不同土壤基質和水分條件對巨柏出苗的影響

趙家順 趙墾田 鄭嘉誠 石立剛

[摘要]為了保護西藏特有珍惜物種、國家一級保護植物巨柏，采用盆栽控水方法，研究4種土壤基質（河沙、農田土、沙腐土、農腐土）和4種土壤含水量（田間持水量的90～95%、70～75%、50～55%、30～35%）對巨柏出苗過程及幼苗生長的影響。結果表明，河沙和沙腐土較適宜巨柏種子的出苗和幼苗生長，其次是農腐土，較差是農田土。其中巨柏種子在河沙中適宜出苗的土壤田間持水量為70～75%；沙腐土中適宜出苗的土壤田間持水量為50～55%，農田土中適宜出苗的土壤田間持水量為90～95%，農腐土中適宜出苗的土壤田間持水量為70～75%。幼苗生長在沙土中隨水分含量增加長勢減弱，而沙腐土、農田土和農腐土中則不然，隨水分含量增加長勢增強。

[關鍵詞]巨柏；基質；含水量；生長

[中圖分類號]S791 [文獻標識碼]A

巨柏（Cupressus gigantea） 柏科柏木屬常綠大喬木，僅分布在西藏林芝地區的雅魯藏布江中下游的干熱河谷地帶的（半）陽坡沙地或巖石上，是國家一級保護的珍貴樹種，由于地質環境的變遷和人類活動的頻繁，使得其現處于瀕危狀態。目前，有關巨柏種子萌發特性的研究報道較少，也未見有不同土壤基質條件下水分脅迫對種子出苗的研究。本文對巨柏種子在不同土壤條件下種子出苗和幼苗生長特性進行了研究，探索最適宜巨柏出苗的土壤基質和水分狀況，旨在為巨柏瀕危物種保護和改善育苗技術提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 實驗材料與播前處理

巨柏種子采集于西藏朗縣洞嘎鄉扎西塘村的雅江沿岸巨柏林分。巨柏球果攤開陰干，收集自然脫落的種子，經凈種后保存以供實驗使用。種子千粒重為4.1435g。種子播前處理方法為45℃溫水浸種24 h，之后再混沙催芽，待種子50%露白即可進行播種。

1.2 方法

1.2.1 土壤基質和水分的設置。本文設計了4種基質和4種土壤水分。4種基質為河沙（ST）、沙腐土（SFT）、農田土（NT）和農腐土（NFT）。其中河沙為全河床沙，河沙來源于巨柏天然分布區的朗縣雅江沿岸；河沙與腐殖土7：3體積比混合得到沙腐土；農田土為全農田土，取自西藏農牧學院苗圃地；農田土與腐殖土7：3體積混合得到農腐土。

設定4種土壤田間持水量處理。第1組對照（CK），為正常供水，土壤含水量為最大田間持水量的90%～95%；第2組輕度干旱（LS），土壤含水量為70%～75%；第3組中度干旱（MS），土壤含水量為50%～55%，第4組重度干旱（HS），土壤含水量為30%～35%。每個處理重復3次，每個重復播種50粒種子。

1.2.2 盆栽控水。2017年5月 26日播種于花盆并開始控水。花盆直徑為35cm，高27㎝。為防止水分滲漏和花盆內土壤漏失，密封花盆底部。采用稱重法控制水分，每天 18：00 用精密天平BP3400（精度1/10000g）稱量花盆重量，并補充水分，使土壤水分含量保持在設定的范圍內。

1.3 出苗指標調查

種子出苗試驗在溫室大棚內進行，大棚內平均溫度21.1°，平均濕度65.2%。逐日記錄和統計苗木的出土個數和發芽情況，至30d結束，每個處理選擇10株長勢接近的苗木進行苗高、地徑測定。

出苗率（ER）=正常出苗粒數/供試種子總數×100%

出苗勢（EP）=（出苗高峰期種子的出苗數/供試種子總數）×100%

出苗指數 （EI）= ∑（Gt/Dt），式中，Gt為第t天的出苗數；Dt為相應出苗天數。

活力指數（VI）=種苗長度×出苗指數

1.4 數據分析處理

用Excel 2013軟件進行數據處理和作圖，用SPSS 20.0統計軟件進行ANOVA分析，檢驗相應數據的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 巨柏種子的出苗過程

巨柏種子的出苗動態如圖1所示，大棚溫室育苗條件下，各種土壤基質和水分培育的巨柏種子出苗個數隨時間（天數）的增加呈現“S”型動態變化，6～8d為遲緩期，8～10d為指數期，10d后逐漸減緩，第12d后基本穩定。其中，播種后前6天在各處理下均沒有苗木出土，第7天開始除沙土CK、MS、HS和農田土HS未出苗外，其余土壤水分條件均開始出苗。沙腐土和農田土HS除外，其他土壤和水分條件下，巨柏種子的出苗都在第12天后趨于平衡。低水分的農田土能夠延長出苗時間，可能與土壤透氣性相關。第18天后，在重度干旱（HS）下的所有土壤類型和NT-MS巨柏幼苗數都開始減少，說明長時間的干旱不利于幼苗成活，這可能也是野外環境下少見巨柏幼苗的原因。

2.2 不同含水量河沙中巨柏種子的出苗

由表1可知。雖然不同處理的種子在出苗率和出苗勢上差異均不顯著，但出苗指數和活力指數存在一定差異。其中，CK和LS處理間的出苗指數與活力指數差異不顯著，土壤輕度干旱時，出苗率、出苗勢、出苗指數均最高，分別為99.33%、44.67%、4.88，但幼苗生長緩慢，表現出活力指數低于CK。MS和HS處理下的巨柏種子的出苗指數顯著低于LS處理，活力指數顯著低于CK處理；CK、MS、HS三個處理之間的出苗指數差異不顯著，LS、MS和HS三個處理間的活力指數差異不顯著。土壤含水量為CK 時，出苗率和發芽勢、出苗指數及活力指數均最佳，這是在河沙中巨柏種子出苗的適宜水分含量。

2.3 不同含水量農田土中巨柏種子的出苗

農田土中不同水分處理對巨柏種子出苗的影響結果表明（見表2）。巨柏的種子出苗率、出苗指數與活力指數隨土壤田間持水量的減少而降低，且均存在顯著差異。CK、LS和MS三個水分處理的出苗勢顯著高于HS處理，但三者間差異不顯著。農田土的重度干旱（HS）對出苗的限制作用十分明顯，這可能與土壤透氣性有關。因此，結合土壤水分和種子出苗率、出苗勢、出苗指數、活力指數綜合分析認為，農田土中土壤含水量CK更適于巨柏種子的出苗。

2.4 不同含水量沙腐土中巨柏種子的出苗

沙腐土中不同水分處理對巨柏種子出苗的影響結果如表3所示。巨柏種子的出苗率、出苗勢、出苗指數及活力指數在沙腐土中隨土壤含水量的降低呈中間高兩頭低的趨勢。在MS處理下的巨柏種子的出苗率（94.33%）、出苗勢（34%）、出苗指數（4.55）及活力指數（16.25）在四個處理中最高，顯著高于其他處理，其他CK、LS、HS三個處理間的出苗率和出苗指數均不顯著。沙腐土中四種土壤水分處理下的巨柏種子的出苗勢存在顯著差異，HS處理時的巨柏種子的活力指數顯著低于其他三個處理，而在MS處理下巨柏種子出苗的活力指數最高達16.25。由此可認為，沙腐中土壤含水量為MS時是巨柏種子出苗的較適宜條件。

2.5 不同含水量農腐土中巨柏種子的出苗

農腐土中不同水分處理對巨柏種子出苗的影響結果如表4所示。巨柏種子的出苗率、出苗指數及活力指數在農腐土中隨土壤含水量的降低呈中間高兩頭低的趨勢，出苗勢隨土壤含水量的降低而降低。當土壤水分含量為LS時，出苗快而整齊，出苗率、出苗勢、出苗指數及活力指數均較高，分別為84.67%、30.67%、4.49和21.90。由此可認為，農腐土中土壤含水量LS時巨柏種子出苗最好。

2.6 不同基質和水分對巨柏幼苗苗高和地徑的影響

不同土壤基質和水分狀況對巨柏苗高和地徑的影響如圖2示。由圖2知土壤基質和水分條件對苗高和地徑的影響都較大，農腐土>沙腐土>河沙>農田土；其中沙土、農田土和農腐土都表現出苗高隨土壤田間持水量的減少逐漸降低的現象，而沙腐土則為輕度干旱（LS）下苗高最大的拋物線狀；其中不同土壤水分的苗高差異顯著，含有腐殖土的苗高較高，這可能由于苗高的生長離不開土壤營養與水分的正常供應息息相關。而基質和水分對巨柏幼苗地徑的影響則不顯著。這可能由于生長期過短，地徑生長上的差異還未顯現出來。

3 結論

土壤基質和水分條件綜合作用于種子萌發過程，同時也反映出土壤中水和氣體條件對種子出苗的影響，過高的水分會影響種子出苗對氣體的需求。在本實驗中，4種土壤基質比較，農腐土和沙腐土較適宜巨柏種子的出苗和幼苗生長，其次是沙土，較差是農田土。其中巨柏種子在河沙中適宜出苗的土壤田間持水量是70～75%，農田土中適宜出苗的土壤水分是90～95%；沙腐土中適宜出苗的土壤水分是50～55%，農腐土中適宜出苗的土壤水分是70～75%。在河沙中出苗率最高，因為土壤孔隙度大，能夠為種子出苗和幼苗生長提供充足的氧氣，但從長遠來看，其養分貧瘠，保水保墑能力差，不是巨柏生長的最佳選擇；而農田土土壤較為緊實影響其透氣性，出苗率、出苗勢和出苗指數最差，所以苗木活力指數也不高。沙腐土和農腐土透氣性好，又可以提供充足的營養成分，最適宜出苗的土壤含水量分別為MS和LS。

3.1 不同基質對巨柏種子出土的影響

土壤基質對種子出苗的影響主要決定于土壤孔隙度和水溶性物質含量。總體來說含沙的土壤對出苗十分有利，反而土壤結構較為緊密的農田土顯得稍遜色些，但是營養物質豐厚的混合土的苗木活力指數和苗高生長表現較好，這可能與巨柏生存環境有關。野生巨柏天然更新場所沿雅江中部半干旱河谷地帶分布，當地土壤多為沙質，透氣性極好，PH也偏堿性，所以長期長于此處的巨柏也適應了當地的土壤狀況。因現今常規育苗為農腐土，所以巨柏呈現出對出苗期的苗圃常規育苗法的不適應性，但是育苗后期發現混合土的苗木生長十分喜人。

3.2 不同水分條件對巨柏種子出土的影響

雖然水分狀況對巨柏出苗率、出苗指數、活力指數都有顯著影響，但主要差異在農田土上，其他土壤類型的水分差異反而不大。很可能是巨柏種子油脂含量高，自身萌發對水分的需求不高，基礎較好，所以表現出出土前期對水分的麻痹表象，但隨著幼苗的逐漸生長發育，幼嫩組織對水分的需要變得強烈，所以就體現在幼苗的存活率和苗高表現上。

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