分株繁殖對3種薹草屬植物生長發(fā)育的影響

李英博 ，王超凡，楊龍彪，鞠志新※

（1.吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院農(nóng)學(xué)院，吉林 132101；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，長春 130000；3.前郭縣國有林總場韓家店分場，松原 138000）

薹草屬（CarexL.）為莎草科植物，分布范圍廣，種類繁多，抗逆性好，對環(huán)境適應(yīng)性強，不易感染病蟲害，可減少因使用農(nóng)藥對環(huán)境造成的污染，在北方具有代替冷季型草坪的潛力[1-2]。本研究以薹草種類、芽數(shù)、間距、深度為因素，采用四因子三水平的正交試驗設(shè)計，研究各因子對薹草株高及分蘗的影響，通過各因子對薹草株高、分蘗的回歸分析，比較各因子對薹草株高及分蘗影響的貢獻(xiàn)率，評價影響薹草株高和分蘗的關(guān)鍵因子，篩選最優(yōu)的栽培技術(shù)參數(shù)，為建立薹草高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培體系提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

2021年4月20日種植3種薹草，種植試驗區(qū)為吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院九站校區(qū)園藝場長白山薹草資源圃。該資源圃位于東經(jīng)126°28'，北緯43°57'，海拔192 m，該地區(qū)屬于溫帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫3～5 ℃，最低氣溫可達(dá)－20 ℃。年均降雨量700 mm，無霜期130～140 d。≥10 ℃年積溫2 400～2 600 ℃。土壤為黑土，土壤有機(jī)質(zhì)含量19.0 g/kg，堿解氮含量80.1 mg/kg，速效磷含量52.3 mg/kg，速效鉀含量176 mg/kg，pH為7.4。

1.2 試驗材料

以低矮薹草（Carex humilis）、烏拉草（Carexmeyeriana）、亞柄薹草（Carexsubpediformis）3種薹草為試材，引種于吉林省長白市靖宇縣，現(xiàn)保存于吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院九站校區(qū)園藝場長白山薹草資源圃。

1.3 試驗方法

采用正交試驗，設(shè)置三水平四因素，栽植苗為低矮薹草、烏拉草、亞柄薹草3種薹草屬植物，分株每叢芽數(shù)為5、10、15個，叢間距為20 cm×20 cm、30 cm×30 cm、40 cm×40 cm，栽植深度為4、6、8 cm，采用L9（34）正交試驗設(shè)計（見表1），9個處理，重復(fù)3次，小區(qū)面積為1 m×1 m，南北方向。栽植后緩苗1個月，統(tǒng)計成活率，每30 d測量1次生長指標(biāo)，直至進(jìn)入枯黃期。

表1 L9（3 4）的正交試驗設(shè)計

1.4 項目測定

株高：測量3種薹草從地面到草叢頂部的垂直高度。分蘗數(shù)：指從底部數(shù)起，植株所有的分蘗個數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 22.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析；采用Duncan法對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較，顯著性水平為0.05，試驗結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示；采用Excel 2016、Origin 2018軟件進(jìn)行圖表制作。

不同處理間由于量綱存在較大差異，為了將不同處理的各個水平統(tǒng)一在同一個系統(tǒng)中進(jìn)行比較，對不同處理的各個水平進(jìn)行數(shù)字化處理。將各試驗因子（X1i、X2i、X3i、X4i）中的3個水平以1、2、3進(jìn)行數(shù)字化處理，賦值情況如表1所示。作為自變量，分別與因變量Yi，即株高（Y1）、分蘗（Y2）進(jìn)行回歸分析，得到各因子的回歸系數(shù)Bji，通過比較各因素的回歸系數(shù)絕對值，分析影響3種薹草株高和分蘗的主要因素，絕對值越大，相應(yīng)的因素影響越大。按照回歸系數(shù)Bji計算各對應(yīng)評價因素（Xji）的權(quán)重Pji，即Pji=（Bji/Bji×100）。各因子的回歸系數(shù)的絕對值權(quán)重分別為株高貢獻(xiàn)率（P1i）及分蘗貢獻(xiàn)率（P2i）。通過比較各貢獻(xiàn)率的大小，進(jìn)一步分析評價各因子對株高及分蘗的影響程度[3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對3種薹草株高的影響

通過對不同處理下3種薹草株高變化的方差分析，如表2所示。整個生育周期，3種薹草株高均呈上升趨勢。5個測量時間點中，5月29日和6月29日3種薹草植物種類之間存在顯著差異（P<0.05）。7月29日至9月29日亞柄薹草與低矮薹草差異不顯著。9月29日亞柄薹草株高達(dá)到最高，顯著高于烏拉草；低矮薹草次之，顯著高于烏拉草，且與亞柄薹草差異不顯著；烏拉草株高增長最低。而在芽數(shù)、間距、深度3個影響因子下，各處理間均差異不顯著（P>0.05），說明芽數(shù)、間距、深度3個影響因子對株高的影響較小。

3種薹草不同影響因子參數(shù)對其株高發(fā)育影響的回歸分析結(jié)果，如表3所示。5月29日、6月29日、7月29日和8月29日株高與各因子的回歸擬合程度較高，方程確定性系數(shù)分別達(dá)到0.807、0.683、0.656和0.641，而9月29日株高與各因子的回歸擬合程度較低，方程確定性系數(shù)為0.616。

5個測量時間點中各因子的株高貢獻(xiàn)率如圖1所示。種類的株高貢獻(xiàn)率最大，分別達(dá)到82%、84%、74%、71%和60%；間距的株高貢獻(xiàn)率最小，分別為10%、3%、6%、2%和5%。6月29日3種薹草株高受種類影響最大，種類的株高貢獻(xiàn)率達(dá)到84%；9月29日芽數(shù)對3種薹草株高影響作用變大，芽數(shù)的株高貢獻(xiàn)率達(dá)到27%，說明9月29日為秋季3種薹草即將進(jìn)入休眠，芽數(shù)作用凸顯。間距和深度的株高貢獻(xiàn)率最小，均在2%～10%。因此，在不同的種植參數(shù)中，種類對株高的影響最大，其次是芽數(shù)，間距和深度的影響最小。

圖1 不同處理下3種薹草的株高貢獻(xiàn)率

2.2 不同處理對3種薹草分蘗的影響

通過對不同處理下3種薹草分蘗數(shù)變化的方差分析，如表4所示。整個生育周期，3種薹草分蘗數(shù)均呈上升趨勢。5個測量時間點中，亞柄薹草與低矮薹草之間差異不顯著，二者均與烏拉草存在顯著差異（P<0.05）。6月29日至7月29日亞柄薹草分蘗數(shù)變化最快，增幅最大，為103.68%；8月29日 至9月29日增幅變慢，說明生長進(jìn)入緩慢發(fā)育階段，即將進(jìn)入休眠期。9月29日亞柄薹草分蘗數(shù)達(dá)到最大，顯著高于烏拉草；低矮薹草次之，顯著高于烏拉草，且與亞柄薹草差異不顯著。而在芽數(shù)、間距、深度3個影響因子下，各處理間均差異不顯著（P>0.05），說明芽數(shù)、間距、深度3個影響因子對分蘗數(shù)的影響較小。

表4 不同處理對3種薹草分蘗的影響

3種薹草不同影響因子參數(shù)對其分蘗數(shù)影響的回歸分析結(jié)果，如表5所示。5月29日、7月29日和9月29日分蘗數(shù)與各因子的回歸擬合程度較高，方程確定性系數(shù)分別達(dá)到0.584、0.647和0.724，而6月29日和8月29日分蘗數(shù)與各因子的回歸擬合程度較低，方程確定性系數(shù)為0.460和0.527。

表5 不同處理對3種薹草分蘗影響的回歸分析

5個測量時間點中各因子的分蘗數(shù)貢獻(xiàn)率如圖2所示。種類的分蘗數(shù)貢獻(xiàn)率最大，分別達(dá)到63%、49%、59%、61%和45%，深度的分蘗數(shù)貢獻(xiàn)率最小，分別為19%、7%、9%、13%和8%。5月29日和8月29日3種薹草分蘗數(shù)受種類影響最大，種類的分蘗數(shù)貢獻(xiàn)率分別達(dá)到63%和61%；9月29日芽數(shù)對3種薹草分蘗數(shù)影響作用變大，芽數(shù)的貢獻(xiàn)率達(dá)到29%，說明9月29日為秋季3種薹草即將進(jìn)入休眠，芽數(shù)作用凸顯。因此，在不同的種植參數(shù)中，種類對分蘗數(shù)的影響最大，其次是芽數(shù)，間距和深度影響最小。

圖2 不同處理下3種薹草的分蘗貢獻(xiàn)率

3 討論與結(jié)論

優(yōu)良品種是薹草發(fā)展的內(nèi)在因素。隨著栽培生產(chǎn)的發(fā)展，對抗逆性新品種的需求增多，育種目標(biāo)主要集中在抗寒高產(chǎn)、抗旱高產(chǎn)、耐鹽高產(chǎn)、抗病、抗蟲、根蘗耐牧等方面[3]。芽數(shù)與種植深度是薹草生長發(fā)育的重要條件之一，芽數(shù)過少、種植過深均不利于生長，因此合理的芽數(shù)與種植深度才能使薹草植物正常生長發(fā)育。此外合理的種植間距是確保薹草生長發(fā)育的重要條件，密度過大，植物之間對光、熱、水、肥等因素的競爭強烈，不利于植株合理利用資源；密度過小，植株間的競爭減少，但單位空間內(nèi)植株數(shù)量少，影響生物產(chǎn)量，只有合理的種植密度才能使植物在充分利用外界資源的同時，獲得較高的產(chǎn)量[4-5]。許多學(xué)者在不同地區(qū)進(jìn)行了薹草品種的栽培適應(yīng)性及栽培生長評價。石進(jìn)朝等[6]對北京山區(qū)野生地被植物澇峪苔草栽培技術(shù)進(jìn)行研究得出，澇峪苔草能夠通過分株方法繁殖，在3－8月進(jìn)行最好。栽植密度為30 cm×30 cm，澇峪苔草不需要修剪，是一個適于護(hù)坡綠化的野生地被植物。喬家鳳等[7]通過基質(zhì)對青綠苔草和披針葉苔草穴盤生長的影響，發(fā)現(xiàn)基質(zhì)配比為草炭：松針＝1：1對其生長發(fā)育最好。

本研究表明，3種薹草植物種類之間具有顯著差異，亞柄薹草與低矮薹草生長指標(biāo)之間顯著高于烏拉草，說明亞柄薹草與低矮薹草生產(chǎn)栽培優(yōu)于烏拉草。而在芽數(shù)、間距、深度3個影響因子下，各處理之間均差異不顯著。在不同的影響因子下，種類與芽數(shù)對于薹草的生長發(fā)育起到較大作用，其生長貢獻(xiàn)率顯著高于其他影響因子，因此在薹草生產(chǎn)栽培中優(yōu)先注重薹草種類與芽數(shù)。5月29日至7月29日各種植因子的貢獻(xiàn)率均達(dá)到較高水平，說明春夏種植薹草有利于其生長發(fā)育；而在9月29日其生長指標(biāo)貢獻(xiàn)率有所下降，說明進(jìn)入秋季，生長速度減慢。本研究通過方差分析以及回歸分析，比較了各因素對生長影響貢獻(xiàn)率的大小，評價影響薹草生長的關(guān)鍵因子，篩選最優(yōu)的栽培技術(shù)參數(shù)，為薹草的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培體系的建立提供理論依據(jù)，對薹草種植關(guān)鍵技術(shù)措施的制定具有重要意義。