播種期和種植密度對沙蓬農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

甘曉燕，張 麗，鞏 檑，聶峰杰，劉 璇，陳虞超，楊文靜，宋玉霞

（寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究中心，銀川 750021）

沙蓬［Agriophyllum squarrosum（L.）Moq.］為藜科（Chenopodiaceae）沙蓬屬一年生草本植物，別名為沙米，為干旱、半干旱荒漠地區(qū)特有的沙生植物，分布于丘間低地、流動沙丘以及半固定沙地，具有耐寒、耐旱、耐瘠薄、耐風(fēng)蝕沙埋、生命力頑強(qiáng)等特性，并且其生活史短、光合效率高、繁殖速度快，對風(fēng)沙等惡劣環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)，對沙地植被演替起重要的推動作用，被譽(yù)為固沙先鋒［1-4］。目前，對沙蓬的研究還不夠深入，大多集中于形態(tài)特征［5-7］、營養(yǎng)成分分析等方面［8，9］，人工繁育方面則有關(guān)于種子萌發(fā)的相關(guān)報道［10，11］，但關(guān)于沙蓬種植和栽培的研究卻鮮見報道。因此，本研究分析了不同播種期、種植密度及施肥類型對沙蓬農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響，從農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量等方面進(jìn)行綜合分析，探討建立適應(yīng)當(dāng)?shù)卦耘喹h(huán)境的高產(chǎn)群體結(jié)構(gòu)，以期為沙蓬高產(chǎn)人工栽培提供理論依據(jù)，為實現(xiàn)沙蓬人工規(guī)范化種植奠定一定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在寧夏回族自治區(qū)（簡稱寧夏）中寧縣轎子山林場進(jìn)行。試驗區(qū)屬于半干旱類型區(qū)，土地類型為撂荒地，無耕作史。海拔1 190～1 200 m，年平均氣溫9.2 ℃，平均無霜期為165.3 d，一般9月未出現(xiàn)初霜，翌年5月上旬終霜；≥10 ℃的年積溫為3 341.5 ℃，最高極值為38.5 ℃，最低極值為-26.7 ℃。年平均日照時數(shù)為2 280.8 h，平均日照率為65%。年平均降水量為222.9 mm，降水量不均，7—9 月的降水量為全年降水量的58.4%。蒸發(fā)量大，年均蒸發(fā)量為2 056.4 mm，為降水量的9.3 倍，年平均相對濕度為52%。土壤類型為淡灰鈣土，pH 7.9，全鹽含量0.036%，有機(jī)質(zhì)含量7.1 g/kg，全氮含量0.22 g/kg，全磷含量0.38 g/kg，速效氮含量12 mg/kg，速效磷含量2.0 mg/kg，速效鉀含量55 mg/kg。

1.2 試驗材料

野生沙蓬在寧夏黃沙古渡及濱河新區(qū)沙地，人工種植沙蓬在寧夏中寧縣轎子山林場。

1.3 方法

1.3.1 試驗設(shè)計 試驗采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計：①試驗共5 個處理，編號A1～A5，播種量分別為3.75、7.50、12.00、15.00、22.50 kg/hm2，行距為50 cm，播種日期為5 月14 日，施復(fù)合肥450 kg/hm2，每處理3 次重復(fù)，共15 個小區(qū)。②設(shè)4 個播種期，分別為Q1（4 月10日）、Q2（4 月25 日）、Q3（5 月14 日）、Q4（5 月30 日）。設(shè)置不施肥、復(fù)合肥、有機(jī)肥3 種施肥類型，復(fù)合肥（N∶P∶K=15%∶15%∶15%）施用量為450 kg/hm2，有機(jī)肥施用量為4.5 t/hm2。播種行距均為50 cm，播種量為12 000 g/hm2，試驗共4 個處理，每處理3 次重復(fù)，共12 個小區(qū)。每個小區(qū)長13 m，寬8 m，小區(qū)面積104 m2。試驗采用條播，種植方式采用露天栽培。

1.3.2 種子預(yù)處理 用300 μmol/L 乙烯利對沙蓬種子進(jìn)行預(yù)處理，處理時間為12～24 h。

1.3.3 田間管理 整地后施底肥，播種前噴灑溴氰菊酯除蟻，播種后及時灌水，出苗后及時除草，試驗期間，經(jīng)田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)苗期主要蟲害為螞蟻，整個生育期未發(fā)生病害。

1.3.4 測定項目及方法 播種后調(diào)查各野生沙蓬和人工種植沙蓬的生育進(jìn)程，成熟期每小區(qū)隨機(jī)連續(xù)選取10 株，測量株高、冠幅、主莖分枝數(shù)、單株產(chǎn)量。取樣后分小區(qū)收獲，脫粒晾干后稱重，折算單位面積產(chǎn)量。數(shù)據(jù)為3 次重復(fù)的平均值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2013 軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 野生沙蓬和人工種植沙蓬的性狀表現(xiàn)

根據(jù)3 次重復(fù)的性狀數(shù)據(jù)，計算野生沙蓬和人工種植沙蓬各性狀的最小值、最大值、平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)（表1）。由表1 可知，人工種植條件下沙蓬株高、冠幅、主莖分枝數(shù)、果穗長度和單株產(chǎn)量都極顯著高于野生沙蓬。沙蓬的農(nóng)藝性狀變異系數(shù)較大，尤其是人工種植沙蓬的冠幅和野生沙蓬的單株產(chǎn)量，其變異系數(shù)分別達(dá)34.88%和41.84%，說明沙蓬農(nóng)藝性狀受環(huán)境條件影響較大，因此，適當(dāng)?shù)姆N植條件可以有效提高沙蓬的生物量和產(chǎn)量，沙蓬具有可馴化性。

表1 野生沙蓬和人工種植沙蓬的主要性狀

2.2 播種期和施肥類型對沙蓬農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

由表2 可知，沙蓬出苗期為5—6 月，5 月14 日播種的處理（Q3），沙蓬出苗期最短為7 d；4 月10 日播種的處理（Q1），沙蓬出苗期最長達(dá)到了24 d，其余生育期都是在同一時期，無明顯差異。沙蓬種子萌發(fā)需要適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸龋? 月10 日播種的處理（Q1）沙蓬出苗期較長，5 月30 日播種的處理（Q4）沙蓬由于田間蒸發(fā)量大，水分吸收不足而出現(xiàn)出苗緩慢。不同時期播種的沙蓬均在8 月初期開始生殖生長，營養(yǎng)生長緩慢，株高、冠幅增長幅度較小。

表2 不同播種期和施肥類型處理對沙蓬生育期的影響

從表3 可以看出，沙蓬株高、冠幅、主莖分枝數(shù)、單株產(chǎn)量和折合產(chǎn)量總體上隨著播種期的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。不同播種期條件下，沙蓬株高、冠幅差異明顯。5 月14 日播種（Q3），復(fù)合肥處理沙蓬株高、冠幅、主莖分枝數(shù)、單株產(chǎn)量、折合產(chǎn)量均為最高，其中，產(chǎn)量高達(dá)779.1 kg/hm2。同一播種期，施復(fù)合肥處理下沙蓬株高、冠幅、主莖分枝數(shù)、單株產(chǎn)量及折合產(chǎn)量明顯高于不施肥處理。株高、冠幅是沙蓬的植物學(xué)形態(tài)指標(biāo)，植株高、冠幅大，說明植株生長發(fā)育健壯，這對沙蓬生物產(chǎn)量的形成有重要影響，可為沙蓬后期產(chǎn)量的形成提供有效的物質(zhì)基礎(chǔ)。

表3 不同播種期和施肥類型處理對沙蓬農(nóng)藝性狀的影響

2.3 不同種植密度對沙蓬農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

適宜的種植密度，有利于群體與個體的協(xié)調(diào)生長，可最大限度地提高群體對環(huán)境資源的利用率［12］，種植密度對沙蓬的生物量積累有一定程度的影響（表4）。不同種植密度間沙蓬生物量差異明顯，其株高、冠幅和主莖分枝數(shù)均隨種植密度的增加大體上呈降低的趨勢；隨種植密度增加，單株產(chǎn)量也逐漸降低，折合產(chǎn)量先增加后降低。當(dāng)種植密度過大時，沙蓬產(chǎn)量與播種量不協(xié)調(diào)，如處理A5。沙蓬種植密度較低時，冠幅較大，光照充足，單株產(chǎn)量較高。當(dāng)種植密度為12.00 kg/hm2時，沙蓬株高最高，達(dá)到140.67 cm，且折合產(chǎn)量最高，達(dá)到779.1 kg/hm2，顯著高于除A4 處理外的其他處理。當(dāng)種植密度為3.75 kg/hm2（A1 處理）時，沙蓬冠幅顯著大于其他處理，單株產(chǎn)量顯著高于除A2 處理外的其他處理。

表4 不同種植密度對沙蓬農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

3 討論

從藜麥、甜菜等作物馴化的經(jīng)驗中可以看出，藜科植物馴化具有可行性，同時沙蓬生長在干旱和半干旱的沙漠地帶，不占用現(xiàn)有耕地，以其獨特的特征適應(yīng)惡劣的生長環(huán)境，對氣候變化的敏感性較低，且其種子營養(yǎng)價值較高，是應(yīng)對全球氣候變暖糧食減產(chǎn)背景下一種潛在糧食作物［13，14］，馴化沙蓬將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。本研究對比分析了野生沙蓬和人工種植沙蓬主要農(nóng)藝性狀，人工條件下，沙蓬株高、冠幅、單株產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀與野生沙蓬相比差異顯著，變異系數(shù)大，可以通過人工種植來改變其農(nóng)藝性狀。

播種期的選擇直接影響沙蓬的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量，不同播種期使得沙蓬各生長階段，如從播種到出苗、從出苗到結(jié)實等階段，受所處環(huán)境條件下的氣溫、空氣濕度、土壤含水量以及沙蓬物候期影響，產(chǎn)生了明顯的差異，而這些差異是造成沙蓬產(chǎn)量不同的主要因素。因此，選擇適宜的播種期，能夠使沙蓬在適宜的氣候環(huán)境條件下生長，從而獲得較高的產(chǎn)量。從試驗結(jié)果可以看出，施肥類型、播種期和二者的互作對沙蓬的產(chǎn)量影響達(dá)到極顯著水平。

5 月14 日播種（Q3 處理），復(fù)合肥處理沙蓬株高、冠幅、主莖分枝數(shù)、單株產(chǎn)量、折合產(chǎn)量均為最高，其中，產(chǎn)量可達(dá)779.10 kg/hm2。同一播種期，施復(fù)合肥處理下沙蓬株高、冠幅、主莖分枝數(shù)、單株產(chǎn)量及折合產(chǎn)量明顯高于不施肥處理。4 月10 日播種（Q1 處理）的沙蓬產(chǎn)量最低，出苗期最長。同時，施復(fù)合肥還能促進(jìn)沙蓬出苗，縮短沙蓬出苗時間。

除了播種期外，種植密度同樣能影響沙蓬的產(chǎn)量，合理的種植密度可以達(dá)到提高沙蓬產(chǎn)量的目的。在一定的種植密度范圍內(nèi)，沙蓬產(chǎn)量會隨著種植密度的增加而增加，如果超過這個特定的種植密度范圍，沙蓬的產(chǎn)量則會降低。在該試驗條件下，為獲取高產(chǎn)、實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)，應(yīng)在適當(dāng)時期播種，沙蓬種子萌發(fā)需要15 ℃，根據(jù)試驗地氣候等特點，選擇在5 月上旬播種，播種密度為7.50～15.0 kg/hm2，施適量的復(fù)合肥。沙蓬是耐熱耐旱植物，其生長發(fā)育是在一定的營養(yǎng)生長基礎(chǔ)上進(jìn)行的，受環(huán)境影響較大，尤其是溫度和濕度，在出苗期有適當(dāng)?shù)臏囟群退?，可以促進(jìn)沙蓬出苗。在沙蓬盛花期適合干燥的環(huán)境，有利于沙蓬授粉，如出現(xiàn)連陰雨的天氣會出現(xiàn)授粉不充分，空秕率增加。因此，實際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)該地區(qū)的氣候條件選擇適宜的播種期，以調(diào)節(jié)沙蓬生育期與外界環(huán)境之間的關(guān)系，從而使其在各生育期都能最大限度地符合沙蓬生長所需的溫、光、水、肥等條件，以獲得最大限度的生長。