種植密度對(duì)蔓性千斤拔種子產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀的影響

李小勇，夏祥華，黃丹娜，蔣臻韜，韋榮昌

（1賀州學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，廣西賀州 542899；2廣西果蔬保鮮和深加工研究人才小高地，賀州 542899；3廣西壯族自治區(qū)藥用植物園，南寧 530023；4桂林百科農(nóng)業(yè)技術(shù)有限公司，廣西桂林 541004）

蔓性千斤拔（Flemingia philippinensis Merr.et Rolfe）是豆科藥食兩用植物，以根入藥，為《中國(guó)藥典》（2010版）所收載 3種千斤拔正品基源之一［1，2］，俗名“土黃雞、金雞落地、牛大力、千斤吊”等，其主產(chǎn)于我國(guó)西南、中南和東南部地區(qū)，是目前千斤拔屬植物栽培種植的主流品種，是“婦科千金片”“金雞沖劑”“壯腰健腎丸”等中成藥的主要原料藥［3，4］。種子是中藥材規(guī)范化種植的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，近年來(lái)隨著蔓性千斤拔種植面積不斷擴(kuò)大，種子的需求量不斷增加。由于自身結(jié)莢習(xí)性和外界環(huán)境因子及蟲(chóng)害的影響，傳統(tǒng)的種子生產(chǎn)結(jié)實(shí)率低，采收工作量大，單產(chǎn)水平低，不但增加了種植成本，而且難以滿足規(guī)范化種植的市場(chǎng)需求，因此如何提高其種子的單產(chǎn)水平是蔓性千斤拔繁育體系中有待解決的重要課題之一。

種植密度是影響種子產(chǎn)量的關(guān)鍵因素之一，適宜的種植群體結(jié)構(gòu)和物質(zhì)生產(chǎn)性能有利于其產(chǎn)量潛力的充分發(fā)揮。有學(xué)者研究了黃芪［5］、黨參［6］、銀柴胡［7］、菘藍(lán)［8］等中藥材種植密度對(duì)種子產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的影響，明確了農(nóng)藝性狀指標(biāo)對(duì)產(chǎn)量及構(gòu)成因子的影響效應(yīng)，但關(guān)于蔓性千斤拔的相關(guān)研究未見(jiàn)報(bào)道。本研究以蔓性千斤拔為試驗(yàn)材料，通過(guò)構(gòu)建不同高產(chǎn)群體，比較研究不同群體結(jié)構(gòu)對(duì)農(nóng)藝性狀和種子產(chǎn)量及構(gòu)成因子的影響，明確限制種子產(chǎn)量提高的主要性狀因子，以期為蔓性千斤拔種子高產(chǎn)技術(shù)體系的建立提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

蔓性千斤拔種子由桂林百科農(nóng)業(yè)技術(shù)有限公司提供。種子經(jīng)過(guò)打磨處理后，其發(fā)芽率≥90%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 試驗(yàn)地基本概況

試驗(yàn)于2015年在桂林市靈川縣青獅潭鎮(zhèn)進(jìn)行，當(dāng)?shù)鼐暥?5°30′159″N，經(jīng)度110°13′546″E，海拔217 m。供試土壤為黃壤，土壤肥力中等，理化指標(biāo)：pH 4.25，有機(jī)質(zhì)含量 44.31 mg／kg，全氮 1.27 g／kg，全磷 0.9 g／kg，全鉀 7.04 g／kg，堿解氮 85.64 mg／kg，有效磷 6.74 mg／kg，速效鉀 15.6 mg／kg。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)4種密度處理，采用寬窄行栽培，種植密度分別為：D1.60萬(wàn)株／hm2，株行距13 cm×（25 cm＋40 cm）；D2.80萬(wàn)株／hm2，株行距10 cm×（25 cm＋40 cm）；D3.100萬(wàn)株／hm2，株行距10 cm×（20 cm＋40 cm）和 D4.114.3萬(wàn)株／hm2，株行距7 cm×（25 cm＋40 cm）。3次重復(fù)，小區(qū)長(zhǎng)4.0 m，寬1.5 m，面積6.0 m2，共12個(gè)小區(qū)。于5月6日播種，每穴2～3粒種子，5月13日出苗，6月10日間苗，每穴留2株。施純 N 120 kg／hm2，P5O2180 kg／hm2，K2O 180 kg／hm2，磷肥一次性做基肥開(kāi)溝深施，純N按基肥∶苗肥∶結(jié)莢肥＝3∶5∶2比例施入，K2O按基肥∶結(jié)莢肥＝3∶7比例施入。在花莢期每個(gè)小區(qū)用尼龍網(wǎng)袋套袋30株，其他田間管理措施按其種子生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

在生理成熟期，每小區(qū)選取10株調(diào)查株高、結(jié)莢高度、主莖節(jié)數(shù)、分枝數(shù)及第一結(jié)莢節(jié)位等指標(biāo)。

在成熟期每小區(qū)選取套袋樣株10株，考察單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、百粒重和單株產(chǎn)量等經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)，其他套袋樣株實(shí)收種子測(cè)產(chǎn)，然后將其折算成公頃產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用SAS 9.0軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植密度對(duì)蔓性千斤拔種子產(chǎn)量及構(gòu)成因子的影響

從表1可以看出，不同種植密度處理間的種子產(chǎn)量差異顯著，總體表現(xiàn)為D4＞D3＞D2＞D1，即種植密度越大，產(chǎn)量越高，其中D4處理產(chǎn)量最高，為1600.5 kg／hm2，比 D1、D2和 D3處理分別顯著增產(chǎn)23.5%、15.8%和11.7%。從種子產(chǎn)量構(gòu)成因子看，不同種植密度在千粒重和結(jié)實(shí)率上無(wú)顯著差異，但在單株粒重、單株粒數(shù)和單株果莢數(shù)上均表現(xiàn)為D1＞D2＞D4＞D3，其中D1處理的單株粒重分別比D2、D3和D4顯著增加22.0%、78.8%和58.6%；其單株果莢數(shù)則分別顯著增加13.6%、59.8%和47.1%，且不同密度間差異顯著；其單株粒數(shù)分別比D2、D3和D4顯著提高49.6%、55.1%和49.6%，但D3和D4兩處理間無(wú)顯著差異。表明在高密度種植條件下，蔓性千斤拔的產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)主要來(lái)自于單位面積株數(shù)的增加，但在單株粒數(shù)、單株果莢數(shù)和單株粒重上無(wú)比較優(yōu)勢(shì)。

表1 不同種植密度的蔓性千斤拔種子產(chǎn)量及構(gòu)成因子Table 1 Seed yield and com ponent of Flem ingia philippinensis under different p lanting densities

2.2 不同種植密度對(duì)蔓性千斤拔農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，隨著種植密度的增加，株高和結(jié)莢高度均表現(xiàn)為D4＞D3＞D2＞D1，不同種植密度處理間差異顯著，其中D4處理的株高分別比D3、D2和D1顯著增加了4.8%、9.6%和18.7%，其結(jié)莢高度則分別顯著提高了13.3%、16.9%和28.3%，但D2和D3兩處理間無(wú)顯著差異。不同密度處理在主莖節(jié)數(shù)和第一結(jié)莢節(jié)位上無(wú)顯著差異。從分枝數(shù)上看，不同密度處理間差異顯著，其中D1處理的分枝數(shù)比D2、D3和D4處理分別顯著增加了28.6%、16.1%和28.6%。上述分析表明，種植密度對(duì)蔓性千斤拔植株的分枝數(shù)、株高和結(jié)莢高度的影響較顯著，而對(duì)主莖節(jié)數(shù)和第一結(jié)莢節(jié)位無(wú)明顯影響。

表2 不同種植密度的蔓性千斤拔農(nóng)藝性狀Table 2 Performance of agronom ic traits of Flem ingia philippinensis under different planting densities

2.3 蔓性千斤拔種子產(chǎn)量性狀與農(nóng)藝性狀的相關(guān)及偏相關(guān)分析

由表3可見(jiàn)，單株種子產(chǎn)量與株高和結(jié)莢高度均呈極顯著負(fù)相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)分別為－0.8366和－0.7139；與分枝數(shù)顯著正相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)為0.5261；與第一結(jié)莢節(jié)位顯著負(fù)相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)為－0.5230，但與主莖節(jié)數(shù)無(wú)明顯的相關(guān)性。從產(chǎn)量構(gòu)成因子上看，單株粒數(shù)和果莢數(shù)與株高、結(jié)莢高度均表現(xiàn)為極顯著的負(fù)相關(guān)（R＝－0.8595和R＝－0.8062；R＝－0.7454和 R＝－0.7413）；與分枝數(shù)顯著正相關(guān)，與第一結(jié)莢節(jié)位顯著負(fù)相關(guān)，而結(jié)實(shí)率與主莖節(jié)數(shù)也顯著負(fù)相關(guān)（R＝－0.5062），千粒重與主莖節(jié)數(shù)正相關(guān)，與第一結(jié)莢節(jié)位負(fù)相關(guān)。

表3 不同種植密度蔓性千斤拔種子農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量性狀的相關(guān)和偏相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlation coefficient and partical correlation coefficient between seed yield traits and agricultural characteristics under different planting densities

偏相關(guān)分析也顯示，主莖節(jié)數(shù)和株高與單株種子產(chǎn)量均呈較明顯的正負(fù)相關(guān)性，其偏相關(guān)系數(shù)（Pr）分別為0.6301和－0.6684，而結(jié)莢高度和第一結(jié)莢節(jié)位與單株種子產(chǎn)量均表現(xiàn)出一定的負(fù)相關(guān)（Pr＝－0.2836和－0.3738），分枝數(shù)與單株種子產(chǎn)量的偏相關(guān)系數(shù)（Pr）為－0.0873。上述分析表明，株高、結(jié)莢高度和第一結(jié)莢節(jié)位對(duì)單株種子產(chǎn)量均存在顯著負(fù)效應(yīng)。

2.4 蔓性千斤拔單株種子產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的通徑分析

通徑分析能更清楚地顯示各性狀間的相互關(guān)系，進(jìn)一步明確各農(nóng)藝性狀的直接效應(yīng)和間接效應(yīng)。從通徑分析結(jié)果（表4）可以看出，各農(nóng)藝性狀對(duì)種子產(chǎn)量的直接作用大小為：株高＞主莖節(jié)數(shù)＞結(jié)莢高度＞第一結(jié)莢節(jié)位＞分枝數(shù)，其中株高對(duì)單株種子產(chǎn)量有較大的負(fù)效應(yīng)，結(jié)莢高度對(duì)單株種子產(chǎn)量有一定的負(fù)效應(yīng)，而主莖節(jié)數(shù)對(duì)單株種子產(chǎn)量有一定正效應(yīng)。從對(duì)單株產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率來(lái)看，株高對(duì)單株種子產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率最大，為0.5855，其次是結(jié)莢高度，為0.1584，較低的是主莖節(jié)數(shù)和分枝數(shù)。表明蔓性千斤拔的株高和結(jié)莢高度是影響單株種子產(chǎn)量的兩個(gè)主導(dǎo)因子。

表4 不同種植密度下農(nóng)藝性狀與單株種子產(chǎn)量的通徑系數(shù)Table 4 Path coefficient between agriculture characteristic and seed yield per plant under different planting density

3 小結(jié)和討論

種植密度是影響作物種子產(chǎn)量形成的主要因子之一，單位面積種子產(chǎn)量與群體結(jié)構(gòu)有著密切聯(lián)系，種植密度過(guò)大或過(guò)小均不利于群體質(zhì)量和單位面積種子產(chǎn)量的提高。蔓性千斤拔種子產(chǎn)量形成與其主要產(chǎn)量構(gòu)成因子（單位面積株數(shù)、單株莢數(shù)、單株總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重）的結(jié)構(gòu)變化密切相關(guān)；稀植有利于個(gè)體的生長(zhǎng)發(fā)育，提高單株產(chǎn)量，但群體結(jié)構(gòu)小，單位面積的種子產(chǎn)量低；反之，密植提高了群體的單位面積有效株數(shù)，但因?yàn)閭€(gè)體在空間和營(yíng)養(yǎng)上競(jìng)爭(zhēng)激烈而導(dǎo)致單株種子產(chǎn)量下降，個(gè)體產(chǎn)量潛力沒(méi)有充分發(fā)揮［9］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，蔓性千斤拔種子產(chǎn)量隨著種植密度的增加而增加，但并非隨種植密度增加呈幾何級(jí)數(shù)的增加。從產(chǎn)量構(gòu)成因子上看，蔓性千斤拔在高密度（D4）種植條件下，其種子產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)主要來(lái)自于群體的密植效應(yīng)，而在較低密度（D1）的處理下在單株粒數(shù)和單株粒重上具有比較優(yōu)勢(shì)；因此合理密植能優(yōu)化群體結(jié)構(gòu)，能使作物充分利用空間資源，最大限度地發(fā)揮出群體和個(gè)體的物質(zhì)生產(chǎn)功能，使得單株產(chǎn)量和單位面積的總產(chǎn)量都達(dá)到最佳水平，最終獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。從農(nóng)藝性狀上看，株高和結(jié)莢高度隨種植密度的增加而顯著提高，表明種植密度增加對(duì)蔓性千斤拔的株高和結(jié)莢高度有顯著的正效應(yīng)，對(duì)分枝數(shù)有明顯的負(fù)效應(yīng)；但對(duì)主莖節(jié)數(shù)和第一結(jié)莢節(jié)位影響較少。

通過(guò)對(duì)農(nóng)藝性狀與單株種子產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的相關(guān)及通徑分析，可客觀評(píng)價(jià)各性狀對(duì)種子產(chǎn)量的相對(duì)重要性［10，11］。本試驗(yàn)相關(guān)分析結(jié)果表明，蔓性千斤拔的單株種子產(chǎn)量與株高和結(jié)莢高度均呈極顯著的負(fù)相關(guān)，與分枝數(shù)和結(jié)莢節(jié)位分別表現(xiàn)出明顯的正、負(fù)相關(guān)性。偏相關(guān)分析結(jié)果也顯示，主莖節(jié)數(shù)和株高與單株種子產(chǎn)量均呈較明顯的正負(fù)相關(guān)性；通徑分析進(jìn)一步顯示，蔓性千斤拔各農(nóng)藝性狀對(duì)單株種子產(chǎn)量的直接作用大小為：株高＞主莖節(jié)數(shù)＞結(jié)莢高度＞第一結(jié)莢節(jié)位＞分枝數(shù)，其中株高對(duì)單株種子產(chǎn)量有顯著的負(fù)效應(yīng)，結(jié)莢高度對(duì)單株種子產(chǎn)量有較明顯的負(fù)效應(yīng)。

在本試驗(yàn)密度范圍內(nèi)，株高對(duì)蔓性千斤拔單株種子產(chǎn)量有顯著負(fù)效應(yīng)，是影響種子產(chǎn)量提高的主導(dǎo)因子。因此在蔓性千斤拔繁育體系中，有效降低植株高度是提高其種子產(chǎn)量的重要途徑之一，選擇高度適宜的蔓性千斤拔品種有利于其種子產(chǎn)量潛力的充分發(fā)揮。