播种量和方式对甘肃渭源蒙古黄芪育苗质量和产量的影响

米永伟，蔡子平，武伟国，王国祥，王宏霞，彭云霞，龚成文，魏莉霞

(甘肃省农业科学院中药材研究所，甘肃省中药材种质改良与质量控制工程实验室，甘肃 兰州730070)



播种量和方式对甘肃渭源蒙古黄芪育苗质量和产量的影响

米永伟，蔡子平，武伟国，王国祥*，王宏霞，彭云霞，龚成文，魏莉霞

(甘肃省农业科学院中药材研究所，甘肃省中药材种质改良与质量控制工程实验室，甘肃 兰州730070)

摘要：以陇芪2号为试验材料，采用不同播种量(90，150，210 kg/hm2)和播种方式(条播，撒播，覆膜穴播)两因素育苗，育苗结束后秋季测定种苗质量指标和产量，旨在揭示不同播种量和播种方式互作对蒙古黄芪种苗质量和产量的影响，为其规范化栽培提供依据。结果表明，不同播种量和播种方式交互条件下育苗，蒙古黄芪种苗个体质量和群体质量均存在显著差异。在90 kg/hm2最低播种量基础上，随着播种量的增加，种苗单根鲜重、根长和根粗等个体质量指标均呈降低趋势，种苗产量先极显著提高后下降，产苗数持续增加，优质种苗率显著下降。在同一播量条件下覆膜穴播方式育成种苗个体质量最优，优质种苗率均比条播和撒播高，并随播种量递增，苗产量较撒播和条播呈先增加后下降，而产苗数呈下降趋势。播种量150 kg/hm2条件下采用覆膜穴播育成单位面积优质种苗数最多。说明在保证种苗个体质量和单位面积产苗数的前提下，渭源蒙古黄芪育苗采用覆膜穴播方式，种子播种量为150 kg/hm2最佳。

关键词：蒙古黄芪；播种量；播种方式；种苗质量；产量

蒙古黄芪(Astragalusmembranaceusvar.mongholicus)系豆科植物，以根入药，与膜荚黄芪(Astragalusmembranaceus)的干燥根统称黄芪，主要成分有多糖、黄酮、皂甙、微量元素和氨基酸等，具补气升阳、固表止汗、生津养血、托毒生肌、利水消肿等功效[1]，是传统和现代医药中常用中药材之一，也是保健食品和饮料中较广泛应用的一种原料和添加剂[2]。现代医学研究证实，黄芪多糖能促进神经干细胞增殖和向神经元分化，并对机体免疫反应有广泛的影响[3-4]。蒙古黄芪相对于膜荚黄芪主根粗长，药性强，其主产于山西、内蒙古、河北、甘肃和陕西等地[5]。甘肃陇西、渭源、宕昌、临洮、岷县等地种植的蒙古黄芪因品质优、产量高已成为我国主要的道地黄芪产区[6]。

种苗质量的优劣是影响其药材质量和产量的主要因素之一。蒙古黄芪在种植生产中主要以种子播种育苗移栽栽培为主，种子直播种植不仅生长周期长，降低了土地的利用率，而且黄芪根系直立生长，采挖费工，增加了种植成本。黄芪育苗过程中存在播种量大，传统撒播，种子发芽率低，草害严重，幼苗期生长缓慢等现象，不但增加田间管理投入，而且育成种苗大小参差不齐，严重影响规范化栽培成效，最终影响药农的经济收入。蒙古黄芪种苗不同等级移栽后对其生长发育和药材产量影响较大，大苗移栽植株发芽快、出苗整齐、返青率高，茎粗、茎分枝、叶面积均较大，提高了植株的抗逆性，其药材产量也得到提高且有利于留种田的生产，小苗移栽返青率易受到外界环境条件的影响，抗干旱能力弱，前期生长缓慢[7-8]。育苗播种量和播种方式在一定程度上制约着种苗质量和产量，种苗质量的优质又是药材质量和产量的基础保证[9]。研究表明，播种量对裸燕麦(Avenasativa)株高影响不显著，对燕麦产量影响显著[10]。不同播种方式直接影响小麦(Triticumaestivum)群体质量及其物质生产和产量形成，条播能显著增加小麦的产量，但对千粒质量的影响未达到显著水平[11]。苜蓿(Medicagosativa)的出苗率与播种量有一定的关系，播种量较小时，出苗率最高，反之出苗率降低，在一定播种量限度内苜蓿干草产量随着播种量的增加而增加[12]。目前对蒙古黄芪育苗技术方面的研究主要集中在发芽特性、播期、播量和覆盖方式等方面[2,13-15]，而对播种密度和播种方式互作育苗研究尚少见报道。因此，研究播种密度和播种方式互作条件下蒙古黄芪种苗质量和产量的差异性具有重要意义，可为其种苗规范化生产提供技术和理论依据。

1材料与方法

1.1试验区概况

本试验于2014年在甘肃省渭源县会川镇半阴坡村(35.0387° N，104.0556° E)进行，前茬作物为冬小麦。试区海拔2252 m，气候高寒阴湿，昼夜温差大，年平均气温4.7 ℃，年平均降水量650 mm左右，无霜期130 d左右，土壤类型为黑垆土。试验地土壤有机质含量41.0 g/kg，全氮2.58 g/kg，全磷0.82 g/kg，全钾23.40 g/kg，速效钾131 mg/kg，速效磷19.85 mg/kg，碱解氮205 mg/kg，pH 7.6。

1.2材料来源及准备

供试材料蒙古黄芪种子于2013年采自甘肃省定西市农业科学院三年生陇芪2号制种田。种子采收后及时晾晒脱粒，清选大小饱满度一致的种子用纸袋包装后置常温备用，育苗前测定种子千粒重和发芽率。种子处理参照张爱民和张双定[16]的方法。

1.3试验方案

1.3.1试验设计试验于2014年4月8日播种，采用不同播种方式和播种量双因素试验，播种方式设条播(T)、撒播(S)、覆膜穴播(X)3个处理，播种量(B)设90，150，210 kg/hm23个水平，9个处理，3次重复，共27个小区。小区面积4 m×5.5 m=22 m2，小区走道宽40 cm，试验地周围设1 m宽保护行。播种前施入磷酸二铵600 kg/hm2，硫酸钾75 kg/hm2。条播：用行距20 cm的划行器开沟，沟深3 cm，人工将种子均匀撒入沟内，覆细土0.5～1.0 cm厚；撒播：人工将种子均匀撒于整平的苗床上，覆盖0.5～1.0 cm厚细土；覆膜穴播：用幅宽120 cm的黑膜平铺于整平的苗床，使膜面宽110 cm，用手持打孔器在膜上开穴，孔穴直径8 cm，穴深3 cm，穴距10 cm，行距10 cm，人工将称量后的种子均匀撒入穴内，覆0.5～1.0 cm厚细土。生长期间按常规进行锄草、追肥和病虫害防治等田间管理。2014年11月8日统一采收并进行相关指标测定。

1.3.2测定项目与方法黄芪种子发芽在培养皿滤纸床进行。即随机选取处理过的黄芪种子300粒分为3组，每组100粒(3次重复)，然后将其均匀摆放在铺有2层滤纸的已灭菌对应编号培养皿中，置20～22 ℃光照黑暗交替(14 h/10 h)条件下培养。经测定蒙古黄芪种子平均千粒重为6.65 g，平均发芽率为82.5%。

秋季育苗结束后用镰刀轻轻割除地上部，每个小区随机选取4 m2(2 m×2 m)作为样方，按小区用三齿钢叉挖出样方内苗栽植株，抖净泥土，去除残留茎秆，统计样方内种苗总株数，称取种苗总产量，然后按蒙古黄芪种苗分级标准进行分级(表1)。最后将种苗混合后随机抽取完整种苗30株，分别测定种苗根长、根粗、单根重等指标。种苗根长用米尺按主根长测定；种苗根直径采用游标卡尺距芦头1 cm处测定。

等级种苗率(grade seedling rate，%)=等级种苗数×100/总种苗数 优质种苗率(superior seedling rate，%)=一级种苗率+二级种苗率 优质种苗数(superior seedling number，株)=种苗产量×优质种苗率 表1　蒙古黄芪种苗分级Table 1　Seedling grading standards of A. membranaceus var. mongholicus

1.4统计分析

采用SPSS 11.5软件进行方差分析和相关性分析，用Excel 2003制图。

2结果与分析

2.1不同播种量和方式对蒙古黄芪种苗质量的影响

黄芪种苗个体质量的优劣主要以种苗长度、根粗、单根重量等性状进行综合评价。在不同播种量和播种方式条件下育苗，黄芪种苗生长发育质量指标间存在显著差异(P<0.05)。随着播种量的增大，单根鲜重呈极显著减小趋势(P<0.01)，根长和根粗也随之减小但未达到显著水平，其中覆膜穴播方式处理的种苗个体质量均比同播种量撒播和条播优。在最小播种量90 kg/hm2条件下蒙古黄芪种苗个体发育最佳，其中以覆膜穴播方式根最长最粗，单根最重。在播种量150 kg/hm2条件下蒙古黄芪种苗较均匀，群体质量较其他播种量理想，其中覆膜穴播方式种苗个体质量均比同密度撒播和条播的种苗好。播种量210 kg/hm2条件下蒙古黄芪种苗单根鲜重较90和150 kg/hm2播种量极显著降低(P<0.01)，种苗根粗也显著缩短(P<0.05)，种苗群体质量呈降低趋势(表2)。2.2不同播种量和方式对蒙古黄芪种苗产量的影响

由蒙古黄芪种苗产量和产苗数测定结果(图1)表明，播种量对蒙古黄芪单位面积种苗产量具有显著影响(P<0.05)，对产苗数具有极显著影响(P<0.01)。随着播种量的增大，单位面积种苗产量先极显著提高后又开始下降，产苗数呈极显著增加趋势。播种量150 kg/hm2时种苗产量最高，较最低播种量90 kg/hm2和最高播种量210 kg/hm2条件下苗栽产量分别提高40.13%和10.79%。播种量210 kg/hm2时产苗数最高达408.67万株/hm2，较播种量90和150 kg/hm2条件下产苗数分别提高239.02%和51.00%，达到极显著水平(P<0.01)。

在同一播种量条件下不同播种方式对蒙古黄芪单位面积种苗产量和产苗数均具有影响(图1)，但未达到显著水平。随着播种量的增加，覆膜穴播种苗产量较同一播量下撒播和条播呈先增加后下降的趋势，而产苗数呈先平稳后下降的趋势，在播种量210 kg/hm2条件下产苗数较撒播和条播分别下降15.40%和4.16%，种苗产量分别下降15.31%和10.73%；在播种量150 kg/hm2条件下覆膜穴播产苗数较撒播和条播分别下降5.97%和2.18%，种苗产量增加6.47%和10.18%，且种苗群体质量较其他播种方式理想；在播种量90 kg/hm2条件下覆膜穴播种苗产量和产苗数较撒播和条播均增加，说明在低播种量条件下覆膜穴播播种方式有利于保墒出苗。

表2　不同播种量和方式对蒙古黄芪种苗质量的影响Table 2　Effect of different sowing method and quantity on seedling quality of A. membranaceus var. mongholicus

注：表中数据为平均值±标准差。不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。B1S，B1X，B1T，B2S，B2X，B2T，B3S，B3X，B3T表示在不同播种量(90，150，210 kg/hm2)和不同播种方式(撒播，穴播，条播)的处理，下同。

Note:The date indicates mean±SD. Different small letters mean significant differences atP<0.05; different capital letters mean significant differences atP<0.01. B1S, B1X, B1T, B2S, B2X, B2T, B3S, B3X,B3T mean the treatment of different sowing quantities (90, 150, 210 kg/ha) and sowing methods (drilling, broadcast sowing, plastic mulching and hole sowing). The same below.

图1　不同播种量和方式对蒙古黄芪种苗产量和产苗数的影响Fig.1　Effect of different sowing method and quantity on seedling yield and seedling numbers of A. membranaceus var. mongholicus　不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。B1S，B1X，B1T，B2S，B2X，B2T，B3S，B3X，B3T表示在不同播种量(90，150，210 kg/hm2)和不同播种方式(撒播，穴播，条播)的处理。Different small letters mean significant differences at P<0.05; different capital letters mean significant differences at P<0.01. B1S, B1X, B1T, B2S, B2X, B2T, B3S, B3X,B3T mean the treatment of different sowing quantities (90, 150, 210 kg/ha) and sowing methods (drilling, broadcast sowing, plastic mulching and hole sowing).

2.3播种量和播种方式与种苗产量和等级的关系

黄芪种苗个体质量的优劣主要从主根部外观形态综合反应，群体质量的优劣则是以一、二级种苗所占比例来衡量。由表3可知，随着播种量的增加单位面积种苗产苗数显著提高，但黄芪种苗个体质量均有所降低，优质种苗率也明显下降，即种苗的群体质量降低。播种量和方式交互对优质种苗产出率和优质种苗产出数有极显著影响(P<0.01)。在播种量90 kg/hm2条件下，每hm2优质种苗产出78.45万株，优质种苗率为65.05%，其中覆膜穴播优质种苗产出数为81.75万株，较撒播和条播分别增加0.46%和13.32%；150 kg/hm2播量条件下，每hm2产出优质种苗138.75万株，优质种苗率为51.29%，其中覆膜穴播优质种苗产出数为154.8万株，较撒播和条播分别增加17.20%和20.38%；210 kg/hm2播量条件下，每hm2产出种苗408.6万株，优质种苗数为96.6万株，优质种苗只占23.72%，其中覆膜穴播优质种苗产出数为93.15万株，较撒播和条播均有所降低。可见，种苗生产的目的除要求种苗个体质量外，还应保证单位面积尽可能多的优质种苗数，使种苗群体质量达到优等水平。

表3　播种量和方式与蒙古黄芪种苗产量和等级的关系Table 3　The relations of sowing method, quantity and seedling yield grade on A. membranaceus var. mongholicus

相关分析(表4)可知，播种量与种苗根粗呈显著负相关(P<0.05)，与单根鲜重和优质种苗率间呈极显著负相关(P<0.01)，而与产苗数呈极显著正相关(P<0.01)，与种苗产量间呈显著正相关(P<0.05)。产苗量与根长和产苗数呈显著正相关(P<0.05)。产苗数与单根鲜重呈极显著负相关(P<0.01)。优质种苗率与单位面积产苗数呈极显著负相关(P<0.01)，与单根鲜重呈极显著正相关(P<0.01)，与根粗呈显著正相关(P<0.05)。

综上所述，播种量对蒙古黄芪种苗的个体质量和群体质量指标均呈显著负相关，而与产苗数呈极显著正相关，说明在保证种苗个体质量和单位面积产量的前提下，适当增加播种量有利于提高单位面积优质种苗数。

表4　播种量与蒙古黄芪种苗质量和产量间的相关分析Table 4　The correlation analysis between the sowing quantity and seedling yield and quality indicators of A. membranaceus var. mongholicus seedlings

注：*表示在P<0.05差异显著，**表示在P<0.01差异极显著(n=27)。

Note: *correlation is significant at the 0.05 level; **correlation is significant at the 0.01 level (n=27).

3讨论与结论

蒙古黄芪是多年生直根系豆科植物，主要依赖种子进行繁殖，其野生资源日渐减少，现主要依靠人工栽培来满足国内外市场的需求。优质种苗是其药材质量和产量的基础保证，蒙古黄芪在种植生产中采用种子播种育苗移栽栽培为主，故移栽种植中种苗质量的优劣对移栽后蒙古黄芪生长发育及当年收获药材的产量和品质有直接影响。育苗时播种密度和播种方式与种苗质量和产量有着密切的关系。覆膜栽培不仅可以提高土壤温度、减少土壤水分蒸发量、改善土壤理化性状等，加快作物的生长发育进程，而且还可以抑制杂草生长，进而减少田间管理投入。有研究发现，姜黄(Curcumalonga)种株质量直接影响移栽郁金成株的出苗和苗期生长[17]，种姜质量差，易造成缺苗、弱苗，导致减产[18]。播种量作为增加作物产量的一项重要栽培措施，研究表明不同播种量和紫花苜蓿产草量之间存在显著性差异，播种量大，密度高，苗多[19]。覆膜栽培能显著增加甘薯(Dioscoreaesculenta)秧苗栽植后10和20 d的幼根数量、总长度、鲜重、表面积、体积和幼根根系的吸收面积、活跃吸收面积[20]。

本研究表明，从三年生蒙古黄芪种株采收的种子平均千粒重为6.65 g，发芽率为82.5%，故在实际育苗中不存在发芽问题。在不同播种量和播种方式交互条件下育苗，蒙古黄芪种苗个体质量指标和群体质量存在显著差异。单根鲜重、根长和根粗随着播种量的增大而减小，其中在同一播量条件下以覆膜穴播方式处理的种苗个体质量最优。随着播种量的增加，单位面积蒙古黄芪种苗产量先极显著提高后又开始下降，产苗数极显著增加，优质种苗率显著下降；在同一播种量条件下，覆膜穴播较传统撒播和条播优质种苗率均有所提高，种苗产量呈先增加后下降，而产苗数呈下降趋势。在播种量90 kg/hm2条件下，种苗产量最低，优质种苗率最高为65.05%；播种量150 kg/hm2时种苗产量最高达14592.35 kg/hm2，产苗数为270.65 万株/hm2，其中覆膜穴播优质种苗产出数最高，较撒播和条播分别增加17.20%和20.38%；播种量210 kg/hm2时产苗数最高达408.68 万株/hm2，而优质种苗率最低，覆膜穴播优质种苗产出数较撒播和条播均有所降低。这与掌叶大黄(Rheumpalmatum)[9]、当归(Angelicasinensis)[21]、冬小麦[22]、马铃薯(Solanumtuberosum)[23]的研究结果基本一致。可见，蒙古黄芪育苗时随着播种量的增加，尽管可以增加单位面积产苗量，但种苗个体质量均有所降低，优质种苗率也明显下降，即种苗的群体质量降低；低播种量，虽然可以提高优质种苗产出率，但单位面积种苗产出量显著下降。在同一播种量条件下覆膜穴播方式育成蒙古黄芪种苗在个体质量和群体质量均好于撒播和条播。

综上所述，在不同播种量和播种方式交互条件下育苗，蒙古黄芪种苗个体质量和群体质量均存在显著差异。在保证种苗个体质量和单位面积产苗数的前提下，播种量150 kg/hm2条件下覆膜穴播育成蒙古黄芪种苗综合指标优异，单位面积优质种苗数最多。故甘肃渭源地区蒙古黄芪育苗时采用覆膜穴播方式，种子播种量以150 kg/hm2为宜。

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DOI：10.11686/cyxb2015565

*收稿日期：2015-12-14；改回日期：2016-01-26

基金项目：甘肃省农业科学院中药材重大科技创新专项(2013GAAS03-02)，国家基本药物所需中药材种子种苗繁育基地建设(国中医药办规财发[2013]41)和甘肃省道地中药材产业科技攻关项目(GYC14-01)资助。

作者简介：米永伟(1986-)，男，甘肃永昌人，硕士。E-mail: mmyw1986@126.com *通信作者Corresponding author. E-mail: 693120183@qq.com

* 1Effect of sowing quantity and method on seedling quality and yield ofAstragalusmembranaceusvar.mongholicusin Weiyuan, Gansu Province, China

MI Yong-Wei, CAI Zi-Ping, WU Wei-Guo, WANG Guo-Xiang*, WANG Hong-Xia, PENG Yun-Xia, GONG Cheng-Wen, WEI Li-Xia

InstituteofChineseHerbalMedicines，GansuAcademyofAgriculturalSciences，GansuProvincialEngineeringLaboratoryforGeneticImprovementandQualityControlofChineseHerbalMedicine，Lanzhou730070，China

Abstract:The aim of this study was to determine the effects of seeding density and sowing method on the quality and yield of Astragalus membranaceus var. mongholicus, to provide the basis for a normalization-cultivation technique. We used the Longqi No.2 cultivar as the experimental material. The seeds were sown at three different densities (90, 150, 210 kg/ha) using four different sowing methods (drilling, broadcast sowing, plastic mulching, and hole sowing). Then, quality indicators and yield were measured at the end of the nursery cultivation. There was a significant effect of the interaction between the seeding density and sowing method on seedling quality parameters, both at the individual and the population scale. As the sowing density increased, single seedling fresh weight, root length, and root diameter tended to decrease, seedling yield first increased and then significantly decreased, and seedling number increased while the proportion of superior seedlings decreased significantly. Under the same sowing density, the plastic mulching and hole sowing methods showed the best performance, in that the proportions of superior seedlings were higher than those obtained using the drilling and broadcast sowing methods. As the seeding density increased, the seedling yield first increased and then decreased when the plastic mulching and hole sowing methods were used, but tended to decrease when the drilling and broadcast sowing methods were used. At the seeding density of 150 kg/ha, the largest number of superior seedlings per unit area was achieved using the plastic mulching and hole sowing methods. These results show that seeds of A. membranaceus var. mongholicus should be sown at a density of 150 kg/ha and cultivated using the plastic mulching or hole sowing methods for the best results in Weiyuan.

Key words:Astragalus membranaceus var. mongholicus; sowing quantity; sowing method; seedling quality; seedling yield

http://cyxb.lzu.edu.cn

米永伟, 蔡子平, 武伟国, 王国祥, 王宏霞, 彭云霞, 龚成文, 魏莉霞. 播种量和方式对甘肃渭源蒙古黄芪育苗质量和产量的影响.草业学报, 2016, 25(7): 196-202.

MI Yong-Wei, CAI Zi-Ping, WU Wei-Guo, WANG Guo-Xiang, WANG Hong-Xia, PENG Yun-Xia, GONG Cheng-Wen, WEI Li-Xia. Effect of sowing quantity and method on seedling quality and yield ofAstragalusmembranaceusvar.mongholicusin Weiyuan, Gansu Province, China. Acta Prataculturae Sinica, 2016, 25(7): 196-202.