全 文 :不同砂土类型对意大利石松种子萌发
和幼苗出苗的影响
他志杰 1,满多清 2,刘有军 2
(1甘肃农业大学林学院,兰州 730070;2甘肃省治沙研究所,兰州 730070)
摘 要:以意大利石松种子为试验材料,测定其在大沙、河沙和绵沙3种不同砂土条件下的萌发率、出苗
率、保苗率、株高、主根长度、幼苗干重和鲜重,探索意大利石松出苗适宜的砂土类型。结果表明:(1)意
大利石松种子在大沙、河沙和绵沙3种砂土中的平均萌发率分别是58%、83%、75%。(2)3种砂土下的平
均出苗率和保苗率分别是57%、75%、39%和52%、68%、28%。(3)3种砂土下的平均株高和主根长度分别
为 9.0、10.4、9.3 cm和 16.0、27.7、16.5 cm。(4)3种砂土下每株幼苗的平均干重和鲜重分别是 0.48、0.69、
0.58 g和1.79、2.38、1.99 g。研究结果表明:最适宜意大利石松生长的砂土类型为河沙,萌发率为83%,
出苗率为75%,保苗率为68%,株高和主根长度为10.4 cm和27.7 cm,鲜重及干重为2.38 g和0.69 g。
关键词:意大利石松;砂土类型;萌发率;出苗率;鲜重及干重
中图分类号:S7 文献标志码:A 论文编号:2014-1281
Effects of Different Types of Sands on Seed Germination and Seedling Growth of Pinus pinea L.
Ta Zhijie1, Man Duoqing2, Liu Youjun2
(1College of Forestry, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070;
2Gansu Desert Control Research Institute, Lanzhou 730070)
Abstract: A container experiment was conducted to investigate the effects of germination and seedling growth
characteristics of Pinus pinea L. seeds under different types of sandy soil conditions. The results indicated that:
(1) the average germination rates under 3 kinds of sandy soil (sand, river sand and soft sand) were 58%, 83%
and 75%, respectively; (2) the average germination rates under 3 kinds of sandy soil were 57%, 75% and 39%,
respectively, and the average survival rates were 52% , 68% and 28% , respectively; (3) the average plant
heights were 9.0, 10.4 and 9.3 cm, and the average root lengths were 16.0, 27.7 and 16.5 cm; (4) per seedling
average fresh weights were 0.48, 0.69 and 0.58 g, and dry weights were 1.79, 2.38 and 1.99 g. The results
showed that: the most suitable type of Pinus pinea L. planting soil was river sand, under which, the germination
rate was 83%, survival rate was 68%, fresh weight and dry weight were 2.38 g and 0.69 g, respectively.
Key words: Pinus pinea L.; sandy soil type; seed germination; seedling growth; fresh weight and dry weight
0 引言
意大利石松(Pinus pinea L.),又称伞松,隶属于松
科、松属,是一种高大乔木,高达 30~35 m,针叶为 2针
1束[1],起源于地中海地区,广泛的分布在意大利、西班
牙、法国、突尼斯等地区。国外研究情况表明,意大利
石松可以作为重要的生态、景观和水土保持树种,具有
极强的耐旱性、耐寒性和耐盐性[2]。意大利石松的种
子颗粒大,可食用具有很高的营养价值[3-6]。意大利石
基金项目:国家林业局948项目“意大利石松种质资源及其培育技术引进”(2012-4-32)。
第一作者简介:他志杰,男,1988年出生,甘肃瓜州人,硕士研究生,主要从事水土保持与荒漠化防治研究。通信地址:730070甘肃农业大学林学院,
E-mail:tazhijie@126.com。
通讯作者:满多清,男,1966年出生,甘肃武威人,研究员,博士,主要从事风沙环境与荒漠化防治研究。通信地址:730070甘肃省兰州市安宁区北滨
河西路390号甘肃省治沙研究所,Tel:0931-7686825,E-mail:mandq318@126.com。
收稿日期:2014-05-04,修回日期:2014-08-01。
中国农学通报 2014,30(31):19-22
Chinese Agricultural Science Bulletin
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
松作为优良的水土保持树种、经济树种、园林绿化树种
具有很高的引种价值和研究意义,而中国没有引种栽
培的历史。中国西部地区环境脆弱,生态恶化,在发展
和完善西部防护林体系的过程中,寻找和筛选适应性
强,生态、经济价值大的树种进行引种、驯化和造林,提
高防护林种多样性,实现可持续发展,是防护林发展的
必要途径。意大利石松是少有的育苗周期短、成本低
的针叶常绿树种,适应于在光照充足和排水良好的砂
地、粘土地或砾石地上生长,且对土壤要求低,耐瘠薄,
耐旱性极强,是中国西北沙漠绿洲和黄土高原区栽培
的不可多得的优良树种。通过不同砂土类型对意大利
石松种子萌发和幼苗出苗影响的研究,解决意大利石
松引种栽培技术,是促进中国防护林林种更新和发展
的关键所在。由于意大利石松栖息地地中海地区与研
究区民勤气候具有很大的相似性,都属于干旱性气候,
夏季炎热干燥、降水稀少,同时大多数松科植物生态幅
广,生存能力较一些被子植物强,所以引种是可行的。
笔者将意大利石松引进中国干旱区和半干旱区的砂地
生态系统,民勤沙区土壤类型以砂土居多,故笔者选取
不同类型砂土作为营养土对意大利石松种子萌发及幼
苗出土情况进行比较研究。种子萌发和幼苗出土是植
物引种栽培的前提,所以研究不同砂土类型对意大利
石松种子萌发和幼苗出苗的影响对意大利石松在中国
干旱区和半干旱区的引种成功具有重要的指导意义。
笔者从意大利石松在不同砂土类型上的萌发率、
出苗率、保苗率、株高、主根长度、幼苗干重和鲜重方面
进行了研究,探究最适宜意大利石松种子萌发和出苗
的砂土类型,为意大利石松在干旱区和半干旱区的引
种栽培提供技术参考。
1 材料与方法
1.1 试验时间、地点
种子萌发室外试验于2013年5月在民勤沙生植物
园引种圃进行,室内试验于2013年10月在民勤治沙站
实验室进行。
1.2 试验材料
2013年3月从意大利引进意大利石松种子30 kg,
隔年种子,净度为 83.89%。挑选种粒饱满、无病虫害
的种子用于试验。意大利石松种子较大,经测定千粒
质量为718 g,种子长2 cm,苍白褐色。
1.3 试验方法
在民勤治沙站利用高床进行容器育苗,采用大沙、
河沙、绵沙 3种砂土作为容器育苗营养土,试验分为 3
个处理,每个处理重复4次,每个处理播种25穴,每个
重复随机调查 5株。种子从意大利引进后,在民勤沙
生植物园内挖1 m深的坑,填满砂土,分别在40~60 cm
深处和80~100 cm深处放置种子沙埋后进行灌水预处
理;播种前用 30~40℃温水浸种。温水处理后在营养
钵中播种,每个营养钵播种1粒种子。播后覆土2 cm,
播种后每隔 5天观察种子萌发及出苗情况。试验于
2013年7月1日开始,9月中旬试验结束。试验期间每
周灌水1次,每5天观察统计出苗数及其生长状况,连
续观测至9月中旬。试验终止时,每个重复随机抽取5
株幼苗,测量幼苗的高度、主根长度以及幼苗地上部分
和地下部分鲜重和干重。
1.3.1 种子千粒重、净度及优良度的测定 采用百粒法
测定千粒重[7-11]。将意大利石松种子 100粒为 1组,用
电子天平(精度 0.0001 g)称重,然后换算成 1000粒种
子的重量,重复3次,取平均值即为种子千粒重。然后
再从纯净种子中,分别选取 100粒种子为 1组,设 4个
重复。种子净度检验采用四分法。将意大利石松种子
倒在光洁的桌面上,把纯净种子、废种子和杂质分开。
分别称重,精确至 0.0001 g。种子优良度的测定采用
解剖法。用刀具顺胚纵切,观察胚和胚乳状况,凡种粒
饱满、种胚健康、胚和胚乳色泽正常的种子都算是优良
种子;凡是腐烂、受病虫害的、空粒和胚发育不健康的
种子都是品质不良的种子。
1.3.2 种子萌发率的测定 种子萌发以种子露白为标
志,每天定时记录每个培养皿内种子萌发数,萌发结束
后(萌发末期连续 3天萌发粒数不足供试种子总数的
1%[12])测定总萌发率,计算如式(1)。
总萌发率 = nN × 100%………………………… (1)
式(1)中,n为萌发种子总数,N为供试种子数[12]。
1.3.3 出苗率、保苗率的测定 针叶树种播种育苗的出
苗率和出苗后的保苗率是针叶树种育苗成败的关键技
术[13]。出苗率是指正常出土的幼苗总数占供试种子的
百分率,保苗率是指种子在田间抵御外界恶劣环境长
成的幼苗数占供试种子数的百分率,种子自播种之日
起每天定时记录出苗数与保苗数。
1.3.4 株高、主根长度的测定 全苗期后测定各处理的
株高和主根长度。在处理末期沿砂土表面剪下意大利
石松幼苗的地上部分,用钢卷尺(精度 0.1 cm)测量其
高度,即为株高;挖取完整植株,小心收集尽量多的根,
测量其主根长度。根长用直线截获法测定[14]。
1.3.5 干重、鲜重的测定 将植株从培养盆中取出,用去
离子水快速冲洗干净,再用吸水纸吸干称鲜重;鲜材料
放入DHG-9055A电热恒温鼓风干燥箱中 105℃杀青
10 min后,80℃烘干24 h,测量干重[15]。
··20
1.3.6 统计分析 原始的数据整理采用Microsoft Excel
2003软件完成,对 3种不同砂土条件下意大利石松的
所有数据组间采用了单因素方差分析 (One- way
ANOVA),采用Duncan进行差异显著性多重比较。统
计软件为SPSS 19.0。
2 结果与分析
2.1 不同砂土类型对意大利石松种子萌发率的影响
意大利石松种子在大沙、河沙和绵沙这 3种不同
类型的砂土上均可以萌发,但在不同类型的砂土上存
在差异。从图 1可以看出,对于意大利石松种子的萌
发率,3种不同类型的砂土中以河沙最好,平均萌发率
达到 83%,最大萌发率达到 88%,最小萌发率为 76%;
其次为绵沙,大沙最低。方差结果分析表明砂土类型
对意大利石松种子萌发率的效应极显著(P<0.01)。
多重比较表明,大沙与河沙、绵沙之间的差异水平达到
显著(P<0.05)。出现这种情况可能是由于大沙土壤
含沙量高,粗粒多,毛管性能差,其通气透水性良好,水
分易流失,导致萌发率最低;绵沙具有土质疏松、排水
良好的特点,但其保水保肥能力较差,导致萌发率较
低;河砂土质松细适中,土壤结构良好,通气透水能力
适中,故萌发率最高。
2.2 不同砂土类型对意大利石松出苗率和保苗率的
影响
如图 2所示,砂土类型显著地影响着意大利石松
出苗率及保苗率(P<0.01)。各砂土上的平均出苗率
和保苗率依次为河沙>大沙>绵沙,保苗率的排序与
出苗率基本相似,并呈现出一定的稳定性。在这 3种
砂土上最适合意大利石松出苗、保苗的土壤类型是河
沙,出苗率和保苗率分别是75%和68%。
2.3 不同砂土类型对意大利石松株高和主根长度的
影响
如图 3所示,砂土类型对意大利石松株高和主根
长度影响极显著(P<0.01)。各砂土类型上株高依次
为大沙<绵沙<河沙,河沙上的株高总是最高。主根
长度排序出现与株高的相似性,依次为大沙<绵沙<
河沙,河沙上的主根长度最长。结果表明,3种砂土类
型上最适宜意大利石松幼苗生长的土壤类型是河沙,
其株高和主根长度分别为10.4 cm和27.7 cm。
2.4 不同砂土类型对意大利石松鲜重及干重的影响
如图 4所示,砂土类型对意大利石松鲜重及干重
的效应为极显著(P<0.01)。各砂土类型上的平均鲜
重及干重依次为大沙<绵沙<河沙。这与株高、主根
长的表现一致。鲜重及干重质量最高的依然是河沙,
而最低的则为大沙。河沙上意大利石松幼苗的平均鲜
重和干重分别为2.38和0.69 g/株,均高于大沙、绵沙。
aa
b
0.0010.00
20.0030.00
40.0050.00
60.0070.00
80.0090.00
100.00
大沙 河沙 绵沙
萌
发
率
/%
图中不同小写字母表示各处理间差异显著(P<0.05),
相同字母表示各处理间差异不显著(P>0.05),下同
图1 不同砂土类型上意大利石松种子的萌发率
a
a
ba
a
b
010
2030
4050
6070
8090
100
大沙 河沙 绵沙
出
苗
率
及
保
苗
率
/%
出苗率
保苗率
图2 不同砂土类型上意大利石松种子的出苗率和保苗率
b a b
b
a
c
0
5
10
15
20
25
30
35
40
大沙 河沙 绵沙
株
高
及
主
根
长
度
/cm
株高
主根长度
图3 不同砂土类型上意大利石松高和主根长度
他志杰等:不同砂土类型对意大利石松种子萌发和幼苗出苗的影响 ··21
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3 结论
(1)试验所选取的3种不同砂土处理中,意大利石
松种子的萌发、出苗和幼苗生长状况相比较,最适宜
意大利石松种子萌发以及幼苗生长的砂土类型是河
沙,其次是绵沙,大沙不适合意大利石松的生长。
(2)3种砂土上萌发率最高的是河沙83%,其次是
绵沙75%,大沙最低为58%;出苗率和保苗率最高的是
河沙75%和68%,大沙的出苗率和保苗率稍高于绵沙,
分别为 57%和 52%,绵沙的出苗率和保苗率相对于大
沙和绵沙最低,分别为39%和28%,呈现出与萌发率不
同的趋势。3种砂土下的平均株高和主根长度分别为
9.0、10.4、9.3 cm和16.0、27.7、16.5 cm;3种砂土下每株
幼苗的平均干重和鲜重分别是 0.48、0.69、0.58 g和
1.79、2.38、1.99 g。在干旱、半干旱地区进行意大利石
松引种育苗时,可以选择在河沙上推广,河沙相比大
沙、绵沙能显著提高种子的萌发率、出苗率、保苗率、
株高和主根长度以及生物量的积累。
4 讨论
将意大利石松引入民勤沙区后,从民勤沙区选取
了3种比较具有代表性的砂土进行了种子萌发及育苗
试验。由于不同砂土类型具有不同的结构和特定的
水、肥、气、热条件,对意大利石松种子的萌发、出苗和
生长会产生不同的影响。试验结果表明,土壤透气性
好,意大利石松出苗率高,这与在甜玉米[16]、苜蓿[17]和
沙冬青[18]上的研究结果一致。河沙透气性好且疏松,
容易积蓄养分,利于种子呼吸和幼苗的伸展。意大利
石松在民勤沙区河沙上可以正常地生长且萌发率、出
苗率、生长量以及生物量的积累远大于其他类型砂土,
说明意大利石松在民勤沙区具有很强的适应性,且适
宜在河沙上推广育苗。
有关意大利石松种子萌发以及幼苗的生长的研究
国外已有报道,而中国在这一方面几乎还是空白。该
研究将意大利石松种子引进中国,并在不同砂土类型
上对其出苗率、保苗率、株高、主根长等进行研究,该研
究成果填补了中国在意大利石松种子出苗这一方面的
空白,为以后意大利石松引种研究提供技术参考。此
外,在意大利石松的种子出苗研究中,只对不同砂土类
型对意大利石松种子萌发和幼苗出苗进行了研究,不
同的种源、不同的种子催芽方法对意大利种子的萌发
和出苗情况还有待进一步研究。
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b
a
b
b a b
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
大沙 河沙 绵沙
鲜
重
及
干
重
/(g/株
)
鲜重
干重
图4 不同砂土类型上意大利石松的鲜重及干重
··22