1、2代馬尾松林土壤浸提液對馬尾松種子萌發(fā)及芽苗生長的影響

沈 凌，丁貴杰

(貴州大學(xué) 造林生態(tài)研究所，貴州 貴陽 550025)

1、2代馬尾松林土壤浸提液對馬尾松種子萌發(fā)及芽苗生長的影響

沈 凌，丁貴杰

(貴州大學(xué) 造林生態(tài)研究所，貴州 貴陽 550025)

采用1、2代馬尾松林土壤浸提液，研究1、2代馬尾松林的不同濃度土壤浸提液對馬尾松種子萌發(fā)及芽苗生長的影響，結(jié)果表明:不同濃度土壤浸提液對種子萌發(fā)的影響差異極顯著，隨著浸提液濃度降低，種子發(fā)芽率及發(fā)芽勢均增加。栽種代數(shù)對種子萌發(fā)的影響不顯著。1代林土壤當(dāng)浸提液濃度為1︰20時，芽苗生長的最好，而2代林土壤當(dāng)浸提液濃度為1︰10時，芽苗生長最好。浸提液濃度與栽種代數(shù)對芽苗生長的影響均不顯著。發(fā)芽試驗結(jié)果表明:馬尾松連栽2代后，自毒作用不明顯。

馬尾松；連栽；土壤浸提液；種子萌發(fā)；芽苗生長

馬尾松Pinus massonianaLamb.屬于裸子植物松科松屬，是我國松屬中分布最廣、數(shù)量最多的一種主要用材樹種[1]。近年來國內(nèi)外報道了多種樹種生產(chǎn)力下降、地力衰退、天然更新困難等問題[2-7]，馬尾松是否存在連栽障礙更是成為亟待解決的問題，因此，一些學(xué)者開展了相關(guān)研究[8-11]。土壤作為植物化感物質(zhì)存在的主要場所，目前有關(guān)馬尾松連栽后土壤是否對后續(xù)種子的萌發(fā)和生長產(chǎn)生影響的研究報道較少。本試驗通過水浸提方式獲取不同濃度1、2代馬尾松林土壤浸提液作為馬尾松種子發(fā)芽試驗的培養(yǎng)液，探索其對馬尾松種子萌發(fā)及生長的影響，從而為進一步研究馬尾松連栽提供一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣地概況

試驗用土壤樣品來自廣西憑祥市熱帶林業(yè)實驗中心伏波實驗場隨機抽取的2組1、2代林配對樣地，該實驗場位于 106°43′E， 22°06′N，海拔500 m，低山，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫19.9 ℃，年降水量1 400 mm。造林地母巖為花崗巖，土層厚在1 m以上，腐殖質(zhì)層厚度10 cm以上。

1.2 試驗方法

1.2.1 基質(zhì)處理

洗凈的石英砂，140 ℃處理2 h后備用。

1.2.2 土樣采集

按標(biāo)準(zhǔn)取樣方法進行土壤采樣。每個樣方按對角線設(shè)5個樣點，從表層到下部(40 cm)依次取樣，最后按比例混合均勻作為室內(nèi)試驗用土壤。

1.2.3 土壤浸提液的制備

土壤樣品風(fēng)干后過2 mm篩，取50 g浸于250 mL蒸餾水中，充分振蕩后靜置24 h，雙層濾紙過濾，制成1:5的土壤水浸液原液低溫保存?zhèn)溆?。試驗時分別采用1:5、1:10、1:20的水浸液，每隔24 h澆灌，同時以蒸餾水作為空白對照。

1.2.4 種子預(yù)處理

選取純凈種子，采用4分法將種子分為4份，從每份中隨機提取25粒組成100粒，共取13個100粒并重復(fù)3次。將種子浸于0.2%高錳酸鉀溶液20 min，倒掉溶液悶20 min后洗凈，用始溫45 ℃浸種20 h，中間換水1次。

1.2.5 試驗方法

采用室內(nèi)常溫條件下砂培法測定，在直徑為15 cm的一次性塑料碗中加入等量處理好的石英砂。分別將1、2代土壤浸提液加入塑料碗中，每個碗中加入等量不同土壤樣品的浸提液，以等量蒸餾水為對照。供試種子直接播于塑料碗中，每碗100粒。實驗采取完全隨機區(qū)組設(shè)計，重復(fù)3次。此后定時向各塑料碗中加入等量的對應(yīng)試驗號的浸提液，以保證石英砂潮潤。

以種子著床當(dāng)天為第1 d，每天觀察并記錄發(fā)芽的情況。從首粒種子發(fā)芽開始每日統(tǒng)計發(fā)芽粒數(shù)至連續(xù)5天沒有新增發(fā)芽種子為止計算其發(fā)芽率，以首粒種子發(fā)芽后7 d 內(nèi)的發(fā)芽種子數(shù)計算發(fā)芽勢，于發(fā)芽結(jié)束后測定其胚根、胚軸長度以及鮮重、干重。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理

生物測定結(jié)果參照Williamson G.B[12]的方法計算化感作用效應(yīng)指數(shù)RI。

當(dāng)T≥C，RI=1－C/T；

當(dāng)T＜С，RI=T/C－1。

其中C為對照值，T為處理值，RI為化感效應(yīng)指數(shù)。RI＞0為促進作用，RI＜0則為抑制作用，絕對值的大小與強度一致。

采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件對試驗數(shù)據(jù)進行方差分析，分析各處理對馬尾松種子萌發(fā)及生長影響的差異顯著性，如果差異顯著則進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 1、2代林土壤不同濃度浸提液對種子萌發(fā)的影響

經(jīng)不同濃度1代馬尾松林土壤浸提液處理的發(fā)芽率及發(fā)芽勢結(jié)果如表1、表2 中所示，經(jīng)方差分析各處理間差異極顯著。當(dāng)土壤浸提液濃度為1︰5時，馬尾松種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢分別低于對照組0.98%、0.41%，隨著浸提液濃度降低，發(fā)芽率及發(fā)芽勢增加，當(dāng)土壤浸提液濃度稀釋到1︰10和1︰20時，馬尾松種子的發(fā)芽率及發(fā)芽勢均高于對照組，其中當(dāng)浸提液濃度為1︰20時，馬尾松種子的發(fā)芽率及發(fā)芽勢分別高于對照組2.92%、5.74%。因此當(dāng)浸提液濃度較高時，會對種子萌發(fā)產(chǎn)生一定的抑制作用，隨著浸提液濃度降低，有利于馬尾松種子的萌發(fā)。經(jīng)多重比較，濃度1︰5與1︰20之間差異極顯著，與1︰10之間差異顯著。

經(jīng)不同濃度2代馬尾松林土壤浸提液處理的發(fā)芽率及發(fā)芽勢結(jié)果如表1所示，2代林不同濃度土壤浸提液對種子萌發(fā)的影響與1代林一致，當(dāng)土壤浸提液濃度為1︰5時，馬尾松種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢分別較對照組低5.45%、3.89%，而當(dāng)浸提液濃度為1︰20時，馬尾松種子的發(fā)芽率及發(fā)芽勢分別較對照組增加了5.25%、7.38%。

根據(jù)表1結(jié)果顯示，1、2代林土壤各濃度處理間差異不大。當(dāng)濃度為1︰5，1代林土壤浸提液處理的種子的發(fā)芽率及發(fā)芽勢均高于2代林，而當(dāng)濃度稀釋到1︰10和1︰20時，1代林土壤浸提液處理的種子的發(fā)芽率及發(fā)芽勢均略低于2代林，但是在任何濃度下，1、2代林各處理結(jié)果差異均不明顯。

表1 1、2代林土壤不同濃度浸提液對種子萌發(fā)的影響Table 1 Effects of soil extracts from the 1st and 2nd generations P. massoniana stands soil on seed germination

表2 不同處理間馬尾松種子萌發(fā)方差分析Table 2 Variance analysis of P. massoniana seed germination among different treatments

2.2 1、2代林土壤不同濃度浸提液對馬尾松芽苗生長的影響

由表3可以得出，經(jīng)1代馬尾松林不同濃度土壤浸提液處理后的芽苗根長、芽苗莖長以及芽苗鮮重、干重與對照組均差異不顯著，其中芽苗根長度均低于對照組，當(dāng)浸提液濃度為1︰5時，芽苗的莖長低于對照組，而當(dāng)土壤浸提液濃度為1︰10和1︰20時，芽苗莖長均略高于對照。隨著土壤浸提液濃度的降低，芽苗莖長呈增加趨勢。當(dāng)土壤浸提液濃度為1︰5、1︰10時，芽苗鮮質(zhì)量略小于對照值，而干質(zhì)量差異很?。划?dāng)濃度稀釋到1︰20時，鮮質(zhì)量、干質(zhì)量均大于對照組，但各濃度間總體差異不顯著?？傮w看，浸提液濃度為1︰20時，較有利于芽苗生長。

經(jīng)2代馬尾松林土壤浸提液處理后的芽苗根長、芽苗莖長以及芽苗單株鮮質(zhì)量、干質(zhì)量與對照組均差異不大。浸提液濃度為1︰5和1︰10時，芽苗根長略高于對照，濃度稀釋到1︰20時，芽苗根長低于對照；當(dāng)浸提液濃度為1︰10時，芽苗莖長、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量均大于其他處理；不同濃度浸提液處理后，芽苗莖長均大于對照，而當(dāng)濃度為1︰5和1︰20時，芽苗鮮質(zhì)量、干質(zhì)量均小于對照，但差異不明顯?？傮w來看，當(dāng)浸提液濃度為1︰10時，芽苗生長較好。

由表3還可看出：1、2代馬尾松林土壤浸提液處理的芽苗根長、莖長存在差異，但差異不大。1代馬尾松林土壤浸提液處理后芽苗的根長略低于2代林。當(dāng)土壤浸提液濃度為1︰5、1︰10時1代林土壤浸提液處理的芽苗莖長低于2代林，當(dāng)濃度稀釋到1︰20時，1代林高于2代林。經(jīng)1、2代林土壤浸提液處理的芽苗鮮質(zhì)量與干質(zhì)量之間差異不大。經(jīng)方差分析，結(jié)果見表4所示，栽種代數(shù)及浸提液濃度對芽苗根、莖生長，以及芽苗鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均沒有顯著影響。

表3 1、2代林土壤不同濃度浸提液對芽苗生長的影響?Table 3 Effects of soil extracts from the 1st and 2nd generations P. massoniana stands soil on seedling growth

表4 不同處理間馬尾松芽苗形態(tài)方差分析Table 4 Variance analysis of different treatments on P. massoniana seedling growth

3 結(jié)論與討論

目前對于植物連栽障礙的研究已有不少，黃明閩[2]在針對天山云杉更新障礙研究中發(fā)現(xiàn)自毒作用是影響針葉林天然更新成敗的關(guān)鍵因素。而對馬尾松連栽的研究主要集中在對林分生產(chǎn)力、土壤養(yǎng)分含量、酶活性以及土壤微生物數(shù)量組成方面[8-9,11]，對于馬尾松更新障礙的研究也僅以馬尾松枯落物為研究對象[10]，而土壤作為植物生長的基質(zhì)，其特性與植物生長息息相關(guān)，因此以連栽土壤浸提液為對象，研究其對馬尾松種子萌發(fā)及芽苗生長的影響才能更為直觀地反映連栽后土壤變化及其對馬尾松生長的影響。

種子萌發(fā)是指種子從吸水到胚根突破種皮期間所發(fā)生的一系列生理生化變化的過程。種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢既是檢測種子質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，也是評價種子發(fā)芽特性的重要指標(biāo)之一。實驗表明:采用不同濃度土壤浸提液處理馬尾松種子，1︰5、1︰20之間發(fā)芽率與發(fā)芽勢差異極顯著，1︰5與1︰10之間發(fā)芽率差異顯著，發(fā)芽勢差異極顯著。隨浸提液濃度降低，馬尾松種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢增加，可能與高濃度土壤浸提液抑制了種子吸水有關(guān)。1、2代馬尾松林土壤浸提液對馬尾松種子萌發(fā)的影響很小，利用不同栽種代數(shù)馬尾松林土壤浸提液處理種子所進行的發(fā)芽實驗結(jié)果表明:不同代間的發(fā)芽率和發(fā)芽勢相差不大，處理間差異不顯著；但經(jīng)2代林土壤浸提液處理的發(fā)芽結(jié)果略好于1代，表明馬尾松連栽后，不存在明顯的自毒現(xiàn)象。

1、2代馬尾松林土壤浸提液對馬尾松芽苗生長的影響很小，利用不同栽種代數(shù)馬尾松林土壤浸提液處理馬尾松種子發(fā)芽實驗，各處理對馬尾松芽苗的根長、莖長略有輕微影響，但差異均不顯著；各處理的芽苗鮮重、干重也差異不顯著，說明芽苗的根長、莖長及單株鮮重、干重受1、2代馬尾松林土壤浸提液影響較小。1︰5、1︰10和1︰20三個不同濃度土壤浸提液的芽苗根長、莖長以及單株鮮重、干重的均差異不顯著。同樣說明馬尾松自毒作用不明顯。而1代林土壤當(dāng)土壤浸提液濃度為1︰20時，芽苗生長較好，2代林則是當(dāng)浸提液濃度為1︰10時生長較好，可能與連栽后土壤成分變化有關(guān)，具體變化及作用機理尚需進一步研究。

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Effects of soil extracts from the fi rst and second generation of Pinus massoniana stands on seed germination and seedling growth

SHEN Ling, D?NG Gui-jie
(?nstitute of Silviculture and Ecology, Guizhou University, Guiyang 550025, Guizhou, Сhina)

Pinus massonianaseedlings were treated with different concentrations of soil extracts from the fi rst and second generation ofP. massonianastands. The results indicate that each concentration level of soil extracts had obvious differences in seed germination. The lower the concentration was, the higher the germination rate and germination energy were. The aqueous extracts from replant soil had no signif i cant effect on seed germination. When the concentration was 1︰20 of soil extracts from the fi rst generation ofP. massonianaforests, the growth of seedling was better than other treatments. And when the concentration was 1︰10 from the second generation,the seedlings grew best. Even so, there were no signif i cant effects on seedling growth with the concentration of soil extracts and the generation of successive planting. The results of germination experiments show that there was no obvious autotoxicity ofP. massonianawhen the second generation ofP. massonianawas replanted.

Pinus massoniana; successive planting; soil extracts; seed germination; seedling growth

S791.248

A

1673-023X (2012)05-0059-04

投稿日期： 2012-01-16

貴州省特助人才課題 (TZJF-2007-20)；貴州省人才基地建設(shè)項目(黔人頒發(fā)2009-9);貴州省創(chuàng)新團隊建設(shè)項目(黔科合人才團隊-2011)；貴州省林業(yè)重大項目 (黔林科合-2010-03)；國家“十二五”科技支撐課題“馬尾松速生豐產(chǎn)林定向培育關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”

沈 凌(1984-)，女，江蘇南京人，碩士研究生，主要從事林木栽培生理生態(tài)研究；E-mail: arron-camille@hotmail.com

丁貴杰(1960-)，男，內(nèi)蒙古突泉人，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事森林培育和人工林穩(wěn)定性研究

[本文編校：吳 毅]