陳玉萍，黃俊華，胡成志，姚雨仙

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與園藝學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052；2.烏魯木齊縣水電林業(yè)局，新疆 烏魯木齊縣 830036)

錦雞兒屬植物主要分布于亞洲干旱和半干旱地區(qū)，集中分布在草原和荒漠區(qū)，中國(guó)是該屬的主要分布區(qū)[1]。錦雞兒屬植物具有繁殖性強(qiáng)、抗逆性強(qiáng)等特點(diǎn)[2]，其根系發(fā)達(dá)、具根瘤，能通過(guò)根瘤固氮改善土壤肥力[3]，在荒漠、草原地區(qū)是水土保持、防風(fēng)固沙、改善環(huán)境、荒山綠化、植被恢復(fù)的先鋒樹(shù)種和優(yōu)質(zhì)牧草資源。國(guó)內(nèi)許多學(xué)者對(duì)其植物生理、種子萌發(fā)特性、無(wú)性繁殖等多個(gè)方面[4-5]進(jìn)行了研究。

草原錦雞兒(CaraganapumilaPojark.)隸屬于錦雞兒屬，在新疆地區(qū)主要分布于阿爾泰山、天山、準(zhǔn)噶兒西部山地，常形成地帶性植被。在西北山地、丘陵地區(qū)及新疆荒漠草原地區(qū)，直播造林技術(shù)簡(jiǎn)單易行，對(duì)大面積缺水地區(qū)造林具有重要意義，但迄今為止，僅見(jiàn)李曉梅等對(duì)錦雞兒屬植物有關(guān)種子萌發(fā)進(jìn)行了研究[6]，而關(guān)于其直播造林的技術(shù)未見(jiàn)報(bào)道。其他植物直播技術(shù)的研究表明，種子前期處理[5]、播種模式處理[7]和播種量處理[8]均對(duì)直播出苗率有一定的影響。探討草原錦雞兒的直播模式，可為新疆干旱半干旱區(qū)大面積無(wú)水源的瘠薄地區(qū)應(yīng)用直播造林技術(shù)提供依據(jù)，為草原錦雞兒在植被恢復(fù)及荒地造林中的應(yīng)用提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

草原錦雞兒種子于2012年9月采自新疆烏魯木齊縣的板房溝(43°31′10″N、87°41′49″E，海拔1 350 m)，采種區(qū)草原錦雞兒平均高度為(150±17.32)cm，平均冠幅為(146.83±26.65)cm，種子千粒重為(14.06±0.23)g。種子采收后置于通風(fēng)條件良好的室內(nèi)風(fēng)干，選取顆粒飽滿(mǎn)、大小均一、未受昆蟲(chóng)和病菌侵害的成熟種子室溫下保存。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于烏魯木齊縣(水西溝)花卉基地，地理位置87°29′39″E、43°27′20″N，海拔1 776 m，地處南山腳下，屬于大陸性北溫帶溫和干旱氣候，光照充足，風(fēng)力較大。春季干旱多風(fēng),夏季炎熱、雨量集中,秋季涼爽短促,冬季寒冷而漫長(zhǎng)。年降水量不多，而且分布不均，年降水量的70%～80%集中在5—8月。年均氣溫2.5 ℃，極端最高氣溫39.5 ℃，極端最低氣溫-43.2 ℃。試驗(yàn)區(qū)土質(zhì)為普通種植土。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 播種試驗(yàn)設(shè)計(jì)

穴播，行距20 cm，穴距15 cm，覆土厚2 cm[9]。秋播試驗(yàn)于2012年10月下旬進(jìn)行，種子不做處理；春播于2013年5月下旬完成，播前一周對(duì)試驗(yàn)地噴灑除草劑、除蟲(chóng)劑及整地，種子用始溫為70 ℃的溫水浸泡24 h后播種。定期測(cè)量記錄試驗(yàn)區(qū)地溫、氣溫及土壤濕度情況。

試驗(yàn)采用雙因素的隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，一為每穴播種粒數(shù)，分為5、10、20粒(對(duì)照)，二為播種模式，分為先覆膜后播種模式、先播種后覆膜模式、梁峁播種模式、直播模式(對(duì)照)，分別標(biāo)記為XFB、XBF、LMN、ZB。雙因素交叉共得到 12個(gè)處理，春秋播共24個(gè)處理。小區(qū)排列采用二因素隨機(jī)區(qū)組排列。

1.3.2 出苗率、保存率、死亡率測(cè)定

播種后每2 d觀(guān)測(cè)1次出苗情況，出苗以幼苗出土0.5 mm計(jì)數(shù)，出苗終止調(diào)查時(shí)間以苗木連續(xù)5 d不萌發(fā)為止，死亡率從開(kāi)始出苗統(tǒng)計(jì)至6月22日截止。計(jì)算公式為

出苗率=(田間出苗數(shù)/播種粒數(shù))×100%

死亡率=(死亡苗總數(shù)/出苗總數(shù))×100%

保存率=[(出苗總數(shù)-死亡苗總數(shù))/出苗總數(shù)]×100%

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

本試驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖利用Excel 2010進(jìn)行初步整理、繪圖, 應(yīng)用SPSS17.0及DPS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素和雙因素方差分析檢驗(yàn)。不同季節(jié)、模式之間采用多重比較法，表、圖中所有數(shù)據(jù)均為3個(gè)重復(fù)指標(biāo)的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播種處理對(duì)出苗率的影響

2.1.1 不同播種季節(jié)對(duì)出苗率的影響

從春播、秋播試驗(yàn)對(duì)比分析(表1)可以看出，春播、秋播對(duì)出苗率差異影響顯著，春播出苗率普遍高于秋播，其出苗率均值高于秋播20百分點(diǎn)以上。春播最高出苗率為92.7%，最低出苗率為39.1%；而秋播最高出苗率僅為74.7%，最低出苗率是36.1%；春播近一半的處理出苗率高于80%，而秋播均低于80%?？傮w而言，春季是草原錦雞兒適宜播種的季節(jié)。

表1 春、秋季不同播種模式條件下草原錦雞兒出苗率比較

2.1.2 播種模式和播種量對(duì)出苗率的影響

雙因素方差分析結(jié)果顯示(表2)：春播條件下，播種量對(duì)出苗率的影響不顯著(P>0.05)，播種模式對(duì)出苗率的影響極顯著(P<0.01)，雙因素交互作用對(duì)出苗率的影響顯著(0.01

秋播條件下，僅播種模式對(duì)出苗率的影響極顯著(P<0.01)；播種量、播種模式和播種量的交互作用對(duì)出苗率的影響均不顯著(P>0.05)。綜上所述，春、秋季播種量對(duì)出苗率的影響均不顯著，說(shuō)明播種模式是影響種子出苗的重要因子。

表2 播種模式和播種量對(duì)出苗率影響的雙因素方差分析

(1)不同播種量對(duì)出苗率的影響。在春播時(shí)節(jié)，XFB、LMN、ZB三種播種模式中5粒/穴播種量處理的出苗率顯著高于20粒/穴，其中ZB播種模式中5粒/穴播種量處理與10、20粒/穴播種量處理均達(dá)到顯著差異;XBF播種模式條件下各播種量處理出苗率差異均不顯著(P>0.05)。春季播種條件下，出苗率隨著每穴播種量的增加呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，各播種模式平均出苗率5粒/穴比10、20粒/穴分別高出12.55、19.62百分點(diǎn)。秋播條件下，僅在LMN播種模式下各播種量處理之間出苗率無(wú)顯著性差異(P>0.05)，XFB、XBF播種模式5粒/穴播種量的出苗率均高于其他播量，而ZB播種模式出苗率則表現(xiàn)為10粒/穴略高于5粒/穴、顯著高于20粒/穴。各播種模式出苗率均值也表現(xiàn)為5粒/穴略高于其他播種量處理。綜上所述，春、秋季草原錦雞兒播種量選擇5粒/穴最佳，既可保證出苗率又可以達(dá)到節(jié)約種子的目的。

(2)不同播種模式對(duì)出苗率的影響。由表1可知，春、秋季播種模式對(duì)出苗率的影響極顯著。整體上，春、秋季各播種模式之間普遍表現(xiàn)為：在不同播量下，XFB播種模式出苗率顯著大于對(duì)照的出苗率，XFB與XBF播種模式在春播時(shí)均無(wú)顯著差異，而在秋播時(shí)差異均顯著(P<0.05)。在各處理?xiàng)l件下，覆膜模式出苗率均大于未覆膜模式，并且同為覆膜模式，秋播20粒/穴XFB比XBF播種模式出苗率增長(zhǎng)21.6百分點(diǎn)，先覆膜后播種更有利于出苗。綜上所述，XFB播種模式下種子具有相對(duì)的出苗優(yōu)勢(shì)。因此，XFB播種模式為草原錦雞兒播種最佳模式。

2.2 不同播種處理下幼苗存活率與時(shí)間的關(guān)系

根據(jù)每日統(tǒng)計(jì)的幼苗存活率與時(shí)間關(guān)系繪圖，見(jiàn)圖1—6。對(duì)比春、秋播幼苗存活率與時(shí)間關(guān)系圖可知，春播各模式出苗率高、出苗集中，且死亡率較低，因此幼苗存活率與時(shí)間關(guān)系圖無(wú)明顯波動(dòng)，較穩(wěn)定(圖1、3、5)；秋播于次年4月10日左右開(kāi)始出苗，各播種模式出苗時(shí)間差異較大，出苗持續(xù)時(shí)間均較長(zhǎng)，短期內(nèi)幼苗出現(xiàn)嚴(yán)重死亡，導(dǎo)致幼苗存活率與時(shí)間關(guān)系圖波動(dòng)較大(圖2、4、6)。

圖1 春播5粒/穴幼苗存活率隨時(shí)間的變化

圖2 秋播5粒/穴幼苗存活率隨時(shí)間的變化

圖3 春播10粒/穴幼苗存活率隨時(shí)間的變化

圖4 秋播10粒/穴幼苗存活率隨時(shí)間的變化

不同播種模式對(duì)幼苗存活率與時(shí)間關(guān)系的影響差異非常明顯。春播XFB和XBF播種模式表現(xiàn)為出苗早、出苗速度快的特點(diǎn)，出苗較為集中，播種后5 d達(dá)到出苗高峰期，10 d左右出苗率達(dá)到最大值，并且出苗要比其他播種模式早5 d左右，死亡率也較低，分別為2%～3%和4%～8%，因此幼苗存活率較高；LMN播種模式出苗慢但穩(wěn)定，累計(jì)出苗率較高，集中出苗率較低，無(wú)明顯的出苗高峰期，出苗最為松散，出苗時(shí)間持續(xù)較長(zhǎng)，死亡較少且死亡率持續(xù)平穩(wěn)，一般穩(wěn)定在10%以?xún)?nèi)，因此幼苗存活率與時(shí)間關(guān)系圖波動(dòng)變化不大；ZB播種模式出苗較晚，且出苗不集中，出苗時(shí)間持續(xù)25 d左右，出苗率也較低，死亡率高達(dá)16%～33%，因此幼苗存活率與時(shí)間關(guān)系圖波動(dòng)變化明顯。秋播XBF與XFB播種模式受早春蟲(chóng)害和低溫影響，幼苗死亡嚴(yán)重，幼苗存活率與時(shí)間關(guān)系圖前期波動(dòng)較大，后期較為平穩(wěn)；而ZB和LMN模式出苗相對(duì)較晚，出苗率低，短期內(nèi)出苗過(guò)程中有死亡現(xiàn)象，且死亡率高達(dá)80%左右，導(dǎo)致幼苗存活率與時(shí)間關(guān)系圖稍有起伏波動(dòng)。各播種模式相比而言，覆膜模式下草原錦雞兒種子由于出苗率較高且出苗集中、存活率較高，在持續(xù)陰雨天種子萌發(fā)受水分脅迫和天氣影響不明顯，因此幼苗存活率與時(shí)間關(guān)系圖波動(dòng)較小，而其他模式受氣候條件的影響極為明顯。

圖5 春播20粒/穴幼苗存活率隨時(shí)間的變化

圖6 秋播20粒/穴幼苗存活率隨時(shí)間的變化

2.3 不同播種處理對(duì)幼苗保存率的影響

春秋播不同處理幼苗保存率見(jiàn)表3。由表3可知，春播各播種模式的保存率均在77%以上，均值為91.58%；而秋播各播種模式保存率不足20%，均值為11.53%，XBF模式幼苗全部死亡。而且，春播出苗率與保存率差異較小，大部分差異在20百分點(diǎn)以?xún)?nèi)；秋播出苗率與保存率差異較大，近一半差異在50百分點(diǎn)以上。因此，春播各處理模式保存率明顯優(yōu)于秋播各處理模式，尤其是春播XFB模式可以大幅度提高幼苗的保存率。春季采用XFB模式5粒/穴處理，可使草原錦雞兒種子出苗率達(dá)92.7%，幼苗保存率達(dá)97%，在大面積直播綠化方面相對(duì)比較適宜。

表3 不同處理幼苗保存率比較

3 討 論

3.1 春播、秋播對(duì)比

不同的播種期不但影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育，而且影響種子的出苗率[8]。草原錦雞兒春播出苗率明顯高于秋播，這與河北地區(qū)臭椿直播造林的研究結(jié)果[10]一致，而與山西臭椿的直播造林結(jié)果[11]相反，究其原因主要是研究地點(diǎn)的氣候差異造成的。山西雨量充足，秋播種子在冬季層積催芽下吸足了水分，翌年春天隨著氣溫升高，種子自然萌發(fā)，出苗率較高，而春播由于春旱水分嚴(yán)重不足，整地時(shí)土壤水分散失影響種子的萌發(fā)；河北地區(qū)與本試驗(yàn)區(qū)氣候條件相似，冬季雨雪多，春季隨氣溫升高冰雪融化，為春季播種提供了良好的水分條件，因此春播出苗率較高。此外，該研究區(qū)春播各處理模式出苗率及保存率比秋播高，還可能因?yàn)椋孩偾锊ソ?jīng)覆膜處理翌年早春膜內(nèi)升溫快，出苗早，但試驗(yàn)區(qū)晝夜溫度不穩(wěn)定，夜間溫度可降至0 ℃以下，可能導(dǎo)致幼苗細(xì)胞內(nèi)外結(jié)冰，對(duì)膜系統(tǒng)造成機(jī)械損傷[12]，使早期幼苗出現(xiàn)凍害致死[13]。②秋播覆膜模式種子出苗較早，試驗(yàn)區(qū)早春擬步甲蟲(chóng)害較為嚴(yán)重，5月為發(fā)生高峰期，覆膜后地溫升高，地溫變化幅度減小[14]，適宜的溫度容易吸引蟲(chóng)子集聚，導(dǎo)致幼苗被食。③早春試驗(yàn)區(qū)雪、雨水較多，溫度變化大，秋播的一部分種子長(zhǎng)期在此環(huán)境下導(dǎo)致變質(zhì)、發(fā)霉并徹底失去萌發(fā)能力，即使出苗，也會(huì)因水分過(guò)多而致幼苗受脅迫死亡。對(duì)檸條錦雞兒的研究也表明過(guò)多的水分會(huì)強(qiáng)烈地抑制檸條種子在極高或極低的溫度下發(fā)芽[15]。而春播出苗晚，避開(kāi)了這種種不利影響，且播種前種子經(jīng)溫水處理后提高了萌發(fā)率和集中萌發(fā)優(yōu)勢(shì)，為種子萌發(fā)及保存提供了可靠保障。

3.2 播種量對(duì)出苗率的影響

研究結(jié)果顯示，5粒/穴播種量出苗率及保存率均高于其他處理。隨著播量的增加，出苗率和保存率反而降低，這與劉功朋等[8]研究早稻的結(jié)果一致。這主要與幼苗出苗期間相互競(jìng)爭(zhēng)空間和光照及養(yǎng)分有關(guān)。隨著播量的增加，種子萌發(fā)破土能力增強(qiáng)，大量萌發(fā)的種子集中破土?xí)r易使將要開(kāi)始萌發(fā)的部分種子裸露，芽期易出現(xiàn)“閃芽”現(xiàn)象，隨著每穴播種量的增加，芽期出現(xiàn)“閃芽”現(xiàn)象的概率變大，導(dǎo)致出苗率降低。檸條高密種植下也會(huì)由于對(duì)水分條件的競(jìng)爭(zhēng)使苗木生長(zhǎng)不良，甚至死亡[16]。適宜的播量有利于提高幼苗保存率。

3.3 播種模式處理比較

種子萌發(fā)是受多種內(nèi)、外因素影響的復(fù)雜過(guò)程。水分是種子萌發(fā)的重要影響因素之一，草原錦雞兒種子在土壤水分含量3.75%～17.50%時(shí)萌發(fā)率最高[6]。覆膜可以有效地抑制水分的蒸發(fā)，增強(qiáng)土壤的蓄水和保水能力，使土壤濕度恒定在8.7%～16.8%之間，為種子萌發(fā)提供良好的水分條件。溫度也是種子萌發(fā)的必要條件，低溫會(huì)抑制種子生理活動(dòng)，從而影響種子萌發(fā)。采取覆膜措施可以形成微環(huán)境，產(chǎn)生溫室效應(yīng)提高地溫[14]，使地溫迅速達(dá)到種子的最佳萌發(fā)溫度[4]，通過(guò)改善溫度條件促進(jìn)種子與地面的水熱循環(huán)，提高種子萌發(fā)能力。研究認(rèn)為，覆膜模式出苗率一般優(yōu)于未覆膜模式。這與小葉錦雞兒[17]、皂莢[7]的研究結(jié)果相似。

與直播出苗率相比，提高種子保存率是直播造林技術(shù)的又一重點(diǎn)難題。春、秋播覆膜模式的保存率差異顯著，可能是受春、秋播出苗時(shí)間差異的影響。秋播覆膜模式早春出苗早、膜下溫度高、蟲(chóng)害嚴(yán)重；另外，秋播覆膜后，翌年早春雜草在高溫環(huán)境下先出苗，且無(wú)法鋤草，與幼苗競(jìng)爭(zhēng)資源，從而降低了覆膜模式的幼苗成活率。而春播播種晚，避開(kāi)了這些不利影響。宋彬[4]的研究表明，未萌發(fā)的草原錦雞兒種子在萌發(fā)策略上表現(xiàn)出在適宜水分條件下可再次萌發(fā)，秋播中，梁峁播種模式體現(xiàn)了這種萌發(fā)策略的優(yōu)勢(shì)，而直播(ZB)模式早春出苗則會(huì)遇到雨水腐爛種子現(xiàn)象，降低出苗率。

4 結(jié) 語(yǔ)

在該試驗(yàn)地區(qū)，草原錦雞兒不適宜秋播，春播覆膜模式可保證較高的出苗率和保存率。在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)結(jié)合具體的自然地理?xiàng)l件采取適當(dāng)?shù)牟シN方式。在降水量大的地區(qū)，可采用梁峁播種模式，降低造林覆膜成本；在干旱寒冷地區(qū)，可采用春播覆膜播種模式。該研究結(jié)論可為今后草原錦雞兒大面積推廣應(yīng)用提供參考依據(jù)，但在研究中發(fā)現(xiàn)草原錦雞兒幼苗及成苗期均出現(xiàn)根腐病，這一問(wèn)題尚需要進(jìn)一步研究。

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