曲阜孔府清代皂莢樹種擴繁研究

張志遠 曹勝磊 劉天衢 杜 璨

1.曲阜市文物局古樹名木保護中心，山東 曲阜 273100；2.楊凌職業(yè)技術學院，陜西 楊凌 712100

0 引言

皂莢樹是我國特有樹種之一，屬于豆科皂莢屬植物，是具有多種功能的經(jīng)濟林樹種［1］。曲阜孔府后花園生長著一株栽植于清代的皂莢樹（據(jù)估計，其樹齡超過300 年），被認定為二級古樹，是山東省曲阜市內(nèi)最老的皂莢樹。此樹生長于孔府后花園蜿蜒的小路旁，其粗大的根系裸露于地表，樹干中空，整體蒼勁有力。游人經(jīng)過此處往往驚嘆于其頑強的生命力與悠悠古韻。此樹在20 世紀90 年代因惡劣的風雨天氣發(fā)生了倒伏，經(jīng)過及時救護和復壯雖然存活了下來，但狀態(tài)堪憂。及時對其進行種子擴繁是對優(yōu)良林木基因的傳承，也是對古樹名木這種“活著的文物”的保護利用。

皂莢種殼致密、堅硬，被有蠟質、革質，妨礙種子的吸水膨脹開裂和氣體交換，會造成機械休眠，影響種胚萌發(fā)。對于這類種子，常用的處理方法有層積處理、清水浸種、砂紙破皮、溫濕處理、酸堿法處理等［2-5］。在處理得當?shù)那闆r下，種子出苗率高，幼苗整齊、健壯。但現(xiàn)有種子處理技術的應用難題是過程煩瑣、周期長、勞動量大，處理程度也很難掌控。為提高皂莢幼苗培育效率，更好地獲得健壯幼苗，筆者采用不同方法，探索機械破皮、清水浸種、吲哚丁酸鉀刺激等處理方法對皂莢種子萌發(fā)及幼苗生長的影響，以期為皂莢樹快速擴繁提供借鑒。

1 試驗材料與方法

1.1 皂莢種子采集及加工

2021年10月底，前往曲阜孔府后花園收集皂莢超過25 kg，去除帶蟲、帶病及不飽滿的皂莢，攤開曬干后用木槌將莢果砸碎，篩去果皮。待種子陰干后，將其裝袋干藏。

1.2 苗圃的準備與種子播種預試驗

在曲阜市古樹名木保護中心選擇土壤肥沃、灌溉方便、溫暖向陽的地塊進行試驗，松土、整地并筑成方正的平畦（約20 m2）。播種前將苗床灌透水，并用50%多菌靈可濕性粉劑600 倍液進行土壤殺菌。2022 年6月，選取200 粒皂莢樹種子，用質量濃度為100 g/L 的碳酸氫鈉溶液浸泡7 d，然后用清水沖洗干凈再播種；經(jīng)過約60 d的養(yǎng)護，破土出苗13棵，出苗率僅為6.5%。初次試驗發(fā)現(xiàn)，在質量濃度為100 g/L的碳酸氫鈉溶液中浸泡7 d 的皂莢種子吸水膨脹不明顯，種皮仍然堅硬。但此次預試驗結果也表明曲阜孔府后花園的古皂莢樹種子具備萌發(fā)能力。

1.3 試驗設置與種子處理

2023年3月25日，選取200粒飽滿的皂莢種子；將電磨機安裝80 μm 砂紙圈，對其中的100 粒皂莢種子進行機械破皮。為防止摩擦溫度過高，電磨機采用最低轉速，在皂莢種子種皮凸起且非種臍所在的部位磨出孔徑1 mm左右的小孔。

試驗設4 個處理。處理1：取50 粒未經(jīng)破皮處理的種子，用清水室溫浸泡48 h。處理2：取50 粒未經(jīng)破皮的種子，在室溫條件下前24 h用清水浸泡，后24 h用質量濃度為100 mg/L的吲哚丁酸鉀溶液浸泡。處理3：取50 粒破皮的種子，在室溫條件下用清水浸泡48 h。處理4：取50粒破皮的種子，在室溫條件下前24 h時用清水浸泡，后24 h 用質量濃度為100 mg/L 的吲哚丁酸鉀溶液浸泡。3月26日和3月29日分別重復試驗處理種子2次。

1.4 播種及苗期管理

事先對苗圃按照2022年6月的方式進行整地。于2023 年3 月27 日，將3 月25 日處理的皂莢種子進行條播，每條播種溝長110 cm，溝距20 cm，株距10 cm。每條溝播種同一處理的10 粒種子，每個處理播種5 條播種溝，所有處理共播種20 條播種溝。播種溝進行隨機區(qū)組排列并標記處理號。播后覆細土3 cm，覆蓋塑料膜進行土壤保溫和保濕。此外，分別在3 月28 日和3月31 日，將3 月26 日和3 月29 日處理的皂莢種子重復播種2次。

幼苗出土后，采用麥麩拌毒死蜱乳油進行撒施的方法防治地老虎、金針蟲、蠐螬、螻蛄等地下害蟲。

1.5 數(shù)據(jù)采集及指標計算

種子浸泡48 h 后，將4 個試驗處理的種子撈出，用吸水紙吸干種皮表面水分，用天平稱50 粒種子總質量，計算種子吸水后的單粒質量及吸脹率。播種后每天進行觀察和記錄，90 d 后統(tǒng)計各處理的出苗率。每批每處理隨機選取3 株幼苗，測量各處理株高、單株鮮質量、主根長、一級側根數(shù)量（取9棵苗的平均值）。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗數(shù)據(jù)在Excel 2003 軟件上進行初處理后，用SPSS 18.0軟件進行方差分析及LSD法進行檢驗。

2 試驗結果與分析

2.1 不同種子處理方式對皂莢種子的影響

由表1 可知，T3、T4處理的皂莢種子經(jīng)過機械破皮清水或吲哚丁酸鉀溶液浸泡48 h 后吸脹明顯，均達到100%的吸脹率，而T1、T2處理的皂莢種子均未發(fā)生吸水膨脹。干皂莢種子平均單粒質量為0.51 g，T1處理吸水后皂莢種子平均單粒質量為0.55 g，T2處理為0.53 g，T3處理為0.86 g，T4處理為0.85 g。由此可得出結論：T1、T2處理皂莢種子未經(jīng)過機械破皮，種皮堅硬完整，妨礙種胚對水分的吸收；T3、T4處理破皮種子吸水后，體積和質量增加近1 倍，吸水后種皮軟化明顯。播種15 d后，T4處理的種子先開始出苗，且集中出苗時間最短。播種后約18 d，T3處理的皂莢種子開始出苗，但起始出苗時間與T4差異不顯著。T1、T2處理的種子出苗速度最慢，約55 d。T4處理的種子出苗率最高（83.3%），比T3處理（50.7%）提高了64.3%，兩者差異顯著。T1、T2處理的種子出苗率較低，兩者差異不顯著，分別僅為13.3%和14.0%。總的來看，機械破皮可以大大提高皂莢種子的吸水效率，縮短皂莢種子的出苗時間，吲哚丁酸鉀的刺激可以進一步縮短皂莢種子的出苗時間并提高皂莢種子的出苗率。

2.2 不同種子處理方式對皂莢苗長勢的影響

播種90 d 后，各處理皂莢苗生長狀況差異巨大。由表2可知，T4處理的皂莢苗平均株高最高（60.98 cm）；T3處理的皂莢苗平均株高其次，為57.95 cm；T1、T2處理的皂莢苗平均株高分別為13.37 、13.41 cm。T3、T4處理的皂莢苗平均株高與其他處理均存在顯著差異，T1、T2處理的皂莢苗平均株高差異不顯著。不同處理皂莢苗苗期的主根系長度變化規(guī)律與株高變化規(guī)律一致。T4處理的皂莢苗主根系最長（21.62 cm）；T3處理的皂莢苗排其次，為20.02 cm；T1、T2處理分別為6.63、6.67 cm。T3、T4處理的皂莢苗主根長與其他處理均存在顯著差異，T1、T2處理的皂莢苗主根長差異不顯著。T4處理的皂莢苗一級側根數(shù)量最多（8.55 條），與其他處理均存在顯著差異，而T1、T2、T3處理的皂莢苗一級側根數(shù)量差異不顯著。不同處理皂莢苗苗期的鮮質量變化規(guī)律與株高及主根長變化規(guī)律一致。T4處理的皂莢苗鮮質量最大（10.45 g）；T3處理的皂莢苗鮮質量排其次，為9.91 g；T1、T2處理的皂莢苗鮮質量分別為2.17 、2.22 g。T3、T4處理的皂莢苗鮮質量與其他處理均存在顯著差異，T1、T2處理的皂莢苗鮮質量差異不顯著。

表2 不同種子處理方法下皂莢苗的長勢

3 結論與討論

致密堅硬的外殼會阻礙皂莢種子吸收水分、獲得氧氣，是造成種子次級休眠、出苗慢、出苗率低、出苗參差不齊的主要因素之一［6-7］。2022 年6 月，筆者用質量濃度為100 g/L的碳酸氫鈉溶液對皂莢進行浸種處理，出苗率極低，與較多用堿液處理皂莢種子的研究結果一致。另外，在此次研究中，用電磨機搭配砂紙圈給皂莢種子破皮，快速高效，開口部位靶向性強，屬于改進了的砂紙法，可打通種子快速吸水換氣的通道，打破皂莢種子次級休眠。相比于采用濃硫酸腐蝕種皮，此次研究中采用的機械破皮法更為安全環(huán)保且容易控制處理程度。另外，破皮位置選擇非胚根端是因為筆者通過試驗發(fā)現(xiàn)，雖然在胚根端開口有利于種胚萌發(fā)撐破種皮，但是因為胚根占胚的體積較小，在此處開口常造成幼苗根系不全。此研究結果可作為對前人研究成果的補充［8］。常溫條件下清水浸種不容易燙傷種子，相比于高溫水浴浸種更為安全［9］。從T3、T4處理的對比試驗中可以看出，吲哚丁酸鉀可刺激種子的器官發(fā)育和形態(tài)建成［10］，促進根系發(fā)育，增強萌發(fā)力［11-12］。經(jīng)機械破皮、清水浸種、吲哚丁酸鉀刺激三重處理，皂莢種子出苗率高達83.3%，同時可使皂莢種子20 d 左右出苗，而常規(guī)方法中僅沙藏層積處理就需要約90 d［13］。但是此次研究僅試驗了吲哚丁酸鉀這種單一植物生長調節(jié)劑的常規(guī)質量濃度，而與其他植物生長調節(jié)劑，如赤霉素、細胞分裂素、胺鮮酯等的組合使用對皂莢種苗的影響，以及針對不同品種及狀態(tài)種子的植物生長調節(jié)劑的最佳質量濃度、最佳處理時間還需要深入研究。

古樹名木是曲阜市閃亮的歷史文化標志，是自然界和前人留下的珍貴遺產(chǎn)，是珍貴的基因資源、罕見的生態(tài)寫照、難得的旅游特色和獨特的文化符號。曲阜孔府后花園栽植于清代的皂莢樹具有重要的社會價值、歷史價值、科研價值及生態(tài)價值。在做好古樹名木本體保護、復壯的基礎上，另外對古樹名木優(yōu)質種質資源進行采集、利用，是對古樹名木優(yōu)良基因的保存和傳承。將古樹名木的擴繁幼苗作為傳播優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的鮮活載體，是新時代文物事業(yè)高質量發(fā)展的創(chuàng)新舉措。此次研究中，采用機械破皮、清水浸種、吲哚丁酸鉀刺激三重處理方法縮短了皂莢種子的出苗時間，具有省工、省時、省力的特點，可實現(xiàn)皂莢幼苗的快速繁育。較高的出苗率及獲得健壯的幼苗使種質資源得到了高效利用，對珍稀樹種的培育有借鑒意義。