不同移栽方式、密度和采摘期对甘草生长、产量及种子质量的影响

王兴会，顾淑琴，王进明，顾生芳

(1.靖远县农业农村局，甘肃 靖远 730699； 2.靖远县农业技术推广中心，甘肃 靖远 730699)

甘草作为干旱地区的自然资源之一，地下根和根茎极发达，具有较强的抗旱、抗寒、耐盐碱和防风固沙能力，喜生于干旱、半干旱地区钙质土，生态幅度较宽，分布较广[1-2]。乌拉尔甘草(GlycyrrhizauralensisFisch.)，又名甜草、甜根子，以根味甘甜而得名，为豆科甘草属多年生草本植物，属蒙古植物区系成分[3]。由于应用价值高，市场需求量大，滥采滥挖严重，野生甘草资源急剧下降，因此人工种植甘草已经成为解决甘草资源紧缺现状的有效途径[4-5]。随着甘草栽培技术日益更新，种植更加趋于规范化，逐步向产业化发展[6]。研究表明，不同栽培方式对甘草产量有显著影响，其中育苗移栽优于种子直播，收获时不需深挖，易于机械化收获作业，甘草品质好、产量高；在育苗移栽方式中，斜栽和平栽适宜于大田，以倾斜移栽效果为好，在适应性、产量方面优于水平移栽[7]。移栽密度对植物生长和产量也有显著的影响，一定范围内增加种植密度可提高产量。有研究表明，种子质量指标，包括种皮颜色、种子活力、萌发率、吸水性等与采收期存在正相关，种子成熟度越高，种皮颜色越深，种子活力越高，种子千粒质量越大[8-9]。通过试验，研究不同移栽方式和采收期对甘草生长指标、产量及种子质量的影响，可以为生产实践提供科学依据。

1 试验地概况

试验地点位于甘肃省白银市靖远县永新乡芦草沟梁野生甘草抚育基地，地理位置为东经104°35′35.1″、北纬37°04′16.5″，海拔2 039 m。该地区属暖温带大陆性气候区，年平均气温8.5 ℃，≥10 ℃年积温2 944 ℃，干旱少雨，风大沙多，植被稀少，年降水量在200 mm左右，主要集中在7—9月3个月，年均水面蒸发量为2 179.8 mm，年均风速2.6 m/s，年大风日数50～90 d，无霜期128 d。

2 试验材料与方法

2.1 试验材料

试验选用靖远县永新乡芦草沟梁野生甘草抚育基地的种子繁育种苗。地膜选用聚乙烯吹塑农用地膜，宽120 cm、厚0.008 mm，由甘肃天水天宝塑业有限责任公司生产。

2.2 试验设计与方法

2.2.1 栽培技术试验

采用单因素随机区组设计，移栽方式设置平栽、斜栽(35°～45°)、直栽3种，以种子直播为对照，共4个处理，3次重复，试验区面积144 m2，每个处理占地面积12 m2。于2012年4月下旬移栽，2016年9月中下旬收获。

2.2.2 不同移栽密度试验

设置12株/m2(行距30 cm、株距28 cm)、15株/m2(行距30 cm、株距20 cm)、18株/m2(行距25 cm、株距22 cm)、21株/m2(行距22 cm、株距22 cm)4个密度处理，3次重复，试验区面积144 m2，每个处理占地面积12 m2。

2.2.3 采收期试验

以顶花序果荚颜色为标准，将甘草种子成熟时期分为乳熟期、褐熟期、黑熟期。随机选择3个采收时期的种子各1 000粒，统计不同颜色种子数和饱满粒数，测量种子直径和千粒质量(用精度0.001 g分析天平测量)，重复3次。

2.3 项目测定

2.3.1 植株生长指标测定

随机抽取不同栽培处理的甘草各30株，测定全根长、主根长、株高、根径，重复3次。

2.3.2 产量指标测定

将甘草植株全根用清水冲洗干净，并用吸水纸吸干，于105 ℃杀青10 min，55 ℃烘干至恒定质量，称量。

2.3.3 种子颜色与空瘪率统计

随机选取各采收期有代表性的单株分株采收种子1 000粒，用计数法分析各采收期种子群体中绿粒、黄粒、褐粒和黑粒种子的数量，并统计饱满粒数和瘪粒数，计算4种不同颜色种子粒数所占比例和空瘪率。重复统计3次。

2.3.4 单株种子产量和千粒质量

从不同采收期采收的甘草种子中各随机取3株的种子阴干，称量，重复3次，计算平均值，作为单株种子产量；随机取1 000粒种子称量，重复3次，计算平均值，作为千粒质量。

2.3.5 种子吸水参数测定

将不同采收期采收的种子阴干，从中各取50 g左右称初始干质量，然后用双层纱布包扎置20 ℃蒸馏水中，使种子逐渐吸胀，每隔1 h取出种子用滤纸吸干表面水分称量一次，直至质量不再增加时称湿质量。记录各次称量数据，并根据公式计算各处理吸水率，画出吸水曲线。计算公式为

吸水率=(湿质量-干质量)/干质量×100%

(1)

2.3.6 种子萌发参数测定

从不同采收期采收的种子中各选取100粒饱满种子，用40 ℃清水浸泡24 h，再用多菌灵1 000倍液浸泡消毒30 min，然后置于双层滤纸培养皿中，放入20 ℃光照12 h/20 ℃黑暗12 h光照培养箱中培养，每日补水、观察种子萌发情况，记录萌发时间和萌发粒数，并画出萌发曲线，萌发结束后挑选具有代表性的幼苗测定幼苗长度。萌发率计算公式为

Gt=nt/N×100%

(2)

MDG=Gt/Gd

(3)

上二式中：Gt为总萌发率；nt为总萌发数量；N为试验种子数量；MDG为日均萌发率；Gd为萌发期，d。

3 结果分析

3.1 不同移栽方式和密度对甘草生长指标的影响

生长指标是判断甘草植株生长性状的重要依据，全根长度能够反映植株深度，根径和主根长可以用来衡量地下部分生长情况，株高可以用来衡量地上部分的生长情况。

3.1.1 不同移栽方式对甘草生长指标的影响

本研究通过小区栽培试验研究不同移栽方式对甘草生长指标的影响，移栽密度15株/m2，以种子直播为对照。由图1可看出，斜栽甘草根径、全根长、主根长和株高等指标，与平栽、直栽和种子直播方式相比有显著差异：斜栽处理的主根长、株高和根径均显著高于其他处理，全根长显著低于直栽处理、显著高于平栽和种子直播。全根长大有助于根系吸收水分，但也会消耗养分和水分，影响主根的营养积累。同时，根系较深采挖难度大，会增大生产成本。株高、主根长和根径是甘草地上和地下两部分产量的3项重要指标，斜栽处理的这3项指标显著高于其他处理，其中主根长比平栽、直栽和种子直播处理分别高出21.07%、13.40%和29.94%，说明斜栽更有利于甘草的生长。

图1 不同移栽方式对甘草生长指标的影响

3.1.2 不同移栽密度对甘草生长指标的影响

本研究采用斜栽方式，通过小区栽培试验研究不同移栽密度对甘草生长指标的影响。由图2可看出：15株/m2处理的各项生长指标与12株/m2处理的无显著差异，均高于18、21株/m2处理，其中全根长、株高与18、21株/m2处理差异显著。移栽密度越小，单株占地面积越大，生长所需要的养分和水分越充足，越有利于生长，15株/m2处理的4项指标都高于18和21株/m2处理，但与12株/m2处理差异不显著，说明15株/m2处理是保证甘草植株良好生长所能移栽的最大密度。

图2 不同移栽密度对甘草生长指标的影响

3.2 不同移栽方式和密度对甘草产量的影响

单株产量反映单个植株的生长情况，小区产量反映试验小区的整体产量情况。

3.2.1 不同移栽方式对甘草产量的影响

以15株/m2的密度做小区栽培试验，研究不同栽培方式对甘草产量的影响。由图3可看出，平栽、斜栽、直栽和种子直播4个处理之间甘草单株产量和小区(每个处理3个重复面积共36 m2)产量均为斜栽>直栽>平栽>种子直播，且4个处理之间差异显著。由此可知，斜栽处理最有利于提高甘草产量；直栽处理虽较平栽和种子直播处理产量有显著优势，但相较于斜栽，同样存在采挖费工、生产成本大的难题。所以，斜栽是高产省工的移栽方式。

图3 不同移栽方式对甘草产量的影响

3.2.2 不同移栽密度对甘草产量的影响

采用斜栽方式，通过小区栽培试验研究不同移栽密度对甘草产量的影响。由图4可知，不同移栽密度之间单株产量均为12株/m2处理>15株/m2处理>18株/m2处理>21株/m2处理，说明单株产量与移栽密度成负相关，移栽密度越大越不利于单株产量的提高。小区(36 m2)产量有异于单株产量，受到单株产量和移栽密度2个因子的制约，表现为15株/m2处理>18株/m2处理>12株/m2处理>21株/m2处理，且各处理间差异显著，15株/m2处理分别比12、18和21株/m2处理高14.60%、10.33%和23.97%，说明该移栽密度有利于提高小区产量。

图4 不同移栽密度对甘草产量的影响

3.3 不同采收期对甘草种子质量的影响

3.3.1 不同采收期对甘草种子直径和种皮颜色的影响

种子直径是衡量种子整齐情况的一个指标，种子越大，贮存的营养物质越多，越有利于萌发。种皮颜色越深，种子活力越低，有研究指出深色种子的带菌率较高，无论是内部还是外部带菌检测总是黑粒的带菌率高于绿粒[10]。

(1)不同采收期对甘草种子直径的影响。通过测量不同采收期的甘草种子直径(图5)可知，不同采收期的种子大小表现出一定差异，乳熟期种子较褐熟期种子大，两者之间差异不显著，但都显著大于黑熟期种子。

图5 不同采收期对甘草种子大小的影响

(2)不同采收期对甘草种子种皮颜色的影响。由图6可知，随着采收期推后，种子绿粒比例逐渐减小，黑粒比例逐渐增大。经统计，乳熟期绿粒、黄粒、褐粒、黑粒4种颜色的种子比例分别为26%、32%、28%、14%，褐熟期4种颜色种子比例变为13%、23%、30%、35%，黑熟期分别为8%、24%、24%、44%。3个处理之间绿粒和黑粒比例差异显著，褐熟期褐粒数高于乳熟期，显著高于黑熟期，黄粒数显著低于乳熟期。说明黑熟期深色种子比例高于乳熟期和褐熟期，种子质量较差。

图6 不同采收期对甘草种子颜色的影响

3.3.2 不同采收期对甘草种子质量的影响

空瘪率、千粒质量、吸水率和萌发率是种子质量分级的主要参考指标，是判断种子生产价值的决定性因素。

(1)不同采收期对甘草种子空瘪率的影响。种子空瘪率是判断种子饱满程度的主要指标，空瘪种子内含营养物质少，不利于种子萌发，空瘪率高的种子质量差，不宜在生产中应用。通过统计3个不同采收期各1 000粒种子中的饱满粒数和瘪粒数(见表1)，发现随着采收期的推后，种子的空瘪率逐渐降低，乳熟期种子的空瘪率显著高于褐熟期和黑熟期种子，褐熟期种子的空瘪率和黑熟期差异不显著。

(2)不同采收期对甘草种子千粒质量的影响。种子千粒质量越大，内含营养物质越多，越有利于储藏和萌发，质量越好。不同采收期甘草种子的千粒质量见图7。褐熟期采收的种子千粒质量达12.88 g，显著高于乳熟期和黑熟期种子，乳熟期采收的种子千粒质量又显著高于黑熟期。褐熟期种子的千粒质量最大，说明该采收期的甘草种子具备较好的萌发条件。

表1 不同采收期对甘草种子空瘪率的影响

图7 不同采收期对甘草种子千粒质量的影响

(3)不同采收期对甘草种子吸水率的影响。从不同采收期甘草种子的吸水率曲线(图8)可以看出，随着浸种时间的延长，种子吸水率不断增加。在浸种1 h后，不同采收期采收的甘草种子吸水率曲线存在明显差异，其中褐熟期和黑熟期采收的甘草种子浸种2 h就已接近饱和，而乳熟期采收的甘草种子浸种3 h才接近饱和，乳熟期、褐熟期和黑熟期的种子饱和吸水率分别达到96%、84%和80%。这说明不同采收期的甘草种子吸水率不同，乳熟期采收的甘草种子所需浸泡时间较长，吸水率要显著高于褐熟期和黑熟期种子。

图8 不同采收期甘草种子吸水率曲线

(4)不同采收期对甘草种子萌发率的影响。从不同采收期甘草种子的萌发曲线(图9)可以看出，随着萌发时间延长，甘草种子萌发率增加，褐熟期和黑熟期采收的甘草种子比乳熟期采收的种子萌发时间分别推迟1 和2 d，前20 d是各采收期种子萌发率上升期，从22 d开始黑熟期采收的甘草种子萌发率趋于稳定，而褐熟期采收的甘草种子萌发率从25 d开始趋于稳定，乳熟期采收的甘草种子萌发率则到27 d才趋于平稳。乳熟期采收的甘草种子萌发率总体上要高于其他两个时期，而黑熟期采收的甘草种子萌发所需要的时间最短，分别比褐熟期和乳熟期采收的甘草种子提前2和7 d。30 d后，乳熟期、褐熟期和黑熟期种子的总萌发率分别为86%、82%和76%，日均萌发率分别为3.19%、4.10%和3.45%。这说明采收期越迟，甘草种子萌发所需时间越短，萌发率越低。本试验中，褐熟期采收的甘草种子总萌发率介于乳熟期和黑熟期之间，但日均萌发率最大。

图9 不同采收期甘草种子的萌发曲线

4 讨论与结论

4.1 移栽方式和密度对甘草生长指标和产量的影响

斜栽处理的全根长较直栽处理短，但主根长、株高和根径这3个代表地下部分和地上部分产量的指标斜栽处理均显著高于其他处理，这个结论与王徐建[11]的研究结论相同，其中主根长比平栽、直栽和种子直播处理分别高出21.07%、13.40%和29.94%。移栽密度为15株/m2的处理全根长、株高显著高于18和21株/m2处理，与12株/m2处理之间差异不显著；小区产量15株/m2处理显著高于其他3个处理，分别比12、18和21株/m2处理高14.60%、10.33%和23.97%。因此，甘草采用斜栽方式和15株/m2的移栽密度，相较其他移栽方式和密度，在促进植株生长和提高产量的同时，还可保证地上和地下部分能量分布的最优状态，并且利于采挖和降低生产成本，宜推广应用。试验所得结论与高睿[12]的研究结论不同之处在于，他认为最优栽植密度为36株/m2，这可能与试验所选研究区域的气候条件不同有关。

4.2 采收期对甘草种子质量的影响

乳熟期采收的甘草种子相较褐熟期和黑熟期，直径大，深色种子比例低，吸水率和萌发率高，可见乳熟期采收的甘草种子整体外观品质和生长品质均较好。这与杜志敏等[13]在玉米试验中得出的研究结论相同。但是褐熟期甘草种子千粒质量和日均萌发率最大，显著高于其他处理。综上，为了提高种子质量和产量，生产实践中不宜在黑熟期采收甘草种子，甘草种子的采收期宜选择在乳熟期和褐熟期之间。