倪伟杰
(辽宁省森林经营研究所,辽宁 丹东 118002)
皂荚Gleditsia sinensis又名皂荚树、皂角等,属蔷薇目豆科落叶乔木或小乔木。皂荚耐旱节水,根系发达,属于深根性树种,可用做防护林、水土保持林和城乡景观林及道路绿化。皂荚用途广泛,荚果、种子、枝刺均可入药,还是集饲草、化工、用材、观赏于一体的多功能生态经济型树种[1]。在辽东地区,皂荚作为城市绿化树种,广泛分布,生长良好;作为荒山荒沙造林树种,经试验成活率和保存率高[2-3];作为经济树种,以绿化苗木居多[4-5],其工业价值和药用价值未得到开发。从20 世纪40 年代起,国内外学者开始逐步研究皂荚属植物,70 年代后进入系统研究阶段。近年来,皂荚的广泛用途引起了世界很多国家的关注。美国、加拿大、法国、澳大利亚等国家纷纷建立了皂荚园,像栽植果树一样培育皂荚。在我国,皂荚分布很广,由于长期人为采伐,目前野生资源仅有零星分布,皂角壳、种子年产量也仅3 000 t 左右。近年来,皂荚被国家列为退耕还林推荐树种之一。国内外对皂荚的研究多集中在皂荚和皂角刺在工业及药物应用等方面,对其高效栽培技术缺少深入系统研究。皂荚作为一种适合在辽东地区生长的生态经济型树种,其大规模推广和产业化开发,有利于辽东地区经济转型、农村经济结构调整和林农脱贫致富。本研究通过对皂荚种子处理、播种时间和育苗方法进行试验,确定辽东山区皂荚播种育苗最佳条件,为建立高效的皂荚播种育苗技术体系提供技术支撑。
研究区位于辽宁省森林经营研究所草河口苗圃(124°22′E,41°10′N),属于温带季风气候。年均气温7.2 ℃,最高气温37.0 ℃,最低气温-33.5 ℃。年均降水量926 mm,年蒸发量1 500 mm,无霜期平均156 d。土壤质地疏松,地势平坦,灌溉方便,排水良好。
试材为皂荚种子。2021 年10 月15 日从15 年生树冠圆满、结果量高、生长健壮、无病虫害的结果母树上采集种子。采后晒干,碾碎去掉种皮,用筛子挑选出均匀饱满的种子。
2.2.1 种子处理
(1)热水浸种。把种子放入容器内,用烧开的热水兑凉水至80 ℃浸种,并用木棒不断搅动至45 ℃,然后自然降温浸种24 h。
(2)层积处理。在土壤上冻前,将种子与干净湿河沙按体积比1∶4 混匀,放在室外冻土层以下(深度1.2 m)进行越冬层积。
(3)砂布破皮法。砂布破皮法是用0 号细砂布磨破籽粒大头的皮层,不要磨小头的芽胎。将破皮的种子在常温水中浸泡12 h。
(4)硫酸处理。采用60%硫酸(体积分数)浸泡种子,浸种时间为20、40、60 min,分别记为硫酸1、硫酸2、硫酸3。
(5)双氧水处理。采用20%双氧水(体积分数)浸泡种子,浸种时间为16 h。
经硫酸和双氧水处理过的种子,浸种结束后需用大量清水冲洗干净并晾干后备用。
2.2.1.1 发芽试验
随机选择不同处理的种子50 粒,放入培养皿(直径90 mm)。每皿放两层滤纸、10 粒种子,加入清水进行培养。每2 天观察记录种子萌发率,并及时补充缺失的水分,以免种子干燥不萌发。种子萌发以露出胚根2 mm 为标准。
2.2.1.2 播种试验
2022 年4 月25 日每种处理播种10 kg,随机区组排列,3 次重复。苗木秋季落叶停止生长后测定苗高和地径。
2.2.2 播种时间
2022 年3 月20 日、3 月26 日、4 月2 日、4 月15 日、4 月20 日、5 月1 日、5 月16 日,分7 次将热水浸种催芽后的种子分期播种,每个时间播种量为10 kg,随机区组排列,重复3 次。播种后30 d 统计萌发率,秋季落叶停止生长后测定苗高和地径。
2.2.3 育苗方法
采用营养钵与苗床育苗。每钵点播精选种子1粒,用细沙土把种子盖至与钵口相平,最后用木板条统一摊平,确保播种深度为2 cm。
苗床育苗采用条状播种,沟深6 cm 左右,播种密度为株行距8 cm 左右,播后覆土3 cm。
2022 年4 月20 日播种,5 月5 日调查萌发率。营养钵和苗床育苗,分别重复3 次。随机区组排列,每个重复为360 钵,苗床育苗面积为78 m2。
2.2.4 数据处理
采用Excel 2010 对数据进行整理。采用SPSS18.0 进行单因素Duncan 法方差分析。
由表1 可知,随着硫酸处理时间延长,种子萌发率、苗高和地径逐渐降低,60% 硫酸浸种20 min的种子萌发率和苗高最高,地径最粗,分别为96.10%、53.83 cm 和0.67 cm,显著高于其它种子处理方法(P<0.05)。砂布破皮处理次之,20%双氧水浸泡种子16 h 的萌发率和苗高最低,苗木地径最细,分别为75.75%、43.25 cm 和0.41 cm。
表1 种子处理对种子萌发率和苗木生长量的影响
播种时间直接影响苗木生长期和幼苗抵抗恶劣环境的能力,对苗木的产量和质量影响很大。播种过早,苗木易受冻害;过晚,苗木生长量低,遇到高温干旱时,幼苗易被地表高温灼伤。
由表2 可知,4 月20 日和5 月1 日播种的种子萌发率均在90%以上,显著高于其它播种日期(P<0.05)。4 月20 和5 月1 日播种的苗高达到55 cm以上,地径达到0.68 cm 以上,两个播种日期的苗木生长量较大。因此,辽东地区皂角最佳播种时间为4 月20 日至5 月1 日。
表2 播种时间对种子萌发和苗木生长的影响
由表3 可以看出,营养钵和苗床的皂荚萌发率均高于90%。营养钵培育的苗木较整齐,苗高、地径、侧根数、侧根长和垂直根长分别高于苗床育苗的16.1%、11.8%、50%、67.1%、50.5%。营养钵培育的苗木总体表现出较高的生长量,可能是营养钵苗比苗床苗有更多的土壤孔隙,钵与钵间的空隙也能提高土壤比表面积,增加土壤受热和气体交换能力。因此,营养钵育苗效果好于苗床育苗。
表3 营养钵与苗床育苗效果比较
皂荚播种育苗为皂荚苗木繁育的主要方式之一[5]。本研究表明,皂荚种子采用60% 硫酸处理20 min 的萌发率和苗木生长量优于其它种子处理。在辽东地区,皂荚最佳播种时间为4 月20 日至5月1 日。营养钵育苗的萌发率和苗木生长状况均好于苗床育苗。在实际生产中,播种日期可根据当地天气情况适当调整。本研究结果可为皂荚播种育苗提供参考,为该树种大面积推广奠定基础,进而助推皂荚育苗、造林及后期的产业化向着良性化、集约化和规范化方向发展,调整农村经济结构,促进林农增收。