青海云杉苗床不同覆盖措施对种子发芽率和幼苗生长量的影响

尚利强

（甘肃祁连山国家级自然保护区管护中心古城自然保护站，甘肃 天祝 733211）

青海云杉（Picea crassifoliaKom.）属松科云杉属常绿乔木，分布于我国青海省、甘肃省、宁夏回族自治区及内蒙古自治区等地。青海云杉因其具有耐寒、耐旱、耐瘠薄和常绿等优点，被广泛用于造林绿化和城市园林绿化[1]。祁连山区海拔高度2 400 ～3 200 m，阴坡、半阴坡广布青海云杉天然林[2]。林区农牧民利用冷凉的气候资源、丰富的种质资源和林间秃地发展青海云杉育苗产业，为各类绿化工程提供了优质苗木，增加了自身收入，减少了传统畜牧业对林草资源的影响，实现了生态效益和经济效益的双赢。青海云杉种子小，需浅播细作，温暖湿润的土壤有利于种子萌发和幼苗生长。苗木生产中常因土壤干旱或板结导致种子发芽困难或出苗受阻，但降雨量过多或大水漫灌后，苗床易发生涝害，造成青海云杉幼苗倒伏现象或黄化死亡。播种后保持土壤疏松透气、温暖潮湿是提高青海云杉种子发芽率和幼苗生长量的关键技术。本研究通过设立青海云杉地膜、针叶、草帘覆盖苗床的对比试验，研究不同覆盖措施对土壤温度、湿度、青海云杉种子发芽率、幼苗生长量的影响，以期筛选出最佳覆盖措施，为祁连山东段地区青海云杉苗木优质高产培育提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2021年10月—2022年10月在甘肃省天祝县天堂镇天堂苗圃进行，该地区位于祁连山东段林区，属典型的林间苗圃，四周青海云杉天然林环抱，占地面积15 hm2，海拔2 600 m，为大陆性高原季风气候，冬季寒冷漫长，夏季湿润短暂。该地区年均气温1.8 ℃，无霜期120 ～150 d，日照时数2 500 ～2 700 h，年降水量410 mm，11月至翌年3月以降雪为主，4月—10月以降雨为主，雨热同季。土壤类型为山地栗钙土，土层深厚，有机质含量高，pH 适中。试验地布局整齐、设施齐备、交通便利、机械化程度较高，是甘肃省天祝县青海云杉种质资源收集、保存和集约化育苗示范基地。

1.2 试验材料

试验使用青海云杉种子，采自试验地周围天然植株。2021年10月，青海云杉球果由深绿色变为褐黄色时，选择树体高大、生长健壮、无病虫害的植株采集球果，将采集的球果平摊在水泥地面上，每日上下翻动1 ～2 次，待球果鳞片开裂后，用橡胶轮胎反复碾压干裂球果，直至球果成碎片状，用木耙刮去顶层碎片，收集底层碎渣，风选出纯净种子。

试验苗床设计4 种覆盖材料：（1）聚乙烯塑料地膜（白色），厚0.04 mm、宽80 cm，由山东省临沂蒙阳农资有限公司生产；（2）林下枯落物针叶，取自试验地周围青海云杉天然林树冠下的地表物质，主要成分为青海云杉枯落针叶，苗床覆盖厚度2 cm；（3）日光温室保温草帘（用稻草编织而成），厚10 cm、宽80 cm，由宁夏回族自治区金盛草制品加工厂生产；（4）对照（CK），不覆盖。

1.3 试验方法

1.3.1 播种 2022年4月上旬选择地势平坦、地形规整、土壤肥力均衡的地块作苗床。播种前先浇足水，每667 m2施尿素20 kg（N ≥46%）、过磷酸钙50 kg（P2O5≥12%）作基肥，5 ～7 d后待地表泛白、不粘脚时深翻，耙平后沿南北方向起高15 cm、宽80 cm、长10 m 的平顶垄，垄间预留宽40 cm“U”形沟作为后期管理操作道和排水沟，之后在垄顶撒播青海云杉种子，播种密度为625 粒·m-2。

1.3.2 覆盖 播种完成后垄顶覆盖厚度2 cm 细土，细土顶部按试验设计分别覆盖地膜、枯落物针叶、保温草帘，简称地膜覆盖、针叶覆盖、草帘覆盖，将不做任何覆盖的裸露苗床设为对照（CK）。不同覆盖处理随机区组排列，1 垄为1个小区（面积8 m2），重复3 次。不同处理除覆盖措施不同外，其他管理措施均相同。

1.3.3 田间管理 播种后30 d 内为防止土壤板结，不浇水，只依靠天然降雨，30 d 后揭取覆盖材料地膜和草帘，保留枯落物针叶，不再清除，后期浇水施肥、病虫害防治、除草防寒等管理措施参照青海云杉育苗常规管理技术进行[3]。

1.4 测定内容

播种后30 d 内不同小区随机设定3 个样点，测定每天6：00—18：00 地下2 ～5 cm 土层温度和湿度（土壤相对含水量）；每小区随机抽取3 个样点（面积1 m2），统计当日青海云杉发芽数，30 d 后计算种子发芽率，子叶突破地表视为种子发芽。2022年10月底幼苗停止生长后每小区随机抽取3 个样点（面积1 m2），统计青海云杉幼苗保存数，计算保存率，每样点随机抽取30 株测定青海云杉株高和主根长，并统计针叶数。

土壤温、湿度采用TP401 型温湿度自动记录仪（广东省深圳市拓普瑞电子有限公司生产）测定，温湿度自动记录仪安装时在苗床钻直径2 cm、深3.5 cm 的小孔，将温湿度感应探头深入孔内，周围用细土填实，将主机安装在垄沟上空。每间隔1 h 记录1 次温度，每天14：00 记录1 次湿度。种子发芽数统计时间为17：00—18：00，幼苗株高、主根长度用数显卡尺（广东省东莞市三本精密仪器有限公司生产）测定。

所有数据求平均值，利用Excel 2007 和DPS 6.01 软件进行统计和新复极差显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同覆盖措施对青海云杉苗床土壤温度的影响

青海云杉播种后，不同处理6：00—18：00的土壤温度均随时间的延伸先升高后降低，均呈近似抛物线形变化（图1）。6：00—13：00，地膜覆盖处理的土壤温度由9.1 ℃上升到32.4 ℃，针叶覆盖处理的土壤温度由7.4 ℃上升到22.6 ℃，草帘覆盖处理的土壤温度由6.8 ℃上升到20.8 ℃，对照（CK）处理的土壤温度由7.2 ℃上升到25.6 ℃。4 个覆盖处理的土壤温度分别提高了23.3 ℃、15.2 ℃、14.0 ℃、18.4 ℃，其中地膜覆盖处理的土壤温度增幅最高，草帘覆盖处理的土壤温度增幅最低。13：00—18：00，地膜覆盖处理的土壤温度由32.4 ℃下降到19.5 ℃，针叶覆盖处理的土壤温度由22.6 ℃下降到14.2 ℃，草帘覆盖处理的土壤温度由20.8 ℃下降到12.5 ℃，对照（CK）处理的土壤温度由25.6 ℃下降到13.0 ℃。4 个覆盖处理的土壤温度分别降低了12.9 ℃、8.4 ℃、8.3 ℃、12.6 ℃，其中地膜覆盖处理的土壤温度降幅最高，草帘覆盖处理的土壤温度降幅最低。地膜覆盖、针叶覆盖、草帘覆盖、对照（CK）4 个处理6：00—18：00 的土壤温度平均值分别为22.1 ℃、15.5 ℃、13.7 ℃、15.8 ℃，平均值由高到低的排序为地膜覆盖＞对照（CK）＞针叶覆盖＞草帘覆盖。

图1 不同覆盖措施处理下青海云杉苗床土壤的温度变化

2.2 不同覆盖措施对青海云杉苗床土壤湿度的影响

青海云杉播种后，地膜覆盖处理的土壤湿度随时间的推迟由40.4%下降到25.7%，降幅为14.7 个百分点，呈近似斜线变化。针叶覆盖、草帘覆盖、对照（CK）处理的土壤湿度受中期降雨的影响，均随时间的推迟先降低后升高、再降低，均呈近似“Z”字形变化（图2）。青海云杉播种后0 ～14 d （降雨前）测定，针叶覆盖、草帘覆盖、对照（CK）处理的土壤湿度由播种后0 d 的40.4%分别下降到18.4%、20.4%、13.9%，3 个覆盖处理的土壤湿度分别下降了22.0个百分点、20.0 个百分点、26.5 个百分点；播种后16 d（降雨时）测定，与播种后14 d（降雨前）比较，针叶覆盖处理的土壤湿度由18.4%上升到38.7%，草帘覆盖处理的土壤湿度由20.4%上升到36.2%，对照（CK）处理的土壤湿度由13.9%上升到39.4%，3 个处理的土壤湿度分别上升了20.3 个百分点、15.8 个百分点、25.5 个百分点；播种后30 d（降雨后）测定，与播种后16 d（降雨时）比较，针叶覆盖处理的土壤湿度由38.7%下降到13.8%，草帘覆盖处理的土壤湿度由36.2%下降到16.8%，对照（CK）处理的土壤湿度由39.4%下降到9.7%，3 个处理的土壤湿度分别下降了24.9 个百分点、19.4 个百分点、29.7个百分点。播种后0 ～30 d，地膜覆盖、针叶覆盖、草帘覆盖、对照（CK）4 个处理的土壤湿度平均值分别为32.8%、27.5%、28.8%、25.9%，平均值由高到低的排序为地膜覆盖＞草帘覆盖＞针叶覆盖＞对照（CK）。

图2 不同覆盖措施处理下青海云杉苗床土壤的湿度变化

2.3 不同覆盖措施对青海云杉种子发芽率的影响

青海云杉播种后，第10 天时不同处理才开始发芽，第16 天时发芽数达到高峰期，其后随着时间的推迟发芽数逐渐下降，发芽数均呈近似抛物线形变化（图3）。播种后第8 ～16 天，地膜覆盖、针叶覆盖、草帘覆盖、对照（CK）4个处理的青海云杉发芽数由0 粒分别上升到130粒、125 粒、116 粒、105 粒，地膜覆盖处理的发芽数增幅最高，对照（CK）处理的发芽数增幅最低。播种后第16 ～30 天，地膜覆盖、针叶覆盖、草帘覆盖、对照（CK）4 个处理的青海云杉发芽数分别由130 粒、125 粒、116 粒、105粒降低到7 粒、3 粒、6 粒、4 粒，降幅分别为123 粒、122 粒、110 粒、101 粒，地膜覆盖处理的发芽数降幅最高，对照（CK）处理的发芽数降幅最低。播种后第0 ～30 天，地膜覆盖、针叶覆盖、草帘覆盖、对照（CK）4 个处理的青海云杉发芽总数分别为533 粒、484 粒、413 粒、374 粒（播种数均为625 粒），发芽率分别为85.3%、77.4%、66.1%、59.8%，发芽率由高到低的排序为地膜覆盖＞针叶覆盖＞草帘覆盖＞对照（CK）。

图3 不同覆盖措施处理下青海云杉种子的发芽数变化

2.4 不同覆盖措施对青海云杉幼苗生长量的影响

如图4 ～图7 所示，地膜覆盖、针叶覆盖、草帘覆盖处理的青海云杉幼苗保存率、株高、针叶数、主根长均高于对照（CK），其中针叶覆盖处理的幼苗保存率、株高、针叶数、主根长均最高，分别为75.4%、44.1 mm、4.4 个·株-1、36.6 mm，较对照（CK）分别提高了38.1%、9.7%、144.4%、21.6%，与对照（CK）的差异均达到极显著水平（P＜0.01）。地膜覆盖处理的青海云杉幼苗保存率、株高、针叶数、主根长均位居针叶覆盖处理之后，分别为70.6%、42.9 mm、3.6 个·株-1、34.2 mm，较对照（CK）分别提高了29.3%、6.7%、100.0%、13.6%，与对照（CK）的差异均达到显著水平（P＜0.05）。不同处理的青海云杉幼苗保存率、株高、针叶数和主根长由高到低的排序均为地膜覆盖＞草帘覆盖＞针叶覆盖＞对照（CK），图中不同小写和大写字母分别表示0.05和0.01 水平差异显著。

图4 不同覆盖措施处理下青海云杉幼苗的保存率比较

图5 不同覆盖措施处理下青海云杉幼苗的株高比较

图6 不同覆盖措施处理下青海云杉幼苗的针叶数比较

图7 不同覆盖措施处理下青海云杉幼苗的主根长比较

3 结论与讨论

种子萌发需要充足的水分、适宜的温度和足够的氧气[4]。本研究中青海云杉苗床覆盖地膜、针叶、草帘后，幼苗保存率、株高、针叶数、主根长均高于对照（CK）。地膜覆盖后土壤平均温度、湿度、种子发芽率均最高，但发芽后胚轴徒长，降雨后雨水被遮挡，雨水利用受阻，揭取地膜后幼苗易倒伏死亡，最终幼苗保存率、株高、针叶数、主根长均低于针叶覆盖处理。针叶覆盖后土壤平均温度、湿度、种子发芽率虽低于地膜覆盖，但最终幼苗保存率、株高、针叶数、主根长均最高，这可能是由于青海云杉苗床针叶覆盖最接近自然状态，雨水利用率高，且针叶腐烂后能给幼苗提供一定的养分，促其生长。草帘覆盖后土壤平均温度最低、湿度和发芽率较高，最终幼苗保存率、株高、针叶数、主根长均低于地膜覆盖和针叶覆盖，这可能是由于草帘隔热能力较强，太阳照射后苗床土壤温度不易提高，且降雨后雨水被草帘吸收，下渗到苗床上的雨水较少。

青海云杉幼苗保存率和生长量与产苗量以及苗木品质息息相关，以此作为主要指标进行综合判断，本研究认为针叶覆盖处理的综合效果最佳，地膜覆盖次之。笔者建议在祁连山东段林区青海云杉苗木培育中优先选用针叶覆盖来提高苗木产量和质量。