佘 萍,余治家,馬 杰,賈寶光,王正安
(寧夏農(nóng)林科學院固原分院,寧夏 固原 756000)
楤木Aralia chinensis是五加科楤木屬灌木或小喬木,樹皮灰色,疏生粗壯直刺,小枝常淡灰棕色,有黃棕色絨毛,疏生細刺。葉為二回或三回羽狀復葉,托葉與葉柄基部合生,耳廓形,小葉紙質(zhì)至薄革質(zhì),卵形、闊卵形或長卵形,先端漸尖或短漸尖。大圓錐花序上分小傘形花序,花多數(shù),白色,芳香,花期7~8月,果期9~10月。在六盤山地區(qū),楤木又名黃花楤木(A.chinensisL.Var.nudaNakai)、烏龍頭、刺龍芽、刺嫩芽等,是六盤山自然分布的木本植物,其嫩芽可食用,是當?shù)赜忻奶厣揭安?。目前,作為支撐地方?jīng)濟發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)正處于起步階段,近幾年老百姓于每年春季到野外采摘其嫩芽以自食、加工出售和供農(nóng)家樂收購等,供不應求。然而,這種采挖方式對六盤山的植被、野生楤木資源的破壞越來越嚴重,采摘難度也越來越大。因此,開展六盤山野生楤木馴化和繁育技術(shù)研究,對該樹種在六盤山地區(qū)的擴繁、栽培和產(chǎn)業(yè)化具有深遠意義和參考價值。
楤木屬植物在藥用方面開發(fā)利用很早,1836年就有人針對楤木的利尿作用進行了研究[1],我國最早對楤木屬植物的研究可追溯到1964年傅克治等[2]開展龍牙楤木根皮生藥學鑒定研究。近幾年,對楤木的研究主要在藥用成分研究[3],楤木含有皂苷類、黃酮類、微量元素、氨基酸及揮發(fā)油、糖類、脂肪酸、生物堿等;化學成分的提取[4-6]及提取工藝[7-9],主要提取的成分有二萜類化合物、三萜類化合物、酚類化合物、皂苷等;基因組學研究[10-12]方面,主要以基因家族成員的鑒定和分析、基因圖譜及含量測定、基因功能等。對楤木屬植物的繁育技術(shù)[13-14]和栽培技術(shù)[15-16]研究主要在縮短種子休眠期,播期、播量、密度、肥料、施肥量等對幼苗生長的影響,以及切根、平茬等對分蘗和萌生量的影響。作為極具開發(fā)利用兼有藥用價值的山野菜,對其嫩芽營養(yǎng)成分[17]、腌制工藝[18]、保鮮[19]、營養(yǎng)成分[20-21]、品質(zhì)[22]等方面的研究也顯得尤為關(guān)鍵。本研究主要開展了沙藏溫度對楤木種子萌發(fā)的影響和覆蓋物對幼苗生長的影響。
本研究試驗地點位于寧夏涇源縣新民鄉(xiāng)先進村的農(nóng)田(106°24′13″E,35°17′55″N),近2年該地年均氣溫6.5 ℃,年降水量650 mm,年最高氣溫28.5 ℃,年最低氣溫-20 ℃,≥5 ℃積溫2 700 ℃,無霜期140 d,年相對濕度66%。土壤為山地灰褐土,土層平均厚度60 cm,薄厚分布不均,土壤pH值為7.74,有機碳含量為65.6 g·kg-1,全氮含量為5.1 g·kg-1,全磷含量為0.9 g·kg-1,全鉀含量為24.8 g·kg-1,全鐵含量為35.8 g·kg-1,土壤水溶性鹽總量為0.6 g·kg-1。
本試驗所選的播種材料為2019年采集的六盤山楤木種子,覆蓋物為胡麻草、玉米秸稈和落葉松針葉。
1.3.1 凈種方法
六盤山楤木種子制備:2019年9月上中旬果實成熟后進行人工采摘,按照GB/T 16619 規(guī)定執(zhí)行。將果實腐熟2~3 d 及時調(diào)制種子。具體方法是在水泥地上將果肉踩碎,收到孔徑≧0.25 cm 的篩中,在流動的清水下反復沖洗,將篩出的果醬及種子混合物收到容器中,再把容器中的混合物倒入孔徑≦0.15 cm 的細篩反復沖洗,將篩中剩余的混合物置于通風干燥處陰干,反復搓揉,除去雜質(zhì),裝于布袋中備用。
1.3.2 種子催芽方法
11月初將已制備的種子用40 ℃的溫水浸種48 h,再用0.5%高錳酸鉀溶液消毒2 h,之后用清水沖洗種子3~5 次。將處理好的種子與消毒后的濕沙(來源:固原沙廠,沙粒粒徑0.5~0.6 mm),混勻后裝在孔徑為0.1 cm 的尼龍網(wǎng)袋中,將裝好種子的網(wǎng)袋與消過毒的濕河沙分層放置在塑料盆中,共放3 層,最下面一層2 cm 厚的濕沙,中間一層是0.5 cm 厚的種子,最上面一層是2 cm厚的濕沙,濕沙的含水率保持在60%±5%。
G1 處理:低溫沙藏+高溫催芽(在0 ℃環(huán)境下放置150 d 后放在25 ℃環(huán)境中繼續(xù)沙藏,待萌發(fā)率達到30%左右播種)。
G2 處理:室溫沙藏+高溫催芽(在15 ℃環(huán)境下放置150 d 后放在25 ℃環(huán)境中繼續(xù)沙藏,待萌發(fā)率達到30%左右播種)。
G3 處理:低溫冷凍沙藏+高溫催芽(在-20 ℃環(huán)境下放置150 d 后放在25 ℃環(huán)境中繼續(xù)沙藏,待萌發(fā)率達到30%左右播種)。
對照CK:低溫沙藏(在0 ℃環(huán)境下沙藏,待萌發(fā)率達到30%左右播種)。
1.3.3 發(fā)芽試驗
分別從以上G1、G2、G3 和對照CK 沙藏150 d的種子中挑選飽滿種子150 粒,每50 粒一份,每個處理重復3 次,分別置于雙層濾紙的培養(yǎng)皿中,G1、G2、G3置于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中進行發(fā)芽試驗,采用完全隨機區(qū)組排列。對照CK 置于0 ℃恒溫培養(yǎng)箱中進行發(fā)芽試驗。保持濾紙濕潤,每天進行觀測,胚根突出種皮的長度為2 mm 時視為種子萌發(fā),種子停止萌發(fā)后統(tǒng)計發(fā)芽率。
1.3.4 播種及覆蓋方法
試驗采用完全隨機區(qū)組設計,3 個區(qū)組,每個區(qū)組4 種處理,播種前對種子催芽(催芽方法見1.3.2),對土壤消毒(播種前5~7 d 用75%敵克松和25%代森錳鋅的混合粉劑4.0~6.0 g·m-2與細砂土混合均勻成藥土,播種前將藥土撒在播種溝中)。播后觀測出苗數(shù),測量苗高、計葉片數(shù)。播種前3 d 用五氯硝基苯溶液對床面進行消毒。采用條播,行距為10~15 cm,開深3.0 cm 的溝,將混沙的種子均勻地撒于溝內(nèi),覆土1.0 cm 厚,所選的播后覆蓋物為胡麻草T1(用鍘草機處理成碎屑狀)、玉米秸稈T2(用鍘草機處理成碎屑狀)、六盤山華北落葉松針葉T3,覆蓋2 cm 厚,以不覆蓋為對照CK,每個處理的面積為1 000 m2。用微噴裝置澆透水后不定期噴灌,所有苗床播種后保持床面濕潤。
萌發(fā)率=(發(fā)芽種子粒數(shù)÷供試種子粒數(shù))×100%
出苗率=(出苗量÷播種量)×100%
出苗量:相對播種量而言,每個播幅播種后發(fā)芽種子實際萌發(fā)出的幼苗數(shù)量,采用人工計數(shù)。
苗高:苗木自地面至最高生長點的垂直距離,用鋼卷尺測量。
葉片數(shù):每株苗木上生長的長度大于1 cm 的復葉數(shù)量,采用人工計數(shù)。
數(shù)據(jù)用SPSS 19.0 軟件進行單因素方差分析,用Excel 2010、SPSS 19.0 和Graphpad prism 8.0 軟件進行圖表生成。
將不同層積催芽處理(G1、G2、G3、CK)六盤山楤木種子的萌發(fā)率差異進行正態(tài)性檢驗,P=0.893>0.05 說明所測數(shù)據(jù)呈正態(tài)性分布,可進行統(tǒng)計分析,結(jié)果如下。
由表1得出,不同覆蓋物出苗率顯著性P=0.927>0.05,說明方差齊,可用單因素方差分析,得出如下結(jié)果。
表1 不同催芽方法楤木萌發(fā)率方差齊性檢驗Table 1 Homogeneity test of germination rate variance of A.chinensis with different germination methods
由表2可知,P=0.000<0.01,說明這4 種處理間至少有2 種處理是存在極顯著性差異的。由圖1可知,G1(低溫沙藏+高溫催芽)處理萌發(fā)率最高,為84.7%,其余依次為處理G2(室溫沙藏+高溫催芽)、G3(低溫冷凍沙藏+高溫催芽)和CK(低溫沙藏),三者萌發(fā)率分別為72.7%、68.7%和50.0%,分別比T1 處理的出苗率低12.0%、16.0%和34.7%。G1 處理是在0 ℃環(huán)境下放置150 d 后放在25 ℃環(huán)境中繼續(xù)沙藏了40 d;G2 處理是在15 ℃環(huán)境下放置150 d 后放在25 ℃環(huán)境中繼續(xù)沙藏了47 d;G3 處理是在-20 ℃環(huán)境下放置150 d 后放在25 ℃環(huán)境下繼續(xù)沙藏了43 d;對照CK 處理在0 ℃環(huán)境下沙藏了207 d。G1、G2、G3 沙藏前150 d 溫度各不相同,后期均是在25 ℃下繼續(xù)沙藏,3 個處理萌發(fā)時間不同;G1 與CK 前150 d 沙藏溫度相同,差別在后期,G1 進行了高溫處理,而CK 保持溫度不變。4 種處理以G1 處理萌發(fā)得最早,萌發(fā)率最高。
圖1 不同催芽方法對六盤山楤木萌發(fā)率的影響Fig.1 Effects of different germination methods on germination rate of A.chinensis
表2 不同催芽方法對楤木萌發(fā)率的影響方差分析Table 2 Variance analysis of the effects of different germination methods on germination rate of A.chinensis
對不同覆蓋物(T1、T2、T3、CK)下六盤山楤木種子的出苗率差異進行正態(tài)性檢驗,P=0.562>0.05 說明所測數(shù)據(jù)呈正態(tài)性分布,可進行統(tǒng)計分析,結(jié)果如下。
由表3得出,不同覆蓋物出苗率顯著性P=0.108>0.05,說明方差齊,可用單因素方差分析,得出如下結(jié)果。
表3 不同覆蓋物六盤山楤木出苗率方差齊性檢驗Table 3 Homogeneity test of variance of emergence rate of A.chinensis with different coverings
由表4可知,P=0.005<0.01,說明這4 種處理至少有2 種處理是存在極顯著性差異的。由圖2可見,T2(玉米秸稈)處理,出苗整齊,幼苗健壯,出苗率最高,為74.5%,其余依次為處理T1(胡麻草)、T3(松針)和對照CK(不覆蓋),三者出苗率分別為45.6%、43.3%和34.4%,分別比T1處理的出苗率低28.9%、31.2%和40.1%。胡麻草和松針覆蓋下出苗不太整齊,生長較弱,尤其是松針處理,出苗后幼苗逐漸猝倒枯萎,到后期所剩無幾。對照組不覆蓋任何物品,出苗不整齊,幼苗最弱,出苗率最低,但后期幼苗枯死相對松針覆蓋較少,落葉松針在接受自然降水的浸潤后,水質(zhì)呈弱酸性,對楤木幼苗生長不利,而玉米秸稈和胡麻草在接受自然降水的浸潤后,水質(zhì)呈弱堿性,對楤木幼苗生長有利。經(jīng)調(diào)查,玉米秸稈、胡麻草和松針覆蓋下平均地表溫度由大到小依次是胡麻草、玉米秸稈和松針,可見松針能有效降低土壤溫度,地溫是影響出苗的關(guān)鍵因素,可見玉米秸稈覆蓋對楤木種子出苗最有利。
表4 不同覆蓋物對六盤山楤木出苗率的影響方差分析Table 4 Variance analysis of the effects of different coverings on emergence rate of A.chinensis
圖2 不同覆蓋物對六盤山楤木出苗率的影響Fig.2 Effects of different mulch on emergence rate of A.chinensis
對不同覆蓋物(T1、T2、T3、CK)下六盤山楤木種子的苗高異進行正態(tài)性檢驗,P=0.688>0.05 說明所測數(shù)據(jù)呈正態(tài)性分布,可進行統(tǒng)計分析,結(jié)果如下。
由表5得出,不同覆蓋物苗高顯著性P=0.067>0.05,說明方差齊,可用單因素方差分析,得出如下結(jié)果。
表5 不同覆蓋物六盤山楤木苗高方差齊性檢驗Table 5 Homogeneity test of height square difference of A.chinensis seedlings with different coverings
由表6可知,P=0.000<0.01,說明這4 種處理至少有2 種處理是存在極顯著性差異的。由圖3可見,T1(胡麻草)處理苗高最高,為23.0 cm,其余依次為處理T2(玉米秸稈)、CK 和T3(松針),三者苗高分別為13.9、7.1 和6.4 cm,分別比T1 處理的苗高低9.1、15.9 和16.6 cm。玉米秸稈、胡麻草和松針覆蓋下平均地表溫度由大到小依次是胡麻草、玉米秸稈和松針,地溫高對幼苗生長有利,在葉片未完全覆蓋地面的情況下,胡麻草覆蓋的地表溫度最高,又不至讓幼苗灼傷,對幼苗生長最有利,因此胡麻草覆蓋下楤木幼苗較其他處理更高。
表6 不同覆蓋物六盤山楤木苗高的影響方差分析Table 6 Variance analysis of the effects of different coverings on seedling height of A.chinensis
圖3 不同覆蓋物對六盤山楤木苗高的影響Fig.3 Effects of different mulch on seedling height of A.chinensis
對不同覆蓋物(T1、T2、T3、CK)下六盤山楤木種子的葉片數(shù)異進行正態(tài)性檢驗,P=0.062>0.05 說明所測數(shù)據(jù)呈正態(tài)性分布,可進行統(tǒng)計分析,結(jié)果如下。
由表7得出,不同覆蓋物葉片數(shù)顯著性P=0.066>0.05,說明方差齊,可用單因素方差分析,得出如下結(jié)果。
表7 不同覆蓋物六盤山楤木葉片數(shù)方差齊性檢驗Table 7 Homogeneity test of leaf number variance of A.chinensis with different coverings
由表8可知,P=0.000<0.01,說明這4 種處理至少有2 種處理是存在極顯著性差異的。通過圖4可見,T1(胡麻草)處理葉片數(shù)最多,為7.7枚·株-1,其余依次為處理T2(玉米秸稈)、CK和T3(松針),三者葉片數(shù)分別為4.9、4.3 和3.7枚·株-1,分別比T1 處理的葉片數(shù)少2.8、3.4 和4.0枚·株-1。玉米秸稈、胡麻草和松針覆蓋下平均地表溫度由大到小依次是胡麻草、玉米秸稈和松針,地溫高對幼苗生長有利,在葉片未完全覆蓋地面的情況下,胡麻草覆蓋的地表溫度最高,又不至讓幼苗灼傷,對幼苗生長最有利,因此胡麻草覆蓋下楤木幼苗葉片數(shù)較其他處理更多。
表8 不同覆蓋物對六盤山楤木葉片數(shù)的影響方差分析Table 8 Variance analysis of the effects of different coverings on leaf number of A.chinensis
圖4 不同覆蓋物對六盤山楤木葉片數(shù)的影響Fig.4 Effects of different coverings on leaf numbers of A.chinensis
六盤山楤木種子萌發(fā)以0 ℃下沙藏150 d 后繼續(xù)在25 ℃下沙藏30 d 為宜,播種后以玉米秸稈覆蓋出苗率高,以胡麻草覆蓋促進幼苗生長效果好。
影響種子萌發(fā)的因素主要有4 個,即水分、氧氣、溫度、光照[23-24],本研究在種子培養(yǎng)過程中培養(yǎng)箱光照、水分、氧氣條件是相同的,均能滿足楤木種子萌發(fā)所需,4 種處理差別主要是溫度。經(jīng)過0 ℃到25 ℃的變溫沙藏,可以使楤木種子內(nèi)酶活性增強,有效打破楤木種子休眠,促進萌發(fā)。
前人的研究表明將種子用清水浸泡7 d,沙藏3~4 個月,后置于20 ℃條件下催芽效果好,一般發(fā)芽率可達60%,并未明確出苗率是多少[14],這樣的結(jié)果對生產(chǎn)實際的指導作用較小,研究不夠深入。種子難萌發(fā)與種皮厚度有關(guān)[25],楤木種子種皮比較致密,具有明顯的生理后熟現(xiàn)象和休眠特性,不經(jīng)過催芽處理,種子萌發(fā)和出苗不整齊。采用GA3200 mg·L-1浸種12 h 在25 ℃恒溫箱內(nèi)催芽50 d發(fā)芽率最高,為63.48%[26],比本研究低。冷藏對打破種子休眠有一定的促進作用,而外源激素[27]、內(nèi)源激素[28]對種子萌發(fā)也有一定的影響,下一步將開展外源激素對楤木種子萌發(fā)的相關(guān)研究。
本研究在播種后進行覆蓋,一是為了避免六盤山地區(qū)夏季經(jīng)常會出現(xiàn)的冰雹天氣,覆蓋物可以有效減輕冰雹對幼苗的危害;二是六盤山地區(qū)在4—5月常出現(xiàn)較嚴重的倒春寒,氣溫會降到0 ℃以下,對剛長出的幼苗會產(chǎn)生凍害,覆蓋可以起到保溫作用,減輕凍害。對楤木種子播后覆蓋的研究鮮有報道,前人僅在幼苗長出第1 片真葉時,加蓋遮陰網(wǎng)遮陽,防止幼苗被灼傷[29],這與本研究對幼苗采取覆蓋的作用截然不同。覆蓋物對地表土壤溫度[30]和土壤物理性質(zhì)及養(yǎng)分含量[31]有一定的影響,本研究還未對3 種覆蓋物的成分含量及其對土壤的影響進行測定,這些將在接下來的研究工作中開展。
對棘莖楤木無性繁殖技術(shù)研究,結(jié)果表明根段長度、徑粗和生根劑種類和濃度對生根率均有影響,根段長度達15 cm、根段徑粗為5~7 mm時成活率最高,為76.67%;ABT 濃度100 mg·L-1時成活率最高,為84.44%[32]。而對六盤山楤木無性繁殖研究表明的根插育苗生根率為58.3%、硬枝扦插生根率為3.4%、嫩枝扦插生根率為0[14],說明六盤山楤木無性繁殖方式成活率比較低,尤其是用枝條扦插還需進一步深入研究,以求達到快速擴繁的目標。
目前,楤木是固原市具有很大發(fā)展?jié)摿?、可以有效助力脫貧攻堅的潛力型菜用木本植物,近些年都未對其深入研究和開發(fā)利用過,今后在繁育技術(shù)和栽培技術(shù)方面還需要開展深入研究,以提高產(chǎn)菜量,達到脫貧富民的目標。