播種深度與土壤水分含量對川牛膝出苗率及幼苗生長的影響

郭曉亮 張雅娟 段媛媛 黃浩

摘要：分析不同播種深度與土壤水分含量對川牛膝（Cyathula officinalis Kuan）種子出苗率及幼苗生長的影響，探尋適宜的播種深度與苗床土壤水分含量。通過盆栽試驗，設置不同的播種深度與土壤水分含量處理，通過稱重進行補水，測定發(fā)芽勢、出苗率及幼苗生長與生理指標。結果表明，播種深度與土壤水分含量對種子出苗率及幼苗生長有顯著影響。播種深度為0.31～0.61 cm時，種子發(fā)芽勢與出苗率較高；播種深度為0.61～0.92 cm時，幼苗葉片葉綠素含量高，抗逆性較好；土壤水分含量為60.71%時，種子發(fā)芽勢與出苗率較高；土壤水分含量為53.35%～60.71%時，幼苗長勢較旺；土壤水分含量為38.62%～53.35%時，幼苗抗逆性較好；土壤水分含量為45.98%～53.35%時，幼苗葉片葉綠素含量較高。川牛膝種子適宜播種深度為0.61 cm，播種后土壤水分含量保持在60.71%左右，可以獲得較高出苗率，出苗較整齊；出苗后，土壤水分含量保持在53.35%左右，幼苗長勢旺盛，葉片葉綠素含量高，抗逆性好。

關鍵詞：川牛膝（Cyathula officinalis Kuan）；土壤水分含量；播種深度；出苗率；幼苗生長

中圖分類號：R282? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2024）04-0118-05

Effects of sowing depth and soil water content on rate of emergence and seedling growth of Cyathula officinalis

Abstract： By analyzing and comparing the effects of different sowing depth and soil water content on the seed rate of emergence and seedling growth of Cyathula officinalis， the suitable sowing depth and water content of seedbed soil were explored. The pot experiment was carried out with different sowing depth and soil water content treatments. Water was replenished by weighing， and germination potential， rate of emergence， seedling growth and physiological indexes were determined. The results showed that the sowing depth and soil water content had a significant influence on the seed rate of emergence and seedling growth. The germination potential and rate of emergence were higher when the sowing depth was 0.31～0.61 cm. When the seeding depth was 0.61～0.92 cm， the chlorophyll content of seedling leaves was higher and the stress resistance of seedlings was better. The germination potential and rate of emergence were higher when soil water content was 60.71%. The seedlings grew better when soil water content was 53.35%～60.71%. The seedlings had better stress resistance when soil water content was 38.62%～53.35%. The chlorophyll content in seedling leaves was higher when soil water content was 45.98%～53.35%. The suitable sowing depth of Cyathula officinalis seeds was 0.61 cm. The rate of emergence was higher and the emergence was orderly when soil water content was about 60.71%. After seed emergence， the seedling grew vigorously， the chlorophyll content of leaves was higher， and the seedlings had better stress resistance when soil water content was about 53.35%.

Key words：Cyathula officinalis； soil water content； sowing depth； rate of emergence； seedling growth

植物種子萌發(fā)和幼苗生長過程受諸多因素的影響，其中播種深度和土壤水分含量是重要因素［1-4］。深入研究播種深度與土壤水分含量對作物種子萌發(fā)與幼苗生長的影響，具有重要的理論和現(xiàn)實意義。川牛膝為莧科杯莧屬植物川牛膝（Cyathula officinalis Kuan）的根，始載于唐《仙授理傷續(xù)斷秘方》［5］，有逐淤通經、通利關節(jié)、利尿通淋的功效。現(xiàn)代藥理研究表明，川牛膝有抗血小板聚集，改善微循環(huán)，促進蛋白質合成，延緩衰老的作用［6］。當前川牛膝的種子種苗研究主要集中在種子質量［7-9］、種子生物學特性［10-12］方面，關于播種深度與土壤水分含量對川牛膝種子出苗及幼苗生長影響的研究鮮見報道。因此，本研究開展了不同播種深度、土壤水分含量對川牛膝種子出苗率與幼苗生長影響的研究，旨在為提高川牛膝播種育苗效率提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

川牛膝種子來源于五峰易興農業(yè)有限責任公司，千粒重為1.87 g。種植盒為方形塑料盒，盒質量為54.3 g，盒高為4.80 cm，盒體積為658 cm3。

2021年3月20日，取華中藥用植物園田間土壤，于45 ℃恒溫干燥箱中干燥，過篩除去雜質，經測定土壤干密度為0.778 g/cm3，干基含水量為15.15%，pH為4.71，有機質含量為61.43 g/kg，全氮含量為3.29 g/kg，全磷含量為0.63 g/kg，全鉀含量為14.24 g/kg，堿解氮含量為275.5 mg/kg，速效磷含量為8.35 mg/kg，速效鉀含量為77.6 mg/kg，田間持水量為87.2%（干基含水量）。

1.2 方法

試驗于2021年4月1日在湖北省農業(yè)科學院中藥材研究所的光照培養(yǎng)室進行，室溫20～25 ℃，光照∶黑暗12 h∶12 h。

1.2.1 播種深度對川牛膝出苗率及幼苗生長的影響 試驗設置0 cm（S1）、0.31 cm（S2）、0.61 cm（S3）、0.92 cm（S4）、1.23 cm（S5）共5個播種深度，每處理3次重復。取方形塑料盒，按照表1中試驗處理，用稱重法添加底土，均勻撒播50粒種子后，再用稱重法添加蓋土，澆水233 g，使土壤水分含量達53.2%。每天以稱重法補足損失水量。

1.2.2 土壤含水量對川牛膝出苗率及幼苗生長的影響 取方形塑料盒，裝土410 g（厚3.84 cm），在土壤表面均勻撒播50粒川牛膝種子，再蓋土51 g（厚0.48 cm），然后分別澆水100、140、180、220、260 g，使不同處理干基含水量分別達31.26%（W1）、38.62%（W2）、45.98%（W3）、53.35%（W4）、60.71%（W5），每處理3次重復。每天以稱重法補足損失水量。

1.3 測定指標

1.3.1 發(fā)芽情況 從播種2 d開始，每日觀察統(tǒng)計發(fā)芽種子數(shù)。于播種20 d統(tǒng)計發(fā)芽勢，播種42 d統(tǒng)計發(fā)芽率。

1.3.2 生長狀況 2021年6月20日間苗，每盒留苗10株。2021年10月3日，每盒選擇5株，使用直尺測定株高，使用游標卡尺測定莖粗，并記錄每株節(jié)間數(shù)、葉片數(shù)；每盆選擇6株，每株選擇中部葉片1片，使用葉面積儀測量葉寬、葉長、葉周長、葉面積；2021年12月20日，每盒3株混合取樣，于50 ℃干燥至恒重，用電子天平稱取根重。

1.3.3 生理指標 2021年10月5日，測定葉片生理指標，每盒采樣5片葉片為1個樣品，3次重復，用試劑盒（上海滬鼎生物科技有限公司）測定抗壞血酸過氧化物酶（APX）、過氧化氫酶（CAT）、過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、葉綠素（Chl）含量等生理指標，標準曲線擬合效果較好（R2>0.9）（表2）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用SPSS 21.0統(tǒng)計軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 播種深度對川牛膝出苗率及幼苗生長的影響

2.1.1 播種深度對川牛膝出苗率的影響 播種深度對川牛膝種子發(fā)芽勢與出苗率存在顯著影響（表3）。隨播種深度的增加，二者均呈先升高后降低的趨勢。發(fā)芽勢在S2達到最大值（40.00%），S2與S3、S4與S5以及S5與S1之間差異均不顯著，但S2和S3均極顯著高于S1、S4、S5，S4極顯著高于S1。川牛膝種子出苗情況如圖1所示，出苗率在S3達到最大值（51.33%），S2、S3、S4與S5之間無顯著差異，但S2與S3顯著高于S1。發(fā)芽勢和出苗率均在播種深度為0.31～0.61 cm時達到最大值或較大值，說明播種深度0.31～0.61 cm有利于獲得較高的發(fā)芽勢和出苗率。

2.1.2 播種深度對川牛膝幼苗生長的影響 播種深度對川牛膝幼苗株高存在顯著影響，對川牛膝幼苗的根重、葉面積、葉長、葉寬、葉周長、節(jié)間數(shù)、莖粗、葉片數(shù)影響均不顯著（表3）。就川牛膝幼苗株高而言，S1、S2、S3處理與S4處理之間以及S5與S4處理之間差異均不顯著，但S5處理顯著高于S1、S2和S3處理；隨著播種深度增加，株高呈緩慢升高的趨勢，S2處理達到最小值33.20 cm，S5處理達到最大值36.29 cm。說明播種深度對幼苗生長影響不大。

2.1.3 播種深度對川牛膝幼苗生理指標的影響 播種深度對川牛膝幼苗葉片APX、CAT、POD活性及葉綠素含量存在顯著影響，對葉片SOD活性影響不顯著（表4）。隨著播種深度增加，川牛膝幼苗葉片生理指標均呈先升高后降低的趨勢。APX活性最大值為S4處理（3.56 IU/g），S3與S4處理之間無顯著差異，但均顯著高于S1、S2和S5處理；CAT活性最大值為S4處理（170.93 U/g），S3、S4、S5處理之間無顯著差異，但S4處理顯著高于S1、S2處理；POD活性最大值為S4處理（0.41 U/g），S3、S4、S5處理之間無顯著差異，但S4處理顯著高于S1、S2處理；SOD活性最大值為S3處理（67.70 U/g），各處理間無顯著性差異；葉綠素含量最大值為S3、S4處理，均為2.48 mg/g，S2、S3、S4、S5處理之間均無顯著性差異，但S3和S4處理顯著高于S1處理。APX、CAT、POD、SOD、葉綠素均在播種深度為0.61～0.92 cm時達到最大值或較大值，說明此時川牛膝幼苗抗逆性較好，且有利于光合作用、培育壯苗。

2.2 土壤水分含量對川牛膝出苗率及幼苗生長的影響

2.2.1 土壤水分含量對川牛膝出苗率的影響 土壤水分含量對川牛膝種子發(fā)芽勢、出苗率存在顯著影響（表5、圖2），二者均隨土壤水分含量增高而線性升高。就發(fā)芽勢而言，W1與W2處理之間差異不顯著，但W1、W2處理均與W3、W4、W5處理之間存在極顯著差異，W3、W4、W5處理相互之間也存在極顯著差異。就出苗率而言，W1與W2，W2、W3與W4，以及W4與W5處理之間差異均不顯著，但W5處理顯著高于W1、W2、W3處理，W4處理顯著高于W1處理。說明土壤水分含量60.71%最利于川牛膝種子萌發(fā)與出苗。

2.2.2 土壤水分含量對川牛膝幼苗生長的影響 土壤水分含量對川牛膝幼苗的葉面積、莖粗、株高、根重均存在顯著影響，對葉長、葉寬、葉周長、節(jié)間數(shù)、葉片數(shù)影響不顯著（表5、圖3）。隨著土壤水分含量的增高，葉面積、莖粗、株高呈先升高后降低的趨勢，根重則呈持續(xù)增高趨勢。就葉面積而言，W4處理達到最大值（689.61 mm2），顯著高于W1處理，W2、W3、W4、W5處理之間以及W1、W2、W3、W5處理之間差異均不顯著。就莖粗而言，W4處理達到最大值（2.33 mm），W3、W4、W5處理之間差異不顯著，但均顯著高于W1和W2處理。就株高而言，W4處理達到最大值（26.99 cm），W4與W5處理之間、W3與W5處理之間差異均不顯著，但W4處理顯著高于W1、W2和W3處理，W5處理顯著高于W1和W2處理。就根重而言，W5處理達到最大值（1.69 g），W3、W4、W5處理之間以及W2與W3處理之間差異均不顯著，但W4與W5處理均顯著高于W1和W2處理，W2和W3處理均顯著高于W1處理。說明土壤含水量為53.35%～60.71%時，川牛膝幼苗葉面積、莖粗、株高、根重達到較高值，有利于培育壯苗。

2.2.3 土壤水分含量對川牛膝幼苗生理指標的影響 土壤水分含量對川牛膝幼苗葉片APX、CAT、POD、SOD活性以及葉綠素含量均存在顯著影響（表6）。隨著土壤水分含量的增高，除POD活性出現(xiàn)反復上下波動外，其他生理指標均呈先升高后降低的趨勢，這與不同土壤水分含量對三七葉片的影響一致［13］。APX活性最大值為W2處理（3.33 IU/g），顯著高于其他4個處理，W3與W4處理之間無顯著差異，但二者均顯著高于W1和W5處理；CAT活性最大值為W4處理（136.71 U/g），W3與W4處理之間無顯著差異，但W4處理顯著高于W1、W2、W5處理，W3處理顯著高于W1處理；POD活性最大值為W2處理（0.404 U/g），W2、W3、W4處理之間無顯著差異，但W2、W4處理均顯著高于W1、W5處理；SOD活性最大值為W2處理（72.66 U/g），W1、W2、W3處理之間無顯著差異，但W2處理顯著高于W4和W5處理，W1、W3處理均顯著高于W5處理；Chl含量最大值為W4處理（2.61 mg/g），W4與W3處理之間無顯著差異，但W4處理顯著高于W1、W2和W5處理，W2、W3、W5處理顯著高于W1處理。說明土壤含水量為38.62%～53.35%時，APX、CAT、POD、SOD的活性較高，幼苗抗逆性較好；土壤含水量為45.98%～53.35%時，葉綠素含量較高，有利于光合作用、培育壯苗。

3 討論與小結

播種深度通過調控土壤溫度、水分等條件而影響作物種子萌發(fā)、幼苗出土，繼而對植株的形態(tài)建成及生理生化過程產生影響［14］；播種過淺，土壤表層水分蒸發(fā)快，易導致種子缺水而失去發(fā)芽能力，幼苗長勢弱；播種過深，種子破土、出苗時間延遲，出苗率降低，幼苗葉片生理活動受到顯著影響［15，16］。本研究發(fā)現(xiàn)播種深度對川牛膝種子發(fā)芽勢、出苗率、株高、幼苗抗逆性、葉綠素含量均存在顯著影響；隨著播種深度的增加，川牛膝種子發(fā)芽勢、出苗率均呈先上升后下降的趨勢，這與玉米［15］、樟樹［17］表現(xiàn)類似。播種深度為0.31～0.61 cm時有利于獲得較高的發(fā)芽勢和出苗率，播種深度為0.61～0.92 cm時幼苗抗逆性較好且葉綠素含量較高。

水分是植物種子萌發(fā)和幼苗生長的主要制約因子［18］；土壤水分含量過高或過低均不利于植物種子出苗和幼苗的生長［13，19］。這是因為土壤水分含量過低則導致種子與幼苗缺乏水分，過高則導致種子與幼苗根部缺乏氧氣。本研究中，土壤水分含量對川牛膝種子發(fā)芽勢、出苗率、幼苗長勢、抗逆性、葉綠素含量均存在顯著影響。隨著土壤水分含量從31.26%升高為60.71%，川牛膝種子發(fā)芽勢、出苗率呈上升趨勢，而苗高卻呈先升后降的趨勢，這與梭梭（Haloxylon ammodendron）［20］表現(xiàn)類似。土壤含水量為60.71%時，利于川牛膝種子萌發(fā)與出苗；土壤含水量為53.35%～60.71%時，川牛膝幼苗長勢較好；土壤含水量為38.62%～53.35%時，幼苗抗逆性較好；土壤含水量為45.98%～53.35%時，葉片葉綠素含量較高。

川牛膝適宜的播種深度為0.61 cm，可以獲得較高的出苗率，且出苗較整齊，同時后期幼苗抗逆性較好，葉片葉綠素含量高；播種后，土壤含水量以60.71%為宜，可以獲得較高出苗率，且出苗較整齊；出苗后，土壤含水量以53.35%為宜，幼苗長勢旺盛，抗逆性好，葉片葉綠素含量高，有利于培育壯苗。

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