不同栽培因素处理对川贝母和暗紫贝母种苗建成的影响动态及比较研究

马艳珠，张文广，李冉，成春亚，吴海旭，晋玲，2，3*，崔治家，2，3*，马毅，2，3，王振恒，2，3，王圆圆，2，3

（1.甘肃中医药大学药学院，甘肃 兰州 730000；2.西北中藏药省部共建协同创新中心，甘肃 兰州 730000；3.甘肃省珍稀中药资源评价与保护利用工程研究中心，甘肃 兰州 730000）

中药川贝母（Fritillariae Cirrhosae Bulbus）是我国传统名贵珍稀濒危中药材，以商品“松贝”品质最优且价格最高。近年来，作为“松贝”主要来源的川贝母（Fritillaria cirrhosa）和暗紫贝母（Fritillaria unibracteata）被广泛引种栽培［1］。然而，川贝母与暗紫贝母生长环境苛刻、种子休眠时间长、繁殖系数低、种苗繁育难度大、出苗不整齐，种苗建成规范化技术仍处于研究探索阶段，极大地限制了种子繁殖和栽培种植。目前，关于川贝母和暗紫贝母种子种苗的研究主要集中在种子休眠机理及萌发特性等方面，有研究表明，川贝母和暗紫贝母喜土层深厚、质地肥沃、排水良好、富含腐殖质的微酸性土壤［2］，适宜生长在年温差小而日温差大的高原或山区［3］，且生长过程应适当遮阴，并需对光、温、水、肥等栽培关键参数进行精细化管控［4-5］。刘翔等［6］发现在春季3月初，在塑料大棚中以牛粪腐殖土做川贝母苗床，配以遮阳、灌溉、保湿等措施，能有效延长川贝母生长期，提高1年生小鳞茎保有率。夏进春等［7］研究发现大棚内育苗较露地育苗发芽率高、出苗整齐，播种后黑膜覆盖可减少杂草，提高鳞茎的单粒质量，并且在施农家肥的基础上配施氮、磷、钾肥可明显提高川贝母生物量的积累。韩鸿萍等［8］认为合理的种植密度（450万株·hm-2）有利于提高暗紫贝母产量。李林宏等［9］研究发现四川阿坝州多年生川贝母氮、磷和钾肥的最佳施肥量分别为330、1560、400 kg·hm-2。李亚兄等［10］通过调查暗紫贝母原产地的生态环境及产地优质种源的繁育，为人工栽培暗紫贝母提供了具体方法。赵亚兰等［11］通过比较覆膜和露地育苗对甘肃贝母（Fritillaria przewalskii）和伊贝母（Fritillaria pallidiflora）出苗的差异性影响，建议采用覆膜育苗的方法进行贝母规范化育苗。尽管这些研究针对贝母属植物生长阶段的田间管理措施提出了诸多建议，但关于不同栽培因素下两种贝母种苗建成的生长动态及对比研究鲜有报道。当前贝母属种子繁殖仍面临着产量低、规范化生产困难等实际问题。因此，深入探讨川贝母和暗紫贝母种子萌发出苗生长规律及不同栽培因素处理下种苗建成的差异性，对两种贝母种苗繁育及优质壮苗培育的技术推广具有重要意义。本研究以川贝母和暗紫贝母为试验材料，研究播种方式、覆盖物、拌种方式、施肥量等不同栽培因素处理下川贝母和暗紫贝母的种子出苗生长规律，比较两种贝母种苗建成的动态发育过程，以期提出有助于提高两种贝母出苗率的农艺措施，为川贝母及暗紫贝母的规范化生产提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验田概况

试验地位于甘肃省定西市临洮县辛店镇上滩村（103°58′59.28″E，35°40′41.16″N，海拔2735 m），地处祁连山系东缘马衔山南坡山脚下，温带大陆性气候，年平均气温为7℃，最高气温34.6℃，最低气温-29.5℃，年平均降水量317～760 mm，无霜期80～190 d。试验田靠山背阳、土壤肥沃、排灌方便，可满足川贝母和暗紫贝母的育苗试验要求。播种前将试验田深翻，撒适量有机肥及喷洒一定浓度的土壤消毒剂进行消毒整地，在此基础上搭建长16 m，宽4 m，高2 m的日光试验温室，将地块划分为2列，分别为川贝母种植区和暗紫贝母种植区，在种植区分别划分长60 cm，宽50 cm的小区，共计6小列24行144个小区。各小区间以5 cm宽垄隔开，作为不同播种处理备用。试验过程中保证试验田内土壤条件、喷灌系统、遮光系统、田间管理等条件均一。

1.2 试验材料

供试材料川贝母和暗紫贝母种子各50 g，均采集于青海省海东市互助土族自治县川贝母规范化种植示范基地（101°59′33.34″E，36°59′36.96″N，海拔2886 m）。其中川贝母种子千粒重为1.724 g，暗紫贝母种子千粒重为1.280 g。播种试验于2021年3月22日进行，按四分法将川贝母和暗紫贝母的50 g种子分别分成72份，即每一小区平均播种川贝母种子414粒，暗紫贝母种子543粒。供试覆盖物为农家自留麦草、除杂草木灰、农家腐熟羊粪及当地林场采集筛净的松针等。供试肥料为尿素（N≥46%，青海云天化国际化肥有限公司）、过磷酸钙（P2O5≥12%，白银新九星农化科技有限公司）和硫酸钾（K2O≥52%，国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司）。

1.3 试验设计

1.3.1 播种方式设计 在川贝母和暗紫贝母种植区中分别设置撒播、条播、垄播（垄高3 cm）3个播种方式处理，播种深度为1 cm，其中条播、垄播行距均为10 cm，随机区组3次重复排列。

1.3.2 覆盖物设计 在川贝母和暗紫贝母种植区均采用条播育苗，播种深度为1 cm，覆土后分别设置麦草、草木灰、羊粪、松针4个覆盖物处理，其覆盖物厚度均为1 cm，随机区组3次重复排列。

1.3.3 拌种方式设计 在川贝母和暗紫贝母种植区设置草木灰拌种、羊粪拌种、不拌种3个处理，其中种子与各拌种物的体积之比为1∶10，播种深度为1 cm，随机区组3次重复排列。

1.3.4 “3414”施肥设计 在川贝母和暗紫贝母种植区，依照2005年农业农村部下发的“测土配方施肥技术规范（试行）”推荐的“3414”方案设计，布设“3414”肥效试验［9，12］，即设计氮肥、磷肥、钾肥3个因素，每个因素含4个施肥水平（0水平不施肥，2水平为当地推荐施肥量，1水平为2水平的0.5倍，3水平为2水平的1.5倍），共计14个处理（表1），每个处理3次重复。氮磷钾肥按施肥方案在播种10 d后施入。

表1 贝母育苗地“3414”施肥方案Table 1 The“3414”fertilization scheme of Fritillaria breeding field

1.4 测定指标与方法

从第一棵苗出土开始（将幼芽露出土层定义为出苗），每隔3 d早上8：00记录各处理方式下的种子出苗数，直至连续10 d出苗数达到最高峰不再变化为止，随后用游标卡尺测定种苗株高及基径。

式中：GI为出苗指数（germination index，GI），Gt为出苗试验的每日出苗数，Dt为出苗日数。

1.5 数据处理与统计分析

采用Excel 2010软件统计整理试验数据、作图，应用SPSS 26.0软件对不同处理下的同种贝母及同一处理下的不同贝母的出苗率、出苗势、出苗指数进行正态性检验、方差分析及秩和检验。

2 结果与分析

2.1 不同播种方式对两种贝母属植物种子出苗的影响

川贝母和暗紫贝母的出苗率、出苗势、出苗指数均为条播＞撒播＞垄播，其各自最高出苗率（条播）较最低出苗率（垄播）分别显著提高了180.83%、472.88%（P＜0.05）。各播种方式对川贝母株高和暗紫贝母株高及基径影响较小，无显著性差异（P＞0.05）。同一播种方式下，川贝母各出苗生长指标均高于暗紫贝母。进一步分析表明，川贝母撒播、条播、垄播的出苗率分别约为暗紫贝母的2、2、4倍（表2）。在已统计的播后天数范围内，不同播种方式的两种贝母种子表现出相似的出苗趋势（图1）。播种27 d后川贝母条播的出苗率超川贝母撒播。川贝母与暗紫贝母出苗完全的时间相近，均在（30±3）d。综合分析，条播比撒播、垄播更利于川贝母和暗紫贝母种子的出苗及植株生长。

图1 不同播种方式对两种贝母属植物种子出苗率的规律性影响Fig.1 Regular effects of different sowing methods on the seedling emergence rate of two Fritillaria species

表2 不同播种方式对两种贝母属植物种子萌发出苗生长的影响Table 2 Effects of different sowing methods on the seedling emergence and growth of two Fritillaria species

2.2 不同覆盖物对两种贝母属植物种子出苗的影响

川贝母出苗率、出苗指数和暗紫贝母出苗率、出苗势、出苗指数及基径均呈麦草覆盖＞松针覆盖＞草木灰覆盖＞羊粪覆盖（表3），川贝母最高出苗率（麦草覆盖）与最低出苗率（羊粪覆盖）差异显著（P＜0.05）；同种覆盖物下，川贝母的出苗率、出苗势和出苗指数均高于暗紫贝母，但多数差异不显著（P＞0.05）。两种贝母在使用麦草覆盖时株高最高，且与羊粪覆盖时的最低株高差异显著（P＜0.05）。在整个统计的播后天数范围内，除羊粪覆盖外的其他覆盖物下，两种贝母属植物种子表现出相似的“S型”出苗趋势（图2），即在播后前24 d内，川贝母与暗紫贝母种子出苗缓慢，在24～33 d左右出苗率增长较快，播后33 d后，出苗率趋于平缓。同一播后天数不同覆盖物处理下，两种贝母属植物出苗率存在差异。采用羊粪覆盖或草木灰覆盖的两种贝母属植物出苗率均不足10%；采用松针覆盖时川贝母出苗率为52.37%，暗紫贝母出苗率为11.70%；而采用麦草覆盖时川贝母和暗紫贝母出苗率均高于松针覆盖，分别可达58.96%和35.36%。综合分析，选用麦草作为两种贝母种子覆盖物较松针、草木灰、羊粪更有利于其种子出苗及植株生长。

图2 不同覆盖物对两种贝母属植物种子出苗率的规律性影响Fig.2 Regular effects of different mulches on the seedling emergence rate of two Fritillaria species

表3 不同覆盖物对两种贝母属植物种子萌发出苗生长的影响Table 3 Effects of different mulches on the seedling growth of two Fritillaria species

2.3 不同拌种方式对两种贝母属植物种子出苗的影响

同一拌种处理下，除羊粪拌种的出苗率、出苗势及出苗指数外，川贝母出苗生长指标均高于暗紫贝母，且部分差异显著（P＜0.05）（表4）。川贝母和暗紫贝母不拌种处理的出苗率均高于拌种处理，不拌种处理下，川贝母出苗率可达76%以上，约为暗紫贝母的2倍。川贝母不拌种处理株高与拌种处理无显著性差异（P＞0.05），其基径不拌种处理显著高于拌种处理（P＜0.05）；暗紫贝母不拌种处理时株高最高，并显著高于羊粪拌种（P＜0.05），其不拌种处理的基径最低，与其他处理基径间差异不显著。在已统计的播后天数范围内，不同拌种方式下的两种贝母属植物种子均表现出相似的“S型”出苗趋势（图3），即在播后前24 d内，贝母种子出苗缓慢，播后24～36 d出苗率增长较快，播种36 d后，出苗率趋于平缓。同一播后天数间，同种贝母种子不同拌种方式下出苗率存在差异。综合分析，不拌种处理较拌种处理更有利于川贝母和暗紫贝母种子出苗。

图3 不同拌种方式对两种贝母属植物种子出苗率的规律性影响Fig.3 Regular effects of different seed dressing methods on the seedling emergence rate of two Fritillaria species

表4 不同拌种方式对两种贝母属植物种子萌发出苗生长的影响Table 4 Effects of different seed dressing methods on the seedling growth of two Fritillaria species

2.4 不同施肥方式对两种贝母属种子出苗的影响

在整个已统计的播后天数范围内，不同施肥方式下的川贝母种子表现出相似的“S型”出苗趋势（图4），即在播后前21 d内，川贝母种子出苗缓慢，大多处理在播后21～24 d内种子出苗数最多，播种36 d后，出苗率趋于平缓。暗紫贝母种子N0P2K2、N2P3K2、N1P2K2、N2P2K1及N2P2K3处理的出苗率与播后天数呈幂函数正相关关系，其他处理的出苗率与播后天数呈“S型”出苗趋势（图5），且大多处理在播后27～30 d内完全出苗。

图4 不同施肥方式对川贝母种子出苗率的规律性影响Fig.4 Regular effects of fertilizer treatments on the seedling emergence rate of F.cirrhosa

图5 不同施肥方式对暗紫贝母种子出苗率的规律性影响Fig.5 Regular effects of fertilizer treatments on the seedling emergence rate of F.unibracteata

川贝母各施肥处理间出苗率、出苗势、出苗指数及株高均存在差异，且部分差异显著（P＜0.05），N2P2K0处理下川贝母出苗率最高，较不施肥处理提高15.67%，且约为最低出苗率N2P1K2处理的7倍（表5）。暗紫贝母各施肥处理间出苗生长指标均存在差异，且部分差异显著（P＜0.05）。N0P2K2处理下，暗紫贝母出苗率、出苗势及出苗指数最高，分别可达30.32%、14.49%和21.93，N2P2K3处理下出苗率、出苗势及出苗指数均最低，且其最高出苗率约为最低出苗率的22倍。同种施肥方式下，川贝母各出苗生长指标大多都高于暗紫贝母。

表5 不同施肥方式对两种贝母属植物种子萌发出苗生长的影响Table 5 Effects of different fertilizer treatments on the seedling growth of two Fritillaria species

随氮水平的升高，川贝母出苗率和出苗势均呈先增加后降低再略微增加的变化趋势，其出苗指数呈先持续降低后增加的趋势，株高呈先增加后持续降低趋势，基径呈先降低后增加再降低趋势；暗紫贝母出苗率、出苗势、出苗指数及株高均随氮水平的升高呈先降低后增加趋势，其基径呈先降低后增加再降低趋势。随磷水平的升高，川贝母和暗紫贝母的出苗率、出苗势、出苗指数及株高均呈先降低后持续增加的变化趋势，两种贝母基径呈先增加后降低趋势。随钾水平的升高，川贝母出苗率、出苗势、出苗指数均呈先持续降低后增加的趋势，其株高及基径则相反，呈先增加后降低的趋势；暗紫贝母出苗率、出苗势、出苗指数及基径均随钾水平的升高呈先降低后增加再降低的趋势，其株高呈先增加后降低再增加的变化趋势。

结合出苗率、出苗势、出苗指数、株高及基径等指标分析得出川贝母和暗紫贝母种子萌发出苗生长过程中的最佳施肥处理分别为N2P1K1及N0P2K2，最佳施肥量分别为氮2.00 g·m-2、磷4.90 g·m-2、钾1.25 g·m-2及氮0.00 g·m-2、磷9.80 g·m-2、钾2.50 g·m-2。

3 讨论

3.1 两种贝母属植物种苗建成的动态规律

种子种苗是中药材标准化生产的物质资料源头，是实现中药材优质化生产的前提条件。种子萌发出苗作为药用植物生长的起始阶段，在种群结构及种群的更新延续中起到关键作用［13-14］。本研究表明不同栽培因素处理下，随着播后天数的增加，川贝母和暗紫贝母种子出苗大多呈现“慢-快-慢”的“S型”变化趋势，即播后15 d起开始陆续出苗，在（21±3）d进入出苗高峰期，且高峰期持续10 d左右，在（30±3）d后出苗基本完全。这与不同施肥量处理下蒙古黄芪（Astragalus membranaceusvar.mongholicus）出苗趋势［15］、覆膜及露地育苗的贝母种子出苗进程［11］及醉马草（Achnatherum inebrians）种子萌发出苗生长趋势［16］等结果一致。综合考虑，应在贝母属种子出苗高峰期加强其水肥及田间管理，促进一年生植株的根系及鳞茎生长，提高种子的成苗率及壮苗率。

3.2 不同处理对两种贝母属植物种子生长发育的影响

出苗势和出苗指数是种子出苗率的动态表达。出苗势反映种子出苗整齐度及种子生命力，出苗势大的种子出苗齐且壮；出苗指数反映种子的活力，出苗指数越大，种子的活力越高。株高和基径是反映幼苗长势的重要指标。合理的栽培措施不仅可以提高种子出苗率，还能培育优质壮苗。

3.2.1 不同播种处理对两种贝母属植物种子生长发育的影响 播种方式与种子出苗率、群体结构及干物质的积累密切相关［17］。川贝母一般采用撒播与条播的播种方式［5］。在本研究中，条播或撒播的贝母属种子出苗率、出苗势、出苗指数均高于垄播，且更利于其幼苗生长。这可能与贝母属植物喜湿润，耐低温，忌干旱的生物学特性有关。即不同播种方式下，垄播的空间面积较条播及撒播大，在日光试验温室中空气流通性强，大气与土壤气体的交换过程加快，同时间段内垄播的土壤水分蒸发快。这与张松超等［18］、赵凯男等［19］认为的条播、撒播时小麦（Triticum aestivum）出苗率最差的观点有所不同，故其可能与种植品种和周边生态环境等相关。

3.2.2 不同覆盖物处理对两种贝母属植物种子生长发育的影响 在作物及中药材种植过程中，设计覆盖物处理可有效抑制田间杂草、改善土壤质量及降低病虫害发生风险等［20-21］。夏进春等［7］和赵亚兰等［11］利用川贝母与禾本科杂草的生长周期差异，以黑膜覆盖的种植方式控制杂草。本研究中，麦草或松针覆盖时贝母种子的出苗指标较羊粪或草木灰更优。不同覆盖物选择下，麦草、松针覆盖不仅可以避免阳光直射地面导致的土壤水分蒸发，阻挡灌溉时水分的径流，有效保蓄土壤水分，阻隔春季冷空气的侵袭，预防冻害，改善土壤表层的温湿条件，还可以抑制田间杂草，为贝母属植物种子的生长发育提供充足空间及养料；施有腐熟羊粪的土壤中含有大量有机质，其中有机质在分解过程中易消耗土壤中的氧气，使土壤暂时性处于缺氧状态，从而使贝母属植物生长受到抑制；贝母属植物喜含腐殖质的微酸性土壤，而草木灰作为碱性肥料，较高的pH易导致微生物呼吸作用降低，不利于其生长发育，且草木灰质地轻，作覆盖物时易飞扬，经水淋洗后肥效变弱。根据卢晓等［22］的报道，作为浙贝母（Fritillaria thunbergii）覆盖物，有机粪的土壤透气性远不及菇渣，不利于浙贝母的生长发育。因此，一般不使用有机粪作为贝母属植物的覆盖物。

3.2.3 不同拌种处理对两种贝母属植物种子生长发育的影响 目前在中药材育苗过程中常采用药剂拌种提高种子出苗率，此外也有一些天然物质拌种处理的方式。本研究中，不拌种处理较羊粪拌种及草木灰拌种更利于贝母种子生长出苗。这与草木灰拌党参（Codonopsis pilosula）［23］、马铃薯（Solanum tuberosum）［24］、小麦［25］、牧草［26］等能提高其作物或药材产量的结果不同。这可能与作物或中药材的生长环境不同及草木灰用量等有关。

3.2.4 不同施肥处理对两种贝母属植物种子生长发育的影响 肥料作为中药材及农作物生产中的物质基础，一定程度上决定其产量高低及质量优劣。合理施用肥料不仅可以节本增效，还能减少因多施滥施导致的环境污染。本研究发现川贝母和暗紫贝母对肥料的需求相对较小，施肥过少或过量都不利于其生长，其最佳施肥量为川贝母施氮2.00 g·m-2、磷4.90 g·m-2、钾1.25 g·m-2，暗紫贝母施氮0.00 g·m-2、磷9.80 g·m-2、钾2.50 g·m-2。此时两种贝母种子的生长发育最优，出苗率高于不施肥，且出苗势、出苗指数、株高、基径等指标适宜。该结果与李林宏等［9］、张礼等［27］的研究结果一致。

4 结论

本研究在贝母属植物生长环境、种植密度、覆膜育苗、施肥处理等田间管理措施研究的基础上，从播种方式、覆盖物种类、拌种方式、“3414肥料试验”等角度对川贝母和暗紫贝母的出苗率、出苗势、出苗指数、株高、基径等进行了全面系统地分析，提出更全面更符合实际生产的各项田间措施，并比较了川贝母和暗紫贝母的种苗建成差异。结果表明，两种贝母属植物种子生长发育具有明显的阶段性，川贝母和暗紫贝母种子出苗率随播后天数的增加整体呈现“S型”趋势。即播后15 d开始陆续出苗，但出苗速度较慢，（21±3）d出苗速度最快，且持续约10 d，之后出苗速度变缓，在（30±3）d基本完成出苗。部分处理的出苗率与播后天数呈幂函数正相关关系，如暗紫贝母的N0P2K2、N2P3K2、N1P2K2、N2P2K1、N2P2K3处理。条播较撒播或垄播更利于贝母幼苗生长。麦草覆盖时贝母种子的出苗指标较松针、羊粪、草木灰更优，不拌种处理较羊粪拌种及草木灰拌种更利于贝母种子生长发育。川贝母和暗紫贝母最佳施肥量分别为氮2.00 g·m-2、磷4.90 g·m-2、钾1.25 g·m-2及氮0.00 g·m-2、磷9.80 g·m-2、钾2.50 g·m-2，在此施肥量下，两种贝母种子的生长发育最优。该研究有利于提高川贝母和暗紫贝母种苗建成过程中的出苗率及壮苗率，对贝母属植物的产业化生产具有重要的实践指导意义。为了有效保证贝母属植物的有性繁殖成功率，今后还应进行以下相关研究：1）不同等级的贝母属植物种子与其种苗建成研究；2）水分、光照等因素对贝母属植物种苗的影响；3）种苗根系微生物群落的建成。