青海云杉苗床不同覆蓋措施對(duì)種子發(fā)芽率和幼苗生長量的影響

尚利強(qiáng)

（甘肅祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管護(hù)中心古城自然保護(hù)站，甘肅 天祝 733211）

青海云杉（Picea crassifoliaKom.）屬松科云杉屬常綠喬木，分布于我國青海省、甘肅省、寧夏回族自治區(qū)及內(nèi)蒙古自治區(qū)等地。青海云杉因其具有耐寒、耐旱、耐瘠薄和常綠等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于造林綠化和城市園林綠化[1]。祁連山區(qū)海拔高度2 400 ～3 200 m，陰坡、半陰坡廣布青海云杉天然林[2]。林區(qū)農(nóng)牧民利用冷涼的氣候資源、豐富的種質(zhì)資源和林間禿地發(fā)展青海云杉育苗產(chǎn)業(yè)，為各類綠化工程提供了優(yōu)質(zhì)苗木，增加了自身收入，減少了傳統(tǒng)畜牧業(yè)對(duì)林草資源的影響，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。青海云杉種子小，需淺播細(xì)作，溫暖濕潤的土壤有利于種子萌發(fā)和幼苗生長。苗木生產(chǎn)中常因土壤干旱或板結(jié)導(dǎo)致種子發(fā)芽困難或出苗受阻，但降雨量過多或大水漫灌后，苗床易發(fā)生澇害，造成青海云杉幼苗倒伏現(xiàn)象或黃化死亡。播種后保持土壤疏松透氣、溫暖潮濕是提高青海云杉種子發(fā)芽率和幼苗生長量的關(guān)鍵技術(shù)。本研究通過設(shè)立青海云杉地膜、針葉、草簾覆蓋苗床的對(duì)比試驗(yàn)，研究不同覆蓋措施對(duì)土壤溫度、濕度、青海云杉種子發(fā)芽率、幼苗生長量的影響，以期篩選出最佳覆蓋措施，為祁連山東段地區(qū)青海云杉苗木優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)培育提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2021年10月—2022年10月在甘肅省天?？h天堂鎮(zhèn)天堂苗圃進(jìn)行，該地區(qū)位于祁連山東段林區(qū)，屬典型的林間苗圃，四周青海云杉天然林環(huán)抱，占地面積15 hm2，海拔2 600 m，為大陸性高原季風(fēng)氣候，冬季寒冷漫長，夏季濕潤短暫。該地區(qū)年均氣溫1.8 ℃，無霜期120 ～150 d，日照時(shí)數(shù)2 500 ～2 700 h，年降水量410 mm，11月至翌年3月以降雪為主，4月—10月以降雨為主，雨熱同季。土壤類型為山地栗鈣土，土層深厚，有機(jī)質(zhì)含量高，pH 適中。試驗(yàn)地布局整齊、設(shè)施齊備、交通便利、機(jī)械化程度較高，是甘肅省天?？h青海云杉種質(zhì)資源收集、保存和集約化育苗示范基地。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)使用青海云杉種子，采自試驗(yàn)地周圍天然植株。2021年10月，青海云杉球果由深綠色變?yōu)楹贮S色時(shí)，選擇樹體高大、生長健壯、無病蟲害的植株采集球果，將采集的球果平攤在水泥地面上，每日上下翻動(dòng)1 ～2 次，待球果鱗片開裂后，用橡膠輪胎反復(fù)碾壓干裂球果，直至球果成碎片狀，用木耙刮去頂層碎片，收集底層碎渣，風(fēng)選出純凈種子。

試驗(yàn)苗床設(shè)計(jì)4 種覆蓋材料：（1）聚乙烯塑料地膜（白色），厚0.04 mm、寬80 cm，由山東省臨沂蒙陽農(nóng)資有限公司生產(chǎn)；（2）林下枯落物針葉，取自試驗(yàn)地周圍青海云杉天然林樹冠下的地表物質(zhì)，主要成分為青海云杉枯落針葉，苗床覆蓋厚度2 cm；（3）日光溫室保溫草簾（用稻草編織而成），厚10 cm、寬80 cm，由寧夏回族自治區(qū)金盛草制品加工廠生產(chǎn)；（4）對(duì)照（CK），不覆蓋。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 播種 2022年4月上旬選擇地勢平坦、地形規(guī)整、土壤肥力均衡的地塊作苗床。播種前先澆足水，每667 m2施尿素20 kg（N ≥46%）、過磷酸鈣50 kg（P2O5≥12%）作基肥，5 ～7 d后待地表泛白、不粘腳時(shí)深翻，耙平后沿南北方向起高15 cm、寬80 cm、長10 m 的平頂壟，壟間預(yù)留寬40 cm“U”形溝作為后期管理操作道和排水溝，之后在壟頂撒播青海云杉種子，播種密度為625 粒·m-2。

1.3.2 覆蓋 播種完成后壟頂覆蓋厚度2 cm 細(xì)土，細(xì)土頂部按試驗(yàn)設(shè)計(jì)分別覆蓋地膜、枯落物針葉、保溫草簾，簡稱地膜覆蓋、針葉覆蓋、草簾覆蓋，將不做任何覆蓋的裸露苗床設(shè)為對(duì)照（CK）。不同覆蓋處理隨機(jī)區(qū)組排列，1 壟為1個(gè)小區(qū)（面積8 m2），重復(fù)3 次。不同處理除覆蓋措施不同外，其他管理措施均相同。

1.3.3 田間管理 播種后30 d 內(nèi)為防止土壤板結(jié)，不澆水，只依靠天然降雨，30 d 后揭取覆蓋材料地膜和草簾，保留枯落物針葉，不再清除，后期澆水施肥、病蟲害防治、除草防寒等管理措施參照青海云杉育苗常規(guī)管理技術(shù)進(jìn)行[3]。

1.4 測定內(nèi)容

播種后30 d 內(nèi)不同小區(qū)隨機(jī)設(shè)定3 個(gè)樣點(diǎn)，測定每天6：00—18：00 地下2 ～5 cm 土層溫度和濕度（土壤相對(duì)含水量）；每小區(qū)隨機(jī)抽取3 個(gè)樣點(diǎn)（面積1 m2），統(tǒng)計(jì)當(dāng)日青海云杉發(fā)芽數(shù)，30 d 后計(jì)算種子發(fā)芽率，子葉突破地表視為種子發(fā)芽。2022年10月底幼苗停止生長后每小區(qū)隨機(jī)抽取3 個(gè)樣點(diǎn)（面積1 m2），統(tǒng)計(jì)青海云杉幼苗保存數(shù)，計(jì)算保存率，每樣點(diǎn)隨機(jī)抽取30 株測定青海云杉株高和主根長，并統(tǒng)計(jì)針葉數(shù)。

土壤溫、濕度采用TP401 型溫濕度自動(dòng)記錄儀（廣東省深圳市拓普瑞電子有限公司生產(chǎn)）測定，溫濕度自動(dòng)記錄儀安裝時(shí)在苗床鉆直徑2 cm、深3.5 cm 的小孔，將溫濕度感應(yīng)探頭深入孔內(nèi)，周圍用細(xì)土填實(shí)，將主機(jī)安裝在壟溝上空。每間隔1 h 記錄1 次溫度，每天14：00 記錄1 次濕度。種子發(fā)芽數(shù)統(tǒng)計(jì)時(shí)間為17：00—18：00，幼苗株高、主根長度用數(shù)顯卡尺（廣東省東莞市三本精密儀器有限公司生產(chǎn)）測定。

所有數(shù)據(jù)求平均值，利用Excel 2007 和DPS 6.01 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和新復(fù)極差顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同覆蓋措施對(duì)青海云杉苗床土壤溫度的影響

青海云杉播種后，不同處理6：00—18：00的土壤溫度均隨時(shí)間的延伸先升高后降低，均呈近似拋物線形變化（圖1）。6：00—13：00，地膜覆蓋處理的土壤溫度由9.1 ℃上升到32.4 ℃，針葉覆蓋處理的土壤溫度由7.4 ℃上升到22.6 ℃，草簾覆蓋處理的土壤溫度由6.8 ℃上升到20.8 ℃，對(duì)照（CK）處理的土壤溫度由7.2 ℃上升到25.6 ℃。4 個(gè)覆蓋處理的土壤溫度分別提高了23.3 ℃、15.2 ℃、14.0 ℃、18.4 ℃，其中地膜覆蓋處理的土壤溫度增幅最高，草簾覆蓋處理的土壤溫度增幅最低。13：00—18：00，地膜覆蓋處理的土壤溫度由32.4 ℃下降到19.5 ℃，針葉覆蓋處理的土壤溫度由22.6 ℃下降到14.2 ℃，草簾覆蓋處理的土壤溫度由20.8 ℃下降到12.5 ℃，對(duì)照（CK）處理的土壤溫度由25.6 ℃下降到13.0 ℃。4 個(gè)覆蓋處理的土壤溫度分別降低了12.9 ℃、8.4 ℃、8.3 ℃、12.6 ℃，其中地膜覆蓋處理的土壤溫度降幅最高，草簾覆蓋處理的土壤溫度降幅最低。地膜覆蓋、針葉覆蓋、草簾覆蓋、對(duì)照（CK）4 個(gè)處理6：00—18：00 的土壤溫度平均值分別為22.1 ℃、15.5 ℃、13.7 ℃、15.8 ℃，平均值由高到低的排序?yàn)榈啬じ采w＞對(duì)照（CK）＞針葉覆蓋＞草簾覆蓋。

圖1 不同覆蓋措施處理下青海云杉苗床土壤的溫度變化

2.2 不同覆蓋措施對(duì)青海云杉苗床土壤濕度的影響

青海云杉播種后，地膜覆蓋處理的土壤濕度隨時(shí)間的推遲由40.4%下降到25.7%，降幅為14.7 個(gè)百分點(diǎn)，呈近似斜線變化。針葉覆蓋、草簾覆蓋、對(duì)照（CK）處理的土壤濕度受中期降雨的影響，均隨時(shí)間的推遲先降低后升高、再降低，均呈近似“Z”字形變化（圖2）。青海云杉播種后0 ～14 d （降雨前）測定，針葉覆蓋、草簾覆蓋、對(duì)照（CK）處理的土壤濕度由播種后0 d 的40.4%分別下降到18.4%、20.4%、13.9%，3 個(gè)覆蓋處理的土壤濕度分別下降了22.0個(gè)百分點(diǎn)、20.0 個(gè)百分點(diǎn)、26.5 個(gè)百分點(diǎn)；播種后16 d（降雨時(shí)）測定，與播種后14 d（降雨前）比較，針葉覆蓋處理的土壤濕度由18.4%上升到38.7%，草簾覆蓋處理的土壤濕度由20.4%上升到36.2%，對(duì)照（CK）處理的土壤濕度由13.9%上升到39.4%，3 個(gè)處理的土壤濕度分別上升了20.3 個(gè)百分點(diǎn)、15.8 個(gè)百分點(diǎn)、25.5 個(gè)百分點(diǎn)；播種后30 d（降雨后）測定，與播種后16 d（降雨時(shí)）比較，針葉覆蓋處理的土壤濕度由38.7%下降到13.8%，草簾覆蓋處理的土壤濕度由36.2%下降到16.8%，對(duì)照（CK）處理的土壤濕度由39.4%下降到9.7%，3 個(gè)處理的土壤濕度分別下降了24.9 個(gè)百分點(diǎn)、19.4 個(gè)百分點(diǎn)、29.7個(gè)百分點(diǎn)。播種后0 ～30 d，地膜覆蓋、針葉覆蓋、草簾覆蓋、對(duì)照（CK）4 個(gè)處理的土壤濕度平均值分別為32.8%、27.5%、28.8%、25.9%，平均值由高到低的排序?yàn)榈啬じ采w＞草簾覆蓋＞針葉覆蓋＞對(duì)照（CK）。

圖2 不同覆蓋措施處理下青海云杉苗床土壤的濕度變化

2.3 不同覆蓋措施對(duì)青海云杉種子發(fā)芽率的影響

青海云杉播種后，第10 天時(shí)不同處理才開始發(fā)芽，第16 天時(shí)發(fā)芽數(shù)達(dá)到高峰期，其后隨著時(shí)間的推遲發(fā)芽數(shù)逐漸下降，發(fā)芽數(shù)均呈近似拋物線形變化（圖3）。播種后第8 ～16 天，地膜覆蓋、針葉覆蓋、草簾覆蓋、對(duì)照（CK）4個(gè)處理的青海云杉發(fā)芽數(shù)由0 粒分別上升到130粒、125 粒、116 粒、105 粒，地膜覆蓋處理的發(fā)芽數(shù)增幅最高，對(duì)照（CK）處理的發(fā)芽數(shù)增幅最低。播種后第16 ～30 天，地膜覆蓋、針葉覆蓋、草簾覆蓋、對(duì)照（CK）4 個(gè)處理的青海云杉發(fā)芽數(shù)分別由130 粒、125 粒、116 粒、105粒降低到7 粒、3 粒、6 粒、4 粒，降幅分別為123 粒、122 粒、110 粒、101 粒，地膜覆蓋處理的發(fā)芽數(shù)降幅最高，對(duì)照（CK）處理的發(fā)芽數(shù)降幅最低。播種后第0 ～30 天，地膜覆蓋、針葉覆蓋、草簾覆蓋、對(duì)照（CK）4 個(gè)處理的青海云杉發(fā)芽總數(shù)分別為533 粒、484 粒、413 粒、374 粒（播種數(shù)均為625 粒），發(fā)芽率分別為85.3%、77.4%、66.1%、59.8%，發(fā)芽率由高到低的排序?yàn)榈啬じ采w＞針葉覆蓋＞草簾覆蓋＞對(duì)照（CK）。

圖3 不同覆蓋措施處理下青海云杉種子的發(fā)芽數(shù)變化

2.4 不同覆蓋措施對(duì)青海云杉幼苗生長量的影響

如圖4 ～圖7 所示，地膜覆蓋、針葉覆蓋、草簾覆蓋處理的青海云杉幼苗保存率、株高、針葉數(shù)、主根長均高于對(duì)照（CK），其中針葉覆蓋處理的幼苗保存率、株高、針葉數(shù)、主根長均最高，分別為75.4%、44.1 mm、4.4 個(gè)·株-1、36.6 mm，較對(duì)照（CK）分別提高了38.1%、9.7%、144.4%、21.6%，與對(duì)照（CK）的差異均達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）。地膜覆蓋處理的青海云杉幼苗保存率、株高、針葉數(shù)、主根長均位居針葉覆蓋處理之后，分別為70.6%、42.9 mm、3.6 個(gè)·株-1、34.2 mm，較對(duì)照（CK）分別提高了29.3%、6.7%、100.0%、13.6%，與對(duì)照（CK）的差異均達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。不同處理的青海云杉幼苗保存率、株高、針葉數(shù)和主根長由高到低的排序均為地膜覆蓋＞草簾覆蓋＞針葉覆蓋＞對(duì)照（CK），圖中不同小寫和大寫字母分別表示0.05和0.01 水平差異顯著。

圖4 不同覆蓋措施處理下青海云杉幼苗的保存率比較

圖5 不同覆蓋措施處理下青海云杉幼苗的株高比較

圖6 不同覆蓋措施處理下青海云杉幼苗的針葉數(shù)比較

圖7 不同覆蓋措施處理下青海云杉幼苗的主根長比較

3 結(jié)論與討論

種子萌發(fā)需要充足的水分、適宜的溫度和足夠的氧氣[4]。本研究中青海云杉苗床覆蓋地膜、針葉、草簾后，幼苗保存率、株高、針葉數(shù)、主根長均高于對(duì)照（CK）。地膜覆蓋后土壤平均溫度、濕度、種子發(fā)芽率均最高，但發(fā)芽后胚軸徒長，降雨后雨水被遮擋，雨水利用受阻，揭取地膜后幼苗易倒伏死亡，最終幼苗保存率、株高、針葉數(shù)、主根長均低于針葉覆蓋處理。針葉覆蓋后土壤平均溫度、濕度、種子發(fā)芽率雖低于地膜覆蓋，但最終幼苗保存率、株高、針葉數(shù)、主根長均最高，這可能是由于青海云杉苗床針葉覆蓋最接近自然狀態(tài)，雨水利用率高，且針葉腐爛后能給幼苗提供一定的養(yǎng)分，促其生長。草簾覆蓋后土壤平均溫度最低、濕度和發(fā)芽率較高，最終幼苗保存率、株高、針葉數(shù)、主根長均低于地膜覆蓋和針葉覆蓋，這可能是由于草簾隔熱能力較強(qiáng)，太陽照射后苗床土壤溫度不易提高，且降雨后雨水被草簾吸收，下滲到苗床上的雨水較少。

青海云杉幼苗保存率和生長量與產(chǎn)苗量以及苗木品質(zhì)息息相關(guān)，以此作為主要指標(biāo)進(jìn)行綜合判斷，本研究認(rèn)為針葉覆蓋處理的綜合效果最佳，地膜覆蓋次之。筆者建議在祁連山東段林區(qū)青海云杉苗木培育中優(yōu)先選用針葉覆蓋來提高苗木產(chǎn)量和質(zhì)量。