張志遠(yuǎn) 曹勝磊 劉天衢 杜 璨

1.曲阜市文物局古樹名木保護(hù)中心，山東 曲阜 273100；2.楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 楊凌 712100

0 引言

皂莢樹是我國特有樹種之一，屬于豆科皂莢屬植物，是具有多種功能的經(jīng)濟(jì)林樹種［1］。曲阜孔府后花園生長著一株栽植于清代的皂莢樹（據(jù)估計(jì)，其樹齡超過300 年），被認(rèn)定為二級古樹，是山東省曲阜市內(nèi)最老的皂莢樹。此樹生長于孔府后花園蜿蜒的小路旁，其粗大的根系裸露于地表，樹干中空，整體蒼勁有力。游人經(jīng)過此處往往驚嘆于其頑強(qiáng)的生命力與悠悠古韻。此樹在20 世紀(jì)90 年代因惡劣的風(fēng)雨天氣發(fā)生了倒伏，經(jīng)過及時(shí)救護(hù)和復(fù)壯雖然存活了下來，但狀態(tài)堪憂。及時(shí)對其進(jìn)行種子擴(kuò)繁是對優(yōu)良林木基因的傳承，也是對古樹名木這種“活著的文物”的保護(hù)利用。

皂莢種殼致密、堅(jiān)硬，被有蠟質(zhì)、革質(zhì)，妨礙種子的吸水膨脹開裂和氣體交換，會造成機(jī)械休眠，影響種胚萌發(fā)。對于這類種子，常用的處理方法有層積處理、清水浸種、砂紙破皮、溫濕處理、酸堿法處理等［2-5］。在處理得當(dāng)?shù)那闆r下，種子出苗率高，幼苗整齊、健壯。但現(xiàn)有種子處理技術(shù)的應(yīng)用難題是過程煩瑣、周期長、勞動(dòng)量大，處理程度也很難掌控。為提高皂莢幼苗培育效率，更好地獲得健壯幼苗，筆者采用不同方法，探索機(jī)械破皮、清水浸種、吲哚丁酸鉀刺激等處理方法對皂莢種子萌發(fā)及幼苗生長的影響，以期為皂莢樹快速擴(kuò)繁提供借鑒。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 皂莢種子采集及加工

2021年10月底，前往曲阜孔府后花園收集皂莢超過25 kg，去除帶蟲、帶病及不飽滿的皂莢，攤開曬干后用木槌將莢果砸碎，篩去果皮。待種子陰干后，將其裝袋干藏。

1.2 苗圃的準(zhǔn)備與種子播種預(yù)試驗(yàn)

在曲阜市古樹名木保護(hù)中心選擇土壤肥沃、灌溉方便、溫暖向陽的地塊進(jìn)行試驗(yàn)，松土、整地并筑成方正的平畦（約20 m2）。播種前將苗床灌透水，并用50%多菌靈可濕性粉劑600 倍液進(jìn)行土壤殺菌。2022 年6月，選取200 粒皂莢樹種子，用質(zhì)量濃度為100 g/L 的碳酸氫鈉溶液浸泡7 d，然后用清水沖洗干凈再播種；經(jīng)過約60 d的養(yǎng)護(hù)，破土出苗13棵，出苗率僅為6.5%。初次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在質(zhì)量濃度為100 g/L的碳酸氫鈉溶液中浸泡7 d 的皂莢種子吸水膨脹不明顯，種皮仍然堅(jiān)硬。但此次預(yù)試驗(yàn)結(jié)果也表明曲阜孔府后花園的古皂莢樹種子具備萌發(fā)能力。

1.3 試驗(yàn)設(shè)置與種子處理

2023年3月25日，選取200粒飽滿的皂莢種子；將電磨機(jī)安裝80 μm 砂紙圈，對其中的100 粒皂莢種子進(jìn)行機(jī)械破皮。為防止摩擦溫度過高，電磨機(jī)采用最低轉(zhuǎn)速，在皂莢種子種皮凸起且非種臍所在的部位磨出孔徑1 mm左右的小孔。

試驗(yàn)設(shè)4 個(gè)處理。處理1：取50 粒未經(jīng)破皮處理的種子，用清水室溫浸泡48 h。處理2：取50 粒未經(jīng)破皮的種子，在室溫條件下前24 h用清水浸泡，后24 h用質(zhì)量濃度為100 mg/L的吲哚丁酸鉀溶液浸泡。處理3：取50 粒破皮的種子，在室溫條件下用清水浸泡48 h。處理4：取50粒破皮的種子，在室溫條件下前24 h時(shí)用清水浸泡，后24 h 用質(zhì)量濃度為100 mg/L 的吲哚丁酸鉀溶液浸泡。3月26日和3月29日分別重復(fù)試驗(yàn)處理種子2次。

1.4 播種及苗期管理

事先對苗圃按照2022年6月的方式進(jìn)行整地。于2023 年3 月27 日，將3 月25 日處理的皂莢種子進(jìn)行條播，每條播種溝長110 cm，溝距20 cm，株距10 cm。每條溝播種同一處理的10 粒種子，每個(gè)處理播種5 條播種溝，所有處理共播種20 條播種溝。播種溝進(jìn)行隨機(jī)區(qū)組排列并標(biāo)記處理號。播后覆細(xì)土3 cm，覆蓋塑料膜進(jìn)行土壤保溫和保濕。此外，分別在3 月28 日和3月31 日，將3 月26 日和3 月29 日處理的皂莢種子重復(fù)播種2次。

幼苗出土后，采用麥麩拌毒死蜱乳油進(jìn)行撒施的方法防治地老虎、金針蟲、蠐螬、螻蛄等地下害蟲。

1.5 數(shù)據(jù)采集及指標(biāo)計(jì)算

種子浸泡48 h 后，將4 個(gè)試驗(yàn)處理的種子撈出，用吸水紙吸干種皮表面水分，用天平稱50 粒種子總質(zhì)量，計(jì)算種子吸水后的單粒質(zhì)量及吸脹率。播種后每天進(jìn)行觀察和記錄，90 d 后統(tǒng)計(jì)各處理的出苗率。每批每處理隨機(jī)選取3 株幼苗，測量各處理株高、單株鮮質(zhì)量、主根長、一級側(cè)根數(shù)量（取9棵苗的平均值）。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)在Excel 2003 軟件上進(jìn)行初處理后，用SPSS 18.0軟件進(jìn)行方差分析及LSD法進(jìn)行檢驗(yàn)。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 不同種子處理方式對皂莢種子的影響

由表1 可知，T3、T4處理的皂莢種子經(jīng)過機(jī)械破皮清水或吲哚丁酸鉀溶液浸泡48 h 后吸脹明顯，均達(dá)到100%的吸脹率，而T1、T2處理的皂莢種子均未發(fā)生吸水膨脹。干皂莢種子平均單粒質(zhì)量為0.51 g，T1處理吸水后皂莢種子平均單粒質(zhì)量為0.55 g，T2處理為0.53 g，T3處理為0.86 g，T4處理為0.85 g。由此可得出結(jié)論：T1、T2處理皂莢種子未經(jīng)過機(jī)械破皮，種皮堅(jiān)硬完整，妨礙種胚對水分的吸收；T3、T4處理破皮種子吸水后，體積和質(zhì)量增加近1 倍，吸水后種皮軟化明顯。播種15 d后，T4處理的種子先開始出苗，且集中出苗時(shí)間最短。播種后約18 d，T3處理的皂莢種子開始出苗，但起始出苗時(shí)間與T4差異不顯著。T1、T2處理的種子出苗速度最慢，約55 d。T4處理的種子出苗率最高（83.3%），比T3處理（50.7%）提高了64.3%，兩者差異顯著。T1、T2處理的種子出苗率較低，兩者差異不顯著，分別僅為13.3%和14.0%?？偟膩砜矗瑱C(jī)械破皮可以大大提高皂莢種子的吸水效率，縮短皂莢種子的出苗時(shí)間，吲哚丁酸鉀的刺激可以進(jìn)一步縮短皂莢種子的出苗時(shí)間并提高皂莢種子的出苗率。

2.2 不同種子處理方式對皂莢苗長勢的影響

播種90 d 后，各處理皂莢苗生長狀況差異巨大。由表2可知，T4處理的皂莢苗平均株高最高（60.98 cm）；T3處理的皂莢苗平均株高其次，為57.95 cm；T1、T2處理的皂莢苗平均株高分別為13.37 、13.41 cm。T3、T4處理的皂莢苗平均株高與其他處理均存在顯著差異，T1、T2處理的皂莢苗平均株高差異不顯著。不同處理皂莢苗苗期的主根系長度變化規(guī)律與株高變化規(guī)律一致。T4處理的皂莢苗主根系最長（21.62 cm）；T3處理的皂莢苗排其次，為20.02 cm；T1、T2處理分別為6.63、6.67 cm。T3、T4處理的皂莢苗主根長與其他處理均存在顯著差異，T1、T2處理的皂莢苗主根長差異不顯著。T4處理的皂莢苗一級側(cè)根數(shù)量最多（8.55 條），與其他處理均存在顯著差異，而T1、T2、T3處理的皂莢苗一級側(cè)根數(shù)量差異不顯著。不同處理皂莢苗苗期的鮮質(zhì)量變化規(guī)律與株高及主根長變化規(guī)律一致。T4處理的皂莢苗鮮質(zhì)量最大（10.45 g）；T3處理的皂莢苗鮮質(zhì)量排其次，為9.91 g；T1、T2處理的皂莢苗鮮質(zhì)量分別為2.17 、2.22 g。T3、T4處理的皂莢苗鮮質(zhì)量與其他處理均存在顯著差異，T1、T2處理的皂莢苗鮮質(zhì)量差異不顯著。

表2 不同種子處理方法下皂莢苗的長勢

3 結(jié)論與討論

致密堅(jiān)硬的外殼會阻礙皂莢種子吸收水分、獲得氧氣，是造成種子次級休眠、出苗慢、出苗率低、出苗參差不齊的主要因素之一［6-7］。2022 年6 月，筆者用質(zhì)量濃度為100 g/L的碳酸氫鈉溶液對皂莢進(jìn)行浸種處理，出苗率極低，與較多用堿液處理皂莢種子的研究結(jié)果一致。另外，在此次研究中，用電磨機(jī)搭配砂紙圈給皂莢種子破皮，快速高效，開口部位靶向性強(qiáng)，屬于改進(jìn)了的砂紙法，可打通種子快速吸水換氣的通道，打破皂莢種子次級休眠。相比于采用濃硫酸腐蝕種皮，此次研究中采用的機(jī)械破皮法更為安全環(huán)保且容易控制處理程度。另外，破皮位置選擇非胚根端是因?yàn)楣P者通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雖然在胚根端開口有利于種胚萌發(fā)撐破種皮，但是因?yàn)榕吒寂叩捏w積較小，在此處開口常造成幼苗根系不全。此研究結(jié)果可作為對前人研究成果的補(bǔ)充［8］。常溫條件下清水浸種不容易燙傷種子，相比于高溫水浴浸種更為安全［9］。從T3、T4處理的對比試驗(yàn)中可以看出，吲哚丁酸鉀可刺激種子的器官發(fā)育和形態(tài)建成［10］，促進(jìn)根系發(fā)育，增強(qiáng)萌發(fā)力［11-12］。經(jīng)機(jī)械破皮、清水浸種、吲哚丁酸鉀刺激三重處理，皂莢種子出苗率高達(dá)83.3%，同時(shí)可使皂莢種子20 d 左右出苗，而常規(guī)方法中僅沙藏層積處理就需要約90 d［13］。但是此次研究僅試驗(yàn)了吲哚丁酸鉀這種單一植物生長調(diào)節(jié)劑的常規(guī)質(zhì)量濃度，而與其他植物生長調(diào)節(jié)劑，如赤霉素、細(xì)胞分裂素、胺鮮酯等的組合使用對皂莢種苗的影響，以及針對不同品種及狀態(tài)種子的植物生長調(diào)節(jié)劑的最佳質(zhì)量濃度、最佳處理時(shí)間還需要深入研究。

古樹名木是曲阜市閃亮的歷史文化標(biāo)志，是自然界和前人留下的珍貴遺產(chǎn)，是珍貴的基因資源、罕見的生態(tài)寫照、難得的旅游特色和獨(dú)特的文化符號。曲阜孔府后花園栽植于清代的皂莢樹具有重要的社會價(jià)值、歷史價(jià)值、科研價(jià)值及生態(tài)價(jià)值。在做好古樹名木本體保護(hù)、復(fù)壯的基礎(chǔ)上，另外對古樹名木優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源進(jìn)行采集、利用，是對古樹名木優(yōu)良基因的保存和傳承。將古樹名木的擴(kuò)繁幼苗作為傳播優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的鮮活載體，是新時(shí)代文物事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的創(chuàng)新舉措。此次研究中，采用機(jī)械破皮、清水浸種、吲哚丁酸鉀刺激三重處理方法縮短了皂莢種子的出苗時(shí)間，具有省工、省時(shí)、省力的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)皂莢幼苗的快速繁育。較高的出苗率及獲得健壯的幼苗使種質(zhì)資源得到了高效利用，對珍稀樹種的培育有借鑒意義。