王茜赟，楊林菲，史國安*

(1.河南科技大學(xué) 牡丹學(xué)院/洛陽市牡丹生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 洛陽 471023；2.洛陽市氣象局，河南 洛陽 471023)

牡丹(PaeoniasuffruticosaAndr.)為芍藥科芍藥屬牡丹組多年生落葉灌木，是一種原產(chǎn)中國的特色花卉資源，在我國已有超過1 500 a的栽培歷史[1]。牡丹不僅具有重要的觀賞和藥用價值，還具有較高的油用價值[2-3]。牡丹籽油不飽和脂肪酸含量92.26%，其中α-亞麻酸含量42%以上[4]，極具經(jīng)濟(jì)價值和營養(yǎng)價值。2011年中華人民共和國原衛(wèi)生部將牡丹籽油列入新資源食品目錄[5]，標(biāo)志著油用牡丹成為一種新興的木本油料作物，為其大面積開發(fā)利用奠定了基礎(chǔ)。

目前，油用牡丹大面積栽培以種子育苗繁殖為主[6]。牡丹種子具有上下胚軸雙重休眠的特性，導(dǎo)致其萌發(fā)率低[7-9]。牡丹播種經(jīng)夏季高溫后胚根萌發(fā)，冬季低溫后胚芽萌發(fā)[10]，至翌年春天才能成苗，從播種到獲得牡丹實(shí)生苗長達(dá)8個月[11-12]。播種時間對牡丹出苗率、苗高和根系生長均有顯著影響，適期播種有利于牡丹種子萌發(fā)，促進(jìn)當(dāng)年根系伸長，提高抗寒力[13-16]。播量是合理密植的基礎(chǔ)，直接影響單位面積產(chǎn)量和質(zhì)量[17]。若育苗密度過大，植株?duì)I養(yǎng)面積小，苗木相互擁擠，易造成光照不足，從而降低光合作用；通風(fēng)狀況不良，還會導(dǎo)致苗木細(xì)弱多病[18]。播種深度對于種子萌發(fā)和幼苗的生長也有一定的影響。深層土壤中更濕潤的環(huán)境可以減少種子和幼苗死亡，因此適度深埋比埋藏較淺的種子更容易萌發(fā)，并且埋藏較深的種子萌發(fā)形成的幼苗出土困難，易導(dǎo)致種子萌發(fā)率和出苗率降低[19-20]。

以往牡丹播種育苗多基于生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，關(guān)于油用牡丹播種育苗的系統(tǒng)研究鮮見報道。為此，本試驗(yàn)對牡丹種子播后出苗率、生長發(fā)育狀況進(jìn)行分析，探討適宜的播期、播量與播深，以期為油用牡丹優(yōu)質(zhì)高效育苗技術(shù)研究提供理論支持。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2016年9月—2018年5月在宜陽縣柳泉鎮(zhèn)水兌村某農(nóng)業(yè)種植合作社試驗(yàn)田(N112°06′15″、E34°31′45″)進(jìn)行。試驗(yàn)田土壤為碳酸鹽褐土，全氮含量1.5 g/kg、全磷含量1.5 g/kg、全鉀含量8.5 g/kg。試驗(yàn)地屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，2016年9月至2017年9月平均氣溫18.3 ℃、平均降水量652.4 mm。

1.2 播種期氣象條件

2016年9月—12月，隨著播種時間的推遲，月平均氣溫逐漸下降，氣象條件見表1。

表1 播種期氣象條件

1.3 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

選擇當(dāng)年采摘的鳳丹牡丹種子進(jìn)行播種育苗，種子千粒質(zhì)量305.7 g，用清水浸泡48 h后開溝條播。試驗(yàn)小區(qū)長3 m、寬1 m、面積3 m2。

播期試驗(yàn)：2016年9月5日—12月4日，每7 d為1個播期，共14個播期；播種深度4 cm，行距20 cm、株距2 cm，基礎(chǔ)播量250萬粒/hm2。

播量試驗(yàn)：于2016年9月5日進(jìn)行播種，行距20 cm，播種深度4 cm。設(shè)置5個播種密度：125萬、167萬、250萬、333萬、500萬粒/hm2。

播深試驗(yàn)：于2016年9月5日進(jìn)行播種，行距20 cm、株距2 cm，播量250萬粒/hm2。設(shè)置5個播種深度：2、4、6、8、10 cm。

1.4 測定指標(biāo)與方法

于2017年5月進(jìn)行出苗率、苗高測定，2018年5月進(jìn)行保苗率、苗高測定。

出苗率=(出苗數(shù)/播種種子總數(shù))×100%，

保苗率=(第2年存活的苗數(shù)/播種種子總數(shù))×100%。

待葉片長、寬達(dá)到最大后，于2017年5月和2018年5月每個處理隨機(jī)選擇5株牡丹，重復(fù)3次，用比葉質(zhì)量法測定單株葉面積和質(zhì)葉比。

于2017年5月、9月和2018年5月，每個處理隨機(jī)選擇5株整株，重復(fù)3次。澆透水后深挖40 cm，盡量保全根系，將帶土團(tuán)的牡丹植株置于鋪有濕報紙的聚乙烯箱中，迅速帶回實(shí)驗(yàn)室洗凈根部泥土。測定莖粗和根粗后，將根、葉柄、葉分離，烘干后稱量干物質(zhì)量，并統(tǒng)計(jì)根苗比。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010分析并繪制圖表，采用SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播期、播量和播深對牡丹種子出苗率和保苗率的影響

不同播期對牡丹種子出苗率有顯著影響(圖1)。隨著播期的推遲，牡丹種子出苗率呈下降趨勢。9月5日播種時，出苗率達(dá)到最大(87.0%)；10月9日以后，隨著播期的推遲，牡丹種子出苗率呈迅速下降趨勢，11月6日后牡丹種子不能正常萌發(fā)出苗。播期與出苗率呈反“S”曲線，擬合的Logistic生長曲線方程為y=83.46/(1+0.000059e-0.197x)，擬合度R2為0.982，推導(dǎo)出出苗率不低于50%的拐點(diǎn)時間為10月12日。10月19日以后播種，出苗率低于25%，生產(chǎn)上無實(shí)際意義。隨著播期的推遲，牡丹幼苗保苗率亦呈下降趨勢。9月5日播種，保苗率最高(82.1%)。與10月9日至16日播種相比，9月5日至10月2日播種的牡丹幼苗保苗率顯著提高。播期與保苗率亦呈反“S”曲線，擬合的Logistic生長曲線方程為y=81.45/(1+0.000022e-0.232x)，擬合度R2為0.979，推導(dǎo)出保苗率不低于50%的拐點(diǎn)時間為10月9日。10月15日后播種，保苗率低于25%，生產(chǎn)上無實(shí)際意義。根據(jù)出苗率和保苗率不低于50%的拐點(diǎn)出現(xiàn)的理論時期，由此判斷9月5日至10月9日為牡丹育苗的適宜播種時期。

不同小寫字母表示各處理之間差異顯著(P<0.05)，下同

不同播量對牡丹幼苗出苗率無顯著影響(圖2)。不同播量的牡丹種子出苗率均高于80%。隨著播量升高，牡丹幼苗保苗率呈下降趨勢。與333萬、500萬粒/hm2播量相比，125萬、167萬、250萬粒/hm2播量的牡丹幼苗保苗率顯著增加。

圖2 不同播量對牡丹種子出苗率和保苗率的影響

由圖3可知，隨著播深的增加，出苗率呈先升高后下降的趨勢。當(dāng)牡丹種子播深為2、4、6、8、10 cm時，出苗率分別為78.0%、90.3%、84.0%、78.0%、62.3%，播深對出苗率有顯著影響。在播深為4、6 cm時，牡丹種子出苗率最高。隨著播深的增加，牡丹幼苗保苗率呈先升高后下降的趨勢。播種深度為4、6 cm時，保苗率最高。播種深度為10 cm時，保苗率僅為53.6%，播種過深不利于幼苗存活。

圖3 不同播深對牡丹種子出苗率和保苗率的影響

2.2 不同播期、播量和播深對牡丹幼苗生物量的影響

隨著播期的推遲，牡丹幼苗根、葉、總生物量呈下降趨勢(表2)。與10月9日至10月16日播種相比，9月5日至10月2日播種的牡丹幼苗總生物量顯著提高。表明適時播種有利于牡丹幼苗苗體的干物質(zhì)積累。

隨著播量升高，牡丹幼苗根、葉和總生物量顯著降低，根苗比無顯著差異(表3)。與播量為125萬、167萬、250萬粒/hm2相比，播量為333萬、500萬粒/hm2時總生物量顯著下降。

隨著播深增加，牡丹幼苗總生物量呈先升高后下降的趨勢(表4)。2017年5月5日和9月5日測定時，播深為4、6 cm的牡丹育苗根、葉和總生物量相對較高。但當(dāng)播深超過一定限度時，幼苗生長受到抑制。可見，播種過深或過淺均不利于干物質(zhì)積累。

表2 不同播期對牡丹幼苗生物量的影響

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示各處理之間差異顯著(P<0.05)，下同。

表3 不同播量對牡丹幼苗生物量的影響

表4 不同播深對牡丹幼苗生物量的影響

2.3 不同播期、播量和播深對牡丹苗體生物量的影響

2018年5月調(diào)查，隨著播期的推遲，牡丹苗體的根、苗和總生物量呈下降趨勢(表5)。與10月9日至16日相比，9月5日至10月2日播種牡丹幼苗總生物量顯著提高。

隨著播量的增加，牡丹苗體的根、苗和總生物量顯著降低，根苗比無顯著差異。與播量為125萬、167萬、250萬粒/hm2相比，播量為333萬、500萬粒/hm2時根生物量顯著降低。

由表5可知，隨著播深的增加，牡丹苗體的根、苗和總生物量呈先升高后下降的趨勢。播深為4、6 cm時根、苗和總生物量達(dá)到最大。

表5 不同播期、播量和播深對牡丹苗體生物量的影響

2.4 不同播期、播量和播深對牡丹苗體發(fā)育狀況的影響

2018年5月5日對苗體發(fā)育狀況指標(biāo)進(jìn)行測定。如表6所示，不同播期對牡丹苗體的苗高、莖粗、根粗、葉面積均有顯著影響。9月5日播種的牡丹苗高最高(43.7 cm)，與其他日期播種的牡丹苗差異顯著。隨著播期的推遲，牡丹莖粗、根粗和葉面積整體呈下降趨勢，但質(zhì)葉比差異不顯著。表明播期是影響牡丹苗體生長發(fā)育的關(guān)鍵因素。

不同播量對牡丹苗體的苗高、莖粗、根粗、葉面積和質(zhì)葉比有顯著影響。隨著播量的增加，苗高呈顯著下降趨勢，播量為125萬粒/hm2時，苗高最高(40.5 cm)，顯著高于其他處理；同時，隨著播量的增加，莖粗、根粗、葉面積和質(zhì)葉比亦呈現(xiàn)下降趨勢，其中125萬、167萬粒/hm2播量的莖粗之間沒有顯著差異。表明播種量對苗體質(zhì)量有重要的影響。

不同播深對牡丹苗高、莖粗、根粗、葉面積和質(zhì)葉比有顯著影響。播深4、6、8 cm時，牡丹苗高、莖粗、根粗顯著大于其他2個播深。4 cm播深牡丹的葉面積最大(332.8 cm2/株)，4、6 cm播深的質(zhì)葉比達(dá)到最大。說明播種過淺和過深均不利于牡丹苗體的健康發(fā)育。

表6 不同播期、播量與播深對牡丹苗體發(fā)育狀況的影響

3 結(jié)論與討論

3.1 不同播期對牡丹種子出苗和苗體生長的影響

播期主要受降雨量、氣溫等氣象要素的影響，是決定牡丹育苗成功的關(guān)鍵因素。隨著播期的推遲，牡丹出苗率和幼苗生長有顯著的差異。出苗后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，9月5日播種的牡丹種子出苗率和保苗率達(dá)最大，分別為87.0%和82.1%，與在9月11日、9月18日、9月24和10月2日播種的牡丹幼苗出苗率無顯著差異，與10月9日至10月16日播種的牡丹幼苗出苗率間差異顯著，10月23日至11月6日播種，牡丹幼苗出苗率僅為6.2%、2.8%和1.7%，說明播種過晚以至于不能正常萌發(fā)出苗。通過對播期與牡丹出苗率和保苗率的擬合分析，求得50%出苗率和50%保苗率的理論拐點(diǎn)時期分別為10月12日和10月9日。通過進(jìn)一步對牡丹苗體生物量和發(fā)育狀況進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn)9月5日至10月2日播種，牡丹苗體生長發(fā)育狀況優(yōu)于后期播種的牡丹。結(jié)合氣溫變化資料，在土壤水分得到有效保障的前提下，認(rèn)為平均氣溫20 ℃左右是牡丹育苗的適宜氣象條件，建議牡丹的最適播期為9月上旬至10月上旬。研究結(jié)果與葉艷濤等[21]油用牡丹9月初即可播種，最遲10月中旬以前播種的結(jié)論相一致。

3.2 不同播量對牡丹種子出苗和苗體生長的影響

播量過大影響苗木質(zhì)量，播量過小影響單位面積的苗木數(shù)量[22-25]。本研究結(jié)果表明，不同播量對牡丹種子出苗率沒有顯著影響，播量主要影響牡丹苗體根、葉柄、葉的生長發(fā)育，高密度播種導(dǎo)致牡丹個體之間的空間和養(yǎng)分競爭加劇，不利于獲得優(yōu)質(zhì)壯苗。在兼顧牡丹苗個體發(fā)育良好和單位面積數(shù)量較高的前提下，建議牡丹的最適播量為250萬粒/hm2。

3.3 不同播深對牡丹種子出苗和苗體生長的影響

適期播種條件下，播深在4、6 cm時，牡丹幼苗出苗率、苗高、根粗、莖粗和幼苗總生物量相對較高。播深為2 cm、10 cm時，牡丹幼苗出苗率和苗體發(fā)育狀況顯著變差。陳學(xué)湘等[26]研究表明，播種深度在3～5 cm，出苗率最高，有利于種苗的生長，與本研究結(jié)果一致。因此，建議牡丹種子播深4～6 cm。

綜上所述，在滿足水分、溫度需求的生態(tài)條件下，為兼顧牡丹的育苗效率和獲得優(yōu)質(zhì)壯苗，推薦牡丹的播種方式為：播期為9月上旬至10月上旬，播量250萬粒/hm2，播深4～6 cm。