種植密度對茴香苗菜生長及產(chǎn)量的影響

郭瀟瀟，韓 蕊，劉徐冬雨，何立威，葛 飛，李秀杰，2，李國輝，王秀萍

（1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院長垣分院 河南 長垣 453400； 2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 鄭州 450002）

茴香（Mill.）是傘形科茴香屬多年生植物，原產(chǎn)地中海地區(qū)，在我國有1000 多年的栽培歷史，各省份均有栽培或野生分布。茴香栽培品種在我國的北方地區(qū)，通常被稱作小茴香。茴香是藥食同源植物，其嫩莖、葉片及種子均具有特殊的香味，嫩莖及葉片常作為蔬菜食用，種子具有散寒止痛、溫腎暖肝、理氣和胃的功效而被用作藥材、調(diào)味品和香料。茴香苗菜即茴香的嫩莖及葉片，作為蔬菜食用營養(yǎng)價值豐富。有研究報道，茴香苗菜中碳水化合物、蛋白質(zhì)、粗纖維和脂肪含量約為22%、23%、0.8%和0.3%，胡蘿卜素、抗壞血酸含量為0.26%和0.03%左右，鈣、磷元素含量約為0.15%、0.03%，且含有茴香酸、芥子酸、阿魏酸等17 種有機酸。

種植密度是影響作物生長及產(chǎn)量的重要因素，適宜的種植密度除取決于作物本身的生物學(xué)特性之外，還受不同生態(tài)區(qū)氣候、土壤等環(huán)境條件的影響。對于茴香苗菜等蔬菜作物而言，適宜的種植密度對于其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)同樣重要。近年來，關(guān)于茴香的研究主要集中在茴香籽粒的化學(xué)成分、生物活性及藥理作用等方面，對于茴香苗菜生長及產(chǎn)量的相關(guān)研究尚鮮見報道。而對于蔬菜而言，抽薹開花是其繁衍過程中固有的生物學(xué)現(xiàn)象，抽薹后會造成其食用價值降低。因此，筆者以茴香苗菜的生長及產(chǎn)量為研究目標，觀測茴香從出苗到抽薹期的生長及產(chǎn)量動態(tài)，探討不同種植密度對茴香苗菜的植株形態(tài)、根系性狀、單株生物量及單位面積產(chǎn)量的影響，以期明確不同種植密度下茴香苗菜的產(chǎn)量形成規(guī)律，為茴香苗菜生產(chǎn)的適宜種植密度的選擇提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地點位于河南省長垣市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園。

1.2 材料

供試小茴香品種為河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院長垣分院選育的鄭茴香1 號。

1.3 試驗設(shè)計

試驗采用單因素隨機區(qū)組試驗設(shè)計，設(shè)5 個種植密度，分別為5.0×10株·667 m（D1）、1.0×10株·667 m（D2）、1.5×10株·667 m（D3）、2.0×10株·667 m（D4）和2.5×10株·667 m（D5），3 次重復(fù)隨機排列，共15 個小區(qū)，小區(qū)面積12 m（長6.0 m，寬2.0 m），行距20 cm。試驗于2020 年6 月24 日播種，平作機播，播深2.0 cm。于播種后30 d（7 月24 日）、36 d（7 月30 日）、42 d（8 月5 日）、48 d（8 月11 日）、54 d（8 月17 日）、60 d（8 月23 日）進行性狀測定和樣品采集。以腐熟有機肥為基肥，在播種前一次性施入，施肥量為2000 kg·667 m。生長期間保持墑情適宜，其他管理同一般大田。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 株高及葉片性狀 茴香出苗后，在每小區(qū)（邊行除外）選取代表性植株5 株掛牌標記，分別在不同取樣時間測量植株主莖最高部位到地面的絕對高度；同時對葉片數(shù)量進行調(diào)查，并用直尺對最大葉片的葉長和葉寬進行測定。

1.4.2 根系性狀及單株生物量 在各取樣時間內(nèi)每小區(qū)隨機取樣15 株，將地上部與根系分開，測定鮮質(zhì)量和主根長；隨后將樣品在105 ℃下殺青30 min，80 ℃恒溫烘至恒重，冷卻至室溫后測定干質(zhì)量。

1.4.3 單位面積苗菜產(chǎn)量 單位面積苗菜鮮產(chǎn)量/（kg·667 m）=單株地上鮮質(zhì)量/（g）×10×種植密度/（株·667 m）；

單位面積苗菜干產(chǎn)量/（kg·667 m）=單株地上干質(zhì)量/（g）×10×種植密度/（株·667 m）。

1.4.4 相對生長速率 相對生長速率（RGR）是指單位時間內(nèi)單位面積植株地上部生物量的凈積累。計算公式為RGR=（lnW-lnW）/（T2-T1），式中：W和W分別代表2 次取樣時間（即T、T）的茴香苗菜地上部干物質(zhì)積累量（g·m），RGR 的單位為g·g·m·d。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel 2019 進行數(shù)據(jù)整理和作圖，用DPS 7.05 統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析、回歸分析和顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植密度對茴香苗菜形態(tài)指標的影響

2.1.1 種植密度對茴香苗菜株高的影響 由圖1可以看出，茴香苗菜株高隨生育時期的推進持續(xù)升高，在播種后60 d 各密度處理的株高達到測量期內(nèi)最高。隨著種植密度的增加，各取樣時間的茴香苗菜株高均呈現(xiàn)出升高的趨勢，且高密度處理的株高增長速度更快。在播種后30 d，各處理間株高無顯著差異；播種后36 d，D1 處理的株高顯著低于D4和D5 處理；播種后42 d，D1 和D2 處理的株高顯著低于D5 處理；自播種后48 d 起，D1、D2、D3 和D5處理間均存在顯著差異，D3 和D4 處理間差異不顯著。其中，在播種后60 d 的D5 處理，茴香苗菜株高達到測量期內(nèi)最高，為41.30 cm，較D1、D2、D3、D4 處理分別增高5.88、4.70、2.50、1.97 cm，增高幅度為5.01%～16.60%。表明增加種植密度有利于提升茴香苗菜的植株高度。

圖1 種植密度對茴香苗菜株高的影響

2.1.2 種植密度對茴香苗菜葉片性狀的影響 由圖2 可以看出，隨著生育進程的推進，茴香苗菜的真葉數(shù)逐漸增多。在不同取樣時間，茴香苗菜真葉數(shù)的增長速率均表現(xiàn)出隨密度的增加而降低的趨勢。在播種后30 d，各處理間真葉數(shù)無顯著差異；在播種后36 d，D5 處理真葉數(shù)顯著低于其他4 個密度處理；在播種后42 d，D1 和D2 處理真葉數(shù)均顯著高于D3、D4、D5；在播種后48 d，D1 處理真葉數(shù)顯著高于D3、D4、D5；在播種后54 d 和60 d，各處理間真葉數(shù)均存在顯著差異。其中，在播種后60 d，D1 處理的真葉數(shù)達到了測量期內(nèi)最多，為12.65 片，較D2～D5 處理增多0.75～3.17 片。表明種植密度增加會導(dǎo)致茴香苗菜單株葉片數(shù)量減少。

圖2 種植密度對茴香苗菜真葉數(shù)的影響

由圖3 和圖4 可以看出，茴香苗菜最大葉長和最大葉寬均隨生育時期的后移而增大，同一生育時期隨密度的增加而降低。在播種后30 d，密度對茴香苗菜最大葉長和最大葉寬的影響均不顯著；自播種后36 d 起，D1 處理的最大葉長和最大葉寬均顯著高于D3、D4、D5 處理，且與D2 處理無顯著差異。在播種后60 d，茴香苗菜最大葉長和最大葉寬均達到測量期內(nèi)最高值，其中，D1 處理最大葉長達到21.63 cm，較其他處理提高3.00%～22.80%；D1 處理最大葉寬達到16.38 cm，較其他處理提高1.80%～22.51%。表明種植密度的增加對單株葉片的生長發(fā)育不利。

圖3 種植密度對茴香苗菜最大葉長的影響

圖4 種植密度對茴香苗菜最大葉寬的影響

2.2 種植密度對茴香苗菜根系性狀的影響

由圖5 可以看出，茴香苗菜的主根長隨生育時期的推進不斷增長，且低密度主根長增長較快。在播種后30 d，D1 和D2 主根長顯著高于其他3 個密度處理；在播種后36 d，D1 處理顯著高于D3、D4 和D5 處理；自播種后42 d 起，D1 顯著高于其他4 個處理；在播種后54 d，D2 顯著高于D3、D4 和D5 處理。在播種后60 d，各密度處理主根長均達到測量期內(nèi)最大值，其中，D1 處理主根長為12.99 cm，較D2～D5 處理顯著提高4.51%～23.01%。表明高種植密度抑制茴香苗菜的根系伸長。

圖5 種植密度對茴香苗菜主根長的影響

由圖6 和圖7 可以看出，單株根系鮮、干質(zhì)量均隨生育時期的推進而增加，增長速度隨種植密度的增加而降低。在播種后30 d，D5 處理根系鮮質(zhì)量顯著低于D1 處理；自播種后36 d 起，D1、D2 處理單株根系鮮質(zhì)量均顯著高于D3、D4、D5 處理，且D1 與D2 處理間差異不顯著。在播種后60 d，D1處理的單株根系鮮質(zhì)量達到測量期內(nèi)最高，為3.13 g·株，較其他處理提高2.96%～60.51%。在播種后30 d，各處理間茴香苗菜的單株根系干質(zhì)量差異不顯著；自播種后36 d 起，D1、D2、D3 處理單株根系干質(zhì)量顯著高于D4、D5 處理；自播種后42 d起，D1、D2 處理單株根系干質(zhì)量均顯著高于D3、D4、D5 處理；在播種后60 d，各處理間單株根系干質(zhì)量差異均顯著，D1 處理的根系干質(zhì)量達到測量期內(nèi)最高，為0.36 g·株，較其他處理提高2.86%～38.46%?？梢?，增加種植密度對茴香苗菜單株的根系生物量積累不利。

圖6 種植密度對茴香苗菜根系鮮質(zhì)量的影響

圖7 種植密度對茴香苗菜根系干質(zhì)量的影響

2.3 種植密度對茴香苗菜地上部鮮、干質(zhì)量的影響

由圖8 和圖9 可以看出，茴香苗菜單株地上部鮮、干質(zhì)量均隨生育進程而增加，且增長速度隨種植密度的增加而降低。在播種后30 d，D1、D2 處理單株地上部鮮質(zhì)量均顯著高于D5 處理；自播種后36 d 起，D1 處理單株地上部鮮質(zhì)量顯著高于其他4個密度處理；自播種后54 d 起，各密度處理間地上部鮮質(zhì)量差異均顯著，D1 處理單株地上部鮮質(zhì)量最 高，達 到34.43 g·株，較D2～D4 處 理 提 高13.71%～103.73%。自播種后30 d 起，D1、D2 處理的單株地上部干質(zhì)量均顯著高于D3、D4、D5 處理；自播種后48 d 起，D1 處理顯著高于其他4 個密度處理；在播種后54 d 和60 d，各密度處理間差異均顯著。播種后60 d，D1 處理單株地上部干質(zhì)量最高達到3.69 g·株，較其他處理增加達到26.80%～141.18%。可見，種植密度增加不利于茴香苗菜單株地上部的物質(zhì)積累。

圖8 種植密度對茴香苗菜地上部鮮質(zhì)量的影響

圖9 種植密度對茴香苗菜地上部干質(zhì)量的影響

2.4 種植密度對茴香苗菜鮮、干產(chǎn)量的影響

由圖10 可以看出，茴香苗菜的單位面積鮮產(chǎn)量隨生育時期后移逐漸增加，測量期內(nèi)各密度處理均在播種后60 d 達到最高。在播種后30 d 和36 d，單位面積鮮產(chǎn)量隨著種植密度的增加而增加，自播種后42 d 起，茴香苗菜單位面積鮮產(chǎn)量隨種植密度的增加呈單峰曲線變化趨勢，均以D4 處理產(chǎn)量最高。在播種后30 d 和36 d，D5 處理的單位面積鮮產(chǎn)量均顯著高于D1、D2、D3 處理；在播種后42 d 和48 d，D4 處理單位面積鮮產(chǎn)量顯著高于D1、D2、D3處理，且與D5 處理無顯著差異；在播種后54 d 和60 d，D4 處理單位面積鮮產(chǎn)量顯著高于其他處理。其中，在播種后60 d，D4 處理的單位面積鮮產(chǎn)量達到4 491.06 kg·667 m，較D1、D2、D3 和D5 處理分別提高2 769.58、1 463.16、383.49、265.54 kg·667 m，增產(chǎn)幅度為6.28%～160.88%。表明適當增加種植密度有利于提高茴香苗菜的單位面積鮮產(chǎn)量。

圖10 種植密度對茴香苗菜鮮產(chǎn)量的影響

由圖11 可以看出，茴香苗菜的單位面積干產(chǎn)量隨生育時期的后移而增加，測量期內(nèi)以播種后60 d 最高。除播種后30 d 和36 d 外，單位面積干產(chǎn)量均隨種植密度的增加先升高后降低，以D4 處理產(chǎn)量最高。在播種后30 d 和36 d，D5 處理干產(chǎn)量顯著高于D1、D2、D3 處理，且與D4 處理無顯著差異；在播種后42 d 和48 d，D4 與D5 處理間差異不顯著，但均顯著高于其他處理；在播種后54 d 和60 d，各處理間差異均顯著。其中，在播種后60 d，D4 處理的干產(chǎn)量達到404.78 kg·667 m，較D1、D2、D3 和D5 處理分別提高220.25、113.57、51.34、21.36 kg·667 m，增產(chǎn)幅度為5.57%～119.36%。說明合理密植能夠促進茴香苗菜的群體干物質(zhì)積累。

圖11 種植密度對茴香苗菜干產(chǎn)量的影響

2.5 種植密度對茴香苗菜相對生長速率的影響

由表1 可以看出，同一種植密度下茴香苗菜的相對生長速率均隨生育進程呈先升高后降低的趨勢，以播種后36～42 d 的相對生長速率最大。其中，以D2 處理相對生長速率最高，達到0.208 g·g·m·d，但處理間無顯著差異，表明在測量期內(nèi)，不同種植密度下的茴香苗菜均在該段時間內(nèi)生長最快。隨著密度的增加，茴香苗菜的相對生長速率多呈下降的趨勢。其中，播種后30～36 d，相對生長速率以D1 處理最高為0.064 g·g·m·d，顯著高于其他處理；在播種后54 d 至60 d，D1 顯著高于D2、D4、D5處理，而與D3 處理間無顯著差異。其他生育階段內(nèi)，不同密度處理間均無顯著差異。

表1 種植密度對不同取樣時間茴香苗菜相對生長速率的影響 （g·g-1·m-2·d-1）

2.6 種植密度與茴香苗菜產(chǎn)量關(guān)系的模型分析

對播種后60 d 的茴香苗菜的單位面積鮮、干產(chǎn)量和種植密度進行模型分析（圖12～13），擬合度最高的均是二次曲線模型。其中，鮮產(chǎn)量的擬合曲線為：=-0.048 8+ 30.571 8- 346.719 3，=0.995 9，= 242.147 3，方差分析達到了極顯著水平；干產(chǎn)量的擬合曲線為=-0.003 4+2.207 3+36.587 1，=0.993 3，=148.931 8，方差分析同樣達到了極顯著水平。可見，通過擬合的曲線模型能夠準確闡明茴香苗菜的單位面積鮮、干產(chǎn)量與種植密度的關(guān)系。根據(jù)曲線模型計算出茴香苗菜理論最高鮮產(chǎn)量為4 491.06 kg·667 m，理論最適密度為2.09×10株·667 m；理論最高干產(chǎn) 量 為404.78 kg · 667 m，理 論 最 適 密 度 為2.17×10株·667 m。結(jié)合實測產(chǎn)量與曲線分析結(jié)果可知，鄭茴香1 號的適宜種植密度范圍為2.0×10～2.5×10株·667 m。

圖12 播種后60 d 的茴香苗菜鮮產(chǎn)量隨密度變化的曲線

圖13 播種后60 d 的茴香苗菜干產(chǎn)量隨密度變化的曲線

3 討論與結(jié)論

作物的生長發(fā)育受品種特性、栽培措施及溫、光、水、氣等自然條件的影響。株高能夠較為直觀地反映作物的生長狀況。在本試驗中，除播種后30 d 的各密度處理間株高無顯著差異外，其他取樣時間各密度處理之間均存在顯著差異，且株高隨種植密度增加而升高，該結(jié)果與林志玲等研究結(jié)果基本一致，這可能是由于在較高的種植密度下，茴香苗菜個體對光照的競爭劇烈，為了能更多地接受光能，需要通過增加植株的高度來提高自身對光的競爭能力。葉片是植物進行光合作用的主要器官，葉片數(shù)量及大小的變化會對光合同化產(chǎn)物的生成與積累帶來影響。在本試驗中，各取樣時間的茴香苗菜單株真葉數(shù)、最大葉長及最大葉寬均隨密度增加而降低，且隨著取樣時間的后移處理間差異逐漸增大，表明較低的種植密度有利于茴香苗菜個體葉片的生長發(fā)育。

單株生物量積累是個體植株生長發(fā)育狀況的總體體現(xiàn)。在本試驗中，隨著種植密度的增加，各取樣時間的茴香苗菜單株地上部鮮、干質(zhì)量均呈降低的趨勢，且降低趨勢在取樣后期差異較為顯著，這與王雪萊等的研究結(jié)果基本一致，表明較低種植密度下更有利于茴香苗菜植株的生長及生物量積累。綜合不同種植密度下茴香苗菜株高、葉片及地上部鮮、干質(zhì)量的變化情況，高種植密度下相鄰植株間互相蔭蔽加劇導(dǎo)致植株所接受的光照質(zhì)量下降，從而激發(fā)植株的避陰反應(yīng)，可能是造成植株的生長發(fā)育受阻，最終導(dǎo)致植株地上部生物量積累減少的原因。

根系的生長發(fā)育與作物的產(chǎn)量密切相關(guān)，根系的生長促進作物對深層土壤水分和養(yǎng)分的吸收利用，縮短水分及養(yǎng)分到達根系的距離，其中根長的貢獻最大。一般認為，發(fā)達的根系有利于地上部的旺盛生長，從而獲得高產(chǎn)。種植密度對作物的根系結(jié)構(gòu)和生長發(fā)育具有重要影響，石德楊等的研究結(jié)果表明，花生的單株根系生物量、根長等隨種植密度的增加而降低。本研究結(jié)果與其大致相同，增加種植密度，茴香苗菜的單株根系生物量及主根長均降低，這也可能是導(dǎo)致高種植密度下茴香苗菜地上部生物量積累減少的原因。

茴香苗菜一般以鮮食為主，單位面積鮮產(chǎn)量的高低決定了其經(jīng)濟價值。在本試驗中，茴香苗菜的單位面積鮮產(chǎn)量隨種植密度的增加，由生育前期（播種后42 d 之前）的升高趨勢逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閱畏迩€的變化趨勢，并以播種后60 d 的2.0×10株·667 m處理最高，平均達到了4 491.06 kg·667 m。表明增加種植密度所帶來的增產(chǎn)效應(yīng)會隨著個體植株的生長發(fā)育而改變，過高的種植密度會對生育后期單位面積鮮產(chǎn)量的提升帶來不利影響。大量研究表明，作物群體干物質(zhì)積累存在著明顯的密度效應(yīng)，即隨著種植密度的增加作物群體干物質(zhì)積累量隨之增加，而超過適宜種植密度后，個體之間資源的競爭加劇，導(dǎo)致單株干物質(zhì)積累能力降低，勢必會引起群體干物質(zhì)積累量減少。在本試驗中，隨著種植密度的增加，茴香苗菜的單位面積干產(chǎn)量與鮮產(chǎn)量的變化趨勢基本一致，在播種后60 d 的2.0×10株·667 m處理達到最高，為404.78 kg·667 m。表明增加種植密度對茴香苗菜的群體干物質(zhì)積累具有促進作用，但種植密度過高則會帶來不利影響。以種植密度與播種后60 d 的單位面積鮮、干產(chǎn)量之間建立回歸方程，分別為=-0.048 8+30.571 8-346.719 3（=0.995 9），=-0.0034+ 2.207 3+ 36.587 1（=0.993 3），通過計算得出單位面積鮮干產(chǎn)量的理論適宜種植密度分別為2.09×10株·667 m、2.17×10株·667 m，均介于2.0×10～2.5×10株·667 m密度范圍內(nèi)，與實際測量產(chǎn)量數(shù)據(jù)相吻合，適用于該試驗區(qū)域茴香苗菜的產(chǎn)量預(yù)測。然而，由于本試驗僅以一個茴香品種和1 年的試驗數(shù)據(jù)，未來在本試驗區(qū)仍需再開展多年、多點及多品種試驗，以對本研究結(jié)果進行驗證。

綜合考慮種植密度對茴香苗菜植株形態(tài)、根系性狀、單株及單位面積產(chǎn)量的影響，在本試驗條件下，鄭茴香1 號做茴香苗菜生產(chǎn)的適宜種植密度范圍為20.×10～2.5×10株·667 m。