不同播種密度1年生鳳丹苗年生長節(jié)律及性狀相關(guān)性研究

季琳琳，姚建林，陳素傳，周米生，蔡新玲，張運玲

（1.安徽省林業(yè)科學(xué)研究院，安徽 合肥230031；2.安徽揚子鱷國家級自然保護(hù)區(qū)管理局，安徽 宣城242034；3.安徽盛世牡丹生物科技股份有限公司，安徽 阜陽236000）

牡丹（Paeonia suffruticosa）是芍藥科芍藥屬的多年生落葉矮灌木，不僅是中國特有的植物資源，還是一種木本油料作物，具觀賞、藥用和經(jīng)濟(jì)價值。鳳丹（Paeonia ostii‘Feng Dan’）作為油用牡丹兩大品種群之一，具有結(jié)籽多、出油高、適應(yīng)范圍廣、易于管理等優(yōu)點。種苗的優(yōu)劣直接關(guān)系到造林的成敗與效益的高低，壯苗培育工作是油用牡丹生產(chǎn)中一項基礎(chǔ)工作。播種繁殖是油用牡丹的重要繁殖方式之一，一些牡丹育苗企業(yè)為了追求出苗量，加大育苗密度，導(dǎo)致苗木質(zhì)量較差，一定程度上阻礙了其規(guī)?；l(fā)展。本文以鳳丹為材料，開展不同密度生長試驗，提出合理育苗密度，掌握苗木的生長發(fā)育規(guī)律，為培育鳳丹優(yōu)質(zhì)壯苗提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于阜陽市潁東區(qū)正午鎮(zhèn)，地處南北氣候過渡帶，屬大陸性半濕潤季風(fēng)氣候，四季分明，雨量適中，年平均降水830～950 mm，氣候溫和，年平均氣溫14.5～15.2℃，絕對最高氣溫41.0℃，絕對最低氣溫-20℃，無霜期200～220 d，光照充足，年均日照時數(shù)1 800 h。圃地土壤肥沃，排水良好。

1.2 研究方法

設(shè)置4個密度等級播種量：30 kg/667m（MD1）、40 kg/667m（MD2）、50 kg/667m（MD3）、60 kg/667m（MD4）。3月16日至9月21日，在試驗區(qū)，針對每個播種密度，選擇30株，作為觀察對象，每20 d分別用直尺和游標(biāo)卡尺測量苗高、地徑，另外挖取植株30株帶回實驗室，用自來水沖洗干凈根系，從根莖處剪開，測量主根長、主根粗，根、莖鮮重，置于烘箱105℃，殺青30 min，之后70℃烘干至恒重，稱量鳳丹根及其莖（含葉）生物量。

發(fā)芽率（%）=正常發(fā)芽種子數(shù)量/供試種子數(shù)量×100%

生根率（%）=生根的種子數(shù)量/供試種子數(shù)量×100%

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

使 用Excel 2007、Dps、Spss16.0軟 件 進(jìn) 行Logistic曲線年生長動態(tài)擬合、方差和相關(guān)性等分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鳳丹種子萌發(fā)特性

鳳丹種子于2019年9月17日（氣溫19.3℃）大田播種，10月13日下胚軸萌發(fā)，12月7日調(diào)查生根率為95.53%。2020年3月16日調(diào)查種子發(fā)芽率為94.38%。

2.2 鳳丹苗木生長相關(guān)性狀的差異分析

表1為鳳丹苗停止生長后所測數(shù)據(jù)。由表1可知，不同密度的1年生鳳丹苗期生長表現(xiàn)出一定的生長差異。主根長的差異達(dá)到顯著水平（p＜0.05），苗高、地徑、主根粗、莖生物量及根生物量在不同密度間的年生長量差異均達(dá)到極顯著水平（p＜0.01）。MD1根莖比最大，較MD4高12.7%。

表1 鳳丹苗期不同密度生長性狀與生物量性狀間差異

2.3 鳳丹苗木生長節(jié)律觀測

鳳丹不同密度苗高、地徑及干物質(zhì)積累生長曲線見圖1～圖3。鳳丹的苗高、地徑生長情況，從圖可知均呈現(xiàn)“慢-快-慢”的“S”型生長曲線。4月至5月為鳳丹苗木速生期，其苗高和地徑生長開始急劇加快；至7月，苗木生長速度開始下降，7月23日后苗高停止生長，9月10日后地徑停止生長。鳳丹苗木的干物質(zhì)積累持續(xù)至8月中旬。

圖1 不同播種密度鳳丹1年生播種苗苗高生長曲線

圖2 不同播種密度鳳丹1年生播種苗地徑生長曲線

圖3 不同播種密度鳳丹1年生播種苗干重生長曲線

2.4 苗木生長模型擬合

生長曲線廣泛應(yīng)用于描述植物生長的過程。利用Logistic方程對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能更好地了解鳳丹實生苗的生長節(jié)律。由圖4可知，利用Logistic模型擬合鳳丹生長，對鳳丹MD1密度苗高、地徑、干重生長的Logistic擬合模型分別為y=3.040/（1+5.893e-0.093t），R=0.974；y=3.768/（1+1.530e-0.015t），R=0.981；y=4.836/（1+9.862e-0.044t），R=0.981；其中y為擬合生長量，R為曲線擬合的相關(guān)指數(shù)。擬合方程的擬合度分別達(dá)到0.974、0.981和0.981，說明非線性回歸的效果非常好。因此采用Logistic方程，對鳳丹1年生實生苗的年生長節(jié)律進(jìn)行擬合，是有實際意義的，用擬合值預(yù)測苗高、地徑、干重年生長實際值具有較高的準(zhǔn)確性。

圖4 鳳丹苗高、地徑、干重Logistic擬合曲線

2.5 鳳丹1年生苗生長階段的劃分

2.5.1 鳳丹苗高和地徑速生點、速生期

采用Logistic曲線方程，不僅可以對植物苗期苗高、地徑和生物量的總體動態(tài)過程進(jìn)行擬合，而且通過擬合方程，可以進(jìn)一步推導(dǎo)出其連日生長量變化速率最快的時間段，有利于劃分苗木的生長節(jié)律時期。

利用鳳丹MD1密度的1年生實生苗苗高Logistic擬合曲線方程，得到鳳丹連日生長量變化曲線，將擬合參數(shù)代入，得到值為44，表明理論上鳳丹苗高生長最長時間為44 d，即出現(xiàn)在4月30日，與其實際值觀測一致。繼續(xù)對鳳丹苗高連日生長量變化速率曲線求導(dǎo)，得到鳳丹苗高理論的速生階段計算值為，即從4月16日到5月16日。

同理計算可得，鳳丹地徑理論生長最長時間為28 d，即出現(xiàn)在4月14日，地徑理論速生期計算值為，即從3月22日到7月19日，共計119 d，比苗高的速生期長89 d，與實際觀測值一致。

同理可得，鳳丹干物質(zhì)理論積累最多的時間為52 d，即出現(xiàn)在5月10日，干物質(zhì)積累理論速生期計算值為，即從4月10日到6月10日，共計61 d。

2.5.2 鳳丹苗高、地徑生長階段

依據(jù)鳳丹苗高、地徑和干物質(zhì)積累的生長擬合模型，進(jìn)一步結(jié)合其田間試驗實測數(shù)據(jù)。從鳳丹幼苗出土開始，可將鳳丹1年生實生苗的高生長過程，劃分為3個階段，詳見表2。

由表2可知，鳳丹苗高生長可以分為3個階段。第1階段，從3月16日至4月15日為生長前期，占全年中生長時間的20.55%，生長量占全年總生長量的22.91%；第2階段為速生期，從4月16日到5月16日，生長持續(xù)時間占全年的22.91%，但生長量卻占全年生長量的64.62%，此段時間處于一年中水熱條件適宜的最佳時期，鳳丹幼苗的各種生理活動不斷加快，因此這段時間是鳳丹苗期生長的最佳時期；第3階段，從5月17日至8月11日，為生長后期，生長量占全年的12.47%。

同理，可將鳳丹地徑生長劃分為3個階段：生長前期為3月16日至3月21日；生長速生期為3月22日至7月19日，速生期生長量占全年生長量的58.94%；生長后期生長量占全年生長量的16.84%。

表2 鳳丹1年生實生苗生長時期的劃分

鳳丹生物量年積累可劃分為3個階段：生長前期生物量積累占全年生物量的13.90%，速生期生物量占全年生物量的65.13%，生長后期生物量占全年生物量的20.97%。

2.6 鳳丹生長性狀與生物量性狀間的相關(guān)性

從表3可知，鳳丹1年生實生苗苗高與地徑、總生物量、根系粗均呈極顯著性正相關(guān)關(guān)系，與根生物量、莖生物量、根長均呈顯著性正相關(guān)關(guān)系，說明鳳丹苗高與地徑的生長及根系粗的生長存在密切的關(guān)系。鳳丹苗高與根莖比相關(guān)性不顯著，說明1年生鳳丹實生苗的苗高不能明顯影響其根莖比。鳳丹地徑與總生物量、根生物量、主根長及主根粗均呈極顯著性正相關(guān)關(guān)系，總生物量與主根長、主根粗及根生物量均呈極顯著性正相關(guān)，與根生物量呈顯著性正相關(guān)，這是因為總生物量是由根、莖葉各器官生物量組成，各部分器官的生物量決定總生物量。鳳丹根莖比與地徑、總生物量、根生物量呈顯著性正相關(guān)。

表3 鳳丹苗期生長性狀與生物量性狀間相關(guān)性分析

3 結(jié)論與討論

鳳丹的繁殖方法主要是播種育苗，本試驗中牡丹種子發(fā)芽率為94.38%，雖然發(fā)芽率很高，但鳳丹種子從播種到萌發(fā)需要6個月左右的時間，怎么快速有效的促進(jìn)鳳丹種子萌發(fā)是今后研究的重點。

苗木的生長發(fā)育過程具有非常明顯的季節(jié)性和階段性，苗期的生長是一個變化的、復(fù)雜的動態(tài)過程。鳳丹苗期生長表現(xiàn)出一定的生長差異性。不同的育苗密度對牡丹苗木的質(zhì)量影響很大，以播種量為30 kg/667m的鳳丹苗木質(zhì)量最優(yōu)，苗高、地徑、主根粗較60 kg/667m播種量的鳳丹苗木分別高出8.2%、7.02%、30.27%。生物量反映植物獲取能量的能力，根莖比比值越大，根系越發(fā)達(dá)，適應(yīng)能力越強，苗木的質(zhì)量也越高。鳳丹生物量MD1最高，MD4最低，MD1莖生物量、根生物量、根莖比較MD4分別高出29.41%、49.59%、12.72%。密度改變了鳳丹的群體結(jié)構(gòu)，選用合理密度可改善植株生長狀況，影響苗木的生長，增加干物質(zhì)的積累，使苗木更能抵御自然災(zāi)害。實際鳳丹苗木生產(chǎn)中，企業(yè)為了追求出苗量，存在單位面積播種量過大，致使出圃合格苗較少，不僅嚴(yán)重影響苗木質(zhì)量，而且增加了育苗成本。牡丹種子市場價格為50元/kg，MD1密度下2年生優(yōu)質(zhì)苗較MD2密度下提高10%，按照0.8元/株計算，每畝增力收益經(jīng)0.17萬元，因此選擇合理的密度是培育鳳丹壯苗的有效措施，生產(chǎn)中建議MD1密度，土壤肥力及其他栽培條件的影響有待進(jìn)一步研究。

使用Logistic模型，模擬植物動態(tài)發(fā)育的研究較多，諸如玉米干物質(zhì)量積累及模擬杉木人工林胸高斷面積等領(lǐng)域應(yīng)用較多。本研究中鳳丹苗木表現(xiàn)“S”型生長曲線，符合Logistic生長模型。根據(jù)模型將1年生鳳丹苗木生長節(jié)律劃分為生長前期、速生期和生長后期。鳳丹苗高速生長期在從4月16日到5月16日，較夏臘梅、文冠果等速生期提前，這可能與植物的特性相關(guān)，鳳丹地徑速生期比苗高的速生期長89 d，這與夏臘梅的地徑生長特性一致。掌握鳳丹的生長節(jié)律，針對鳳丹生長的不同時期的生物學(xué)特性，尤其是苗木速生期，避免育苗生產(chǎn)上的盲目，可以科學(xué)合理的安排施肥、灌溉等培育措施，促進(jìn)鳳丹苗木的生長，培育優(yōu)質(zhì)壯苗。