森林薇菜大田豐產(chǎn)技術(shù)研究

李道新,徐慎東,陳金良,韓慶瑜,黃祥豐，葛臺明,杜宵,彭洪林,尹本偉

(1.宜昌三峽大老嶺自然保護區(qū)管理局，湖北 宜昌 443000；2.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430074)

森林薇菜大田豐產(chǎn)技術(shù)研究

李道新1,徐慎東1,陳金良1,韓慶瑜1,黃祥豐1，葛臺明2,杜宵1,彭洪林1,尹本偉1

(1.宜昌三峽大老嶺自然保護區(qū)管理局，湖北 宜昌 443000；2.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430074)

為探討薇菜大田豐產(chǎn)栽培技術(shù)，以期指導(dǎo)林農(nóng)不斷提高栽培效益，以薇菜孢子萌發(fā)培育的種蔸以及采挖自大老嶺自然保護區(qū)的野生種蔸為實驗材料，運用常規(guī)林業(yè)試驗設(shè)計方法，先后開展了孢子萌發(fā)培育種蔸最優(yōu)栽培措施田間試驗、孢子萌發(fā)培育種蔸和野生種蔸生長對比試驗以及不同田間施肥措施對薇菜產(chǎn)量的影響試驗研究，主要研究結(jié)果如下：① 薇菜孢子萌發(fā)最佳因素組合為腐殖土、苗床架播種方式、播孢量1 g/m2.其中，播孢量對于薇菜孢子萌發(fā)影響最大.薇菜孢子的平均萌發(fā)率為64.2%，最佳組合達到72.7%.② 薇菜孢子幼苗生長的最佳因素組合為腐殖土、苗床播種方式、播孢量2 g/m2.其中，播孢量對薇菜孢子幼苗生長的影響最大.薇菜孢子幼苗平均出苗量為632株/m2，最佳水平達到736株/m2，實現(xiàn)了薇菜孢子培育種蔸工廠化育苗.③ 隨著苗齡的增長，多個試驗指標均表明薇菜孢子苗的整體生長勢要強于野生苗.從豐產(chǎn)最核心的產(chǎn)量指標來看，野生苗總體上產(chǎn)量增長平緩、缺乏后勁，不利于林農(nóng)長期種植創(chuàng)收；而孢子苗隨著苗齡的增長產(chǎn)量增長迅猛，苗齡在10年以上的孢子苗產(chǎn)量均高于野生苗，12年生孢子苗單位面積(1 m2)年產(chǎn)量比傳統(tǒng)野生苗要高21.4%.④ 從不同施肥措施對于薇菜產(chǎn)量的影響來看，施用氮肥150 kg/ hm2或廄肥15 000 kg/ hm2效果最佳，平均每公頃年產(chǎn)薇菜干重達到720 kg以上；而當(dāng)施肥量過多時反而不利于薇菜產(chǎn)量的增長.

薇菜；孢子萌發(fā)培育種蔸；田間施肥；田間試驗；豐產(chǎn)技術(shù)

0 引言

薇菜，學(xué)名紫萁(OsmudajapomcaThamb)，是一種多年生宿根草本植物，屬蕨類植物門，紫萁科，紫萁屬，俗稱貓兒蕨、狼蕨、藍莖苔[1-2].

近年來，薇菜種植依賴傳統(tǒng)野生種蔸資源，供給嚴重不足，已成為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展瓶頸[10].因此，開展薇菜孢子育苗研究，掌握其適生條件和生長規(guī)律，不斷積累栽培管理經(jīng)驗，對于尋求經(jīng)濟適用的種蔸培育方式以及指導(dǎo)林農(nóng)不斷提高栽培效益顯得尤為重要.

1 試驗地概況

2 材料與方法

2.1 材料 孢子繁殖材料：2013年4月下旬采集自大老嶺林場，選擇生長良好的植株，剪下呈綠色、半展開成熟孢子葉裝于塑料采集袋中.將孢子葉鋪在報紙上，置于通風(fēng)良好、無陽光直射處風(fēng)干.收集散落下的孢子，去雜質(zhì)，過200目篩子.將收集好的孢子放在硫酸紙袋中，放在4 ℃冰箱中保存.

2.2 不同栽培條件對孢子萌發(fā)和幼苗生長的影響

2.2.1 試驗設(shè)計 薇菜孢子萌發(fā)和幼苗生長試驗條件采用3因素3水平[12]，即土壤條件為栽培土、草木灰、腐殖土[13-14]；播種方式為苗床、育苗盤(50 cm×50 cm育苗盤，裝營養(yǎng)土厚度15 cm)、苗床架(1.2 m×10 m，鋼制苗床架；50 cm×50 cm育苗盤，裝營養(yǎng)土厚度15 cm)；播孢量為0.5 g/m2、1 g/m2、2 g/m2(詳見表1).試驗采用L9(34)正交試驗設(shè)計(表2)，重復(fù)3次，每處理小區(qū)設(shè)計為1 m×9 m，重復(fù)與處理小區(qū)之間用灌溉或者步道溝隔開.播孢時間為2014年5月20日.

表1 孢子繁殖栽培條件正交試驗因素水平

表2 孢子繁殖栽培條件正交試驗L9(34)設(shè)計

2.2.2 試驗觀測 播種后100 d調(diào)查試驗區(qū)孢子萌發(fā)情況，用每平方米蓋度(%)表示.具體調(diào)查方法為：采取隨機抽樣方式選擇每小區(qū)3個地段(好、中、差)1 m2范圍，選用佳能500D相機，用Av檔，光圈f 5.6下，焦距50 mm，iso 100，拍攝高度1 m，角度90°，拍攝孢子萌發(fā)影像圖，按照1∶10比例將影像圖導(dǎo)入CorelDRAW x6軟件進行矢量化，去除非孢子萌發(fā)圖斑后計算孢子萌發(fā)圖斑面積，將其與總面積的比值作為孢子萌發(fā)率的最終蓋度指標.10月30日幼苗進入休眠前調(diào)查每平方孢子苗株數(shù).

2.3 薇菜孢子苗與野生種蔸苗生長對比差異情況 進行薇菜孢子培育種蔸和野生種蔸的對比栽培試驗：分別調(diào)查2002—2014年不同苗齡的孢子繁殖苗和野生種蔸苗的平均葉數(shù)、平均葉高、平均根數(shù)、最長根長、薇菜產(chǎn)量等數(shù)據(jù)指標，進而對孢子苗和野生苗的生長進行比較分析.

表3 田間施肥管理措施正交試驗因素水平表

2.4 田間施肥管理措施對薇菜產(chǎn)量的影響 結(jié)合田間管理實際，為考察田間管理措施對薇菜產(chǎn)量的影響，我們選擇不同施肥條件作為主要豐產(chǎn)栽培措施，施肥種類選用尿素和廄肥[15]，采用L16(45)正交表設(shè)計試驗，各因素、水平見表3.各小區(qū)面積為100 m2，重復(fù)3次，種蔸密度75 000株/hm2，各重復(fù)、各小區(qū)開溝進行保護隔離，調(diào)查統(tǒng)計各試驗小區(qū)年產(chǎn)薇菜干重.

3 實驗結(jié)果

3.1 不同栽培措施對薇菜孢子萌發(fā)的影響 根據(jù)實驗結(jié)果計算各因素極差，列入表4，從表中可以看出，第3因素(播孢量)的極差R最大(36.3)，其次是第1因素(土壤類型，19.4)，一定程度上說明播孢量對薇菜孢子萌發(fā)影響最大，其次是土壤類型；從均值來看，影響薇菜孢子萌發(fā)的各因素最佳組合為A3B3C2，即腐殖土、苗床架播種方式、播孢量1 g/m2.從表4的田間實驗數(shù)據(jù)中，還可以計算得到薇菜孢子平均萌發(fā)率為64.2%，最佳組合達到72.7%.

對影響薇菜孢子萌發(fā)的3個因素進行方差分析，顯示播孢量間差異達到顯著水平，播種方式和土壤類型差異不顯著(見表5).采用Tukey氏固定極差法，對不同播孢量間進行多重比較，結(jié)果表明播種量第3水平與第2水平之間差異顯著，其他水平兩兩之間的差異均不顯著(表6).方差分析及多重比較的結(jié)果進一步表明，播孢量對于薇菜孢子萌發(fā)的影響最大.

表4 不同栽培措施對薇菜孢子萌發(fā)影響試驗結(jié)果統(tǒng)計

表5 不同栽培措施對薇菜孢子萌發(fā)影響方差分析

表6 播孢量對薇菜孢子萌發(fā)影響的多重比較

綜上可知，薇菜孢子萌發(fā)最佳因素組合為腐殖土、苗床架播種方式、播孢量1 g/m2.其中，播孢量對于薇菜孢子萌發(fā)影響最大.薇菜孢子的平均萌發(fā)率為64.2%，最佳組合達到72.7%.

3.2 不同栽培措施對薇菜孢子幼苗生長的影響 根據(jù)實驗結(jié)果計算各因素極差，列入表7，從表中可以看出，第3因素(播孢量)的極差最大(341.6)，其次是第1因素(土壤類型，220.4)，一定程度上說明播孢量對薇菜孢子幼苗的生長影響最大，其次是土壤類型；從均值看，影響薇菜孢子幼苗生長的各因素最佳組合為A3B1C3，即腐殖土，苗床播種方式，播孢量2 g/m2.從表7的田間試驗數(shù)據(jù)中，還可以計算得到薇菜孢子幼苗平均出苗量為632株/m2，最佳水平達到736株/m2.

對影響薇菜孢子幼苗生長的3因素進行方差分析，結(jié)果顯示播孢量之間差異達到顯著水平，播種方式和土壤類型差異不顯著(表8).采用Tukey氏固定極差法，對不同播孢量間進行多重比較，結(jié)果表明播孢量第3水平與第2水平之間差異顯著，其他水平兩兩之間的差異均不顯著(表9).方差分析及多重比較的結(jié)果進一步表明，播孢量對于薇菜孢子幼苗的生長影響最大.

綜上可知，薇菜孢子幼苗生長的最佳因素組合為腐殖土、苗床播種方式、播孢量2 g/m2.其中，播孢量對薇菜孢子幼苗生長的影響最大.薇菜孢子幼苗平均出苗量為632株/m2(即632萬株/hm2)，最佳水平達到736株/m2(即736萬株/hm2)，實現(xiàn)了薇菜孢子培育種蔸工廠化育苗.

表7 不同栽培措施對薇菜孢子幼苗影響試驗結(jié)果統(tǒng)計

表8 不同栽培措施對薇菜孢子幼苗生長的影響方差分析

表9 播孢量對薇菜孢子幼苗生長影響的多重比較

3.3 薇菜孢子苗和野生種蔸苗生長對比差異分析 選擇古江坪基地開展薇菜孢子苗和野生苗的對比栽培，調(diào)查收集統(tǒng)計古江坪基地不同苗齡孢子繁殖苗和野生種蔸苗2002—2014年平均葉數(shù)、平均葉高、平均根數(shù)、最長根長、薇菜產(chǎn)量等數(shù)據(jù)指標，并繪制了薇菜孢子苗和野生苗生長對比曲線圖(圖1).

圖1 薇菜孢子苗與野生苗生長對比曲線圖

結(jié)合圖1可知，隨著苗齡的增長，上述指標均表明薇菜孢子苗的整體生長勢要強于野生苗.從豐產(chǎn)最核心的指標產(chǎn)量指標來看，野生苗總體上產(chǎn)量增長平緩、缺乏后勁，不利于林農(nóng)長期種植創(chuàng)收；而孢子苗隨著苗齡的增長產(chǎn)量增長迅猛，苗齡在10年以上的孢子苗產(chǎn)量均高于野生苗，12年生孢子苗單位面積(1 m2)年產(chǎn)量比傳統(tǒng)野生苗要高21.4%.且有研究表明，薇菜根狀莖壽命可達30年以上、豐產(chǎn)期可達20年以上，而挖取的野生苗一般收益期不超過10年.綜上可知，不論從林農(nóng)長期種植、增產(chǎn)創(chuàng)收還是種苗資源的供給來說，薇菜孢子苗相較于野生苗更具有優(yōu)勢.

3.4 不同施肥措施對薇菜產(chǎn)量的影響 根據(jù)調(diào)查結(jié)果計算如表10.

對施肥措施進行方差分析(表11)可知，A因素(氮肥)及B因素(廄肥)間差異均極顯著，而交互效應(yīng)差異不顯著.采用LSD法對A因素及B因素進行多重比較，計算最小顯著差異為Se= 0.334，LSD0.05=0.681，LSD0.01=0.918.

表10 施肥措施試驗設(shè)計結(jié)果統(tǒng)計

表11 施肥措施試驗方差分析

表12 A因素、B因素多重比較

從單因素施肥措施的多重比較檢驗結(jié)果(表12)可知：A因素第3水平(氮肥150 kg/hm2)其產(chǎn)量顯著或極顯著的大于其余各個水平，效果最好.B因素第3水平(廄肥15 000 kg/hm2)極顯著大于其他各個水平，效果最好，平均每公頃年產(chǎn)薇菜干重達到720 kg以上.而兩因素的第4水平(氮肥225 kg/hm2或廄肥30 000 kg/hm2)，即施肥量最大時產(chǎn)量反而減少，表明施肥量過多反而不利于薇菜生長.

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論 通過開展薇菜孢子萌發(fā)培育種蔸最優(yōu)栽培措施田間試驗、孢子萌發(fā)培育種蔸和野生種蔸生長對比試驗以及不同田間施肥措施對薇菜產(chǎn)量的影響試驗研究，取得的主要研究結(jié)果如下：

1) 薇菜孢子萌發(fā)最佳因素組合為腐殖土、苗床架播種方式、播孢量1 g/m2.其中，播孢量對于薇菜孢子萌發(fā)影響最大.薇菜孢子的平均萌發(fā)率為64.2%，最佳組合達到72.7%.

2) 薇菜孢子幼苗生長的最佳因素組合為腐殖土、苗床播種方式、播孢量2 g/m2.其中，播孢量對薇菜孢子幼苗生長的影響最大.薇菜孢子幼苗平均出苗量為632株/m2，最佳水平達到736株/m2，實現(xiàn)了薇菜孢子培育種蔸工廠化育苗.

3) 隨著苗齡的增長，多個試驗指標均表明薇菜孢子苗的整體生長勢要強于野生苗.從豐產(chǎn)最核心的產(chǎn)量指標來看，野生苗總體上產(chǎn)量增長平緩、缺乏后勁，不利于林農(nóng)長期種植創(chuàng)收；而孢子苗隨著苗齡的增長產(chǎn)量增長迅猛，苗齡在10年以上的孢子苗產(chǎn)量均高于野生苗，12年生孢子苗單位面積(1 m2)年產(chǎn)量比傳統(tǒng)野生苗要高21.4%.

4) 施用氮肥150 kg/ hm2或廄肥15 000 kg/ hm2效果最佳，平均每公頃年產(chǎn)薇菜干重達到720 kg以上；而當(dāng)施肥量過多時反而不利于薇菜產(chǎn)量的增長.

4.2 討論 在大力發(fā)展林下經(jīng)濟模式的背景下，開展薇菜豐產(chǎn)技術(shù)研究具有先導(dǎo)和示范作用，對于促進山區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、打造區(qū)域特色產(chǎn)業(yè)、形成新的經(jīng)濟增長點、加快林業(yè)科技成果向林農(nóng)經(jīng)濟增長的轉(zhuǎn)化都具有積極作用.同時，薇菜孢子繁殖培育種蔸工廠化育苗的實現(xiàn)，對于增強薇菜野生種質(zhì)資源和生態(tài)環(huán)境的保護、減少發(fā)展薇菜產(chǎn)業(yè)對野生種質(zhì)資源的過分依賴都具有十分明顯的作用.

因此，薇菜種植業(yè)作為一種“高效、綠色、環(huán)保、可持續(xù)、低碳”農(nóng)業(yè)，在廣大山區(qū)甚至適生平原地區(qū)應(yīng)進一步加強科普教育和推廣力度，加強對農(nóng)業(yè)特色產(chǎn)業(yè)的政府扶持力度，加強與高校等科研院所合作進行薇菜種植產(chǎn)業(yè)研究，進一步摸索“保護區(qū)+合作社+農(nóng)戶”以外的推廣方式，促使薇菜種植業(yè)真正壯大成為林農(nóng)經(jīng)濟增長前景良好的支柱產(chǎn)業(yè).

[1] 王謀強,崔德祥,羅登峰. 關(guān)于紫萁稱薇的商榷[J].特產(chǎn)研究,1995(1):23-25.

[2] 張光飛,翟書華,蘇文華. 云南紫萁科(Osmundaceae) 植物的分類研究[J].昆明師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報,2004,26(4):59-62.

[3] 李吉勇,李典友. 薇菜的功用與栽培技術(shù)探討[J].園藝與種苗,2013(5):22-24.

[4] 羅世家. 影響薇菜生長的主要環(huán)境因子分析[J].湖北民族學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2001(4):11-13.

[5] 王謀強,張朝君. 我國南方薇菜的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展對策[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,34(4):135-136.

[6] 袁藝,田勝尼,葉愛華，等. 紫萁快速繁殖技術(shù)的研究[J].園藝學(xué)報,2002,29(3):247-250.

[7] 吳三橋,周建軍,李新生. 薇菜、蕺菜中氨基酸及其他營養(yǎng)素含量的測定[J].氨基酸和生物資源,2000,22(3):65-67.

[8] 何義發(fā),王伯泉. 武陵山區(qū)薇菜[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社,2006.

[9] 黃祥豐,李道新,徐慎東,等. 我國森林薇菜研究進展[J].林業(yè)科技通訊,2015(10):15-22.

[10] 朱英東. 薇菜野生資源恢復(fù)方法[J].蔬菜,2014(11):8-12.

[11] 李道新,韓慶瑜,王功芳. 宜昌大老嶺地區(qū)薇菜的自然分布及人工繁殖技術(shù)研究[J].湖北林業(yè)科技,2007(1):23-31.

[12] 續(xù)九如,李穎岳. 林業(yè)試驗設(shè)計[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2014.

[13] 劉瑞林,佟立君,宋海峰，等. 薇菜孢子育苗技術(shù)研究[J].中國林副特產(chǎn),2006(4):18-38.

[14] Inoue H，Kohama T，Katou M，et al. Effects of humidity during preparation on the viability of spores ofOsmundajaponica[C].Matsuyama, Japan: Plant and Cell Physiology, 2007:240-240.

[15] Shin S L, Lee C H. In vitro medium composition and culture method affecting masspropagation ofOsmundajaponicaThunb. prothalli[J].Korean Journal of Horticultural Science and Technology, 2009, 27(2):299-304.

(責(zé)任編輯 游俊)

Research on high yield technology in field ofOsmudajapomcaThamb

LI Daoxin1, XU Shendong1, CHEN Jinliang1, HAN Qingyu1,HUANG Xiangfeng1,GE Taiming2, DU Xiao1, PENG Honglin1, YIN Benwei1

(1.Dalaoling Nature Reserve Administration of Yichang Three Gorges, Yichang 443000, China；
2. School of Environmental Studies, China University of Geosciences, Wuhan 430074,China)

In order to investigate high yield cultivation technology in field ofOsmudajapomcaThamb and guide farmers in forest districts to constantly improve their growing profit, spore seedlings from greenhouse cultivation and wild seedlings from Dalaoling natural reserve ofOsmudajapomcaThamb were taken as materials.By using conventional forestry experiment design methods, we have successively launched optimum cultivation measures of spore germination breeding in field, the growth contrast of spore seedlings and wild seedlings and effects on yield with different fertilization measures. The main results are as follows:①The most suitable condition of spore germination is humus soil, bed frame sowing and seeding density which is 1 g/m2. Among them, seeding density has the greatest impact.Besides, the average germination rate of spore breeding is 64.2%,while the best can reach 72.7%.② The most suitable condition of spore seedlings growth is humus soil, seedbed sowing and seeding density which is 2 g/m2.Seeding density also has the greatest impact. Research also shows that, the average output of spore seedlings is 632 per square meter which means a hectare of land has 6.32×106seedlings, while the best can reach 7.36×106seedlings. According to this result, we realized the factory nursery of spore seedlings.③ With the increase of seedling age, almost every test index show that the spore seedlings has stronger growth potential than wild seedlings. For yield index which is the core indicator of high yield, the wild seedlings production growth is slow and lack of continuity. So it is not conducive to long-term cultivation. As to spore seedlings, they show rapid growth in production along with the increase of seedling age. Furthermore, the production of spore seedlings is higher than wild seedlings when they are all cultivated for more than 10 years, and annual yield by area of spore seedlings is 21.4 percent higher than wild seedlings when cultivated for 12 years. ④ As to effects of different fertilization treatments on yield, it has the best effect on production when fertilize 150 kg nitrogenous fertilizer or 15 000 kg barnyard manure per hectare, and the average annual dry weight ofOsmudajapomcaThamb per hectare can reach more than 720 kg. At the same time, we also find that too much fertilizer is not conducive to the growth of production.

OsmudajapomcaThamb; spore germination of breeding; field fertilization; field experiment; high yield technology

2016-07-06

中央財政2013年林業(yè)科技推廣項目資助

李道新(1971-)，男，碩士，高級工程師，E-mail：dxli618@126.com；徐慎東，通信作者，正高級工程師，E-mail：296107883@qq.com

1000-2375(2017)02-0199-07

S6-33

A

10.3969/j.issn.1000-2375.2017.02.018