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不同土壤条件下沙地雀麦种子的萌发生长特性



全 文 :收稿日期:2015-01-27
基金项目:内蒙古应用技术研究与开发资金项目-优良草品种培育及良繁关键技术研发、抗逆优良乡土草种的选育研究;内蒙古2012年“草原英才”
项目。
作者简介:井 乐(1987—),女,内蒙古乌海市人;在读硕士研究生,主要从事牧草遗传育种的研究。
不同土壤条件下沙地雀麦种子的萌发生长特性
井 乐1, 伊风艳2, 石凤翎1, 高翠萍1
(1.内蒙古农业大学生态环境学院草学系, 呼和浩特010019;
2.内蒙古农牧业科学院草业中心, 呼和浩特010030)
摘 要:以沙地雀麦(Bromus ircutensis Kom.)为材料,设置25℃的恒温和15~35℃的变温、不同土壤类型(河床砂、壤
土、盐碱土、沙土)、不同土壤含水量(5%、10%、15%、20%)等处理条件,比较不同处理条件下沙地雀麦种子萌发及幼苗
的长势,从中选择适宜种子萌发的土壤条件,为沙地雀麦引种驯化和沙地植被恢复提供依据。结果表明,河床砂和浑善
达克沙土较适宜沙地雀麦种子的萌发和幼苗生长,其次是壤土,较差是盐碱土。其中沙地雀麦种子在河床砂中适宜萌发
的土壤含水量:恒温25℃下为5%、变温下为15%;壤土中适宜萌发的土壤含水量为15%~20%;盐碱土中适宜萌发的
土壤含水量为20%。变温(15~35℃)条件下的种子萌发优于恒温(25℃)条件。幼苗生长在沙土中随水分含量增加长
势减弱,而壤土与盐碱土则不然,随水分含量增加长势增强。
关键词: 沙地雀麦;种子萌发;土壤含水量;温度;幼苗长势
DOI编码: 10.16590/j.cnki.1001-4705.2015.06.015
中图分类号: S 543+.8   文献标志码: A   文章编号: 1001-4705(2015)06-0015-05
Germination Growth Characteristic of Bromus ircutensis Kom.
Seed under Different Soil Condition
JING Le1,YI Fengyan2,SHI Fengling1,GAO Cuiping1
(1.Colege of Ecology and Environmental Science,Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot 010019,China;
2.Inner Mongolia Academy of Agriculture and Animal Sciences,Hohhot 010030,China)
Abstract:In this study,seed germination and seedling growth of Bromus ircutensis Kom.were
researched with different temperature(constant temperature 25℃and variable temperature 15-35
℃),different soil(channel sand,loam,saline-alkali soil,sandy soil),and different soil moisture(5%,
10%,15%and 20%)conditions.It wil provides the basis for domesticating and sand vegetation resto-
ration by selected appropriated soil condition of seed germination.The results showed that channel
sand and sandy in Hunshadake was suitable for seed germination and seedling growth of B.ircutensis
Kom.,folowed by loam,the poor performance was saline-alkali soil.The suitable soil moisture for
seed germination of B.ircutensis Kom.in channel sand was 5%(25℃)and 15%(15-35℃),that was
15%-20%in loam and 20%in saline-alkali soil.Under the condition of variable temperature(15-35
℃),seed germination was superior to the condition of constant temperature(25℃).Seedling growth
in sandy decreased with the increase of water content,otherwise,seedling growth in loam and saline-
alkali soil strengthen with the increase of water content.
Key words: Bromus ircutensis Kom.;seed germination;soil moisture;temperature;
seedling growth
  我国草原多集中在干旱、半干旱的北方地区,土壤
类型、水、热这3个因子严重地限制着该地区的牧草推
广和种植。在严酷的生态条件下,由于一些牧草种子不
能萌发或萌发后大量死亡,使得人工草地建植很难获得
成功,为了提高牧草种子的保苗率,许多研究者在牧草
种子引发和抗逆性方面作了大量的研究和探索[1-4]。
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研究报告  井 乐 等:不同土壤条件下沙地雀麦种子的萌发生长特性
沙地雀麦(Bromus ircutensis Kom.)为禾本科雀
麦属多年生牧草,适口性好,有较强的抗旱和抗风沙性
能,是一种沙地草场补播改良和固定沙丘的重要野生
牧草种质资源[5]。有关沙地雀麦种子萌发特性的研究
报道较少[6-8],未见不同土壤条件下的种子萌发研究。
本试验针对沙地雀麦在不同土壤条件下种子萌发和幼
苗生长特性进行研究,以了解沙地雀麦适宜的种子萌
发和幼苗生长条件,为沙地雀麦的引种驯化和栽培利
用提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 材 料
采自内蒙古浑善达克沙地的沙地雀麦种子,干燥
清选后于通风条件良好的室内贮存,选取贮存2年的
未受昆虫和病菌侵害的种子进行试验。
1.2 方 法
种子萌发试验在发芽箱内进行。按照表1各取一
定量3种类型土壤(河床砂、壤土、河套灌区盐碱
土[8]),过筛后置已知重量的花盆中,设定土壤含水量
为5%、10%、15%、20%,每处理重复3次,每组用种
30粒,开沟点播种子后覆土1~2cm。培养温度分别
为20℃的恒温和15~35℃的变温,花盆上加盖薄膜。
称各处理组的重量并记录,每2天补充因蒸发损失的
水分,使各处理土壤湿度恒定,并每天记录发芽数,第
10天结束试验,计算发芽率和发芽势,测量幼苗地上
与地下部分的高度与长度,待幼苗自然风干后称其生
物量。
发芽率(%)=总发芽数/供试种子数×100%;
发芽势(%)=前5天的发芽总数/供试种子数×
100%。
表1 各处理的土壤样品重量和加入的水分重量
土壤类型
土壤原始
含水量(%)
各处理
含水量(%)
土壤重量
(g)
加入自来水
的重量(g)
河床砂 0.2
5  1 000  48
10  1 000  98
15  1 000  146
20  1 000  198
壤土 8.5
5  800  0
10  800  10
15  800  48
20  800  84
盐碱土 4.7
5  800  2
10  800  40
15  800  79
20  800  124
1.3 数据统计和分析
试验数据均采用Excel和SAS软件处理。
2 结果与分析
2.1 在变温(15~35℃)下不同土壤条件对种子萌发
的影响
2.1.1 河床砂中种子的萌发情况
由表2可知,各处理的种子从第5天均开始发芽,
发芽率在土壤含水量为20%时显著低于其他处理;土
壤含水量为5%时,发芽率最高(90%),但出苗缓慢,
表现出发芽势较低(6.67%)。当河床砂水分含量为
15% 时,种 子 发 芽 率 为 80%,发 芽 势 达 最 高
(36.67%),是该土样下较适宜的萌发条件。
表2 变温条件下不同土壤含水量的河床砂中
沙地雀麦种子萌发情况
土壤含水量
(%)
开始萌发天数
(d)
发芽率
(%)
发芽势
(%)
5  5  90.00a 6.67d
10  5  80.00a 20.00b
15  5  80.00a 36.67a
20  5  56.67b 13.33c
  注:不同字母表示0.05水平下的差异显著性。下同。
2.1.2 壤土中种子的萌发情况
由表3可知,不同土壤含水量条件下种子开始出
苗的天数随着土壤水分增加而缩短,各处理的发芽率
和发芽势均存在显著差异。土壤含水量在5%~10%
时,种子萌发速度慢(7~8d),发芽势为0,发芽率显著
低于另2个处理。土壤含水量为15%~20%时,种子
发芽快(5d),其中在土壤含水量为20%时,种子全部
出苗,发芽率显著高于其余处理,但发芽势(23.33%)
显著低于土壤水分15%下的发芽势(33.33%)。因
此,结合土壤水分和种子发芽率综合分析认为,变温
条件壤土含水量15%更适于沙地雀麦种子的萌发。
表3 变温条件下不同土壤含水量壤土中
沙地雀麦种子萌发情况
土壤含水量
(%)
开始萌发天数
(d)
发芽率
(%)
发芽势
(%)
5  8  33.33d 0c
10  7  73.33c 0c
15  5  90.00b 33.33a
20  5  100.00a 23.33b
2.1.3 盐碱土中种子的萌发情况
  由表4可知,种子在5%~10%土壤含水量的盐
碱土中不能萌发。当土壤含水量为15%~20%时,种
子在置床后的第5天、第6天开始萌发,与河床砂及
壤土的相当,但在发芽率和发芽势上存在一定的差异。
土壤含水量为20%时,其发芽率和发芽势显著高于其
余处理,由此可认为,盐碱土的土壤含水量为20%是
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沙地雀麦种子萌发的较适宜条件。
  综上所述,3种土样在变温(15~35℃)条件下,较
适宜种子萌发的土壤含水量分别是:河床砂土和壤土
为15%、盐碱土为20%。
表4 变温条件下不同土壤含水量盐碱土中
沙地雀麦种子萌发情况
土壤含水量
(%)
开始萌发天数
(d)
发芽率
(%)
发芽势
(%)
5 — 0c 0b
10 — 0c 0b
15  6  63.33b 0b
20  5  93.33a 46.67a
2.2 在恒温(25℃)下不同土壤条件对种子萌发的
影响
2.2.1 河床砂中种子的萌发情况
由表5可知,各处理的种子发芽均较快,从第4天
开始出苗。随着土壤含水量的增加种子萌发速度降
低,土壤含水量为20%时,发芽率居中,但发芽势
(3.33%)显著低于其余处理。土壤含水量为5%时,
发芽率和发芽势均显著高于其余处理,这是在河床砂
中恒温条件下沙地雀麦种子萌发的适宜水分含量。
表5 恒温条件下不同土壤含水量河床砂中
沙地雀麦种子萌发情况
土壤含水量
(%)
开始萌发天数
(d)
发芽率
(%)
发芽势
(%)
5  5  86.67a 43.33a
10  4  66.67d 36.67b
15  4  70.00c 16.67c
20  4  80.00b 3.33d
2.2.2 壤土中种子的萌发情况
在水分含量为5%壤土上沙地雀麦种子不能萌发
(表6)。种子开始出苗的天数随着土壤水分的增加而
缩短。土壤水分含量为20%时,发芽快而整齐,发芽
势最高(26.67%),但其发芽率显著低于土壤水分
15%的;在水分含量为15%的壤土上,沙地雀麦种子
发芽率最大,显著高于其余处理,但其发芽势低于土壤
水分20%的发芽势。
表6 恒温条件下不同土壤含水量壤土中
沙地雀麦种子萌发情况
土壤含水量
(%)
开始萌发天数
(d)
发芽率
(%)
发芽势
(%)
5 — 0d 0c
10  6  16.67c 0c
15  5  93.33a 10.00b
20  4  76.67b 26.67a
2.2.3 盐碱土中种子的萌发情况
由表7可知,在含水量为5%和10%的盐碱土中
沙地雀麦种子均不出苗,且各含水量下的种子在置床
后的第5天均未发芽(发芽势为0)。当土壤含水量上
升至15%和20%时,盐碱土中种子能够发芽,在水分
含量为20%的盐碱土中第6天开始发芽,发芽率显著
高于其余处理。
表7 恒温条件下不同土壤含水量盐碱土中
沙地雀麦种子萌发情况
土壤含水量
(%)
开始萌发天数
(d)
发芽率
(%)
发芽势
(%)
5 — 0c 0a
10 — 0c 0a
15  7  30.00b 0a
20  6  90.00a 0a
  在恒温(25℃)条件下最适宜种子萌发的土壤含水
量分别为:河床砂5%、壤土15%~20%、盐碱土20%。
2.3 在变温下不同土壤条件对幼苗生长的影响
由图1、图2可知,在15~35℃的变温条件下,随
着土壤含水量的增加,河床砂中幼苗地上部分和幼根
长势均无显著变化;而在壤土和盐碱土中幼苗长势均
随土壤水分增加而增强,其中在15%~20%土壤水分
的壤土上,幼苗长势与河床砂中的相当,而盐碱土中的
幼苗长势相对较弱。
图1 15~35℃的不同土壤含水量下
沙地雀麦幼苗地上生物量
图2 15~35℃的不同土壤含水量下沙地雀麦幼根长势
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研究报告  井 乐 等:不同土壤条件下沙地雀麦种子的萌发生长特性
  由图3可知,随着土壤含水量的增加,幼苗的生物
量在河床砂水分含量5%和15%时,表现出2个峰值,
水分含量达到20%时,生物量最小;壤土和盐碱土中
其生物量呈现递增趋势,在水分含量20%时达到最大
值;在盐碱土中水分含量低于15%时幼苗无法生长。
图3 15~35℃的不同土壤含水量下
沙地雀麦幼苗的生物量
2.4 在恒温下不同土壤条件对幼苗生长的影响
由图4可知,在25℃的恒温条件下,随着土壤含
水量的增加,河床砂土和浑善达克沙土中幼苗地上部
分的长势无大幅变化,生长高度在9.8~11.2cm范围
内;壤土和盐碱土中随水分的增加而幼苗长势增强,水
分含量为20%时,地上生物量达到最大值。
图4 恒温的不同土壤含水量下沙地雀麦幼苗地上生物量
  由图5可知,在河床砂和浑善达克沙土中幼根长
势无显著变化,生长高度在3.6~4.7cm范围内;壤土
中随水分的增加而幼苗长势呈现波动性,水分含量为
15%时,幼苗长势达到最大值(3.0cm);盐碱土中水分
的增加而幼苗长势增强,水分含量达到20%时,幼苗
长势达到最大。
  由图6可知,随着土壤含水量的增加,在河床砂中
的幼苗生物量分别在水分含量为5%和20%时出现2
个峰值,水分含量达到10%时,生物量最小;在壤土中
水分含量为5%时种子不能萌发,水分含量为15%时
达到最大;在水分含量低于15%的碱土中沙地雀麦种
子不能萌发,水分含量在20%时的生物量与其余类型
土壤上的相当;在不同含水量的浑善达克沙土中,幼苗
长势均较好。
图5 恒温的不同土壤含水量下沙地雀麦幼根长势
图6 恒温的不同土壤含水量下沙地雀麦幼苗总生物量
3 讨 论
3.1 土壤类型及土壤水分与种子萌发
土壤水分是影响种子萌发的重要因素之一。土壤
类型对种子萌发的影响主要决定于土壤孔隙度和水溶
性物质含量。不同的土壤含水量和土壤类型综合作用
于种子,同时也反映出土壤中水和气体条件对种子萌
发的影响。过高的水分会影响种子萌发对气体的需
求[9]。在本试验中,无论在变温还是恒温条件下,砂土
的通气条件好,要求的土壤水分就较高,而壤土和盐碱
土中水分高则影响其透气性,只有土壤水分和气体条
件适宜时种子才可萌发。在河床砂和浑善达克沙土中
沙地雀麦种子均能萌发,因为土壤孔隙度大,能够为种
子萌发和幼苗生长提供充足的氧气,但从长远来看,其
养分贫瘠,保水保墒能力差,不是沙地雀麦生长的最佳
选择;壤土可以提供充足的营养成分,最适萌发土壤含
水量为15%。恒温25℃生长较好,变温次之,可能低
温和高温都会降低幼苗生物酶活性,抑制幼苗的生长;
本试验所用盐碱土的pH值小于8.5,全盐量为5.853
g/kg,属于重盐土[10],一般重盐土对种子发芽形成一
定的影响,极重盐土中只有极少数耐盐植物能生长。
试验结果表明,在盐碱土中水分含量达到15%以上种
子才能萌发,最适萌发土壤含水量为20%,原因可能
是盐碱土中含盐量过高,无论是对种子萌发还是幼苗
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生长都不利,高水分使盐分稀释,低盐条件下可以引发
种子萌发[10]、幼苗能够正常生长,可见沙地雀麦不仅
耐旱还具有一定的耐盐性。
3.2 恒温及变温与种子萌发
温度是种子萌发的最基本生态因子。本试验采用
恒温和变温2种温度处理,其中种子萌发率是变温条
件高于恒温下的,但幼苗生物量恒温和变温的差异不
明显,说明变温可促进种子萌发,但这2种温度对幼苗
长势的影响差异不明显。
4 结 论
3种土壤比较,河床砂和浑善达克沙土较适宜沙
地雀麦种子的萌发和幼苗生长,其次是壤土,较差是盐
碱土。其中沙地雀麦种子在河床砂中适宜萌发的土壤
水分是,恒温25℃下为5%、变温下为15%;壤土中适
宜萌发的土壤水分是15%~20%;盐碱土中适宜萌发
的土壤水分是20%。变温(15~35℃)条件下的种子
萌发优于恒温(25℃)条件。
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