论文部分内容阅读
摘 要：从水量、土壤等方面进行了山西野生沙棘种子萌发实验研究；对山西已有的野生沙棘资源进行了调查分析。結果表明，山西野生沙棘种子萌发有一定的条件，山西境内的沙棘生存现状存在一定的问题。
关键词：沙棘；种子萌发；资源分析；实验研究
沙棘（拉丁学名：Hippophae rhamnoides Linn.）又称醋柳，胡颓子科沙棘属，是一种落叶灌木或小乔木。沙棘属于半阳性树种，具有很强的抗旱、耐寒、耐盐碱能力，对防风固沙、保持水土和改良土壤具有重要的生态利用价值。沙棘是植物和其果实的统称，沙棘含有丰富的营养物质和生物活性成分，具有降血脂、抗血栓、抗动脉粥样硬化、缓解心绞痛、抗肿瘤、抗溃疡、杀菌、抗辐射、抗衰老、增强免疫力等药理作用。沙棘生长在高山、深谷、丘陵等地，是天然、绿色、无污染的药食两用原料，广泛应用于食品、保健品、药品、化妆品等行业。山西省拥有丰富的野生沙棘资源，山西沙棘产业的建成，为山西创造了经济效益，并提供了生态环境保护。山西省约有沙棘林53万公顷，其中成片林约有30万公顷，约占全国沙棘林总面积的一半，右玉地区沙棘林面积达15.8万公顷，占到山西省全省的50%。右玉沙棘林面积约20万亩，年产沙棘约400万公斤，是全国八大主产县之一，每亩沙棘林的年产量仅约为20公斤。目前沙棘产量偏低，种植和采收方面存在着诸多的问题。因此，研究如何高效科学地使沙棘种子萌发具有重要意义，从而应用于实际生产中，以便于采取恰当的措施使得沙棘产量增长。
一、实验材料与方法
1.材料工具
（1）野生沙棘种子100粒。
（2）塑料花盆5个，小勺1个，餐巾纸10张，5张分别标有1、2、3、4、5的标签，胶水，小铲，清水，门塞尔防水土壤比色卡（型号：HJ16-XDB0-FS）。
2.实验环境
海拔：2254米 北纬：37°52’ 东经：110°43’ 湿度57% 温度25℃-32℃
3.方法步骤
（1）在第一个花盆里，放入两张餐巾纸，以及适量黄壤1（7.5YR3/7），然后用小勺放入20粒沙棘种子，倒入25ml水，使土壤湿润，置于室温环境。（28℃左右）
（2）在第二个花盆里，放入两张餐巾纸，以及适量黄壤1（7.5YR3/7），然后用小勺放入20粒沙棘种子，倒入50ml水，使土壤几乎湿润，置于室温环境。（28℃左右）
（3）在第三个花盆里，放入两张餐巾纸，以及适量棕壤1（7.5YR3/7），然后用小勺放入20粒沙棘种子，倒入75ml水，使土壤全部浸润，置于室温环境。（28℃左右）
（4）在第四个花盆里，放入两张餐巾纸，以及适量黄壤2（7.5YR4/7），然后用小勺放入20粒沙棘种子，倒入50ml水，使土壤几乎浸润，置于室温环境。（28℃左右）
（5）在第五个花盆里，放入两张餐巾纸，以及适量黄壤2（7.5YR4/7），然后用小勺放入20粒沙棘种子，倒入75ml水，使土壤全部浸润，置于室温环境里。（28℃左右）
（6）每天重复浇灌相应的水量，注意控制光照和温度等无关变量。
二、结果与分析
1.实验结果
根据种子发芽率的计算公式（发芽率=发芽的种子数÷供检测的种子数×100%）
表1中，三组相同条件：种子相同，温度相同（28℃），接触空气面积相同，光照相同，土壤相同（黄壤1）；三组不同条件：水量不同，互成对照，梯度为25ml 50ml 75ml
表2中，三组相同条件：种子相同，温度相同（28℃），接触空气面积相同，光照相同，土壤相同（黄壤2）；三组不同条件：水量不同，互成对照，梯度为50ml 75ml
表3中，三组相同条件：种子相同，温度相同（28℃），光照相同，水量相同（50ml）；三组不同条件：土壤不同，互成对照，分别为黄壤1（7.5YR3/7） 黄壤2（7.5YR4/7）
2.实验研究
（1）分析研究表1
水量多少对野生沙棘种子萌发的影响：
在设置的梯度范围内发现：每日浇灌50ml最适宜野生沙棘种子萌发，水分太少或太多都不利于种子萌发。
干燥的种子含水量少，一般仅占种子总重量的5%～10%，这样的条件使一切生理活动都很微弱。只有吸足水盆，使种皮膨胀、软化，氧气才容易透入，呼吸才能增强。各种生理活动才会大大加强；只有吸足水分，种子内贮藏的营养物质溶解于水并经过酶的分解后才能转运到胚，供胚吸收利用。
为满足种子萌发时对水分的需要，农业生产中要适时播种，精耕细作，为种子萌发创造良好的吸水条件。首先，根据其特性：野生沙棘是一种落叶性灌木，其特性是耐旱、抗风沙，可以在盐碱化土地上生存，因此被广泛用于水土保持。中国西北部大量种植沙棘，用于沙漠绿化。国内分布于华北、西北、西南等地。其次，野生沙棘种子的种皮细胞的角质层厚，并常覆盖蜡质层。具有坚厚而不透水的果皮或种皮，农业上通常称为硬实，难以萌发。
因此，沙棘种子萌发不宜水分过多，与其自身生长特性相悖；也不宜水分太少，坚硬的种皮需要在水分的浸泡作用下变软，减弱对种子萌发的阻碍作用。
（2）分析研究表3：
土壤对野生沙棘种子萌发的影响：
在控制温度、水量等无关变量的前提下，只改变土壤，发现：黄壤1更适宜野生沙棘种子的萌发，黄壤2不太适宜野生沙棘种子的萌发。
据考察，野生沙棘大致分布在海拔1800米到2400米范围内，黄壤1取自海拔2264米处坡地土壤，黄壤2取自海拔1796米处耕作土壤。
两种土壤的区别对比：前者典型特点，含有粗腐殖质，有机物含量高，砂质壤土；后者典型特点，久经耕种，黏土，团粒结构。 山西，山脉多。山脉延绵起伏。大部分为山区和丘陵。东界太行山，西有吕梁山，北亘北岳恒山、五台山，南耸中條山，中立太岳山。在山地，野生沙棘分布较广，沙棘为胡颓子科沙棘属，是一种落叶性灌木。大多分布在海拔1000m-2500m处，森林植被的灌木层植物，如：山庄绣线菊，美蔷薇，灰栒子，金银忍冬等的生态位皆较宽，都是广泛分布的山地中生灌木，皆为林下灌木层常见植物，具有喜光，耐半阴特性，在疏林下长势较好。
侯霄等人对山西野生沙棘的生活环境和习性做过研究，沙棘对土壤要求不高，如：砾石土，轻度盐碱土，沙土，粟钙土、灰钙土、棕钙土、草甸土、黑护土上都有分布，甚至在半石半土的地区也可以生长，但很难在黏土中生存。沙棘是生长在暖温带及温带南边缘半湿润气候条件下的中生及旱中生植物，在较潮、肥沃、疏松、中性砂壤土中长势最好。
前者是砂质壤土，松而不散，黏而不硬，保水保肥，肥力较高，通气透水性高；后者是耕地黏土，黏土有较高的保水、保肥能力，含植物所需养分较多，但通气透水性差。
两种土壤的通气性具有最显著差异，根据野生沙棘的生长环境和习性，沙棘种子的萌发与土壤的通气性密切相关，种子在得到足够的水分和适当的温度后，就开始萌动，此时氧气的供应对萌发起着主导作用，在氧气充分的情况下，胚细胞呼吸作用逐渐加强，酶的活动逐渐旺盛，种子中贮藏物质通过呼吸作用，提供中间产物和能量，才能充分供应生长的需要。一般种子需要空气中含氧量在10%以上才能正常萌发，含脂肪较多的种子比含淀粉多的种子需要更多的氧气，当含氧量下降到5%以下时，多数种子不能萌发。
（3）对比分析研究表1和表2：
在土壤改变的情况下，水量的改变不占主导影响因素，在黄壤2中的种子萌发率极低。
沙棘一般应在年降水量400毫米以上，沙棘适应性强、耐旱，如果降水量不足400毫米，据吕荣森的研究，在降水250～300mm范围内（且有一定的地下水补充时）仍然能生长并形成灌丛，在河漫滩地、丘陵沟谷等地亦可生长，但不喜积水。沙棘的水土保持能力强，最大持水量可达15.3t/km2，为其自身重量的3倍。沙棘也因此被广泛用于水土保持。中国西北部大量种植沙棘，用于沙漠绿化。
可见，沙棘对于水量的要求不高，对土壤的要求也不高，相反，种子萌发实验反应出沙棘对土壤的要求苛刻，结合上述的沙棘生活环境，实验中表现出对土壤的要求，实则与黏土的保水性高有关，土壤中的空隙被水占据，沙棘种子与空气接触面积变小，表面上改变的是土壤类型，实则导致种子与空气接触面积的变化。
综上分析，沙棘种子的萌芽需要充足的空气、适量的水分。
沙棘种子萌发不宜水分过多，与其自身生长特性相悖；也不宜水分太少，坚硬的种皮需要在水分的浸泡作用下变软，减弱对种子萌发的阻碍作用。野生沙棘对于土壤的要求不高，但不宜在黏土中发芽生长，在较潮、肥沃、疏松、中性砂壤土萌发率最高。
三、山西省野生沙棘资源现状调查分析
针对野生沙棘进行了种子萌发实验研究，通过对水量和土壤的控制，观察二者对沙棘种子萌发的影响，从而得出结论，从而应用于实际生产中，以便于采取恰当的措施使得沙棘产量增长。
现有的沙棘90%以上都是野生资源，野生沙棘是一种健康、绿色的食品，目前日益受到大众的青睐。然而，在沙棘的开发和利用中，不但要重视野生沙棘资源的生态保护，还要积极展开沙棘的人工栽培，以及提高沙棘人工栽培技术。近几年来沙棘面积虽在扩大，可是产量并不乐观，究其原因主要有：
1.滥用野生沙棘资源
野生沙棘结果量少，为了加快取果速度，把结果的沙棘枝条折下来打，乱砍滥伐长期这样采，恶性循环，导致沙棘产量的减少。
企业一味地靠农民收果并不是可持续发展的办法，短时间内大量重复的采收果实的后果会带来沙棘生态系统的破坏，从而导致土地沙漠化等一系列问题。
2.缺乏科学、大型的人工栽培地
野生沙棘至今大部分仍然处于自由生长状态，在山地，沟壑，丘陵，河漫滩等都有分布，而大型的人工栽培地很少，虽然沙棘给企业带来的经济效益不低，在食品、饮料、保健品、药品以及化妆品领域都有利用价值，但是，目前山西的饮品企业采集原材料依旧是从农民手中直接收购，而农民从野外直接采收果实，这样的做法势必带来诸多的问题。
3.已有的沙棘种植基地技术不成熟
根据上述沙棘种子萌发实验得出，沙棘对于水量的要求不高，但需要充足的空气，因此，沙棘种植过程中，通风处理尤其重要。
但目前的人工种植地，栽植乱，没有行距，有行距也过密（人进不去，果实收不上，浪费大量的沙棘果实），造成光照面积小，通风差，产量低。缺乏系统的种植经验和技术。
4.对沙棘的有效利用率低
多数以沙棘为原材料的企业，产业结构层次混乱，规模小，缺乏专门技术，粗制滥造，管理水平落后，并不能形成品牌优势，消费市场远未打开，从而导致经济效益不能带动产业的进步，进而固步自封，没有开拓创新，沙棘的种植产业也持续滞后。
参考文献：
[1] 阿不都拉左尔东.影响沙棘产量的几个因素[J].新疆林业，1987，75（5）：23-24.
[2] 毛空，张殷波，张峰.关帝山森林植被优势种群生态位[J].生态学杂志，2013，32（11）：2920-2925.
[3] 侯霄，卫罡，李晓艳等.山西沙棘资源及生境初步分析[J]. 国际沙棘研究与开发，2014，12（4）：27-29.
[4] 吕荣森 发挥沙棘在西部生态环境建设中的作用[J].科技导报，2003，21（1）：59-61.
[5] 史鹏.山西省沙棘资源的开发与利用[J].山西林业科技，2012，41（1）：61-62.
关键词：沙棘；种子萌发；资源分析；实验研究
沙棘（拉丁学名：Hippophae rhamnoides Linn.）又称醋柳，胡颓子科沙棘属，是一种落叶灌木或小乔木。沙棘属于半阳性树种，具有很强的抗旱、耐寒、耐盐碱能力，对防风固沙、保持水土和改良土壤具有重要的生态利用价值。沙棘是植物和其果实的统称，沙棘含有丰富的营养物质和生物活性成分，具有降血脂、抗血栓、抗动脉粥样硬化、缓解心绞痛、抗肿瘤、抗溃疡、杀菌、抗辐射、抗衰老、增强免疫力等药理作用。沙棘生长在高山、深谷、丘陵等地，是天然、绿色、无污染的药食两用原料，广泛应用于食品、保健品、药品、化妆品等行业。山西省拥有丰富的野生沙棘资源，山西沙棘产业的建成，为山西创造了经济效益，并提供了生态环境保护。山西省约有沙棘林53万公顷，其中成片林约有30万公顷，约占全国沙棘林总面积的一半，右玉地区沙棘林面积达15.8万公顷，占到山西省全省的50%。右玉沙棘林面积约20万亩，年产沙棘约400万公斤，是全国八大主产县之一，每亩沙棘林的年产量仅约为20公斤。目前沙棘产量偏低，种植和采收方面存在着诸多的问题。因此，研究如何高效科学地使沙棘种子萌发具有重要意义，从而应用于实际生产中，以便于采取恰当的措施使得沙棘产量增长。
一、实验材料与方法
1.材料工具
（1）野生沙棘种子100粒。
（2）塑料花盆5个，小勺1个，餐巾纸10张，5张分别标有1、2、3、4、5的标签，胶水，小铲，清水，门塞尔防水土壤比色卡（型号：HJ16-XDB0-FS）。
2.实验环境
海拔：2254米 北纬：37°52’ 东经：110°43’ 湿度57% 温度25℃-32℃
3.方法步骤
（1）在第一个花盆里，放入两张餐巾纸，以及适量黄壤1（7.5YR3/7），然后用小勺放入20粒沙棘种子，倒入25ml水，使土壤湿润，置于室温环境。（28℃左右）
（2）在第二个花盆里，放入两张餐巾纸，以及适量黄壤1（7.5YR3/7），然后用小勺放入20粒沙棘种子，倒入50ml水，使土壤几乎湿润，置于室温环境。（28℃左右）
（3）在第三个花盆里，放入两张餐巾纸，以及适量棕壤1（7.5YR3/7），然后用小勺放入20粒沙棘种子，倒入75ml水，使土壤全部浸润，置于室温环境。（28℃左右）
（4）在第四个花盆里，放入两张餐巾纸，以及适量黄壤2（7.5YR4/7），然后用小勺放入20粒沙棘种子，倒入50ml水，使土壤几乎浸润，置于室温环境。（28℃左右）
（5）在第五个花盆里，放入两张餐巾纸，以及适量黄壤2（7.5YR4/7），然后用小勺放入20粒沙棘种子，倒入75ml水，使土壤全部浸润，置于室温环境里。（28℃左右）
（6）每天重复浇灌相应的水量，注意控制光照和温度等无关变量。
二、结果与分析
1.实验结果
根据种子发芽率的计算公式（发芽率=发芽的种子数÷供检测的种子数×100%）
表1中，三组相同条件：种子相同，温度相同（28℃），接触空气面积相同，光照相同，土壤相同（黄壤1）；三组不同条件：水量不同，互成对照，梯度为25ml 50ml 75ml
表2中，三组相同条件：种子相同，温度相同（28℃），接触空气面积相同，光照相同，土壤相同（黄壤2）；三组不同条件：水量不同，互成对照，梯度为50ml 75ml
表3中，三组相同条件：种子相同，温度相同（28℃），光照相同，水量相同（50ml）；三组不同条件：土壤不同，互成对照，分别为黄壤1（7.5YR3/7） 黄壤2（7.5YR4/7）
2.实验研究
（1）分析研究表1
水量多少对野生沙棘种子萌发的影响：
在设置的梯度范围内发现：每日浇灌50ml最适宜野生沙棘种子萌发，水分太少或太多都不利于种子萌发。
干燥的种子含水量少，一般仅占种子总重量的5%～10%，这样的条件使一切生理活动都很微弱。只有吸足水盆，使种皮膨胀、软化，氧气才容易透入，呼吸才能增强。各种生理活动才会大大加强；只有吸足水分，种子内贮藏的营养物质溶解于水并经过酶的分解后才能转运到胚，供胚吸收利用。
为满足种子萌发时对水分的需要，农业生产中要适时播种，精耕细作，为种子萌发创造良好的吸水条件。首先，根据其特性：野生沙棘是一种落叶性灌木，其特性是耐旱、抗风沙，可以在盐碱化土地上生存，因此被广泛用于水土保持。中国西北部大量种植沙棘，用于沙漠绿化。国内分布于华北、西北、西南等地。其次，野生沙棘种子的种皮细胞的角质层厚，并常覆盖蜡质层。具有坚厚而不透水的果皮或种皮，农业上通常称为硬实，难以萌发。
因此，沙棘种子萌发不宜水分过多，与其自身生长特性相悖；也不宜水分太少，坚硬的种皮需要在水分的浸泡作用下变软，减弱对种子萌发的阻碍作用。
（2）分析研究表3：
土壤对野生沙棘种子萌发的影响：
在控制温度、水量等无关变量的前提下，只改变土壤，发现：黄壤1更适宜野生沙棘种子的萌发，黄壤2不太适宜野生沙棘种子的萌发。
据考察，野生沙棘大致分布在海拔1800米到2400米范围内，黄壤1取自海拔2264米处坡地土壤，黄壤2取自海拔1796米处耕作土壤。
两种土壤的区别对比：前者典型特点，含有粗腐殖质，有机物含量高，砂质壤土；后者典型特点，久经耕种，黏土，团粒结构。 山西，山脉多。山脉延绵起伏。大部分为山区和丘陵。东界太行山，西有吕梁山，北亘北岳恒山、五台山，南耸中條山，中立太岳山。在山地，野生沙棘分布较广，沙棘为胡颓子科沙棘属，是一种落叶性灌木。大多分布在海拔1000m-2500m处，森林植被的灌木层植物，如：山庄绣线菊，美蔷薇，灰栒子，金银忍冬等的生态位皆较宽，都是广泛分布的山地中生灌木，皆为林下灌木层常见植物，具有喜光，耐半阴特性，在疏林下长势较好。
侯霄等人对山西野生沙棘的生活环境和习性做过研究，沙棘对土壤要求不高，如：砾石土，轻度盐碱土，沙土，粟钙土、灰钙土、棕钙土、草甸土、黑护土上都有分布，甚至在半石半土的地区也可以生长，但很难在黏土中生存。沙棘是生长在暖温带及温带南边缘半湿润气候条件下的中生及旱中生植物，在较潮、肥沃、疏松、中性砂壤土中长势最好。
前者是砂质壤土，松而不散，黏而不硬，保水保肥，肥力较高，通气透水性高；后者是耕地黏土，黏土有较高的保水、保肥能力，含植物所需养分较多，但通气透水性差。
两种土壤的通气性具有最显著差异，根据野生沙棘的生长环境和习性，沙棘种子的萌发与土壤的通气性密切相关，种子在得到足够的水分和适当的温度后，就开始萌动，此时氧气的供应对萌发起着主导作用，在氧气充分的情况下，胚细胞呼吸作用逐渐加强，酶的活动逐渐旺盛，种子中贮藏物质通过呼吸作用，提供中间产物和能量，才能充分供应生长的需要。一般种子需要空气中含氧量在10%以上才能正常萌发，含脂肪较多的种子比含淀粉多的种子需要更多的氧气，当含氧量下降到5%以下时，多数种子不能萌发。
（3）对比分析研究表1和表2：
在土壤改变的情况下，水量的改变不占主导影响因素，在黄壤2中的种子萌发率极低。
沙棘一般应在年降水量400毫米以上，沙棘适应性强、耐旱，如果降水量不足400毫米，据吕荣森的研究，在降水250～300mm范围内（且有一定的地下水补充时）仍然能生长并形成灌丛，在河漫滩地、丘陵沟谷等地亦可生长，但不喜积水。沙棘的水土保持能力强，最大持水量可达15.3t/km2，为其自身重量的3倍。沙棘也因此被广泛用于水土保持。中国西北部大量种植沙棘，用于沙漠绿化。
可见，沙棘对于水量的要求不高，对土壤的要求也不高，相反，种子萌发实验反应出沙棘对土壤的要求苛刻，结合上述的沙棘生活环境，实验中表现出对土壤的要求，实则与黏土的保水性高有关，土壤中的空隙被水占据，沙棘种子与空气接触面积变小，表面上改变的是土壤类型，实则导致种子与空气接触面积的变化。
综上分析，沙棘种子的萌芽需要充足的空气、适量的水分。
沙棘种子萌发不宜水分过多，与其自身生长特性相悖；也不宜水分太少，坚硬的种皮需要在水分的浸泡作用下变软，减弱对种子萌发的阻碍作用。野生沙棘对于土壤的要求不高，但不宜在黏土中发芽生长，在较潮、肥沃、疏松、中性砂壤土萌发率最高。
三、山西省野生沙棘资源现状调查分析
针对野生沙棘进行了种子萌发实验研究，通过对水量和土壤的控制，观察二者对沙棘种子萌发的影响，从而得出结论，从而应用于实际生产中，以便于采取恰当的措施使得沙棘产量增长。
现有的沙棘90%以上都是野生资源，野生沙棘是一种健康、绿色的食品，目前日益受到大众的青睐。然而，在沙棘的开发和利用中，不但要重视野生沙棘资源的生态保护，还要积极展开沙棘的人工栽培，以及提高沙棘人工栽培技术。近几年来沙棘面积虽在扩大，可是产量并不乐观，究其原因主要有：
1.滥用野生沙棘资源
野生沙棘结果量少，为了加快取果速度，把结果的沙棘枝条折下来打，乱砍滥伐长期这样采，恶性循环，导致沙棘产量的减少。
企业一味地靠农民收果并不是可持续发展的办法，短时间内大量重复的采收果实的后果会带来沙棘生态系统的破坏，从而导致土地沙漠化等一系列问题。
2.缺乏科学、大型的人工栽培地
野生沙棘至今大部分仍然处于自由生长状态，在山地，沟壑，丘陵，河漫滩等都有分布，而大型的人工栽培地很少，虽然沙棘给企业带来的经济效益不低，在食品、饮料、保健品、药品以及化妆品领域都有利用价值，但是，目前山西的饮品企业采集原材料依旧是从农民手中直接收购，而农民从野外直接采收果实，这样的做法势必带来诸多的问题。
3.已有的沙棘种植基地技术不成熟
根据上述沙棘种子萌发实验得出，沙棘对于水量的要求不高，但需要充足的空气，因此，沙棘种植过程中，通风处理尤其重要。
但目前的人工种植地，栽植乱，没有行距，有行距也过密（人进不去，果实收不上，浪费大量的沙棘果实），造成光照面积小，通风差，产量低。缺乏系统的种植经验和技术。
4.对沙棘的有效利用率低
多数以沙棘为原材料的企业，产业结构层次混乱，规模小，缺乏专门技术，粗制滥造，管理水平落后，并不能形成品牌优势，消费市场远未打开，从而导致经济效益不能带动产业的进步，进而固步自封，没有开拓创新，沙棘的种植产业也持续滞后。
参考文献：
[1] 阿不都拉左尔东.影响沙棘产量的几个因素[J].新疆林业，1987，75（5）：23-24.
[2] 毛空，张殷波，张峰.关帝山森林植被优势种群生态位[J].生态学杂志，2013，32（11）：2920-2925.
[3] 侯霄，卫罡，李晓艳等.山西沙棘资源及生境初步分析[J]. 国际沙棘研究与开发，2014，12（4）：27-29.
[4] 吕荣森 发挥沙棘在西部生态环境建设中的作用[J].科技导报，2003，21（1）：59-61.
[5] 史鹏.山西省沙棘资源的开发与利用[J].山西林业科技，2012，41（1）：61-62.