新疆野蘋果種子萌發(fā)特性與不同苗齡實生苗野外移栽研究

劉忠權 董合干 余婷 陳衛(wèi)民

摘要?為了探討新疆野蘋果種子萌發(fā)能力及不同苗齡實生苗對移栽的影響，研究種子萌發(fā)率與層積時間、果實埋深的相關關系及不同苗齡實生苗移栽后成活率和病害發(fā)生率的變化。結果表明，新疆野蘋果種子必須經過70～80 d的層積處理才能達到較為理想的萌發(fā)率。新疆野蘋果果實被埋入2～4 cm土層中有較高的萌發(fā)率。人工移栽新疆野蘋果最好選擇3年生幼苗。

關鍵詞?新疆野蘋果;移栽;成活率

中圖分類號?S661.1?文獻標識碼?A?文章編號?0517-6611（2021）09-0054-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.09.015

Abstract?To explore the seed germination ability of Malus sieversii and the effect of seedlings of different seedling ages on transplanting， the relationship between seed germination rate and stratification time， fruit burial depth， and the survival rate and disease incidence of seedlings of different seedling ages after transplanting were studied. The results showed that the seeds of Malus sieversii must be stratified for 70-80 days to reach the ideal germination rate. Malus sieversii fruits had a higher germination rate when buried in a 2-4 cm soil layer. It was best to choose 3-year-old seedlings for manual transfer of Malus sieversii.

Key words?Malus sieversii;Transplant;Survival rate

新疆野蘋果（Malus sieversii）又稱塞威氏蘋果，不僅被證實是現代栽培蘋果的起源種[1-2]，其種群更是我國現存的唯一天然蘋果種質基因庫[3-4]。在我國新疆野蘋果僅分布于準噶爾西部山地及伊犁河谷地區(qū)[5]，新源縣野果林作為新疆野蘋果種群的關鍵組成部分，其種群結構[6-9]倍受國內學者關注，多年來該種群由于受到氣候[4]、病蟲害[10-11]、農牧活動[8]、開發(fā)利用[3]等因素的影響分布面積驟減。

研究指出新疆野蘋果土壤種子庫中的種子得不到有效補充[12]或者不能有效成苗，種群衰退嚴重并出現斷代現象[6-9]，種群缺乏以種子為基礎條件的實生苗更新。種子產生的實生苗更新有助于促進野蘋果種群維持較高的群遺傳多樣以適應外部環(huán)境的變化，這是實現野蘋果種群可持續(xù)發(fā)展的前提條件。而實生苗天然更新存在種源數量與幼樹建植限制，為此科技工作者進行了大量工作，也取得了一定的成果，特別是當地相關部門積極開展實生苗原地移栽來促進源生地種群恢復，但其造林成活率不到30%[13]。為此，筆者分析了一個果實中種子的萌發(fā)情況及埋深對果實中種子萌發(fā)的影響，以期為加快野蘋果種群的保護與人工恢復技術的探索提供參考。

1?材料與方法

1.1?試驗材料

新疆野蘋果（Malus sieversii）果實，采自新源縣、鞏留縣。分別在2015年9月和2016年10月采收健康新疆野蘋果樹下自然成熟掉落的果實。

1.2?試驗地概況?研究區(qū)位于新疆伊犁州新源縣野果林改良場，野果林資源圃附近，該區(qū)屬溫帶大陸性干旱半干旱氣候，春季氣溫回升較快，但波動大。冬季較寒冷，降水充沛，有長時間的積雪覆蓋，存在明顯的逆溫帶，新疆野蘋果主要分布在此逆溫帶中。研究區(qū)年平均氣溫7.7 ℃左右，年均降水量315～798 mm。研究區(qū)建有圍欄，內部新疆野蘋果已完成衛(wèi)生采伐處理，且當年本地相關部門正在組織新疆野蘋果移栽幫助種群恢復。研究區(qū)現存野蘋果15～75株/hm2，伴有野杏（Armeniaca vulgaris）、歐洲李（Prunus domestica）、黑果小檗（Berberis atrocarpa Schneid.）等樹種，草本層較發(fā)達，每年夏季有專門人員實施人工打草。

1.3?試驗方法

1.3.1?種子的層積處理。從2015年采集的野蘋果果實中的50%采用手工除去果肉的方法獲得種子。選取種子300 g用5%的高錳酸鉀溶液浸泡5 min進行消毒，再用蒸餾水沖洗3～4次，將野蘋果種子分層放于手握成團、放開即散的濕沙中，再將濕沙置于4 ℃冰箱中低溫層積處理，確?？諝鉂穸仍?0%～60%。層積30 d后每隔10 d取30粒種子測一次發(fā)芽率，重復3次。當種子發(fā)芽率相對穩(wěn)定后，每隔10 d取30粒種子觀察是否萌發(fā)，重復3次。

1.3.2?果實中種子的處理。2016年在伊犁哈薩克自治鞏留縣八連采集野蘋果樹下自然成熟掉落的果實帶回。隨機選擇100個果實手工將每個果實的種子取出，每一個果實中的種子裝進同一紙袋中并編號，共計100份。記錄每個果實中含有的種子數，用游標卡尺測量每粒種子的長、寬、厚度，用萬分之一天平對單粒種子稱重，隨后按照編號將種子裝入紗布袋中層積處理70 d，進行萌發(fā)試驗，層積與萌發(fā)過程中有11個果實中的種子腐爛或被霉菌污染，因此實際統(tǒng)計89個果實中種子的萌發(fā)率。

1.3.3?果實室外不同埋深處理。為模擬自然狀態(tài)野蘋果果實成熟之后落到地面上并進入不同深度土層后的萌發(fā)情況，將野蘋果果實于2016年11月28日在試驗地設置2、4、6、8、10 cm 5個處理播種于室外，每個處理播種30個果實，以1個果實中含有種子數的中位數8為參照，即每個處理播240粒種子，隨后在2017、2018、2019、2020年春天統(tǒng)計萌發(fā)情況。

1.3.4?不同苗齡新疆野蘋果野外移栽效果比較。2017年4月15日，將新疆野蘋果實生幼苗分為2年生、3年生、5年生3個水平，每個年齡定植20株，設置3個重復，年底調查其成活情況，記錄病蟲害發(fā)生情況等。

2?結果與分析

2.1?不同層積時間對野蘋果種子萌發(fā)率的影響

由圖1可知，經4 ℃的濕沙層積約40 d后種子開始萌芽，之后野蘋果種子隨著層積時間的延長發(fā)芽率呈增長趨勢，層積70 d后發(fā)芽率達96.7%，層積80 d后種子發(fā)芽率最高可達100%。之后在4 ℃條件下繼續(xù)層積至100 d，有部分種子在4 ℃下開始萌發(fā)，起初種子萌發(fā)率僅為6.67%，隨著層積時間延續(xù)至120 d，種子萌發(fā)率可達32.22%。

2.2?種子特征及每個果實中種子的萌發(fā)率

表1表明一個野蘋果果實中含有種子數為（7.57±0.21）個，其中位數為8個。種子長、寬、厚、重分別為（6.83±0.05）mm、（3.71±0.04）mm、（2.07±0.026）mm、（0.029±0.001）g。一個果實中種子的平均萌發(fā)率為89%，但其中位數為100%。

2.3?果實不同埋深對種子萌發(fā)率的影響

2017年春僅在4和6 cm各有1株萌發(fā)，萌發(fā)率僅為0.42%。2018年在2、4、6、8 cm埋深下均有萌發(fā)，萌發(fā)率分別為8.3%、10.8%、5.0%、0.8%。2019年僅在4 cm處有萌發(fā)，萌發(fā)率為0.8%。2020年則未見萌發(fā)（圖2）。由此可見埋深與野蘋果果實中種子的萌發(fā)關系密切，以2～4 cm的埋深最為適宜。果實秋季被埋后翌年春天萌發(fā)并不理想，需在第二年春季才能達到較高的萌發(fā)率，之后各層種子萌發(fā)率大幅下降，第四年基本不能萌發(fā)。

2.4?不同苗齡新疆野蘋果移栽效果比較

不同苗齡新疆野蘋果實生苗移栽成活率存在顯著影響（F=5.90，P=0.038），具體表現為2年生移栽成活率為（0.980±0.016），3年生移栽成活率為（0.900±0.028），5年生移栽成活率為（0.860±0.030），多重比較結果顯示2年生和5年生移栽成活率存在顯著差異，2年生和3年移栽成活率不存在顯著差異（圖3）。

不同苗齡野蘋果實生苗對移栽后植株的發(fā)病率存在極顯著影響（F=55.19，P=0.00），其中2年生移栽苗病害發(fā)生率為（0.83±0.04），3年生移栽苗病害發(fā)生率為（0.31±0.04），5年生移栽苗病害發(fā)生率為（0.16±0.05）（圖4）。由此可知，2年生移栽苗最易感病。其主要的病害為白粉病、褐斑病、葉腫病等，主要蟲害為蚜蟲。從結果來看，2年生野蘋果實生苗移栽成活率較高但其發(fā)病率也較高（0.83±0.04），主要因為6月草本層蓋度已達100%，且大部分草高在1.5 m以上，此種情況下野蘋果幼苗在光照的競爭上處于弱勢，野蘋果幼苗長勢弱，加之草本層通風差，雨后濕度高導致病多發(fā)。3年生野蘋果幼苗移栽成活率與2年生移栽成活率不存在顯著差異，但其病害發(fā)生率較低，綜合上述原因認為野蘋果實生苗移栽應重點選擇3年生實生苗。

3?結論

該研究表明，新疆野蘋果種子必需經過70～80 d的層積處理才能達到較為理想的萌發(fā)率。理想條件下新疆野蘋果成熟果實中的種子89%都可以萌發(fā)。模擬果實埋深試驗發(fā)現自然狀態(tài)下果實被埋入2～4 cm的土層中新疆野蘋果有較高的萌發(fā)率，且埋入土中第4年后不能再萌發(fā)。移栽試驗表明不同苗齡的新疆野蘋果移栽成活率存在顯著差異，綜合成活率和病蟲害發(fā)生情況，人工移栽輔助野蘋果種群恢復需選擇3年生苗木。

4?討論

4.1?果實適度的埋深可促進野蘋果種群自然更新能力

新疆野蘋果種子經低溫層積處理后種子的萌發(fā)率即可達到較高水平，但在野生狀態(tài)下野蘋果成熟后需要有一定的埋深才能有較高的萌發(fā)率。說明單獨的圍欄和禁牧雖然能使新疆野蘋果幼苗免受牲畜取食踩踏，但減小了果實被埋入適當土層的機會，這同樣會成為新疆野蘋果種群自然更新的障礙。因此該研究認為待新疆野蘋果種群樹勢恢復能正常結果后給予適度的干擾能夠促進其自我恢復的潛力，但適度干擾的時機比較重要，一般春季由于幼苗剛出土較為脆弱，此時應加強管理嚴禁牲畜進入野蘋果林中。秋季新疆野蘋果成熟后適度的牲畜進入可增加種子進入適度埋深的概率為今后實生苗的產生奠定基礎。

4.2?規(guī)范化的野蘋果移栽規(guī)程將能大幅提高移栽成活率

人工原地移栽野蘋果實生苗是促進新疆野蘋果恢復其種群優(yōu)勢的重要措施和手段。在新疆野蘋果分布的主要地區(qū)如新源、鞏留等地，相關部門一直在積極開展實生苗原地移栽的工作，但其造林成活率為30%～50%[13]，其結果與該試驗移栽成活率85%以上存在較大差距。結合當時現場調查的情況分析原因：一是樹木移栽過程中澆定根水被認為是提高成活率的重要措施，但移栽試驗區(qū)外圍野蘋果幼苗移栽過程并沒有澆定根水。二是移栽試驗區(qū)外圍定植時定植穴大小深度不標準，移植過程中不能較好地根據幼苗實際大小處理埋土深度。

隨著政府對新疆野蘋果保護力度的加大，部分野蘋果植株已能夠開花結果[14]，這為人工恢復新疆野蘋果種群奠定了良好的基礎。但人工移栽中對幼苗樹齡并沒有相關的規(guī)范標準。而對紅松造林過程中發(fā)現不同苗齡松幼苗對其生長和造林成活率有較大影響，但不同樹種對幼苗樹齡的響應不同[15-16]。該研究也得出相似結果，具體表現為2年生和3年生野蘋果實生苗移栽成活率較高，但2年生幼苗由于植株較矮，在與草本層競爭中處于劣勢容易發(fā)生病害從而影響后期生長和建群，另外在調查中發(fā)現人工打草的過程很容易將植株較矮、較細的野蘋果一同割除，造成野蘋果很難成功建群。3年生野蘋果幼苗在株高上多數高出草本較明顯，人工割草時容易避開，同時避免了植株與草本層競爭光照，從而保持生長上的優(yōu)勢利于種群建立。5年生野蘋果實生苗由于起苗時對根系的破壞較多，并不利于緩苗成活。因此，在野蘋果實生苗移栽過程要以3年生幼苗為主。

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