不同播种方法对牡丹种子萌发和苗体发育的影响

王茜赟，杨林菲，史国安*

(1.河南科技大学 牡丹学院/洛阳市牡丹生物学重点实验室，河南 洛阳 471023；2.洛阳市气象局，河南 洛阳 471023)

牡丹(PaeoniasuffruticosaAndr.)为芍药科芍药属牡丹组多年生落叶灌木，是一种原产中国的特色花卉资源，在我国已有超过1 500 a的栽培历史[1]。牡丹不仅具有重要的观赏和药用价值，还具有较高的油用价值[2-3]。牡丹籽油不饱和脂肪酸含量92.26%，其中α-亚麻酸含量42%以上[4]，极具经济价值和营养价值。2011年中华人民共和国原卫生部将牡丹籽油列入新资源食品目录[5]，标志着油用牡丹成为一种新兴的木本油料作物，为其大面积开发利用奠定了基础。

目前，油用牡丹大面积栽培以种子育苗繁殖为主[6]。牡丹种子具有上下胚轴双重休眠的特性，导致其萌发率低[7-9]。牡丹播种经夏季高温后胚根萌发，冬季低温后胚芽萌发[10]，至翌年春天才能成苗，从播种到获得牡丹实生苗长达8个月[11-12]。播种时间对牡丹出苗率、苗高和根系生长均有显著影响，适期播种有利于牡丹种子萌发，促进当年根系伸长，提高抗寒力[13-16]。播量是合理密植的基础，直接影响单位面积产量和质量[17]。若育苗密度过大，植株营养面积小，苗木相互拥挤，易造成光照不足，从而降低光合作用；通风状况不良，还会导致苗木细弱多病[18]。播种深度对于种子萌发和幼苗的生长也有一定的影响。深层土壤中更湿润的环境可以减少种子和幼苗死亡，因此适度深埋比埋藏较浅的种子更容易萌发，并且埋藏较深的种子萌发形成的幼苗出土困难，易导致种子萌发率和出苗率降低[19-20]。

以往牡丹播种育苗多基于生产经验，关于油用牡丹播种育苗的系统研究鲜见报道。为此，本试验对牡丹种子播后出苗率、生长发育状况进行分析，探讨适宜的播期、播量与播深，以期为油用牡丹优质高效育苗技术研究提供理论支持。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2016年9月—2018年5月在宜阳县柳泉镇水兑村某农业种植合作社试验田(N112°06′15″、E34°31′45″)进行。试验田土壤为碳酸盐褐土，全氮含量1.5 g/kg、全磷含量1.5 g/kg、全钾含量8.5 g/kg。试验地属于暖温带大陆性季风气候，2016年9月至2017年9月平均气温18.3 ℃、平均降水量652.4 mm。

1.2 播种期气象条件

2016年9月—12月，随着播种时间的推迟，月平均气温逐渐下降，气象条件见表1。

表1 播种期气象条件

1.3 试验材料与设计

选择当年采摘的凤丹牡丹种子进行播种育苗，种子千粒质量305.7 g，用清水浸泡48 h后开沟条播。试验小区长3 m、宽1 m、面积3 m2。

播期试验：2016年9月5日—12月4日，每7 d为1个播期，共14个播期；播种深度4 cm，行距20 cm、株距2 cm，基础播量250万粒/hm2。

播量试验：于2016年9月5日进行播种，行距20 cm，播种深度4 cm。设置5个播种密度：125万、167万、250万、333万、500万粒/hm2。

播深试验：于2016年9月5日进行播种，行距20 cm、株距2 cm，播量250万粒/hm2。设置5个播种深度：2、4、6、8、10 cm。

1.4 测定指标与方法

于2017年5月进行出苗率、苗高测定，2018年5月进行保苗率、苗高测定。

出苗率=(出苗数/播种种子总数)×100%，

保苗率=(第2年存活的苗数/播种种子总数)×100%。

待叶片长、宽达到最大后，于2017年5月和2018年5月每个处理随机选择5株牡丹，重复3次，用比叶质量法测定单株叶面积和质叶比。

于2017年5月、9月和2018年5月，每个处理随机选择5株整株，重复3次。浇透水后深挖40 cm，尽量保全根系，将带土团的牡丹植株置于铺有湿报纸的聚乙烯箱中，迅速带回实验室洗净根部泥土。测定茎粗和根粗后，将根、叶柄、叶分离，烘干后称量干物质量，并统计根苗比。

1.5 数据处理

试验数据采用Excel 2010分析并绘制图表，采用SPSS 17.0进行统计学分析。

2 结果与分析

2.1 不同播期、播量和播深对牡丹种子出苗率和保苗率的影响

不同播期对牡丹种子出苗率有显著影响(图1)。随着播期的推迟，牡丹种子出苗率呈下降趋势。9月5日播种时，出苗率达到最大(87.0%)；10月9日以后，随着播期的推迟，牡丹种子出苗率呈迅速下降趋势，11月6日后牡丹种子不能正常萌发出苗。播期与出苗率呈反“S”曲线，拟合的Logistic生长曲线方程为y=83.46/(1+0.000059e-0.197x)，拟合度R2为0.982，推导出出苗率不低于50%的拐点时间为10月12日。10月19日以后播种，出苗率低于25%，生产上无实际意义。随着播期的推迟，牡丹幼苗保苗率亦呈下降趋势。9月5日播种，保苗率最高(82.1%)。与10月9日至16日播种相比，9月5日至10月2日播种的牡丹幼苗保苗率显著提高。播期与保苗率亦呈反“S”曲线，拟合的Logistic生长曲线方程为y=81.45/(1+0.000022e-0.232x)，拟合度R2为0.979，推导出保苗率不低于50%的拐点时间为10月9日。10月15日后播种，保苗率低于25%，生产上无实际意义。根据出苗率和保苗率不低于50%的拐点出现的理论时期，由此判断9月5日至10月9日为牡丹育苗的适宜播种时期。

不同小写字母表示各处理之间差异显著(P<0.05)，下同

不同播量对牡丹幼苗出苗率无显著影响(图2)。不同播量的牡丹种子出苗率均高于80%。随着播量升高，牡丹幼苗保苗率呈下降趋势。与333万、500万粒/hm2播量相比，125万、167万、250万粒/hm2播量的牡丹幼苗保苗率显著增加。

图2 不同播量对牡丹种子出苗率和保苗率的影响

由图3可知，随着播深的增加，出苗率呈先升高后下降的趋势。当牡丹种子播深为2、4、6、8、10 cm时，出苗率分别为78.0%、90.3%、84.0%、78.0%、62.3%，播深对出苗率有显著影响。在播深为4、6 cm时，牡丹种子出苗率最高。随着播深的增加，牡丹幼苗保苗率呈先升高后下降的趋势。播种深度为4、6 cm时，保苗率最高。播种深度为10 cm时，保苗率仅为53.6%，播种过深不利于幼苗存活。

图3 不同播深对牡丹种子出苗率和保苗率的影响

2.2 不同播期、播量和播深对牡丹幼苗生物量的影响

随着播期的推迟，牡丹幼苗根、叶、总生物量呈下降趋势(表2)。与10月9日至10月16日播种相比，9月5日至10月2日播种的牡丹幼苗总生物量显著提高。表明适时播种有利于牡丹幼苗苗体的干物质积累。

随着播量升高，牡丹幼苗根、叶和总生物量显著降低，根苗比无显著差异(表3)。与播量为125万、167万、250万粒/hm2相比，播量为333万、500万粒/hm2时总生物量显著下降。

随着播深增加，牡丹幼苗总生物量呈先升高后下降的趋势(表4)。2017年5月5日和9月5日测定时，播深为4、6 cm的牡丹育苗根、叶和总生物量相对较高。但当播深超过一定限度时，幼苗生长受到抑制。可见，播种过深或过浅均不利于干物质积累。

表2 不同播期对牡丹幼苗生物量的影响

注：同列数据后不同小写字母表示各处理之间差异显著(P<0.05)，下同。

表3 不同播量对牡丹幼苗生物量的影响

表4 不同播深对牡丹幼苗生物量的影响

2.3 不同播期、播量和播深对牡丹苗体生物量的影响

2018年5月调查，随着播期的推迟，牡丹苗体的根、苗和总生物量呈下降趋势(表5)。与10月9日至16日相比，9月5日至10月2日播种牡丹幼苗总生物量显著提高。

随着播量的增加，牡丹苗体的根、苗和总生物量显著降低，根苗比无显著差异。与播量为125万、167万、250万粒/hm2相比，播量为333万、500万粒/hm2时根生物量显著降低。

由表5可知，随着播深的增加，牡丹苗体的根、苗和总生物量呈先升高后下降的趋势。播深为4、6 cm时根、苗和总生物量达到最大。

表5 不同播期、播量和播深对牡丹苗体生物量的影响

2.4 不同播期、播量和播深对牡丹苗体发育状况的影响

2018年5月5日对苗体发育状况指标进行测定。如表6所示，不同播期对牡丹苗体的苗高、茎粗、根粗、叶面积均有显著影响。9月5日播种的牡丹苗高最高(43.7 cm)，与其他日期播种的牡丹苗差异显著。随着播期的推迟，牡丹茎粗、根粗和叶面积整体呈下降趋势，但质叶比差异不显著。表明播期是影响牡丹苗体生长发育的关键因素。

不同播量对牡丹苗体的苗高、茎粗、根粗、叶面积和质叶比有显著影响。随着播量的增加，苗高呈显著下降趋势，播量为125万粒/hm2时，苗高最高(40.5 cm)，显著高于其他处理；同时，随着播量的增加，茎粗、根粗、叶面积和质叶比亦呈现下降趋势，其中125万、167万粒/hm2播量的茎粗之间没有显著差异。表明播种量对苗体质量有重要的影响。

不同播深对牡丹苗高、茎粗、根粗、叶面积和质叶比有显著影响。播深4、6、8 cm时，牡丹苗高、茎粗、根粗显著大于其他2个播深。4 cm播深牡丹的叶面积最大(332.8 cm2/株)，4、6 cm播深的质叶比达到最大。说明播种过浅和过深均不利于牡丹苗体的健康发育。

表6 不同播期、播量与播深对牡丹苗体发育状况的影响

3 结论与讨论

3.1 不同播期对牡丹种子出苗和苗体生长的影响

播期主要受降雨量、气温等气象要素的影响，是决定牡丹育苗成功的关键因素。随着播期的推迟，牡丹出苗率和幼苗生长有显著的差异。出苗后调查发现，9月5日播种的牡丹种子出苗率和保苗率达最大，分别为87.0%和82.1%，与在9月11日、9月18日、9月24和10月2日播种的牡丹幼苗出苗率无显著差异，与10月9日至10月16日播种的牡丹幼苗出苗率间差异显著，10月23日至11月6日播种，牡丹幼苗出苗率仅为6.2%、2.8%和1.7%，说明播种过晚以至于不能正常萌发出苗。通过对播期与牡丹出苗率和保苗率的拟合分析，求得50%出苗率和50%保苗率的理论拐点时期分别为10月12日和10月9日。通过进一步对牡丹苗体生物量和发育状况进行测定，发现9月5日至10月2日播种，牡丹苗体生长发育状况优于后期播种的牡丹。结合气温变化资料，在土壤水分得到有效保障的前提下，认为平均气温20 ℃左右是牡丹育苗的适宜气象条件，建议牡丹的最适播期为9月上旬至10月上旬。研究结果与叶艳涛等[21]油用牡丹9月初即可播种，最迟10月中旬以前播种的结论相一致。

3.2 不同播量对牡丹种子出苗和苗体生长的影响

播量过大影响苗木质量，播量过小影响单位面积的苗木数量[22-25]。本研究结果表明，不同播量对牡丹种子出苗率没有显著影响，播量主要影响牡丹苗体根、叶柄、叶的生长发育，高密度播种导致牡丹个体之间的空间和养分竞争加剧，不利于获得优质壮苗。在兼顾牡丹苗个体发育良好和单位面积数量较高的前提下，建议牡丹的最适播量为250万粒/hm2。

3.3 不同播深对牡丹种子出苗和苗体生长的影响

适期播种条件下，播深在4、6 cm时，牡丹幼苗出苗率、苗高、根粗、茎粗和幼苗总生物量相对较高。播深为2 cm、10 cm时，牡丹幼苗出苗率和苗体发育状况显著变差。陈学湘等[26]研究表明，播种深度在3～5 cm，出苗率最高，有利于种苗的生长，与本研究结果一致。因此，建议牡丹种子播深4～6 cm。

综上所述，在满足水分、温度需求的生态条件下，为兼顾牡丹的育苗效率和获得优质壮苗，推荐牡丹的播种方式为：播期为9月上旬至10月上旬，播量250万粒/hm2，播深4～6 cm。