CN114651677A - 干旱区野生草木樨状黄芪种子人工繁育条件的优化方法 - Google Patents

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李雯
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沈艳
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Abstract

一种干旱区野生草木樨状黄芪种子人工繁育条件的优化方法，属于野生植物种子的繁殖方法技术领域，将采集的野生草木樨状黄芪种子进行温室育苗后，移栽至整理好的种植小区内，通过对每个种植小区设置不同的种植密度、灌溉量、施N量、施P2O5量、施K2O量水平以对野生草木樨状黄芪种苗进行处理，对收获的野生草木樨状黄芪种子进行测定分析，探究出了最优的野生草木樨状黄芪种子繁育条件，使得种子产量和质量得到大规模提高，缓解了野生草木樨状黄芪“有种无源”的现状，保证了市场对种子的需求，为野生牧草人工种子繁育技术提供了理论基础和实践依据。

Description

干旱区野生草木樨状黄芪种子人工繁育条件的优化方法
技术领域
本发明属于野生植物种子的繁殖方法技术领域，具体涉及一种干旱区野生草木樨状黄芪种子人工繁育条件的优化方法。
背景技术
草木樨状黄芪(Astragalus melilotoides)为广旱生植物，多分布在森林草原、典型草原和荒漠草原带。我国常见于西北部的短花针茅、戈壁针茅荒漠草原区，也见于黄土高原丘陵、低山坡地的长芒草、大针茅干草原群落内，宁夏多在中北部草原区分布。草木樨状黄芪具有较强的抗旱、抗寒、耐风沙等特性，营养价值较好，是宁夏乃至我们西北荒漠草原、典型草原生态修复、放牧型人工草地建植的良好牧草材料。
草木樨状黄芪作为一种优质的野生牧草，有其独特的生物和生态学特征，可作为草原退化补播的重要乡土草种，应用前景广阔。但是，目前我国对于野生草木樨状黄芪的开发利用较为滞后，直接收集其野生种子用于生态修复不仅种子产量低，质量参差不齐、难以控制，而且收集费时费力，现有技术中人工繁殖草木樨状黄芪种子也存在生产技术缺失，严重影响了草木樨状黄芪在退化草地生态恢复中的应用，因而采集其野生种子进行人工种子繁育是理论和实践可行的一条途径。
发明内容
本发明提供了一种干旱区野生草木樨状黄芪种子人工繁育条件的优化方法，依据野生草木樨状黄芪的自身特性，筛选出干旱区野生草木樨状黄芪种子最优的人工繁育条件，为干旱区野生草木樨状黄芪种子人工繁育提供科学依据和实践指导。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种干旱区野生草木樨状黄芪种子人工繁育条件的优化方法，包括如下步骤：
(1)选种：采集前一年成熟期的野生草木樨状黄芪种子，进行破除休眠处理；
(2)温室育苗：将步骤(1)破除休眠后的种子在温室穴盘内进行育苗，得到野生草木樨状黄芪种苗；
(3)种植区准备：选取地形平坦、土质疏松的土地作为种植区，对种植区打土埂将其分割成多个种植小区，每个种植小区面积相等；
(4)种苗移栽及处理：将步骤(2)中培育至50～60天的野生草木樨状黄芪种苗按行距100cm移栽至种植小区，对每个种植小区处理不同水平的种植密度、灌溉量、施N量、施P2O5量、施K2O量，各种植小区处理随机排列。
(5)田间管理：对每个种植小区的野生草木樨状黄芪种苗定期进行田间病虫害管理和杂草管理；
(6)种子收获及测定：当野生草木樨状黄芪的绿色荚果有70％变为暗褐色时，种子成熟，进行人工刈割，对每个种植小区收获的种子进行测定分析，确定种子最优的繁育条件。
优选的，步骤(1)中所述选种还包括筛选出大小一致、种粒饱满、无病虫害的种子，所述种子破除休眠方式为采用70％酒精消毒30～60s，然后用98％的硫酸浸泡处理6min。
优选的，步骤(3)中还包括对种苗移栽前的种植区进行修整，对选好的种植区土地深犁翻耕，采用旋耕机对土壤和杂草进行破碎，去除杂草根茎。
优选的，步骤(3)中每个种植小区间埋1m深塑料膜进行防水分侧渗。
优选的，步骤(4)中野生草木樨状黄芪种苗移栽至种植小区前、后均需灌溉，以保证移栽前土壤保持湿润，使得移栽后的种苗成活、正常生长。
优选的，步骤(4)中待每个种植小区内的野生草木樨状黄芪种苗生长至现蕾期时，进行灌溉并随水配施N、P2O5、K2O肥，到冬季追加冬灌，其中，灌溉量分配为现蕾期：冬灌为0.65:0.35。
优选的，步骤(6)中所述测定分析包括称重种子实际产量，测定计算种子的发芽率、发芽势及发芽指数，所述发芽率(％)＝种子总发芽数/供试种子数×100％；发芽势(％)＝规定时间内种子发芽数/供试种子数×100％；发芽指数(GI)＝Σ(每天对应的种子发芽/相应的发芽日数)。
由上述技术方案可知，本发明提供了一种干旱区野生草木樨状黄芪种子人工繁育条件的优化方法，将采集的野生草木樨状黄芪种子进行温室育苗后，移栽至整理好的种植小区内，通过对每个种植小区设置不同的种植密度、灌溉量、施N量、施P2O5量、和施K2O量水平以对野生草木樨状黄芪种苗进行处理，对收获的野生草木樨状黄芪种子进行测定分析，探究出了最优的野生草木樨状黄芪种子繁育条件，为干旱区野生草木樨状黄芪种子人工繁育提供了科学依据和实践指导。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对结合实施例作进一步的说明。
本发明提供了一种干旱区野生草木樨状黄芪种子人工繁育条件的优化方法，包括如下步骤：
(1)选种：采集前一年成熟期的野生草木樨状黄芪种子，进行破除休眠处理；
(2)温室育苗：将步骤(1)破除休眠后的种子在温室穴盘内进行育苗，得到野生草木樨状黄芪种苗；
由于野生草木樨状黄芪种子自然发芽率极低，直接进行大田播种导致单株出苗率低，无法控制种植密度一致，故先将种子经在温室育苗成活后再移栽到种植区内。
(3)种植区准备：选取地形平坦、土质疏松的土地作为种植区，对种植区打土埂将其分割成多个种植小区，每个种植小区面积相等；
(4)种苗移栽及处理：将步骤(2)中培育至50～60天的野生草木樨状黄芪种苗按行距100cm移栽至种植小区，对每个种植小区处理不同水平的种植密度、灌溉量、施N量、施P2O5量、施K2O量，各种植小区处理随机排列；
具体的，选择种植密度、灌溉量、施N量、施P2O5量和施K2O量作为影响野生草木樨状黄芪种子产量和质量的五个影响因素，为五个影响因素各自设计五种水平，基于设计的因素和水平设计五因素五水平正交试验，将设计的正交试验得到不同处理组合对应的应用到不同的种植小区内；选取上述五个影响因素是因为对于野生草木樨状黄芪种子来说，合适的种植密度有利于通风、透光、授粉，进而增加有效分枝数和结荚率等，提高种子产量；水分是影响作物种子产量的重要因素，野生草木樨状黄芪种子田间灌溉量过高，将促进植株营养体生长，种子产量降低，灌溉不足，则会造成水分胁迫，同样会使种子产量降低；施肥是提高野生草木樨状黄芪种子产量的关键措施，若含磷量不足，则会导致其光合速率降低，从而导致野生草木樨状黄芪植株因光合产物供应不足而影响种子发育；磷肥能提高野生草木樨状黄芪的分枝、花芽分化和根系生长，促进其果实形成和发育，有利于提高种子产量和抗性，但施磷过多不利于种子生产；合适的水肥密度条件，可以显著增加植株高度以及地上生物量，显著增强植物光合作用对干物质的积累量，还可以提高植物生长速率。但是过量的不合理的水肥密度条件，不但不能增加野生草木樨状黄芪产量，还会导致水肥以及种质资源的浪费，甚至会污染环境。因此，筛选出适宜干旱区环境下生长的草木樨状黄芪种子人工繁育时的种植密度、灌溉量和施肥量条件，对提高野生草木樨状黄芪种子产量和质量起着重要作用。
(5)田间管理：对每个种植小区的野生草木樨状黄芪种苗定期进行田间病虫害管理和杂草管理；具体的，病虫害管理采用化学药剂杀虫，开花期前和结实期前各施一次，化学药剂采用高氯啶虫脒；杂草管理为：等移栽的幼苗基本长好后，除一次杂草，再每隔半个月除一次杂草。
(6)种子收获及测定：当野生草木樨状黄芪的绿色荚果有70％变为暗褐色时，种子成熟，进行人工刈割，对每个种植小区收获的种子进行测定分析，确定种子最优的繁育条件。
过早收获的种子处于空瘪状态，待种子完全成熟时种子田间落粒性强，导致收获的种子减少。
进一步的，步骤(1)中所述选种还包括筛选出大小一致、种粒饱满、无病虫害的种子，所述种子破除休眠具体是采用70％酒精消毒30～60s，消毒是杀灭培养的过程中产生的细菌，一方面尽可能的降低了种子病虫害的发生率，提高种子的抗病抗逆性，另一方面保证了种子的发芽率，然后用98％的硫酸浸泡处理6min。通过98％的硫酸浸泡处理以消除硬实种皮、增加种皮的透气性，让种子充分与氧气接触后能够进行呼吸作用，从而恢复萌发，根据野生草木樨状黄芪种皮的厚度，采用浓硫酸浸泡的时间为6min。
进一步的，步骤(3)中种苗移栽前还需要对种植区进行处理，对选好的种植区土地深犁翻耕，然后采用旋耕机对土壤和杂草进行破碎，去除杂草根茎，以增加土壤孔隙度，利于接纳和存储雨水，从而促进土壤中养分转化和促使后续在中的种苗根系伸展。
进一步的，步骤(3)中每个种植小区间埋1m深塑料膜进行防水分侧渗。
进一步的，步骤(4)中野生草木樨状黄芪种苗移栽至种植小区前、后均需灌溉，以保证移栽前土壤保持湿润，使得移栽后的种苗成活、正常生长，避免移栽过程中出现死苗率高的现象。
进一步的，步骤(4)中待每个种植小区内的野生草木樨状黄芪种苗生长至现蕾期时，进行灌溉并随水配施N、P2O5、K2O肥，到冬季追加冬灌，其中，灌溉量分配为现蕾期：冬灌为0.65:0.35。
本实施例中，设计灌水量是以方/年为单位，灌溉采用小畦灌溉(漫灌)，以减少水分深层渗漏，提高灌水均匀度和田间水利用率；灌溉量分配为现蕾期：冬灌为0.65:0.35，即两个灌水时期的灌水量分别占总灌水量的65％和35％，由于现蕾期为野生草木樨状黄芪生长的关键时期，植株生长较快，需水量较多，冬灌是为了保证野生草木樨状黄芪的根系存活，防止冬季和早春出现干旱，有利于其更好的越冬，且冬灌后土壤中的水分大，能够有效减少地表风蚀，起到保暖、保湿并防冻害的作用，并且冬灌可以减少病虫害，进而有利于野生草木樨状黄芪的生长，进一步提高种子产量和质量。
进一步的，步骤(6)中所述测定分析包括称重种子实际产量，测定并计算种子的发芽率、发芽势及发芽指数，所述发芽率(％)＝(种子总发芽数/供试种子数)×100％；所述发芽势(％)＝(规定时间内种子发芽数/供试种子数)×100％；所述发芽指数(GI)＝Σ(每天对应的种子发芽/相应的发芽日数)。
本实施例中，五因素五水平正交试验及种子测定分析试验如下：
1.五因素五水平正交试验：试验设有种植密度(M)、灌溉量(S)、施N量(N)、施P2O5量(P)和施K2O量(K)5个影响因素，为五个影响因素各自设计五种浓度水平；基于设计的浓度水平设计五因素五水平正交试验，将设计的正交试验得到25个处理组合，具体试验处理见表1和表2，各小区处理随机排列，小区面积24m2(4.8m×5m)，小区间以0.6～0.7m土埂间隔，小区间埋1m深塑料膜进行防水分侧渗，将设计的25种不同组合对应的应用到不同的种植小区内；对正交试验的结果进行分析，确定对野生草木樨状黄芪种子产量和质量影响最优的五种影响因素的浓度水平组合。
表1草木樨状黄芪试验因素水平编码表
Figure BDA0003581504410000071
表2试验处理组合
Figure BDA0003581504410000072
Figure BDA0003581504410000081
2.种子测定分析：人工刈割或使用联合收割机收获野生草木樨状黄芪种子，晾晒一周后脱粒，将脱粒得到的种子使用风选机风选，除去其中所包含的杂草种子和空麸皮，风选可多次进行，以风力逐次增大的规律对种子进行风选，逐步筛选出不合格的种子颗粒，待种子完全干燥后称重得种子产量；根据牧草种子检验规程《草种子检验规程发芽试验》(GB/T2930.4-2017)，用培养皿纸上发芽的方法(TP法)检测。将野生草木樨状黄芪种子进行净度筛选，要求大小一致、种粒饱满、无病虫害，消毒，每份种子经70％酒精消毒30～60s，蒸馏水冲洗3～5次后，置于铺有2层90mm定性滤纸的培养皿内，每个培养皿50粒。置于人工气候培养箱中，培养条件为于25℃下进行发芽，光照/黑暗12h·d-1/12h·d-1，光照以置入培养皿的第2d为种子开始萌发的第1d，以胚根露出种皮逐日定时记录发芽情况，记录种子萌发数、检查发芽床湿润情况，并及时补充蒸馏水以保持发芽床湿润。第7天统计发芽势，第14天统计发芽率、发芽指数。
发芽率(％)＝n/N×100％(式中：n为种子总发芽数，N为供试种子数)
发芽势(％)＝m/N×100％(式中：m为规定时间内种子发芽数)
发芽指数GI＝Σ(Gt/Dt)(式中：Gt为每天对应的种子发芽数，Dt为相应的发芽日数)
3.结果与分析
(1)灌溉量、施N量、施P2O5量、和施K2O量、种植密度调控对草木樨状黄芪种子产量的影响
由表3可知，在0.01极显著水平下，处理22(M2.5S900N31.4P45.0K0.0)实际种子产量最高，但和处理1、4、5、6、8、11、13、15、18、19、20处理间没有达到极显著水平；在0.05显著水平下，处理22实际种子产量最高，为969.19kg/hm2(公顷)，较其他处理高46.42％～89.79％，与处理1、8、15间无显著性差异，与其他处理间具有显著性差异。因此，单从种子产量来看，处理22为最佳组合，即种植草木樨状黄芪时，种植密度为2.5万株/hm2，灌溉量为900m3/hm2，施氮、磷、钾量分别为31.4、45.0、0.00kg/hm2。
表3不同处理种子产量
Figure BDA0003581504410000091
Figure BDA0003581504410000101
(2)灌溉量、施N量、施P2O5量、和施K2O量、种植密度调控对草木樨状黄芪种子质量的影响
2.1灌溉量、施N量、施P2O5量、和施K2O量、种植密度对草木樨状黄芪种子发芽率的影响
由表4可知，不同处理间对草木樨状黄芪种子发芽率的影响不同，在0.05显著水平下，处理1(M3.0S900N47.1P67.5K45.0)和处理2(M3.0S1200N47.1P22.5K45.0)种子发芽率最高，为94.67％，较其他处理高5.64％～51.41％。
2.2灌溉量、施N量、施P2O5量、和施K2O量、种植密度对草木樨状黄芪种子发芽势的影响
由表4可知，不同处理间对草木樨状黄芪种子发芽势的影响不同，在0.05显著水平下，处理1(M3.0S900N47.1P67.5K45.0)和处理2(M3.0S1200N47.1P22.5K45.0)种子发芽势最高，为72.67％，较其他处理高0.92％～79.81％。
(3)密度、灌溉量、以及施氮磷钾量对草木樨状黄芪种子发芽指数的影响
由表4可知，不同处理间对草木樨状黄芪种子发芽指数的影响不同，在0.05显著水平下，处理16(M2.5S300N31.4P45.0K30.0)种子发芽指数最高，为13.77％，较其他处理高8.70％～78.00％。
表4灌溉量、施N量、施P2O5量、和施K2O量、种植密度对草木樨状黄芪种子质量的影响
Figure BDA0003581504410000102
Figure BDA0003581504410000111
综上所述，结合野生草木樨状黄芪繁育过程中不同灌溉量、施N量、施P2O5量、和施K2O量、种植密度对其种子产量的影响以及种子质量(发芽率、发芽势、发芽指数)等因素综合考虑，以及为了保证下一年种子种植的成活率及产量，综合考虑，处理1(M3.0S900N47.1P67.5K45.0)为最佳处理是提高干旱区野生草木樨状黄芪种子产量的人工繁育最佳条件组合，即种植密度为3.0万株/hm2，灌溉量为900m3/hm2，施N量、施P2O5量和施K2O量分别为47.1、67.5、45kg/hm2。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种干旱区野生草木樨状黄芪种子人工繁育条件的优化方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）选种：采集前一年成熟期的野生草木樨状黄芪种子，进行破除休眠处理；
（2）温室育苗：将步骤（1）破除休眠后的种子在温室穴盘内进行育苗，得到野生草木樨状黄芪种苗；
（3）种植区准备：选取地形平坦、土质疏松的土地作为种植区，对种植区打土埂将其分割成多个种植小区，每个种植小区面积相等；
（4）种苗移栽及处理：将步骤（2）中培育至50~60天的野生草木樨状黄芪种苗按行距100cm移栽至种植小区，对每个种植小区处理不同水平的种植密度、灌溉量、施N量、施P2O5量、施K2O量，各种植小区处理随机排列；
（5）田间管理：对每个种植小区的野生草木樨状黄芪种苗定期进行田间病虫害管理和杂草管理；
（6）种子收获及测定：当野生草木樨状黄芪的绿色荚果有70%变为暗褐色时，种子成熟，进行人工刈割，对每个种植小区收获的种子进行测定分析，确定种子最优的繁育条件。
2. 如权利要求1所述的干旱区野生草木樨状黄芪种子人工繁育条件的优化方法，其特征在于：步骤（1）中所述选种还包括筛选出大小一致、种粒饱满、无病虫害的种子，所述种子破除休眠方式为采用70%酒精消毒30~60 s，然后用98%的硫酸浸泡处理6min。
3.如权利要求1所述的干旱区野生草木樨状黄芪种子人工繁育条件的优化方法，其特征在于：步骤（3）中还包括对种植区进行修整，对选好的种植区土地深犁翻耕，采用旋耕机对土壤和杂草进行破碎，去除杂草根茎。
4.如权利要求1所述的干旱区野生草木樨状黄芪种子人工繁育条件的优化方法，其特征在于：步骤（3）中每个种植小区间埋1m深塑料膜进行防水分侧渗。
5.如权利要求1所述的干旱区野生草木樨状黄芪种子人工繁育条件的优化方法，其特征在于：步骤（4）中野生草木樨状黄芪种苗移栽至种植小区前、后均需灌溉，以保证移栽前土壤保持湿润，使得移栽后的种苗成活、正常生长。
6.如权利要求1所述的干旱区野生草木樨状黄芪种子人工繁育条件的优化方法，其特征在于：步骤（4）中待每个种植小区内的野生草木樨状黄芪种苗生长至现蕾期时，进行灌溉并随水配施N、P2O5、K2O肥，到冬季追加冬灌，其中，灌溉量分配为现蕾期：冬灌为0.65:0.35。
7.如权利要求1所述的干旱区野生草木樨状黄芪种子人工繁育条件的优化方法，其特征在于：步骤（6）中所述测定分析包括称重种子实际产量，测定并计算种子的发芽率、发芽势及发芽指数，所述发芽率（%）=（种子总发芽数/供试种子数）×100%；所述发芽势（%）=（规定时间内种子发芽数/供试种子数）×100%；所述发芽指数（GI）=Σ（每天对应的种子发芽/相应的发芽日数）。
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