全 文 :不同种植密度对橡胶草主要农艺
性状及生物量的影响
高玉尧1, 许文天1, 徐建欣1, 张立群2, 王 锋3, 张继川2, 聂秋海3, 刘实忠1
(1.中国热带农业科学院湛江实验站,广东 湛江 524013; 2.北京化工大学先进弹性体研究中心,
北京 100029; 3.山东玲珑轮胎股份有限公司, 山东 招远 265400)
摘 要:为了明确橡胶草区域适应性栽培的合理种植密度,在大田条件下设置行距×株距分别为 20 cm×20 cm、
20 cm×30 cm、20 cm×40 cm、20 cm×50 cm、30 cm×20 cm、30 cm×30 cm、30 cm×40 cm、30 cm×50 cm 共 8 个密度处理,
研究不同种植密度对橡胶草现蕾期和结实期主要农艺性状和生物量的影响。 结果表明: 当行距为 20 cm 或 30 cm
时,橡胶草现蕾期和结实期主要农艺性状和生物量均随着株距增加呈增大趋势,且行距为 30 cm 时的主要农艺性状
和生物量均比行距 20 cm的高;此外,不同种植密度下橡胶草的叶长、株幅、千粒重、鲜根重、干根重和根粗差异均达
到显著水平,而种植密度对花葶长度及花葶数量等影响较小,在行距×株距为 30 cm×40 cm 时,橡胶草的主要农艺性
状和生物量较高,农艺性状也较好。 因此,行距×株距为 30 cm×40 cm 是橡胶草区域适应性栽培较合适的种植密度。
关键词:橡胶草; 种植密度; 农艺性状; 生物量
中图分类号:S576 文献标识码:A 文章编号:1004-874X(2014)20-0046-04
Effects of planting density on main agronomic characters
and biomass of Taraxacum kok-saghyz Rodin
GAO Yu-yao1,XU Wen-tian1,XU Jian-xin1,ZHANG Li-qun2,WANG Feng3,
ZHANG Ji-chuan2,NIE Qiu-hai3,LIU Shi-zhong1
(1. Zhanjiang Experiment Station,Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences,Zhanjiang 524013, China;
2. Center of Advanced Elastormer Materials,Beijing University of Chemical Technology,Beijing 100029, China;
3. Shandong Linlong Tires Co., LTD,Zhaoyuan 265400, China)
Abstract:To obtain the reasonable planting density of regional adaptive cultivation for Taraxacum kok-saghyz Rodin,
the effects of different plant densities on main agronomic characters and root biomass of T. kok-saghyz Rodin in squaring
and solid stage were studied under field conditions, and eight planting densities of row and plant spacing including 20 cm×
20 cm,20 cm×30 cm,20 cm×40 cm,20 cm×50 cm,30 cm×20 cm,30 cm×30 cm,30 cm×40 cm,30 cm×50 cm were
designed. The results showed that the main agronomic characters and root biomass of T. kok-saghyz Rodin in squaring and
solid stage increased with the increase of plant spacing when the row spacing was 20 cm or 30 cm. The main agronomic
characters and root biomass of T. kok-saghyz Rodin with the row spacing 30 cm were larger than those of T. kok-saghyz
Rodin with the row spacing 20 cm. In addition, planting density had significant influences on leaf length, plant breadth,
1000-kernel weight, root diameter, fresh root weight and dry root weight per plant, but had little influence on length and
number of scape. The main agronomic characters and root biomass of T. kok-saghyz Rodin with row spacing 30 cm and
plant spacing 40 cm were good. Thus, the suitable plant density of regional adaptive cultivation for T. kok-saghyz Rodin
was 30 cm×40 cm .
Key words:Taraxacum kok-saghyz Rodin; planting density; agronomic characters; biomass
橡胶草 (Taraxacum kok-saghyz Rodin) 是菊科 (Asteraceae)蒲公英属(Taraxacum)的一种多年生宿根
草本植物,也是一种天然产胶植物 [1]。 我国新疆地区存
在大量的橡胶草野生种质,东北、华北、西北等地均有
栽培,哈萨克斯坦及欧洲也有分布 [2-3]。 橡胶草适应性
强,生长周期短,可实现机械化种植和采收,可当年收
获提炼橡胶,是巴西橡胶树理想的替代作物,也是研究
植物产胶机理的模式植物和生物反应器[4-5]。
目前, 橡胶草被公认为天然橡胶中最理想的替补
收稿日期:2014-07-13
基金项目:北京化工大学先进弹性体研究中心、中国热带农
业科学院湛江实验站合作项目(H2012177)
作者简介:高玉尧(1984-),男,硕士,研究实习员,E-mail:
18947301@163.com
通讯作者:刘实忠(1970-),男,博士,研究员,E-mail:sz_liu
@126.com
广东农业科学 2014 年第 20期46
C M Y K
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2014.20.025
千粒重(g)
0.45±0.015f
0.51±0.015e
0.56±0.012d
0.59±0.015d
0.61±0.015cd
0.61±0.0033bc
0.65±0.0088a
0.64±0.0088ab
结实期
24.3±0.5e
26.9±0.6d
29.3±0.3c
30.4±0.7c
31.0±1.0c
34.0±0.9b
37.7±1.4a
36.8±0.4a
现蕾期
21.2±0.3f
23.1±0.5e
25.6±0.5d
25.5±0.5d
27.6±0.2c
28.8±0.3b
29.9±0.7a
30.3±0.3a
结实期
17.3±0.1f
20.0±0.5e
21.5±0.3d
22.3±0.2cd
23.5±0.3bc
24.5±0.1b
26.3±1.1a
26.0±0.3a
现蕾期
15.7±0.4f
16.9±0.2e
19.0±0.5d
18.2±0.2d
20.4±0.3c
21.7±0.2b
22.7±0.2a
23.1±0.3a
行距/株距(cm)
20/20
20/30
20/40
20/50
30/20
30/30
30/40
30/50
表 1 不同种植密度下橡胶草的叶长、株幅和千粒重
叶长(cm) 株幅(cm)
注:表中同列数据后小写英文字母不同者表示差异显著,表 2~表 6 同。
结实期
4.0±0.1e
4.6±0.2d
4.6±0.1cd
4.9±0.1bcd
5.1±0.06abc
5.2±0.2ab
5.5±0.2a
5.4±0.3a
现蕾期
3.3±0.1c
3.8±0.1c
3.9±0.2b
4.1±0.1b
4.6±0.1a
4.8±0.2a
5.0±0.1a
4.9±0.2a
行距/株距(cm)
20/20
20/30
20/40
20/50
30/20
30/30
30/40
30/50
表 2 不同种植密度下橡胶草的叶宽 (cm)
资源,而且已成为国内外研究的焦点 [6]。 由于橡胶草通
常行异花授粉,自花授粉几乎不能完成受精,因此以往
对橡胶草的研究多集中在形态学[7]、种子萌发 [8]、组织培
养 [9-10]及分子生物学 [11-12]等方面,而关于橡胶草大田栽
培中合理种植密度方面的研究报道甚少。 本研究通过
在大田中设置 8 个不同种植密度、24 个试验小区进行
对比试验,分别在现蕾期、结实期调查研究不同种植密
度对橡胶草农艺性状及生物量的影响, 并筛选出橡胶
草最适宜的种植密度,为橡胶草的良种选育、高产栽培
技术体系的建立及大面积示范推广提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
2012 年 3月从新疆伊犁哈萨克自治州采集橡胶草
种子,通过沙床育苗,培育出一批茁壮、健康的橡胶草
幼苗。 选取大小一致、长势良好的健壮幼苗作为试验材
料。
1.2 试验方法
试验在中国热带农业科学院南亚热带作物研究所
试验基地进行。 选择疏松、肥沃、湿润、排水良好的田
块,整地前每 667 m2施有机肥 1 000 kg、复合肥 20 kg、
毒死蜱 4 kg。 试验共设置 8 个密度梯度,行距×株距分
别为 20 cm ×20 cm、20 cm ×30 cm、20 cm ×40 cm、20
cm×50 cm、30 cm×20 cm、30 cm×30 cm、30 cm×40 cm、
30 cm×50 cm,随机排列,3 次重复,共 24 个试验小区,
小区规格(长×宽×高)为 6 m×1.5 m×30 cm。
当橡胶草幼苗真叶长至 4~5 叶时 (两个月左右),
按照上述的种植密度梯度, 将沙床中的幼苗整齐地移
栽到大田的小区中。 移栽后进行统一浇水、追肥、除草
等田间管理。
1.3 调查项目
橡胶草在生长至 6~8片真叶时,从每个试验小区中
选取 20株大小一致、长势良好的健壮植株并做好标记,
分别在现蕾期、结实期从标记的橡胶草中选取 10株,调
查叶长、叶宽、株幅、花葶长度、花葶个数及千粒重;将整
株小心挖出并洗干净,晾干后调查根长、根粗、根鲜重;
再将鲜根在 55℃的烘箱中烘 15~20 h后称干重。
调查数据采用 SPSS 18.0 软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 种植密度对橡胶草农艺性状的影响
2.1.1 种植密度对橡胶草叶长、 株幅和千粒重的影响
由表 1 可知,橡胶草在现蕾期、结实期的叶长、株幅及
千粒重随着株距的增加均呈增长趋势, 且行距 30 cm
的叶长、株幅和千粒重均比行距 20 cm 的高,其中株距
40 cm的叶长、株幅、千粒重与株距 20、30 cm 的差异显
著,而与株距 50 cm的差异不显著。 表明种植密度对橡
胶草叶长、株幅和千粒重的影响显著。
2.1.2 种植密度对橡胶草叶宽的影响 由表 2 可知,
橡胶草在现蕾期和结实期的叶宽随着株距的增加均呈
增大趋势, 但不同种植密度对橡胶草的叶宽有不同程
度的影响。 当行距为 20 cm时,现蕾期株距 40 cm的橡
胶草叶宽与株距 20、30 cm的差异显著, 与株距 50 cm
的差异不显著; 结实期株距 30、40、50 cm 的橡胶草叶
宽差异不显著,但均显著高于株距 20 cm的。 当行距为
30 cm时,各处理的橡胶草叶宽差异均不显著。
2.1.3 种植密度对橡胶草花葶长度的影响 由表 3 可
知,当行距为 20 cm 或 30 cm 时,现蕾期和结实期的橡
47
C M Y K
结实期
3.9±0.1e
4.0±0.1de
4.5±0.01d
4.5±0.06d
5.2±0.04c
5.5±0.05b
6.2±0.2a
6.0±0.2a
现蕾期
3.3±0.3f
3.5±0.2ef
4.1±0.2cd
3.9±0.1de
4.5±0.09c
5.0±0.2b
5.7±0.07a
5.6±0.1a
结实期
21.4±0.1e
24.2±0.3d
26.2±0.3c
27.4±0.06bc
23.4±0.1d
28.3±0.4b
30.4±0.6a
29.7±1.0a
现蕾期
19.7±0.7b
20.1±0.3b
22.7±1.7ab
23.5±1.6ab
20.3±0.3b
25.5±1.0a
25.5±2.0a
26.3±0.8a
行距/株距
(cm)
20/20
20/30
20/40
20/50
30/20
30/30
30/40
30/50
表 6 不同种植密度下橡胶草的根长和根粗 (cm)
根长 根粗
结实期
37.6±1.0c
42.6±0.2b
41.3±0.9b
42.5±0.4b
42.9±1.3b
45.9±0.3a
47.0±1.3a
47.2±1.4a
现蕾期
33.4±0.7c
39.0±0.5b
39.4±0.1b
40.4±0.1ab
41.2±1.4ab
41.3±2.1ab
42.4±1.1ab
43.5±0.6a
行距/株距(cm)
20/20
20/30
20/40
20/50
30/20
30/30
30/40
30/50
表 3 不同种植密度下橡胶草的花葶长度 (cm)
结实期
11.7±0.3e
17.3±0.3d
18.3±0.3dc
20.3±0.9c
24.0±0.6b
25.7±0.7b
29.0±0.6a
30.7±0.9a
现蕾期
8.3±0.3d
14.0±0.6c
15.7±0.3c
17.7±0.3bc
21.3±0.7ab
22.3±0.7a
23.4±1.5a
25.3±3.3a
行距/株距(cm)
20/20
20/30
20/40
20/50
30/20
30/30
30/40
30/50
表 4 不同种植密度下橡胶草的花葶数量
结实期
4.45±0.48d
4.66±0.23d
6.01±0.22c
6.12±0.37c
5.99±0.45c
8.23±0.20b
12.18±0.16a
11.80±0.36a
现蕾期
3.84±0.51d
4.12±0.20d
5.28±0.14c
5.31±0.23c
5.26±0.27c
7.32±0.30b
11.79±0.40a
10.69±0.54a
结实期
22.59±0.28d
23.41±1.04d
29.17±0.92c
28.67±0.55c
32.20±2.67c
44.33±2.30b
59.66±1.06a
56.65±0.99a
现蕾期
17.24±0.65d
17.50±0.17d
25.48±0.68c
24.04±1.04c
25.54±0.46c
37.52±0.84b
51.50±3.05a
51.44±1.41a
行距/株距
(cm)
20/20
20/30
20/40
20/50
30/20
30/30
30/40
30/50
表 5 不同种植密度下橡胶草的根重 (g)
鲜重 干重
胶草花葶长度均随着株距的增加呈增大趋势, 但不同
种植密度对橡胶草的花葶长度有不同程度的影响。 当
行距为 20 cm 时, 现蕾期和结实期的花葶长度在株距
为 30、40、50 cm 之间差异不显著, 但均显著比株距为
20 cm 的高;当行距为 30 cm 时,现蕾期的花葶长度差
异不显著, 结实期的花葶长度在株距为 30、40、50 cm
之间差异不显著,但显著比株距为 20 cm的高。
2.1.4 种植密度对橡胶草花葶数量的影响 由表 4 可
知,当行距为 20 cm 或 30 cm 时,橡胶草现蕾期和结实
期的花葶数量均随着株距的增加呈增大趋势, 但不同
种植密度对橡胶草的花葶数量有不同程度的影响。 当
行距为 20 cm时, 现蕾期的花葶数量在株距为 30、40、
50 cm之间差异不显著,但均比株距为 20 cm 的显著要
高; 结实期株距为 50 cm 的花葶数量与株距为 20、30
cm 的花葶数量差异显著,而与株距为 40 cm 的花葶数
量差异不显著;当行距为 30 cm 时,现蕾期花葶数量差
异不显著, 结实期株距为 40 cm 的花葶数量与株距为
20 和 30 cm 的花葶数量差异显著, 而与株距为 50 cm
的花葶数量差异不显著。
2.2 种植密度对橡胶草生物量及相关性状的影响
2.2.1 种植密度对橡胶草生物量的影响 不同种植密
度对橡胶草的鲜根重和干根重有显著的影响(表 5)。当
行距为 20 cm 或 30 cm 时, 橡胶草现蕾期和结实期的
鲜根重和干根重随株距变化的规律与叶长相似, 即均
随着株距的增加呈增长趋势, 株距为 40 cm 的鲜根重
和干根重与株距为 20、30 cm 的鲜根重和干根重差异
显著, 而与株距为 50 cm 的鲜根重和干根重差异不显
著;此外,行距为 30 cm 时现蕾期和结实期的鲜根重和
干根重均比行距为 20 cm的要高。 因此,不同种植密度
对橡胶草鲜根重和干根重的影响显著。
2.2.2 种植密度对橡胶草根长和根粗的影响 由表 6
可知,当行距为 20 cm 或 30 cm 时,橡胶草现蕾期和结
实期的根长随着株距的增加呈增长趋势。当行距为 20
cm 时, 在不同株距处理间现蕾期的根长差异不显著,
株距为 40 cm 的结实期根长与株距为 20、30 cm 的根
长差异显著,而与株距为 50 cm 的根长差异不显著;当
行距为 30 cm时,现蕾期的根长在株距为 30、40、50 cm
间差异不显著, 均显著大于株距为 20 cm, 株距为 40
cm 的结实期根长与株距为 20、30 cm 的根长差异显
著,而与株距为 50 cm的根长差异不显著。
不同种植密度对橡胶草的根粗有显著的影响 (表
6)。 当行距为 20 cm或 30 cm时,现蕾期和结实期的根
粗随着株距的增加呈增长趋势, 株距为 40 cm 的根粗
与株距为 20 和 30 cm的根粗差异显著,而与株距为 50
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cm 的根粗差异不显著;此外,行距为 30 cm 时现蕾期
和结实期的根粗均比行距为 20 cm的高。 因此,不同种
植密度对橡胶草根粗的影响显著。
3 结论与讨论
本试验结果表明, 不同种植密度对橡胶草的农艺
性状(叶长、叶宽、株幅、花葶长度及花葶数量)、生物量
和相关性状(鲜根重、干根重、根长和根粗)有不同程度
的影响,当行距为 20 cm 或 30 cm 时,上述性状和生物
量均随着株距增加呈增大趋势, 当株距超过 40 cm 时
随株距的增加不再增大, 且行距为 30 cm 的上述性状
和生物量均比行距为 20 cm 高; 无论是现蕾期还是结
实期,不同种植密度对橡胶草的叶长、株幅、千粒重、鲜
根重、干根重和根粗均达到显著水平,而对花葶长度及
花葶数量等影响较小,其中,在行距×株距为 30 cm×40
cm 时, 橡胶草的主要农艺性状和生物量生物量均较
高,农艺性状也较好,是橡胶草区域适应性栽培较为合
适的种植密度。
橡胶草为多年生草本植物, 地上部分呈辐射对称
生长, 若种植密度过密, 植株之间相互竞争养分和水
分,从而影响生长发育,并增加除草和收获的困难 [13-14]。
1943 年 Steinbauer 等 [15]在橡胶草栽培行距与株距试验
的报告中初步指出, 植株体积随着株距的减小显著变
小, 但是并未明确分析种植密度对主要农艺性状的影
响。 本试验确定了橡胶草区域适应性栽培中适宜的种
植密度, 并发现种植密度对橡胶草农艺性状的影响主
要表现在叶长和株幅上。 叶长和株幅均随着行距或株
距的增加呈增大趋势,其中结实期叶长和株幅在行距×
株距为 30 cm×40 cm时均较大,分别为 26.3 cm 和 37.7
cm。在实际生产中,可考虑将叶长和株幅的长度作为确
定合理密度的一个经验值。 当然,由于种植区域气候等
因素影响, 可能还需要开展多点试验等进一步加以验
证。
橡胶草根部生物量及相关性状是影响橡胶草产量
的重要因素。 早在 20世纪 40年代,国内外相关学者就
橡胶草栽培密度与产量关系进行探讨。 Stoeckeler[16]在
调查研究植株密度与单根重量的关系中发现橡胶草在
相同行距下单根的重量随着株距的减小而减小。 据相
关文献记载,橡胶草在行距为 40~45 cm 时或者行距小
但株距为 35 cm 时产量均表现较大 [13,16],这与本试验结
果较为相近。 本试验结果表明,橡胶草单根的重量随着
行距或株距的增加而增加,其中在行距×株距为 30 cm×
40 cm时,橡胶草单株鲜根重、干根重和根粗均较大;从
单株生物量和土地成本角度考虑,认为行距×株距为 30
cm×40 cm 是橡胶草区域适应性栽培较为合适的种植
密度。 关于单位面积内根的总产量与密度的关系还有
待于下一步研究。
此外,试验中发现,橡胶草的农艺性状和生物量在
行距为 30 cm 时均比行距为 20 cm 时高, 可能是行距
对橡胶草农艺性状及生物量的影响较株距大 [8],其具体
原因有待于进一步研究。
参考文献:
[1] 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志[M].北京:北
京科学出版社,1999:45-46.
[2] 罗士苇 .橡胶草——橡胶植物介绍之一 [J].科学通报 ,1950,1
(8):559-564.
[3] 梁素钰,王文帆,刘滨凡,等.能源橡胶草的综合利用研究[J].能
源研究与信息,2010,26(4):219-224.
[4] 赵平娟,安锋,林位夫,等.大力开展巴西橡胶树替代产胶植物
及技术研发的建议[J].中国农学通报,2012,28(34):124-130.
[5] 焉妮,萨日娜,孙树泉,等.蒲公英橡胶——一种亟需大力研究
的 NR[J].橡胶工业,2011,58(10):632-637.
[6] 安锋,林位夫,谢贵水,等.国内外巴西橡胶树替代作物及技术
研发现状[J].热带作物学报,2012,33(6):1134-1141.
[7] 罗士苇,冯午,吴相钰.橡胶草的研究部分Ⅰ——新疆橡胶草
的形态观察[J].中国科学,1951,2(3):373-379.
[8] 王文帆,杜倩,梁素钰,等.不同溶液对橡胶草种子发芽能力的
影响[J].安徽农业科学,2014,42(2):369-370,373.
[9] 罗成华,闫洁,祝建波.橡胶草高频再生体系的建立[J].北方园
艺,2012(7):115-119.
[10] 陈菲,曲彦婷,李黎,等.橡胶草叶片愈伤组织诱导研究[J].国土
与自然资源研究,2014(1):93-94.
[11] Schmidt T, Hillebrand A, Wurbs D, et al. Molecular
cloning and characterization of rubber biosynthetic genes
from Taraxacum koksaghyz[J]. Plant Molecular Biology Re-
porter, 2010,28(2):277-284.
[12] Schmidt T, Lenders M, Hillebrand A, et al.
Characterization of rubber particles and rubber chain
elongation in Taraxacum koksaghyz[J]. BMC Biochemistry,2010,
11(1):11.
[13] 罗士苇.橡胶草[M].北京:中国科学院出版社,1951:39-44.
[14] 斯契潘诺夫 .橡胶草栽培法 [M].沈阳 :东北农业出版社 ,1952:
1-86.
[15] Steinbauer C E, Marshall W H, Haam P C, et al. Plant
spacing and density, planting and harvesting dates, and soil
fertility studies with Taraxacum kok-saghyz[A].罗士苇 .橡胶
草[M].北京:中国科学院出版社,1951:39-40.
[16] Stoeckeler J H. Results of the 1942 seeding of Kok-saghyz
in lake states forest nurseries[A]. Whaley W G, Bowen J S.
Russian dandelion (Kok-saghyz): an emergency source of
natural rubber [M]. Washington: Miscellaneous Publication
No.618, 1947:83-89.
(责任编辑 邹移光)
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