不同移栽方式、密度和采摘期對甘草生長、產(chǎn)量及種子質(zhì)量的影響

王興會，顧淑琴，王進明，顧生芳

(1.靖遠(yuǎn)縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，甘肅 靖遠(yuǎn) 730699； 2.靖遠(yuǎn)縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅 靖遠(yuǎn) 730699)

甘草作為干旱地區(qū)的自然資源之一，地下根和根莖極發(fā)達(dá)，具有較強的抗旱、抗寒、耐鹽堿和防風(fēng)固沙能力，喜生于干旱、半干旱地區(qū)鈣質(zhì)土，生態(tài)幅度較寬，分布較廣[1-2]。烏拉爾甘草(GlycyrrhizauralensisFisch.)，又名甜草、甜根子，以根味甘甜而得名，為豆科甘草屬多年生草本植物，屬蒙古植物區(qū)系成分[3]。由于應(yīng)用價值高，市場需求量大，濫采濫挖嚴(yán)重，野生甘草資源急劇下降，因此人工種植甘草已經(jīng)成為解決甘草資源緊缺現(xiàn)狀的有效途徑[4-5]。隨著甘草栽培技術(shù)日益更新，種植更加趨于規(guī)范化，逐步向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展[6]。研究表明，不同栽培方式對甘草產(chǎn)量有顯著影響，其中育苗移栽優(yōu)于種子直播，收獲時不需深挖，易于機械化收獲作業(yè)，甘草品質(zhì)好、產(chǎn)量高；在育苗移栽方式中，斜栽和平栽適宜于大田，以傾斜移栽效果為好，在適應(yīng)性、產(chǎn)量方面優(yōu)于水平移栽[7]。移栽密度對植物生長和產(chǎn)量也有顯著的影響，一定范圍內(nèi)增加種植密度可提高產(chǎn)量。有研究表明，種子質(zhì)量指標(biāo)，包括種皮顏色、種子活力、萌發(fā)率、吸水性等與采收期存在正相關(guān)，種子成熟度越高，種皮顏色越深，種子活力越高，種子千粒質(zhì)量越大[8-9]。通過試驗，研究不同移栽方式和采收期對甘草生長指標(biāo)、產(chǎn)量及種子質(zhì)量的影響，可以為生產(chǎn)實踐提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗地概況

試驗地點位于甘肅省白銀市靖遠(yuǎn)縣永新鄉(xiāng)蘆草溝梁野生甘草撫育基地，地理位置為東經(jīng)104°35′35.1″、北緯37°04′16.5″，海拔2 039 m。該地區(qū)屬暖溫帶大陸性氣候區(qū)，年平均氣溫8.5 ℃，≥10 ℃年積溫2 944 ℃，干旱少雨，風(fēng)大沙多，植被稀少，年降水量在200 mm左右，主要集中在7—9月3個月，年均水面蒸發(fā)量為2 179.8 mm，年均風(fēng)速2.6 m/s，年大風(fēng)日數(shù)50～90 d，無霜期128 d。

2 試驗材料與方法

2.1 試驗材料

試驗選用靖遠(yuǎn)縣永新鄉(xiāng)蘆草溝梁野生甘草撫育基地的種子繁育種苗。地膜選用聚乙烯吹塑農(nóng)用地膜，寬120 cm、厚0.008 mm，由甘肅天水天寶塑業(yè)有限責(zé)任公司生產(chǎn)。

2.2 試驗設(shè)計與方法

2.2.1 栽培技術(shù)試驗

采用單因素隨機區(qū)組設(shè)計，移栽方式設(shè)置平栽、斜栽(35°～45°)、直栽3種，以種子直播為對照，共4個處理，3次重復(fù)，試驗區(qū)面積144 m2，每個處理占地面積12 m2。于2012年4月下旬移栽，2016年9月中下旬收獲。

2.2.2 不同移栽密度試驗

設(shè)置12株/m2(行距30 cm、株距28 cm)、15株/m2(行距30 cm、株距20 cm)、18株/m2(行距25 cm、株距22 cm)、21株/m2(行距22 cm、株距22 cm)4個密度處理，3次重復(fù)，試驗區(qū)面積144 m2，每個處理占地面積12 m2。

2.2.3 采收期試驗

以頂花序果莢顏色為標(biāo)準(zhǔn)，將甘草種子成熟時期分為乳熟期、褐熟期、黑熟期。隨機選擇3個采收時期的種子各1 000粒，統(tǒng)計不同顏色種子數(shù)和飽滿粒數(shù)，測量種子直徑和千粒質(zhì)量(用精度0.001 g分析天平測量)，重復(fù)3次。

2.3 項目測定

2.3.1 植株生長指標(biāo)測定

隨機抽取不同栽培處理的甘草各30株，測定全根長、主根長、株高、根徑，重復(fù)3次。

2.3.2 產(chǎn)量指標(biāo)測定

將甘草植株全根用清水沖洗干凈，并用吸水紙吸干，于105 ℃殺青10 min，55 ℃烘干至恒定質(zhì)量，稱量。

2.3.3 種子顏色與空癟率統(tǒng)計

隨機選取各采收期有代表性的單株分株采收種子1 000粒，用計數(shù)法分析各采收期種子群體中綠粒、黃粒、褐粒和黑粒種子的數(shù)量，并統(tǒng)計飽滿粒數(shù)和癟粒數(shù)，計算4種不同顏色種子粒數(shù)所占比例和空癟率。重復(fù)統(tǒng)計3次。

2.3.4 單株種子產(chǎn)量和千粒質(zhì)量

從不同采收期采收的甘草種子中各隨機取3株的種子陰干，稱量，重復(fù)3次，計算平均值，作為單株種子產(chǎn)量；隨機取1 000粒種子稱量，重復(fù)3次，計算平均值，作為千粒質(zhì)量。

2.3.5 種子吸水參數(shù)測定

將不同采收期采收的種子陰干，從中各取50 g左右稱初始干質(zhì)量，然后用雙層紗布包扎置20 ℃蒸餾水中，使種子逐漸吸脹，每隔1 h取出種子用濾紙吸干表面水分稱量一次，直至質(zhì)量不再增加時稱濕質(zhì)量。記錄各次稱量數(shù)據(jù)，并根據(jù)公式計算各處理吸水率，畫出吸水曲線。計算公式為

吸水率=(濕質(zhì)量-干質(zhì)量)/干質(zhì)量×100%

(1)

2.3.6 種子萌發(fā)參數(shù)測定

從不同采收期采收的種子中各選取100粒飽滿種子，用40 ℃清水浸泡24 h，再用多菌靈1 000倍液浸泡消毒30 min，然后置于雙層濾紙培養(yǎng)皿中，放入20 ℃光照12 h/20 ℃黑暗12 h光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每日補水、觀察種子萌發(fā)情況，記錄萌發(fā)時間和萌發(fā)粒數(shù)，并畫出萌發(fā)曲線，萌發(fā)結(jié)束后挑選具有代表性的幼苗測定幼苗長度。萌發(fā)率計算公式為

Gt=nt/N×100%

(2)

MDG=Gt/Gd

(3)

上二式中：Gt為總萌發(fā)率；nt為總萌發(fā)數(shù)量；N為試驗種子數(shù)量；MDG為日均萌發(fā)率；Gd為萌發(fā)期，d。

3 結(jié)果分析

3.1 不同移栽方式和密度對甘草生長指標(biāo)的影響

生長指標(biāo)是判斷甘草植株生長性狀的重要依據(jù)，全根長度能夠反映植株深度，根徑和主根長可以用來衡量地下部分生長情況，株高可以用來衡量地上部分的生長情況。

3.1.1 不同移栽方式對甘草生長指標(biāo)的影響

本研究通過小區(qū)栽培試驗研究不同移栽方式對甘草生長指標(biāo)的影響，移栽密度15株/m2，以種子直播為對照。由圖1可看出，斜栽甘草根徑、全根長、主根長和株高等指標(biāo)，與平栽、直栽和種子直播方式相比有顯著差異：斜栽處理的主根長、株高和根徑均顯著高于其他處理，全根長顯著低于直栽處理、顯著高于平栽和種子直播。全根長大有助于根系吸收水分，但也會消耗養(yǎng)分和水分，影響主根的營養(yǎng)積累。同時，根系較深采挖難度大，會增大生產(chǎn)成本。株高、主根長和根徑是甘草地上和地下兩部分產(chǎn)量的3項重要指標(biāo)，斜栽處理的這3項指標(biāo)顯著高于其他處理，其中主根長比平栽、直栽和種子直播處理分別高出21.07%、13.40%和29.94%，說明斜栽更有利于甘草的生長。

圖1 不同移栽方式對甘草生長指標(biāo)的影響

3.1.2 不同移栽密度對甘草生長指標(biāo)的影響

本研究采用斜栽方式，通過小區(qū)栽培試驗研究不同移栽密度對甘草生長指標(biāo)的影響。由圖2可看出：15株/m2處理的各項生長指標(biāo)與12株/m2處理的無顯著差異，均高于18、21株/m2處理，其中全根長、株高與18、21株/m2處理差異顯著。移栽密度越小，單株占地面積越大，生長所需要的養(yǎng)分和水分越充足，越有利于生長，15株/m2處理的4項指標(biāo)都高于18和21株/m2處理，但與12株/m2處理差異不顯著，說明15株/m2處理是保證甘草植株良好生長所能移栽的最大密度。

圖2 不同移栽密度對甘草生長指標(biāo)的影響

3.2 不同移栽方式和密度對甘草產(chǎn)量的影響

單株產(chǎn)量反映單個植株的生長情況，小區(qū)產(chǎn)量反映試驗小區(qū)的整體產(chǎn)量情況。

3.2.1 不同移栽方式對甘草產(chǎn)量的影響

以15株/m2的密度做小區(qū)栽培試驗，研究不同栽培方式對甘草產(chǎn)量的影響。由圖3可看出，平栽、斜栽、直栽和種子直播4個處理之間甘草單株產(chǎn)量和小區(qū)(每個處理3個重復(fù)面積共36 m2)產(chǎn)量均為斜栽>直栽>平栽>種子直播，且4個處理之間差異顯著。由此可知，斜栽處理最有利于提高甘草產(chǎn)量；直栽處理雖較平栽和種子直播處理產(chǎn)量有顯著優(yōu)勢，但相較于斜栽，同樣存在采挖費工、生產(chǎn)成本大的難題。所以，斜栽是高產(chǎn)省工的移栽方式。

圖3 不同移栽方式對甘草產(chǎn)量的影響

3.2.2 不同移栽密度對甘草產(chǎn)量的影響

采用斜栽方式，通過小區(qū)栽培試驗研究不同移栽密度對甘草產(chǎn)量的影響。由圖4可知，不同移栽密度之間單株產(chǎn)量均為12株/m2處理>15株/m2處理>18株/m2處理>21株/m2處理，說明單株產(chǎn)量與移栽密度成負(fù)相關(guān)，移栽密度越大越不利于單株產(chǎn)量的提高。小區(qū)(36 m2)產(chǎn)量有異于單株產(chǎn)量，受到單株產(chǎn)量和移栽密度2個因子的制約，表現(xiàn)為15株/m2處理>18株/m2處理>12株/m2處理>21株/m2處理，且各處理間差異顯著，15株/m2處理分別比12、18和21株/m2處理高14.60%、10.33%和23.97%，說明該移栽密度有利于提高小區(qū)產(chǎn)量。

圖4 不同移栽密度對甘草產(chǎn)量的影響

3.3 不同采收期對甘草種子質(zhì)量的影響

3.3.1 不同采收期對甘草種子直徑和種皮顏色的影響

種子直徑是衡量種子整齊情況的一個指標(biāo)，種子越大，貯存的營養(yǎng)物質(zhì)越多，越有利于萌發(fā)。種皮顏色越深，種子活力越低，有研究指出深色種子的帶菌率較高，無論是內(nèi)部還是外部帶菌檢測總是黑粒的帶菌率高于綠粒[10]。

(1)不同采收期對甘草種子直徑的影響。通過測量不同采收期的甘草種子直徑(圖5)可知，不同采收期的種子大小表現(xiàn)出一定差異，乳熟期種子較褐熟期種子大，兩者之間差異不顯著，但都顯著大于黑熟期種子。

圖5 不同采收期對甘草種子大小的影響

(2)不同采收期對甘草種子種皮顏色的影響。由圖6可知，隨著采收期推后，種子綠粒比例逐漸減小，黑粒比例逐漸增大。經(jīng)統(tǒng)計，乳熟期綠粒、黃粒、褐粒、黑粒4種顏色的種子比例分別為26%、32%、28%、14%，褐熟期4種顏色種子比例變?yōu)?3%、23%、30%、35%，黑熟期分別為8%、24%、24%、44%。3個處理之間綠粒和黑粒比例差異顯著，褐熟期褐粒數(shù)高于乳熟期，顯著高于黑熟期，黃粒數(shù)顯著低于乳熟期。說明黑熟期深色種子比例高于乳熟期和褐熟期，種子質(zhì)量較差。

圖6 不同采收期對甘草種子顏色的影響

3.3.2 不同采收期對甘草種子質(zhì)量的影響

空癟率、千粒質(zhì)量、吸水率和萌發(fā)率是種子質(zhì)量分級的主要參考指標(biāo)，是判斷種子生產(chǎn)價值的決定性因素。

(1)不同采收期對甘草種子空癟率的影響。種子空癟率是判斷種子飽滿程度的主要指標(biāo)，空癟種子內(nèi)含營養(yǎng)物質(zhì)少，不利于種子萌發(fā)，空癟率高的種子質(zhì)量差，不宜在生產(chǎn)中應(yīng)用。通過統(tǒng)計3個不同采收期各1 000粒種子中的飽滿粒數(shù)和癟粒數(shù)(見表1)，發(fā)現(xiàn)隨著采收期的推后，種子的空癟率逐漸降低，乳熟期種子的空癟率顯著高于褐熟期和黑熟期種子，褐熟期種子的空癟率和黑熟期差異不顯著。

(2)不同采收期對甘草種子千粒質(zhì)量的影響。種子千粒質(zhì)量越大，內(nèi)含營養(yǎng)物質(zhì)越多，越有利于儲藏和萌發(fā)，質(zhì)量越好。不同采收期甘草種子的千粒質(zhì)量見圖7。褐熟期采收的種子千粒質(zhì)量達(dá)12.88 g，顯著高于乳熟期和黑熟期種子，乳熟期采收的種子千粒質(zhì)量又顯著高于黑熟期。褐熟期種子的千粒質(zhì)量最大，說明該采收期的甘草種子具備較好的萌發(fā)條件。

表1 不同采收期對甘草種子空癟率的影響

圖7 不同采收期對甘草種子千粒質(zhì)量的影響

(3)不同采收期對甘草種子吸水率的影響。從不同采收期甘草種子的吸水率曲線(圖8)可以看出，隨著浸種時間的延長，種子吸水率不斷增加。在浸種1 h后，不同采收期采收的甘草種子吸水率曲線存在明顯差異，其中褐熟期和黑熟期采收的甘草種子浸種2 h就已接近飽和，而乳熟期采收的甘草種子浸種3 h才接近飽和，乳熟期、褐熟期和黑熟期的種子飽和吸水率分別達(dá)到96%、84%和80%。這說明不同采收期的甘草種子吸水率不同，乳熟期采收的甘草種子所需浸泡時間較長，吸水率要顯著高于褐熟期和黑熟期種子。

圖8 不同采收期甘草種子吸水率曲線

(4)不同采收期對甘草種子萌發(fā)率的影響。從不同采收期甘草種子的萌發(fā)曲線(圖9)可以看出，隨著萌發(fā)時間延長，甘草種子萌發(fā)率增加，褐熟期和黑熟期采收的甘草種子比乳熟期采收的種子萌發(fā)時間分別推遲1 和2 d，前20 d是各采收期種子萌發(fā)率上升期，從22 d開始黑熟期采收的甘草種子萌發(fā)率趨于穩(wěn)定，而褐熟期采收的甘草種子萌發(fā)率從25 d開始趨于穩(wěn)定，乳熟期采收的甘草種子萌發(fā)率則到27 d才趨于平穩(wěn)。乳熟期采收的甘草種子萌發(fā)率總體上要高于其他兩個時期，而黑熟期采收的甘草種子萌發(fā)所需要的時間最短，分別比褐熟期和乳熟期采收的甘草種子提前2和7 d。30 d后，乳熟期、褐熟期和黑熟期種子的總萌發(fā)率分別為86%、82%和76%，日均萌發(fā)率分別為3.19%、4.10%和3.45%。這說明采收期越遲，甘草種子萌發(fā)所需時間越短，萌發(fā)率越低。本試驗中，褐熟期采收的甘草種子總萌發(fā)率介于乳熟期和黑熟期之間，但日均萌發(fā)率最大。

圖9 不同采收期甘草種子的萌發(fā)曲線

4 討論與結(jié)論

4.1 移栽方式和密度對甘草生長指標(biāo)和產(chǎn)量的影響

斜栽處理的全根長較直栽處理短，但主根長、株高和根徑這3個代表地下部分和地上部分產(chǎn)量的指標(biāo)斜栽處理均顯著高于其他處理，這個結(jié)論與王徐建[11]的研究結(jié)論相同，其中主根長比平栽、直栽和種子直播處理分別高出21.07%、13.40%和29.94%。移栽密度為15株/m2的處理全根長、株高顯著高于18和21株/m2處理，與12株/m2處理之間差異不顯著；小區(qū)產(chǎn)量15株/m2處理顯著高于其他3個處理，分別比12、18和21株/m2處理高14.60%、10.33%和23.97%。因此，甘草采用斜栽方式和15株/m2的移栽密度，相較其他移栽方式和密度，在促進植株生長和提高產(chǎn)量的同時，還可保證地上和地下部分能量分布的最優(yōu)狀態(tài)，并且利于采挖和降低生產(chǎn)成本，宜推廣應(yīng)用。試驗所得結(jié)論與高睿[12]的研究結(jié)論不同之處在于，他認(rèn)為最優(yōu)栽植密度為36株/m2，這可能與試驗所選研究區(qū)域的氣候條件不同有關(guān)。

4.2 采收期對甘草種子質(zhì)量的影響

乳熟期采收的甘草種子相較褐熟期和黑熟期，直徑大，深色種子比例低，吸水率和萌發(fā)率高，可見乳熟期采收的甘草種子整體外觀品質(zhì)和生長品質(zhì)均較好。這與杜志敏等[13]在玉米試驗中得出的研究結(jié)論相同。但是褐熟期甘草種子千粒質(zhì)量和日均萌發(fā)率最大，顯著高于其他處理。綜上，為了提高種子質(zhì)量和產(chǎn)量，生產(chǎn)實踐中不宜在黑熟期采收甘草種子，甘草種子的采收期宜選擇在乳熟期和褐熟期之間。