不同移栽方式、密度和采摘期對甘草生長、產量及種子質量的影響

王興會，顧淑琴，王進明，顧生芳

(1.靖遠縣農業農村局，甘肅 靖遠 730699； 2.靖遠縣農業技術推廣中心，甘肅 靖遠 730699)

甘草作為干旱地區的自然資源之一，地下根和根莖極發達，具有較強的抗旱、抗寒、耐鹽堿和防風固沙能力，喜生于干旱、半干旱地區鈣質土，生態幅度較寬，分布較廣[1-2]。烏拉爾甘草(GlycyrrhizauralensisFisch.)，又名甜草、甜根子，以根味甘甜而得名，為豆科甘草屬多年生草本植物，屬蒙古植物區系成分[3]。由于應用價值高，市場需求量大，濫采濫挖嚴重，野生甘草資源急劇下降，因此人工種植甘草已經成為解決甘草資源緊缺現狀的有效途徑[4-5]。隨著甘草栽培技術日益更新，種植更加趨于規范化，逐步向產業化發展[6]。研究表明，不同栽培方式對甘草產量有顯著影響，其中育苗移栽優于種子直播，收獲時不需深挖，易于機械化收獲作業，甘草品質好、產量高；在育苗移栽方式中，斜栽和平栽適宜于大田，以傾斜移栽效果為好，在適應性、產量方面優于水平移栽[7]。移栽密度對植物生長和產量也有顯著的影響，一定范圍內增加種植密度可提高產量。有研究表明，種子質量指標，包括種皮顏色、種子活力、萌發率、吸水性等與采收期存在正相關，種子成熟度越高，種皮顏色越深，種子活力越高，種子千粒質量越大[8-9]。通過試驗，研究不同移栽方式和采收期對甘草生長指標、產量及種子質量的影響，可以為生產實踐提供科學依據。

1 試驗地概況

試驗地點位于甘肅省白銀市靖遠縣永新鄉蘆草溝梁野生甘草撫育基地，地理位置為東經104°35′35.1″、北緯37°04′16.5″，海拔2 039 m。該地區屬暖溫帶大陸性氣候區，年平均氣溫8.5 ℃，≥10 ℃年積溫2 944 ℃，干旱少雨，風大沙多，植被稀少，年降水量在200 mm左右，主要集中在7—9月3個月，年均水面蒸發量為2 179.8 mm，年均風速2.6 m/s，年大風日數50～90 d，無霜期128 d。

2 試驗材料與方法

2.1 試驗材料

試驗選用靖遠縣永新鄉蘆草溝梁野生甘草撫育基地的種子繁育種苗。地膜選用聚乙烯吹塑農用地膜，寬120 cm、厚0.008 mm，由甘肅天水天寶塑業有限責任公司生產。

2.2 試驗設計與方法

2.2.1 栽培技術試驗

采用單因素隨機區組設計，移栽方式設置平栽、斜栽(35°～45°)、直栽3種，以種子直播為對照，共4個處理，3次重復，試驗區面積144 m2，每個處理占地面積12 m2。于2012年4月下旬移栽，2016年9月中下旬收獲。

2.2.2 不同移栽密度試驗

設置12株/m2(行距30 cm、株距28 cm)、15株/m2(行距30 cm、株距20 cm)、18株/m2(行距25 cm、株距22 cm)、21株/m2(行距22 cm、株距22 cm)4個密度處理，3次重復，試驗區面積144 m2，每個處理占地面積12 m2。

2.2.3 采收期試驗

以頂花序果莢顏色為標準，將甘草種子成熟時期分為乳熟期、褐熟期、黑熟期。隨機選擇3個采收時期的種子各1 000粒，統計不同顏色種子數和飽滿粒數，測量種子直徑和千粒質量(用精度0.001 g分析天平測量)，重復3次。

2.3 項目測定

2.3.1 植株生長指標測定

隨機抽取不同栽培處理的甘草各30株，測定全根長、主根長、株高、根徑，重復3次。

2.3.2 產量指標測定

將甘草植株全根用清水沖洗干凈，并用吸水紙吸干，于105 ℃殺青10 min，55 ℃烘干至恒定質量，稱量。

2.3.3 種子顏色與空癟率統計

隨機選取各采收期有代表性的單株分株采收種子1 000粒，用計數法分析各采收期種子群體中綠粒、黃粒、褐粒和黑粒種子的數量，并統計飽滿粒數和癟粒數，計算4種不同顏色種子粒數所占比例和空癟率。重復統計3次。

2.3.4 單株種子產量和千粒質量

從不同采收期采收的甘草種子中各隨機取3株的種子陰干，稱量，重復3次，計算平均值，作為單株種子產量；隨機取1 000粒種子稱量，重復3次，計算平均值，作為千粒質量。

2.3.5 種子吸水參數測定

將不同采收期采收的種子陰干，從中各取50 g左右稱初始干質量，然后用雙層紗布包扎置20 ℃蒸餾水中，使種子逐漸吸脹，每隔1 h取出種子用濾紙吸干表面水分稱量一次，直至質量不再增加時稱濕質量。記錄各次稱量數據，并根據公式計算各處理吸水率，畫出吸水曲線。計算公式為

吸水率=(濕質量-干質量)/干質量×100%

(1)

2.3.6 種子萌發參數測定

從不同采收期采收的種子中各選取100粒飽滿種子，用40 ℃清水浸泡24 h，再用多菌靈1 000倍液浸泡消毒30 min，然后置于雙層濾紙培養皿中，放入20 ℃光照12 h/20 ℃黑暗12 h光照培養箱中培養，每日補水、觀察種子萌發情況，記錄萌發時間和萌發粒數，并畫出萌發曲線，萌發結束后挑選具有代表性的幼苗測定幼苗長度。萌發率計算公式為

Gt=nt/N×100%

(2)

MDG=Gt/Gd

(3)

上二式中：Gt為總萌發率；nt為總萌發數量；N為試驗種子數量；MDG為日均萌發率；Gd為萌發期，d。

3 結果分析

3.1 不同移栽方式和密度對甘草生長指標的影響

生長指標是判斷甘草植株生長性狀的重要依據，全根長度能夠反映植株深度，根徑和主根長可以用來衡量地下部分生長情況，株高可以用來衡量地上部分的生長情況。

3.1.1 不同移栽方式對甘草生長指標的影響

本研究通過小區栽培試驗研究不同移栽方式對甘草生長指標的影響，移栽密度15株/m2，以種子直播為對照。由圖1可看出，斜栽甘草根徑、全根長、主根長和株高等指標，與平栽、直栽和種子直播方式相比有顯著差異：斜栽處理的主根長、株高和根徑均顯著高于其他處理，全根長顯著低于直栽處理、顯著高于平栽和種子直播。全根長大有助于根系吸收水分，但也會消耗養分和水分，影響主根的營養積累。同時，根系較深采挖難度大，會增大生產成本。株高、主根長和根徑是甘草地上和地下兩部分產量的3項重要指標，斜栽處理的這3項指標顯著高于其他處理，其中主根長比平栽、直栽和種子直播處理分別高出21.07%、13.40%和29.94%，說明斜栽更有利于甘草的生長。

圖1 不同移栽方式對甘草生長指標的影響

3.1.2 不同移栽密度對甘草生長指標的影響

本研究采用斜栽方式，通過小區栽培試驗研究不同移栽密度對甘草生長指標的影響。由圖2可看出：15株/m2處理的各項生長指標與12株/m2處理的無顯著差異，均高于18、21株/m2處理，其中全根長、株高與18、21株/m2處理差異顯著。移栽密度越小，單株占地面積越大，生長所需要的養分和水分越充足，越有利于生長，15株/m2處理的4項指標都高于18和21株/m2處理，但與12株/m2處理差異不顯著，說明15株/m2處理是保證甘草植株良好生長所能移栽的最大密度。

圖2 不同移栽密度對甘草生長指標的影響

3.2 不同移栽方式和密度對甘草產量的影響

單株產量反映單個植株的生長情況，小區產量反映試驗小區的整體產量情況。

3.2.1 不同移栽方式對甘草產量的影響

以15株/m2的密度做小區栽培試驗，研究不同栽培方式對甘草產量的影響。由圖3可看出，平栽、斜栽、直栽和種子直播4個處理之間甘草單株產量和小區(每個處理3個重復面積共36 m2)產量均為斜栽>直栽>平栽>種子直播，且4個處理之間差異顯著。由此可知，斜栽處理最有利于提高甘草產量；直栽處理雖較平栽和種子直播處理產量有顯著優勢，但相較于斜栽，同樣存在采挖費工、生產成本大的難題。所以，斜栽是高產省工的移栽方式。

圖3 不同移栽方式對甘草產量的影響

3.2.2 不同移栽密度對甘草產量的影響

采用斜栽方式，通過小區栽培試驗研究不同移栽密度對甘草產量的影響。由圖4可知，不同移栽密度之間單株產量均為12株/m2處理>15株/m2處理>18株/m2處理>21株/m2處理，說明單株產量與移栽密度成負相關，移栽密度越大越不利于單株產量的提高。小區(36 m2)產量有異于單株產量，受到單株產量和移栽密度2個因子的制約，表現為15株/m2處理>18株/m2處理>12株/m2處理>21株/m2處理，且各處理間差異顯著，15株/m2處理分別比12、18和21株/m2處理高14.60%、10.33%和23.97%，說明該移栽密度有利于提高小區產量。

圖4 不同移栽密度對甘草產量的影響

3.3 不同采收期對甘草種子質量的影響

3.3.1 不同采收期對甘草種子直徑和種皮顏色的影響

種子直徑是衡量種子整齊情況的一個指標，種子越大，貯存的營養物質越多，越有利于萌發。種皮顏色越深，種子活力越低，有研究指出深色種子的帶菌率較高，無論是內部還是外部帶菌檢測總是黑粒的帶菌率高于綠粒[10]。

(1)不同采收期對甘草種子直徑的影響。通過測量不同采收期的甘草種子直徑(圖5)可知，不同采收期的種子大小表現出一定差異，乳熟期種子較褐熟期種子大，兩者之間差異不顯著，但都顯著大于黑熟期種子。

圖5 不同采收期對甘草種子大小的影響

(2)不同采收期對甘草種子種皮顏色的影響。由圖6可知，隨著采收期推后，種子綠粒比例逐漸減小，黑粒比例逐漸增大。經統計，乳熟期綠粒、黃粒、褐粒、黑粒4種顏色的種子比例分別為26%、32%、28%、14%，褐熟期4種顏色種子比例變為13%、23%、30%、35%，黑熟期分別為8%、24%、24%、44%。3個處理之間綠粒和黑粒比例差異顯著，褐熟期褐粒數高于乳熟期，顯著高于黑熟期，黃粒數顯著低于乳熟期。說明黑熟期深色種子比例高于乳熟期和褐熟期，種子質量較差。

圖6 不同采收期對甘草種子顏色的影響

3.3.2 不同采收期對甘草種子質量的影響

空癟率、千粒質量、吸水率和萌發率是種子質量分級的主要參考指標，是判斷種子生產價值的決定性因素。

(1)不同采收期對甘草種子空癟率的影響。種子空癟率是判斷種子飽滿程度的主要指標，空癟種子內含營養物質少，不利于種子萌發，空癟率高的種子質量差，不宜在生產中應用。通過統計3個不同采收期各1 000粒種子中的飽滿粒數和癟粒數(見表1)，發現隨著采收期的推后，種子的空癟率逐漸降低，乳熟期種子的空癟率顯著高于褐熟期和黑熟期種子，褐熟期種子的空癟率和黑熟期差異不顯著。

(2)不同采收期對甘草種子千粒質量的影響。種子千粒質量越大，內含營養物質越多，越有利于儲藏和萌發，質量越好。不同采收期甘草種子的千粒質量見圖7。褐熟期采收的種子千粒質量達12.88 g，顯著高于乳熟期和黑熟期種子，乳熟期采收的種子千粒質量又顯著高于黑熟期。褐熟期種子的千粒質量最大，說明該采收期的甘草種子具備較好的萌發條件。

表1 不同采收期對甘草種子空癟率的影響

圖7 不同采收期對甘草種子千粒質量的影響

(3)不同采收期對甘草種子吸水率的影響。從不同采收期甘草種子的吸水率曲線(圖8)可以看出，隨著浸種時間的延長，種子吸水率不斷增加。在浸種1 h后，不同采收期采收的甘草種子吸水率曲線存在明顯差異，其中褐熟期和黑熟期采收的甘草種子浸種2 h就已接近飽和，而乳熟期采收的甘草種子浸種3 h才接近飽和，乳熟期、褐熟期和黑熟期的種子飽和吸水率分別達到96%、84%和80%。這說明不同采收期的甘草種子吸水率不同，乳熟期采收的甘草種子所需浸泡時間較長，吸水率要顯著高于褐熟期和黑熟期種子。

圖8 不同采收期甘草種子吸水率曲線

(4)不同采收期對甘草種子萌發率的影響。從不同采收期甘草種子的萌發曲線(圖9)可以看出，隨著萌發時間延長，甘草種子萌發率增加，褐熟期和黑熟期采收的甘草種子比乳熟期采收的種子萌發時間分別推遲1 和2 d，前20 d是各采收期種子萌發率上升期，從22 d開始黑熟期采收的甘草種子萌發率趨于穩定，而褐熟期采收的甘草種子萌發率從25 d開始趨于穩定，乳熟期采收的甘草種子萌發率則到27 d才趨于平穩。乳熟期采收的甘草種子萌發率總體上要高于其他兩個時期，而黑熟期采收的甘草種子萌發所需要的時間最短，分別比褐熟期和乳熟期采收的甘草種子提前2和7 d。30 d后，乳熟期、褐熟期和黑熟期種子的總萌發率分別為86%、82%和76%，日均萌發率分別為3.19%、4.10%和3.45%。這說明采收期越遲，甘草種子萌發所需時間越短，萌發率越低。本試驗中，褐熟期采收的甘草種子總萌發率介于乳熟期和黑熟期之間，但日均萌發率最大。

圖9 不同采收期甘草種子的萌發曲線

4 討論與結論

4.1 移栽方式和密度對甘草生長指標和產量的影響

斜栽處理的全根長較直栽處理短，但主根長、株高和根徑這3個代表地下部分和地上部分產量的指標斜栽處理均顯著高于其他處理，這個結論與王徐建[11]的研究結論相同，其中主根長比平栽、直栽和種子直播處理分別高出21.07%、13.40%和29.94%。移栽密度為15株/m2的處理全根長、株高顯著高于18和21株/m2處理，與12株/m2處理之間差異不顯著；小區產量15株/m2處理顯著高于其他3個處理，分別比12、18和21株/m2處理高14.60%、10.33%和23.97%。因此，甘草采用斜栽方式和15株/m2的移栽密度，相較其他移栽方式和密度，在促進植株生長和提高產量的同時，還可保證地上和地下部分能量分布的最優狀態，并且利于采挖和降低生產成本，宜推廣應用。試驗所得結論與高睿[12]的研究結論不同之處在于，他認為最優栽植密度為36株/m2，這可能與試驗所選研究區域的氣候條件不同有關。

4.2 采收期對甘草種子質量的影響

乳熟期采收的甘草種子相較褐熟期和黑熟期，直徑大，深色種子比例低，吸水率和萌發率高，可見乳熟期采收的甘草種子整體外觀品質和生長品質均較好。這與杜志敏等[13]在玉米試驗中得出的研究結論相同。但是褐熟期甘草種子千粒質量和日均萌發率最大，顯著高于其他處理。綜上，為了提高種子質量和產量，生產實踐中不宜在黑熟期采收甘草種子，甘草種子的采收期宜選擇在乳熟期和褐熟期之間。