母樹截冠處理對樟子松種子萌發、幼苗生長及根系特征的影響

劉永華，李鮮花，劉 波，曹存宏，袁小琴，張增強，陳巧燕，閻雄飛，劉翠英

(1.榆林學院 生命科學學院，陜西 榆林 719000；2.榆林市樟子松種子園，陜西 榆林 719000)

樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolica)樹形通直美觀，具有抗旱、抗寒等優良特性，尤其適應土壤瘠薄能力較強，已成為我國三北地區園林綠化、防治風沙侵襲和水土流失的主要優良造林樹種之一[1～3]。無性系種子園在樟子松良種生產中占有重要地位，種子產量的多少、質量的高低對培育樟子松優良苗木，提高育苗成活率，進而優化樟子松造林質量具有特別明顯的作用[4]。榆林市樟子松種子園建園時間較長，目前母樹已經進入結果盛期，但由于樹體高大，通風透光不良，導致樟子松母樹結實率低，種子質量較差。前期研究發現對樟子松母樹進行截冠矮化處理顯著提高了壯齡母樹種子產量，單株母樹種子重量和出籽率分別增加了81.38%和55.94%，比未截冠矮化母樹顯著增加[5]。但母樹截冠處理對樟子松種子萌發、幼苗生長發育及根系特征有哪方面影響尚不清楚。因此，筆者研究了截冠與未截冠母樹種子在發芽、幼苗生長以及根系發育方面的指標，以期掌握截冠處理對母樹種子和幼苗發育的影響，旨在為同類型種子園更好地應用截冠處理技術提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

種子園母樹采用兩種處理，未截和截去樹頭頂部三輪枝，筆者以樟子松無性系上所采種子為材料，種子采集時期為2018年10月。

1.2 試驗方法

將截冠處理和未截冠處理種子浸泡48 h后，從沉水的種子中各選取300粒作為試驗材料，種子顆粒飽滿大小相近。實驗用種子浸于0.5%KMnO4溶液中持續2 h，然后洗凈再浸入蒸餾水中持續24 h。母樹未截冠處理為CK，截冠處理為T1，每項試驗各3次重復。

1.2.1 萌發試驗 于發芽床上均勻擺放50粒種子，置于光照培養箱(光周期12L ∶12D、溫度25±1℃)中發芽。之后每天統計各處理發芽種子數，并補充蒸餾水，連續培養2周。當無種子萌發天數持續3 d則視為發芽結束，統計各處理發芽率、發芽指數。

發芽率(勢)(%)=(設定時間內發芽種子數/供試種子數)×100%(發芽率設定時間為10 d，發芽勢設定時間為5 d)[6]。

發芽指數GI=ΣGt/Dt(Gt為10 d內每日發芽數，Dt為發芽日數)[6]

1.2.2 盆栽試驗 選用直徑為10 cm盆缽，每盆種植5株。澆水待種子充分吸水后，置于光照培養箱中出苗。45 d后，選取株高、大小一致的幼苗測定株高、地徑、根冠比、地上、地下鮮重并記錄數據。地上地下鮮重用1/1000的電子天平，株高采用直尺法，地徑采用游標卡尺法[7]。

1.3 數據分析

數據處理用Excel 2010分析數據并做出圖表，用SAS軟件處理數據，用單因素方差分析法分析。利用LA-S系列植物圖像分析儀將根系掃描后，利用WinRHIZO圖像分析系統分析測定根的體積、長度、直徑等指標。

2 結果與分析

2.1 母樹截冠處理對樟子松種子萌發的影響

表1為樟子松母樹截冠與未截冠種子萌發指標，可以看出母樹截冠后樟子松種子發芽率和發芽勢均顯著高于未截冠母樹種子(p﹤0.05)。CK的發芽率為76%，T1處理發芽率為83.7%，較CK種子發芽率提高了7.7%，說明母樹截冠使得種子當中具有生命力的種子數量增加。CK的發芽勢為28.3%，T1發芽勢為34.7%，較CK提高了6.3%，說明T1處理使得種子發芽數量較多，在萌發之初發芽出苗均整齊一致。T1處理下樟子松種子的發芽指數為26.1，超過CK 3.3，說明截冠處理使得種子發芽更加快速。

表1 樟子松母樹截冠與未截冠種子萌發指標

注：表中數值為平均數±標準誤;同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下表同。

2.2 母樹截冠處理對樟子松子代幼苗生長的影響

表2為母樹截冠處理后子代幼苗生長指標，由表可知，截冠處理后子代幼苗的各項生長指標均顯著高于未截冠處理子代幼苗(p﹤0.05)。T1處理下樟子松子代幼苗苗高、地徑、地上鮮重、地下鮮重分別比CK增長了4.01 cm、0.21 cm、0.11 g和0.07 g，說明母樹經截冠處理后其子代幼苗更加健壯，生長勢更強。

2.3 母樹截冠處理對樟子松子代幼苗根系特征的影響

圖1和圖2為截冠和未截冠根系掃描圖，表3為利用圖像分析系統得出的各處理生長指標。由計算結果可知，母樹截冠后樟子松子代幼苗的各項生長指標與未截冠相比均有增加，其中根總體積、總根長、根尖數三項指標差異顯著(p﹤0.05)，說明截冠處理下的樟子松子代幼苗與未截冠處理相比根系更加發達。

表2 截冠處理樟子松子代幼苗生長指標

表3 母樹截冠處理對樟子松子代幼苗根系特征的影響

3 討論

研究分析了樟子松母樹截冠與未截冠種子萌發指標，結果表明：母樹截冠后樟子松種子發芽率和發芽勢分別提高了7.7%和6.3%，均顯著高于對照。王福森[8]等人研究發現通過修枝截頂矮化處理可以提高樟子松種子產量和質量，這與筆者研究結果相似，說明母樹截冠處理不僅大大提高了種子成活率，而且發芽出苗整齊迅速，提高了種子優良率。

研究還發現母樹截冠后樟子松幼苗苗高、地徑、地上、地下部分鮮重與未截冠相比增分別增加了58.1%、23.3%、54.2%和46.7%，這與唐興玉[9]等對祁連圓柏采種林的研究結果相似，說明母樹截冠處理促進了子代幼苗的旺盛生長；母樹截冠后樟子松幼苗總根長、根總體積、根平均直徑和根尖數與未截冠相比增加的分別增加了26.8%、25.0%、13.7%和21.1%，說明截冠后的樟子松幼苗根系發達，對土壤中水肥的吸收能力

更強，抗逆性增強。

相關研究表明截冠效果會受到截冠時母樹地徑和截冠季節的影響[8,10]，有關這兩個因素對母樹截冠后種子萌發生長的影響還需進一步研究。