播期和播量對(duì)隴西黃芩產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)性狀的影響

崔同霞，李懷德，楊俊海，姚友旭，范重秀，惠和平

(甘肅農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730020)

黃芩(ScutellariabaicalensisGeorgi)為唇形科多年生草本植物，其干燥根為我國(guó)常用中藥材，具有清熱解毒、止血、安胎等功能[1]。近年來(lái)，隨著黃芩用量的逐步增大，野生資源銳減，人工栽培黃芩面積迅速增加[2-3]，栽培黃芩已成為市場(chǎng)用藥的主要來(lái)源[4]。在我國(guó)，黃芩主產(chǎn)于河北、遼寧、陜西、甘肅、山東、內(nèi)蒙古、黑龍江等省區(qū)[5]，甘肅隴西縣素有“天下藥鄉(xiāng)”和 “西部藥都”的美稱，中藥材種植品種近40種，是我國(guó)道地藥材的重要產(chǎn)區(qū)之一[6]。黃芩抗旱性好、適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)土壤要求不高，是隴西縣道地大宗中藥材種植品種之一，年種植面積3 400 hm2，干貨產(chǎn)量450萬(wàn)t左右[7]。然而，當(dāng)?shù)攸S芩栽培各關(guān)鍵環(huán)節(jié)技術(shù)跟不上，尤其是育苗這個(gè)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)甚為薄弱。地膜育苗可提高黃芩在山區(qū)旱地育苗的成活率，保證健壯種苗的培育水平和產(chǎn)量，增加藥農(nóng)經(jīng)濟(jì)收入，是當(dāng)?shù)刈畛Ｓ玫挠缂夹g(shù)[8-9]。播種時(shí)間是影響黃芩育苗產(chǎn)量和質(zhì)量的重要因素，隴西氣候干旱，環(huán)境有別于其他黃芩產(chǎn)區(qū)[10]，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民從3月下旬到5月下旬均有育苗，沒(méi)有確定的播種時(shí)間，目前也未有相關(guān)研究報(bào)道。目前，甘肅隴西根類中藥材地膜育苗主要采用穴播技術(shù)，穴孔口徑與穴間距一般為5.0 cm左右。贠進(jìn)澤等[11]研究表明，黃芩地膜育苗穴間距10 cm×10 cm的最佳穴播粒數(shù)是20～30粒/穴，穴間距 12 cm×12 cm的最佳穴播粒數(shù)是30～40粒/穴，穴間距 15 cm×15 cm 的最佳穴播粒數(shù)是50～60粒/穴。由于黃芩籽粒很小，千粒質(zhì)量?jī)H2 g左右，確定單位面積播種量在實(shí)際生產(chǎn)中非常必要。鑒于此，研究了播期和播量對(duì)隴西黃芩產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)性狀的影響，以探究適合甘肅隴西黃芩穴播育苗的單位面積播種量和最佳播期，為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)科學(xué)播種以及大田應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2016年在甘肅省隴西縣雙泉鄉(xiāng)胡家門村東家堡社(35°14′N，104°41′E)進(jìn)行，該地屬于溫和干旱區(qū)，為溫帶大陸性季風(fēng)氣候，降水量年際差異大，年平均降水量327 mm，蒸發(fā)量1 400 mm。年平均日照時(shí)長(zhǎng)2 290 h，年均氣溫8.9 ℃，年平均無(wú)霜期130 d左右，試驗(yàn)當(dāng)年月均氣溫及降水量見(jiàn)表1。試驗(yàn)地屬半山旱地，海拔1 925 m，前茬作物為玉米，土壤為黃綿土，土層深厚疏松，試驗(yàn)前土壤基本理化性狀見(jiàn)表2。

表1 試驗(yàn)地2016年的月均氣溫和月均降雨量Tab.1 Temperature and precipitation of average monthly in test area of 2016

表2 試驗(yàn)地的土壤理化性質(zhì)Tab.2 Soil physical and chemical properties of test area

1.2 試驗(yàn)材料

供試黃芩種子于2015年采收自甘肅農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院隴西試驗(yàn)基地，為隴西當(dāng)?shù)卮竺娣e栽培品種，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定，種子發(fā)芽率為90.5%，凈度為97%。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用雙因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，包括播期(A)和播量(B)2個(gè)因素，每隔15 d為1個(gè)播期，設(shè)4月3日(A1)、4月18日(A2)、5月3日(A3)和5月18日(A4)4個(gè)水平；播量設(shè)6.80 g/m2(B1)、8.26 g/m2(B2)、9.72 g/m2(B3)、11.18 g/m2(B4)和12.64 g/m2(B5)5個(gè)水平，共20個(gè)處理，3次重復(fù)。

育苗采用地膜穴播[7]，選用孔直徑為5 cm，幅寬120 cm的育苗專用地膜，孔間距為10 cm×10 cm，平壟，起壟膜面寬110 cm，膜間距 20 cm，小區(qū)面積10 m2，每行10孔，共100行。播種量按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)稱取種子，精確到每行，然后均勻撒播在每個(gè)小孔，覆少量土蓋住種子，再覆細(xì)沙。播種前施尿素(N≥46.4%)525 kg/hm2，過(guò)磷酸鈣(P2O5≥12%)750 kg/hm2，硫酸鉀(K2O≥52%,S≥18%)120 kg/hm2。7月10日一次性追施尿素(N≥46.4%)225 kg/hm2。其他田間管理同大田常規(guī)措施，采挖時(shí)間為2017年3月28日。

1.4 種苗產(chǎn)量及根性狀測(cè)定

采挖時(shí)以小區(qū)鮮質(zhì)量計(jì)產(chǎn)，測(cè)定并折合成單位面積產(chǎn)量，每小區(qū)隨機(jī)取樣20株，將根洗凈后測(cè)定根長(zhǎng)、根直徑、單根鮮質(zhì)量及一級(jí)分枝數(shù)。優(yōu)質(zhì)種苗以直徑3～5 mm，根長(zhǎng)≥15 cm為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算優(yōu)質(zhì)種苗所占比率[12]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel 2010和SPSS Statistics 17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，并用Duncan’s法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期和播量對(duì)黃芩種苗產(chǎn)量的影響

根據(jù)表3中的極差(R)可以看出，A因素對(duì)產(chǎn)量的影響大于B因素，即播期為黃芩產(chǎn)量的主要影響因子，其次為播量。播期間比較，k2>k3>k4>k1，說(shuō)明A2水平是黃芩獲得高產(chǎn)的最佳播期，即最佳播期為4月18日，且與其他播期差異顯著，其次為5月3日、5月18日、4月3日，說(shuō)明過(guò)早或過(guò)晚育苗均不利于黃芩高產(chǎn)。從4月18日開(kāi)始，推遲或者提前1個(gè)播期，黃芩產(chǎn)量均迅速下降，且4月3日播種的黃芩產(chǎn)量顯著低于5月3日播種(k1

在播量因素中，k4>k5>k3>k1>k2，說(shuō)明隴西黃芩穴播的最佳播種量為11.18 g/m2，其次為12.64、9.72、6.80、8.26 g/m2。隨著黃芩播量的增加，黃芩產(chǎn)量整體呈先增加后下降的趨勢(shì)，由密度引起黃芩產(chǎn)量變化的程度來(lái)看，播量6.80 g/m2與8.26 g/m2對(duì)應(yīng)的產(chǎn)量變化差異不顯著，其他各播量處理的黃芩產(chǎn)量差異顯著，說(shuō)明黃芩穴播育苗的播量不應(yīng)過(guò)低，至少保持在9.72～12.64 g/m2。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，黃芩處于最佳播期和播量組合(A2B4)時(shí)，黃芩穴播育苗獲得最高產(chǎn)，其產(chǎn)量達(dá)15 343.92 kg/hm2。

表3 播期和播量對(duì)黃芩產(chǎn)量的影響

注：同列不同小寫(xiě)字母表示在0.05 水平有顯著差異，同列不同大寫(xiě)字母表示在0.01水平有顯著差異，下同。

Note：Different capital and lowercase letters in the same column mean significant different at 0.01 and 0.05 level.The same below.

由表4可知，影響黃芩產(chǎn)量的播期、播量以及播期×播量的P值均小于0.001，說(shuō)明播期和播量極顯著影響黃芩產(chǎn)量，播期與播量互作也對(duì)黃芩產(chǎn)量產(chǎn)生極顯著影響。從F值可以看出，播期對(duì)黃芩產(chǎn)量影響大于播量，這與表3中R分析結(jié)果一致。

表4 黃芩產(chǎn)量試驗(yàn)結(jié)果方差分析Tab.4 Variance analysis of yield ofScutellaria baicalensis

由于播期與播量存在交互作用且作用極顯著，所以最優(yōu)組合未必是播期和播量最優(yōu)水平的簡(jiǎn)單組合。因此，對(duì)各處理的平均數(shù)進(jìn)行多重比較。表3表明，產(chǎn)量最優(yōu)的組合處理有4個(gè)，分別為A2B3、A2B4、A2B5、A3B4，四者之間的小區(qū)產(chǎn)量較高且差異不顯著。說(shuō)明在4月18日和5月3日播種，均能獲得較高產(chǎn)量，但最適播量不同，在4月18日播種時(shí)，對(duì)密度要求不嚴(yán)格，密度在9.72、11.18、12.64 g/m2水平下，產(chǎn)量均較高，分別為15 343.92、15 343.92、15 185.19 kg/hm2；而在5月3日播種時(shí)，僅當(dāng)密度為11.18 g/m2時(shí)產(chǎn)量最高，為14 696.97 kg/hm2。

2.2 播期和播量對(duì)黃芩經(jīng)濟(jì)性狀的影響

從表5可以看出，播期和播量對(duì)黃芩根部性狀的影響不同，除了根長(zhǎng)，對(duì)黃芩根部其他性狀的影響均表現(xiàn)為播期>播量，說(shuō)明播種密度是影響黃芩根長(zhǎng)的主要因子，而對(duì)于黃芩根直徑、單根鮮質(zhì)量及一級(jí)分枝數(shù)來(lái)說(shuō)，播期的影響大于播量。黃芩種苗產(chǎn)量結(jié)果也表明播期的影響大于播量，可見(jiàn)，播期為黃芩穴播育苗的主要影響因素。

表5 播期和播量對(duì)黃芩經(jīng)濟(jì)性狀的影響

注：同列不同小寫(xiě)字母表示同一因素不同水平在0.05水平差異顯著。

Note：Different capital and lowercase letters in the same column mean significant different among different levels of the same factor at 0.05 level

對(duì)于黃芩根長(zhǎng)而言，播期間比較，根長(zhǎng)從長(zhǎng)到短依次為A2>A1>A4>A3，說(shuō)明在4月18日播種，黃芩的根長(zhǎng)最長(zhǎng)，平均根長(zhǎng)為23.65 cm，顯著大于其他播期；播量間比較，B2、B3播量的黃芩根長(zhǎng)差異不顯著，但顯著大于其他播量處理。

分析黃芩的根直徑發(fā)現(xiàn)，播期間比較，根直徑由大到小依次為A1>A2>A3>A4，可見(jiàn)，播種越早，根越粗，其差異達(dá)到顯著水平。韓立軍等[13]研究表明，黃芩種植密度變大，根變細(xì)，這與本試驗(yàn)結(jié)果相一致，當(dāng)播量為11.18 g/m2時(shí)，黃芩根直徑顯著變小，差異達(dá)到顯著水平。

黃芩的單根鮮質(zhì)量在A1播期下最大，達(dá)3.38 g，隨著播期的推遲呈逐漸降低趨勢(shì)，各播期間差異顯著，這與根直徑的表現(xiàn)一致。播量間比較，在B3、B5播量下，黃芩的單根鮮質(zhì)量較高，二者間差異不顯著，但顯著高于其他播量處理。

一級(jí)分枝數(shù)越少，藥材的商品性越好，越有利于藥材的加工[12]。研究發(fā)現(xiàn)，A1播期下黃芩的一級(jí)分枝數(shù)最多，A2、A4播期下黃芩的一級(jí)分枝數(shù)顯著低于其他播期處理。B4播量下黃芩的一級(jí)分枝數(shù)最少，僅為0.24個(gè)，顯著低于其他播量處理。

通過(guò)計(jì)算優(yōu)質(zhì)種苗率發(fā)現(xiàn)，A4播期下黃芩的優(yōu)質(zhì)種苗率最高，達(dá)54.00%，顯著高于其他播期處理；B3播量下優(yōu)質(zhì)種苗率最高，為50.00%，顯著高于其他播量處理。種苗狀況對(duì)植株移栽后的生長(zhǎng)發(fā)育具有重要影響，黃芩種苗質(zhì)量越高，藥材的產(chǎn)量與質(zhì)量越高[14]，因此，從總體上來(lái)考慮，生產(chǎn)中黃芩育苗不僅要追求產(chǎn)量，還應(yīng)以培育個(gè)頭較大、質(zhì)量好的優(yōu)質(zhì)種苗為宜。

2.3 不同播期和播量下黃芩產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)性狀間的相關(guān)性分析

由表6可見(jiàn)，黃芩根產(chǎn)量與根直徑極顯著相關(guān)，與根一級(jí)分枝數(shù)顯著相關(guān)；根長(zhǎng)與優(yōu)質(zhì)種苗率顯著相關(guān)；根直徑與單根鮮質(zhì)量、一級(jí)分枝數(shù)、優(yōu)質(zhì)種苗率均極顯著相關(guān)；單根鮮質(zhì)量與一級(jí)分枝數(shù)和優(yōu)質(zhì)種苗率極顯著相關(guān)；一級(jí)分枝數(shù)與優(yōu)質(zhì)種苗率呈極顯著負(fù)相關(guān)。

表6 黃芩產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)性狀間的相關(guān)性分析Tab.6 Correlation analysis of yield and economic trait onScutellaria baicalensis

注：*、**分別表示在0.05、0.01水平上顯著、極顯著相關(guān)。

Note:*,** indicate significant difference at the 0.05, 0.01 level, respectively.

3 結(jié)論與討論

播期和播量是影響作物產(chǎn)量及性狀的關(guān)鍵因子。本研究結(jié)果表明，對(duì)隴西黃芩產(chǎn)量及根部性狀(除根長(zhǎng))的影響均表現(xiàn)為播期>播量，說(shuō)明播期對(duì)黃芩穴播育苗的影響大于播量的影響，選擇合適的播期對(duì)黃芩育苗至關(guān)重要。前人在谷子[15]、芝麻[16]、小麥[17-18]等作物上的研究表明，播期與播量(密度)互作效應(yīng)顯著，而也有研究表明，在芝麻[19-20]上播期與播量互作效應(yīng)不顯著。該研究結(jié)果表明,在本試驗(yàn)條件下,播期與播量的互作效應(yīng)對(duì)黃芩的產(chǎn)量影響極顯著，產(chǎn)量最高的組合為播期4月18日、播量為9.72～12.64 g/m2，或播期5月3日、播量為11.18 g/m2。

播期是建立合理種植制度的重要條件之一,也是作物生產(chǎn)過(guò)程中極其重要的栽培環(huán)節(jié)，適時(shí)播種可以使作物獲得高產(chǎn),不同地區(qū)以及不同作物的適宜播期均存在差異[21-24]。據(jù)報(bào)道，黃芩在3月下旬到4月上旬移栽時(shí)間最佳[25]，牛紅莉[26]研究認(rèn)為，隴西黃芩的最佳移栽時(shí)間在4月中旬，據(jù)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實(shí)際，一般黃芩育苗時(shí)間晚于移栽時(shí)間。本研究發(fā)現(xiàn)，在氣溫較為穩(wěn)定、回升較早的情況下，隴西黃芩穴播育苗可嘗試在4月中下旬至5月初播種，均能獲得較高產(chǎn)量。黃芩地膜育苗過(guò)早播種不利于高產(chǎn)，可能是由于過(guò)早種植會(huì)導(dǎo)致種子養(yǎng)分消耗過(guò)快，如遇早春長(zhǎng)時(shí)間干旱影響出苗，導(dǎo)致產(chǎn)量下降，這與安世偉等[27]的研究結(jié)果基本一致。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，播期越早，根越粗，單根鮮質(zhì)量越大，但單位面積種苗產(chǎn)量低。

合理的栽培密度是調(diào)控黃芩大小的重要栽培措施[13]。種植密度不同，群體所處的環(huán)境如光照、溫度、濕度、土壤營(yíng)養(yǎng)分配以及通氣狀況等條件會(huì)發(fā)生極大變化，從而直接影響個(gè)體的生長(zhǎng)發(fā)育。該試驗(yàn)水平下，當(dāng)播種量為11.18 g/m2時(shí)，黃芩產(chǎn)量最高，但其根外觀性狀在播量為9.72 g/m2時(shí)最好，且差異達(dá)到顯著水平，可見(jiàn)，適當(dāng)密植單位面積產(chǎn)量高，但根外觀性狀受到嚴(yán)重影響，這可能是由于密度增大導(dǎo)致群體內(nèi)部小生態(tài)環(huán)境條件發(fā)生改變，群體數(shù)量雖然增多，但競(jìng)爭(zhēng)加劇，根系吸收面積減少，不利于黃芩個(gè)體的生長(zhǎng)發(fā)育。綜合考慮，隴西黃芩穴播育苗的最佳播種量為9.72～11.18 g/m2。確定黃芩合理播種密度，促進(jìn)個(gè)體與群體、地上部分與地下部分協(xié)調(diào)生長(zhǎng),使各器官物質(zhì)分配合理，最大程度地利用光、溫、水、氣、肥等自然環(huán)境條件，是黃芩獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)最重要的技術(shù)手段[28-30]。