利用疏水种子包衣改善冬脂草幼苗出土率的研究

本研究通过疏水聚合物包衣技术有效延迟冬脂草(Krascheninnikovia lanata)种子萌发，解决秋季播种导致的越冬前萌发和种子流动性差两大难题。田间试验表明疏水包衣组幼苗出土数量较未包衣组提高3倍，幼苗死亡率显著降低，为退化草原生态修复提供了创新性种子技术方案。

　　

研究亮点

研究地点

本研究在美国西部大盆地地区的犹他州两个地点进行（图1）。每个位置的气候、土壤和植被特征见表1。其中一个地点位于萨格谷（39.5462, -112.0683）的退化草原区域，该地被归类为高地壤土大蒿草生态区（R028AY310UT），曾于2019年遭受山羊峡谷火灾。研究期间该地以一年生杂草为主。

环境条件

在种子孵化期（10月至次年5月），两地降水量普遍低于长期平均值（减少29-55%），但10月和12月除外（图3）。11月气温略高于平均值（升高1.8-2.7°C），马格纳站2月气温略低（低2.0°C），萨格谷站则显著偏低（低2.6°C）。5月份马格纳站降水量接近平均值，萨格谷站仅为30年平均值的61%。5月气温两地均接近平均值。

讨论

草原播种项目旨在退化土地上建立原生和理想植物群落，但项目成功率存在高度可变性（James等2011；Boyd和Davies 2012）。冬脂草作为高蛋白含量的亚灌木，在北美西部修复项目中播种成功率有限，部分原因可能归咎于越冬前种子萌发（Booth和Schuman 1983）。本研究首次验证疏水包衣技术可通过物理阻水机制延迟冬脂草萌发时机，使幼苗避让冬季冻害（Boyd和Lemos 2013）和病原侵袭（Nelson等1990）等胁迫，与蓝丛冰草（Pseudoroegneria spicata）等物种的包衣研究形成技术呼应（Madsen等2016）。值得注意的是，单纯碳酸钙包衣虽改善种子流动性（Thacker等2023），但未解决萌发时序问题，印证了包衣功能特异性设计的重要性。

作者贡献声明

Kyle A. Cook：研究构思、方法设计、数据采集与分析、论文撰写；Brad Geary：方法优化、实验指导、论文修订；Phil S. Allen：技术验证、结果解读、文稿完善；April Hulet：田间实验实施、数据校验；Kevin L. Gunnell：资源协调、技术咨询；Melissa Landeen：文献调研、数据可视化；Shannon V. Nelson：统计支持；Sage K. Johansen：样本处理；Colin T. Mckee：设备维护；Matthew D. Madsen：项目主导、资金获取。

利益冲突声明

作者声明以下潜在利益关系：Matthew Madsen作为野生种子包衣公司的共同所有者，该公司专精于野生植物种子包衣技术。