不同栽培密度對(duì)芥菜生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響研究

摘要：為了探究不同栽培密度對(duì)芥菜生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響，本試驗(yàn)以“綏芥7號(hào)”為試驗(yàn)材料，設(shè)定9.5萬(wàn)～33.3萬(wàn)株/hm24個(gè)密度梯度，分析生長(zhǎng)性狀、光合特性、產(chǎn)量及品質(zhì)變化。結(jié)果表明，密度增加導(dǎo)致株高降低（42.3～54.1 cm）、葉面積縮小（220.6～342.8 cm2）、光合速率下降（14.2～18.7 μmoLCO2·m-2·s-1）、單位面積產(chǎn)量提升（4 531.2～5 193.4 kg/667 m2），但品質(zhì)下降、硝酸鹽含量升高（428.3～512.6 mg/kg）。優(yōu)化栽培密度需權(quán)衡個(gè)體生長(zhǎng)與群體產(chǎn)量，以提高資源利用效率和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：芥菜；栽培密度；生長(zhǎng)性狀

芥菜作為重要的經(jīng)濟(jì)作物，兼具食用與加工價(jià)值，其生長(zhǎng)及產(chǎn)量受栽培密度影響顯著。合理密植可提高單位面積產(chǎn)量，而密度過(guò)大則會(huì)抑制個(gè)體生長(zhǎng)，影響光合效率及品質(zhì)形成。密度調(diào)控涉及植株間競(jìng)爭(zhēng)、資源利用效率及群體產(chǎn)量的平衡，優(yōu)化栽培模式對(duì)提升產(chǎn)量與品質(zhì)至關(guān)重要。本試驗(yàn)在不同密度條件下探究芥菜的生長(zhǎng)表現(xiàn)、光合特性及品質(zhì)變化，為區(qū)域高效栽培提供理論支撐，具有重要的生產(chǎn)指導(dǎo)價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

1.1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地點(diǎn)位于黑龍江省綏化市北緯46°38′，東經(jīng)126°59′的黑土地區(qū)域，該地屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫2.1℃，無(wú)霜期140 d左右，年均降水量550～650 mm，光照時(shí)長(zhǎng)2 700 h，土壤有機(jī)質(zhì)含量在3.5%～4.2%，pH5.5～6.5，土壤類型為典型的黑鈣土。試驗(yàn)田位于當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)科技示范基地，土層深厚，通透性良好，具備較強(qiáng)的水肥保持能力。試驗(yàn)周期覆蓋整個(gè)生長(zhǎng)季，平均日照時(shí)長(zhǎng)超過(guò)7.5 h，有利于芥菜光合效率的提升，為不同栽培密度處理提供一致的氣象與土壤條件[1]。

1.1.2 試驗(yàn)品種

試驗(yàn)選用適宜黑龍江省綏化市種植的優(yōu)質(zhì)芥菜品種“綏芥7號(hào)”，該品種為中早熟類型，全生育期約60 d，播種至可采收期約45 d，株高50～60 cm，葉片深綠，單株葉片數(shù)12～15片，平均單株質(zhì)量350～420 g。該品種耐寒性較強(qiáng)，最低可耐-3℃低溫，最適生長(zhǎng)溫度18～25℃，在晝夜溫差較大的環(huán)境下光合效率較高，單位面積產(chǎn)量達(dá)4.5～5.2 t/667 m2，適宜密植栽培。種子千粒重1.8～2.2 g，出苗率高達(dá)92%以上，在黑鈣土環(huán)境下植株生長(zhǎng)健壯，抗病性較強(qiáng)，對(duì)霜霉病、軟腐病具較高抗性。

1.1.3 試驗(yàn)處理

針對(duì)不同栽培密度對(duì)“綏芥7號(hào)”生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響，設(shè)定不同密度梯度，試驗(yàn)處理如下：（1）栽培密度設(shè)置：設(shè)定4個(gè)密度處理：A（高密度）行距20 cm，株距15 cm，種植密度33.3萬(wàn)株/hm2；B（中密度）行距25 cm，株距20 cm，種植密度20萬(wàn)株/hm2；C（低密度）行距30 cm，株距25 cm，種植密度13.3萬(wàn)株/hm2；D（對(duì)照組）行距35 cm，株距30 cm，種植密度9.5萬(wàn)株/hm2。

（2）試驗(yàn)區(qū)劃分：采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)區(qū)，每區(qū)面積20 m2，共12個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，保持一致的土壤條件和管理措施。（3）播種及管理：播種，采用穴播方式，每穴2～3粒種子，苗期定苗確保均勻密度。水肥管理統(tǒng)一，追施尿素45 kg/hm2，復(fù)合肥

75 kg/hm2，結(jié)合降雨適時(shí)灌溉，病蟲害防治按照農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。試驗(yàn)在確保土壤條件、管理措施、灌溉方式一致的前提下，重點(diǎn)考察不同栽培密度對(duì)芥菜生長(zhǎng)狀況及最終產(chǎn)量的影響。通過(guò)設(shè)置合理的處理梯度，結(jié)合嚴(yán)格的田間管理，確保試驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性、可靠性及可推廣性，為黑龍江地區(qū)芥菜高效種植提供數(shù)據(jù)支撐[2]。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.2.1 生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定

生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定分別在芥菜播種后15 d（幼苗期）、30 d（營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛期）、45 d（葉片生長(zhǎng)穩(wěn)定期）和60 d（收獲期）4個(gè)生長(zhǎng)階段進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定項(xiàng)目包括株高、葉片數(shù)、葉面積、莖粗及地上部生物量。株高采用直尺測(cè)量，自地面至主莖最高點(diǎn)，測(cè)量5株樣本，計(jì)算平均值；葉片數(shù)為單株展開葉片總數(shù)，每處理重復(fù)30株，并取平均值；葉面積測(cè)定采用Li-3000C便攜式葉面積儀，每處理測(cè)量10株，計(jì)算平均葉面積；莖粗使用電子卡尺測(cè)定，取距地面2 cm處的莖徑，測(cè)量5株后計(jì)算均值；地上部生物量測(cè)定采用剪切法，每區(qū)隨機(jī)取3株，去根部稱量，使用萬(wàn)分之一天平精確至0.01 g，測(cè)得的生物量數(shù)據(jù)換算成g/m2，評(píng)估不同密度處理對(duì)生長(zhǎng)積累的影響。

1.2.2 光合參數(shù)測(cè)定

光合參數(shù)測(cè)定選取晴朗無(wú)風(fēng)天氣，于每日9∶00～11∶00進(jìn)行測(cè)定，確保光照充足且氣象條件穩(wěn)定。測(cè)定儀器為L(zhǎng)I-6400XT便攜式光合測(cè)定系統(tǒng)，選取試驗(yàn)區(qū)內(nèi)生長(zhǎng)狀況良好、代表性強(qiáng)的植株，每個(gè)密度處理隨機(jī)選取6株，每株選取頂部展開的功能葉進(jìn)行測(cè)定，取平均值。測(cè)定指標(biāo)包括凈光合速率（Pn，μmoLCO2m-2s-1）、氣孔導(dǎo)度（Gs，moL H2O·m-2·s-1）、胞間CO2濃度（Ci，μmoLCO2moL-1）和蒸騰速率（Tr，mmoL H2O·m-2·s-1）。在測(cè)定前30 min打開儀器預(yù)熱，設(shè)定光量子通量密度（PAR）為1 200μmoL·m-2·s-1，葉室溫度維持在25±1℃，CO2濃度設(shè)定為大氣自然濃度（約400μmoL·moL-1），流速設(shè)定為500μmoLs-1。每片葉片穩(wěn)定1 min后開始記錄數(shù)據(jù)，測(cè)定間隔30 s，連續(xù)測(cè)定5次取均值。

1.2.3 品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定

品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定在芥菜收獲期（播種后60 d），于8∶00～9∶00在試驗(yàn)地內(nèi)隨機(jī)選取健康且生長(zhǎng)狀態(tài)良好的芥菜植株，每個(gè)栽培密度處理隨機(jī)采集10株樣本，去除根系后混合均勻，取1.0 kg樣品帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定項(xiàng)目包括可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、維生素C含量和硝酸鹽含量。可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定，稱取0.2 g新鮮葉片研磨，加入5 mL蒸餾水提取，80℃水浴30 min后離心（4 000 r/min，10 min），上清液與蒽酮試劑混合后，在721分光光度計(jì)設(shè)定波長(zhǎng)620 nm測(cè)定吸光度，以葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算含量（mg/g FW）。

可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法，取0.5 g葉片，加10 mL磷酸鹽緩沖液（pH7.0），冰浴勻漿后離心（8 000 rpm，10 min），吸取上清液0.1 mL，加入考馬斯亮藍(lán)試劑，在595 nm波長(zhǎng)測(cè)定吸光度，以牛血清白蛋白標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算含量。維生素C含量采用2，6-二氯酚靛酚滴定法，稱取0.5 g葉片，加10 mL 2%草酸溶液提取，振蕩15 min后過(guò)濾，取2 mL濾液用0.1% 2，6-二氯酚靛酚滴定至粉紅色30s不褪色，計(jì)算維生素C含量（mg/100 g FW）。硝酸鹽含量采用紫外分光光度法，稱取0.5 g葉片，加10 mL蒸餾水提取，50℃水浴30 min后離心（5 000 r/min，10 min），取上清液在波長(zhǎng)410 nm測(cè)定吸光度，以硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算含量（mg/kg FW）。

1.2.4 產(chǎn)量指標(biāo)測(cè)定

在采收時(shí)設(shè)定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，以地上部生物量達(dá)到70以

上、葉片完整、未出現(xiàn)明顯老化為依據(jù)。在播種后60 d，于每日8∶00～10∶00進(jìn)行測(cè)定，選擇晴朗天氣，確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。各栽培密度處理區(qū)內(nèi)隨機(jī)選取5個(gè)樣方，每個(gè)樣方面積4，分別測(cè)定單株鮮重、單株產(chǎn)量、單位面積產(chǎn)量以及收獲指數(shù)。單株鮮重測(cè)定采用電子天平，精確至0.01，每個(gè)樣方隨機(jī)選取30株，去除根部后稱量，計(jì)算平均值。單株產(chǎn)量通過(guò)所有樣本測(cè)定數(shù)據(jù)累加并取均值，范圍控制在350～450。單位面積產(chǎn)量測(cè)定采用割株法，每個(gè)樣方內(nèi)所有植株收割后稱重，換算為667 m2產(chǎn)量，數(shù)據(jù)范圍在4 500～5 500。收獲指數(shù)測(cè)定采用干物質(zhì)累積法，取樣后置于烘箱內(nèi)設(shè)定溫度105℃烘干30 min，隨后調(diào)整至75℃，持續(xù)烘干48 h，稱量干物質(zhì)量并計(jì)算收獲指數(shù)，范圍在0.55～0.65。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析方法

所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，確保數(shù)據(jù)的科學(xué)性和可靠性。數(shù)據(jù)錄入Excel后，采用SPSS 26.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，所有測(cè)定指標(biāo)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，確保數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布（P＞0.05），若不符合，采用Box-Cox變換進(jìn)行正態(tài)化處理。

生長(zhǎng)指標(biāo)、光合參數(shù)、品質(zhì)指標(biāo)及產(chǎn)量指標(biāo)均采用單因素方差分析（ANOVA）進(jìn)行差異性檢驗(yàn)，顯著性水平設(shè)定為P＜0.05，進(jìn)一步進(jìn)行Duncan多重比較分析，明確不同栽培密度間指標(biāo)差異的顯著性。Pearson相關(guān)分析用于評(píng)估不同指標(biāo)間的相關(guān)性，確保生長(zhǎng)參數(shù)、光合效率、品質(zhì)及產(chǎn)量間的關(guān)聯(lián)性分析嚴(yán)謹(jǐn)，置信區(qū)間設(shè)定為95%。回歸分析采用逐步回歸法，以產(chǎn)量為因變量，生長(zhǎng)指標(biāo)、光合參數(shù)、品質(zhì)指標(biāo)為自變量，建立回歸方程，判斷各指標(biāo)對(duì)產(chǎn)量的影響程度。所有數(shù)據(jù)處理完成后，進(jìn)行誤差分析，計(jì)算變異系數(shù)（CV），評(píng)估試驗(yàn)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，CV低于10%則數(shù)據(jù)可靠，若高于10%則需重新檢測(cè)并剔除異常值，確保統(tǒng)計(jì)分析的科學(xué)性及可重復(fù)性。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同栽培密度對(duì)芥菜生長(zhǎng)性狀的影響

通過(guò)對(duì)不同栽培密度下芥菜生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定，分析栽培密度對(duì)植株生長(zhǎng)的影響[3]。試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著栽培密度的增加，植株生長(zhǎng)性狀表現(xiàn)出顯著差異，具體體現(xiàn)在株高、葉片數(shù)、葉面積和莖粗的變化上。在低密度處理下，植株獲得充足的生長(zhǎng)空間，表現(xiàn)出較大的單株生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，而高密度處理下，個(gè)體競(jìng)爭(zhēng)增強(qiáng)，抑制了單株的擴(kuò)展性。各處理的生長(zhǎng)性狀測(cè)定結(jié)果見表1。

顯著高于高密度處理（A）下的42.3。低密度處理的葉片數(shù)最多，達(dá)14.5片，而高密度下葉片數(shù)較少，僅10.8片。葉面積方面，低密度處理葉片展開程度更大，達(dá)到342.8 cm2，而高密度處理僅為220.6 cm2，

減少幅度達(dá)35.6%。莖粗的變化趨勢(shì)與葉面積類似，低密度處理的莖粗最大，達(dá)到8.1 mm，而高密度下僅為6.5 mm，表明密植抑制了莖的粗度生長(zhǎng)。

在較低密度處理下，植株能夠充分利用光照、養(yǎng)分和水分資源，獲得更大的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，使葉片數(shù)、葉面積及莖粗均顯著增加[4]。而高密度處理由于植株間的競(jìng)爭(zhēng)加劇，個(gè)體生長(zhǎng)受到抑制，導(dǎo)致生長(zhǎng)性狀整體下降。此外，對(duì)照組（D）的數(shù)據(jù)介于中密度和低密度之間，表明適度降低密度有助于提升植株生長(zhǎng)性狀，但密度過(guò)低會(huì)降低單位面積的植株數(shù)量，從而影響總體產(chǎn)量。因此，在生產(chǎn)實(shí)踐中，應(yīng)根據(jù)栽培目標(biāo)合理調(diào)整密度，以平衡單株生長(zhǎng)與群體產(chǎn)量之間的關(guān)系[5]。

2.2 不同栽培密度對(duì)芥菜光合特性的影響

針對(duì)不同栽培密度處理下芥菜光合特性的變化進(jìn)行分析。光合能力直接影響植株生長(zhǎng)和產(chǎn)量，其核心參數(shù)包括凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）和蒸騰速率（Tr）。試驗(yàn)分別在芥菜生長(zhǎng)的30 d（營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛期）、45 d（葉片生長(zhǎng)穩(wěn)定期）和60 d（收獲期）測(cè)定不同密度處理下的光合特性，具體測(cè)定結(jié)果見表2。

從表2可知，低密度處理（C）下的凈光合速率（Pn）最高，達(dá)到18.7μmoL CO?·m?2·s?1，較高密度處理（A）的14.2μmoL CO?·m?2·s?1提高了31.7%，表明適當(dāng)降低栽培密度有利于提升光合效率。低密度條件下，葉片受光均勻，氣孔導(dǎo)度（Gs）增加至0.26 moL H?O·m?2·s?1，較高密度處理提高了44.4%，增強(qiáng)了氣體交換能力。胞間CO2濃度（Ci）呈現(xiàn)出密度降低而減少的趨勢(shì)，低密度處理Ci最低，僅238.2μmoLCO2moL-1，高密度下則為265.4μmoLCO2moL-1，表明高密度下氣孔阻力增大，CO2擴(kuò)散受限。蒸騰速率（Tr）同樣在低密度條件下達(dá)到最高值4.2 mmoL H2O·m-2·s-1，高密度處理下降至3.1 mmoL H2O·m-2·s-1，反映出群體競(jìng)爭(zhēng)對(duì)葉片水分利用效率的影響。為了進(jìn)一步探討光合能力的變化趨勢(shì)，分析不同密度處理下芥菜葉綠素含量

從表3可知，低密度處理（C）下葉綠素a含量最高，為2.03 mg g-1 FW，高密度處理（A）最低，僅為1.76 mg g-1 FW，增加幅度達(dá)到15.3%。葉綠素b含量亦隨密度降低而增加，低密度條件下達(dá)到0.88 mg g-1 FW，

高密度處理下降至0.74 mg g-1 FW，減少15.9%。葉綠素總量（Chl a+b）在低密度條件下最大，達(dá)2.91 mg g-1 FW，

高密度處理最小，僅為2.50 mg g-1 FW，說(shuō)明密植條件下個(gè)體競(jìng)爭(zhēng)影響了光合色素的合成。綜合分析表2和表3的數(shù)據(jù)，不同栽培密度對(duì)芥菜光合能力具有顯著影響。低密度處理能夠提高凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率，同時(shí)降低胞間CO2濃度，增強(qiáng)光合作用效率，同時(shí)也促進(jìn)了葉綠素合成，提高植株的光能吸收能力。然而，過(guò)低的密度會(huì)導(dǎo)致群體產(chǎn)量下降，因此在生產(chǎn)實(shí)踐中，應(yīng)根據(jù)栽培密度與光合效率的動(dòng)態(tài)平衡，優(yōu)化密度配置，以最大程度提高光合能力，促進(jìn)芥菜生長(zhǎng)和產(chǎn)量提升[6]。

2.3 不同栽培密度對(duì)芥菜產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

產(chǎn)量是衡量栽培模式的重要指標(biāo)，而品質(zhì)則決定了芥菜的市場(chǎng)價(jià)值，二者均受到密度調(diào)控的影響[7]。通過(guò)測(cè)定不同密度下的單位面積產(chǎn)量、單株產(chǎn)量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、維生素C含量和硝酸鹽含量，分析栽培密度對(duì)芥菜產(chǎn)量和品質(zhì)的綜合影響，結(jié)果見表4。

從表4可以看出，不同栽培密度對(duì)芥菜產(chǎn)量和品質(zhì)均產(chǎn)生了顯著影響。高密度處理（A）的單位面積產(chǎn)量最高，達(dá)到5 193.4 kg/667 m2，而單株產(chǎn)量最低，僅為365.1 g。低密度處理（C）下單株產(chǎn)量最大，為458.2 g，但由于單位面積植株數(shù)量減少，總產(chǎn)量降低至4 531.2 kg/667 m2。對(duì)照組（D）的產(chǎn)量數(shù)據(jù)介于中低密度之間，表明適度密植可提高單位面積產(chǎn)量，但過(guò)度密植會(huì)抑制個(gè)體生長(zhǎng)。

品質(zhì)指標(biāo)方面，低密度處理（C）下的可溶性糖含量最高，達(dá)到3.17%，比高密度處理提高了21.5%，說(shuō)明低密度條件下光照充足，有利于糖分積累。可溶性蛋白含量也在低密度條件下達(dá)到最大值2.79 mg/g FW，高密度處理則最低，僅為2.34 mg/g FW，表明低密度環(huán)境能夠促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成。維生素C含量呈現(xiàn)類似趨勢(shì)，低密度處理達(dá)到53.1 mg/100 g FW，而高密度處理僅45.7 mg/100 g FW，說(shuō)明稀植條件有利于抗氧化物質(zhì)的積累，提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。硝酸鹽含量隨栽培密度的增加而上升，高密度處理的硝酸鹽含量最高，為512.6 mg/kg FW，較低密度處理增加19.7%。硝酸鹽含量的上升與光照受限、氮素吸收失衡有關(guān)，表明密植會(huì)導(dǎo)致品質(zhì)下降。

3 結(jié)論

不同栽培密度對(duì)芥菜生長(zhǎng)、光合特性、產(chǎn)量及品質(zhì)均產(chǎn)生顯著影響。密植條件提高了單位面積產(chǎn)量，但抑制了個(gè)體生長(zhǎng)及品質(zhì)積累，稀植則增強(qiáng)了光合能力，提高了單株產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)，但總體產(chǎn)量有所下降。優(yōu)化栽培密度應(yīng)在生長(zhǎng)性狀、光合效率、品質(zhì)提升與群體產(chǎn)量之間尋求平衡，以實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。未來(lái)需結(jié)合土壤肥力、環(huán)境因子及精準(zhǔn)管理技術(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化栽培模式，提高資源利用效率，以提升芥菜種植的可持續(xù)性和經(jīng)濟(jì)效益。

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