不同土壤基質(zhì)和水分條件對(duì)巨柏出苗的影響

趙家順 趙墾田 鄭嘉誠(chéng) 石立剛

[摘要]為了保護(hù)西藏特有珍惜物種、國(guó)家一級(jí)保護(hù)植物巨柏，采用盆栽控水方法，研究4種土壤基質(zhì)（河沙、農(nóng)田土、沙腐土、農(nóng)腐土）和4種土壤含水量（田間持水量的90～95%、70～75%、50～55%、30～35%）對(duì)巨柏出苗過程及幼苗生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，河沙和沙腐土較適宜巨柏種子的出苗和幼苗生長(zhǎng)，其次是農(nóng)腐土，較差是農(nóng)田土。其中巨柏種子在河沙中適宜出苗的土壤田間持水量為70～75%；沙腐土中適宜出苗的土壤田間持水量為50～55%，農(nóng)田土中適宜出苗的土壤田間持水量為90～95%，農(nóng)腐土中適宜出苗的土壤田間持水量為70～75%。幼苗生長(zhǎng)在沙土中隨水分含量增加長(zhǎng)勢(shì)減弱，而沙腐土、農(nóng)田土和農(nóng)腐土中則不然，隨水分含量增加長(zhǎng)勢(shì)增強(qiáng)。

[關(guān)鍵詞]巨柏；基質(zhì)；含水量；生長(zhǎng)

[中圖分類號(hào)]S791 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

巨柏（Cupressus gigantea） 柏科柏木屬常綠大喬木，僅分布在西藏林芝地區(qū)的雅魯藏布江中下游的干熱河谷地帶的（半）陽(yáng)坡沙地或巖石上，是國(guó)家一級(jí)保護(hù)的珍貴樹種，由于地質(zhì)環(huán)境的變遷和人類活動(dòng)的頻繁，使得其現(xiàn)處于瀕危狀態(tài)。目前，有關(guān)巨柏種子萌發(fā)特性的研究報(bào)道較少，也未見有不同土壤基質(zhì)條件下水分脅迫對(duì)種子出苗的研究。本文對(duì)巨柏種子在不同土壤條件下種子出苗和幼苗生長(zhǎng)特性進(jìn)行了研究，探索最適宜巨柏出苗的土壤基質(zhì)和水分狀況，旨在為巨柏瀕危物種保護(hù)和改善育苗技術(shù)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與播前處理

巨柏種子采集于西藏朗縣洞嘎鄉(xiāng)扎西塘村的雅江沿岸巨柏林分。巨柏球果攤開陰干，收集自然脫落的種子，經(jīng)凈種后保存以供實(shí)驗(yàn)使用。種子千粒重為4.1435g。種子播前處理方法為45℃溫水浸種24 h，之后再混沙催芽，待種子50%露白即可進(jìn)行播種。

1.2 方法

1.2.1 土壤基質(zhì)和水分的設(shè)置。本文設(shè)計(jì)了4種基質(zhì)和4種土壤水分。4種基質(zhì)為河沙（ST）、沙腐土（SFT）、農(nóng)田土（NT）和農(nóng)腐土（NFT）。其中河沙為全河床沙，河沙來(lái)源于巨柏天然分布區(qū)的朗縣雅江沿岸；河沙與腐殖土7：3體積比混合得到沙腐土；農(nóng)田土為全農(nóng)田土，取自西藏農(nóng)牧學(xué)院苗圃地；農(nóng)田土與腐殖土7：3體積混合得到農(nóng)腐土。

設(shè)定4種土壤田間持水量處理。第1組對(duì)照（CK），為正常供水，土壤含水量為最大田間持水量的90%～95%；第2組輕度干旱（LS），土壤含水量為70%～75%；第3組中度干旱（MS），土壤含水量為50%～55%，第4組重度干旱（HS），土壤含水量為30%～35%。每個(gè)處理重復(fù)3次，每個(gè)重復(fù)播種50粒種子。

1.2.2 盆栽控水。2017年5月 26日播種于花盆并開始控水。花盆直徑為35cm，高27㎝。為防止水分滲漏和花盆內(nèi)土壤漏失，密封花盆底部。采用稱重法控制水分，每天 18：00 用精密天平BP3400（精度1/10000g）稱量花盆重量，并補(bǔ)充水分，使土壤水分含量保持在設(shè)定的范圍內(nèi)。

1.3 出苗指標(biāo)調(diào)查

種子出苗試驗(yàn)在溫室大棚內(nèi)進(jìn)行，大棚內(nèi)平均溫度21.1°，平均濕度65.2%。逐日記錄和統(tǒng)計(jì)苗木的出土個(gè)數(shù)和發(fā)芽情況，至30d結(jié)束，每個(gè)處理選擇10株長(zhǎng)勢(shì)接近的苗木進(jìn)行苗高、地徑測(cè)定。

出苗率（ER）=正常出苗粒數(shù)/供試種子總數(shù)×100%

出苗勢(shì)（EP）=（出苗高峰期種子的出苗數(shù)/供試種子總數(shù)）×100%

出苗指數(shù) （EI）= ∑（Gt/Dt），式中，Gt為第t天的出苗數(shù)；Dt為相應(yīng)出苗天數(shù)。

活力指數(shù)（VI）=種苗長(zhǎng)度×出苗指數(shù)

1.4 數(shù)據(jù)分析處理

用Excel 2013軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖，用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行ANOVA分析，檢驗(yàn)相應(yīng)數(shù)據(jù)的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 巨柏種子的出苗過程

巨柏種子的出苗動(dòng)態(tài)如圖1所示，大棚溫室育苗條件下，各種土壤基質(zhì)和水分培育的巨柏種子出苗個(gè)數(shù)隨時(shí)間（天數(shù)）的增加呈現(xiàn)“S”型動(dòng)態(tài)變化，6～8d為遲緩期，8～10d為指數(shù)期，10d后逐漸減緩，第12d后基本穩(wěn)定。其中，播種后前6天在各處理下均沒有苗木出土，第7天開始除沙土CK、MS、HS和農(nóng)田土HS未出苗外，其余土壤水分條件均開始出苗。沙腐土和農(nóng)田土HS除外，其他土壤和水分條件下，巨柏種子的出苗都在第12天后趨于平衡。低水分的農(nóng)田土能夠延長(zhǎng)出苗時(shí)間，可能與土壤透氣性相關(guān)。第18天后，在重度干旱（HS）下的所有土壤類型和NT-MS巨柏幼苗數(shù)都開始減少，說(shuō)明長(zhǎng)時(shí)間的干旱不利于幼苗成活，這可能也是野外環(huán)境下少見巨柏幼苗的原因。

2.2 不同含水量河沙中巨柏種子的出苗

由表1可知。雖然不同處理的種子在出苗率和出苗勢(shì)上差異均不顯著，但出苗指數(shù)和活力指數(shù)存在一定差異。其中，CK和LS處理間的出苗指數(shù)與活力指數(shù)差異不顯著，土壤輕度干旱時(shí)，出苗率、出苗勢(shì)、出苗指數(shù)均最高，分別為99.33%、44.67%、4.88，但幼苗生長(zhǎng)緩慢，表現(xiàn)出活力指數(shù)低于CK。MS和HS處理下的巨柏種子的出苗指數(shù)顯著低于LS處理，活力指數(shù)顯著低于CK處理；CK、MS、HS三個(gè)處理之間的出苗指數(shù)差異不顯著，LS、MS和HS三個(gè)處理間的活力指數(shù)差異不顯著。土壤含水量為CK 時(shí)，出苗率和發(fā)芽勢(shì)、出苗指數(shù)及活力指數(shù)均最佳，這是在河沙中巨柏種子出苗的適宜水分含量。

2.3 不同含水量農(nóng)田土中巨柏種子的出苗

農(nóng)田土中不同水分處理對(duì)巨柏種子出苗的影響結(jié)果表明（見表2）。巨柏的種子出苗率、出苗指數(shù)與活力指數(shù)隨土壤田間持水量的減少而降低，且均存在顯著差異。CK、LS和MS三個(gè)水分處理的出苗勢(shì)顯著高于HS處理，但三者間差異不顯著。農(nóng)田土的重度干旱（HS）對(duì)出苗的限制作用十分明顯，這可能與土壤透氣性有關(guān)。因此，結(jié)合土壤水分和種子出苗率、出苗勢(shì)、出苗指數(shù)、活力指數(shù)綜合分析認(rèn)為，農(nóng)田土中土壤含水量CK更適于巨柏種子的出苗。

2.4 不同含水量沙腐土中巨柏種子的出苗

沙腐土中不同水分處理對(duì)巨柏種子出苗的影響結(jié)果如表3所示。巨柏種子的出苗率、出苗勢(shì)、出苗指數(shù)及活力指數(shù)在沙腐土中隨土壤含水量的降低呈中間高兩頭低的趨勢(shì)。在MS處理下的巨柏種子的出苗率（94.33%）、出苗勢(shì)（34%）、出苗指數(shù)（4.55）及活力指數(shù)（16.25）在四個(gè)處理中最高，顯著高于其他處理，其他CK、LS、HS三個(gè)處理間的出苗率和出苗指數(shù)均不顯著。沙腐土中四種土壤水分處理下的巨柏種子的出苗勢(shì)存在顯著差異，HS處理時(shí)的巨柏種子的活力指數(shù)顯著低于其他三個(gè)處理，而在MS處理下巨柏種子出苗的活力指數(shù)最高達(dá)16.25。由此可認(rèn)為，沙腐中土壤含水量為MS時(shí)是巨柏種子出苗的較適宜條件。

2.5 不同含水量農(nóng)腐土中巨柏種子的出苗

農(nóng)腐土中不同水分處理對(duì)巨柏種子出苗的影響結(jié)果如表4所示。巨柏種子的出苗率、出苗指數(shù)及活力指數(shù)在農(nóng)腐土中隨土壤含水量的降低呈中間高兩頭低的趨勢(shì)，出苗勢(shì)隨土壤含水量的降低而降低。當(dāng)土壤水分含量為L(zhǎng)S時(shí)，出苗快而整齊，出苗率、出苗勢(shì)、出苗指數(shù)及活力指數(shù)均較高，分別為84.67%、30.67%、4.49和21.90。由此可認(rèn)為，農(nóng)腐土中土壤含水量LS時(shí)巨柏種子出苗最好。

2.6 不同基質(zhì)和水分對(duì)巨柏幼苗苗高和地徑的影響

不同土壤基質(zhì)和水分狀況對(duì)巨柏苗高和地徑的影響如圖2示。由圖2知土壤基質(zhì)和水分條件對(duì)苗高和地徑的影響都較大，農(nóng)腐土>沙腐土>河沙>農(nóng)田土；其中沙土、農(nóng)田土和農(nóng)腐土都表現(xiàn)出苗高隨土壤田間持水量的減少逐漸降低的現(xiàn)象，而沙腐土則為輕度干旱（LS）下苗高最大的拋物線狀；其中不同土壤水分的苗高差異顯著，含有腐殖土的苗高較高，這可能由于苗高的生長(zhǎng)離不開土壤營(yíng)養(yǎng)與水分的正常供應(yīng)息息相關(guān)。而基質(zhì)和水分對(duì)巨柏幼苗地徑的影響則不顯著。這可能由于生長(zhǎng)期過短，地徑生長(zhǎng)上的差異還未顯現(xiàn)出來(lái)。

3 結(jié)論

土壤基質(zhì)和水分條件綜合作用于種子萌發(fā)過程，同時(shí)也反映出土壤中水和氣體條件對(duì)種子出苗的影響，過高的水分會(huì)影響種子出苗對(duì)氣體的需求。在本實(shí)驗(yàn)中，4種土壤基質(zhì)比較，農(nóng)腐土和沙腐土較適宜巨柏種子的出苗和幼苗生長(zhǎng)，其次是沙土，較差是農(nóng)田土。其中巨柏種子在河沙中適宜出苗的土壤田間持水量是70～75%，農(nóng)田土中適宜出苗的土壤水分是90～95%；沙腐土中適宜出苗的土壤水分是50～55%，農(nóng)腐土中適宜出苗的土壤水分是70～75%。在河沙中出苗率最高，因?yàn)橥寥揽紫抖却?，能夠?yàn)榉N子出苗和幼苗生長(zhǎng)提供充足的氧氣，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，其養(yǎng)分貧瘠，保水保墑能力差，不是巨柏生長(zhǎng)的最佳選擇；而農(nóng)田土土壤較為緊實(shí)影響其透氣性，出苗率、出苗勢(shì)和出苗指數(shù)最差，所以苗木活力指數(shù)也不高。沙腐土和農(nóng)腐土透氣性好，又可以提供充足的營(yíng)養(yǎng)成分，最適宜出苗的土壤含水量分別為MS和LS。

3.1 不同基質(zhì)對(duì)巨柏種子出土的影響

土壤基質(zhì)對(duì)種子出苗的影響主要決定于土壤孔隙度和水溶性物質(zhì)含量?？傮w來(lái)說(shuō)含沙的土壤對(duì)出苗十分有利，反而土壤結(jié)構(gòu)較為緊密的農(nóng)田土顯得稍遜色些，但是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐厚的混合土的苗木活力指數(shù)和苗高生長(zhǎng)表現(xiàn)較好，這可能與巨柏生存環(huán)境有關(guān)。野生巨柏天然更新場(chǎng)所沿雅江中部半干旱河谷地帶分布，當(dāng)?shù)赝寥蓝酁樯迟|(zhì)，透氣性極好，PH也偏堿性，所以長(zhǎng)期長(zhǎng)于此處的巨柏也適應(yīng)了當(dāng)?shù)氐耐寥罓顩r。因現(xiàn)今常規(guī)育苗為農(nóng)腐土，所以巨柏呈現(xiàn)出對(duì)出苗期的苗圃常規(guī)育苗法的不適應(yīng)性，但是育苗后期發(fā)現(xiàn)混合土的苗木生長(zhǎng)十分喜人。

3.2 不同水分條件對(duì)巨柏種子出土的影響

雖然水分狀況對(duì)巨柏出苗率、出苗指數(shù)、活力指數(shù)都有顯著影響，但主要差異在農(nóng)田土上，其他土壤類型的水分差異反而不大。很可能是巨柏種子油脂含量高，自身萌發(fā)對(duì)水分的需求不高，基礎(chǔ)較好，所以表現(xiàn)出出土前期對(duì)水分的麻痹表象，但隨著幼苗的逐漸生長(zhǎng)發(fā)育，幼嫩組織對(duì)水分的需要變得強(qiáng)烈，所以就體現(xiàn)在幼苗的存活率和苗高表現(xiàn)上。

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