生物抗旱劑預處理對模擬旱作黨參播種出苗與成苗的影響

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(1.山西省農業科學院旱地農業研究中心，山西 太原 030031；2.山西省農業科學院農產品貯藏保鮮研究所，山西 太原 030031；3.農業部黃土高原作物基因資源與種質創制重點實驗室，山西 太原 030031；4.山西省農業科學院農業資源與經濟研究所，山西 太原 030006)

黨參(Codonopsispilosula( Franch.) Nannf.)為桔梗科多年生草本植物，是我國常用的大宗藥材，以根入藥，具補氣、益血、生津之功效[1]，有增強機體免疫力、擴張血管、降壓、改善微循環、增強造血功能等多種作用[2-3]。黨參根中含有多種藥性成分以及豐富的人體必需的氨基酸、礦質元素、多糖等，除了藥用價值外，黨參也有較高的營養保健功能[2-3]。黨參可作畜禽的飼料添加劑[4-6]，其莖葉還是一種很好的功能飼料[7]。開發種植黨參前景廣闊。黨參適宜多樣的生態環境，但在我國山西、甘肅等主產區，黨參多在山區旱坡地種植[2-3]，干旱對黨參生產構成了嚴重威脅，對黨參播種出苗和幼苗生長的威脅尤為嚴重[8-9]。

黨參以種子繁殖為主，其種子細小，播種出苗和幼苗生長對水分及光照要求嚴格，大田直播出苗率極低[10]，所以，實際生產中主要采取播種育苗、大田移栽的種植模式。播種后采用覆草、覆網等覆蓋措施有利于出苗和保苗[11-12]， 但在出苗過程中和幼苗生長期間依然常常出現干旱導致小苗死亡率很高的現象[9]。如何提高干旱地區黨參育苗的成苗率和種苗質量是黨參育苗過程中亟待解決的關鍵問題[11]。

化學控制技術在提高作物抗旱性方面具有很大的潛力[13]。化學控制技術就是以應用植物生長調節物質為手段，通過影響植物內源激素系統，調節作物生長發育，使其朝著人們預期的方向和程度發生變化的技術[14]。應用植物生長調節物質處理種子以提高種子活力、促進出苗和幼苗生長、增強幼苗抗旱能力的試驗已在多種作物上進行，并已取得明顯的良效[15-20]。在黨參上，這方面的工作較少。已有研究表明，硅可提高模擬干旱脅迫下黨參種子的萌發潛力[21]；赤霉素浸種可提高旱地黨參播種的出苗率和產苗率，但使得黨參種苗的支根數增多，主根變短，降低了黨參種苗的質量[11]。本試驗研究了生物抗旱劑SK 1號和SK 2號預處理對模擬旱作條件下黨參播種出苗與幼苗生長的影響，旨在了解該產品在旱地黨參育苗中應用的可行性，為旱地黨參育苗和規范化種植技術體系的優化升級提供新的技術支撐。

表1 生物抗旱劑預處理對黨參播種出苗特性的影響

處理播種日期(月/日)出苗始期(月/日)出苗終期(月/日)出苗持續天數(d)播種至出苗天數(d)出苗整齊度干種子(ck1)05/1705/2906/121412++水浸種(ck2)05/1705/2706/081210+++SK1號浸種05/1705/2706/051010++++SK2號浸種 05/1705/2706/06910++++

注：++++表示整齊，+++表示較整齊，++表示較不整齊。

表2 生物抗旱劑預處理對黨參幼苗根系生長的影響

處理采挖日期(月/日)根長(cm)根粗(mm)單根鮮重(g)支根數(條)干種子(ck1)11/1418.29±3.13aA4.86±0.41bA1.96±0.57bB3.70±0.55bA水浸種(ck2)11/1419.65±2.26aA5.09±0.73bA2.13±0.45bB3.76±0.42bASK1號浸種11/1419.88±3.61aA5.57±0.62aA2.58±0.70aA3.92±0.64abASK2號浸種11/1420.76±4.35aA5.53±0.48aA2.62±0.38aA4.17±0.77aA

注：不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)；不同大寫字母表示差異極顯著(p<0.01)。下同。

1 材料與方法

1.1 試驗地基本情況

試驗于2016年在山西省清徐縣東于鎮中高白村進行。該地位于北緯37°59′19″，東經112°23′16″，海拔772 m，屬暖溫帶大陸性氣候，年均氣溫9.6 ℃ ，年均日照時數2 577.5 h，年均降水量462 mm，多集中在7月、8月、9月，無霜期154 d。試驗地土壤類型為褐土，土壤質地為砂質壤土，前茬作物為白菜。

1.2 試驗材料

供試材料黨參種子采自山西省陵川縣六泉鄉黃松背村栽培的2年生黨參種株，種子千粒重為0.294 4 g，發芽率為96%，由山西農業大學王玉慶教授鑒定確認為桔梗科植物黨參(Codonopsispilosula( Franch.) Nannf.)的種子。生物抗旱劑SK 1號和SK 2號由山西省農業科學院旱地農業研究中心藥用植物課題組研制。

1.3 試驗設計

試驗設4個處理： 1) ck 1：不做任何處理，干種子直接播種； 2) ck 2：清水浸種； 3) SK 1號浸種； 4) SK 2號浸種。浸種處理方法：將種子置各處理溶液中浸泡12 h，撈出，表面晾干后播種。隨機區組設計，3次重復，小區面積1.2 m×5 m=6 m2，每小區播種量按大田播種量15 kg/hm2計算，小區播種量為9 g。采取條播方式播種，行距30 cm，每小區播種4行。5月17日播種，播前澆足底墑水，播后覆細土1 cm 厚，稍加鎮壓，立即覆蓋雙層黑色3針遮陽網(出苗后揭去上層網)，以后整個生長期間不再澆水，模擬干旱生境，按常規進行除草。

1.4測定項目與方法

播種后7 d開始觀察記載出苗始期、出苗終期和出苗整齊度。秋末于11月中旬采挖種苗，采挖后統計各小區種苗總株數，并依據根莖直徑將種苗分為3個等級：一級苗：根莖直徑>8 mm；二級苗：根莖直徑4～8 mm；三級苗：根莖直徑<4 mm。然后從各小區隨機抽取完整種苗10株，每處理30株，分別測量種苗根長、根粗、單根鮮重、支根數。種苗根長采用卷尺測量，根莖直徑采用游標卡尺測量, 單根鮮重采用電子天平(精度1/100)測定。最后根據播種量、種子千粒重和產苗數計算成苗率。

等級種苗率(%)=(等級種苗數/總種苗數)×100%；

優質種苗率(%)=一級種苗率+二級種苗率；

優質種苗數(株)=種苗產量×優質種苗率。

1.5 統計分析

采用Excel 2003軟件和SAS 8.2軟件進行數據整理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 生物抗旱劑預處理對黨參播種出苗的影響

表1結果表明，在模擬旱作條件下，生物抗旱劑預處理對黨參播種出苗具有明顯的促進作用。SK 1號浸種和SK 2號浸種較干種子直接播種的對照提早出苗2 d，出苗進程較后者分別縮短4 d和5 d；與清水浸種處理相比較，出苗早晚相同，但出苗進程分別縮短2 d和3 d；2種生物抗旱劑處理的出苗整齊度均好于干種子和清水浸種處理。

2.2 生物抗旱劑預處理對黨參幼苗根系生長的影響

由表2可見，生物抗旱劑預處理對模擬旱作條件下黨參幼苗根系的伸長生長無明顯影響，但對主根的增粗生長具有顯著的促進作用。SK 1號浸種和SK 2號浸種的主根粗度分別較干種子直接播種的對照增加14.6%和13.8%，較清水浸種處理增加9.4%和8.6%，差異均達顯著水平(p<0.05)；SK 1號浸種和SK 2號浸種的單根鮮重分別較干種子直接播種的對照增加31.6%和33.7%，較清水浸種處理增加21.1%和23.0%，差異均達極顯著水平(p<0.01)；SK 1號浸種的支根數相對于干種子和清水浸種處理略有增加，但差異不顯著，而SK 2號浸種的支根數顯著高于后兩者(p<0.05)；2種抗旱劑處理的各項單根指標間均無顯著差異。

表3 生物抗旱劑預處理對黨參種苗質量的影響

處理一級苗率(%)二級苗率(%)三級苗率(%)優質種苗率(%)優質種苗數(×104株/hm2)干種子(ck1)12.4639.1748.3751.63bB272.45cC水浸種(ck2)15.4239.9344.6555.35bB379.15bBSK1號浸種 17.8448.3033.8666.14aA496.71aASK2號浸種 18.3145.9735.7264.28aA473.55aA

2.3 生物抗旱劑預處理對黨參種苗產量和成苗率的影響

由圖1和圖2可見，在模擬旱作條件下，生物抗旱劑預處理對黨參種苗單位面積產量和成苗率均有顯著影響。SK 1號浸種和SK 2號浸種的種苗單位面積產量分別較干種子直接播種的對照極顯著地增加223.3萬株/hm2和209.0萬株/hm2(增產42.3%和39.6%)(p<0.01)，較清水浸種處理顯著增加66.0萬株/hm2和51.7萬株/hm2(增產9.6%和7.5%)(p<0.05)；2種抗旱劑處理的成苗率分別為干種子和清水浸種處理的1.5倍以上和1.2倍左右(p<0.01和p<0.05)；但在2種抗旱劑處理間種苗單位面積產量和成苗率均無顯著差異。

圖1 生物抗旱劑預處理對黨參種苗產量的影響

圖2 生物抗旱劑預處理對黨參成苗率的影響

2.4 生物抗旱劑預處理對黨參種苗群體質量的影響

黨參種苗群體質量以一二級種苗所占比例衡量。在模擬旱作條件下，生物抗旱劑預處理對黨參種苗群體質量具有顯著影響。SK 1號浸種和SK 2號浸種較干種子直接播種的對照優質種苗率分別增加28.1%和24.5%，優質種苗數分別增加224.3萬株/hm2和201.1萬株/hm2； 較清水浸種處理優質種苗率分別增加19.5%和16.1%，優質種苗數分別增加117.6萬株/hm2和94.4萬株/hm2，差異均達極顯著水平(p<0.01)；2種抗旱劑處理間種苗群體質量水平無顯著差異(表3)。

3 結論與討論

本試驗結果表明，在模擬旱作條件下，應用生物抗旱劑SK 1號浸種處理可有效促進黨參播種出苗，提高黨參播種的成苗率和種苗產量，并能促進黨參幼苗主根的增粗生長，對黨參幼苗的支根發生無明顯影響，能顯著提升黨參種苗的群體質量水平，增加黨參優質種苗的產出數；生物抗旱劑SK 2號浸種處理在黨參播種的出苗、成苗以及幼苗主根的伸長生長和增粗生長方面，與SK 1號浸種處理的效應基本相同，但使種苗的支根發生數顯著增加。

藥材的外觀性狀是評價藥材質量的重要標準之一[22]。黨參系以干燥根入藥，主根的長短、粗細以及支根和須根的數量均是衡量黨參藥材質量的主要指標，種苗質量的優劣對收獲藥材的產量和質量有著直接的影響。以往應用植物生長調節物質(如赤霉素等)處理黨參種子在提高出苗率和產苗量的同時，使得種苗的根系分支增多，通過大田栽培后生產出的黨參藥材支根數量增加，而主根變短，直徑變小，大大降低了黨參藥材的外觀質量[10]。本課題組在之前的研究過程中也發現類似的現象。

種苗產量影響育苗的經濟效益，種苗質量影響黨參藥材的質量。生物抗旱劑SK 1號對模擬旱作條件下黨參播種的成苗率、種苗產量和種苗質量均有良好作用，可在干旱地區黨參育苗中試用，其應用技術需進一步加以研究。