宋美华,梁宝银,王茹,潘小平,宋军,关文彬
(1.宁夏葡萄酒与防沙治沙职业技术学院,宁夏 银川 750199;2.红寺堡区自然资源局,宁夏 吴忠 751900;3.中卫市林场,宁夏 中卫 755000;4.北京林业大学自然保护区学院,北京 100083)
试验地设在宁夏回族自治区中卫市林场(海拔1 189 m,105.1498052°E、37.5475938°N),地处沙坡头区北部,腾格里沙漠东南前缘,距离中卫市区6.0 km。属干旱气候,具有典型的中温带大陆性季风气候和沙漠气候的特点。春暖迟、秋凉早、夏热短、冬寒长,风大沙多,干旱少雨。年平均气温8.4 ℃,年均降水量186.3 mm,年平均蒸发量1 973.6 mm,年均无霜期167 d,全年日照时数3 796.1 h。试验地集中连片,地势平坦;土壤为灌淤土,土层深厚,疏松肥沃;引黄灌溉,浇水、排水设施完善。
选用辽宁思路文冠果业科技开发有限公司当年筛选出的优质、大粒种子,采种母树树龄在8 a左右,千粒重1 623.0 g,平均粒重1.62 g/粒。试验种子用5%高锰酸钾溶液浸种15 min,再用清水冲洗3次后备用。
1.3.1 不同水温处理种子对大田播种出苗率的影响
分别用20、40、50、60、70、80、90及100 ℃的水浸种,用木棍搅拌冷却至室温(20 ℃),室内浸种3 d,每天冲洗种子并换水1次,在2018年3月20日进行大田播种,覆无色透明地膜,膜厚度为0.015 mm。随机区组设计,每个处理设3次重复,每个重复50粒种子。在2018年5月10日,当幼苗生长高度达6.0 cm时,按照播种穴出苗情况统计出苗率。当年5月12日,带土坨移植幼苗,结束试验。
1.3.2 变温及不同催芽处理对文冠果大田播种出苗率的影响
(1)低温处理1(T1) 2019年2月27日,用80 ℃的水烫种,用木棍搅拌至自然冷却,移至室外(-3~9 ℃)的自然环境,每天换水1次,浸种3 d后于3月1日顶凌播种,播种时不浇水、不覆膜。
综放工作面采用液压支架增高装置的创新使用改变了原有运料巷上端头的支护形式,不仅省去了原运料巷切顶排放顶的工序,还有效解决了卧底后上端头顶板支护强度不足的缺点,降低了职工的劳动强度,改善了工作环境。综放工作面过渡液压支架增高装置的使用解决了运料巷底煤及机尾三角煤的丢失问题,增加了煤炭资源的回收率,为综采工作面高产高效创造了条件。
(2)沙藏+薄膜处理2(T2) 将T1浸种3 d后的种子按种子与湿沙为1︰3的比例混合均匀在室外背风向阳处沙藏,其上覆盖透明塑料薄膜和棉被催芽10 d后播种,播种时不浇水、不覆膜。
(3)恒温+薄膜处理3(T3) 2019年3月15日,用80 ℃的水烫种,保持25 ℃浸种3 d,在室外背风向阳处沙藏,其上覆盖透明塑料薄膜和棉被催芽,至4月10日开沟、浇水、播种,播种后覆盖透明薄膜。
(4)对照(CK) 以灌冬水前2 d(2018年11月7日)直接在大田开沟播种为对照,与2019年春季3种处理方法进行对比试验。
对比试验采用随机区组设计,5次重复,每个小区播种100粒种子。在5月4日当大多幼苗高达6 cm时,统计出苗株数;按照10 cm株距,刨开土壤寻找没出苗的种子,观察缘由,计算出苗率。在2019年11月结束试验。
1.3.3 不同覆盖物处理对文冠果大田播种出苗率的影响
2019年3月15日,用80 ℃的水烫种,25 ℃浸种3 d后在室外背风向阳处沙藏,沙子︰种子为3︰1,盖上无色透明塑料薄膜和棉被催芽,待1/3的种子露白后,4月10日播种,播种按行距30 cm开沟,沟深4~5 cm,株距10 cm,均匀点播,覆土4~5 cm,踩实,使种子与土壤密接。播种后分别覆盖无色透明地膜(T4)、遮阳率80%的黑色遮阳网(T5)和黑色地膜(T6),待幼苗出土后,人工破膜,壅土稳固幼苗,以不覆盖为对照(CK),单因素随机区组设计,5次重复,每个处理100粒种子。在5月27日,当大多数幼苗高达6 cm时,统计出苗株数,计算出苗率。在11月生长停止时结束试验。
1.3.4 不同处理对文冠果大田播种苗生长和一级苗率的影响
T1、T2、T3、T4和T5,以灌冬水前2 d直接大田播种为对照(CK),采用单因素随机区组设计,3次重复,在10月中旬播种苗停止生长后测量苗高、地径,统计一级苗率。
大田出苗率(%)=种子出苗数(n)/播种种子总数(N)×100%。
一级苗率(%)=一级苗数量(n)/测定苗总数(N)×100%。
一级苗为达到苗高≥80.0 cm和地径≥0.6 cm的苗木。
采用 Excel 2010进行原始数据整理和图表绘制,用SPSS 19.0进行单因素方差分析,利用Duncan检验进行多重比较,图中数据表示为平均值±标准差。
不同水温浸种处理对文冠果种子大田出苗率有显著影响见图1。
图1 不同水温浸种对文冠果出苗率的影响Fig.1 Effects of soaking seeds on the germernation rate effectof X.sorbifolia at different water temperature
由图1可知:文冠果种子大田出苗率在20~80 ℃随着浸种水温的增加而增加,超过80 ℃后出苗率显著下降,100 ℃水温浸种其出苗率仅为22.0%。70 ℃和80 ℃出苗率达到最高值,分别为62.0%和64.7%,与其他温度处理均达到显著差异水平;用20 ℃冷水浸种,出苗率最低为9.3%,与其他处理均达到显著差异;40 ℃和100 ℃水温浸种出苗率,差异不显著,显著低于60 ℃和90 ℃;50、60、90 ℃浸种处理出苗率分别为28%、36%和34.7%,差异不显著。说明热水浸种会起到软化种皮的作用,浸种水温越高,软化种皮效果越好,越有利于萌芽,但水温不宜超过80 ℃,水温过高会影响种胚的活力[16]。
变温及沙藏处理对文冠果大田播种出苗率的影响明显(图2)。低温催芽处理(T1)和沙藏处理(T2)文冠果种子的大田出苗率分别达到98.8%和87.6%,高于CK(53.3%),差异达到极显著水平;恒温催芽处理(T3)文冠果种子的大田出苗率仅为25.4%,低于CK,差异达到极显著水平。T1与T2的差异也达到极显著水平,说明T1用80 ℃的热水浸种,移至室外低温(-3~9 ℃)浸种3 d后顶凌播种,突破了种皮限制,软化了种皮,加强了种皮透水、透气性,使ABA等抑制物渗出,彻底打破了种子休眠,在不浇水、不覆膜的条件下达到最高的大田出苗率。
图2 变温、沙藏等不同处理对文冠果大田出苗率的影响Fig.2 Effects of temperature change and sand storage on theseedling emergence rate of X.sorbifolia
文冠果播种后采用不同覆盖物覆盖对其大田播种出苗率有极为显著的影响(图3)。覆盖无色透明地膜(T4)文冠果种子的大田播种出苗率达85.3%,超过覆盖遮阳网(T5)、黑膜(T6)和不覆盖(CK),并达到极显著差异。覆盖遮阳网(T5)大田播种的出苗率达到52.2%,高于覆盖黑膜(T6)和不覆盖(CK),覆盖黑膜(T6)出苗率仅为8.2%,低于CK(25.5%),均达到极显著差异水平。
图3 不同覆盖处理对文冠果大田出苗率的影响Fig.3 Effects of different covering on the seedling emergencerate of X.sorbifolia
种子的萌发与生长受到自身及温度、光照、水分等内外因的影响[17-19]。在宁夏4月播种,面临着干旱风大、光照强烈、气温较高、蒸发量大的天气状况,覆盖无色透明地膜(T4)较好地保持了种子发芽所需的水分,大田播种出苗率最高;覆盖遮阳网(T5)只是部分保存了水分,大田播种出苗率次之;覆盖黑膜(T6)影响了幼苗正常的光合作用,幼苗黄化,弱小,不能顶破黑膜。另外,因黑膜覆盖,人看不见幼苗出土,不能及时放苗,生产上不建议采用此种方法。不覆盖(CK)因土壤水分蒸发较大,不能满足种子发芽所需的水分,导致种皮失水变干,影响了大田播种出苗率。
5种不同处理对文冠果大田播种苗生长和一级苗率有显著影响(图4)。
图4 不同处理对文冠果苗高、地径和一级苗率的影响
试验结果表明,低温催芽处理(T1)的苗高、地径、一级苗率分别达到99.6 cm,0.82 cm和93.3%,均高于其他处理和CK,达到显著差异水平。沙藏处理(T2)的苗高、地径、一级苗率分别达到85.8 cm,0.77 cm和76.7%,低于T1,超过恒温催芽处理(T3)、覆盖无色透明地膜(T4)、覆盖遮阳网(T5)和CK,达到显著差异。T4、T5和CK苗高差异不显著,均显著超过T3。T4和T5地径差异不显著,但显著低于CK,高于T3。文冠果种子一级苗率由大到小依次为T1>T2>T4>CK>T5>T3,均达到差异显著水平。
(1)文冠果种子具有休眠特征。其种皮致密坚硬、被蜡质,吸水困难,内含有大量的萌发抑制物ABA[20],降低了种子的发芽率,种子不处理直接点播既浪费种子,又影响苗木生长。文冠果种子催芽处理能促使种子早发芽,出苗整齐,提高一级苗率。
(2)文冠果种子发芽率高低直接影响育苗成败。为了打破种子休眠,许多研究者都在探究着提高种子发芽率的方法。近年来,司风义等[7]采用低温(-18 ℃)雪藏90 d、低温(0~5 ℃)沙藏90 d和热水浸种(始温80 ℃)120 h等3种方法处理种子,然后在15~25 ℃条件下增温催芽10 d,在25 ℃沙床上进行发芽观测,结果表明:3种方法处理的种子发芽率差异极其显著,以低温雪藏处理的发芽效果最好(79%),低温沙藏次之(77%),热水浸种效果最差(39%)不宜采用。张丽等[11]研究发现文冠果新种子的发芽率随GA3浸种时间的延长显著提高,浸种24 h发芽率最高,为55.3%。丛和均[5]研究表明,采用机械损伤和ABT处理的发芽率最高,分别为53%和51%,采用-20 ℃低温处理有利于打破文冠果种子休眠,促进文冠果种子萌发,提高发芽率达89.5%。徐青萍等[9]研究发现文冠果种子最适发芽方法为80 ℃水温浸泡种子24 h后用机械破损种皮。王志贤等[4]研究证明,混沙埋藏低温处理是文冠果种子最佳的催芽处理,将低温处理种子室内高温催芽,发芽率可达89.2%;温水浸种处理的种子播种后,一、二级合格苗木占54.2%。赵丹等[13]研究,采用80 ℃水浴加热、4%KNO3溶液、5%PEG-6000溶液、GA3溶液、2%KNO3溶液、10%PEG-6000溶液、4 ℃蒸馏水浸种、50%H2SO4溶液处理,均可不同程度的提高文冠果种子的发芽率,而高浓度H2SO4溶液处理对文冠果种子发芽有抑制作用;文冠果种子经80 ℃水浴加热10 min处理可使发芽率提高到55.83%。本研究探索出了文冠果简单高效的催芽方法。即采用80 ℃水烫种—低温浸种—顶凌播种的处理,使文冠果种子大田出苗率达98.8%,无需浇水和覆膜,极大降低其催芽成本,提高了大田出苗率,突破了文冠果种子发芽率低、出苗不整齐之难关。
(3)在西北干旱少雨的沙坡头地区,不同覆盖物对文冠果大田播种出苗率影响显著。用80 ℃的水烫种,浸种3 d后捞出,在室外背风向阳处沙藏文冠果的种子,按沙子与种子为3︰1的比例混合,盖上塑料布和棉被催芽,当种子数量的1/3露白后,在4月10日开沟、浇水、播种、播种后覆盖白色地膜的处理3,播种出苗率 85.3%,覆盖遮阳网的处理4,播种出苗率 52.3%;无覆盖的处理5,播种出苗率仅为 25.5%。试验结果表明,文冠果种子发芽,需要满足种子发芽所需的水分。播种后覆盖无色透明地膜大田出苗率最高,与孙丙寅等[14]播种前进行低温沙藏处理、播种后对苗床进行地膜覆盖大田出苗率达到57.9%相比较,大田出苗率高出27.4%。但覆膜需要人工破膜,稳固幼苗,增加了育苗成本,不宜推广应用。
通过不同水温浸种,能提高文冠果大田播种出苗率,其中80 ℃的水温处理种子,出苗率最高,为64.7%。因此,建议在生产中,可选择80 ℃水温烫种,快速催芽,提高出苗率,节约催芽成本。
在宁夏沙坡头区,采用80 ℃水烫种—低温浸种—顶凌播种,播种时无需浇水和覆膜,可软化种皮,促使种子中大量的抑制物ABA渗出,从而显著提高文冠果大田播种的出苗率,极大降低其催芽成本,突破了文冠果种皮致密坚硬、被蜡质,吸水困难,发芽率低、出苗不整齐之难关,使文冠果种子出苗率高达98.8%。
在3月初顶凌播种,4月下旬出苗整齐且生长旺盛,文冠果当年苗高、地径、一级苗率分别达到99.6 cm、0.82 cm和93.3%,均高于其他处理和CK,达到显著差异水平。三北地区可根据当地实际,把握墒情,文冠果宜尽早播种。将通常春季4月下旬—5月上旬文冠果大田播种时间[21-22],提前至2月下旬—3月上旬大田顶凌播种,能省工省力,培育出苗整齐、生长健壮的苗木,达到事半功倍的效果。