，并补充水分，使土壤水分含量保持在设定的范围内。

1.3 出苗指标调查

种子出苗试验在温室大棚内进行，大棚内平均温度21.1°，平均湿度65.2%。逐日记录和统计苗木的出土个数和发芽情况，至30d结束，每个处理选择10株长势接近的苗木进行苗高、地径测定。

出苗率（ER）=正常出苗粒数/供试种子总数×100%

出苗势（EP）=（出苗高峰期种子的出苗数/供试种子总数）×100%

出苗指数 （EI）= ∑（Gt/Dt），式中，Gt为第t天的出苗数；Dt为相应出苗天数。

活力指数（VI）=种苗长度×出苗指数

1.4 数据分析处理

用Excel 2013软件进行数据处理和作图，用SPSS 20.0统计软件进行ANOVA分析，检验相应数据的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 巨柏种子的出苗过程

巨柏种子的出苗动态如图1所示，大棚温室育苗条件下，各种土壤基质和水分培育的巨柏种子出苗个数随时间（天数）的增加呈现“S”型动态变化，6～8d为迟缓期，8～10d为指数期，10d后逐渐减缓，第12d后基本稳定。其中，播种后前6天在各处理下均没有苗木出土，第7天开始除沙土CK、MS、HS和农田土HS未出苗外，其余土壤水分条件均开始出苗。沙腐土和农田土HS除外，其他土壤和水分条件下，巨柏种子的出苗都在第12天后趋于平衡。低水分的农田土能够延长出苗时间，可能与土壤透气性相关。第18天后，在重度干旱（HS）下的所有土壤类型和NT-MS巨柏幼苗数都开始减少，说明长时间的干旱不利于幼苗成活，这可能也是野外环境下少见巨柏幼苗的原因。

2.2 不同含水量河沙中巨柏种子的出苗

由表1可知。虽然不同处理的种子在出苗率和出苗势上差异均不显著，但出苗指数和活力指数存在一定差异。其中，CK和LS处理间的出苗指数与活力指数差异不显著，土壤轻度干旱时，出苗率、出苗势、出苗指数均最高，分别为99.33%、44.67%、4.88，但幼苗生长缓慢，表现出活力指数低于CK。MS和HS处理下的巨柏种子的出苗指数显著低于LS处理，活力指数显著低于CK处理；CK、MS、HS三个处理之间的出苗指数差异不显著，LS、MS和HS三个处理间的活力指数差异不显著。土壤含水量为CK 时，出苗率和发芽势、出苗指数及活力指数均最佳，这是在河沙中巨柏种子出苗的适宜水分含量。

2.3 不同含水量农田土中巨柏种子的出苗

农田土中不同水分处理对巨柏种子出苗的影响结果表明（见表2）。巨柏的种子出苗率、出苗指数与活力指数随土壤田间持水量的减少而降低，且均存在显著差异。CK、LS和MS三个水分处理的出苗势显著高于HS处理，但三者间差异不显著。农田土的重度干旱（HS）对出苗的限制作用十分明显，这可能与土壤透气性有关。因此，结合土壤水分和种子出苗率、出苗势、出苗指数、活力指数综合分析认为，农田土中土壤含水量CK更适于巨柏种子的出苗。

2.4 不同含水量沙腐土中巨柏种子的出苗

沙腐土中不同水分处理对巨柏种子出苗的影响结果如表3所示。巨柏种子的出苗率、出苗势、出苗指数及活力指数在沙腐土中随土壤含水量的降低呈中间高两头低的趋势。在MS处理下的巨柏种子的出苗率（94.33%）、出苗势（34%）、出苗指数（4.55）及活力指数（16.25）在四个处理中最高，显著高于其他处理，其他CK、LS、HS三个处理间的出苗率和出苗指数均不显著。沙腐土中四种土壤水分处理下的巨柏种子的出苗势存在显著差异，HS处理时的巨柏种子的活力指数显著低于其他三个处理，而在MS处理下巨柏种子出苗的活力指数最高达16.25。由此可认为，沙腐中土壤含水量为MS时是巨柏种子出苗的较适宜条件。

2.5 不同含水量农腐土中巨柏种子的出苗

农腐土中不同水分处理对巨柏种子出苗的影响结果如表4所示。巨柏种子的出苗率、出苗指数及活力指数在农腐土中随土壤含水量的降低呈中间高两头低的趋势，出苗势随土壤含水量的降低而降低。当土壤水分含量为LS时，出苗快而整齐，出苗率、出苗势、出苗指数及活力指数均较高，分别为84.67%、30.67%、4.49和21.90。由此可认为，农腐土中土壤含水量LS时巨柏种子出苗最好。

2.6 不同基质和水分对巨柏幼苗苗高和地径的影响

不同土壤基质和水分状况对巨柏苗高和地径的影响如图2示。由图2知土壤基质和水分条件对苗高和地径的影响都较大，农腐土>沙腐土>河沙>农田土；其中沙土、农田土和农腐土都表现出苗高随土壤田间持水量的减少逐渐降低的现象，而沙腐土则为轻度干旱（LS）下苗高最大的抛物线状；其中不同土壤水分的苗高差异显著，含有腐殖土的苗高较高，这可能由于苗高的生长离不开土壤营养与水分的正常供应息息相关。而基质和水分对巨柏幼苗地径的影响则不显著。这可能由于生长期过短，地径生长上的差异还未显现出来。

3 结论

土壤基质和水分条件综合作用于种子萌发过程，同时也反映出土壤中水和气体条件对种子出苗的影响，过高的水分会影响种子出苗对气体的需求。在本实验中，4种土壤基质比较，农腐土和沙腐土较适宜巨柏种子的出苗和幼苗生长，其次是沙土，较差是农田土。其中巨柏种子在河沙中适宜出苗的土壤田间持水量是70～75%，农田土中适宜出苗的土壤水分是90～95%；沙腐土中适宜出苗的土壤水分是50～55%，农腐土中适宜出苗的土壤水分是70～75%。在河沙中出苗率最高，因为土壤孔隙度大，能够为种子出苗和幼苗生长提供充足的氧气，但从长远来看，其养分贫瘠，保水保墒能力差，不是巨柏生长的最佳选择；而农田土土壤较为紧实影响其透气性，出苗率、出苗势和出苗指数最差，所以苗木活力指数也不高。沙腐土和农腐土透气性好，又可以提供充足的营养成分，最适宜出苗的土壤含水量分别为MS和LS。

3.1 不同基质对巨柏种子出土的影响

土壤基质对种子出苗的影响主要决定于土壤孔隙度和水溶性物质含量。总体来说含沙的土壤对出苗十分有利，反而土壤结构较为紧密的农田土显得稍逊色些，但是营养物质丰厚的混合土的苗木活力指数和苗高生长表现较好，这可能与巨柏生存环境有关。野生巨柏天然更新场所沿雅江中部半干旱河谷地带分布，当地土壤多为沙质，透气性极好，PH也偏碱性，所以长期长于此处的巨柏也适应了当地的土壤状况。因现今常规育苗为农腐土，所以巨柏呈现出对出苗期的苗圃常规育苗法的不适应性，但是育苗后期发现混合土的苗木生长十分喜人。

3.2 不同水分条件对巨柏种子出土的影响

虽然水分状况对巨柏出苗率、出苗指数、活力指数都有显著影响，但主要差异在农田土上，其他土壤类型的水分差异反而不大。很可能是巨柏种子油脂含量高，自身萌发对水分的需求不高，基础较好，所以表现出出土前期对水分的麻痹表象，但随着幼苗的逐渐生长发育，幼嫩组织对水分的需要变得强烈，所以就体现在幼苗的存活率和苗高表现上。

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