瀕危植物越南青岡的種子萌發(fā)和幼苗建成

李謙盛， 陳 杰， 鄧 敏， 周純亮， 沈 娟

（1.上海應用技術(shù)大學 生態(tài)學院， 上海201418； 2.上海市農(nóng)業(yè)科技服務中心， 上海200335；3.上海辰山植物園， 上海201602）

越南青岡（Quercus austrocochinchinensis Hick.＆ A.Camus）隸屬于殼斗科（Fagaceae）櫟屬（Quercus L.）青岡亞屬［subgen.Cyclobalanopsis （Oersted）C.K.Schneide］，主要分布于中國的云南西南部，海南、泰國及越南北部，曾是這一區(qū)域熱帶季節(jié)雨林的優(yōu)勢樹種。但隨著當?shù)亟?jīng)濟和農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展，原生植被被大面積砍伐，越南青岡種群數(shù)量急聚下降，目前僅發(fā)現(xiàn)分布于泰國北部［1］、我國云南西南部和海南兩省500～700m山地溝谷雨林中，分布區(qū)極其狹窄，受人為干擾嚴重，個體數(shù)量稀少［2］，根據(jù)IUCN 的標準［3］，應屬 于極 危種，已被編入《中國物種紅色名錄》第一卷［4］和《The red list of oaks》［5］。經(jīng)過大量野外調(diào)查，發(fā)現(xiàn)云南和海南兩處越南青岡的生境較為特殊，主要分布于熱帶季雨林溝谷濕潤坡地，與另一個分布更廣泛的相近種毛葉青岡（Q.kerrii）重疊，存在種間雜交，這可能加劇越南青岡純種群數(shù)量的減少［6］。

殼斗科植物果實大多富含淀粉，易被動物取食。同時，殼斗科櫟屬植物種子80%以上都是頑拗性種子，難以長時間保存［7］，種子含水量降到25%～30%時即失活［8］，自然更新困難。在人工繁殖后進行野外回歸是實現(xiàn)珍稀瀕危植物保護的有效方式［9］。越南青岡的人工繁育與栽培未見報道，開展越南青岡種子萌發(fā)和幼苗建成特性研究，可利用人工繁育的苗木繼續(xù)開展溫度適應性［10］等各種生理生態(tài)研究，以期為這一瀕危植物的遷地保護、回歸保育和人工栽培等提供參考。

1 材料與方法

越南青岡堅果2011年9月采集于云南西雙版納自然保護區(qū)木乃河流域，海拔500～700m的山地溝谷雨林中。堅果用清水清除雜質(zhì)和脫落的殼斗，然后用水浸泡2h，去除漂浮的空癟或蛀蟲種子，瀝干后于陰涼處晾干，將殼斗完整的種子和殼斗脫落的種子分開，用自封袋封裝，在4℃種子冷藏柜中貯存，分別于儲存30，45d和60d后統(tǒng)計發(fā)芽數(shù)。

2011年10月中旬，開始將發(fā)芽的堅果及時取出在玻璃溫室內(nèi)播于12cm塑料花盆中，基質(zhì)配比為泥炭∶珍珠巖∶蛭石＝3∶1∶1（體積比）的混合基質(zhì)，覆土至約1／4堅果高度暴露于基質(zhì)表面。播種后保持基質(zhì)濕潤，溫室濕度在50%～90%間波動。記錄出苗數(shù)并統(tǒng)計出苗率。

不同播種方位試驗：

溫室播種時按照垂直側(cè)立放置（A）、種痕朝下水平放置（B）和種痕朝上水平放置 （C）3種，每種處理各48粒，分為3組重復，比較出苗率。

不同濕度出苗試驗：

將部分側(cè)立播種的營養(yǎng)缽分3組，每組20盆，分別置于相對濕度設定為60%、75%和90%的人工氣候箱內(nèi)，光照強度為75μmol／（m2·s），光照時數(shù)12h。2個月后比較出苗率。

成活的幼苗每株在基質(zhì)表面撒施5g控釋肥（18N－6P2O5－12K2O），人工澆水。溫室配備內(nèi)外2層遮陽網(wǎng)，夏季高溫季節(jié)最高光合有效輻射650 μmol／（m2·s），濕簾風機系統(tǒng)開啟，最高溫度控制在33℃以下，冬季最低溫度在8℃，每月測定幼苗的株高和莖粗。

2 結(jié)果與分析

2.1 堅果形態(tài)及萌發(fā)

越南青岡堅果較為扁平，殼斗杯狀，鱗片愈合成同心環(huán)帶，環(huán)帶全緣或具齒裂，成熟的果實褐色（圖1－A），頂部有柱座。平均粒重為6g，肉質(zhì)子葉2枚，肥大，子葉和胚為乳白色或淺黃色。

圖1 越南青岡堅果及種子萌發(fā)、幼苗形態(tài)

越南青岡萌發(fā)容易，部分種子剛脫落甚至還在樹上即已有胚根突出。種子萌發(fā)時，首先胚根從堅果種臍邊緣伸出（圖1－B）而不是從柱座頂部伸長，而后子葉柄和胚根均伸長，并不斷膨大形成類似塊根的結(jié)構(gòu)，這個結(jié)構(gòu)在30d左右伸長至穴盤底部，達8～11cm，直徑達0.5～1.0cm（圖1－C）。在這一生長過程中，由于子葉柄伸長，將胚芽帶出堅果，包裹于膨大的胚根中。但此后胚芽出苗較慢，到第2年3月中旬至4月上旬出苗，幼莖從膨大的胚根抽出。出苗后子葉留土，不脫出果殼，果實再慢慢腐敗變?yōu)榭諝?。幼莖披短絨毛。莖長4.0～9.0cm時生發(fā)育葉，2葉近對生，長橢圓形，先端漸鈍尖，基部楔形，全緣，幼葉粉紅色，上披絨毛（圖1－E）。

2.2 殼斗對堅果貯藏期的影響

堅果在4℃時貯存30d后，殼斗脫落的堅果已有73.3%萌發(fā)，而殼斗完整的堅果發(fā)芽率僅8.6%；45d后，堅果發(fā)芽率分別為81.7%和13.2%；60d后，殼斗脫落的堅果發(fā)芽率達到85.6%，而殼斗完整的堅果發(fā)芽率仍只有15%。這說明，殼斗的存在對堅果萌發(fā)形成物理障礙，可以延長堅果的保存期；也可能因為殼斗脫落的堅果相對殼斗完整不易脫落的堅果成熟，更易發(fā)芽。

圖2 殼斗對越南青岡種子4℃貯藏期間發(fā)芽率的影響

2.3 堅果擺放方位對出苗的影響

在溫室空氣濕度波動較大且大部分時間濕度較低的情況下，越南青岡的出苗率較低。堅果的擺放方位對出苗率有顯著影響，以堅果側(cè)立擺放出苗率最高，為34.4%；而種臍朝下放置出苗率最低，僅為21.9%；種臍朝上放置雖然也有28%的出苗率，但幼莖從下面繞過堅果出土造成彎曲，不利于幼苗生長。試驗發(fā)現(xiàn)，部分堅果幼莖露出基質(zhì)表面后，由于空氣濕度過低很快枯死（圖1－D，左側(cè)箭頭所示），但在頂芽枯死后，埋在基質(zhì)下面的部位會形成1個或多個側(cè)芽（圖1－D，右側(cè)3箭頭所示），在空氣濕度較高的條件下，會伸長存活，否則在伸出基質(zhì)表面后仍會枯死。

2.4 空氣濕度對出苗率的影響

根據(jù)對溫室內(nèi)出苗后幼莖壞死情況的觀察，認為空氣濕度條件是越南青岡成苗的關(guān)鍵因子，為驗證這一推斷并探明適宜的空氣相對濕度條件，將部分花盆轉(zhuǎn)移至空氣相對濕度分別為60%、75%和90%的人工氣候箱中，進行出苗情況的觀察。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相對濕度60%時，越南青岡出苗率只有5%，75%的濕度下出苗率就提高到30%，而當相對濕度為90%時，出苗率提高到77%（圖4）。在90%濕度下，幼莖抽出后2周即有幼葉展開，幼苗能健康存活（圖1－E）。

圖3 堅果擺放方位對出苗率的影響

圖4 空氣相對濕度對越南青岡出苗率的影響

2.5 幼苗的生長

圖5 越南青岡幼苗從出苗開始第1年的株高變化

越南青岡幼苗在葉片形成后對空氣濕度的要求逐漸降低，可以在溫室內(nèi)正常管理，在出苗后的第1年，株高可生長至20～25cm，5月至10月氣溫較高季節(jié)為快速生長期，11月至翌年3月生長緩慢；特別是剛出苗的1個月和8月份是莖快速拉長的時期（圖5）。一年生苗葉片數(shù)達到10～15片（圖6），但莖粗增長不明顯，一年生苗為2.5～3.2mm。

圖6 越南青岡一年生幼苗（2013年3月）

3 討 論

越南青岡種子極易萌發(fā)，但萌發(fā)后如果環(huán)境濕度比較低，則不能出苗或出苗后幼莖枯死，而越南青岡分布地區(qū)云南等熱帶地區(qū)在堅果成熟期的11月到翌年的4月恰逢旱季，堅果在脫落后很快發(fā)芽，幼莖在較低的空氣濕度下枯死不能存活，這可能是越南青岡在野外沒有發(fā)現(xiàn)存活幼苗的一個主要原因。而且越南青岡種子與其他多數(shù)殼斗科種子一樣屬于頑拗性種子，不易保存，低溫冷藏雖能在一定程度上延緩發(fā)芽，但時間不長［7］。殼斗脫落的越南青岡堅果在4℃低溫保存60d后已有77%種子萌發(fā)，但殼斗完整的堅果卻能保存相對較長的時間，約有50%的種子可以保存到翌年2月份?？赡軞ざ返拇嬖趯ΨN子萌發(fā)形成物理障礙，可以延長種子的保存期；也可能因為殼斗未脫落的種子成熟度不夠，在保藏過程中后熟。

另一個有意思的現(xiàn)象是，越南青岡種子萌發(fā)后，在最初的1個月內(nèi)胚根和子葉柄快速伸長并膨大，整個胚被推入地下，然后胚芽萌發(fā)，從膨大的胚根頂部伸出。這一現(xiàn)象在弗吉尼亞櫟（Q.virginiana）和毛脈高山櫟（Q.rehderiana）育苗時也觀察到。Bisht等在研究解釋高山櫟（Q.semecarpifolia）的這一現(xiàn)象時認為，胚根膨大是為適應低溫和干旱的一種機制，并且發(fā)現(xiàn)高山櫟膨大的胚根脫離種子后仍能單獨出苗［11］。越南青岡胚根膨大也能脫離種子獨立出苗，這種胚根快速伸長并膨大，把胚芽帶出種子外的現(xiàn)象，認為是分布于熱帶的越南青岡為避免富含淀粉的種子被動物啃食，以及因越南青岡分布于印度洋季風氣候區(qū)，存在明顯的干濕兩季，為避免種子脫水失活而演化出來的相關(guān)的適應性機制。

播種時，越南青岡種子以側(cè)立放置于栽培基質(zhì)出苗率最高，有利于胚根向下扎入土壤同時幼莖垂直向上生長，這與華南青岡（Cyclobalanopsisedithae）堅果平放的發(fā)芽率最高，幼苗生長亦最快的研究結(jié)果一致［12］。同時，維持空氣相對濕度在90%以上有利于幼苗成活和葉片形成，在第2對葉片展開后空氣濕度可以適當降低，否則幼莖伸出基質(zhì)表面后容易枯死，難以成苗，因此，在育苗時應配置噴霧系統(tǒng)或在苗床上覆蓋小拱棚以維持較高的空氣濕度是越南青岡幼苗建成的關(guān)鍵。越南青岡一年生幼苗在6—10月快速生長，這與其他殼斗科幼苗生長規(guī)律一致［13］。

綜上，越南青岡堅果采收后應立刻用水進行浮選，去除脫落的殼斗，殼斗脫落的堅果可立即播種，而完整的堅果可于4℃低溫保濕貯藏至翌年春。種子萌發(fā)后除保持土壤濕潤外，空氣的相對濕度應保持在90%以上，直至幼苗真葉完全展開轉(zhuǎn)綠才可逐步降低空氣相對濕度。越南青岡的成功育苗有利于為這一瀕危物種的后續(xù)相關(guān)生理生態(tài)研究和異地保育、回遷保育提供技術(shù)基礎(chǔ)。

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