母树截冠处理对樟子松种子萌发、幼苗生长及根系特征的影响

刘永华，李鲜花，刘 波，曹存宏，袁小琴，张增强，陈巧燕，阎雄飞，刘翠英

(1.榆林学院 生命科学学院，陕西 榆林 719000；2.榆林市樟子松种子园，陕西 榆林 719000)

樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolica)树形通直美观，具有抗旱、抗寒等优良特性，尤其适应土壤瘠薄能力较强，已成为我国三北地区园林绿化、防治风沙侵袭和水土流失的主要优良造林树种之一[1～3]。无性系种子园在樟子松良种生产中占有重要地位，种子产量的多少、质量的高低对培育樟子松优良苗木，提高育苗成活率，进而优化樟子松造林质量具有特别明显的作用[4]。榆林市樟子松种子园建园时间较长，目前母树已经进入结果盛期，但由于树体高大，通风透光不良，导致樟子松母树结实率低，种子质量较差。前期研究发现对樟子松母树进行截冠矮化处理显著提高了壮龄母树种子产量，单株母树种子重量和出籽率分别增加了81.38%和55.94%，比未截冠矮化母树显著增加[5]。但母树截冠处理对樟子松种子萌发、幼苗生长发育及根系特征有哪方面影响尚不清楚。因此，笔者研究了截冠与未截冠母树种子在发芽、幼苗生长以及根系发育方面的指标，以期掌握截冠处理对母树种子和幼苗发育的影响，旨在为同类型种子园更好地应用截冠处理技术提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

种子园母树采用两种处理，未截和截去树头顶部三轮枝，笔者以樟子松无性系上所采种子为材料，种子采集时期为2018年10月。

1.2 试验方法

将截冠处理和未截冠处理种子浸泡48 h后，从沉水的种子中各选取300粒作为试验材料，种子颗粒饱满大小相近。实验用种子浸于0.5%KMnO4溶液中持续2 h，然后洗净再浸入蒸馏水中持续24 h。母树未截冠处理为CK，截冠处理为T1，每项试验各3次重复。

1.2.1 萌发试验 于发芽床上均匀摆放50粒种子，置于光照培养箱(光周期12L ∶12D、温度25±1℃)中发芽。之后每天统计各处理发芽种子数，并补充蒸馏水，连续培养2周。当无种子萌发天数持续3 d则视为发芽结束，统计各处理发芽率、发芽指数。

发芽率(势)(%)=(设定时间内发芽种子数/供试种子数)×100%(发芽率设定时间为10 d，发芽势设定时间为5 d)[6]。

发芽指数GI=ΣGt/Dt(Gt为10 d内每日发芽数，Dt为发芽日数)[6]

1.2.2 盆栽试验 选用直径为10 cm盆钵，每盆种植5株。浇水待种子充分吸水后，置于光照培养箱中出苗。45 d后，选取株高、大小一致的幼苗测定株高、地径、根冠比、地上、地下鲜重并记录数据。地上地下鲜重用1/1000的电子天平，株高采用直尺法，地径采用游标卡尺法[7]。

1.3 数据分析

数据处理用Excel 2010分析数据并做出图表，用SAS软件处理数据，用单因素方差分析法分析。利用LA-S系列植物图像分析仪将根系扫描后，利用WinRHIZO图像分析系统分析测定根的体积、长度、直径等指标。

2 结果与分析

2.1 母树截冠处理对樟子松种子萌发的影响

表1为樟子松母树截冠与未截冠种子萌发指标，可以看出母树截冠后樟子松种子发芽率和发芽势均显著高于未截冠母树种子(p﹤0.05)。CK的发芽率为76%，T1处理发芽率为83.7%，较CK种子发芽率提高了7.7%，说明母树截冠使得种子当中具有生命力的种子数量增加。CK的发芽势为28.3%，T1发芽势为34.7%，较CK提高了6.3%，说明T1处理使得种子发芽数量较多，在萌发之初发芽出苗均整齐一致。T1处理下樟子松种子的发芽指数为26.1，超过CK 3.3，说明截冠处理使得种子发芽更加快速。

表1 樟子松母树截冠与未截冠种子萌发指标

注：表中数值为平均数±标准误;同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。

2.2 母树截冠处理对樟子松子代幼苗生长的影响

表2为母树截冠处理后子代幼苗生长指标，由表可知，截冠处理后子代幼苗的各项生长指标均显著高于未截冠处理子代幼苗(p﹤0.05)。T1处理下樟子松子代幼苗苗高、地径、地上鲜重、地下鲜重分别比CK增长了4.01 cm、0.21 cm、0.11 g和0.07 g，说明母树经截冠处理后其子代幼苗更加健壮，生长势更强。

2.3 母树截冠处理对樟子松子代幼苗根系特征的影响

图1和图2为截冠和未截冠根系扫描图，表3为利用图像分析系统得出的各处理生长指标。由计算结果可知，母树截冠后樟子松子代幼苗的各项生长指标与未截冠相比均有增加，其中根总体积、总根长、根尖数三项指标差异显著(p﹤0.05)，说明截冠处理下的樟子松子代幼苗与未截冠处理相比根系更加发达。

表2 截冠处理樟子松子代幼苗生长指标

表3 母树截冠处理对樟子松子代幼苗根系特征的影响

3 讨论

研究分析了樟子松母树截冠与未截冠种子萌发指标，结果表明：母树截冠后樟子松种子发芽率和发芽势分别提高了7.7%和6.3%，均显著高于对照。王福森[8]等人研究发现通过修枝截顶矮化处理可以提高樟子松种子产量和质量，这与笔者研究结果相似，说明母树截冠处理不仅大大提高了种子成活率，而且发芽出苗整齐迅速，提高了种子优良率。

研究还发现母树截冠后樟子松幼苗苗高、地径、地上、地下部分鲜重与未截冠相比增分别增加了58.1%、23.3%、54.2%和46.7%，这与唐兴玉[9]等对祁连圆柏采种林的研究结果相似，说明母树截冠处理促进了子代幼苗的旺盛生长；母树截冠后樟子松幼苗总根长、根总体积、根平均直径和根尖数与未截冠相比增加的分别增加了26.8%、25.0%、13.7%和21.1%，说明截冠后的樟子松幼苗根系发达，对土壤中水肥的吸收能力

更强，抗逆性增强。

相关研究表明截冠效果会受到截冠时母树地径和截冠季节的影响[8,10]，有关这两个因素对母树截冠后种子萌发生长的影响还需进一步研究。