摘要 以采自平谷區(qū)丫髻山的栓皮櫟種子作為試驗材料,開展50孔穴盤、36孔穴盤、10 cm×20 cm營養(yǎng)缽3種規(guī)格育苗容器的播種試驗,從出苗率、育苗成本、育苗周期等指標進行綜合分析,得出以36孔穴盤播種育苗最為節(jié)約高效;開展了室溫、50、60、70、80 ℃ 5個水溫浸種滅除栗實象甲幼蟲試驗,結果表明,1.5倍種子體積的60 ℃熱水浸種4 h滅蟲效果最佳;開展了胚根長度為0(種臍露白)、1、2、3、4 cm 5個規(guī)格的胚根掰除試驗,以出苗率為主要評價指標,結合株高、徑粗、主根長、主根粗、最長側根等生長量指標分析,綜合評價胚根損傷對栓皮櫟播種出苗率及其生長量的影響,結果表明,當胚根長度≤1 cm時胚根出現(xiàn)折損,對栓皮櫟的出苗率及生長無明顯影響。研究結果解決了在栓皮櫟播種育苗過程中,種子采集、滅蟲、儲存、育苗容器選擇等關鍵技術環(huán)節(jié)中的實際問題,為栓皮櫟播種繁育提供了切實可行的操作經(jīng)驗。
關鍵詞 栓皮櫟;播種;栗實象
中圖分類號 S72 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611(2024)13-0078-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.13.019
開放科學(資源服務)標識碼(OSID):
Study on Seed Status and Sowing Technology of Quercus variabilis in Yaji Mountain
WANG Ying
(Beijing Ming Tombs Forest Farm Management Office, Beijing 102211)
Abstract The study used the seeds of Quercus variabilis collected from Yaji Mountain as experimental materials, sowing experiments on three specifications of seedling containers including 50 hole tray, 36 hole tray, 10 cm×20 cm nutrient bowl were carried out. Based on comprehensive analysis of seedling emergence rate, seedling cost, and seedling cycle,it is concluded that the most economical and efficient method for seedling cultivation is to use a 36 hole tray for sowing;experiments were conducted on the eradication of chestnut weevil larvae by soaking them in five water temperatures, including room temperature 50, 60, 70 and 80 ℃.The results showed that soaking the seeds in 60 ℃ hot water for 4 hours with 1.5 times the seed volume had the best insecticidal effect;we conducted experiments on the removal of embryonic roots in five sizes: 0(with exposed navel), 1, 2, 3 and 4 cm, using seedling emergence rate as the main evaluation indicator, combined with growth indicators such as plant height, diameter diameter, main root length, main root diameter, and longest lateral root.Comprehensive evaluation of the impact of embryonic root damage on the emergence rate and growth of Quercus variabilis was conducted.The results showed that when the embryonic root length was less than or equal to 1 cm, the occurrence of embryonic root damage had no significant impact on the emergence rate and growth of Quercus variabilis. The research results have solved some practical problems existing in key technical processes such as seed collection, pest control, storage, and selection of seedling containers,which can provide practical and feasible operational experience for the sowing and breeding of Quercus variabilis.
Key words Quercus variabilis BL.;Sowing;Chestnut weevil
作者簡介 王瑛(1974—),男,甘肅武威人,高級工程師,碩士,從事林木種苗栽培及林場管理研究。
收稿日期 2023-11-06
櫟類林是北京山區(qū)重要的次生天然群落類型,對于北京山區(qū)的水源涵養(yǎng)、水土保持具有重要意義[1-2]。櫟類對土壤、溫度、濕度、光照條件的要求不高,適應性較強,分布范圍較廣[3]。栓皮櫟(Quercus variabilis BL.)是櫟類林的重要組成,別名軟木櫟、粗皮青岡、白麻櫟等,為殼斗科櫟屬落葉喬木,高可達30 m。栓皮櫟主根發(fā)達,耐干旱,耐瘠?。?],是抗旱、抗病、速生穩(wěn)定樹種,其生態(tài)效益高于刺槐(Robinia pseudoacacia)等抗旱樹種,適應北京山地的生態(tài)環(huán)境,是北京各區(qū)縣主要造林樹種之一[4-5]。栓皮櫟木栓層發(fā)達,對林火產(chǎn)生的高溫能起到隔熱作用,使其形成層不受高溫危害,這一特點有利于其火燒后的再生[1]。
栓皮櫟幼苗耐蔭蔽[6],適應性強,成活后生長迅速,幾年后便可長成高大的上層優(yōu)勢樹種,適合用來改善不良林分結構;櫟類堅果還是昆蟲、鳥類、嚙齒類動物及真菌等微生物的重要食物源[1],其成年樹結實量大,可為小動物提供充足的食物,吸引更多的小動物在林中安家,增加森林景觀的靈動性。基于栓皮櫟以上2個方面的特性,針對北京地區(qū)現(xiàn)有林分中結構單一的林分,通過在林窗區(qū)域補植栓皮櫟小苗,在改善林分結構的同時,又可以為小動物等提供充足的食源,可謂一舉多得。因此,開展栓皮櫟種子繁育實踐至關重要。此外,栓皮櫟葉色季相變化明顯,既是營造防風林、水源涵養(yǎng)林、防護林的優(yōu)良樹種,還是良好的綠化觀賞樹種[7]。
栓皮櫟種子含水量為40%~60%,無休眠期,易發(fā)芽霉爛,易受蟲害,因此應及時采收。種子采收后應放在通風處陰干,至種皮變?yōu)榈S色,種內水分減少至15%~20%時,進行貯藏。生產(chǎn)中常用沙藏法,該法雖然可以通過設置草把進行通風散熱,但不方便種子查驗。該研究采用冷庫(3~5 ℃)貯藏種子,采用長寬高為60 cm×40 cm×25 cm的種植筐將種子分裝,每筐鋪裝種子厚度約20 cm,預留5 cm層高作為種植筐分層碼放的通風層,既提高了單位容積種子的貯藏量,又方便種子查驗。
北京地區(qū)的栓皮櫟林主要分布在海拔 750 m 以下的陽坡和半陽坡,以平谷區(qū)分布最為廣泛[5]。大部分處于自然生長狀態(tài),受人為干預較小,每年有20%~40%的栗食被危害,嚴重地區(qū)可達90%以上[8]。該研究使用的栓皮櫟種子采自平谷區(qū)丫髻山,采集時間為2021年9月14—30日,共采集栓皮櫟種子10 146 kg,采集完成后用40%氧化樂果乳油400倍液浸泡24 h,清水沖洗干凈,瀝水48 h以上,待種子表面水分風干后入冷庫,將庫溫調節(jié)至3~5 ℃儲存。因種子采集時間偏遲,栗實象甲已開始孵化,入庫不久即有幼蟲破殼而出,受低庫溫影響,10月中下旬進入孵化高峰期。經(jīng)抽檢,該批次種子被蛀食的比例高達40.94%,該結果與相關文獻的結論基本保持一致。
研究表明,用50~55 ℃熱水浸種10 min可有效殺死栗實中各齡幼蟲[9],但操作細節(jié)較模糊,如種子與熱水的比例、滅蟲率等均未明確給出,導致實際操作性降低;尚未發(fā)現(xiàn)針對胚根長出后受損的栓皮櫟種子,播種后對其成苗率影響的相關研究。該研究使用的栓皮櫟種子因采集時間偏遲,多為從地面撿拾的落地果實,種子個體差異大,從未萌發(fā)到胚根長達數(shù)厘米的情況都有存在,且種子在自然環(huán)境中暴露時間較長,9月中下旬的外界環(huán)境適宜栗實象甲幼蟲的孵化,導致該批次種子總體質量不高。
為了有效解決上述2方面的問題,綜合考慮育苗成本、育苗周期等因素,筆者擬從以下3個方面開展相關試驗:①研究不同規(guī)格育苗容器對栓皮櫟萌發(fā)率及生長量的影響,解決育苗周期及降低生產(chǎn)成本等問題;②研究不同水溫處理對栓皮櫟出苗率及蟲口數(shù)的影響,以獲得滅蟲效果明顯且操作方法簡單的種子處理方法;③研究不同長度胚根損傷對栓皮櫟出苗率及生長量的影響,以獲得種子采集的較為合理的胚根長度區(qū)間。通過以上3個方面的研究,以期解決生產(chǎn)中存在的一些實際問題,為栓皮櫟播種繁育提供切實可行的操作經(jīng)驗。
1 材料與方法
1.1 不同規(guī)格育苗容器對栓皮櫟萌發(fā)率及生長量的影響
1.1.1 試驗材料。選取當年生無蟲孔、未萌發(fā)栓皮櫟種子1 800粒,每200粒為1次重復,分別播種在50孔穴盤(孔徑4.5 cm×孔深9 cm)、36孔穴盤(孔徑6 cm×孔深9 cm)和黑色營養(yǎng)杯(孔徑10 cm×孔深20 cm)中。每種規(guī)格容器設置3次重復,分別播種600粒。
1.1.2 試驗方法。 選用細泥炭土(0~10 mm)與蛭石(1~3 mm),按照體積比1∶1混拌均勻作為栽培基質,混拌時用50%多菌靈可濕性粉劑0.2%溶液噴淋消毒,用藥量以手握基質成坨,輕觸即散為宜;配制完成后灌裝容器,并于播種前24 h澆透水。采用橫播的方式播種,2021年10月21日將種子挑選完成后立即播種,播種深度3~4 cm。在播種后的第60天(2021年12月22日)調查出苗率;按照對角線法不定期抽查部分種苗,記錄各規(guī)格容器種苗根系抱坨(土坨外表面約2/3面積布滿纖維根,土坨拔出時基質不散落)的日期,每次抽取10株,當有50%以上的植株根系抱坨時,說明該規(guī)格容器育苗周期(自播種日期開始至根系抱坨之日持續(xù)的天數(shù))結束;2022年2月15日,采用對角線法從3種容器中分別抽取30株,用計數(shù)法統(tǒng)計主根和側根的數(shù)量;用盒尺測量株高、主根長等指標,讀數(shù)精確到0.1 cm;用游標卡尺測量地徑、根徑等指標,讀數(shù)精確到0.01 mm。
1.2 不同水溫處理對栓皮櫟出苗率及蟲口數(shù)的影響
1.2.1 試驗材料。選取當年生無蟲孔、未萌發(fā)栓皮櫟種子3 000粒。
1.2.2 試驗方法。設計室溫、50、60、70、80 ℃ 5個水溫區(qū)間,每個區(qū)間設計3次重復,每重復200粒種子;2021年10月19日,將3 000粒種子按照600粒/份分為5份,放入獨立的水桶中;向桶中加入約為種子體積1.5倍的熱水,其中70、80 ℃熱水在倒入過程中需快速攪動6~8 min,避免局部水溫過高燙傷種子,浸泡4 h后撈出;將處理后的種子放置在桶中蓋上桶蓋室溫存放3 d,檢查并統(tǒng)計各處理中新孵化出的幼蟲數(shù)量,以判斷不同水溫對栗實象甲幼蟲的滅殺效果;統(tǒng)計蟲口數(shù)量之后,采用橫播的方式進行播種,播種深度3~4 cm?;|類型及處理方法同“1.1.2”,將基質灌裝至上口徑×深為10 cm×20 cm的黑色營養(yǎng)缽中,提前24 h澆足水備用。2021年10月22日完成播種,60 d后調查各處理種子的出苗率。
1.3 不同長度胚根損傷對栓皮櫟出苗率及生長量的影響
1.3.1 試驗材料。挑選胚根長度為0(種臍露白)、1、2、3、4 cm 5個規(guī)格的種子,每個規(guī)格為1個處理,每處理設置3次重復,每重復100粒,共計1 500粒種子。
1.3.2 試驗方法。將已經(jīng)萌發(fā)伸長的胚根自基部掰除,用70%百菌清可濕性粉劑0.1%濃度浸泡消毒10 min,撈出后立即播種;基質配比及消毒混拌方法見“1.1.2”;播種容器采用上孔徑×深為4.5 cm×9.0 cm的50孔穴盤,提前灌裝穴盤并于播種前24 h澆足水備用;2021年10月22日采用橫播的方式播種,播種深度3~4 cm;2021年12月25日調查統(tǒng)計各處理出苗率;采用對角線法從每穴盤抽取5株樣本,每個處理抽取30株,用水洗去基質,清洗時應充分浸泡、用力輕柔,盡量減少對根系的損傷,處理完成后進行測量;測量工具及測量方法同“1.1.2”。
2 結果與分析
2.1 不同規(guī)格育苗容器對栓皮櫟萌發(fā)率及生長量的影響
由表1可知,栓皮櫟在50孔穴盤、36死穴盤、營養(yǎng)杯3種規(guī)格容器中的出苗率分別為67.8%、79.7%、70.7%,最高為36孔穴盤,其次為營養(yǎng)杯,最低為50孔穴盤;50孔穴盤、36孔穴盤、營養(yǎng)杯3種規(guī)格容器需要投入的基質成本依次為0.38、0.80、2.56元/穴,以營養(yǎng)杯所需的基質成本最高,分別是前者的6.7倍和3.2倍;50孔穴盤、36孔穴盤、營養(yǎng)杯3種規(guī)格容器的單位面積產(chǎn)量分別為300、220、110株/m2,以營養(yǎng)杯單位面積產(chǎn)量最低,分別是前者的36.7%、50.0%;50孔穴盤、36孔穴盤、營養(yǎng)杯3種規(guī)格容器的育苗周期分別為100、120、180 d,即容器規(guī)格越大,育苗周期越長。3種規(guī)格容器培育的種苗,除了平均主根長受栽培容器深度影響外,其平均株高、平均地徑、平均主根根徑、單位長度主根側根數(shù)等指標均以36孔穴盤苗最高;營養(yǎng)杯苗的平均主根長最長,達11.52 cm,這與其容器深度成正比,其平均地徑為3.01 cm,平均主根根徑為4.38 mm,單位長度主根側根數(shù)為4.06條/cm,均為3種規(guī)格容器中最低,表明栓皮櫟作為直根性樹種,其養(yǎng)分優(yōu)先供給主根伸長生長,分配在根系增粗和側根數(shù)量生長的養(yǎng)分相對較少,而側根數(shù)量的減少則不利于根系抱坨,會明顯延長栓皮櫟種苗的培育周期。判斷一株種苗生活力的高低,以平均地徑、平均主根根徑、單位長度主根側根數(shù)等指標較為關鍵,尤其是單位長度主根側根數(shù),該指標的高低直接決定著土坨的完整性及移栽后種苗適應新環(huán)境的能力。
2.2 不同水溫處理對栓皮櫟出苗率及蟲口數(shù)的影響
由表2可知,室溫水浸泡處理栗實象甲幼蟲25只,蟲蛀率為4.2%;50 ℃水浸泡4 h處理的栗實象甲幼蟲11只,蟲蛀率為1.8%;60、70、80 ℃水溫浸泡4 h處理的種子未發(fā)現(xiàn)栗實象甲幼蟲。室溫、50、60、70、80 ℃水溫處理的種子出苗率分別為78.3%、75.8%、76.5%、66.8%、26.3%,當水溫≥70 ℃時,栓皮櫟種子的出苗率降至70%以下。因此,在不影響出苗率的情況下,60 ℃水溫對栗實象甲幼蟲的滅殺效果最好,50 ℃水溫次之,室溫水最差。
2.3 不同長度胚根損傷對栓皮櫟出苗率及生長量的影響
由表3可知,在栓皮櫟種子胚根長度為0、1、2、3、4 cm時,將胚根自基部掰除再進行播種,隨著胚根長度的遞增,其出苗率呈現(xiàn)依次遞減的趨勢,分別為86.7%、83.7%、71.3%、67.0%、56.7%;當胚根長度為2 cm時,出苗率降幅明顯,比胚根長度為0、1 cm處理分別下降了17.8%和14.8%,這與胚根胚芽的發(fā)育形成相關。隨著胚根的伸長生長,胚芽也萌發(fā)生長,胚根越長,掰除時連同胚芽一起損傷的情況也增多,這是導致出苗率明顯下降的主要原因。隨著胚根長度的伸長,種苗的平均株高、平均地徑、平均最長側根長度均呈依次遞減趨勢,表明胚根越長消耗的養(yǎng)分就越多,而其折斷后新根系生成的時間也相對延長,不利于其快速從基質中
汲取后續(xù)生長所需養(yǎng)分;隨著胚根長度的伸長,平均主根數(shù)量呈現(xiàn)
遞增趨勢,表明根尖折損有助于生成更多的主根系。綜上所
述,栓皮櫟播種首先應以出苗率為第一評價指標,在保證高出苗率的前提下,綜合主根根徑、主根長度、地徑、株高等指標進行評價。結果表明:胚根長度0 cm處理出苗率最高,其平均株高、平均地徑、平均主根長度、平均主根根徑、平均最長側根均為5個處理中最高。因此,栓皮櫟播種應首選種臍露白的種子進行播種,盡量保持胚根的完整性,避免胚根的折損等。
3 討論與結論
3.1 不同規(guī)格育苗容器對栓皮櫟萌發(fā)率及生長量的影響
有文獻表明,容器類型能有效調控植物生物量的分配[10],容器類型直接作用于苗木規(guī)格、根系結構、生物量和養(yǎng)分含量的積累與分配,進而影響苗木的成活與生長[11],因此,在育苗過程中容器的選擇非常關鍵,直接關系到育苗的成敗及育苗成本的控制。
研究結果表明,雖然50孔穴盤的單位面積產(chǎn)出最高,且基質成本最低,但是其在養(yǎng)護管理的過程中存在基質易干,需要經(jīng)常性補水的情況,管理較為繁雜,播后管理投入的人力過多,易出現(xiàn)因管理不到位導致的植株缺水死亡情況;在播種前期,因出現(xiàn)基質水分偏干的情況較多,一定程度上抑制了種子的萌發(fā),是造成其出苗率較低的主要原因。
營養(yǎng)杯苗則由于基質容量大,在整個養(yǎng)護期表現(xiàn)出長期高濕,播種后不久基質表面滋生出一層青苔,基質水氣比不合理,一定程度上也抑制了栓皮櫟種苗的快速萌發(fā),對其出苗造成不利影響;由于基質長期高濕,營養(yǎng)缽苗在栽培過程中還存在整株枯死及種蠅危害的情況;因杯大苗小,根系抱坨的時間也明顯延長,導致其培育周期長達180 d;此外,因土坨過大,在移栽定植時還會增加運輸及栽種成本。
在3種規(guī)格的育苗容器中,以36孔穴盤出苗率最高,其基質干濕間隔介于50孔穴盤及營養(yǎng)杯之間,從出苗率、基質成本、單位面積產(chǎn)出、育苗周期、養(yǎng)護管理、運輸、栽種等因素綜合考慮,該研究采用的3種規(guī)格育苗容器中以36孔穴盤播種育苗最為節(jié)約高效。
3.2 不同水溫處理對栓皮櫟出苗率及蟲口數(shù)的影響
研究結果表明,雖然室溫水浸泡的種子在儲存3 d后,其蟲蛀率高達4.2%,為幾個處理中最高,但其播種出苗率也保持了最高,表明栓皮櫟種子不宜長期儲存,在育苗時應首選即采即播[10]的方式。文獻表明,用50 ℃熱水浸種,有利于提高栓皮櫟種子發(fā)芽率[12-13],該研究中室溫、50、60 ℃熱水浸泡4 h栓皮櫟種子的出苗率分別為78.3%、75.8%、76.5%,并未出現(xiàn)50 ℃熱水浸種處理出苗率明顯高于室溫水浸泡處理的情況,說明采用50 ℃熱水浸種滅蟲的實踐意義更強。因此,如果播種條件不具備,需要儲存較長一段時間時,則需要采取熱水浸種的方式滅蟲,以降低栗實象甲幼蟲的危害,結果表明1.5倍種子體積的60 ℃熱水浸種4 h滅蟲效果最佳。
3.3 不同長度胚根損傷對栓皮櫟出苗率及生長量的影響
該研究結果表明,當栓皮櫟胚根長度≤1 cm時,發(fā)生胚根折斷,其種子的出苗率仍可保持在83.7%以上,當胚根長度為2 cm時,發(fā)生胚根折斷,其種子的出苗率明顯下降至71.3%;當胚根長度≥3 cm時,采集到的種子出苗率則低至67%及以下,對這部分種子進行采集播種,會造成人力物力的極大浪費。因此,在種源充足的情況下,應盡量采集無蟲孔、未萌發(fā)的新鮮種子;如果種源欠缺,則胚根長度≤2 cm的種子也可作為采集對象。此外,在種子儲存的過程中,由于個體差異也存在著胚根生長速度不一的情況,在后續(xù)的播種操作過程中不可避免地會出現(xiàn)胚根折損的情況。
該研究以播種出苗率為首要指標,結合株高、地徑、主根長、主根根徑、最長側根等生長指標進行分析,綜合評價了胚根損傷對栓皮櫟播種出苗率及生長量的影響,得出當胚根長度≤1 cm時胚根出現(xiàn)折損對栓皮櫟的出苗率及后續(xù)生長沒有明顯不良影響,在栓皮櫟播種的過程中應首選種臍露白的種子進行播種,應盡量保持胚根的完整性。在播種前對種子進行催芽處理,挑選種臍露白的種子分批播種,可提高播種出苗率且保持同批次植株生長狀態(tài)的一致性,便于后期統(tǒng)一養(yǎng)護管理,該研究對播種過程中出現(xiàn)胚根折損的種粒能否繼續(xù)播種具有指導意義。
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