不同播种密度1年生凤丹苗年生长节律及性状相关性研究

季琳琳，姚建林，陈素传，周米生，蔡新玲，张运玲

（1.安徽省林业科学研究院，安徽 合肥230031；2.安徽扬子鳄国家级自然保护区管理局，安徽 宣城242034；3.安徽盛世牡丹生物科技股份有限公司，安徽 阜阳236000）

牡丹（Paeonia suffruticosa）是芍药科芍药属的多年生落叶矮灌木，不仅是中国特有的植物资源，还是一种木本油料作物，具观赏、药用和经济价值。凤丹（Paeonia ostii‘Feng Dan’）作为油用牡丹两大品种群之一，具有结籽多、出油高、适应范围广、易于管理等优点。种苗的优劣直接关系到造林的成败与效益的高低，壮苗培育工作是油用牡丹生产中一项基础工作。播种繁殖是油用牡丹的重要繁殖方式之一，一些牡丹育苗企业为了追求出苗量，加大育苗密度，导致苗木质量较差，一定程度上阻碍了其规模化发展。本文以凤丹为材料，开展不同密度生长试验，提出合理育苗密度，掌握苗木的生长发育规律，为培育凤丹优质壮苗提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于阜阳市颍东区正午镇，地处南北气候过渡带，属大陆性半湿润季风气候，四季分明，雨量适中，年平均降水830～950 mm，气候温和，年平均气温14.5～15.2℃，绝对最高气温41.0℃，绝对最低气温-20℃，无霜期200～220 d，光照充足，年均日照时数1 800 h。圃地土壤肥沃，排水良好。

1.2 研究方法

设置4个密度等级播种量：30 kg/667m（MD1）、40 kg/667m（MD2）、50 kg/667m（MD3）、60 kg/667m（MD4）。3月16日至9月21日，在试验区，针对每个播种密度，选择30株，作为观察对象，每20 d分别用直尺和游标卡尺测量苗高、地径，另外挖取植株30株带回实验室，用自来水冲洗干净根系，从根茎处剪开，测量主根长、主根粗，根、茎鲜重，置于烘箱105℃，杀青30 min，之后70℃烘干至恒重，称量凤丹根及其茎（含叶）生物量。

发芽率（%）=正常发芽种子数量/供试种子数量×100%

生根率（%）=生根的种子数量/供试种子数量×100%

1.3 数据统计分析

使 用Excel 2007、Dps、Spss16.0软 件 进 行Logistic曲线年生长动态拟合、方差和相关性等分析。

2 结果与分析

2.1 凤丹种子萌发特性

凤丹种子于2019年9月17日（气温19.3℃）大田播种，10月13日下胚轴萌发，12月7日调查生根率为95.53%。2020年3月16日调查种子发芽率为94.38%。

2.2 凤丹苗木生长相关性状的差异分析

表1为凤丹苗停止生长后所测数据。由表1可知，不同密度的1年生凤丹苗期生长表现出一定的生长差异。主根长的差异达到显著水平（p＜0.05），苗高、地径、主根粗、茎生物量及根生物量在不同密度间的年生长量差异均达到极显著水平（p＜0.01）。MD1根茎比最大，较MD4高12.7%。

表1 凤丹苗期不同密度生长性状与生物量性状间差异

2.3 凤丹苗木生长节律观测

凤丹不同密度苗高、地径及干物质积累生长曲线见图1～图3。凤丹的苗高、地径生长情况，从图可知均呈现“慢-快-慢”的“S”型生长曲线。4月至5月为凤丹苗木速生期，其苗高和地径生长开始急剧加快；至7月，苗木生长速度开始下降，7月23日后苗高停止生长，9月10日后地径停止生长。凤丹苗木的干物质积累持续至8月中旬。

图1 不同播种密度凤丹1年生播种苗苗高生长曲线

图2 不同播种密度凤丹1年生播种苗地径生长曲线

图3 不同播种密度凤丹1年生播种苗干重生长曲线

2.4 苗木生长模型拟合

生长曲线广泛应用于描述植物生长的过程。利用Logistic方程对测量数据进行分析，能更好地了解凤丹实生苗的生长节律。由图4可知，利用Logistic模型拟合凤丹生长，对凤丹MD1密度苗高、地径、干重生长的Logistic拟合模型分别为y=3.040/（1+5.893e-0.093t），R=0.974；y=3.768/（1+1.530e-0.015t），R=0.981；y=4.836/（1+9.862e-0.044t），R=0.981；其中y为拟合生长量，R为曲线拟合的相关指数。拟合方程的拟合度分别达到0.974、0.981和0.981，说明非线性回归的效果非常好。因此采用Logistic方程，对凤丹1年生实生苗的年生长节律进行拟合，是有实际意义的，用拟合值预测苗高、地径、干重年生长实际值具有较高的准确性。

图4 凤丹苗高、地径、干重Logistic拟合曲线

2.5 凤丹1年生苗生长阶段的划分

2.5.1 凤丹苗高和地径速生点、速生期

采用Logistic曲线方程，不仅可以对植物苗期苗高、地径和生物量的总体动态过程进行拟合，而且通过拟合方程，可以进一步推导出其连日生长量变化速率最快的时间段，有利于划分苗木的生长节律时期。

利用凤丹MD1密度的1年生实生苗苗高Logistic拟合曲线方程，得到凤丹连日生长量变化曲线，将拟合参数代入，得到值为44，表明理论上凤丹苗高生长最长时间为44 d，即出现在4月30日，与其实际值观测一致。继续对凤丹苗高连日生长量变化速率曲线求导，得到凤丹苗高理论的速生阶段计算值为，即从4月16日到5月16日。

同理计算可得，凤丹地径理论生长最长时间为28 d，即出现在4月14日，地径理论速生期计算值为，即从3月22日到7月19日，共计119 d，比苗高的速生期长89 d，与实际观测值一致。

同理可得，凤丹干物质理论积累最多的时间为52 d，即出现在5月10日，干物质积累理论速生期计算值为，即从4月10日到6月10日，共计61 d。

2.5.2 凤丹苗高、地径生长阶段

依据凤丹苗高、地径和干物质积累的生长拟合模型，进一步结合其田间试验实测数据。从凤丹幼苗出土开始，可将凤丹1年生实生苗的高生长过程，划分为3个阶段，详见表2。

由表2可知，凤丹苗高生长可以分为3个阶段。第1阶段，从3月16日至4月15日为生长前期，占全年中生长时间的20.55%，生长量占全年总生长量的22.91%；第2阶段为速生期，从4月16日到5月16日，生长持续时间占全年的22.91%，但生长量却占全年生长量的64.62%，此段时间处于一年中水热条件适宜的最佳时期，凤丹幼苗的各种生理活动不断加快，因此这段时间是凤丹苗期生长的最佳时期；第3阶段，从5月17日至8月11日，为生长后期，生长量占全年的12.47%。

同理，可将凤丹地径生长划分为3个阶段：生长前期为3月16日至3月21日；生长速生期为3月22日至7月19日，速生期生长量占全年生长量的58.94%；生长后期生长量占全年生长量的16.84%。

表2 凤丹1年生实生苗生长时期的划分

凤丹生物量年积累可划分为3个阶段：生长前期生物量积累占全年生物量的13.90%，速生期生物量占全年生物量的65.13%，生长后期生物量占全年生物量的20.97%。

2.6 凤丹生长性状与生物量性状间的相关性

从表3可知，凤丹1年生实生苗苗高与地径、总生物量、根系粗均呈极显著性正相关关系，与根生物量、茎生物量、根长均呈显著性正相关关系，说明凤丹苗高与地径的生长及根系粗的生长存在密切的关系。凤丹苗高与根茎比相关性不显著，说明1年生凤丹实生苗的苗高不能明显影响其根茎比。凤丹地径与总生物量、根生物量、主根长及主根粗均呈极显著性正相关关系，总生物量与主根长、主根粗及根生物量均呈极显著性正相关，与根生物量呈显著性正相关，这是因为总生物量是由根、茎叶各器官生物量组成，各部分器官的生物量决定总生物量。凤丹根茎比与地径、总生物量、根生物量呈显著性正相关。

表3 凤丹苗期生长性状与生物量性状间相关性分析

3 结论与讨论

凤丹的繁殖方法主要是播种育苗，本试验中牡丹种子发芽率为94.38%，虽然发芽率很高，但凤丹种子从播种到萌发需要6个月左右的时间，怎么快速有效的促进凤丹种子萌发是今后研究的重点。

苗木的生长发育过程具有非常明显的季节性和阶段性，苗期的生长是一个变化的、复杂的动态过程。凤丹苗期生长表现出一定的生长差异性。不同的育苗密度对牡丹苗木的质量影响很大，以播种量为30 kg/667m的凤丹苗木质量最优，苗高、地径、主根粗较60 kg/667m播种量的凤丹苗木分别高出8.2%、7.02%、30.27%。生物量反映植物获取能量的能力，根茎比比值越大，根系越发达，适应能力越强，苗木的质量也越高。凤丹生物量MD1最高，MD4最低，MD1茎生物量、根生物量、根茎比较MD4分别高出29.41%、49.59%、12.72%。密度改变了凤丹的群体结构，选用合理密度可改善植株生长状况，影响苗木的生长，增加干物质的积累，使苗木更能抵御自然灾害。实际凤丹苗木生产中，企业为了追求出苗量，存在单位面积播种量过大，致使出圃合格苗较少，不仅严重影响苗木质量，而且增加了育苗成本。牡丹种子市场价格为50元/kg，MD1密度下2年生优质苗较MD2密度下提高10%，按照0.8元/株计算，每亩增力收益经0.17万元，因此选择合理的密度是培育凤丹壮苗的有效措施，生产中建议MD1密度，土壤肥力及其他栽培条件的影响有待进一步研究。

使用Logistic模型，模拟植物动态发育的研究较多，诸如玉米干物质量积累及模拟杉木人工林胸高断面积等领域应用较多。本研究中凤丹苗木表现“S”型生长曲线，符合Logistic生长模型。根据模型将1年生凤丹苗木生长节律划分为生长前期、速生期和生长后期。凤丹苗高速生长期在从4月16日到5月16日，较夏腊梅、文冠果等速生期提前，这可能与植物的特性相关，凤丹地径速生期比苗高的速生期长89 d，这与夏腊梅的地径生长特性一致。掌握凤丹的生长节律，针对凤丹生长的不同时期的生物学特性，尤其是苗木速生期，避免育苗生产上的盲目，可以科学合理的安排施肥、灌溉等培育措施，促进凤丹苗木的生长，培育优质壮苗。