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干旱问题已成为一个长期性、世界性的难题。黄土高原地区土壤水分亏缺,生态环境脆弱,黄土丘陵沟壑区占黄土高原总面积的70%,是黄土区主要侵蚀产沙源和输沙通道。植树造林改善黄土区生态环境,防治水土流失具有重要意义,然而由于该区域干旱、土壤贫瘠,水土流失严重及其它不良自然条件使得种子直播造林和常规植苗造林成活率和保存率低,成为植物生长和植被恢复的主要限制因素。本文针对陕北黄土区的立地条件,探索了柠条(Caragana korshinskii Kom.)和油松(Pinus tabulaeformisCarr.)种子处理技术和油松长根苗培育技术,以期增强种子和幼苗成活率和抗逆性,为解决该区域造林成活率和保存率低的问题提供理论依据和技术支持。 1、抗旱型林木种衣剂研究以柠条和油松种子为研究对象,以羧甲基壳聚糖、阿拉伯胶、聚丙烯酰胺、高分子吸水树脂、农林保水剂及植物生长调节剂为主要材料,通过温室盆栽试验研究了保水剂、成膜剂、活性成分等一系列物质对种子萌发特性的影响,探讨了林木种子包衣技术在提高种子抗旱性方面的作用,进而研究出适合做种子直播的种衣剂配方,主要研究结果为: (1)种子包衣基础物质筛选研究:采用完全随机试验,以柠条种子为植物材料,以羧甲基壳聚糖、阿拉伯胶、聚丙烯酰胺、高分子吸水树脂、农林保水剂为种衣剂材料,研究了不同种类保水剂和成膜剂对种子萌发的影响。结果表明:处理Ⅵ8即8%的农林保水剂与50%的羧甲基壳聚糖组合最好,其发芽率、发芽势、发芽指数、鲜重、干重较对照分别提高了19.39%、9.03%、4.75%、3.02%、17.23%,对种子萌发有促进作用。初步筛选出羧甲基壳聚糖和农林保水剂可以作为种衣剂中的成膜剂和保水剂使用。 (2)复合种衣剂筛选研究:采用L9(34)正交试验设计,以柠条种子为植物材料,在基础物质筛选试验结果之上,添加了活性成分赤霉素和生根粉,研究了保水剂、成膜剂、活性成分对种子萌发特性的影响,得出最优配比为A2B2C2D3即15%的农林保水剂+50%的羧甲基壳聚糖+120mg/L的赤霉素+500mg/L的ABT。研究结果表明赤霉素作为植物生长调节剂添加入种衣剂中可以促进柠条种子萌发,提高种子活力。 (3)抗旱丸化型种衣剂的筛选研究:采用L18(37)正交试验设计,以油松种子为研究对象,以为羧甲基壳聚糖(因素A)、农林保水剂(因素B)、膨润土(因素C)、赤霉素(因素D)、吲哚乙酸(因素E)、生根粉(因素F)为种衣剂材料,研究了不同组合的抗旱型丸粒化种衣剂在三种水分梯度下对油松种子萌发的影响。结果表明,土壤含水量在W1时,种衣剂最优组合为A2B3C3D2E3F3;土壤含水量在W2时,种衣剂最优组合为A3B2C2D2E3F2;土壤含水量在W3时,种衣剂最优组合为A3B3C2D2E3F2。不同水分胁迫下,种衣剂各成分对种子萌发的影响不同,随着水分胁迫程度的加深,种衣剂最优组合中农林保水剂浓度加大,土壤含水量W3时,种衣剂最优组合中农林保水剂和羧甲基壳聚糖均为最高浓度,说明当水分胁迫程度加深,随着农林保水剂添加浓度的增高,种子的发芽率、幼苗干重及根冠比增大。抗旱型丸粒化种衣剂研究结果表明采用种子包衣技术对林木种子进行处理,可以有效提高种子萌发特性、达到抗旱目的。 2、长根苗培育研究是以油松种子为研究对象,选用不同材料及配比作为育苗基质并与多种植物生长调节剂进行组合,通过温室盆栽试验研究了不同处理对油松种子萌发及幼苗生长发育特性的影响,探索不同处理前后幼苗生长的差异性,最终得出诱导培育长根性苗木的最优方式。主要研究结果如下: (1)通过研究三种基质与多种植物生长调节剂组合对油松种子萌发和苗木根系生长的影响,得出基质2对提高油松种子萌发、苗木生长及苗木根系生长作用最显著。不同植物生长调节剂对油松种子萌发影响的总趋势表现为GA3优于NAA优于IAA,其中GA3100mg/L最优;对油松苗木生长及根系生长影响的总趋势表现为NAA优于GA3和IAA,其中NAA50mg/L表现为最优。 (2)本文针对容器育苗从植物生长调节剂种类、处理浓度、栽培基质3个因素优化长根苗诱导培育技术,确定了长根苗最优培育方式是以种子经过浓度为100mg/L的植物生长调节剂GA3浸种后播种在基质2中,再经过浓度为50 mg/L的植物生长调节剂NAA进行灌根处理。