播種深度對天山雪蓮種子萌發(fā)的影響

陳艷瑞，努爾波拉提，劉 敏，王曉軍，①，尹林克

(1. 中國科學院新疆理化技術研究所，新疆烏魯木齊830011;2. 中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所，新疆烏魯木齊830011)

天山雪蓮〔Saussurea involucrata (Kar. et Kir.)Sch.-Bip.〕，又稱新疆雪蓮、雪蓮或雪蓮花，為菊科(Compositae)風毛菊屬(Saussurea DC.)多年生草本植物，主要分布在新疆天山、昆侖山、阿爾泰山和帕米爾高原，生于海拔2 400 ～4 000 m 的石縫、礫石坡和濕潤沙地上，通常需5 ～8 a 發(fā)育成熟并開花結果。天山雪蓮是傳統(tǒng)藥用植物，具有溫腎助陽、祛風勝濕和通經(jīng)活血等功效，主治類風濕性關節(jié)炎、小腹冷痛和月經(jīng)不調等?，F(xiàn)代藥理和臨床研究結果顯示:天山雪蓮還具有延緩衰老的功效，并且在治療腦動脈硬化、缺血性中風、抗菌消炎、抑制癌細胞增殖和抗氧化等領域都有重要的研發(fā)價值［1－4］。

隨市場需求量的逐年增長，天山雪蓮野生資源遠不能滿足需求，且過度采挖已對其野生種群生存造成了巨大影響，目前，天山雪蓮已被列為國家三級保護漸危種［5］。人工栽培是保護天山雪蓮資源的有效途徑之一，但其種子萌發(fā)出苗率低是制約其規(guī)?；斯しN植的重要因素之一，目前有關環(huán)境要素對天山雪蓮種子萌發(fā)影響的研究尚不多見［6］，而播種深度對天山雪蓮種子萌發(fā)影響的研究則未見報道。由于播種深度是影響天山雪蓮人工栽培能否成功的關鍵因素，對其種子萌發(fā)、出苗、存活、幼苗生長和生物量等有決定性作用，因此，作者就不同播種深度對天山雪蓮種子萌發(fā)的影響進行了研究，旨在確定其適宜的播種深度，為天山雪蓮的規(guī)?；N植提供基礎數(shù)據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試天山雪蓮種子于2010 年采自新疆和靜縣的高山草甸巖峭壁石隙。原植物由中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所植物標本館(XJBI)鑒定。種子千粒質量為4.157 g，成熟度一致，飽滿干凈且無蟲蛀，發(fā)芽率為67%。

1.2 方法

預實驗結果顯示天山雪蓮種子播種深度為0.0 ～2.0 cm時出苗較為整齊，故分別以0.5 cm 梯度和0.2 cm 梯度設置2 組播種深度，一組為 0.0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 和4.0 cm，另一組為 0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8 和 2.0 cm，共 20 個處理，每一處理 3 次重復。

于2011 年采用條播的方式將精選的飽滿種子直播于長40 cm、寬30 cm、深10 cm 的敞口穴盤中，每個穴盤100 粒，栽培基質為黑鈣土，按上述設置的播種深度覆土。將穴盤置于陽光板半自動溫室中培養(yǎng)，溫度8 ℃ ～22 ℃，適度遮陽并通風;每隔2 d 補水1 次以保持土壤濕潤。播種后的第8 天開始萌發(fā)，之后每天觀察并統(tǒng)計各處理的種子萌發(fā)狀況。

1.3 數(shù)據(jù)處理

按照以下公式［7］計算發(fā)芽率和發(fā)芽勢:發(fā)芽率=(正常發(fā)芽種子數(shù)/種子總數(shù))×100%;發(fā)芽勢=(到達高峰時正常發(fā)芽種子數(shù)/種子總數(shù))×100%。采用 Excel 2003、SPSS 18. 0 和Origin 8.0 軟件進行實驗數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)表設計。

2 結果和分析

按0.5 cm 梯度和0.2 cm 梯度設置播種深度，天山雪蓮種子的萌發(fā)狀況見表1。

由表 1 可見:按照 0.5 cm 梯度設置 0.0 ～ 4.0 cm 播種深度，隨播種深度的增加，天山雪蓮種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率均呈先升高后降低的趨勢。播種深度為1.0 cm 時，種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率(萌發(fā)后第25 天)均最高，分別為25%和48%，發(fā)芽率極顯著高于其他播種深度;播種深度為1.5 cm 時，其發(fā)芽勢和發(fā)芽率(萌發(fā)后第25 天)也較高，分別為7%和38%，發(fā)芽率與其他播種深度存在顯著差異;而播種深度為4.0 cm 時，天山雪蓮種子的發(fā)芽率(萌發(fā)后第25 天)最低，僅為1%。播種深度在0.0 ～ 0.5 cm 和2.0 ～4.0 cm 間，天山雪蓮種子的發(fā)芽率差異不顯著。此外，隨發(fā)芽時間的延長各處理組的發(fā)芽率均逐漸增加，至萌發(fā)后第25 天時發(fā)芽率均達到最高。方差分析結果表明:在萌發(fā)后第25 天，各處理組發(fā)芽率的 F =23.269、Sig.=0.00，表明播種深度在 0.0 ～ 4.0 cm(0.5 cm 梯度)的各處理組間天山雪蓮種子的發(fā)芽率存在極顯著差異。綜合分析結果顯示:按照0.5 cm 梯度進行設置，播種深度1.0或1.5 cm 對天山雪蓮種子萌發(fā)較為適宜。

表1 不同播種深度對天山雪蓮種子萌發(fā)的影響Table 1 Effect of different sowing depths on seed germination of Saussurea involucrata (Kar. et Kir.)Sch.-Bip.

由表 1 還可見:按照 0.2 cm 梯度設置 0.0 ～ 2.0 cm 播種深度，各處理間種子發(fā)芽率差異明顯。隨播種深度的增加，天山雪蓮種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率均呈先升高后降低的趨勢。播種深度為1.0 cm 時，種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率(萌發(fā)后第25天)均最高，分別為25%和48%，發(fā)芽率極顯著高于其他處理組;播種深度為0.8 cm 時，其發(fā)芽勢和發(fā)芽率(萌發(fā)后第25天)也較高，分別為13%和29%;播種深度為1.2 cm 時，其發(fā)芽率(萌發(fā)后第25 天)也達到29%;播種深度為0.0 cm 時，其發(fā)芽勢和發(fā)芽率(萌發(fā)后第25 天)最低，分別僅為2%和8%。播種深度在 0.4 ～0.8 cm 和 1.2 ～2.0 cm 間，各處理組種子發(fā)芽率差異不顯著。此外，隨發(fā)芽時間的延長各處理組的發(fā)芽率均逐漸增加，至萌發(fā)后第25 天時發(fā)芽率均達到最高。方差分析結果表明:在萌發(fā)后第25 天，各處理組發(fā)芽率的F=14.394、Sig.=0.00，表明播種深度在 0.0 ～ 2.0 cm(0.2 cm 梯度)的各處理組間種子發(fā)芽率存在極顯著差異。綜合分析結果顯示:按照 0.2 cm 梯度進行設置，播種深度 1.0 或 0.8 cm對天山雪蓮種子萌發(fā)較為適宜。

3 討論和結論

種子萌發(fā)和幼苗出土受植物種子大小及其種植環(huán)境的影響。種子的大小對種子能否萌發(fā)并破土出苗起決定作用，通常大種子比小種子具有更高的萌發(fā)出苗率，大種子適宜的播種深度也大于小種子［8］。由于小種子貯存的營養(yǎng)物質相對較少，在黑暗環(huán)境和土壤壓力下因為缺乏適宜的光照、溫度和通氣條件，其貯藏的營養(yǎng)物質在萌芽過程中更易耗盡，所以小種子的播種深度不宜太深。天山雪蓮種子小且自然繁殖率低，野生環(huán)境下其種子萌發(fā)率不到5%，與其適宜的土壤深度有密切關系。從本研究結果看，天山雪蓮種子的適宜播種深度為0.8 ～1.5 cm。結合筆者近十年對天山雪蓮的研究和種植經(jīng)驗，建議在干旱區(qū)疏松土壤上天山雪蓮種子的最佳播種深度為 1.0 ～2.5 cm，而在緊實土壤上其適宜的播種深度為 0.5 ～1.0 cm。如果播種后遇雨導致土壤濕度增加，可促進天山雪蓮種子出苗。播種深度過淺，天山雪蓮種子會因表層土壤干旱缺水而無法萌發(fā)，或因扎根困難而難以成活;播種過深時，可因種子小和過大的土層壓力以及養(yǎng)分不足造成發(fā)芽受阻、使其種子無法出苗。

由上述實驗結果可見:在播種深度0.0 ～4.0 cm(0.5 cm梯度)和 0.0 ～2.0 cm(0.2 cm 梯度)條件下，天山雪蓮種子的發(fā)芽率隨播種深度的增加而呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，但總體上其種子發(fā)芽率水平均較低，其中的主要原因除與天山雪蓮種子自身的生物學特性有關外，還與播種后遇到降溫天氣有關。文獻［9］報道的天山雪蓮種子發(fā)芽的最適溫度為20 ℃ ～28 ℃，而本實驗過程中種子的培養(yǎng)溫度為8 ℃ ～22℃，較低的培養(yǎng)溫度也是導致天山雪蓮種子總體發(fā)芽率較低的因素之一。

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