天山藍(lán)刺頭種子萌發(fā)及出苗的影響因素研究

摘要：為促進(jìn)天山藍(lán)刺頭種子的播種育苗及園林應(yīng)用，以天山藍(lán)刺頭為研究對(duì)象，設(shè)置不同浸種時(shí)間、浸種溫度、土壤含水量、播種深度和育苗基質(zhì)類型探究種子的萌發(fā)出苗特性，根據(jù)萌發(fā)率、萌發(fā)勢(shì)分析最適萌發(fā)出苗條件。結(jié)果表明，隨著浸種時(shí)間的延長(zhǎng)，天山藍(lán)刺頭種子萌發(fā)率和發(fā)芽勢(shì)逐漸升高，浸種36 h時(shí)出苗率最高，為81.70%；隨著浸種溫度的升高，萌發(fā)率和發(fā)芽勢(shì)逐漸降低，以室溫（25 ℃）處理萌發(fā)率和發(fā)芽勢(shì)最高；土壤含水量為10%、沙∶草炭土∶壤土配比為1∶3∶6的基質(zhì)、播種深度1 cm時(shí)，天山藍(lán)刺頭種子平均出苗率最高，且出苗最為整齊。

關(guān)鍵詞：天山藍(lán)刺頭；浸種時(shí)間；萌發(fā)率

天山藍(lán)刺頭（Echinops tjanschanicus Bobr.）是菊科藍(lán)刺頭屬多年生草本植物，分布于新疆木壘、烏魯木齊等縣海拔2 200 m的山坡上。天山藍(lán)刺頭花形奇特、藍(lán)紫色頭狀花序，具有較高的觀賞價(jià)值和廣闊的園林應(yīng)用前景，不僅適合于花境栽植，也可用于巖石園或荒漠植物專類園。且生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)，有較強(qiáng)的抗病、抗干旱及耐鹽堿能力，對(duì)環(huán)境要求不嚴(yán)格，適用于粗放式管理，也可作為節(jié)水型宿根花卉在園林中應(yīng)用，這對(duì)于城市綠化管理維護(hù)有重要的價(jià)值。同時(shí)天山藍(lán)刺頭由于花型奇特，花色艷麗豐富，觀賞期長(zhǎng)，可作為新品種鮮切花豐富國(guó)內(nèi)鮮切花市場(chǎng)。其花序含水量較少，制成干花后色彩沒(méi)有太大變化，也是較好的干花材料。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)藍(lán)刺頭屬其他植物的研究主要集中在其藥用化學(xué)成分[1]、再生體系[1-2]、觀賞性及抗逆性評(píng)價(jià)[3]、低溫適應(yīng)性[4]、種子休眠及萌發(fā)特性[5-9]等領(lǐng)域，對(duì)天山藍(lán)刺頭引種及繁殖方法亦有所探討[10]。關(guān)于外界影響因子對(duì)天山藍(lán)刺頭種子萌發(fā)及出苗影響的研究較少，而種子萌發(fā)及出苗生物學(xué)特性研究是引種野生花卉工作的基礎(chǔ)，對(duì)天山藍(lán)刺頭進(jìn)行相關(guān)研究顯得尤為重要。本研究以新疆野生花卉天山藍(lán)刺頭種子為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行種子萌發(fā)及出苗生物學(xué)特性研究，探索了天山藍(lán)刺頭種子萌發(fā)及出苗的適宜條件，以期為天山藍(lán)刺頭的引種栽培及園林應(yīng)用提供一定的技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

室內(nèi)試驗(yàn)于2023年3月1日在新疆烏魯木齊市新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

室外試驗(yàn)于2023年6月10日開(kāi)展，位于新疆烏魯木齊市頭屯河區(qū)中坪東街新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)三坪教學(xué)實(shí)踐基地（47°53′N，86°12′E）海拔580～739 m，屬中溫帶大陸性半干旱氣候。年平均氣溫7.2 ℃，極限最高溫度42 ℃，最低溫度-30 ℃，年均≥10 ℃的積溫3 400 ℃左右；年日照時(shí)數(shù)2 829.4 h，光照充足，年均無(wú)霜期163 d，年均降水量為195 mm[11]。

1.2 材料

1.2.1 藍(lán)刺頭材料

試驗(yàn)材料為2021年9月于新疆烏魯木齊頭屯河區(qū)馬家莊子村附近采集的天山藍(lán)刺頭種子。采收后的種子室內(nèi)陰干后選擇顆粒飽滿的成熟種子于室溫下存儲(chǔ)。

1.2.2 供試基質(zhì)

基質(zhì)中壤土來(lái)自試驗(yàn)田，河沙和草炭土從市場(chǎng)購(gòu)買，草炭土主要成分為草炭、蛭石和珍珠巖。

1.3 方法

設(shè)置浸種時(shí)間、溫度、土壤含水量、播種基質(zhì)、播種深度等不同條件處理，每個(gè)處理30粒種子，3次重復(fù)。浸種時(shí)間和溫度試驗(yàn)中種子均勻地置于鋪有兩層濕潤(rùn)濾紙的培養(yǎng)皿中；土壤含水量試驗(yàn)中種子均勻地放于直徑約200 mm的培養(yǎng)皿底部，用配制的不同含水量沙子覆蓋（約1 cm）；播種基質(zhì)和播種深度試驗(yàn)中種子播于穴盤(pán)中。每24 h觀察并記錄種子萌發(fā)數(shù)，以胚根突破種皮記為萌發(fā)，直至無(wú)萌發(fā)種子為止，每天給種子噴水保持濕度。試驗(yàn)結(jié)束后統(tǒng)計(jì)開(kāi)始萌發(fā)時(shí)間、萌發(fā)天數(shù)，并計(jì)算萌發(fā)率、萌發(fā)勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)。

1.3.1 種子特性測(cè)定

種子質(zhì)量：種子的千粒重選用百粒法進(jìn)行測(cè)定，即測(cè)量大小比較均勻的100粒種子的質(zhì)量，5～8次重復(fù)，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差、平均質(zhì)量及變異系數(shù)，以此估算千粒重[12]。

種子表型特征：觀測(cè)種子顏色及表皮特征，并使用游標(biāo)卡尺測(cè)量種子的長(zhǎng)度、寬度和厚度。每30粒種子為一組，3次重復(fù)，計(jì)算其平均值。

種子吸水率：隨機(jī)選取30粒飽滿的天山藍(lán)刺頭種子進(jìn)行試驗(yàn)，稱量后加入蒸餾水，在2，4，6，8，10，12，24和48 h后，對(duì)種子進(jìn)行稱量，在稱量前使用吸水紙吸干種子表面全部水分，3次重復(fù)取平均值，計(jì)算種子吸水率。

吸水率（%）=[（種子吸水后質(zhì)量-種子吸水前質(zhì)量）/種子吸水前質(zhì)量]×100

1.3.2 不同浸種時(shí)間對(duì)種子萌發(fā)的影響

參考田沐榮等[13]的方法，在浸種前使用75%酒精進(jìn)行消毒處理，再使用流動(dòng)清水沖洗干凈，把種子放入錐形瓶?jī)?nèi)加入100 mL蒸餾水（25 ℃）分別浸種0，6，12，24和48 h。將浸種后的種子放入培養(yǎng)皿內(nèi)，置入20 ℃恒溫箱內(nèi)每天觀測(cè)發(fā)芽情況。每處理30粒種子， 3次重復(fù)。

1.3.3 不同浸種溫度對(duì)種子萌發(fā)特性的影響

使用75%酒精對(duì)種子進(jìn)行消毒處理，流動(dòng)清水沖洗干凈后，把種子放入錐形瓶?jī)?nèi)，分別加入水溫為25（室溫），40和50 ℃的蒸餾水，浸種24 h后將浸泡好的種子放入培養(yǎng)皿內(nèi)，置入25℃恒溫箱內(nèi)每天觀測(cè)發(fā)芽情況。每處理30粒種子， 3次重復(fù)。

1.3.4 不同土壤含水量對(duì)種子萌發(fā)特性的影響

配制前對(duì)河沙進(jìn)行消毒殺菌處理，使用蒸餾水把河沙配制成5%、10%、15%、20%、25%含水量的濕沙，使用75%酒精將種子進(jìn)行消毒處理，再使用流動(dòng)清水沖洗干凈后置于培養(yǎng)皿底部，每個(gè)培養(yǎng)皿放置20粒種子，種子上面覆蓋配置好的河沙（厚約1 cm）。放置于室溫（25 ℃）條件下，每天稱量并補(bǔ)充喪失的水分，保持恒定的土壤水分。每處理30粒種子， 3次重復(fù)。

1.3.5 不同播種深度和育苗基質(zhì)類型對(duì)種子出苗的影響

本試驗(yàn)按質(zhì)量配比不同育苗基質(zhì)，沙∶草炭土∶壤土分別為1∶3∶6（T1）、3∶3∶4（T2）、6∶3∶1（T3），將配比好的基質(zhì)裝入穴盤(pán)內(nèi)（口徑為4.5 cm，穴深為5 cm的50孔黑色聚乙烯穴盤(pán)），基質(zhì)與穴盤(pán)最上層齊平，去除多余土壤。天山藍(lán)刺頭播種育苗前使用室溫水浸種36 h后，播種于穴盤(pán)內(nèi)，

播種深度分別為1 cm（S1）、2 cm（S2）、3 cm（S3），每穴3粒種子，15次重復(fù)。播種后噴水澆透，穴盤(pán)置于田間，穴盤(pán)上用薄草簾覆蓋保持濕度[14]。

1.3.6 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2016進(jìn)行作圖，并用SPSS 22.0進(jìn)行分析。

萌發(fā)（出苗）率（%）=[萌發(fā)（出苗）種子數(shù)/種子總數(shù)]×100萌發(fā)勢(shì)（%）=[2 d萌發(fā)種子數(shù)/種子總數(shù)]×100

發(fā)芽指數(shù)（GI）=∑（Gt/Dt）

式中，Dt為萌芽日數(shù)，Gt為與Dt相對(duì)應(yīng)的每天萌芽種子數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 天山藍(lán)刺頭種子特性

2.1.1 外觀形態(tài)

如圖1所示，天山藍(lán)刺頭種子黃灰色略白，瘦長(zhǎng)形，一端尖，外被絨毛，長(zhǎng)約8～9 mm，種子千粒重（12.569±0.074）g。

2.1.2 種子吸水率

由圖2可知，天山藍(lán)刺頭種子在浸泡0～4 h為快速吸水階段，4～24 h為緩慢吸水階段，浸種24 h后達(dá)到最大吸水率，此后吸水趨于飽和，達(dá)到飽和狀態(tài)的吸水率為88%。上述結(jié)果表明，天山藍(lán)刺頭種皮不存在吸水抑制作用。

2.2 浸種時(shí)間對(duì)天山藍(lán)刺頭種子萌發(fā)的影響

由表1可知，隨著浸種時(shí)間的延長(zhǎng)，天山藍(lán)刺頭種子萌發(fā)率出現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)。萌發(fā)率在浸種36 h后達(dá)到最高，為81.70%，顯著高于不浸種和浸種6 h處理。發(fā)芽勢(shì)隨浸種時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸升高，在浸種12 h后達(dá)到最高（50.00%），后保持不變，極顯著高于不浸種處理。說(shuō)明浸種可以提高天山藍(lán)刺頭種子的萌發(fā)率和發(fā)芽勢(shì)。

天山藍(lán)刺頭種子在浸種12 h后發(fā)芽指數(shù)最高，遠(yuǎn)高于不浸種處理的。浸種24 和36 h處理在當(dāng)天開(kāi)始萌發(fā)，且縮短了種子萌發(fā)的天數(shù)。

2.3 浸種溫度對(duì)天山藍(lán)刺頭種子萌發(fā)的影響

由表2可知，隨著浸種溫度的升高，萌發(fā)率和發(fā)芽勢(shì)逐漸降低。以25 ℃處理萌發(fā)率和發(fā)芽勢(shì)最高，分別為70.00%和40.00%。3種浸種溫度處理的種子均在第2天開(kāi)始萌發(fā)，在第4天萌發(fā)結(jié)束。25 ℃和40 ℃處理的種子發(fā)芽指數(shù)差異不大，但均高于50 ℃處理。因此，浸種溫度以室溫（25 ℃）處理效果最佳。

2.4 土壤含水量對(duì)天山藍(lán)刺頭種子萌發(fā)的影響

由表3可知，天山藍(lán)刺頭種子的萌發(fā)隨著土壤含水量的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。土壤含水量為10%處理的種子發(fā)芽率最高， 達(dá)到了95%，與5%和15%含水量處理的發(fā)芽率之間的差異不顯著，與其他水分處理間差異顯著。其中土壤含水量25%以上處理中天山藍(lán)刺頭沒(méi)有萌發(fā)，可能是由于土壤含水量較高，土壤通透性差，

種子呼吸能力降低， 抑制種子的萌發(fā)。含水量為10%的最晚出苗，在第8天達(dá)到出苗峰值，第10天出苗結(jié)束，出苗所需時(shí)間最短且最整齊。說(shuō)明土壤含水量以10%處理效果最佳。

2.5 不同播種深度和育苗基質(zhì)類型對(duì)天山藍(lán)刺頭種子出苗的影響

由表4可知，播種深度、育苗基質(zhì)類型均對(duì)天山藍(lán)刺頭出苗率有顯著的影響，兩者組合的P＞0.05，說(shuō)明二者組合對(duì)天山藍(lán)刺頭種子出苗率不存在顯著影響。

如表5所示，隨著播種深度的增加，天山藍(lán)刺頭種子出苗率逐漸降低。T1S1、T1S2、T2S1三組處理出苗率較高，均在60%以上，與T2S2、T2S3、T3S2、T3S3處理均有顯著性差異。其中T2S1處理出苗率最高，為66.67%；T3S3處理出苗率最低，為30.86%。T1S1、T1S2、T2S1、T3S1處理最先開(kāi)始出苗，且出苗結(jié)束時(shí)間也較早，出苗所需天數(shù)較少。

由此可知，相同基質(zhì)類型條件下，隨著播種深度的增加，天山藍(lán)刺頭種子出苗率隨之下降；相同播種深度條件下，各基質(zhì)類型平均出苗率從高到低依次為：T1＞T2＞T3，即基質(zhì)配比為沙∶草炭土∶壤土1∶3∶6時(shí)平均出苗率最高。

3 討論

種子吸脹作用是普遍存在的物理現(xiàn)象，本研究表明，天山藍(lán)刺頭種子隨浸種時(shí)間延長(zhǎng)，吸水率先增加后趨于穩(wěn)定，浸種24 h后達(dá)到飽和狀態(tài)，最大吸水率為88%，這與王慧穎[5]研究中藍(lán)刺頭種子吸水36 h后達(dá)吸水飽和且吸水率達(dá)67%不同?？赡苁且?yàn)樗梅N子種類不同所致，天山藍(lán)刺頭種子相對(duì)藍(lán)刺頭種子較小，更容易達(dá)到吸水飽和。充足的水分是種子萌發(fā)過(guò)程的必要條件，浸種可使種子吸水膨脹，酶活化進(jìn)行反應(yīng)，促進(jìn)貯藏物質(zhì)水解，為種子發(fā)芽創(chuàng)造條件，適當(dāng)?shù)慕N處理可提高種子的活力、促進(jìn)種子的萌發(fā)[15]。隨著浸種時(shí)間的延長(zhǎng)，天山藍(lán)刺頭種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)均呈逐漸上升后保持不變的趨勢(shì)，最佳浸種時(shí)間是36 h，此時(shí)發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)均最高，分別為81.70%和50.00%。且浸種時(shí)間的延長(zhǎng)加快了種子發(fā)芽速度。天山藍(lán)刺頭這種萌發(fā)對(duì)浸種時(shí)間表現(xiàn)出的適應(yīng)性，確保了種子在長(zhǎng)期干旱條件下遇到水分后快速萌發(fā)，適應(yīng)干旱的外界環(huán)境，以增加幼苗的成活率。

此外，本研究證實(shí)，天山藍(lán)刺頭種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)隨浸種溫度的升高快速下降，25 ℃水浸種時(shí)種子發(fā)芽率（70.00%）和發(fā)芽勢(shì)（40.00%）均最高，發(fā)芽效果較50 ℃溫水浸種好，發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)分別高出13.33和10.00百分點(diǎn)，這與張毅[16]研究不同，其浸種溫度為50 ℃時(shí)，發(fā)芽率最高，為96.00%，浸種溫度為60 ℃時(shí)甜椒種子發(fā)芽勢(shì)最高，為86.00%，可能是所用種子種類不同所致。而室溫處理的種子萌發(fā)率最高，這與天山藍(lán)刺頭種子在自然條件下萌發(fā)相吻合。

不同的環(huán)境因素會(huì)影響種子的出苗率[16-17]。土壤含水量10%的天山藍(lán)刺頭種子出苗為95.00%，顯著高于基質(zhì)含水量20%的出苗率，甚至當(dāng)土壤含水量達(dá)到25%及以上時(shí)抑制天山藍(lán)刺頭種子出苗。主要是由于天山藍(lán)刺頭種子在濕度較高的環(huán)境中容易腐爛發(fā)霉，所以在萌發(fā)期應(yīng)保持較低的土壤含水量，減少種子的霉化，在天山藍(lán)刺頭苗期應(yīng)適量澆水，保持適中的水分供植株生長(zhǎng)。

播種深度是種子出苗率與出苗速度的重要影響因素[18]。天山藍(lán)刺頭種子隨播種深度的增加，出苗率逐漸下降。播種深度為1 cm時(shí)種子出苗率最高，為（63.37±5.07）%，極顯著高于其他播種深度的出苗率。該結(jié)果與前人對(duì)一些荒漠植物和海濱沙丘植物的研究得出種子萌發(fā)率與沙埋深度呈負(fù)相關(guān)的結(jié)論相同[19-21]。綜合考慮，在育苗時(shí)，播種深度1 cm最為適宜。天山藍(lán)刺頭種子不同的基質(zhì)處理的出苗率存在顯著差異，沙∶草炭土∶壤土配比為1∶3∶6的基質(zhì)出苗率最高，為60.49%，可能是因?yàn)槿劳恋谋Ｋ砸约巴ㄍ感暂^好，更適于天山藍(lán)刺頭種子的萌發(fā)。

4 結(jié)論

天山藍(lán)刺頭種子瘦長(zhǎng)形，黃灰色略白，外被絨毛，長(zhǎng)約8～9 mm，種子千粒重（12.569±0.074） g。天山藍(lán)刺頭的種子沒(méi)有休眠特點(diǎn)，清水浸種（25 ℃）可以促進(jìn)種子發(fā)芽速率，提高發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)，最適浸種時(shí)間為36 h。

天山藍(lán)刺頭引種后適應(yīng)性強(qiáng)，不需要特殊的保護(hù)，適用于粗放式管理，可以作為烏魯木齊宿根花卉發(fā)展，逐步擴(kuò)大種植面積。天山藍(lán)刺頭園林應(yīng)用或作為鮮切花大面積播種時(shí)，建議選用沙∶草炭土∶壤土配比為1∶3∶6的基質(zhì)且播種深度1 cm，種子能獲得較高的出苗率，且出苗較為整齊。

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Influencing Factors of Seed Germination and Emergence of Echinops tjanschanicus

Abstract：In order to promote the sowing and seedling raising and garden application of Echinops tianschanica seeds， E. tianschanica was taken as the research object， and different soaking time， soaking temperature， soil water content， sowing depth and seedling substrate types were set to explore the germination and seedling characteristics of seeds. According to the germination rate and germination potential， the optimum germination and seedling conditions were analyzed. The results showed that with the prolongation of soaking time， the germination rate and germination potential of the seeds increased gradually， and the germination rate was the highest at 36 h， which was 81.70%. With the increase of soaking temperature， the germination rate and germination potential decreased gradually， and the germination rate and germination potential were the highest at room temperature （25 ℃）. When the soil moisture content was 10%， the ratio of sand ∶ peat soil ∶ loam was 1∶3 ∶6， and the sowing depth was 1 cm， the average seedling emergence rate of the seeds was the highest and the emergence was the most neat.

Keywords：Echinops tjanschanicus; soaking time; germination rate