黃 柳，范 宣，劉金平，游明鴻，曾曉琳

（1. 西華師范大學(xué)西南野生動(dòng)植物資源保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 南充 637009；2. 四川省草原科學(xué)研究院，四川 成都 611731）

草本花卉在城市綠化美化中發(fā)揮著重要作用，現(xiàn)有草本花卉因長期栽培表現(xiàn)出品種單一、性狀漂移、抗性衰退、病蟲害頻發(fā)、觀賞性下降等問題[1-2]。開發(fā)抗逆性強(qiáng)、花型奇特、花色艷麗、養(yǎng)護(hù)成本低、管理粗放等特點(diǎn)的野生花卉資源，是園林綠化事業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的必由之路[3]。川西柳葉菜(Epilobium fangii)為柳葉菜科柳葉菜屬多年生草本植物[4]，是可觀葉、觀莖、觀花、觀果的優(yōu)良野生草本花卉資源[5]，目前僅對(duì)其分類、形態(tài)特征、地理分布進(jìn)行了少量研究[6]，因此，開展川西柳葉菜引種馴化、栽培技術(shù)研究，對(duì)優(yōu)質(zhì)花卉資源保護(hù)和利用具有重要意義。

了解種子萌發(fā)條件是引種馴化的首要任務(wù)，因川西柳葉菜種源地為高寒地區(qū)，種子萌發(fā)條件與種源地氣候密切相關(guān)[7]，模擬種源地低溫和變溫研究發(fā)現(xiàn)，18 ℃恒溫為川西柳葉菜種子萌發(fā)的最適溫度，但發(fā)芽率僅約50%且幼苗倒伏死亡嚴(yán)重[8]。萌發(fā)受種子成熟度、飽滿度、休眠度和健康度等自身因素[9-10]和苗床溫度、濕度及通透性等外界因素影響[11-13]，幼苗生長則受苗床理化性質(zhì)及微生物群落的影響。為探究適合柳葉菜引種馴化的土壤條件，設(shè)置以種源地土壤、引種地土壤為基質(zhì)的土床，以紙床為對(duì)照，通過測定萌發(fā)特性指數(shù)和幼苗生長指數(shù)，分析苗床類型和基質(zhì)對(duì)川西柳葉菜種子萌發(fā)及幼苗生長的影響，以期為野生花卉種質(zhì)資源的保護(hù)利用及引種馴化和栽培提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以四川省阿壩州紅原縣采集的完熟、飽滿、健康的野生川西柳葉菜種子(2017年7月15日采集，4 ℃低溫貯藏，千粒重為0.101 g)為材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于2018年3月15日，采用種子繁殖，選口徑12 cm、高10 cm花盆，分別裝以沙土、A草甸土(種源地土壤)、B草甸土(經(jīng)殺菌處理的種源地土壤)、腐殖土、紫色土為土床(表1)，以濾紙為紙床，各設(shè)3次重復(fù)，每盆置種100粒，于(18 ± 0.5) ℃，光照12 h/黑暗12 h的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，期間保持苗床濕潤。以胚根破種皮為萌發(fā)的標(biāo)志，逐天觀察記錄。預(yù)發(fā)芽試驗(yàn)確定21 d為川西柳葉菜規(guī)定期限。

1.3 測定指標(biāo)與方法

萌發(fā)指數(shù)：種子開始萌發(fā)所需的天數(shù)為始發(fā)芽天數(shù)；發(fā)芽勢 = (最初1/3規(guī)定期限正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)) × 100%；發(fā)芽率 = (第21天正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)) × 100%；發(fā)芽指數(shù)GI= ∑(Gt/Dt)，Gt為發(fā)芽試驗(yàn)終期內(nèi)每日發(fā)芽數(shù)，Dt為發(fā)芽日數(shù)。

幼苗性狀：第30天時(shí)以真葉出現(xiàn)為幼苗期，隨機(jī)測10株幼苗真葉平均值，記為真葉數(shù)；出苗率 = (幼苗數(shù)/種子數(shù)) × 100%；高徑比 = 苗高/莖徑；根冠比 = 隨機(jī)10株幼苗地下鮮重/地上鮮重。

幼苗存活指數(shù)：第40天以與地面夾角 ＜ 45°為倒伏，以枯萎或腐爛為死亡；以與地面夾角 ≥ 45°且莖葉青綠為健康。倒伏率 = (倒伏數(shù)/幼苗數(shù)) × 100%；死亡率 = (死亡數(shù)/幼苗數(shù)) × 100%；成苗率 = (健康苗數(shù)/種子數(shù)) × 100%。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用SAS 10.0軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，并用Duncan法對(duì)各參數(shù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

表1 苗床土壤性狀Table 1 Soil characteristics of the seedbeds

2 結(jié)果與分析

2.1 苗床類型對(duì)萌發(fā)特性的影響

苗床類型對(duì)始發(fā)芽天數(shù)、發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)有極顯著影響(P＜ 0.01)(表2)。種源地草甸土的始發(fā)芽天數(shù)最短，紫色土的始發(fā)芽天數(shù)大于其他基質(zhì)(P＜ 0.05)，沙土和腐殖土土床與紙床的始發(fā)芽天數(shù)無顯著差異(P＞ 0.05)。紫色土和腐殖土苗床的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)低于其他基質(zhì)，腐殖土顯著低于紫色土(P＜ 0.05)。草甸土、沙土和紙床的發(fā)芽勢無顯著差異(P＜ 0.05)，而沙土和紙床的發(fā)芽指數(shù)大于草甸土(P＜ 0.05)。F值結(jié)果顯示，苗床對(duì)萌發(fā)特性影響順序?yàn)榘l(fā)芽指數(shù) ＞ 發(fā)芽率 ＞ 發(fā)芽勢 ＞ 發(fā)芽天數(shù)。

2.2 苗床類型對(duì)幼苗性狀的影響

苗床類型對(duì)出苗率有極顯著影響(P＜ 0.01)(表3)，以沙土出苗率最大，與草甸土A和B差異較小(P＞0.05)，而顯著高于其他苗床(P＜ 0.05)。紫色土的出苗率低于沙土和草甸土，但卻高于腐殖土(P＜ 0.05)。

表2 苗床對(duì)川西柳葉菜種子萌發(fā)特性的影響Table 2 Effect of seedbed type on the germination characteristics of Epilobium fangii

苗床類型對(duì)真葉數(shù)、苗高和莖徑有極顯著影響(P＜ 0.01)(表3)。兩種草甸土上真葉數(shù)和苗高大于其他基質(zhì)(P＜ 0.05)，A草甸土上苗高大于B草甸土。沙土和紫色土上真葉數(shù)、苗高和莖徑無顯著差異(P＞0.05)，均大于紙床和腐殖土(P＜ 0.05)。紙床和腐殖土上真葉數(shù)無顯著差異，腐殖土上幼苗最矮而莖徑最大，紙床幼苗則最纖細(xì)。

苗床類型對(duì)高徑比和根冠比有極顯著影響(P＜0.01)。兩種草甸土上幼苗的高徑比與紙床無顯著差異(P＞ 0.05)，而根冠比顯著大于紙床 (P＜ 0.05)，A 草甸土幼苗的根冠比顯著大于其他基質(zhì)。腐殖土幼苗高徑比最低，紙床幼苗根冠比最小，沙土的根冠比低于其他土床。由F值可見，苗床對(duì)幼苗性狀的影響順序?yàn)檎嫒~數(shù) ＞ 出苗率 ＞ 高徑比 ＞ 莖徑 ＞根冠比 ＞ 苗高。

表3 苗床對(duì)川西柳葉菜幼苗性狀的影響Table 3 Effect of seedbed type on the seedling characteristics of Epilobium fangii

2.3 苗床類型對(duì)幼苗死亡率的影響

苗床類型對(duì)倒伏率、死亡率和成苗率有極顯著影響(P＜ 0.01)(表4)。紙床和沙土的倒伏率最大，腐殖土倒伏率最低，但3種苗床上幼苗死亡率最大。紫色土倒伏率低于草甸土，死亡率與B草甸土無差異 (P＞ 0.05)，而成苗率顯著低于草甸土 (P＜ 0.05)。A草甸土幼苗的倒伏率和死亡率低于B草甸土，其成苗率顯著大于基質(zhì)。

苗床類型對(duì)種子發(fā)芽率、出苗率、幼苗倒伏率和死亡率具有連續(xù)影響，不同苗床上的成苗率具有不同差異，A草甸土成苗率最高，顯著高于其他苗床類型(P＜ 0.05)。紙床和腐殖土上幼苗全部死亡，紫色土幼苗成苗率與沙土無差異(P＜ 0.05)。A草甸土幼苗存活率高于其他基質(zhì)，但其成苗率僅為11.01%。由F值可見，苗床對(duì)幼苗存活的影響順序?yàn)樗劳雎?＞ 倒伏率 ＞ 成苗率。

表4 苗床對(duì)川西柳葉菜幼苗死亡率的影響Table 4 Effect of seedbed type on the seedling mortality rate of Epilobium fangii

3 討論

川西柳葉菜千粒重僅0.101 g，可供種子萌發(fā)利用的物質(zhì)與能量有限，快速、有效、充分利用有限的貯藏物質(zhì)，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換和傳遞、器官分化和形成，是實(shí)現(xiàn)種子活力表達(dá)的基本要求[14]?；|(zhì)的物理性狀影響種子與基質(zhì)的接觸面積，決定種子獲取水分及養(yǎng)分的難易程度。雖一般認(rèn)為種子萌發(fā)不從基質(zhì)吸收營養(yǎng)物質(zhì)，但基質(zhì)化學(xué)成分對(duì)種皮結(jié)構(gòu)的侵蝕，對(duì)抑制性物質(zhì)的消減，對(duì)種胚細(xì)胞水勢的調(diào)節(jié)等作用，也間接對(duì)種子萌發(fā)產(chǎn)生影響。本研究中，6個(gè)苗床基質(zhì)的理化性狀差異，致使始發(fā)芽天數(shù)、發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)顯著不同。營養(yǎng)成分最低的沙土和紙床的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)最大，應(yīng)證了種子萌發(fā)不需要外界營養(yǎng)的觀點(diǎn)。基質(zhì)pH對(duì)種子萌發(fā)有影響，種源地草甸土的始發(fā)芽天數(shù)最短，或酸性利于種皮透性增加，但酸堿性會(huì)影響胚的發(fā)育。苗床對(duì)發(fā)芽指數(shù)最大，發(fā)芽指數(shù)實(shí)質(zhì)反映了種子萌動(dòng)的一致性和萌發(fā)的整齊度，表明苗床對(duì)種子活力的生理代謝、萌動(dòng)發(fā)芽力及整齊度等表達(dá)有影響。本研究中，川西柳葉菜種子均能吸脹，沒有種皮引起的休眠發(fā)生，但發(fā)芽力最大僅為64.67%，有的頂破種皮而不能發(fā)芽，或因營養(yǎng)物質(zhì)不足所致；有的種皮完整，或因胚和胚乳引起的休眠所致。有研究認(rèn)為，高寒區(qū)植物種子具有休眠性，變溫條件可打破休眠提高發(fā)芽率[14-15]，但柳葉菜在恒溫18 ℃下萌發(fā)率最高，故川西柳葉菜種子是否存在抑制性物質(zhì)或種胚后熟導(dǎo)致的休眠待于研究。

幼苗期植株分化出真葉和次生根后，需從基質(zhì)中吸收營養(yǎng)物質(zhì)。基質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)數(shù)量及存在形式，對(duì)根系分化拓展及植株的生長存在顯著影響[16-17]。本研究采用基質(zhì)的營養(yǎng)狀況有顯著差異(表1)，除有機(jī)質(zhì)含量特高且pH為8.39的腐殖土外，其他土壤的出苗率顯著高于紙床，紙床高發(fā)芽率而低出苗率，說明幼苗生長需要吸收營養(yǎng)。雖低養(yǎng)分的沙土出苗率與高養(yǎng)分草甸土差異較小，但幼苗的葉數(shù)和苗高顯著低于草甸土，表明高含量的有效氮和有效鉀對(duì)幼苗莖葉分化和生長有重要作用。紫色土因顆粒較大，細(xì)小的柳葉菜種子掉入粒隙影響了發(fā)芽率和出苗率，但存留幼苗性狀和沙土差異較小。堿性的腐殖土上幼苗葉數(shù)少、矮化、莖粗、高徑比低，表現(xiàn)為明顯的中毒癥狀，表明柳葉菜適合與種源地相近的偏酸土壤。

6種基質(zhì)幼苗的根冠比差異顯著，根冠比與幼苗的生活力、健康度和抗逆性密切相關(guān)，根冠比越低幼苗倒伏率與死亡率越高。基質(zhì)引起柳葉菜幼苗地上莖葉生長的失衡，高徑比越大說明幼苗越細(xì)長越容易倒伏。植物可依據(jù)環(huán)境條件差異而改變形態(tài)塑性和生物量結(jié)構(gòu)[18-20]，柳葉菜幼苗增加高徑比是典型的“覓光”行為，光是植物光形態(tài)建成的核心信號(hào)源，對(duì)植物生長和抵御功能有誘導(dǎo)作用[21]，來源于強(qiáng)輻射地區(qū)的柳葉菜，對(duì)人工培養(yǎng)箱弱光照的適應(yīng)結(jié)果造成幼苗極高的倒伏率。倒伏是引起幼苗死亡的原因，但本研究發(fā)現(xiàn)，直立幼苗也大量死亡，或許與幼苗同化能力差和失衡生長有關(guān)。本研究中，6種苗床的成苗率均低，紙床、沙床、紫色土和腐殖土床幾近全部死亡，種源地草甸土顯著好于其他土壤。A草甸土上幼苗倒伏率和死亡率低于B草甸土，而A草甸土和B草甸土為相同種源地土壤，僅殺菌與否的差別，說明種源地土壤微生物對(duì)柳葉菜幼苗存活與生長有重要作用。土壤微生物科將有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)物供植物吸收利用，還可分泌維生素、生長刺激素促進(jìn)植物生長[22-23]。關(guān)于光照和微生物對(duì)川西柳葉菜萌發(fā)和生長的作用，待于深入研究。

4 結(jié)論

1)苗床對(duì)柳葉菜種子發(fā)芽時(shí)間、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)有顯著影響，紙床和沙床適合發(fā)芽試驗(yàn)使用。

2)苗床對(duì)柳葉菜出苗率、幼苗生長及成苗率有顯著影響，故引種馴化時(shí)需選擇種源地土壤苗床進(jìn)行育苗。

3)苗床對(duì)柳葉菜幼苗根冠比、高莖比、倒伏率和死亡率有顯著影響，故要選擇育苗條件。