大別山五針松播種育苗技術研究

楊學軍 扶廷國 陳凱 王勇 徐恩凱

(1.商城縣林業和茶產業局,河南 信陽 465350;2.河南農業大學,河南 鄭州 450045)

大別山五針松(PinusdabeshanensisC. Y. Cheng &Y. W. Law)是我國特有樹種,主要分布于鄂豫皖三省交界海拔900 m以上的大別山區[1]。其中以安徽岳西數量較多[2],湖北英山和河南商城僅存不足10株。由于受生境退化或喪失和種間關系競爭等多因子的影響,過去的幾十年,該樹種的野生種群數量萎縮嚴重,生存狀況堪憂。基于該物種嚴峻的生存形勢,第二版《國家重點保護野生植物名錄》(2021版),把大別山五針松的保護級別由原來的二級提升到一級。大別山五針松作為極小種群(狹域分布)保護物種列入《全國極小種群野生植物拯救保護工程規劃》(2011—2015年),同時也是《中國物種紅色名錄》《中國植物紅皮書》《中國生物多樣性紅色名錄——高等植物卷》入選樹種,世界自然保護聯盟(IUCN)評定為瀕危(EN)級。

植物學家認為,大別山五針松僅出現在我國南北植物區系過渡的大別山區,是松類樹種地理分布的特殊現象,對植物演化發展尤其是松科樹種的起源與演進有較高的研究價值[2]。但由于野生大別山五針松多生長在懸崖峭壁上,人們難以到達近處,加之立地水土流失嚴重,土層較薄導致其根系裸露,人為養護困難。很多原生大樹呈現松針發黃脫落,樹勢衰弱。當務之急,在大別山五針松繁殖技術方面取得突破,成功培育出種苗,并應用到保護和自然回歸,這是破解大別山五針松保護困局的有效手段。

1 大別山五針松生物及生態學特性

大別山五針松為常綠針葉喬木。樹皮棕褐色,淺裂成不規則的小方形薄片脫落;枝條開展,樹冠尖塔形;一年生枝淡黃色或微帶褐色,表面常具薄蠟層,無毛,有光澤,二三年生枝灰紅褐色,粗糙不平;冬芽淡黃褐色,近卵圓形,無樹脂。針葉5針一束,邊緣具細鋸齒,背部有2個邊生樹脂道。球果圓柱狀橢圓形,熟時種鱗張開,鱗盾淡黃色,斜方形,有光澤,上部邊緣薄,顯著地向外反卷。種子淡褐色,倒卵狀橢圓形,上部邊緣具極短的木質翅,種皮較薄[3]。

大別山五針松不同區域物候期稍有差別,大別山五針松主要物候期見表1。

表1 大別山五針松物候期

大別山五針松喜歡雨量充沛、夏季冷涼的氣候和富含有機質、排水良好的土壤。雨量充沛、氣候適宜的年份生長快、結實多;反之則生長緩慢、結實量小、秕種多。

2 材料與方法

2.1 試驗地概況

試驗地為商城縣林科,屬河南省東南隅,大別山北麓,位于東經115°06′—115°37′、北緯31°23′—32°05′之間。地處北亞熱帶北緣,氣候溫和,雨量充沛,四季分明。年平均氣溫15.4 ℃,最冷月(1月)平均氣溫2.0 ℃,歷史極端最低氣溫-20 ℃;最熱月(7月)平均氣溫27.6℃。年降雨量1 241.4 mm,分布趨勢由南向北遞減。年均日照1 763.1 h,日照率44%。年均無霜期222 d。土壤為黃棕壤。

2.2 試驗材料

種子采自商城縣金剛臺林場的朝陽洞野生成年植物株,樹高8.5 m,冠幅8.7 m,10月下旬球果由綠色轉為黃褐色,種鱗微裂,種子呈黑褐色時開始采摘。球果采收后堆放1周左右再攤曬3—4 d,待種鱗大部分打開即可敲打球果,讓種子自然脫落。種子凈度98%,千粒質量354.3 g,安全含水量9.32%,松籽平均長度13.87 mm,平均寬度8.92 mm,種皮厚度0.59 mm,出仁率37.01%。

2.3 試驗方法

試驗設計了不同土壤基質、不同種子處理及遮光率對比試驗,每種處理設置3個重復。按照試驗設計對處理好的種子進行條播。株距5 cm,行距25 cm,播種深度2 cm,播后覆土,并用稻草覆蓋床面保濕。分別于5月上旬和8月下旬統計不同處理的出苗率及生長量。

3 結果與分析

3.1 不同土壤基質對苗木生長的影響

野生大別山五針松林下很少見小苗,說明天然更新困難,這可能跟其土壤環境有關。試驗設計了林下腐殖質土、水稻田土和調制土3種基質。其中林下腐殖質土為取自大別山五針松野生環境中的松針土;水稻土為取自商城縣當地稻田的土,曬干粉碎后過篩;調制土為黏土、蛭石、河沙、草碳按1∶1∶1∶1的比例混合調制而成的基質土。采用沙藏處理過的種子進行播種,播種后調查記錄發芽時間、發芽率、生長勢,結果見表2。

表2 不同土壤基質對播種育苗的影響

從結果來看,3種基質對大別山五針松播種育苗的發芽率和生長勢影響不顯著。在胚根初生期、下胚軸延伸期、子葉初露期、初生葉出現期均表現正常。后期隨著氣溫的升高,進入幼苗形成期后,水稻土開始出現葉色發黃、苗木細弱現象,并伴有立枯病的發生,這可能與土壤酸堿度和土壤養分有關。腐殖質土和調制土幼苗生長發育正常。值得注意的是,腐殖質土持水性較差,應注意及時補水。

3.2 種子處理方式對種子發芽率和發芽勢的影響

由于大別山五針松野外受粉不良,大小年現象嚴重,種子質量良莠不齊,選種是一個關鍵環節[4,6,7]。最常用的選種方法是水選法,把采好的松籽放入清水中,把沉在水底的好種子與浮在水面的不飽滿的差種子分離開。水選后的種子分別采用干藏春季催芽和秋季沙藏兩種處理。 干藏是秋季種子采取后,存放于容器中,春季播種前用45 ℃溫水浸種24 h后直接播種。沙藏采用通用種子沙藏處理技術,播種前過篩,去除沙粒和雜質后播種。

由圖1可以看出,水選和沙藏處理顯著影響大別山五針松發芽率和發芽勢。水選種子比不水選的種子發芽率提高了15.4%,而對發芽勢影響不明顯。水選沙藏處理比直接干藏種子發芽率提高了33%,發芽勢提高了17.6%。沙藏處理可以顯著提高種子發芽率和發芽勢,分別比干藏提高了44%和31.5%。說明大別山五針松種子沙藏可以顯著提高發芽率和發芽勢,是大別山五針松播育種的一個關鍵技術措施。

圖1 種子處理方式對種子發芽率和發芽勢的影響

3.3 遮陰處理對苗木生長的影響

森林環境下的喬木樹種,從種子成熟落地萌發到長成參天大樹要經過幾十年甚至幾百年,自然選擇的結果造成其苗期適應陰濕環境[5]。由于大別山五針松幼苗嫩弱,強光曝曬易造成日灼,試驗采用不同遮光率的遮陽網進行遮陰處理。在苗木出土30%時,選用遮光率為30%、50%、70%黑色遮陰網進行幼苗遮陰。苗木在秋后入冬前去掉遮陰網。播種當年秋季,苗木停止生長后分別調查保存率、苗高、地徑等指標,結果見表3。

表3 遮陰處理對大別山五針松育苗的影響

由表3可以看出,大別山五針松幼苗對陽光反應敏感,50%以上的遮光率可以顯著提高苗木保存率,其中50%遮光率的處理比全光苗木保存率提高了63.7%。這是由于幼苗根系淺,組織不充實,高光條件下易灼傷和失水萎蔫,大大降低了苗木保存率。同時可以看出,隨著遮光率的增加,苗木的高生長增加,粗生長減弱,尤其是遮光率超過70%以后,出現豆芽型苗木,不利于壯苗的培養。所以生產中應注意控制合理的遮光率。

4 結論與討論

(1)三種基質以腐殖質土、調制土效果較好,但由于受資源保護的限制不宜大面積推廣。調制基質適合工廠化操作,效果好,是大別山五針松播種育苗的首選。下一步可以在成分選擇及配比上進一步優化,篩選出更加優良的育苗基質。

(2)經過水選的種子比非水選的種子發芽率提高了15.4%。沙藏處理可以顯著提高種子發芽率和發芽勢,分別比干藏提高了44%和31.5%。在大別山五針松播種育苗中要重視選種和沙藏技術措施的應用。

(3)遮陰處理可以顯著提高大別山五針松幼苗保存率,50%遮光率的處理比全光苗木保存率提高了63.7%。遮光率過低效果不顯著,過高又不利于壯苗培養。生產中以50%左右遮光率處理為最佳。遮陰處理可以持續2—3年。如果在較高山區(600 m以上)育苗可以適當降低遮光率或全光。

(4)大別山五針松育苗盡量選擇地勢平坦、澆水方便、排水良好、土層深厚、質地疏松、微酸性的砂質壤土。陽畦作床以利排水。在播種前10 d 苗床撒施硫酸亞鐵進行土壤消毒,撒后用釘耙耙勻,用量為37 g/m2。用50%辛硫磷乳油或40%氧化樂果乳油1 000倍液噴布苗床,隨噴灑隨翻拌,以利于更有效殺死土壤中的害蟲或蟲卵。

(5)育苗過程中要加強土肥水管理及病蟲害防治。注意鳥、鼠的危害。幼苗期要及時預防猝倒病和立枯病的發生。每年5月10日—7月30日之間,以速效氮肥為主追肥2—3次,生長后期增加鉀肥,促進苗木木質化。除此之外,還要做好松土除草工作[8]。