9 份小茴香種質(zhì)資源的種子質(zhì)量和田間比較試驗(yàn)

陳曉文 張 蓉 路 平 李富春 魏進(jìn)堂

（1 甘肅省定西市通渭縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，通渭 743300；2 甘肅省定西市種子管理站，定西 743000）

小茴香（Foeniculum vulgareMill.）又名懷香、懷香子、茴香子[1]，系傘形科茴香屬草本植物[2]，是一種重要的多用途芳香植物[3]。小茴香原產(chǎn)于地中海地區(qū)，適應(yīng)性較強(qiáng)，在我國(guó)各地均有分布[4]。由于小茴香的籽粒中含有茴香酮、茴香醛這兩種揮發(fā)油[1]，故小茴香的葉子和籽粒都具有特殊的香味。嫩葉嫩莖可以作為蔬菜食用[5]，種子具有溫腎暖肝、行氣止痛、和胃之功效，被用作藥用、調(diào)味品和香料[3]。小茴香的種子為植物學(xué)上的雙懸果，由于果皮較厚又含有揮發(fā)油，吸水能力和透氣能力差，所以在生產(chǎn)中存在著發(fā)芽率低、出苗不全的問(wèn)題[6]。

由于小茴香耐干旱、瘠薄和鹽堿，具有經(jīng)濟(jì)效益高、用途廣泛等特點(diǎn)，在全國(guó)各地均有種植，尤其在西北旱作農(nóng)業(yè)區(qū)是一種具有獨(dú)特區(qū)域優(yōu)勢(shì)的經(jīng)濟(jì)作物。但是，大部分地區(qū)仍然沿用當(dāng)?shù)氐淖粤舴N，種質(zhì)資源混雜，沒(méi)有一個(gè)真正高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的優(yōu)良材料來(lái)代替農(nóng)民的自留種。因此，結(jié)合種質(zhì)資源普查工作和當(dāng)?shù)貙?shí)際，從省內(nèi)外科研院所和高校、部分市縣區(qū)農(nóng)戶家中收集了9 份不同的小茴香種質(zhì)資源材料，旨在通過(guò)發(fā)芽試驗(yàn)，研究這些小茴香材料種子的發(fā)芽特性和最適發(fā)芽溫度，解決生產(chǎn)中小茴香出苗率低的問(wèn)題，并為小茴香最佳播期的確定提供理論依據(jù)；通過(guò)田間試驗(yàn)，對(duì)不同小茴香材料的農(nóng)藝性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，篩選出適合旱作農(nóng)業(yè)區(qū)種植的最佳材料，為旱作農(nóng)業(yè)區(qū)大面積推廣種植小茴香提供優(yōu)異的種質(zhì)資源。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)地設(shè)在通渭縣平襄鎮(zhèn)旱作農(nóng)業(yè)科技示范區(qū)，土質(zhì)為黑壚土，海拔1930m，年均氣溫7.6℃，無(wú)霜期140d，年降水量380～400mm，干旱少雨，屬典型的干旱半干旱區(qū)。供試土壤pH 值8.4，全鹽15.02g/kg，有機(jī)質(zhì)9.1g/kg，全氮0.34g/kg，有效磷2.6mg/kg，速效鉀67mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料試驗(yàn)材料共包含9 份由不同地方收集來(lái)的小茴香材料，具體來(lái)源為：西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院（材料1）、甘肅省通渭縣什川鎮(zhèn)山坡村（材料2）、甘肅省隴西縣云田鎮(zhèn)神家川村（材料3）、甘肅省民勤縣東湖鎮(zhèn)東潤(rùn)村（材料4）、寧夏回族自治區(qū)海原縣西安鎮(zhèn)園河村（材料5）、寧夏回族自治區(qū)海原縣觀橋鎮(zhèn)張灣村（材料6）、甘肅省玉門(mén)市黃閘灣鄉(xiāng)黃閘灣村（材料7）、河西學(xué)院農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)院（材料8）、甘肅省定西市種子管理站（材料9）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 種子質(zhì)量測(cè)定試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，共9 個(gè)材料，恒溫試驗(yàn)設(shè)15℃、20℃、25℃和30℃4個(gè)溫度水平，3 次重復(fù)。變溫試驗(yàn)先高溫后低溫（8h/16h），設(shè)20℃/10℃、25℃/10℃、30℃/10℃ 3個(gè)變溫水平，3 次重復(fù)。將小茴香種子用清水洗干凈，用0.5%的NaClO 溶液消毒滅菌20min，將處理過(guò)的種子用蒸餾水沖洗4 次，取處理后的單懸果種子100 粒，腹面朝下均勻擺放在事先鋪有濾紙的培養(yǎng)皿（直徑為15cm）中，再向培養(yǎng)皿中加15～20mL蒸餾水，分別置于設(shè)置相應(yīng)溫度的培養(yǎng)箱中暗培養(yǎng)。

1.3.2 田間試驗(yàn)試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)材料種植一個(gè)小區(qū)，3 次重復(fù)，共計(jì)27 個(gè)小區(qū)。小區(qū)長(zhǎng)6.7m，寬6.5m，每小區(qū)行距40cm，小區(qū)總面積43.55m2。

試驗(yàn)地土壤養(yǎng)分一致，試驗(yàn)前使用旋耕機(jī)將土壤旋耕，使地面平整，無(wú)大的坷垃。播期為2020 年4 月18 日，采用人工開(kāi)溝將不同材料小茴香均勻條播，播量1.0～1.5kg/667m2，播深2.5～3.0cm。

試驗(yàn)中每小區(qū)施用磷酸二銨（總養(yǎng)分64%，N-P2O5-K2O：18-46-0）1.4kg 作基肥。在幼苗顯行時(shí)，進(jìn)行中耕松土，人工拔除雜草。在6 月28 日進(jìn)行第1 次灌水，8 月1 日進(jìn)行第2 次灌水，整個(gè)生育期共灌水2 次。10 月1 日前后進(jìn)行收獲，每個(gè)材料人工單獨(dú)收獲，單獨(dú)測(cè)產(chǎn)。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1 種子質(zhì)量試驗(yàn)測(cè)定指標(biāo)與方法測(cè)定不同溫度下小茴香種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)及種子活力。發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)束時(shí)（第14 天）測(cè)量芽長(zhǎng)、芽重、根長(zhǎng)、根重。參照張春慶等[7]的方法計(jì)算發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)。

發(fā)芽率=（種子發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)）×100%

發(fā)芽勢(shì)=（發(fā)芽試驗(yàn)規(guī)定日期內(nèi)（第7 天）發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)）×100%

發(fā)芽指數(shù)（GI）=∑（Gt/Dt）（式中Dt 為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)，Gt 為與Dt 相對(duì)應(yīng)的不同時(shí)間t 天的發(fā)芽數(shù)，∑為總和）

活力指數(shù)（VI）=GI×S（式中S 為一定時(shí)期內(nèi)正常幼苗的長(zhǎng)度）

1.4.2 田間測(cè)定指標(biāo)與方法試驗(yàn)前采集土壤，利用化學(xué)分析滴定法、比色法等分析土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)（土壤自然含水量、土壤堿解氮、有效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、pH 值）。苗期統(tǒng)計(jì)出苗率，生育期測(cè)定株高、莖粗、干物質(zhì)量，收獲前每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取10 株進(jìn)行室內(nèi)考種，考種項(xiàng)目有株高、莖粗、干物質(zhì)量、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素。

1.5 數(shù)據(jù)處理采用Excel 2007 和統(tǒng)計(jì)軟件DPS 7.05 對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子質(zhì)量檢驗(yàn)

2.1.1 不同恒溫條件下的發(fā)芽率由圖1 可以看出，不同溫度處理對(duì)小茴香的萌發(fā)產(chǎn)生了影響，適宜的溫度可以促進(jìn)小茴香種子的萌發(fā)和生長(zhǎng)。同一材料在不同恒溫下的發(fā)芽情況為25℃下的發(fā)芽率最高（僅材料2 除外），9 個(gè)材料在25℃下的平均發(fā)芽率為76.93%，在15℃、20℃下的發(fā)芽率差別不大，分別為72.74%、73.63%，30℃下的發(fā)芽率最低，為36.89%，高溫不利于小茴香種子的萌發(fā)。同一溫度水平下，9 份材料中，材料2 的發(fā)芽率最低，材料7最高，說(shuō)明材料2 種子活力最低，材料7 種子活力最高。同一材料不同溫度下種子的發(fā)芽率不同，說(shuō)明適宜的溫度是小茴香發(fā)芽的必要條件，本試驗(yàn)結(jié)果表明小茴香最適合的發(fā)芽溫度為25℃。

圖1 參試小茴香在不同恒溫條件下的發(fā)芽率

2.1.2 不同變溫下的發(fā)芽率由圖2 可以看出同一材料在不同變溫條件下的發(fā)芽情況，在30℃/10℃變溫下的發(fā)芽率明顯低于25℃/10℃和20℃/10℃變溫水平下的發(fā)芽率（材料3 除外），材料3 在30℃/10℃變溫下的發(fā)芽率明顯高于25℃/10℃和20℃/10℃變溫水平下的發(fā)芽率，在30℃恒溫下的發(fā)芽率為0.67%，而在30℃/10℃變溫下的發(fā)芽率為87.33%，顯著高于恒溫下的發(fā)芽率，說(shuō)明變溫條件對(duì)材料3 的發(fā)芽與生長(zhǎng)起促進(jìn)作用，即晝夜溫差大的地區(qū)有利于材料3 種子的發(fā)芽與生長(zhǎng)。材料1、材料6 和材料8 在25℃/10℃下的發(fā)芽率最高，分別為74.67%、79.00%、93.00%；材料2、材料4、材料5、材料7、材料9 在20℃/10℃的發(fā)芽率分別為41.33%、68.00%、88.67%、95.00%、94.00%，說(shuō)明過(guò)大的溫差不利于這些小茴香材料的發(fā)芽生長(zhǎng)，它們更適合在晝夜溫差小的地區(qū)發(fā)芽生長(zhǎng)。

圖2 參試小茴香在不同變溫條件下的發(fā)芽率

不同材料小茴香的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、種子活力各有不同。這些指標(biāo)直接決定小茴香在田間的出苗率，從而影響小茴香的最終產(chǎn)量。由表1 可知，材料7 的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、種子活力最高，分別為44.67%、92.67%、81.52、11.34；而材料2 的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)最低，分別為3.67%、42.67%、23.93，兩者差異顯著。材料7 和材料8 的發(fā)芽率雖相同，但是材料8 的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、種子活力均低于材料7；材料3 的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)雖高于材料2，但種子活力低于材料2，為0.74，在9 個(gè)材料中處于最低水平。材料4 的種子活力比材料1 高出1.31，材料5、材料6、材料9的種子活力差異不顯著，材料5 比材料6 高出0.45，比材料9 高出0.67。

表1 參試小茴香的種子質(zhì)量檢驗(yàn)

2.2 植株性狀分析

2.2.1 株高分析由圖3 可以看出不同材料小茴香的株高不同，株高均隨著生育期的變化而增加，苗期到開(kāi)花期增加最快，在籽實(shí)期株高趨于穩(wěn)定，這符合植株生長(zhǎng)曲線。各個(gè)材料的株高變幅在92～115cm 之間。不同材料中，材料4 的株高最高，為113.72cm，材料8 的株高最矮，為59.46cm，相差54.26cm；材料1 株高次之，為109.91cm，材料2 株高較高，為104.07cm；材料3、材料5、材料6、材料7、材料9 的株高較低，分別為94.55cm、94.54cm、97.99cm、88.37cm、91.89cm。

圖3 參試小茴香株高趨勢(shì)

2.2.2 莖粗分析由圖4 可以看出各個(gè)小茴香材料的莖粗隨著生育期的變化而增加，苗期到開(kāi)花期增加最快，在籽實(shí)期莖粗趨于穩(wěn)定，各個(gè)材料的莖粗變幅在5.5～9.5mm 范圍內(nèi)。不同材料中，材料4 莖粗最大，為9.04mm，材料8 莖粗最小，為5.50mm，相差3.54mm。材料2 莖粗次之，為8.63mm，材料1 莖粗較高，為8.52mm，材料5、材料6 的莖粗分別為7.15mm、7.25mm，材料9 的莖粗處于中間，為7.78mm。另外，材料3 的莖粗較小，為6.08mm，這是由于材料3 的特性引起的。

圖4 參試小茴香莖粗趨勢(shì)

2.2.3 干物質(zhì)量分析小茴香的干物質(zhì)量是一個(gè)生長(zhǎng)季內(nèi)小茴香新生產(chǎn)出有機(jī)物的總量，由圖5 可知，9 個(gè)小茴香材料的干物質(zhì)量隨著生長(zhǎng)發(fā)育而增加，苗期到分枝期增長(zhǎng)緩慢，始花期至盛花期增長(zhǎng)速度最快，籽實(shí)期趨于穩(wěn)定，收獲期干物質(zhì)量略有下降，這是因?yàn)樵谏L(zhǎng)后期葉片大量脫落，且由于主莖和各個(gè)分枝的成熟期不一致，主莖上的籽粒比分枝上的成熟得快，在后期主莖上的籽粒脫落引起后期的干物質(zhì)量下降，因此要特別注意適時(shí)收獲，以避免籽粒脫落引起產(chǎn)量的下降。9 個(gè)材料的干物質(zhì)量變幅在95～200g 范圍內(nèi)。

圖5 參試小茴香干物質(zhì)量積累趨勢(shì)

材料4 的干物質(zhì)量最大，為185.50g，材料8 的干物質(zhì)量最小，為93.17g，相差92.33g，材料2 干物質(zhì)量次之，為166.47g，材料1 的干物質(zhì)量較高，為161.42g，材料7、材料8、材料9 的干物質(zhì)量差別不大，分別為97.39g、93.17g、95.85g，其中材料4 和材料5 的干物質(zhì)量在后期下降明顯，這是由于材料4 和材料5 的葉片在后期脫落比其他幾個(gè)材料嚴(yán)重。

2.2.4 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成分析從表2 產(chǎn)量數(shù)據(jù)來(lái)看，材料4 的產(chǎn)量最高，為82.68kg/667m2，材料8 的產(chǎn)量最低，為15.48kg/667m2，相差67.20kg/667m2，差異顯著；材料1 產(chǎn)量次之，為81.14kg/667m2，材料5較高，為78.32kg/667m2，兩者無(wú)顯著差異；材料6 的產(chǎn)量處于中間，為66.26kg/667m2，材料3、材料7 的產(chǎn)量較低，分別為25.29kg/667m2、39.33kg/667m2，與材料6 之間的差異顯著。材料3 產(chǎn)量較低于其他材料，是因?yàn)椴牧? 為大茴香，特性不同于其他材料。

表2 參試小茴香產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素

從產(chǎn)量構(gòu)成看，小茴香的產(chǎn)量由畝株數(shù)、分枝數(shù)、單株粒數(shù)、飽粒率、千粒重等構(gòu)成。材料4 的畝株數(shù)不是最高，但是其分枝數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重、千粒重、飽粒率都高，產(chǎn)量結(jié)構(gòu)好，因此其產(chǎn)量最高；材料2 的畝株數(shù)最低，但是分枝數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重都較高，故其產(chǎn)量處于中等；材料1 的畝株數(shù)明顯低于材料5，但二者產(chǎn)量相當(dāng)，這是因?yàn)椴牧? 的分枝數(shù)、單株粒重、千粒重等都比材料5 高；材料3的畝株數(shù)、單株粒數(shù)、飽粒率最高，但是其單株粒重、分枝數(shù)和千粒重低，其中千粒重顯著低于其他7 個(gè)材料，因此其產(chǎn)量很低；材料7、材料9 的單株粒數(shù)、單株粒重都很低，且無(wú)顯著差異，但是二者的產(chǎn)量差異顯著，這是因?yàn)椴牧? 的分枝數(shù)、千粒重、畝株數(shù)都比材料7 高；材料8 的分枝數(shù)、飽粒率、單株粒重都最低，產(chǎn)量構(gòu)成最差，因此其產(chǎn)量最低。

3 討論與結(jié)論

利用發(fā)芽試驗(yàn)可以測(cè)定種子發(fā)芽的最大潛力，還可以評(píng)估田間播種價(jià)值。從9 個(gè)材料的發(fā)芽試驗(yàn)來(lái)看，小茴香最適的發(fā)芽溫度為25℃，溫度過(guò)低或過(guò)高都不利于小茴香種子的萌發(fā)，尤其高溫對(duì)小茴香的發(fā)芽生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。王羽梅等[6]對(duì)小茴香種子發(fā)芽特性的研究結(jié)果表明25℃下萌發(fā)時(shí)發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率最好；王曉敏等[5]對(duì)3 個(gè)不同地區(qū)小茴香種子的發(fā)芽特性研究結(jié)果表明25℃下暗培養(yǎng)為茴香種子單果萌發(fā)的最適條件，王曉敏等[8]對(duì)茴香種子發(fā)芽特性研究結(jié)果表明，25℃下暗培養(yǎng)催芽為寧夏茴香種子單果萌發(fā)的最適條件，本試驗(yàn)研究結(jié)果與前人結(jié)果基本一致。郭永忠等[9]利用不同濃度的PEG-6000 模擬干旱脅迫的研究結(jié)果表明，各地域小茴香種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)都隨干旱脅迫的加劇而呈下降趨勢(shì)。張家巧等[10]探討了H2O2和KNO3對(duì)小茴香種子萌發(fā)的影響，H2O2溶液對(duì)小茴香種子的萌發(fā)有一定程度的抑制作用，KNO3溶液對(duì)小茴香種子的萌發(fā)沒(méi)有明顯影響作用。王曉云等[11]將小茴香種子進(jìn)行溫水處理、GA處理，比較發(fā)芽率。從變溫發(fā)芽試驗(yàn)來(lái)看，材料3在30℃/10℃變溫下發(fā)芽最好，可在晝夜溫差大的地區(qū)進(jìn)行推廣種植，其他8 個(gè)材料在25℃恒溫下的發(fā)芽率與在20℃/10℃變溫水平下的發(fā)芽率差異不顯著，說(shuō)明較低的變溫條件更有利于小茴香的生長(zhǎng)發(fā)育。變溫能夠促進(jìn)小茴香種子的萌發(fā)，是由于溫度交替變化有利于改善種被的透性，促進(jìn)水分和氣體交換，有利于增加發(fā)芽促進(jìn)物質(zhì)和減少抑制物質(zhì)[12]。根據(jù)發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果可初步確定9 個(gè)材料在中西部旱作農(nóng)業(yè)區(qū)最適播期在4 月15 日前后。

田間比較試驗(yàn)中，通過(guò)測(cè)定小茴香種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)來(lái)評(píng)定其種子活力，種子活力的高低直接決定小茴香在田間的出苗率，選用高活力種子可以確保田間苗全、苗齊、苗壯，從而提高小茴香的產(chǎn)量。本試驗(yàn)研究表明，采集自甘肅省玉門(mén)市黃閘灣鄉(xiāng)黃閘灣村的材料7 發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、種子活力均最高，適當(dāng)早播，可在大田實(shí)際生產(chǎn)中示范推廣。在田間試驗(yàn)各農(nóng)藝性狀表現(xiàn)中，采集自甘肅省民勤縣東湖鎮(zhèn)東潤(rùn)村的材料4 株高、莖粗、干物質(zhì)量等植株性狀良好，產(chǎn)量結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)，綜合表現(xiàn)好，產(chǎn)量最高，為中高產(chǎn)材料，其產(chǎn)量為82.68kg/667m2，亦可在大田種植中應(yīng)用推廣。本試驗(yàn)的不同材料最高產(chǎn)量值低于任萬(wàn)海等[13]的寧夏海原特色小茴香種植技術(shù)的研究結(jié)果中小茴香平均產(chǎn)量150kg/667m2，是因?yàn)楸驹囼?yàn)的種植密度比實(shí)際生產(chǎn)密度低、收獲較晚田間落粒嚴(yán)重。后續(xù)還需對(duì)材料4、材料7 品質(zhì)性狀進(jìn)行進(jìn)一步研究，以期選取高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的小茴香作為旱作農(nóng)業(yè)區(qū)的主推材料。