荒漠草原野生草木樨状黄芪种子发芽特性及繁种研究

彭文栋，刘定鑫，马锋茂

(盐池县农牧科学研究所,宁夏 吴忠 751500)

草木樨状黄芪为广旱生植物，大多分布在森林草原、典型草原带到荒漠草原带。草木樨状黄芪常作为伴生种出现，在宁夏中部的短花针茅、戈壁针茅荒漠草原区，也见于黄土高原丘陵、低山坡地的长芒草、大针茅干草原群落内。在蒙古高原东部草甸草原地带，草木樨状黄芪散生在羊草、大针茅草原刈割草场中，也可见于碎石质、砾质轻砂或沙壤质的山坡、山麓、丘陵坡地及河谷冲积平原盐渍化的沙质土上或固定、半固定沙丘间的低地。在宁夏盐池荒漠草原以伴生种的形式分布，局部坡地也可以形成优势种但面积很小。一般情况下于5月返青，6月下旬至7月上旬现蕾，7～8月开花，8月中旬至10月上旬果实成熟。

草木樨状黄芪产于宁夏贺兰山及中卫、银川、贺兰、平罗、盐池等市(县)，生长在山坡、沟旁、田边〔1〕。它的开花期营养成分粗蛋白含量19.40%、粗脂肪3.12%、无氮浸出物28.41%、粗纤维30.53%、粗灰分5.80%、钙1.42%、磷0.03%,成熟结果后营养期粗蛋白含量为18.73%、粗脂肪2.78%、粗纤维31.58%、无氮浸出物28.93%、粗灰分6.12%、钙1.38%、磷0.04%，所以其适口性良好，是牲畜喜食的饲草。草木樨状黄芪为早春发芽展叶早,而且耐牧,冬季牲畜喜食其当年生枝梢及枯叶,花期更为牲畜所喜食〔2〕。

草木樨状黄芪为中上等豆科牧草,多种家畜均喜食〔3-7〕，春季幼嫩时马、牛喜食；因黄芪开花后茎秆粗老，适口性降低，山、绵羊喜食其茎上部和叶子；骆驼四季均喜食。因此草木樨状黄芪是抓膘牧草，但缺点是叶量较少，产草不高。可以通过人工改良栽培，发挥其适应性强、根深耐旱、容易采种的优点，并改善其茎叶比例。通过飞播,可增加天然草场中豆科牧草数量，改善天然草场品质。草木樨状黄芪根可入药,属于补益类药物。将该品种培育为适应干旱半干旱地区的优良牧草之一，亦可作为沙区及黄土丘陵地区的水土保持草种。因此，本文通过对草木樨状黄芪的种子发芽特性及繁种技术研究，为其潜在的社会、经济效益提供基础性支撑。

1 材料与方法

1.1 研究区自然概况

盐池县位于宁夏回族自治区东部，地理坐标为37°04′～38°10′N，106°30′～107°41′E；北接毛乌素沙地、南靠黄土高原，地理位置处于典型的过渡地带；自南向北地貌是黄土高原向鄂尔多斯台地过渡。盐池县气候是由半干旱向干旱区过渡；植被是由干草原向荒漠草原过渡；资源利用和农业类型是由农业区向牧业区过渡。因此，盐池县的自然条件具有多样性、复杂性和脆弱性的特点。盐池气候干燥，降水量少，年平均降水量仅296.5mm，年际变化幅度高达30%以上，降水多分布在7～9月，占全年降水量的65%以上；蒸发量为降水量的5～7倍；无霜期124d左右，≥10℃的有效积温2945℃左右，年日照时数为2867.3h，全年太阳辐射总量为140kJ/cm2。盐池地区最主要的气候特点是风多而大，常出现沙尘暴，最大风力可达11级，多集中在11月和翌年4月，主要风向为西北风，最常见风速为8～9m/s(2m高处)，起沙风速为4.83m/s(2m高处)〔8〕。

1.2 试验地概况

试验地选在宁夏盐池县花马池镇四墩子农林牧综合试验基地。试验地土质为沙壤土，土层深厚，土壤肥力为中等。灌溉用水为地下深层水。

1.3 供试材料

试验所用种子是2016年11月中旬在宁夏盐池县荒漠化草原封育草场人工采集。经机械去壳后用种子风选机对其进行筛选，保留一级种子以备试验所用。

1.4 试验方法与设计

1.4.1 提高发芽率的试验设计

试验设计不加任何处理(CK)、温水浸种处理、用浓硫酸(98%)分不同时长进行浸种处理、机械碾压处理。

温水浸种处理：使用64℃的温水对所要处理的种子浸种20min。

98%浓硫酸处理：把待处理的种子分成6份，分别用浓硫酸拌种2、4、6、8、10、12min。处理后的种子，进行第一轮多遍冲洗直至冲洗液的颜色变为无色为准。10min后再进行第二轮冲洗。

机械碾压处理：用电动碾米机碾压3～4次后，随机各取3个平行样，每个平行样数100粒种子放入培养皿里加水，再放入恒温箱进行发芽试验。

1.4.2 提高发芽势的试验设计

试验经浓硫酸处理(浸种4min)〔8〕过的种子再用赤霉素“九二○”和吲乙·赤霉酸(1000倍液、1500倍液、2000倍液)进行5min的浸种处理，然后进行发芽试验。

1.4.3 不同栽培密度的繁种试验设计

采用行距60cm、80cm、100cm，株距30cm、40cm、50cm共9种株行距处理组合，3个重复，27个试验小区的随机区组试验设计。

1.5 测定项目

(1)种子发芽特性

把处理好的种子进行发芽试验：培养皿底部铺三层吸水纸,使吸水纸始终保持湿润。待种子开始萌发后,每天定时把发芽的种子数、腐烂种子、硬实不吸水种子、吸水不发芽种子做记录，计算公式如下：

发芽势(%)=(培养第3d正常发芽种子数/供试种子数)*100%

发芽率(%)=(培养第10d正常发芽种子数/供试种子数)*100%

(2)种子产量

人工收割每小区净面积16.68m2的种子，干燥、脱粒、清选后称重。

1.6 数据统计分析和计算方法

使用SPSS 15.0统计软件进行数据处理和分析，使用Excel 2016软件绘制图表。

2 结果与分析

2.1 草木樨状黄芪常见病虫害防控

2.1.1 草木樨状黄芪虫害影响

蚜虫群集在草木樨状黄芪分枝期幼嫩的枝条茎叶上，尤其以植株上部幼嫩茎叶为主，利用刺吸式口器刺入植物组织，吸食汁液，使叶脉和叶片失绿，呈发黄或发白，叶片死亡并脱落，从而使幼苗死亡、植株生长停滞或矮化；严重时田间植株成片死亡，对草木樨状黄芪的产量有严重的影响，一般会造成减产25%左右〔9-11〕。蚜虫在吸食汁液的同时，还会将分泌的唾液溶入叶片，唾液中的有毒有害物质常刺激草木樨状黄芪的茎和叶，使其茎叶出现斑点、缩叶、卷叶、虫等多种畸形害状〔12〕。

2.1.2 草木樨状黄芪病虫害防控方法

2.1.2.1 草木樨状黄芪根腐病及其防治

土壤温度和水分是影响根腐病的两个主要环境因素，其不但影响真菌和其他微生物的自身生长,亦可显著改变寄主与真菌的相互作用。需要指出的是,实践中温度、水分及其他环境因素相互影响很难彼此分开〔13〕。草木樨状黄芪繁种地如果不平整，灌后形成积水容易导致草木樨状黄芪形成根腐病，在覆膜种植中如果造成积水，80%以上的苗子会得此病而死去。采用覆膜的方式进行草木樨状黄芪种子繁殖特别要重视这一点。一旦发生立即灌药防控，用甲霜·恶霉灵、恶霉福美双、新生等农药进行防治。

2.1.2.2 草木樨状黄芪白粉病及其防治

豆科牧草受到白粉病菌侵染后，其共同特征是：在叶片上形成白色粉层，菌丝体生于叶背，初为白色粉状，后扩展成灰白色的毡状斑片，使叶片卷曲枯死，病部出现由黄到黑的小点，小黑点多聚生于叶背，少叶面生。受害叶片较健康叶片重降低10%(兴安黄耆)和19.51%～31.2%(黄花草木樨)。白粉病一般在气温20～24℃、相对湿度50%～75%以上适宜发病〔14〕。草木樨状黄芪与豆科牧草发病后特征相同或相近。如果草木樨状黄芪发生白粉病用肟菌·戊唑醇、百菌清、苦参·蛇床素等农药进行防治，最好连续进行两次防治效果最好。

2.2 草木樨状黄芪发芽特性

2.2.1 草木樨状黄芪种子硬实与发芽特性

在不加任何处理的情况下荒漠草原野生草木樨状黄芪种子发芽试验数据见表1。可以得出发芽势很低只有9.00%；发芽率也只有38.50%；硬实率达34.50%；吸水不发芽种子占27.00%。说明如果对荒漠草原野生草木樨状黄芪不加任何处理进行天然草原补播，补播效果显而易见是很差的。出现这种结果的原因有两点，第一，在荒漠草原进行补播3d过后发芽种子容易因干旱而死亡；第二，播种后种子再次得到天然降水而发芽很难保证其能够越冬。因其没有足够的时间进行生长来积累越冬所需的养分和根生长的较浅而越不了冬，也是造成补播效果不理想的主要原因。因此，解决此问题的突破口是首先破除种皮降低硬实率，其次要提高发芽势。

表1 不加任何处理下草木樨状黄芪种子发芽试验

2.2.2 提高草木樨状黄芪发芽率和发芽势

2.2.2.1 破除种皮降低硬实率提高发芽率

第一种，用强酸碱的强腐蚀性使种皮少部分灼伤后让水分进入种子内部来促进种子萌发。用浓硫酸分别对种子进行2、4、6、8、10、12min的处理，做发芽试验观测其发芽势和发芽率。用浓硫酸对草木樨状黄芪种子进行不同时长的处理，其结果如图1和表2。建立浓硫酸处理时间与发芽率回归模拟方程y=-1.1642x2+7.118x+57.956(R2=0.7637)，通过计算当时间为3.057分钟，发芽率值最大68.835%。这个结果说明在生产实践中用纯硫酸对野生草木樨状黄芪种子进行3min处理效果最佳。但从补播效果来考虑更注重发芽势的高低。从表2可以得出6min的发芽势最高为27.17%。通过此试验说明用浓硫酸破除种皮能够提高草木樨状黄芪种子的发芽势与发芽率，并且选择6min处理效果更好。

表2 浓硫酸不同处理时间对草木樨状黄芪种子的发芽势与发芽率的影响

第二，用温水浸种。用温水可以使种子的种皮软化后进水。由表3得使用温水处理与硫酸处理(4min)和机械碾压处理的种子发芽势和发芽率均差异显著(P<0.05)；与不加任何处理的种子发芽势和发芽率均差异不显著。

第三，用电动碾米机轻微碾3～4遍，碾至种子发热达到微弱烫手即可。这样不会导致种皮蜡质层不均匀或严重破裂，通过试验数据对比发现用机械碾压破除蜡质种皮层效果更好(见表3)。从安全和在生产实践可操作性考虑，机械碾压是破除草木樨黄芪蜡质种皮最佳方法。

表3 不同处理草木樨状黄芪种子的发芽特性

注：同一列小写字母完全不同表示差异显著(P<0.05),含相同小写字母表示差异不显著(P>0.05)

2.2.2.2 提高发芽势技术

在荒漠草原退化草地进行补播改良，补播种子的发芽势是决定成败的关键因素之一。而从表3可以得知在常态下草木樨状黄芪的发芽势水准很低，因此研究提高种子发芽势至关重要。目前常规的方法是利用激素类药浸种来提高其发芽势，由表4得，试验用赤霉素“九二○”处理草木樨状黄芪种子发芽势与不处理差异很微小；但用吲乙·赤霉酸1000倍液与2000倍液处理种子发芽势显著差异(P<0.05)，然而2000倍液与机械碾种子发芽势17.3%没有明显性的突破。所以在提高草木樨状黄芪发芽势方面需要进一步研究探讨，否则修复退化草地的效果没有质的提高。

表4 使用激素类药浸种处理的种子发芽势

注：同一列小写字母完全不同表示差异显著(P<0.05),含相同小写字母表示差异不显著(P>0.05)

2.3 草木樨状黄芪繁种研究

2.3.1 草木樨状黄芪野外采种基地产种量与效益分析

草种子的采集主要有两个途径：一是在野外建立采种基地进行采集，从表5得种子产量为2.55kg/hm2，说明建立草木樨状黄芪野外采种基地这条路是行不通的；二是研究人工繁育种子技术来满足对种子需求。

表5 草木樨状黄芪野生采种基地测产(2017年9月四墩子南滩)

2.3.2 草木樨状黄芪人工繁种密度与产量关系研究

从表6分析结果，经方差分析数据得，草木樨状黄芪株距40cm与株距30cm、50cm均显著差异(P<0.05)，行距100cm与60cm、80cm均显著差异(P<0.05)，可以得出不同株行距处理组合中在100cm行距时平均产量最高为934.3kg/hm2，在株距40cm时平均产量最高为926.2kg/hm2。其模拟一元二次回归方程为y=-2.4108x2+195.97x-2 886.7(R2=0.99)。经模拟公式计算当株距为40.64cm行距为100cm时产量最高为1 095.82kg/hm2。

表6 草木樨状黄芪试验地产量测定(单位：kg/hm2)

注：同一列小写字母完全不同表示差异显著(P<0.05),含相同小写字母表示差异不显著(P>0.05)

3 讨论与结论

不加任何处理的草木樨状黄芪种子发芽势、发芽率、硬实率分别是9.0%、38.5%、34.5%，说明不加任何处理的草木樨状黄芪种子进行补播效果很差。建设草木樨状黄芪野外采种基地没必要，因其成本高，且种子产量仅为2.55kg/hm2。草木樨状黄芪种子处理的目前首选方法是机械碾压。碾压后的种子发芽势、发芽率分别达到了17.3%和51.7%。

建立人工繁种基地进行繁种是满足市场对草木樨状黄芪种子需求是一条有效途径。经试验研究在行距为100cm的前提下，株距与种子产量模拟回归方程式为y=-2.4108x2+195.97x-2 886.7(R2=0.99)，经计算当株距为40.64cm行距为100cm时产量最高为1 095.82kg/hm2。

需要探讨草木樨状黄芪种子贮存年限与种子的发芽势与发芽率的关系。有研究报告豆科牧草种子随着贮存年限的增加对降低硬实种子有一定的效果，但也不是贮存年限越长越好。同时需要在提高草木樨状黄芪种子发芽势上进行多方面探讨。