母樹截冠處理對(duì)樟子松種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)及根系特征的影響

劉永華，李鮮花，劉 波，曹存宏，袁小琴，張?jiān)鰪?qiáng)，陳巧燕，閻雄飛，劉翠英

(1.榆林學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，陜西 榆林 719000；2.榆林市樟子松種子園，陜西 榆林 719000)

樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolica)樹形通直美觀，具有抗旱、抗寒等優(yōu)良特性，尤其適應(yīng)土壤瘠薄能力較強(qiáng)，已成為我國(guó)三北地區(qū)園林綠化、防治風(fēng)沙侵襲和水土流失的主要優(yōu)良造林樹種之一[1～3]。無性系種子園在樟子松良種生產(chǎn)中占有重要地位，種子產(chǎn)量的多少、質(zhì)量的高低對(duì)培育樟子松優(yōu)良苗木，提高育苗成活率，進(jìn)而優(yōu)化樟子松造林質(zhì)量具有特別明顯的作用[4]。榆林市樟子松種子園建園時(shí)間較長(zhǎng)，目前母樹已經(jīng)進(jìn)入結(jié)果盛期，但由于樹體高大，通風(fēng)透光不良，導(dǎo)致樟子松母樹結(jié)實(shí)率低，種子質(zhì)量較差。前期研究發(fā)現(xiàn)對(duì)樟子松母樹進(jìn)行截冠矮化處理顯著提高了壯齡母樹種子產(chǎn)量，單株母樹種子重量和出籽率分別增加了81.38%和55.94%，比未截冠矮化母樹顯著增加[5]。但母樹截冠處理對(duì)樟子松種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)發(fā)育及根系特征有哪方面影響尚不清楚。因此，筆者研究了截冠與未截冠母樹種子在發(fā)芽、幼苗生長(zhǎng)以及根系發(fā)育方面的指標(biāo)，以期掌握截冠處理對(duì)母樹種子和幼苗發(fā)育的影響，旨在為同類型種子園更好地應(yīng)用截冠處理技術(shù)提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

種子園母樹采用兩種處理，未截和截去樹頭頂部三輪枝，筆者以樟子松無性系上所采種子為材料，種子采集時(shí)期為2018年10月。

1.2 試驗(yàn)方法

將截冠處理和未截冠處理種子浸泡48 h后，從沉水的種子中各選取300粒作為試驗(yàn)材料，種子顆粒飽滿大小相近。實(shí)驗(yàn)用種子浸于0.5%KMnO4溶液中持續(xù)2 h，然后洗凈再浸入蒸餾水中持續(xù)24 h。母樹未截冠處理為CK，截冠處理為T1，每項(xiàng)試驗(yàn)各3次重復(fù)。

1.2.1 萌發(fā)試驗(yàn) 于發(fā)芽床上均勻擺放50粒種子，置于光照培養(yǎng)箱(光周期12L ∶12D、溫度25±1℃)中發(fā)芽。之后每天統(tǒng)計(jì)各處理發(fā)芽種子數(shù)，并補(bǔ)充蒸餾水，連續(xù)培養(yǎng)2周。當(dāng)無種子萌發(fā)天數(shù)持續(xù)3 d則視為發(fā)芽結(jié)束，統(tǒng)計(jì)各處理發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)。

發(fā)芽率(勢(shì))(%)=(設(shè)定時(shí)間內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù))×100%(發(fā)芽率設(shè)定時(shí)間為10 d，發(fā)芽勢(shì)設(shè)定時(shí)間為5 d)[6]。

發(fā)芽指數(shù)GI=ΣGt/Dt(Gt為10 d內(nèi)每日發(fā)芽數(shù)，Dt為發(fā)芽日數(shù))[6]

1.2.2 盆栽試驗(yàn) 選用直徑為10 cm盆缽，每盆種植5株。澆水待種子充分吸水后，置于光照培養(yǎng)箱中出苗。45 d后，選取株高、大小一致的幼苗測(cè)定株高、地徑、根冠比、地上、地下鮮重并記錄數(shù)據(jù)。地上地下鮮重用1/1000的電子天平，株高采用直尺法，地徑采用游標(biāo)卡尺法[7]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理用Excel 2010分析數(shù)據(jù)并做出圖表，用SAS軟件處理數(shù)據(jù)，用單因素方差分析法分析。利用LA-S系列植物圖像分析儀將根系掃描后，利用WinRHIZO圖像分析系統(tǒng)分析測(cè)定根的體積、長(zhǎng)度、直徑等指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2.1 母樹截冠處理對(duì)樟子松種子萌發(fā)的影響

表1為樟子松母樹截冠與未截冠種子萌發(fā)指標(biāo)，可以看出母樹截冠后樟子松種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)均顯著高于未截冠母樹種子(p﹤0.05)。CK的發(fā)芽率為76%，T1處理發(fā)芽率為83.7%，較CK種子發(fā)芽率提高了7.7%，說明母樹截冠使得種子當(dāng)中具有生命力的種子數(shù)量增加。CK的發(fā)芽勢(shì)為28.3%，T1發(fā)芽勢(shì)為34.7%，較CK提高了6.3%，說明T1處理使得種子發(fā)芽數(shù)量較多，在萌發(fā)之初發(fā)芽出苗均整齊一致。T1處理下樟子松種子的發(fā)芽指數(shù)為26.1，超過CK 3.3，說明截冠處理使得種子發(fā)芽更加快速。

表1 樟子松母樹截冠與未截冠種子萌發(fā)指標(biāo)

注：表中數(shù)值為平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤;同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下表同。

2.2 母樹截冠處理對(duì)樟子松子代幼苗生長(zhǎng)的影響

表2為母樹截冠處理后子代幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)，由表可知，截冠處理后子代幼苗的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)均顯著高于未截冠處理子代幼苗(p﹤0.05)。T1處理下樟子松子代幼苗苗高、地徑、地上鮮重、地下鮮重分別比CK增長(zhǎng)了4.01 cm、0.21 cm、0.11 g和0.07 g，說明母樹經(jīng)截冠處理后其子代幼苗更加健壯，生長(zhǎng)勢(shì)更強(qiáng)。

2.3 母樹截冠處理對(duì)樟子松子代幼苗根系特征的影響

圖1和圖2為截冠和未截冠根系掃描圖，表3為利用圖像分析系統(tǒng)得出的各處理生長(zhǎng)指標(biāo)。由計(jì)算結(jié)果可知，母樹截冠后樟子松子代幼苗的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)與未截冠相比均有增加，其中根總體積、總根長(zhǎng)、根尖數(shù)三項(xiàng)指標(biāo)差異顯著(p﹤0.05)，說明截冠處理下的樟子松子代幼苗與未截冠處理相比根系更加發(fā)達(dá)。

表2 截冠處理樟子松子代幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)

表3 母樹截冠處理對(duì)樟子松子代幼苗根系特征的影響

3 討論

研究分析了樟子松母樹截冠與未截冠種子萌發(fā)指標(biāo)，結(jié)果表明：母樹截冠后樟子松種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)分別提高了7.7%和6.3%，均顯著高于對(duì)照。王福森[8]等人研究發(fā)現(xiàn)通過修枝截頂矮化處理可以提高樟子松種子產(chǎn)量和質(zhì)量，這與筆者研究結(jié)果相似，說明母樹截冠處理不僅大大提高了種子成活率，而且發(fā)芽出苗整齊迅速，提高了種子優(yōu)良率。

研究還發(fā)現(xiàn)母樹截冠后樟子松幼苗苗高、地徑、地上、地下部分鮮重與未截冠相比增分別增加了58.1%、23.3%、54.2%和46.7%，這與唐興玉[9]等對(duì)祁連圓柏采種林的研究結(jié)果相似，說明母樹截冠處理促進(jìn)了子代幼苗的旺盛生長(zhǎng)；母樹截冠后樟子松幼苗總根長(zhǎng)、根總體積、根平均直徑和根尖數(shù)與未截冠相比增加的分別增加了26.8%、25.0%、13.7%和21.1%，說明截冠后的樟子松幼苗根系發(fā)達(dá)，對(duì)土壤中水肥的吸收能力

更強(qiáng)，抗逆性增強(qiáng)。

相關(guān)研究表明截冠效果會(huì)受到截冠時(shí)母樹地徑和截冠季節(jié)的影響[8,10]，有關(guān)這兩個(gè)因素對(duì)母樹截冠后種子萌發(fā)生長(zhǎng)的影響還需進(jìn)一步研究。