花棒種子成苗降雨量及丸粒化技術(shù)研究

王文舒 武志博 劉宏義 劉世英 魏建民 趙靜

摘要 [目的]解決沙區(qū)飛播造林過程中由于降雨量達(dá)不到一定水平而造成的“閃芽”現(xiàn)象。[方法]以花棒的種子為試材，完善花棒種子的丸?；に?，調(diào)整丸?；浞?。[結(jié)果]丸粒化后的花棒種子在一次降雨量達(dá)到10? mm及以上才裂解，成苗率可達(dá)到88.56%;延長滾實(shí)時(shí)間到45? min，低于10? mm降雨量的裂解率降低到35.34%;當(dāng)保水劑加在丸?；N子的外層時(shí)，低于10? mm降雨量的裂解率降至13.21%;丸?；^程中添加生根粉6號(hào)和營養(yǎng)物質(zhì)，可顯著提高花棒種子的成苗率。[結(jié)論]丸?；夹g(shù)對(duì)花棒種子的成苗率和苗木長勢均有明顯的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞 花棒;丸?；?種子

中圖分類號(hào) S793.9? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2022）10-0075-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.10.019

Study on the Rainfall Needed Hedysarum scoparium Seeds Growing Seedling and Its Pelleting Based on the Rainfall

WANG Wen-shu1，WU Zhi-bo2，LIU Hong-yi3 et al （1.Alxa Forestry and Grassland Research Institute，Alxa Left Banner，Inner Mongolia 750306;2.Alxa League Air Ranger Station，Alxa Left Banner，Inner Mongolia 750306;3.Alxa Left Banner Forestry Workstation，Alxa Left Banner，Inner Mongolia 750303）

Abstract [Objective]To overcome the phenomenon on ‘rapid death after seed germination’ of pelleted Hedysarum scoparium seeds in aerial seeding process.[Method]Taking the seeds of Hedysarum scoparium as test materials，improve the pelleting process of Hedysarum scoparium seeds and adjust the pelleting formula.[Result]It was realized that the pelleted Hedysarum scoparium seeds only split and germinated when the rainfall amount was more than 10? mm，and the seedling rate was 88.56%.When the time of making the pellet extended to 45? min，the splitting rate of pelleted Hedysarum scoparium seeds reduced to 35.34% in less than 10? mm rainfall;when the water retaining agent was added to the outer layer of the pellet，the splitting rate of pelleted Hedysarum scoparium seeds reduced to 13.21% in less than 10? mm rainfall;when plant growth regulator and nutrient elements were added in the pelleting formula，the seedling rate was improved further.[Conclusion]Pelleting technology can significantly promote the seedling rate and seedling growth of Hedysarum scoparium seeds.

Key words Hedysarum scoparium;Pelleting;Seed

基金項(xiàng)目 內(nèi)蒙古自治區(qū)科技廳科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目“降雨量控制下的飛播種子丸粒化技術(shù)中試、推廣應(yīng)用及后期評(píng)價(jià)”（CGZH2018118）。

作者簡介 王文舒（1987—），女，蒙古族，內(nèi)蒙古阿拉善左旗人，高級(jí)工程師，碩士，從事林業(yè)治沙研究。通信作者，高級(jí)工程師，從事林業(yè)治沙研究。

收稿日期 2022-01-04;修回日期 2022-02-11

在干旱、半干旱地區(qū)飛播造林是節(jié)約成本、提高產(chǎn)量的重要措施。由于飛播造林具有速度快、成本低、見效快、落種勻、范圍廣、經(jīng)濟(jì)效果好等優(yōu)勢[1]，地處內(nèi)蒙古自治區(qū)西部干旱荒漠地區(qū)的阿拉善左旗，自20世紀(jì)80年代連續(xù)在騰格里沙漠東南緣、烏蘭布和沙漠西南緣實(shí)施飛播造林，建成了綿延460 km、面積達(dá)31.07萬hm2的飛播林草地。飛播造林工作成為阿拉善地區(qū)最重要的沙漠化防治措施之一，然而，隨著飛播造林工程的不斷推廣與應(yīng)用，飛播過程中種子容易出現(xiàn)漂移和位移，種子的成苗率難以保證，這成為制約當(dāng)?shù)仫w播造林成效的重要影響因素[2]。同時(shí)，隨著阿拉善盟生態(tài)治理步伐的不斷推進(jìn)，適宜飛播的地類越來越少，只能轉(zhuǎn)向沙丘密度大、沙丘相對(duì)高度高、植被稀少、沙流動(dòng)性強(qiáng)、降水少的惡劣立地條件區(qū)，這無疑加劇了種子漂移、位移、“閃芽”等現(xiàn)象的發(fā)生，導(dǎo)致飛播成效顯著降低[3-4]。因此，研究如何提高飛播種子成苗率成為飛播造林工作的重要內(nèi)容。

花棒（Hedysarum scoparium Fisch.et Mey.）為豆科（Legu minosae）巖黃芪屬（Hedysarum）多年生灌木，由于適應(yīng)性強(qiáng)，生長快，根深枝茂成為防風(fēng)固沙的優(yōu)選樹種之一，也是飛播造林常用樹種[5-7]。因其種子呈圓腎形，長2～3 mm，粒小且輕，因而在飛播造林中漂移、位移表現(xiàn)得尤為突出。孫志強(qiáng)等[3-4]研究表明，丸?；夹g(shù)可增加種子重量，降低飛播造林中種子漂移和位移程度，為沙漠地區(qū)飛播造林成效的提高提供了新方法。近年來，有學(xué)者研究將適合干旱半干旱地區(qū)的林草種子進(jìn)行丸?；矘湓炝?，但是關(guān)于花棒種子的丸?；筒シN造林技術(shù)研究鮮見報(bào)道[8-9]。然而，目前仍難以解決由于有效降雨量不足導(dǎo)致飛播種子常出現(xiàn)“閃芽”現(xiàn)象的弊端?；诖?，筆者通過大田試驗(yàn)研究花棒種子從萌發(fā)到成苗需要的降水量，并對(duì)其種子進(jìn)行丸?；芯浚云跒榛ò舴N子丸?；夹g(shù)應(yīng)用于干旱半干旱地區(qū)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料 供試花棒種子采自阿拉善盟阿拉善左旗諾爾公蘇木，凈度大于85%，千粒重約30 g，萌發(fā)率93.5%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及研究方法

1.2.1 田間試驗(yàn)。

將騰格里沙漠的原砂裝入盆中后埋入田間，與地面平齊，上面搭拱棚。每盆種植50?；ò袈惴N，重復(fù)5次。分區(qū)進(jìn)行人工模擬降水試驗(yàn)，降水量分別為0、5、10、15 mm，24 h后檢查種子裂解率，15 d后測定成苗率。

1.2.2 丸?；?。

利用HJ-2000-P（重慶榮凱機(jī)械制造有限公司）丸粒化機(jī)對(duì)花棒種子進(jìn)行丸?；Ｖ饕襟E：將一定重量的花棒種子加入丸?；瘷C(jī)滾筒中，滾筒速度設(shè)置為60 r/min，按照速度為200 mL/h添加黏著劑（聚乙烯醇）。加入相當(dāng)于種子重量2.5倍的粉劑（包含1份滑石粉、8份膨潤土和1份凹凸棒粉），丸粒化10、20、30、40 min。隨后繼續(xù)向滾筒中添加0.2倍種子重量的粉劑、營養(yǎng)元素（大量元素：磷酸二氫鉀;微量元素;硫酸銅、硫酸鋅、硫酸錳、鉬酸銨、硼砂）、生根粉6號(hào)和保水劑（聚丙烯酰胺），按照上述參數(shù)繼續(xù)丸?；?、10、15和20 min。丸粒化后，取直徑5～8 mm種子，置于40 ℃鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥，10 min后取出，自然晾曬至完全干燥。

1.2.3 抗壓強(qiáng)度的測定。利用YHKC-2C顆粒強(qiáng)度測定儀（昆山廣測儀器設(shè)備有限公司）測定丸?；蠡ò舴N子抗壓強(qiáng)度。

1.2.4 發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的測定。

50粒丸?；ò舴N子置于內(nèi)襯2層濾紙的無菌培養(yǎng)皿（d=20 cm）中，加入無菌水12 mL。將培養(yǎng)皿置于22 ℃恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行黑暗培養(yǎng)，不定期添加無菌水，重復(fù)3次。每天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽數(shù)，計(jì)算發(fā)芽率，取平均值。發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)根據(jù)GB 2722—1999國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。

1.2.5 幼苗生理指標(biāo)的測定。

在萌發(fā)第15天隨機(jī)取花棒種苗50株，分別測定根的長度、數(shù)量和鮮重。

1.2.6 保水劑對(duì)種子裂解率的影響測定。

為確保加入保水劑后不會(huì)降低花棒種子丸?；目箟簭?qiáng)度，筆者通過研究在不同丸?；瘯r(shí)間處理中加入保水劑后對(duì)種子裂解率的影響，分為3個(gè)處理：①不添加保水劑處理;②第1步添加保水劑，即將保水劑和粉劑（滑石粉、膨潤土和凹凸棒粉等）、黏合劑等一起加入再滾實(shí)45 min;③第2步添加保水劑，即先用90%粉劑對(duì)花棒種子進(jìn)行初步丸?；瑵L實(shí)時(shí)間為30 min，然后在原來丸?；幕A(chǔ)上添加剩余的10%粉劑和保水劑。通過上述3種方法確定花棒種子最終的丸?；に?。

1.3 飛播試驗(yàn)

為了進(jìn)一步驗(yàn)證丸?；蟮幕ò舴N子對(duì)實(shí)際飛播作業(yè)效果的影響，2018年7月，阿拉善左旗林業(yè)局應(yīng)用該技術(shù)成果對(duì)花棒種子進(jìn)行包衣處理，并在額爾克哈什哈蘇木進(jìn)行飛播對(duì)比試驗(yàn)。當(dāng)年9月29日，對(duì)4個(gè)播區(qū)（1號(hào)、2號(hào)播區(qū)為未丸粒化播區(qū);3號(hào)、4號(hào)播區(qū)為丸?；^(qū)）有苗樣地的頻度、花棒株數(shù)及花棒高度進(jìn)行調(diào)查。

1.4 數(shù)據(jù)處理 用SPSS 13.0處理數(shù)據(jù)，LSD法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 降雨量對(duì)花棒種子成苗率的影響

為了研究花棒種子在何種降雨量條件下才能裂解，而不出現(xiàn)“閃芽”現(xiàn)象，試驗(yàn)通過人工模擬降雨，研究花棒種子從萌發(fā)到成苗所需的降雨量。由圖1可知，降雨量越大，花棒種子的成苗率越高，當(dāng)降雨量達(dá)到10 mm時(shí)，其成苗率達(dá)到81.65%，且與降雨量為15 mm時(shí)的成苗率差異不顯著性（P>0.05），與降雨量為5 mm的成苗率差異顯著（P<0.05），說明花棒種子從萌發(fā)到成苗所需的降雨量為10 mm以上。

2.2 黏合劑濃度對(duì)丸?；ò舴N子抗壓強(qiáng)度的影響

通過田間試驗(yàn)證實(shí)了花棒種子從萌發(fā)到成苗所需的降雨量為10 mm 以上。因此，對(duì)花棒種子進(jìn)行丸?；O(shè)計(jì)時(shí)要保證當(dāng)降雨量≥10 mm時(shí)，丸?；N子才開始裂解并萌發(fā)，而當(dāng)降

雨量<10 mm時(shí)，丸粒化種子不裂解、不萌發(fā)。

抗壓強(qiáng)度是否達(dá)標(biāo)是衡量丸?；N子是否合格的重要指標(biāo)之一[10-11]，而黏著劑含量則與丸粒化種子的抗壓強(qiáng)度有很大關(guān)系。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)可知，花棒種子的抗壓強(qiáng)度為18 N，若黏著劑濃度過高，會(huì)使種子延遲崩解，從而影響種子發(fā)芽[10]。由圖2可知，丸?；ò舴N子的抗壓強(qiáng)度隨著黏著劑濃度的升高而增大。當(dāng)聚乙烯醇濃度為2%時(shí)，其抗壓強(qiáng)度就達(dá)到了19.27 N，大于經(jīng)驗(yàn)值。因此，選擇濃度為2%聚乙烯醇作為該研究的黏著劑。

2.3 滾實(shí)時(shí)間對(duì)丸?；ò舴N子裂解率的影響 用2%聚乙烯醇對(duì)花棒種子進(jìn)行包衣后調(diào)整滾實(shí)時(shí)間。由表1可知，5 mm 降雨量下花棒種子的裂解率隨著滾實(shí)時(shí)間的延長而逐漸降低，從45 min開始，裂解率分別為35.34%和29.57%，即穩(wěn)定在30%左右。而降雨量達(dá)到10 mm及以上時(shí)，各處理間的裂解率無差異性顯著，裂解率均達(dá)到85.00%以上，可滿足生產(chǎn)實(shí)踐要求。因此，結(jié)合生產(chǎn)成本，試驗(yàn)選擇最佳滾實(shí)時(shí)間為45 min。

2.4 保水劑濃度對(duì)丸?；ò舴N子活力及裂解率的影響

由表2可得，隨著聚丙烯酰胺濃度的升高，丸?；N子的平均發(fā)芽率、平均活力指數(shù)和平均鮮重呈先升高后降低的趨勢，當(dāng)聚丙烯酰胺含量在4%時(shí)，丸?；N子活力除平均發(fā)芽指數(shù)和平均活力指數(shù)表現(xiàn)為第二好外，其余2個(gè)活力指標(biāo)均表現(xiàn)為最好，其平均發(fā)芽率達(dá)到85.76%。因此，選擇4%聚丙烯酰胺作為最佳保水劑。

由表3可知，在5 mm降雨量時(shí)，第1步丸?；刑砑颖Ｋ畡┡c無保水劑處理相比，裂解率提高29.34%;而在丸?；?步加入保水劑的裂解率降低到13.21%。在≥10 mm降雨量時(shí)，各處理裂解率相差不大，裂解率均達(dá)到80.00%以上。說明當(dāng)保水劑在第2步添加時(shí)，降雨量小的情況下種子不易裂解，且降雨量≥10 mm時(shí)不影響其裂解。

2.5 生根粉對(duì)丸?；ò舴N子幼苗生理指標(biāo)的影響

為了給丸?；ò舴N子創(chuàng)造良好的生長環(huán)境，使其在短時(shí)間內(nèi)生根，從而提高成苗率，該試驗(yàn)在添加保水劑的過程中增加了生根粉6號(hào)。由表4可知，添加生根粉6號(hào)可顯著促進(jìn)花棒幼苗的根條數(shù)和根長的生長，同時(shí)幼苗鮮重也隨之顯著增加;但是不同濃度的生根粉之間各生理指標(biāo)無顯著差異。結(jié)合成本，確定采用較低濃度生根粉，即0.01‰生根粉6號(hào)。

2.6 田間試驗(yàn) 表5結(jié)果表明，通過該研究配方制成的丸粒化花棒種子，在降雨量小于10 mm時(shí)，裂解率較低，成苗率為0;只有降雨量為10 mm時(shí)，丸粒化種子才能裂解成苗，成苗率達(dá)到82.34%，且與降雨量為15 mm時(shí)的成苗率差異不顯著。這說明該丸粒化方法可以解決花棒種子在降雨量不足時(shí)出現(xiàn)的“閃芽”現(xiàn)象。

2.7 飛播試驗(yàn)

表6結(jié)果表明，丸粒化的2個(gè)播區(qū)（3、4號(hào)播區(qū)）有苗樣地頻度處于中間水平，且顯著低于未丸?；?號(hào)播區(qū)，但顯著高于未丸粒化的2號(hào)播區(qū)，這與飛播時(shí)其他樹種（沙拐棗、沙蒿等）的出苗情況也有很大關(guān)系，但總體來說，丸?；牟^(qū)出苗狀況良好。通過對(duì)有苗樣地的花棒株數(shù)與高度進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，丸?；?號(hào)花棒播區(qū)內(nèi)花棒平均株數(shù)最多，達(dá)0.83株，花棒平均高度也最高，達(dá)4.07 cm，均顯著高于其他播區(qū)，丸?；?號(hào)花棒播區(qū)與未丸?；?號(hào)播區(qū)內(nèi)花棒平均株數(shù)與平均高度無顯著差異，但均顯著高于未丸?；?號(hào)播區(qū)，說明丸?；蟮幕ò舴N子出苗率與苗木長勢比未丸?；幕ò舴N子高。

3 討論

當(dāng)降雨量達(dá)到丸粒化種子從萌發(fā)到成苗所需水量時(shí)，種子可裂解，且成苗率高，否則會(huì)出現(xiàn)“閃芽”現(xiàn)象。孫志強(qiáng)等[3，12]研究表明，增加黏著劑含量及延長滾實(shí)時(shí)間可以提高抗壓強(qiáng)度，從而延長種子裂解所需時(shí)間。該研究也表明，花棒種子采用2%聚乙烯醇作為黏著劑和45 min的滾實(shí)時(shí)間可以達(dá)到最大性能的抗壓強(qiáng)度。

孫志強(qiáng)等[3-4]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)飛播種子按不同比例的粉劑進(jìn)行丸?；驴墒狗N子重量增加，從而顯著減少飛播過程中出現(xiàn)的位移和飛播后出現(xiàn)的漂移現(xiàn)象。保水劑可作為種子水分的暫時(shí)儲(chǔ)存器，生根粉則可有效地提高幼苗成苗率。因此，該研究結(jié)合前人對(duì)丸?；难芯颗浞?，通過優(yōu)化丸?；に?、添加生根粉、保水劑等可促進(jìn)種子萌發(fā)和幼苗生長的物質(zhì)，給丸?；N子創(chuàng)造萌發(fā)條件，確保其在干旱條件下迅速形成根系，從而提高成苗率。

4 結(jié)論

（1）當(dāng)降雨量≥10 mm時(shí)，能滿足花棒種子從萌發(fā)到成苗的需水量。

（2）確定了花棒種子丸?；淖罴雅浔?，即采用2%聚乙烯醇作為黏著劑和45 min的滾實(shí)時(shí)間可以達(dá)到最大性能的抗壓強(qiáng)度。保水劑4%聚丙烯酰胺和0.01‰生根粉6號(hào)丸?；幕ò舴N子活力最好。

（3）改進(jìn)了花棒種子的丸?；谱鞴に嚕窗淹枇；襟E分為2步，第1步先把約90%的粉劑丸?；?，滾實(shí)時(shí)間為90 min;第2步把剩余的10%粉劑和保水劑及營養(yǎng)物質(zhì)在原來丸?；幕A(chǔ)上進(jìn)一步丸粒化，滾實(shí)時(shí)間為45 min。

（4）通過該技術(shù)，丸?；蟮幕ò舴N子在降雨量≥10 mm 時(shí)，裂解率和成苗率均可滿足生產(chǎn)需求。飛播試驗(yàn)表明，該技術(shù)丸?；蟮姆N子出苗狀況較好。

該試驗(yàn)通過優(yōu)化花棒種子丸?；に?、調(diào)整其丸?；浞?，從而實(shí)現(xiàn)了只有在降雨量≥10 mm時(shí)，丸?；幕ò舴N子才可裂解并萌發(fā)。并且通過田間試驗(yàn)和飛播對(duì)比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該技術(shù)對(duì)花棒種子的成苗率和苗木長勢均有明顯的促進(jìn)作用。該結(jié)果可為今后飛播種子處理方法提供新技術(shù)和新思路。

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