9 份小茴香種質資源的種子質量和田間比較試驗

陳曉文 張 蓉 路 平 李富春 魏進堂

（1 甘肅省定西市通渭縣農業技術推廣中心，通渭 743300；2 甘肅省定西市種子管理站，定西 743000）

小茴香（Foeniculum vulgareMill.）又名懷香、懷香子、茴香子[1]，系傘形科茴香屬草本植物[2]，是一種重要的多用途芳香植物[3]。小茴香原產于地中海地區，適應性較強，在我國各地均有分布[4]。由于小茴香的籽粒中含有茴香酮、茴香醛這兩種揮發油[1]，故小茴香的葉子和籽粒都具有特殊的香味。嫩葉嫩莖可以作為蔬菜食用[5]，種子具有溫腎暖肝、行氣止痛、和胃之功效，被用作藥用、調味品和香料[3]。小茴香的種子為植物學上的雙懸果，由于果皮較厚又含有揮發油，吸水能力和透氣能力差，所以在生產中存在著發芽率低、出苗不全的問題[6]。

由于小茴香耐干旱、瘠薄和鹽堿，具有經濟效益高、用途廣泛等特點，在全國各地均有種植，尤其在西北旱作農業區是一種具有獨特區域優勢的經濟作物。但是，大部分地區仍然沿用當地的自留種，種質資源混雜，沒有一個真正高產、優質的優良材料來代替農民的自留種。因此，結合種質資源普查工作和當地實際，從省內外科研院所和高校、部分市縣區農戶家中收集了9 份不同的小茴香種質資源材料，旨在通過發芽試驗，研究這些小茴香材料種子的發芽特性和最適發芽溫度，解決生產中小茴香出苗率低的問題，并為小茴香最佳播期的確定提供理論依據；通過田間試驗，對不同小茴香材料的農藝性狀進行統計分析，篩選出適合旱作農業區種植的最佳材料，為旱作農業區大面積推廣種植小茴香提供優異的種質資源。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況試驗地設在通渭縣平襄鎮旱作農業科技示范區，土質為黑壚土，海拔1930m，年均氣溫7.6℃，無霜期140d，年降水量380～400mm，干旱少雨，屬典型的干旱半干旱區。供試土壤pH 值8.4，全鹽15.02g/kg，有機質9.1g/kg，全氮0.34g/kg，有效磷2.6mg/kg，速效鉀67mg/kg。

1.2 試驗材料試驗材料共包含9 份由不同地方收集來的小茴香材料，具體來源為：西北農林科技大學農學院（材料1）、甘肅省通渭縣什川鎮山坡村（材料2）、甘肅省隴西縣云田鎮神家川村（材料3）、甘肅省民勤縣東湖鎮東潤村（材料4）、寧夏回族自治區海原縣西安鎮園河村（材料5）、寧夏回族自治區海原縣觀橋鎮張灣村（材料6）、甘肅省玉門市黃閘灣鄉黃閘灣村（材料7）、河西學院農業生物技術學院（材料8）、甘肅省定西市種子管理站（材料9）。

1.3 試驗設計

1.3.1 種子質量測定試驗采用隨機區組排列，共9 個材料，恒溫試驗設15℃、20℃、25℃和30℃4個溫度水平，3 次重復。變溫試驗先高溫后低溫（8h/16h），設20℃/10℃、25℃/10℃、30℃/10℃ 3個變溫水平，3 次重復。將小茴香種子用清水洗干凈，用0.5%的NaClO 溶液消毒滅菌20min，將處理過的種子用蒸餾水沖洗4 次，取處理后的單懸果種子100 粒，腹面朝下均勻擺放在事先鋪有濾紙的培養皿（直徑為15cm）中，再向培養皿中加15～20mL蒸餾水，分別置于設置相應溫度的培養箱中暗培養。

1.3.2 田間試驗試驗采用隨機區組排列，每個材料種植一個小區，3 次重復，共計27 個小區。小區長6.7m，寬6.5m，每小區行距40cm，小區總面積43.55m2。

試驗地土壤養分一致，試驗前使用旋耕機將土壤旋耕，使地面平整，無大的坷垃。播期為2020 年4 月18 日，采用人工開溝將不同材料小茴香均勻條播，播量1.0～1.5kg/667m2，播深2.5～3.0cm。

試驗中每小區施用磷酸二銨（總養分64%，N-P2O5-K2O：18-46-0）1.4kg 作基肥。在幼苗顯行時，進行中耕松土，人工拔除雜草。在6 月28 日進行第1 次灌水，8 月1 日進行第2 次灌水，整個生育期共灌水2 次。10 月1 日前后進行收獲，每個材料人工單獨收獲，單獨測產。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 種子質量試驗測定指標與方法測定不同溫度下小茴香種子的發芽勢、發芽率、發芽指數及種子活力。發芽試驗結束時（第14 天）測量芽長、芽重、根長、根重。參照張春慶等[7]的方法計算發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數。

發芽率=（種子發芽數/供試種子數）×100%

發芽勢=（發芽試驗規定日期內（第7 天）發芽種子數/供試種子數）×100%

發芽指數（GI）=∑（Gt/Dt）（式中Dt 為相應的發芽天數，Gt 為與Dt 相對應的不同時間t 天的發芽數，∑為總和）

活力指數（VI）=GI×S（式中S 為一定時期內正常幼苗的長度）

1.4.2 田間測定指標與方法試驗前采集土壤，利用化學分析滴定法、比色法等分析土壤基礎理化性質（土壤自然含水量、土壤堿解氮、有效磷、速效鉀、有機質、pH 值）。苗期統計出苗率，生育期測定株高、莖粗、干物質量，收獲前每個小區隨機取10 株進行室內考種，考種項目有株高、莖粗、干物質量、產量及其構成因素。

1.5 數據處理采用Excel 2007 和統計軟件DPS 7.05 對所測數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 種子質量檢驗

2.1.1 不同恒溫條件下的發芽率由圖1 可以看出，不同溫度處理對小茴香的萌發產生了影響，適宜的溫度可以促進小茴香種子的萌發和生長。同一材料在不同恒溫下的發芽情況為25℃下的發芽率最高（僅材料2 除外），9 個材料在25℃下的平均發芽率為76.93%，在15℃、20℃下的發芽率差別不大，分別為72.74%、73.63%，30℃下的發芽率最低，為36.89%，高溫不利于小茴香種子的萌發。同一溫度水平下，9 份材料中，材料2 的發芽率最低，材料7最高，說明材料2 種子活力最低，材料7 種子活力最高。同一材料不同溫度下種子的發芽率不同，說明適宜的溫度是小茴香發芽的必要條件，本試驗結果表明小茴香最適合的發芽溫度為25℃。

圖1 參試小茴香在不同恒溫條件下的發芽率

2.1.2 不同變溫下的發芽率由圖2 可以看出同一材料在不同變溫條件下的發芽情況，在30℃/10℃變溫下的發芽率明顯低于25℃/10℃和20℃/10℃變溫水平下的發芽率（材料3 除外），材料3 在30℃/10℃變溫下的發芽率明顯高于25℃/10℃和20℃/10℃變溫水平下的發芽率，在30℃恒溫下的發芽率為0.67%，而在30℃/10℃變溫下的發芽率為87.33%，顯著高于恒溫下的發芽率，說明變溫條件對材料3 的發芽與生長起促進作用，即晝夜溫差大的地區有利于材料3 種子的發芽與生長。材料1、材料6 和材料8 在25℃/10℃下的發芽率最高，分別為74.67%、79.00%、93.00%；材料2、材料4、材料5、材料7、材料9 在20℃/10℃的發芽率分別為41.33%、68.00%、88.67%、95.00%、94.00%，說明過大的溫差不利于這些小茴香材料的發芽生長，它們更適合在晝夜溫差小的地區發芽生長。

圖2 參試小茴香在不同變溫條件下的發芽率

不同材料小茴香的發芽勢、發芽率、發芽指數、種子活力各有不同。這些指標直接決定小茴香在田間的出苗率，從而影響小茴香的最終產量。由表1 可知，材料7 的發芽勢、發芽率、發芽指數、種子活力最高，分別為44.67%、92.67%、81.52、11.34；而材料2 的發芽勢、發芽率、發芽指數最低，分別為3.67%、42.67%、23.93，兩者差異顯著。材料7 和材料8 的發芽率雖相同，但是材料8 的發芽勢、發芽指數、種子活力均低于材料7；材料3 的發芽勢、發芽率、發芽指數雖高于材料2，但種子活力低于材料2，為0.74，在9 個材料中處于最低水平。材料4 的種子活力比材料1 高出1.31，材料5、材料6、材料9的種子活力差異不顯著，材料5 比材料6 高出0.45，比材料9 高出0.67。

表1 參試小茴香的種子質量檢驗

2.2 植株性狀分析

2.2.1 株高分析由圖3 可以看出不同材料小茴香的株高不同，株高均隨著生育期的變化而增加，苗期到開花期增加最快，在籽實期株高趨于穩定，這符合植株生長曲線。各個材料的株高變幅在92～115cm 之間。不同材料中，材料4 的株高最高，為113.72cm，材料8 的株高最矮，為59.46cm，相差54.26cm；材料1 株高次之，為109.91cm，材料2 株高較高，為104.07cm；材料3、材料5、材料6、材料7、材料9 的株高較低，分別為94.55cm、94.54cm、97.99cm、88.37cm、91.89cm。

圖3 參試小茴香株高趨勢

2.2.2 莖粗分析由圖4 可以看出各個小茴香材料的莖粗隨著生育期的變化而增加，苗期到開花期增加最快，在籽實期莖粗趨于穩定，各個材料的莖粗變幅在5.5～9.5mm 范圍內。不同材料中，材料4 莖粗最大，為9.04mm，材料8 莖粗最小，為5.50mm，相差3.54mm。材料2 莖粗次之，為8.63mm，材料1 莖粗較高，為8.52mm，材料5、材料6 的莖粗分別為7.15mm、7.25mm，材料9 的莖粗處于中間，為7.78mm。另外，材料3 的莖粗較小，為6.08mm，這是由于材料3 的特性引起的。

圖4 參試小茴香莖粗趨勢

2.2.3 干物質量分析小茴香的干物質量是一個生長季內小茴香新生產出有機物的總量，由圖5 可知，9 個小茴香材料的干物質量隨著生長發育而增加，苗期到分枝期增長緩慢，始花期至盛花期增長速度最快，籽實期趨于穩定，收獲期干物質量略有下降，這是因為在生長后期葉片大量脫落，且由于主莖和各個分枝的成熟期不一致，主莖上的籽粒比分枝上的成熟得快，在后期主莖上的籽粒脫落引起后期的干物質量下降，因此要特別注意適時收獲，以避免籽粒脫落引起產量的下降。9 個材料的干物質量變幅在95～200g 范圍內。

圖5 參試小茴香干物質量積累趨勢

材料4 的干物質量最大，為185.50g，材料8 的干物質量最小，為93.17g，相差92.33g，材料2 干物質量次之，為166.47g，材料1 的干物質量較高，為161.42g，材料7、材料8、材料9 的干物質量差別不大，分別為97.39g、93.17g、95.85g，其中材料4 和材料5 的干物質量在后期下降明顯，這是由于材料4 和材料5 的葉片在后期脫落比其他幾個材料嚴重。

2.2.4 產量及產量構成分析從表2 產量數據來看，材料4 的產量最高，為82.68kg/667m2，材料8 的產量最低，為15.48kg/667m2，相差67.20kg/667m2，差異顯著；材料1 產量次之，為81.14kg/667m2，材料5較高，為78.32kg/667m2，兩者無顯著差異；材料6 的產量處于中間，為66.26kg/667m2，材料3、材料7 的產量較低，分別為25.29kg/667m2、39.33kg/667m2，與材料6 之間的差異顯著。材料3 產量較低于其他材料，是因為材料3 為大茴香，特性不同于其他材料。

表2 參試小茴香產量及產量構成要素

從產量構成看，小茴香的產量由畝株數、分枝數、單株粒數、飽粒率、千粒重等構成。材料4 的畝株數不是最高，但是其分枝數、單株粒數、單株粒重、千粒重、飽粒率都高，產量結構好，因此其產量最高；材料2 的畝株數最低，但是分枝數、單株粒數、單株粒重都較高，故其產量處于中等；材料1 的畝株數明顯低于材料5，但二者產量相當，這是因為材料1 的分枝數、單株粒重、千粒重等都比材料5 高；材料3的畝株數、單株粒數、飽粒率最高，但是其單株粒重、分枝數和千粒重低，其中千粒重顯著低于其他7 個材料，因此其產量很低；材料7、材料9 的單株粒數、單株粒重都很低，且無顯著差異，但是二者的產量差異顯著，這是因為材料9 的分枝數、千粒重、畝株數都比材料7 高；材料8 的分枝數、飽粒率、單株粒重都最低，產量構成最差，因此其產量最低。

3 討論與結論

利用發芽試驗可以測定種子發芽的最大潛力，還可以評估田間播種價值。從9 個材料的發芽試驗來看，小茴香最適的發芽溫度為25℃，溫度過低或過高都不利于小茴香種子的萌發，尤其高溫對小茴香的發芽生長產生抑制作用。王羽梅等[6]對小茴香種子發芽特性的研究結果表明25℃下萌發時發芽勢、發芽率最好；王曉敏等[5]對3 個不同地區小茴香種子的發芽特性研究結果表明25℃下暗培養為茴香種子單果萌發的最適條件，王曉敏等[8]對茴香種子發芽特性研究結果表明，25℃下暗培養催芽為寧夏茴香種子單果萌發的最適條件，本試驗研究結果與前人結果基本一致。郭永忠等[9]利用不同濃度的PEG-6000 模擬干旱脅迫的研究結果表明，各地域小茴香種子的發芽率、發芽勢和發芽指數都隨干旱脅迫的加劇而呈下降趨勢。張家巧等[10]探討了H2O2和KNO3對小茴香種子萌發的影響，H2O2溶液對小茴香種子的萌發有一定程度的抑制作用，KNO3溶液對小茴香種子的萌發沒有明顯影響作用。王曉云等[11]將小茴香種子進行溫水處理、GA處理，比較發芽率。從變溫發芽試驗來看，材料3在30℃/10℃變溫下發芽最好，可在晝夜溫差大的地區進行推廣種植，其他8 個材料在25℃恒溫下的發芽率與在20℃/10℃變溫水平下的發芽率差異不顯著，說明較低的變溫條件更有利于小茴香的生長發育。變溫能夠促進小茴香種子的萌發，是由于溫度交替變化有利于改善種被的透性，促進水分和氣體交換，有利于增加發芽促進物質和減少抑制物質[12]。根據發芽試驗結果可初步確定9 個材料在中西部旱作農業區最適播期在4 月15 日前后。

田間比較試驗中，通過測定小茴香種子的發芽勢、發芽率、發芽指數來評定其種子活力，種子活力的高低直接決定小茴香在田間的出苗率，選用高活力種子可以確保田間苗全、苗齊、苗壯，從而提高小茴香的產量。本試驗研究表明，采集自甘肅省玉門市黃閘灣鄉黃閘灣村的材料7 發芽勢、發芽率、發芽指數、種子活力均最高，適當早播，可在大田實際生產中示范推廣。在田間試驗各農藝性狀表現中，采集自甘肅省民勤縣東湖鎮東潤村的材料4 株高、莖粗、干物質量等植株性狀良好，產量結構協調，綜合表現好，產量最高，為中高產材料，其產量為82.68kg/667m2，亦可在大田種植中應用推廣。本試驗的不同材料最高產量值低于任萬海等[13]的寧夏海原特色小茴香種植技術的研究結果中小茴香平均產量150kg/667m2，是因為本試驗的種植密度比實際生產密度低、收獲較晚田間落粒嚴重。后續還需對材料4、材料7 品質性狀進行進一步研究，以期選取高產優質的小茴香作為旱作農業區的主推材料。