生物抗旱劑預(yù)處理對模擬旱作黨參播種出苗與成苗的影響

，，,，， ，，

(1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱地農(nóng)業(yè)研究中心，山西 太原 030031；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮研究所，山西 太原 030031；3.農(nóng)業(yè)部黃土高原作物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太原 030031；4.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與經(jīng)濟(jì)研究所，山西 太原 030006)

黨參(Codonopsispilosula( Franch.) Nannf.)為桔?？贫嗄晟荼局参铮俏覈Ｓ玫拇笞谒幉?，以根入藥，具補(bǔ)氣、益血、生津之功效[1]，有增強(qiáng)機(jī)體免疫力、擴(kuò)張血管、降壓、改善微循環(huán)、增強(qiáng)造血功能等多種作用[2-3]。黨參根中含有多種藥性成分以及豐富的人體必需的氨基酸、礦質(zhì)元素、多糖等，除了藥用價值外，黨參也有較高的營養(yǎng)保健功能[2-3]。黨參可作畜禽的飼料添加劑[4-6]，其莖葉還是一種很好的功能飼料[7]。開發(fā)種植黨參前景廣闊。黨參適宜多樣的生態(tài)環(huán)境，但在我國山西、甘肅等主產(chǎn)區(qū)，黨參多在山區(qū)旱坡地種植[2-3]，干旱對黨參生產(chǎn)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，對黨參播種出苗和幼苗生長的威脅尤為嚴(yán)重[8-9]。

黨參以種子繁殖為主，其種子細(xì)小，播種出苗和幼苗生長對水分及光照要求嚴(yán)格，大田直播出苗率極低[10]，所以，實(shí)際生產(chǎn)中主要采取播種育苗、大田移栽的種植模式。播種后采用覆草、覆網(wǎng)等覆蓋措施有利于出苗和保苗[11-12]， 但在出苗過程中和幼苗生長期間依然常常出現(xiàn)干旱導(dǎo)致小苗死亡率很高的現(xiàn)象[9]。如何提高干旱地區(qū)黨參育苗的成苗率和種苗質(zhì)量是黨參育苗過程中亟待解決的關(guān)鍵問題[11]。

化學(xué)控制技術(shù)在提高作物抗旱性方面具有很大的潛力[13]?；瘜W(xué)控制技術(shù)就是以應(yīng)用植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)為手段，通過影響植物內(nèi)源激素系統(tǒng)，調(diào)節(jié)作物生長發(fā)育，使其朝著人們預(yù)期的方向和程度發(fā)生變化的技術(shù)[14]。應(yīng)用植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)處理種子以提高種子活力、促進(jìn)出苗和幼苗生長、增強(qiáng)幼苗抗旱能力的試驗(yàn)已在多種作物上進(jìn)行，并已取得明顯的良效[15-20]。在黨參上，這方面的工作較少。已有研究表明，硅可提高模擬干旱脅迫下黨參種子的萌發(fā)潛力[21]；赤霉素浸種可提高旱地黨參播種的出苗率和產(chǎn)苗率，但使得黨參種苗的支根數(shù)增多，主根變短，降低了黨參種苗的質(zhì)量[11]。本試驗(yàn)研究了生物抗旱劑SK 1號和SK 2號預(yù)處理對模擬旱作條件下黨參播種出苗與幼苗生長的影響，旨在了解該產(chǎn)品在旱地黨參育苗中應(yīng)用的可行性，為旱地黨參育苗和規(guī)范化種植技術(shù)體系的優(yōu)化升級提供新的技術(shù)支撐。

表1 生物抗旱劑預(yù)處理對黨參播種出苗特性的影響

處理播種日期(月/日)出苗始期(月/日)出苗終期(月/日)出苗持續(xù)天數(shù)(d)播種至出苗天數(shù)(d)出苗整齊度干種子(ck1)05/1705/2906/121412++水浸種(ck2)05/1705/2706/081210+++SK1號浸種05/1705/2706/051010++++SK2號浸種 05/1705/2706/06910++++

注：++++表示整齊，+++表示較整齊，++表示較不整齊。

表2 生物抗旱劑預(yù)處理對黨參幼苗根系生長的影響

處理采挖日期(月/日)根長(cm)根粗(mm)單根鮮重(g)支根數(shù)(條)干種子(ck1)11/1418.29±3.13aA4.86±0.41bA1.96±0.57bB3.70±0.55bA水浸種(ck2)11/1419.65±2.26aA5.09±0.73bA2.13±0.45bB3.76±0.42bASK1號浸種11/1419.88±3.61aA5.57±0.62aA2.58±0.70aA3.92±0.64abASK2號浸種11/1420.76±4.35aA5.53±0.48aA2.62±0.38aA4.17±0.77aA

注：不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)；不同大寫字母表示差異極顯著(p<0.01)。下同。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)于2016年在山西省清徐縣東于鎮(zhèn)中高白村進(jìn)行。該地位于北緯37°59′19″，東經(jīng)112°23′16″，海拔772 m，屬暖溫帶大陸性氣候，年均氣溫9.6 ℃ ，年均日照時數(shù)2 577.5 h，年均降水量462 mm，多集中在7月、8月、9月，無霜期154 d。試驗(yàn)地土壤類型為褐土，土壤質(zhì)地為砂質(zhì)壤土，前茬作物為白菜。

1.2 試驗(yàn)材料

供試材料黨參種子采自山西省陵川縣六泉鄉(xiāng)黃松背村栽培的2年生黨參種株，種子千粒重為0.294 4 g，發(fā)芽率為96%，由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)王玉慶教授鑒定確認(rèn)為桔?？浦参稂h參(Codonopsispilosula( Franch.) Nannf.)的種子。生物抗旱劑SK 1號和SK 2號由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱地農(nóng)業(yè)研究中心藥用植物課題組研制。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)4個處理： 1) ck 1：不做任何處理，干種子直接播種； 2) ck 2：清水浸種； 3) SK 1號浸種； 4) SK 2號浸種。浸種處理方法：將種子置各處理溶液中浸泡12 h，撈出，表面晾干后播種。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積1.2 m×5 m=6 m2，每小區(qū)播種量按大田播種量15 kg/hm2計(jì)算，小區(qū)播種量為9 g。采取條播方式播種，行距30 cm，每小區(qū)播種4行。5月17日播種，播前澆足底墑水，播后覆細(xì)土1 cm 厚，稍加鎮(zhèn)壓，立即覆蓋雙層黑色3針遮陽網(wǎng)(出苗后揭去上層網(wǎng))，以后整個生長期間不再澆水，模擬干旱生境，按常規(guī)進(jìn)行除草。

1.4測定項(xiàng)目與方法

播種后7 d開始觀察記載出苗始期、出苗終期和出苗整齊度。秋末于11月中旬采挖種苗，采挖后統(tǒng)計(jì)各小區(qū)種苗總株數(shù)，并依據(jù)根莖直徑將種苗分為3個等級：一級苗：根莖直徑>8 mm；二級苗：根莖直徑4～8 mm；三級苗：根莖直徑<4 mm。然后從各小區(qū)隨機(jī)抽取完整種苗10株，每處理30株，分別測量種苗根長、根粗、單根鮮重、支根數(shù)。種苗根長采用卷尺測量，根莖直徑采用游標(biāo)卡尺測量, 單根鮮重采用電子天平(精度1/100)測定。最后根據(jù)播種量、種子千粒重和產(chǎn)苗數(shù)計(jì)算成苗率。

等級種苗率(%)=(等級種苗數(shù)/總種苗數(shù))×100%；

優(yōu)質(zhì)種苗率(%)=一級種苗率+二級種苗率；

優(yōu)質(zhì)種苗數(shù)(株)=種苗產(chǎn)量×優(yōu)質(zhì)種苗率。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2003軟件和SAS 8.2軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物抗旱劑預(yù)處理對黨參播種出苗的影響

表1結(jié)果表明，在模擬旱作條件下，生物抗旱劑預(yù)處理對黨參播種出苗具有明顯的促進(jìn)作用。SK 1號浸種和SK 2號浸種較干種子直接播種的對照提早出苗2 d，出苗進(jìn)程較后者分別縮短4 d和5 d；與清水浸種處理相比較，出苗早晚相同，但出苗進(jìn)程分別縮短2 d和3 d；2種生物抗旱劑處理的出苗整齊度均好于干種子和清水浸種處理。

2.2 生物抗旱劑預(yù)處理對黨參幼苗根系生長的影響

由表2可見，生物抗旱劑預(yù)處理對模擬旱作條件下黨參幼苗根系的伸長生長無明顯影響，但對主根的增粗生長具有顯著的促進(jìn)作用。SK 1號浸種和SK 2號浸種的主根粗度分別較干種子直接播種的對照增加14.6%和13.8%，較清水浸種處理增加9.4%和8.6%，差異均達(dá)顯著水平(p<0.05)；SK 1號浸種和SK 2號浸種的單根鮮重分別較干種子直接播種的對照增加31.6%和33.7%，較清水浸種處理增加21.1%和23.0%，差異均達(dá)極顯著水平(p<0.01)；SK 1號浸種的支根數(shù)相對于干種子和清水浸種處理略有增加，但差異不顯著，而SK 2號浸種的支根數(shù)顯著高于后兩者(p<0.05)；2種抗旱劑處理的各項(xiàng)單根指標(biāo)間均無顯著差異。

表3 生物抗旱劑預(yù)處理對黨參種苗質(zhì)量的影響

處理一級苗率(%)二級苗率(%)三級苗率(%)優(yōu)質(zhì)種苗率(%)優(yōu)質(zhì)種苗數(shù)(×104株/hm2)干種子(ck1)12.4639.1748.3751.63bB272.45cC水浸種(ck2)15.4239.9344.6555.35bB379.15bBSK1號浸種 17.8448.3033.8666.14aA496.71aASK2號浸種 18.3145.9735.7264.28aA473.55aA

2.3 生物抗旱劑預(yù)處理對黨參種苗產(chǎn)量和成苗率的影響

由圖1和圖2可見，在模擬旱作條件下，生物抗旱劑預(yù)處理對黨參種苗單位面積產(chǎn)量和成苗率均有顯著影響。SK 1號浸種和SK 2號浸種的種苗單位面積產(chǎn)量分別較干種子直接播種的對照極顯著地增加223.3萬株/hm2和209.0萬株/hm2(增產(chǎn)42.3%和39.6%)(p<0.01)，較清水浸種處理顯著增加66.0萬株/hm2和51.7萬株/hm2(增產(chǎn)9.6%和7.5%)(p<0.05)；2種抗旱劑處理的成苗率分別為干種子和清水浸種處理的1.5倍以上和1.2倍左右(p<0.01和p<0.05)；但在2種抗旱劑處理間種苗單位面積產(chǎn)量和成苗率均無顯著差異。

圖1 生物抗旱劑預(yù)處理對黨參種苗產(chǎn)量的影響

圖2 生物抗旱劑預(yù)處理對黨參成苗率的影響

2.4 生物抗旱劑預(yù)處理對黨參種苗群體質(zhì)量的影響

黨參種苗群體質(zhì)量以一二級種苗所占比例衡量。在模擬旱作條件下，生物抗旱劑預(yù)處理對黨參種苗群體質(zhì)量具有顯著影響。SK 1號浸種和SK 2號浸種較干種子直接播種的對照優(yōu)質(zhì)種苗率分別增加28.1%和24.5%，優(yōu)質(zhì)種苗數(shù)分別增加224.3萬株/hm2和201.1萬株/hm2； 較清水浸種處理優(yōu)質(zhì)種苗率分別增加19.5%和16.1%，優(yōu)質(zhì)種苗數(shù)分別增加117.6萬株/hm2和94.4萬株/hm2，差異均達(dá)極顯著水平(p<0.01)；2種抗旱劑處理間種苗群體質(zhì)量水平無顯著差異(表3)。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，在模擬旱作條件下，應(yīng)用生物抗旱劑SK 1號浸種處理可有效促進(jìn)黨參播種出苗，提高黨參播種的成苗率和種苗產(chǎn)量，并能促進(jìn)黨參幼苗主根的增粗生長，對黨參幼苗的支根發(fā)生無明顯影響，能顯著提升黨參種苗的群體質(zhì)量水平，增加黨參優(yōu)質(zhì)種苗的產(chǎn)出數(shù)；生物抗旱劑SK 2號浸種處理在黨參播種的出苗、成苗以及幼苗主根的伸長生長和增粗生長方面，與SK 1號浸種處理的效應(yīng)基本相同，但使種苗的支根發(fā)生數(shù)顯著增加。

藥材的外觀性狀是評價藥材質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一[22]。黨參系以干燥根入藥，主根的長短、粗細(xì)以及支根和須根的數(shù)量均是衡量黨參藥材質(zhì)量的主要指標(biāo)，種苗質(zhì)量的優(yōu)劣對收獲藥材的產(chǎn)量和質(zhì)量有著直接的影響。以往應(yīng)用植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)(如赤霉素等)處理黨參種子在提高出苗率和產(chǎn)苗量的同時，使得種苗的根系分支增多，通過大田栽培后生產(chǎn)出的黨參藥材支根數(shù)量增加，而主根變短，直徑變小，大大降低了黨參藥材的外觀質(zhì)量[10]。本課題組在之前的研究過程中也發(fā)現(xiàn)類似的現(xiàn)象。

種苗產(chǎn)量影響育苗的經(jīng)濟(jì)效益，種苗質(zhì)量影響黨參藥材的質(zhì)量。生物抗旱劑SK 1號對模擬旱作條件下黨參播種的成苗率、種苗產(chǎn)量和種苗質(zhì)量均有良好作用，可在干旱地區(qū)黨參育苗中試用，其應(yīng)用技術(shù)需進(jìn)一步加以研究。