秋季播種深度對麻風樹周年生長及養(yǎng)分狀況的影響

韋冬萍 韋劍鋒 季喆 范宇婷 韋秀菊 莫丹丹 喬凱鋒

摘要：為確定麻風樹適宜播種深度，在田間條件下研究播種深度（5、10、15、20 cm）對麻風樹FD-8號出苗、生長、養(yǎng)分含量及養(yǎng)分積累的影響。結(jié)果表明：播種深度5、10 cm的出苗率和出苗勢超過99%，顯著高于其他播種深度。播種1年，播種深度10～20 cm的地徑、地上莖高、著生葉片數(shù)明顯大于5 cm播種深度。增加播種深度，根、莖、葉干物質(zhì)積累量及干物質(zhì)積累總量先增加而后減少，均以播種深度10 cm的最多，與播種深度5、20 cm的差異均達顯著水平。隨播種深度增加，根的氮、磷、鉀含量及積累量持續(xù)減少，莖和葉的氮、磷、鉀含量及積累量先增加后減少;植株氮、磷及鉀積累總量以播種深度10 cm的最多，分別比其他播種深度的增加17.50%～113.85%、12.12%～78.67%和12.63%～69.24%。播種深度10～20 cm顯著增加莖、葉的干物質(zhì)分配率和氮、磷、鉀分配率。可見，播種深度10 cm比較有利于麻風樹生長及養(yǎng)分利用。

關鍵詞：麻風樹;播種深度;出苗;生長;養(yǎng)分;干物質(zhì);分配率

中圖分類號： S718.3?文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2019）20-0177-04

不同深度土層的墑情、養(yǎng)分含量及壓力脅迫不同，因此播種深度成為影響植物種子萌發(fā)出苗和形態(tài)建成的重要非生物因素[1-3]。前人研究表明，播種深度對玉米[2]、高粱[4]、花生[5]、扁桃[3]、黃山欒[6]等種子出苗和幼苗發(fā)育有顯著影響，對2～3年沙棘[7]的植株生長和玉米[8]的冠層結(jié)構(gòu)、光合特性、干物質(zhì)積累量及產(chǎn)量也有顯著影響。麻風樹（Jatropha curcas L.）又名膏桐、小桐子、臭桐樹等，是生產(chǎn)生物能源、農(nóng)藥和醫(yī)藥的主要原料。21世紀初，我國將麻風樹列為生物質(zhì)燃料油技術開發(fā)重點項目的主要能源植物，但是目前麻風樹在栽培技術方面的研究還相對較為滯后[9]。因此，開展麻風樹栽培相關研究具有重要的現(xiàn)實意義和應用價值。關于播種深度或覆蓋厚度對麻風樹的影響已有一些研究報道，但主要集中在種子萌發(fā)和苗期生長階段[10]，關于田間條件下播種深度對麻風樹后期生長和養(yǎng)分吸收利用的影響鮮見報道。鑒于此，在紅壤旱地設置不同播種深度試驗，分析麻風樹出苗、周年生長、養(yǎng)分含量及養(yǎng)分積累量差異，探討麻風樹適宜播種深度，為麻風樹高效栽培提供參考。

1?材料與方法

1.1?試驗材料

試驗于2016年8月至2017年8月在廣西科技大學進行;供試麻風樹種子為2016年7月成熟采收的FD-8號;試驗地為機械平整后儲備了5年的建設用紅壤旱地，0～30 cm土層含全氮0.71 g/kg、全磷0.39 g/kg、全鉀1.45 g/kg、堿解氮44.33 mg/kg、速效磷7.35 mg/kg、速效鉀50.17 mg/kg;供試肥料為當?shù)厥惺勰蛩兀∟含量≥46.4%）、鈣鎂磷肥（P2O5含量≥17%）、氯化鉀（K2O含量≥60%）。

1.2?試驗設計

試驗設播種深度5、10、15、20 cm處理，每處理播種15穴，每穴間距1.8 m，隨機區(qū)組分布。2016年8月20日，根據(jù)設計將直徑35 cm播種穴內(nèi)相應深度泥土挖出，每穴撒放粒大、飽滿、表面黑亮的麻風樹種子10粒，然后將每穴挖出的泥土全部回填覆蓋種子，并淋水至穴內(nèi)細土濕透。2016年9月15日，麻風樹出苗穩(wěn)定后間苗，每穴留2株壯苗。2017年4月1日，在每穴距離麻風樹基部10 cm處呈環(huán)狀撒施尿素 45 g、鈣鎂磷肥135 g、氯化鉀30 g，并用細土覆蓋，以蓋過肥料為準。

1.3?測定項目與方法

麻風樹幼苗出土后計算出苗第7天時的出苗勢和出苗穩(wěn)定時的出苗率。麻風樹間苗后每2個月調(diào)查1次地徑、地上莖高（地面至莖頂端長度）及著生葉片數(shù)。麻風樹生長1年后，每處理隨機取6穴，將麻風樹基部周圍30 cm、深30 cm的泥土連同麻風樹地下部分挖出，洗凈后分根、莖及葉烘干，計算干物質(zhì)質(zhì)量。將烘干后的根、莖及葉分別粉碎，按農(nóng)業(yè)標準《植物中氮、磷、鉀的測定》[11]測氮、磷及鉀含量，計算根、莖及葉的氮、磷及鉀積累量。應用Excel 2007和SPSS 17.0軟件進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析，通過Duncan's新復極差法進行多重比較。

2?結(jié)果與分析

2.1?播種深度對麻風樹出苗的影響

圖1顯示，播種深度5、10 cm的麻風樹出苗率和出苗勢均超過了99.00%，而播種深度15 cm的出苗率為87.33%、出苗勢為70.00%，播種深度20 cm的出苗率為70.67%、出苗勢為50.33%，其中播種深度5、10 cm的出苗率、出苗勢與其他播種深度，播種深度15 cm的出苗率、出苗勢與播種深度20 cm的差異達顯著水平。說明播種深度達15 cm會抑制麻風樹種子萌發(fā)出苗。

2.2?播種深度對麻風樹植株生長的影響

圖2顯示，秋季播種的麻風樹出苗后地徑持續(xù)增長，到12月進入休眠期，隨后停滯增長，翌年4月又開始快速增長，到8月達到峰值，但不同播種深度的麻風樹地徑存在一定差異。在各調(diào)查期，播種深度10、15、20 cm的地徑差異不明顯，但均明顯大于播種深度5 cm的，其中在2016年12月三者的地徑比播種深度5 cm的分別增加0.42、0.45、0.46 cm/株，在2017年8月三者的地徑比播種深度5 cm的分別增加0.42、0.38、0.33 cm/株。說明播種深度10～20 cm有利于麻風樹地徑生長。

圖3顯示，秋季播種的麻風樹出苗后地上莖高緩慢增長，到12月進入休眠期，翌年4月開始快速增長，到8月達到峰值，但不同播種深度的麻風樹地上莖高在不同調(diào)查期差異明顯。2016年10月至2017年2月，地上莖高表現(xiàn)為播種深度10 cm>5 cm>15 cm>20 cm，其中播種深度10 cm的地上莖高在2016年12月比其他播種深度的增加1.20～3.90 cm/株;2017年4—8月，地上莖高表現(xiàn)為播種深度 15 cm 與播種深度10 cm的差異不明顯，但均明顯高于播種深度20、5 cm的，播種深度20 cm的明顯高于播種深度5 cm的，其中播種深度15 cm的地上莖高在2017年8月比其他播種深度的增加2.70～61.89 cm/株。說明播種深度5～10 cm有利于麻風樹苗期地上莖高生長，而播種深度10～15 cm 有利于麻風樹后期地上莖高生長。

圖4顯示，秋季播種的麻風樹出苗后著生葉片數(shù)緩慢增長，到12月達到小高峰，隨后快速減少，到翌年2月達到最小值，翌年4月又開始快速增長，到8月達到峰值，但不同播種深度的麻風樹著生葉片數(shù)在不同調(diào)查期存在差異。2016年10月至2017年2月，著生葉片數(shù)表現(xiàn)為播種深度20 cm>15 cm>10 cm>5 cm，其中播種深度20 cm的著生葉片數(shù)在2016年12月比其他播種深度的多0.5～2.5張/株;2017年4月至2017年8月，著生葉片數(shù)表現(xiàn)為播種深度10 cm>15 cm>20 cm>5 cm，其中播種深度10 cm的著生葉片數(shù)在2017年8月比其他播種深度的增加4.6～16.1張/株，各播種深度的著生葉片數(shù)差異明顯。說明適當深播有利于麻風樹葉片著生。

2.3?播種深度對麻風樹干物質(zhì)積累量的影響

表1顯示，麻風樹生長1年后，根、莖、葉干物質(zhì)積累量及其積累總量隨播種深度的增加先增加后減少，其中根干物質(zhì)積累量以播種深度10 cm的最高，比其他播種深度的高9.47%～31.93%，與其他播種深度的差異達顯著水平，而播種深度20 cm的最少;莖、葉干物質(zhì)積累量及干物質(zhì)積累總量以播種深度10 cm的最高，比其他播種深度的分別高8.55%～68.50%、11.60%～74.17%、9.53%～56.18%，與播種深度5、20 cm的差異達顯著水平，而播種深度5 cm的均最少。在干物質(zhì)分配方面，播種深度5 cm的根干物質(zhì)分配率顯著大于其他播種深度，但其他播種深度的差異不顯著;播種深度10、15、20 cm的莖干物質(zhì)分配率差異不顯著，但均顯著大于播種深度5 cm的;播種深度10、15 cm的葉干物質(zhì)分配率顯著大于播種深度5 cm的，而其他播種深度的差異不顯著。說明播種深度10 cm比較有利于麻風樹干物質(zhì)積累，能促進干物質(zhì)向莖和葉分配。

2.4?播種深度對麻風樹養(yǎng)分含量的影響

加而下降，其中播種深度5 cm的分別比其他播種深度的高36.67%～86.36%、30.00%～62.50%、26.50%～49.49%，且均與其他播種深度差異達顯著水平。麻風樹莖的氮、磷、鉀含量隨播種深度增加呈先上升后下降趨勢，其中氮含量和鉀含量以播種深度10 cm的最高，分別比其他播種深度高7.25%～51.02%和5.77%～13.01%，與播種深度5 cm的差異均達顯著水平;麻風樹莖的磷含量以播種深度10、15 cm的最高，比其他播種深度高8.33%～18.18%，與播種深度5 cm的差異達顯著水平。麻風樹葉的氮、磷、鉀含量隨播種深度增加呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，其中氮和磷含量以播種深度 10 cm 時最高，分別比其他播種深度高 6.63%～30.15%和4.76%～29.41%，與播種深度5 cm的差異均達顯著水平;麻風樹葉的鉀含量以播種深度15 cm的最高，比其他播種深度高0.73%～12.65%，與播種深度5 cm的差異達顯著水平。說明播種深度5 cm可提高麻風樹根部養(yǎng)分水平，而播種深度10～15 cm可提高麻風樹莖和葉的養(yǎng)分水平。

2.5?播種深度對麻風樹養(yǎng)分積累與分配的影響

表3顯示，麻風樹根的氮、磷及鉀積累量隨播種深度的增加而減少，其中播種深度5 cm時分別比其他播種深度增加16.73%～109.29%、10.71%～82.35%和7.86%～68.31%，且均與播種深度15、20 cm的差異達顯著水平。麻風樹莖的氮、磷及鉀積累量隨播種深度增加呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，其中均以播種深度10 cm的最多，以播種深度5 cm的最少，播種深度間氮和鉀積累量差異達顯著水平，播種深度10 cm的磷積累量與播種深度5、20 cm的差異也達顯著水平。麻風樹葉的氮、磷、鉀積累量以及麻風樹氮、磷、鉀積累總量隨播種深度的增加先增加而后減少，其中均以播種深度10 cm時最多，以播種深度5 cm時最少，播種深度間的差異均達顯著水平，其中播種深度10 cm的氮、磷及鉀積累總量分別比其他播種深度高17.50%～113.85%、12.12%～78.67%與12.63%～69.24%。在養(yǎng)分分配方面，播種深度 5 cm 根的氮、磷及鉀分配率均顯著大于其他播種深度，而其他播種間深度差異不顯著;播種深度10、15、20 cm莖的氮、磷及鉀分配率差異不顯著，但均顯著大于播種深度5 cm;播種深度10、15、20 cm葉的磷和鉀分配率差異不顯著，但均顯著大于播種深度5 cm，播種深度20 cm葉的氮分配率也顯著大于播種深度5 cm。說明播種深度5 cm可促進養(yǎng)分在麻風樹根部的積累與分配，增加播種深度可促進養(yǎng)分在麻風樹莖和葉中的積累與分配。

3?討論與結(jié)論

植物種子萌發(fā)與幼苗建成階段是植物生活史中最脆弱的階段[3]。植物種子萌發(fā)和幼苗出土受遺傳特性、種子質(zhì)量、氣候條件、整地質(zhì)量、播種技術及其他限制因素的影響，其中在播種技術中，播種深度對種子的萌發(fā)和幼苗出土產(chǎn)生直接影響[2，12]。前人研究發(fā)現(xiàn)，玉米[2]、高粱[4]、紫花苜蓿[13]、黃山欒[6]、 白刺[7]、 油蒿[7]種子的出苗率隨著播種深度的增加呈明顯下降趨勢，而無芒雀麥[1]、苦蕎[15]、花生[5]、扁桃[3]、沙棘[7]、桃兒七[12]、遼東櫟[14-15]種子的出苗率隨著播種深度的增加先增加后減少。本研究表明，麻風樹播種深度為5～10 cm 時種子的出苗率和出苗勢無變化，但播種深度為15～20 cm時，出苗率和出苗勢持續(xù)顯著減少，這與筆者前期研究陳年麻風樹種子播種深度的結(jié)果[10]相似。說明播種過深會對麻風樹種子萌發(fā)和幼苗出土構(gòu)成土層壓力脅迫，抑制麻風樹種子萌發(fā)出土。因此，麻風樹直播或播種育苗時覆土厚度或播種深度以不超過10 cm為宜。

播種深度影響植物根系生長、植株形態(tài)、干物質(zhì)積累及產(chǎn)量等[2，7-8，13]。如增加播種深度，紫花苜蓿的根系體積和根系生物量逐漸增大，地上生物量逐漸降低，莖葉比先降低后升高[13];黃山欒苗高隨播種深度的增加而下降[6];沙棘、油蒿的株高和冠幅隨播種深度的增加先增加后減少[7];玉米播種過深則會顯著降低生育期的干物質(zhì)積累和產(chǎn)量[8]。本研究表明，播種深度對麻風樹地徑、地上莖高、著生葉片數(shù)、干物質(zhì)積累量及其分配率均產(chǎn)生明顯的影響，其中播種深度10 cm的麻風樹各器官生長與干物質(zhì)積累量優(yōu)勢明顯。說明播種深度10 cm比較有利于麻風樹營養(yǎng)生長與形態(tài)建成。出現(xiàn)這一結(jié)果，可能與麻風樹根系土壤水分和養(yǎng)分供應差異有關。麻風樹是肉莖闊葉落葉植物，其形態(tài)學可塑性較強，當土壤水肥供應充足時，其速生快長，當土壤水分含量或養(yǎng)分含量較低時，就緩慢生長或停滯生長[9，16]。麻風樹根系為直根系，側(cè)根橫向生長旺盛，淺播5 cm時表層土壤水分容易蒸發(fā)而形成缺水脅迫，抑制麻風樹生長;深播20 cm時，盡管深層土壤水分含量較多，但養(yǎng)分含量較低，激發(fā)麻風樹生長的作用有限;而適當深播10 cm的土壤水肥條件可較好地滿足麻風樹生長需要，因而生長旺盛。另外研究發(fā)現(xiàn)，播種深度5 cm能明顯促進麻風樹干物質(zhì)向根部分配，而增加播種深度則會促進干物質(zhì)向莖葉分配，此結(jié)果與前人研究玉米[2，17]和扁桃[3]的結(jié)果相一致。這可能是麻風樹生長對不同播種深度土壤水分含量響應而進行調(diào)整性分配的結(jié)果。因為植物的地上部分和根系具有相關性，在水分資源有限的條件下，植物會將更多的生物量用于根的生長發(fā)育[3]。麻風樹在干旱條件下，也會減少冠層部分的生長量[16]。

播種深度影響麻風樹養(yǎng)分吸收、積累與分配。本研究表明，隨播種深度的增加，麻風樹根部氮、磷、鉀含量及其積累量呈減少趨勢，而莖部和葉部的氮、磷、鉀含量、積累量及其積累總量先增加后減少，其中氮、磷、鉀積累總量均以播種深度 10 cm 時最多，以播種深度5 cm時最少，且淺播5 cm會明顯促進養(yǎng)分向根部分配，而深播10～20 cm促進養(yǎng)分向莖葉分配，這可能是由土壤剖面有效養(yǎng)分分布和水分含量差異引起的。在養(yǎng)分方面，紅壤旱地基礎有效養(yǎng)分含量往往隨土層深度的增加而明顯下降[18]，同時本研究中氮、磷及鉀肥施于土表，有效養(yǎng)分在土壤垂直遷移中因殘留而遞減，因此播種得越深，麻風樹根系周圍有效養(yǎng)分含量就越小，根系養(yǎng)分含量就越低。在水分方面，紅壤旱地水分含量一般隨土層深度的增加而增加，較豐富的水分供應更能促進麻風樹根系對養(yǎng)分的吸收，并向生長點高效轉(zhuǎn)運。其中，播種深度10 cm的麻風樹根系周圍土壤有效養(yǎng)分和水分含量可能較適合麻風樹營養(yǎng)生長，從而促進養(yǎng)分向生長中心莖葉運移。而播種深度 5 cm 的麻風樹在根部累積和分配了較多養(yǎng)分，可能是因淺層土壤水分較少而引起養(yǎng)分轉(zhuǎn)運受阻的緣故。因為土壤水分含量較低時，植株蒸騰強度減弱，影響?zhàn)B分運輸，促使養(yǎng)分向根部富集[19]。可見，播種深度對麻風樹生長和養(yǎng)分吸收利用的影響可能是通過不同深度土壤水肥供應及互作來實現(xiàn)的，具體機理有待進一步研究。可見，在紅壤旱地麻風樹播種深度 10 cm 的種子萌發(fā)出土、植株生長和養(yǎng)分吸收利用綜合效應較好。

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