秋季播種深度對(duì)麻風(fēng)樹(shù)周年生長(zhǎng)及養(yǎng)分狀況的影響

韋冬萍 韋劍鋒 季喆 范宇婷 韋秀菊 莫丹丹 喬凱鋒

摘要：為確定麻風(fēng)樹(shù)適宜播種深度，在田間條件下研究播種深度（5、10、15、20 cm）對(duì)麻風(fēng)樹(shù)FD-8號(hào)出苗、生長(zhǎng)、養(yǎng)分含量及養(yǎng)分積累的影響。結(jié)果表明：播種深度5、10 cm的出苗率和出苗勢(shì)超過(guò)99%，顯著高于其他播種深度。播種1年，播種深度10～20 cm的地徑、地上莖高、著生葉片數(shù)明顯大于5 cm播種深度。增加播種深度，根、莖、葉干物質(zhì)積累量及干物質(zhì)積累總量先增加而后減少，均以播種深度10 cm的最多，與播種深度5、20 cm的差異均達(dá)顯著水平。隨播種深度增加，根的氮、磷、鉀含量及積累量持續(xù)減少，莖和葉的氮、磷、鉀含量及積累量先增加后減少;植株氮、磷及鉀積累總量以播種深度10 cm的最多，分別比其他播種深度的增加17.50%～113.85%、12.12%～78.67%和12.63%～69.24%。播種深度10～20 cm顯著增加莖、葉的干物質(zhì)分配率和氮、磷、鉀分配率?？梢?jiàn)，播種深度10 cm比較有利于麻風(fēng)樹(shù)生長(zhǎng)及養(yǎng)分利用。

關(guān)鍵詞：麻風(fēng)樹(shù);播種深度;出苗;生長(zhǎng);養(yǎng)分;干物質(zhì);分配率

中圖分類(lèi)號(hào)： S718.3?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2019）20-0177-04

不同深度土層的墑情、養(yǎng)分含量及壓力脅迫不同，因此播種深度成為影響植物種子萌發(fā)出苗和形態(tài)建成的重要非生物因素[1-3]。前人研究表明，播種深度對(duì)玉米[2]、高粱[4]、花生[5]、扁桃[3]、黃山欒[6]等種子出苗和幼苗發(fā)育有顯著影響，對(duì)2～3年沙棘[7]的植株生長(zhǎng)和玉米[8]的冠層結(jié)構(gòu)、光合特性、干物質(zhì)積累量及產(chǎn)量也有顯著影響。麻風(fēng)樹(shù)（Jatropha curcas L.）又名膏桐、小桐子、臭桐樹(shù)等，是生產(chǎn)生物能源、農(nóng)藥和醫(yī)藥的主要原料。21世紀(jì)初，我國(guó)將麻風(fēng)樹(shù)列為生物質(zhì)燃料油技術(shù)開(kāi)發(fā)重點(diǎn)項(xiàng)目的主要能源植物，但是目前麻風(fēng)樹(shù)在栽培技術(shù)方面的研究還相對(duì)較為滯后[9]。因此，開(kāi)展麻風(fēng)樹(shù)栽培相關(guān)研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。關(guān)于播種深度或覆蓋厚度對(duì)麻風(fēng)樹(shù)的影響已有一些研究報(bào)道，但主要集中在種子萌發(fā)和苗期生長(zhǎng)階段[10]，關(guān)于田間條件下播種深度對(duì)麻風(fēng)樹(shù)后期生長(zhǎng)和養(yǎng)分吸收利用的影響鮮見(jiàn)報(bào)道。鑒于此，在紅壤旱地設(shè)置不同播種深度試驗(yàn)，分析麻風(fēng)樹(shù)出苗、周年生長(zhǎng)、養(yǎng)分含量及養(yǎng)分積累量差異，探討麻風(fēng)樹(shù)適宜播種深度，為麻風(fēng)樹(shù)高效栽培提供參考。

1?材料與方法

1.1?試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2016年8月至2017年8月在廣西科技大學(xué)進(jìn)行;供試麻風(fēng)樹(shù)種子為2016年7月成熟采收的FD-8號(hào);試驗(yàn)地為機(jī)械平整后儲(chǔ)備了5年的建設(shè)用紅壤旱地，0～30 cm土層含全氮0.71 g/kg、全磷0.39 g/kg、全鉀1.45 g/kg、堿解氮44.33 mg/kg、速效磷7.35 mg/kg、速效鉀50.17 mg/kg;供試肥料為當(dāng)?shù)厥惺勰蛩兀∟含量≥46.4%）、鈣鎂磷肥（P2O5含量≥17%）、氯化鉀（K2O含量≥60%）。

1.2?試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)播種深度5、10、15、20 cm處理，每處理播種15穴，每穴間距1.8 m，隨機(jī)區(qū)組分布。2016年8月20日，根據(jù)設(shè)計(jì)將直徑35 cm播種穴內(nèi)相應(yīng)深度泥土挖出，每穴撒放粒大、飽滿(mǎn)、表面黑亮的麻風(fēng)樹(shù)種子10粒，然后將每穴挖出的泥土全部回填覆蓋種子，并淋水至穴內(nèi)細(xì)土濕透。2016年9月15日，麻風(fēng)樹(shù)出苗穩(wěn)定后間苗，每穴留2株壯苗。2017年4月1日，在每穴距離麻風(fēng)樹(shù)基部10 cm處呈環(huán)狀撒施尿素 45 g、鈣鎂磷肥135 g、氯化鉀30 g，并用細(xì)土覆蓋，以蓋過(guò)肥料為準(zhǔn)。

1.3?測(cè)定項(xiàng)目與方法

麻風(fēng)樹(shù)幼苗出土后計(jì)算出苗第7天時(shí)的出苗勢(shì)和出苗穩(wěn)定時(shí)的出苗率。麻風(fēng)樹(shù)間苗后每2個(gè)月調(diào)查1次地徑、地上莖高（地面至莖頂端長(zhǎng)度）及著生葉片數(shù)。麻風(fēng)樹(shù)生長(zhǎng)1年后，每處理隨機(jī)取6穴，將麻風(fēng)樹(shù)基部周?chē)?0 cm、深30 cm的泥土連同麻風(fēng)樹(shù)地下部分挖出，洗凈后分根、莖及葉烘干，計(jì)算干物質(zhì)質(zhì)量。將烘干后的根、莖及葉分別粉碎，按農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《植物中氮、磷、鉀的測(cè)定》[11]測(cè)氮、磷及鉀含量，計(jì)算根、莖及葉的氮、磷及鉀積累量。應(yīng)用Excel 2007和SPSS 17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析，通過(guò)Duncan's新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2?結(jié)果與分析

2.1?播種深度對(duì)麻風(fēng)樹(shù)出苗的影響

圖1顯示，播種深度5、10 cm的麻風(fēng)樹(shù)出苗率和出苗勢(shì)均超過(guò)了99.00%，而播種深度15 cm的出苗率為87.33%、出苗勢(shì)為70.00%，播種深度20 cm的出苗率為70.67%、出苗勢(shì)為50.33%，其中播種深度5、10 cm的出苗率、出苗勢(shì)與其他播種深度，播種深度15 cm的出苗率、出苗勢(shì)與播種深度20 cm的差異達(dá)顯著水平。說(shuō)明播種深度達(dá)15 cm會(huì)抑制麻風(fēng)樹(shù)種子萌發(fā)出苗。

2.2?播種深度對(duì)麻風(fēng)樹(shù)植株生長(zhǎng)的影響

圖2顯示，秋季播種的麻風(fēng)樹(shù)出苗后地徑持續(xù)增長(zhǎng)，到12月進(jìn)入休眠期，隨后停滯增長(zhǎng)，翌年4月又開(kāi)始快速增長(zhǎng)，到8月達(dá)到峰值，但不同播種深度的麻風(fēng)樹(shù)地徑存在一定差異。在各調(diào)查期，播種深度10、15、20 cm的地徑差異不明顯，但均明顯大于播種深度5 cm的，其中在2016年12月三者的地徑比播種深度5 cm的分別增加0.42、0.45、0.46 cm/株，在2017年8月三者的地徑比播種深度5 cm的分別增加0.42、0.38、0.33 cm/株。說(shuō)明播種深度10～20 cm有利于麻風(fēng)樹(shù)地徑生長(zhǎng)。

圖3顯示，秋季播種的麻風(fēng)樹(shù)出苗后地上莖高緩慢增長(zhǎng)，到12月進(jìn)入休眠期，翌年4月開(kāi)始快速增長(zhǎng)，到8月達(dá)到峰值，但不同播種深度的麻風(fēng)樹(shù)地上莖高在不同調(diào)查期差異明顯。2016年10月至2017年2月，地上莖高表現(xiàn)為播種深度10 cm>5 cm>15 cm>20 cm，其中播種深度10 cm的地上莖高在2016年12月比其他播種深度的增加1.20～3.90 cm/株;2017年4—8月，地上莖高表現(xiàn)為播種深度 15 cm 與播種深度10 cm的差異不明顯，但均明顯高于播種深度20、5 cm的，播種深度20 cm的明顯高于播種深度5 cm的，其中播種深度15 cm的地上莖高在2017年8月比其他播種深度的增加2.70～61.89 cm/株。說(shuō)明播種深度5～10 cm有利于麻風(fēng)樹(shù)苗期地上莖高生長(zhǎng)，而播種深度10～15 cm 有利于麻風(fēng)樹(shù)后期地上莖高生長(zhǎng)。

圖4顯示，秋季播種的麻風(fēng)樹(shù)出苗后著生葉片數(shù)緩慢增長(zhǎng)，到12月達(dá)到小高峰，隨后快速減少，到翌年2月達(dá)到最小值，翌年4月又開(kāi)始快速增長(zhǎng)，到8月達(dá)到峰值，但不同播種深度的麻風(fēng)樹(shù)著生葉片數(shù)在不同調(diào)查期存在差異。2016年10月至2017年2月，著生葉片數(shù)表現(xiàn)為播種深度20 cm>15 cm>10 cm>5 cm，其中播種深度20 cm的著生葉片數(shù)在2016年12月比其他播種深度的多0.5～2.5張/株;2017年4月至2017年8月，著生葉片數(shù)表現(xiàn)為播種深度10 cm>15 cm>20 cm>5 cm，其中播種深度10 cm的著生葉片數(shù)在2017年8月比其他播種深度的增加4.6～16.1張/株，各播種深度的著生葉片數(shù)差異明顯。說(shuō)明適當(dāng)深播有利于麻風(fēng)樹(shù)葉片著生。

2.3?播種深度對(duì)麻風(fēng)樹(shù)干物質(zhì)積累量的影響

表1顯示，麻風(fēng)樹(shù)生長(zhǎng)1年后，根、莖、葉干物質(zhì)積累量及其積累總量隨播種深度的增加先增加后減少，其中根干物質(zhì)積累量以播種深度10 cm的最高，比其他播種深度的高9.47%～31.93%，與其他播種深度的差異達(dá)顯著水平，而播種深度20 cm的最少;莖、葉干物質(zhì)積累量及干物質(zhì)積累總量以播種深度10 cm的最高，比其他播種深度的分別高8.55%～68.50%、11.60%～74.17%、9.53%～56.18%，與播種深度5、20 cm的差異達(dá)顯著水平，而播種深度5 cm的均最少。在干物質(zhì)分配方面，播種深度5 cm的根干物質(zhì)分配率顯著大于其他播種深度，但其他播種深度的差異不顯著;播種深度10、15、20 cm的莖干物質(zhì)分配率差異不顯著，但均顯著大于播種深度5 cm的;播種深度10、15 cm的葉干物質(zhì)分配率顯著大于播種深度5 cm的，而其他播種深度的差異不顯著。說(shuō)明播種深度10 cm比較有利于麻風(fēng)樹(shù)干物質(zhì)積累，能促進(jìn)干物質(zhì)向莖和葉分配。

2.4?播種深度對(duì)麻風(fēng)樹(shù)養(yǎng)分含量的影響

加而下降，其中播種深度5 cm的分別比其他播種深度的高36.67%～86.36%、30.00%～62.50%、26.50%～49.49%，且均與其他播種深度差異達(dá)顯著水平。麻風(fēng)樹(shù)莖的氮、磷、鉀含量隨播種深度增加呈先上升后下降趨勢(shì)，其中氮含量和鉀含量以播種深度10 cm的最高，分別比其他播種深度高7.25%～51.02%和5.77%～13.01%，與播種深度5 cm的差異均達(dá)顯著水平;麻風(fēng)樹(shù)莖的磷含量以播種深度10、15 cm的最高，比其他播種深度高8.33%～18.18%，與播種深度5 cm的差異達(dá)顯著水平。麻風(fēng)樹(shù)葉的氮、磷、鉀含量隨播種深度增加呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)，其中氮和磷含量以播種深度 10 cm 時(shí)最高，分別比其他播種深度高 6.63%～30.15%和4.76%～29.41%，與播種深度5 cm的差異均達(dá)顯著水平;麻風(fēng)樹(shù)葉的鉀含量以播種深度15 cm的最高，比其他播種深度高0.73%～12.65%，與播種深度5 cm的差異達(dá)顯著水平。說(shuō)明播種深度5 cm可提高麻風(fēng)樹(shù)根部養(yǎng)分水平，而播種深度10～15 cm可提高麻風(fēng)樹(shù)莖和葉的養(yǎng)分水平。

2.5?播種深度對(duì)麻風(fēng)樹(shù)養(yǎng)分積累與分配的影響

表3顯示，麻風(fēng)樹(shù)根的氮、磷及鉀積累量隨播種深度的增加而減少，其中播種深度5 cm時(shí)分別比其他播種深度增加16.73%～109.29%、10.71%～82.35%和7.86%～68.31%，且均與播種深度15、20 cm的差異達(dá)顯著水平。麻風(fēng)樹(shù)莖的氮、磷及鉀積累量隨播種深度增加呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，其中均以播種深度10 cm的最多，以播種深度5 cm的最少，播種深度間氮和鉀積累量差異達(dá)顯著水平，播種深度10 cm的磷積累量與播種深度5、20 cm的差異也達(dá)顯著水平。麻風(fēng)樹(shù)葉的氮、磷、鉀積累量以及麻風(fēng)樹(shù)氮、磷、鉀積累總量隨播種深度的增加先增加而后減少，其中均以播種深度10 cm時(shí)最多，以播種深度5 cm時(shí)最少，播種深度間的差異均達(dá)顯著水平，其中播種深度10 cm的氮、磷及鉀積累總量分別比其他播種深度高17.50%～113.85%、12.12%～78.67%與12.63%～69.24%。在養(yǎng)分分配方面，播種深度 5 cm 根的氮、磷及鉀分配率均顯著大于其他播種深度，而其他播種間深度差異不顯著;播種深度10、15、20 cm莖的氮、磷及鉀分配率差異不顯著，但均顯著大于播種深度5 cm;播種深度10、15、20 cm葉的磷和鉀分配率差異不顯著，但均顯著大于播種深度5 cm，播種深度20 cm葉的氮分配率也顯著大于播種深度5 cm。說(shuō)明播種深度5 cm可促進(jìn)養(yǎng)分在麻風(fēng)樹(shù)根部的積累與分配，增加播種深度可促進(jìn)養(yǎng)分在麻風(fēng)樹(shù)莖和葉中的積累與分配。

3?討論與結(jié)論

植物種子萌發(fā)與幼苗建成階段是植物生活史中最脆弱的階段[3]。植物種子萌發(fā)和幼苗出土受遺傳特性、種子質(zhì)量、氣候條件、整地質(zhì)量、播種技術(shù)及其他限制因素的影響，其中在播種技術(shù)中，播種深度對(duì)種子的萌發(fā)和幼苗出土產(chǎn)生直接影響[2，12]。前人研究發(fā)現(xiàn)，玉米[2]、高粱[4]、紫花苜蓿[13]、黃山欒[6]、 白刺[7]、 油蒿[7]種子的出苗率隨著播種深度的增加呈明顯下降趨勢(shì)，而無(wú)芒雀麥[1]、苦蕎[15]、花生[5]、扁桃[3]、沙棘[7]、桃兒七[12]、遼東櫟[14-15]種子的出苗率隨著播種深度的增加先增加后減少。本研究表明，麻風(fēng)樹(shù)播種深度為5～10 cm 時(shí)種子的出苗率和出苗勢(shì)無(wú)變化，但播種深度為15～20 cm時(shí)，出苗率和出苗勢(shì)持續(xù)顯著減少，這與筆者前期研究陳年麻風(fēng)樹(shù)種子播種深度的結(jié)果[10]相似。說(shuō)明播種過(guò)深會(huì)對(duì)麻風(fēng)樹(shù)種子萌發(fā)和幼苗出土構(gòu)成土層壓力脅迫，抑制麻風(fēng)樹(shù)種子萌發(fā)出土。因此，麻風(fēng)樹(shù)直播或播種育苗時(shí)覆土厚度或播種深度以不超過(guò)10 cm為宜。

播種深度影響植物根系生長(zhǎng)、植株形態(tài)、干物質(zhì)積累及產(chǎn)量等[2，7-8，13]。如增加播種深度，紫花苜蓿的根系體積和根系生物量逐漸增大，地上生物量逐漸降低，莖葉比先降低后升高[13];黃山欒苗高隨播種深度的增加而下降[6];沙棘、油蒿的株高和冠幅隨播種深度的增加先增加后減少[7];玉米播種過(guò)深則會(huì)顯著降低生育期的干物質(zhì)積累和產(chǎn)量[8]。本研究表明，播種深度對(duì)麻風(fēng)樹(shù)地徑、地上莖高、著生葉片數(shù)、干物質(zhì)積累量及其分配率均產(chǎn)生明顯的影響，其中播種深度10 cm的麻風(fēng)樹(shù)各器官生長(zhǎng)與干物質(zhì)積累量?jī)?yōu)勢(shì)明顯。說(shuō)明播種深度10 cm比較有利于麻風(fēng)樹(shù)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與形態(tài)建成。出現(xiàn)這一結(jié)果，可能與麻風(fēng)樹(shù)根系土壤水分和養(yǎng)分供應(yīng)差異有關(guān)。麻風(fēng)樹(shù)是肉莖闊葉落葉植物，其形態(tài)學(xué)可塑性較強(qiáng)，當(dāng)土壤水肥供應(yīng)充足時(shí)，其速生快長(zhǎng)，當(dāng)土壤水分含量或養(yǎng)分含量較低時(shí)，就緩慢生長(zhǎng)或停滯生長(zhǎng)[9，16]。麻風(fēng)樹(shù)根系為直根系，側(cè)根橫向生長(zhǎng)旺盛，淺播5 cm時(shí)表層土壤水分容易蒸發(fā)而形成缺水脅迫，抑制麻風(fēng)樹(shù)生長(zhǎng);深播20 cm時(shí)，盡管深層土壤水分含量較多，但養(yǎng)分含量較低，激發(fā)麻風(fēng)樹(shù)生長(zhǎng)的作用有限;而適當(dāng)深播10 cm的土壤水肥條件可較好地滿(mǎn)足麻風(fēng)樹(shù)生長(zhǎng)需要，因而生長(zhǎng)旺盛。另外研究發(fā)現(xiàn)，播種深度5 cm能明顯促進(jìn)麻風(fēng)樹(shù)干物質(zhì)向根部分配，而增加播種深度則會(huì)促進(jìn)干物質(zhì)向莖葉分配，此結(jié)果與前人研究玉米[2，17]和扁桃[3]的結(jié)果相一致。這可能是麻風(fēng)樹(shù)生長(zhǎng)對(duì)不同播種深度土壤水分含量響應(yīng)而進(jìn)行調(diào)整性分配的結(jié)果。因?yàn)橹参锏牡厣喜糠趾透稻哂邢嚓P(guān)性，在水分資源有限的條件下，植物會(huì)將更多的生物量用于根的生長(zhǎng)發(fā)育[3]。麻風(fēng)樹(shù)在干旱條件下，也會(huì)減少冠層部分的生長(zhǎng)量[16]。

播種深度影響麻風(fēng)樹(shù)養(yǎng)分吸收、積累與分配。本研究表明，隨播種深度的增加，麻風(fēng)樹(shù)根部氮、磷、鉀含量及其積累量呈減少趨勢(shì)，而莖部和葉部的氮、磷、鉀含量、積累量及其積累總量先增加后減少，其中氮、磷、鉀積累總量均以播種深度 10 cm 時(shí)最多，以播種深度5 cm時(shí)最少，且淺播5 cm會(huì)明顯促進(jìn)養(yǎng)分向根部分配，而深播10～20 cm促進(jìn)養(yǎng)分向莖葉分配，這可能是由土壤剖面有效養(yǎng)分分布和水分含量差異引起的。在養(yǎng)分方面，紅壤旱地基礎(chǔ)有效養(yǎng)分含量往往隨土層深度的增加而明顯下降[18]，同時(shí)本研究中氮、磷及鉀肥施于土表，有效養(yǎng)分在土壤垂直遷移中因殘留而遞減，因此播種得越深，麻風(fēng)樹(shù)根系周?chē)行юB(yǎng)分含量就越小，根系養(yǎng)分含量就越低。在水分方面，紅壤旱地水分含量一般隨土層深度的增加而增加，較豐富的水分供應(yīng)更能促進(jìn)麻風(fēng)樹(shù)根系對(duì)養(yǎng)分的吸收，并向生長(zhǎng)點(diǎn)高效轉(zhuǎn)運(yùn)。其中，播種深度10 cm的麻風(fēng)樹(shù)根系周?chē)寥烙行юB(yǎng)分和水分含量可能較適合麻風(fēng)樹(shù)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，從而促進(jìn)養(yǎng)分向生長(zhǎng)中心莖葉運(yùn)移。而播種深度 5 cm 的麻風(fēng)樹(shù)在根部累積和分配了較多養(yǎng)分，可能是因淺層土壤水分較少而引起養(yǎng)分轉(zhuǎn)運(yùn)受阻的緣故。因?yàn)橥寥浪趾枯^低時(shí)，植株蒸騰強(qiáng)度減弱，影響?zhàn)B分運(yùn)輸，促使養(yǎng)分向根部富集[19]?？梢?jiàn)，播種深度對(duì)麻風(fēng)樹(shù)生長(zhǎng)和養(yǎng)分吸收利用的影響可能是通過(guò)不同深度土壤水肥供應(yīng)及互作來(lái)實(shí)現(xiàn)的，具體機(jī)理有待進(jìn)一步研究?？梢?jiàn)，在紅壤旱地麻風(fēng)樹(shù)播種深度 10 cm 的種子萌發(fā)出土、植株生長(zhǎng)和養(yǎng)分吸收利用綜合效應(yīng)較好。

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