全 文 :草 业 科 学 21卷 8 期
8/ 2004 PRATACULTURAL SCIENCE Vol.21 , No.8
不同种子处理和栽培因子对草麻黄
种子成苗率的影响
李胜1 ,杨德龙1 ,李 唯1 ,汪建政2 ,张冬梅1 ,康可仁2
(1.甘肃农业大学农学院 ,甘肃 兰州 730070;2.会宁县长青科技开发有限公司 ,甘肃 会宁 730726)
摘要:不同种子处理和栽培因子对草麻黄 Ephedra sinica 种子成苗率影响的研究结果表明:低温(<4 ℃)层积
处理 15 d和 1%CuSO4·5H2O溶液浸种 1 h 后播种 , 2 个处理后的种子平均成苗率均高于对照 , 且差异显著;
盐碱度较低(pH值为 8.0左右),有机质含量高的土壤适宜草麻黄种子萌发成苗;土壤绝对含水量对种子成
苗的影响较大 ,含水量低于 24.34%时 ,草麻黄种子的成苗率随着土壤绝对含水量的升高而升高 , 适宜的土
壤绝对含水量为 19%~ 24%;草麻黄种子的成苗率随着温度的逐渐上升呈现 S 型曲线 , 当温度为20~ 25 ℃
时 , 成苗效果最佳。
关键词:草麻黄;层积处理;浸种;栽培因子;成苗率
中图分类号:S571.9 文献标识码:A 文章编号:1001-0629(2004)08-0026-04
草麻黄 Ephedra sinica 是裸子植物门麻黄科
麻黄属草本状小灌木 ,具有喜光 、抗严寒 、耐高温 、
耐干旱 、耐沙埋 、耐瘠薄等特性 ,多分布在我国北
方干旱荒漠 、沙漠地带及黄土高原地区 ,具有防风
固沙 、保持水土 、改善生态环境等作用 ,且麻黄草
含营养物质丰富 ,四季长青 ,是北方牧区冷季放牧
的重要饲料[ 1 , 2] 。此外 ,草麻黄又是我国特有的
中药材 ,具有兴奋中枢神经 、发汗 、利尿 、抗过敏等
作用 ,是提取麻黄素的原料植物[ 1 ,3] 。近年来 ,一
些地区受高额利润的驱使 ,大量收购野生麻黄 ,致
使天然植物资源和植被受到严重破坏[ 3] ,麻黄碱
含量明显下降 ,品质变劣[ 4] 。因此 ,为了保护日益
恶化的生态环境 ,解决天然草麻黄资源匮乏和品
质下降问题 ,人工驯化种植野生草麻黄将是亟待
解决的问题。目前 ,我国麻黄人工驯化栽培已有
成功的报道[ 3-6] ,但由于草麻黄育苗技术还不完
善 ,种子成苗率普遍较低 ,使草麻黄前期育苗成本
大大提高。为了保护天然野生资源 ,促进草麻黄
野生资源的可持续发展 ,提高种子成苗率 ,开展了
不同种子处理和栽培因子对草麻黄种子成苗率影
响的试验研究。
1 材料与方法
1.1 材料与试验区自然概况 草麻黄种子由
内蒙古鄂托克前旗科学技术局提供 ,经测定种子
千粒重 10.76 g , 净度 98.21%, 平均含水量
8.14%,平均活力 63.25%,平均发芽势10.6%,平
均发芽率 30.20%。试验于 2003年 2月 26日-4
月30日在甘肃省会宁县长青科技开发有限公司
麻黄草种植基地(会宁县郭城驿红堡子镇)进行 ,
该地区年均温 8.4 ~ 8.9 ℃, ≥10 ℃的年积温 2
938.3 ~ 3 044.6 ℃,无霜期 165 ~ 176 d ,年均日照
时间 2 520.3 h ,年均降水量 312.8 mm ,主要集中
在 7-9月 ,占全年降水量 58%以上 ,年均蒸发量
1 706.0 mm ,圃地土壤为灰钙土 ,土壤肥沃 ,pH 值
8.0 ~ 8.5。
1.2 试验方法
1.2.1试验地选择和小区设计 选择 3种不同耕
作年限的地块 ,测定耕作层土壤盐碱度(见表 1),
并在所选试验地块分别搭建塑料大棚(面积均为
180 m2 ,棚内无加热设备),将棚内土壤平整 、镇压
后 ,设计播种小区(2.0 m×0.5 m),并开沟播种 ,
行距 15 cm ,条播沟深度 2 cm ,每小区播种1 670粒
种子 ,播种后覆沙 2 cm ,每个处理重复 3次。
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收稿日期:2003-08-29
作者简介:李胜(1970-),男 ,甘肃定西人 ,副教授 ,博士。
1.2.2种子处理 在播种前 ,对草麻黄种子处理如
下:1)层积处理:将草麻黄种子与干净的河沙以 1∶3
体积比混合均匀后层积 ,层积温度 2~ 4 ℃,处理 15
d后进行播种 ,以未经层积的种子作为对照(CK);
2)药剂浸种处理:用 0.5%KMnO4溶液 、1%CuSO4·
5H2O溶液 、0.5%甲基托布津溶液和无菌水(CK)分
别浸种 1 h后直接播种。
表 1 试验地土壤特性
试验地
编号
含盐量
(%)
有机质
含量(%) pH 值 耕作特点
Ⅰ 0.16 0.68 8.0 果园地
Ⅱ 0.17 0.61 8.1 耕作 1年的土地
Ⅲ 0.20 0.47 8.4 耕作 3年的土地
1.2.3栽培因子研究方法 层积种子播种后 ,利
用自记温湿度仪记载棚内气温 ,并通过控制灌水
量调节小区不同的土壤湿度 ,及时松土和清除杂
草 ,保持地表疏松 ,并观察统计不同土壤湿度 、棚
内温度和不同盐碱度土壤对草麻黄种子出苗的
影响 。
2 结果与分析
2.1 不同盐碱度土壤上草麻黄种子成苗情
况 在不同盐碱度土壤上播种层积种子和未经
层积的种子(CK),观察统计各小区播种后 30 d的
成苗情况 ,结果见表 2。
表 2 不同盐碱度土壤上草麻黄种子成苗情况
处理 成苗情况 试验地Ⅰ Ⅱ Ⅲ 平均
层积种子 平均成苗数(个) 655.67 537.67 374.00 522.45
平均成苗率(%) 39.26a 32.20b 22.40c 31.28
CK 平均成苗数(个) 487.67 490.33 277.00 418.33
平均成苗率(%) 29.20a 29.36a 16.59b 25.05
注:同行内相同字母表示在 P =0.05 水平上差异不显
著 ,下同。
从表 2可以看出 ,草麻黄层积种子和未经层
积的种子的成苗率随着土壤含盐量和 pH 值升
高 ,以及土壤有机质含量的降低而降低 ,两者在试
验地 Ⅰ 、Ⅱ上均有较高的成苗率 ,表现出中等耐盐
性。在 3种不同盐碱度土壤上 ,草麻黄层积种子
的成苗率在 5%水平上差异显著 ,而未经层积的
种子的成苗率在试验地 Ⅰ 、Ⅱ上成苗率差异不显
著 ,与试验地 Ⅲ上的成苗率差异显著 。从 3种不
同盐碱度土壤上的平均成苗率来看 ,层积种子的
效果较好 ,其平均成苗率高出对照 6.23%,且出
苗整齐 ,无带种皮出苗现象 ,幼苗生长健壮。由此
看出 ,在草麻黄育苗时应选择土壤盐碱度(pH 值
为 8.0左右)较低 ,有机质含量高的土壤 ,播种前 ,
种子进行层积处理效果好 。
2.2 不同的药剂处理对草麻黄种子成苗的
影响 用 0.5%KMnO4溶液 、1%CuSO4·5H2O溶液 、
0.5%甲基托布津溶液和无菌水浸种对草麻黄成
苗的影响结果见表 3。
表 3 不同的药剂处理对草麻黄种子成苗的影响
处理
0.5%
KMnO4
溶液
1%
CuSO4·5H2O
0.5%
甲基托布
津溶液
无菌水
平均成苗数(个)505.67 529.00 353.33 412.00
平均成苗率(%)30.28b 31.68a 21.16d 24.67c
平均死苗数(个)14.00 7.00 7.33 25.00
平均死苗率(%) 2.77b 1.32d 2.08c 6.07a
从表 3看出 ,不同药剂处理间草麻黄种子的
成苗率和死苗率在 5%水平上差异显著 ,用 0.5%
KMnO4溶液和1%CuSO4·5H2O溶液浸种对草麻黄
种子成苗有一定的促进作用 ,而0.5%甲基托布津
溶液浸种效果不明显。从幼苗期观察发现 , 3种
药剂均对草麻黄种子出苗后的苗期猝倒病有较好
的防治作用 。各处理间以 1%CuSO4·5H2O溶液浸
种效果较好 ,其成苗率比无菌水(CK)处理的高出
7.01%,且死苗率也最低。所以 ,选用 1%CuSO4·
5H2O溶液浸种预防草麻黄种子播种后发生霉变
和苗期的猝倒病 ,以及保证较高的成苗率是很有
必要的。
2.3 不同土壤含水量对草麻黄种子成苗的
影响 层积种子播种后 ,通过控制灌水量将试
验小区土壤含水量调节在不同范围内 ,观察统计
土壤不同绝对含水量对草麻黄成苗的影响 ,结果
如图 1所示 。
从图 1看出 ,随着土壤绝对含水量的升高 ,草
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麻黄种子的成苗率也逐渐升高 ,且土壤不同绝对
含水量对草麻黄种子成苗的影响较大。土壤绝对
含水量由 11.43%提高到 19.42%时 ,草麻黄种子
的成苗率提高了 31.61%,而土壤绝对含水量由
19.42%提高到 24.34%时 ,草麻黄种子的成苗率
只提高了 1.56%。由此可以看出 ,土壤绝对含水
量保持在 19%~ 24%有利于草麻黄种子的萌发
成苗 。
2.4 不同温度对草麻黄种子成苗的影响
草麻黄层积种子播种后 ,利用自记温湿度仪记载
试验地 Ⅰ棚内气温变化 ,并计算出每 5 d的平均
温度 ,观察统计温度变化对草麻黄成苗的影响 ,结
果如图2所示。
图 1 土壤不同绝对含水量对草麻黄种子成苗的影响
图 2 不同温度对草麻黄种子成苗的影响
由图 2看出 ,草麻黄种子的成苗率随着棚内
温度的逐渐升高呈 S 型曲线 ,当播种后每 5 d的
平均温度低于 12.31 ℃时 ,草麻黄种子不能萌发;
低于 20.14 ℃时 ,各试验小区种子平均成苗率较
低 ,只有 3.81% ;当温度由20.14 ℃升至 25.18 ℃
时 ,种子平均成苗率提高了 36.31%,达到平均出
苗率的最高值 40.12%,并且出苗整齐 ,成苗速度
快;随着季节变暖 ,塑料大棚内温度逐渐上升 ,草
麻黄种子平均成苗率再无变化 。由此看出 ,适宜
草麻黄种子萌发成苗的温度范围为 20 ~ 25 ℃。
3 讨论
野生植物种子在长期的演化过程中逐渐形成
对不良环境的强烈适应性 ,其种子普遍具有休眠
及萌发成苗缓慢的现象[ 7 , 8] 。有研究证明 ,野生
麻黄种胚后熟现象 、种皮障碍和种子中含有发芽
抑制物质(ABA)是引起种子休眠及萌发成苗缓慢
的主要内在原因 ,在播种前 ,对麻黄种子进行低温
层积处理能有效地打破种子休眠 ,软化种皮和降
低种子中 ABA 含量 ,从而促进种子萌发成苗[ 1] 。
试验中 ,低温层积草麻黄种子 15 d 后 , 95%以上
的种子普遍吸涨 ,种皮软化甚至脱落 ,播种后出苗
旺盛整齐 ,周期短 ,无带种皮出苗的现象 ,平均成
苗率高出对照 6.23%。因此 ,在草麻黄人工育苗
时对种子进行层积处理是很有必要的。
目前 ,由于麻黄人工制种较为粗放或来源于
野生麻黄 ,种子调运检疫制度不规范 ,市场流通的
种子常带有大量的真菌 、细菌等有害微生物 ,造成
病害扩散和蔓延 ,致使种子萌发成苗受到严重影
响。利用 1%CuSO4·5H2O溶液浸草麻黄种子 1 h
后播种在试验中效果较好 ,其平均成苗率比对照
高出 7.01%,且能有效预防草麻黄种子播种后发
生霉变和苗期的猝倒病 ,从而保证了较高的成苗
率。所以 ,播种前对草麻黄种子进行消毒处理是
一项经济有效的增产措施 。
麻黄育苗是野生麻黄人工驯化栽培中的重要
环节 ,而育苗中各栽培因子的调控又是决定育苗
成功与否的关键因素。研究发现 ,影响麻黄种子
萌发成苗的栽培因子主要集中在土壤[ 5 , 6] 、水分
和温度[ 1 , 9]等方面。满多清等人[ 5]发现土壤含盐
量高于 0.82%时 ,对麻黄出苗率影响较大 ,因盐
害死苗率达48.8%。试验发现在土壤盐碱度(pH
值为 8.0左右)较低 ,有机质含量高的果园地和耕
作 1年的土壤上 ,草麻黄的种子成苗率较高 ,表现
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出中等耐盐性。据史永善在麻黄发芽试验中发
现 ,麻黄种子萌发的适宜温度为 25 ℃,温度过高
或过低都会影响麻黄的发芽[ 1] ,这与试验的结果
基本一致。此外 ,土壤水分条件也显著地影响着
草麻黄种子的萌发成苗 ,试验发现适宜草麻黄种
子萌发成苗的土壤绝对含水量为 19%~ 24%,土
壤含水量过低 ,种子的成苗率也低 ,并且种子萌发
的周期也较长 ,在播种 30 d后仍有种子萌发。
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Effects of different seed treatments and cultural factors
on Ratio of seedling survival of Ephedra sinica Stapf
LI Sheng1 , YANG De-long1 , LI Wei1 , WANG Jian-zheng2 , ZHANG Dong-mei1 , KANG Ke-ren2
(1.Agronomy Faculty , Gansu Agricultural University , Lanzhou 730070 ,China;
2.Changqing Scientifical and Technological Development Co.Ltm., Huining 730726 ,China)
Abstract:Effects of different seed treatments and cultural factors on seedling survival of Ephedra sinica were re-
searched in this paper.The results were shown that the ratios of seedling survival of both stratificated treatment un-
der low temperature(<4 ℃)for 15 days and seed-soaking treatment with 1%CuSO4·5H2O solution for an hour
were significantly higher than those of the controls , and the difference between the treatment and the control was sig-
nificant , individually.The low saline-alkali soil(pH=8.0)with higher organic contents was beneficial to the seed
germination and seedlings survival of Ephedra sinica.The absolute water content of soil made an importent differ-
ence to seedlings survival.The absolute water content of soil lower than 24.34%, the ratio of seedlings survival was
higher with the increase of the absolute water content of soil , and the appropriate absolute water content of soil was
from 19% to 24%.The changes of the ratio of seedlings survival were shown a S type curve , and with the tempera-
ture gradually increasing from 20℃ to 25℃, the seedlings survival of Ephedra sinica was increasely effective.
Key words:Ephedra sinica;Stratificated treatment;seed-soaking;cultural factors;Ratio of seedling survival
298/2004 PRATACULTURAL SCIENCE(Vol.21 ,No.8)