播种深度与土壤水分含量对川牛膝出苗率及幼苗生长的影响

郭晓亮 张雅娟 段媛媛 黄浩

摘要：分析不同播种深度与土壤水分含量对川牛膝（Cyathula officinalis Kuan）种子出苗率及幼苗生长的影响，探寻适宜的播种深度与苗床土壤水分含量。通过盆栽试验，设置不同的播种深度与土壤水分含量处理，通过称重进行补水，测定发芽势、出苗率及幼苗生长与生理指标。结果表明，播种深度与土壤水分含量对种子出苗率及幼苗生长有显著影响。播种深度为0.31～0.61 cm时，种子发芽势与出苗率较高；播种深度为0.61～0.92 cm时，幼苗叶片叶绿素含量高，抗逆性较好；土壤水分含量为60.71%时，种子发芽势与出苗率较高；土壤水分含量为53.35%～60.71%时，幼苗长势较旺；土壤水分含量为38.62%～53.35%时，幼苗抗逆性较好；土壤水分含量为45.98%～53.35%时，幼苗叶片叶绿素含量较高。川牛膝种子适宜播种深度为0.61 cm，播种后土壤水分含量保持在60.71%左右，可以获得较高出苗率，出苗较整齐；出苗后，土壤水分含量保持在53.35%左右，幼苗长势旺盛，叶片叶绿素含量高，抗逆性好。

关键词：川牛膝（Cyathula officinalis Kuan）；土壤水分含量；播种深度；出苗率；幼苗生长

中图分类号：R282         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2024）04-0118-05

Effects of sowing depth and soil water content on rate of emergence and seedling growth of Cyathula officinalis

Abstract： By analyzing and comparing the effects of different sowing depth and soil water content on the seed rate of emergence and seedling growth of Cyathula officinalis， the suitable sowing depth and water content of seedbed soil were explored. The pot experiment was carried out with different sowing depth and soil water content treatments. Water was replenished by weighing， and germination potential， rate of emergence， seedling growth and physiological indexes were determined. The results showed that the sowing depth and soil water content had a significant influence on the seed rate of emergence and seedling growth. The germination potential and rate of emergence were higher when the sowing depth was 0.31～0.61 cm. When the seeding depth was 0.61～0.92 cm， the chlorophyll content of seedling leaves was higher and the stress resistance of seedlings was better. The germination potential and rate of emergence were higher when soil water content was 60.71%. The seedlings grew better when soil water content was 53.35%～60.71%. The seedlings had better stress resistance when soil water content was 38.62%～53.35%. The chlorophyll content in seedling leaves was higher when soil water content was 45.98%～53.35%. The suitable sowing depth of Cyathula officinalis seeds was 0.61 cm. The rate of emergence was higher and the emergence was orderly when soil water content was about 60.71%. After seed emergence， the seedling grew vigorously， the chlorophyll content of leaves was higher， and the seedlings had better stress resistance when soil water content was about 53.35%.

Key words：Cyathula officinalis； soil water content； sowing depth； rate of emergence； seedling growth

植物種子萌发和幼苗生长过程受诸多因素的影响，其中播种深度和土壤水分含量是重要因素［1-4］。深入研究播种深度与土壤水分含量对作物种子萌发与幼苗生长的影响，具有重要的理论和现实意义。川牛膝为苋科杯苋属植物川牛膝（Cyathula officinalis Kuan）的根，始载于唐《仙授理伤续断秘方》［5］，有逐淤通经、通利关节、利尿通淋的功效。现代药理研究表明，川牛膝有抗血小板聚集，改善微循环，促进蛋白质合成，延缓衰老的作用［6］。当前川牛膝的种子种苗研究主要集中在种子质量［7-9］、种子生物学特性［10-12］方面，关于播种深度与土壤水分含量对川牛膝种子出苗及幼苗生长影响的研究鲜见报道。因此，本研究开展了不同播种深度、土壤水分含量对川牛膝种子出苗率与幼苗生长影响的研究，旨在为提高川牛膝播种育苗效率提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

川牛膝种子来源于五峰易兴农业有限责任公司，千粒重为1.87 g。种植盒为方形塑料盒，盒质量为54.3 g，盒高为4.80 cm，盒体积为658 cm3。

2021年3月20日，取华中药用植物园田间土壤，于45 ℃恒温干燥箱中干燥，过筛除去杂质，经测定土壤干密度为0.778 g/cm3，干基含水量为15.15%，pH为4.71，有机质含量为61.43 g/kg，全氮含量为3.29 g/kg，全磷含量为0.63 g/kg，全钾含量为14.24 g/kg，碱解氮含量为275.5 mg/kg，速效磷含量为8.35 mg/kg，速效钾含量为77.6 mg/kg，田间持水量为87.2%（干基含水量）。

1.2 方法

试验于2021年4月1日在湖北省农业科学院中药材研究所的光照培养室进行，室温20～25 ℃，光照∶黑暗12 h∶12 h。

1.2.1 播种深度对川牛膝出苗率及幼苗生长的影响 试验设置0 cm（S1）、0.31 cm（S2）、0.61 cm（S3）、0.92 cm（S4）、1.23 cm（S5）共5个播种深度，每处理3次重复。取方形塑料盒，按照表1中试验处理，用称重法添加底土，均匀撒播50粒种子后，再用称重法添加盖土，浇水233 g，使土壤水分含量达53.2%。每天以称重法补足损失水量。

1.2.2 土壤含水量对川牛膝出苗率及幼苗生长的影响 取方形塑料盒，装土410 g（厚3.84 cm），在土壤表面均匀撒播50粒川牛膝种子，再盖土51 g（厚0.48 cm），然后分别浇水100、140、180、220、260 g，使不同处理干基含水量分别达31.26%（W1）、38.62%（W2）、45.98%（W3）、53.35%（W4）、60.71%（W5），每处理3次重复。每天以称重法补足损失水量。

1.3 测定指标

1.3.1 发芽情况 从播种2 d开始，每日观察统计发芽种子数。于播种20 d统计发芽势，播种42 d统计发芽率。

1.3.2 生长状况 2021年6月20日间苗，每盒留苗10株。2021年10月3日，每盒选择5株，使用直尺测定株高，使用游标卡尺测定茎粗，并记录每株节间数、叶片数；每盆选择6株，每株选择中部叶片1片，使用叶面积仪测量叶宽、叶长、叶周长、叶面积；2021年12月20日，每盒3株混合取样，于50 ℃干燥至恒重，用电子天平称取根重。

1.3.3 生理指标 2021年10月5日，测定叶片生理指标，每盒采样5片叶片为1个样品，3次重复，用试剂盒（上海沪鼎生物科技有限公司）测定抗坏血酸过氧化物酶（APX）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、叶绿素（Chl）含量等生理指标，标准曲线拟合效果较好（R2>0.9）（表2）。

1.4 数据分析

使用SPSS 21.0统计软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 播种深度对川牛膝出苗率及幼苗生长的影响

2.1.1 播种深度对川牛膝出苗率的影响 播种深度对川牛膝种子发芽势与出苗率存在显著影响（表3）。随播种深度的增加，二者均呈先升高后降低的趋势。发芽势在S2达到最大值（40.00%），S2与S3、S4与S5以及S5与S1之间差异均不显著，但S2和S3均极显著高于S1、S4、S5，S4极显著高于S1。川牛膝种子出苗情况如图1所示，出苗率在S3达到最大值（51.33%），S2、S3、S4与S5之间无显著差异，但S2与S3顯著高于S1。发芽势和出苗率均在播种深度为0.31～0.61 cm时达到最大值或较大值，说明播种深度0.31～0.61 cm有利于获得较高的发芽势和出苗率。

2.1.2 播种深度对川牛膝幼苗生长的影响 播种深度对川牛膝幼苗株高存在显著影响，对川牛膝幼苗的根重、叶面积、叶长、叶宽、叶周长、节间数、茎粗、叶片数影响均不显著（表3）。就川牛膝幼苗株高而言，S1、S2、S3处理与S4处理之间以及S5与S4处理之间差异均不显著，但S5处理显著高于S1、S2和S3处理；随着播种深度增加，株高呈缓慢升高的趋势，S2处理达到最小值33.20 cm，S5处理达到最大值36.29 cm。说明播种深度对幼苗生长影响不大。

2.1.3 播种深度对川牛膝幼苗生理指标的影响 播种深度对川牛膝幼苗叶片APX、CAT、POD活性及叶绿素含量存在显著影响，对叶片SOD活性影响不显著（表4）。随着播种深度增加，川牛膝幼苗叶片生理指标均呈先升高后降低的趋势。APX活性最大值为S4处理（3.56 IU/g），S3与S4处理之间无显著差异，但均显著高于S1、S2和S5处理；CAT活性最大值为S4处理（170.93 U/g），S3、S4、S5处理之间无显著差异，但S4处理显著高于S1、S2处理；POD活性最大值为S4处理（0.41 U/g），S3、S4、S5处理之间无显著差异，但S4处理显著高于S1、S2处理；SOD活性最大值为S3处理（67.70 U/g），各处理间无显著性差异；叶绿素含量最大值为S3、S4处理，均为2.48 mg/g，S2、S3、S4、S5处理之间均无显著性差异，但S3和S4处理显著高于S1处理。APX、CAT、POD、SOD、叶绿素均在播种深度为0.61～0.92 cm时达到最大值或较大值，说明此时川牛膝幼苗抗逆性较好，且有利于光合作用、培育壮苗。

2.2 土壤水分含量对川牛膝出苗率及幼苗生长的影响

2.2.1 土壤水分含量对川牛膝出苗率的影响 土壤水分含量对川牛膝种子发芽势、出苗率存在显著影响（表5、图2），二者均随土壤水分含量增高而线性升高。就发芽势而言，W1与W2处理之间差异不显著，但W1、W2处理均与W3、W4、W5处理之间存在极显著差异，W3、W4、W5处理相互之间也存在极显著差异。就出苗率而言，W1与W2，W2、W3与W4，以及W4与W5处理之间差异均不显著，但W5处理显著高于W1、W2、W3处理，W4处理显著高于W1处理。说明土壤水分含量60.71%最利于川牛膝种子萌发与出苗。

2.2.2 土壤水分含量对川牛膝幼苗生长的影响 土壤水分含量对川牛膝幼苗的叶面积、茎粗、株高、根重均存在显著影响，对叶长、叶宽、叶周长、节间数、叶片数影响不显著（表5、图3）。随着土壤水分含量的增高，叶面积、茎粗、株高呈先升高后降低的趋势，根重则呈持续增高趋势。就叶面积而言，W4处理达到最大值（689.61 mm2），显著高于W1处理，W2、W3、W4、W5处理之间以及W1、W2、W3、W5处理之间差异均不显著。就茎粗而言，W4处理达到最大值（2.33 mm），W3、W4、W5处理之间差异不显著，但均显著高于W1和W2处理。就株高而言，W4处理达到最大值（26.99 cm），W4与W5处理之间、W3与W5处理之间差异均不显著，但W4处理显著高于W1、W2和W3处理，W5处理显著高于W1和W2处理。就根重而言，W5处理达到最大值（1.69 g），W3、W4、W5处理之间以及W2与W3处理之间差异均不显著，但W4与W5处理均显著高于W1和W2处理，W2和W3处理均显著高于W1处理。说明土壤含水量为53.35%～60.71%时，川牛膝幼苗叶面积、茎粗、株高、根重达到较高值，有利于培育壮苗。

2.2.3 土壤水分含量对川牛膝幼苗生理指标的影响 土壤水分含量对川牛膝幼苗叶片APX、CAT、POD、SOD活性以及叶绿素含量均存在显著影响（表6）。随着土壤水分含量的增高，除POD活性出现反复上下波动外，其他生理指标均呈先升高后降低的趋势，这与不同土壤水分含量对三七叶片的影响一致［13］。APX活性最大值为W2处理（3.33 IU/g），显著高于其他4个处理，W3与W4处理之间无显著差异，但二者均显著高于W1和W5处理；CAT活性最大值为W4处理（136.71 U/g），W3与W4处理之间无显著差异，但W4处理显著高于W1、W2、W5处理，W3处理显著高于W1处理；POD活性最大值为W2处理（0.404 U/g），W2、W3、W4处理之间无显著差异，但W2、W4处理均显著高于W1、W5处理；SOD活性最大值为W2处理（72.66 U/g），W1、W2、W3处理之间无显著差异，但W2处理显著高于W4和W5处理，W1、W3处理均显著高于W5处理；Chl含量最大值为W4处理（2.61 mg/g），W4与W3处理之间无显著差异，但W4处理显著高于W1、W2和W5处理，W2、W3、W5处理显著高于W1处理。说明土壤含水量为38.62%～53.35%时，APX、CAT、POD、SOD的活性较高，幼苗抗逆性较好；土壤含水量为45.98%～53.35%时，叶绿素含量较高，有利于光合作用、培育壮苗。

3 讨论与小结

播种深度通过调控土壤温度、水分等条件而影响作物种子萌发、幼苗出土，继而对植株的形态建成及生理生化过程产生影响［14］；播种过浅，土壤表层水分蒸发快，易导致种子缺水而失去发芽能力，幼苗长势弱；播种过深，种子破土、出苗时间延迟，出苗率降低，幼苗叶片生理活动受到显著影响［15，16］。本研究发现播种深度对川牛膝种子发芽势、出苗率、株高、幼苗抗逆性、叶绿素含量均存在显著影响；随着播种深度的增加，川牛膝种子发芽势、出苗率均呈先上升后下降的趋势，这与玉米［15］、樟树［17］表现类似。播种深度为0.31～0.61 cm时有利于获得较高的发芽势和出苗率，播种深度为0.61～0.92 cm时幼苗抗逆性较好且叶绿素含量较高。

水分是植物种子萌发和幼苗生长的主要制约因子［18］；土壤水分含量过高或过低均不利于植物种子出苗和幼苗的生长［13，19］。这是因为土壤水分含量过低则导致种子与幼苗缺乏水分，过高则导致种子与幼苗根部缺乏氧气。本研究中，土壤水分含量对川牛膝种子发芽势、出苗率、幼苗长势、抗逆性、叶绿素含量均存在显著影响。随着土壤水分含量从31.26%升高为60.71%，川牛膝种子发芽势、出苗率呈上升趋势，而苗高却呈先升后降的趋势，这与梭梭（Haloxylon ammodendron）［20］表现类似。土壤含水量为60.71%时，利于川牛膝种子萌发与出苗；土壤含水量为53.35%～60.71%时，川牛膝幼苗长势较好；土壤含水量为38.62%～53.35%时，幼苗抗逆性较好；土壤含水量为45.98%～53.35%时，叶片叶绿素含量较高。

川牛膝适宜的播种深度为0.61 cm，可以获得较高的出苗率，且出苗较整齐，同时后期幼苗抗逆性较好，叶片叶绿素含量高；播种后，土壤含水量以60.71%为宜，可以获得较高出苗率，且出苗较整齐；出苗后，土壤含水量以53.35%为宜，幼苗长势旺盛，抗逆性好，叶片叶绿素含量高，有利于培育壮苗。

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