“鳳丹”牡丹與經(jīng)濟林間作栽培模式效果試驗研究

摘 要：【目的】探究“鳳丹”牡丹與經(jīng)濟林間作栽培模式的優(yōu)化路徑?！痉椒ā坎捎脝我蛩貙嶒灪蛿?shù)理統(tǒng)計相結合的方法，通過改變株距調(diào)整栽植密度進行平行實驗?！窘Y果】（1）降低栽植密度有助于顯著提升“鳳丹”牡丹的植株高度，對整體長勢有利；（2）降低栽植密度在一定程度上可顯著提升“鳳丹”牡丹的新梢生長量，但過度降低栽植密度則不具有顯著性；（3）降低栽植密度在整體上可提升植株根長，但當株行距0.6m×0.6m以上后即不具備顯著性；（4）結籽量隨著植株栽植密度的降低先升后降，因此應當合理控制植株栽植密度；（5）栽植密度的降低與牡丹籽質(zhì)量的提升之間存在顯著相關性；（6）栽植密度提升有助于提高丹皮產(chǎn)量，同時會降低優(yōu)等品產(chǎn)率和丹皮酚含量，反之亦然?！窘Y論】栽植密度的調(diào)整對于“鳳丹”牡丹的不同性能指標存在著不同的影響，在實際的間作栽培模式下，應當以結果為導向，參考已有實驗結果針對性調(diào)整栽植密度。

關鍵詞：“鳳丹”牡丹；經(jīng)濟林；間作栽培模式

引言

由于“鳳丹”牡丹的籽油具有較高營養(yǎng)價值，因此近年來其種植面積有所增長。而在“鳳丹”牡丹的種植管理工作中，為保證其產(chǎn)量和質(zhì)量符合市場需要，目前，通常選擇“鳳丹”牡丹與經(jīng)濟類的間作栽培模式，顯然這種模式下的相關參數(shù)將影響“鳳丹”牡丹的最終產(chǎn)量與質(zhì)量。從實際經(jīng)驗來看，影響間作栽培模式效果的首要因素則是種植密度，因此在本次研究中，應當以此為變量，探究“鳳丹”牡丹與經(jīng)濟類的間作栽培模式的更多技術要點。

1 實驗材料與方法

1.1 實驗地與實驗材料

本研究以華北地區(qū)某大型農(nóng)業(yè)企業(yè)編號為103的試驗田為研究案例，該試驗田土質(zhì)為紅黏土，有機質(zhì)含量11.1g/kg，速效氮含量62.3mg/kg，速效磷含量13.1mg/kg，速效鉀含量151.1mg/kg，經(jīng)鑒定適合“鳳丹”牡丹與多種經(jīng)濟林植株生長。目前，該試驗田已種植核桃苗且長勢較優(yōu)，對此，在已有基礎上栽種2年生“鳳丹”牡丹作為實驗材料，實驗材料經(jīng)由專家檢測全部確定無誤后，于2022年4月挑選此類植株中長勢基本相同的1350株進行研究，并通過檢驗后確定各植株苗高和地徑指標之間均不具備顯著差異。

另外，為深度檢驗“鳳丹”牡丹植株品質(zhì)，本次實驗使用藥品包括甲醇、丹皮酚標準品、乙醚、十八烷基硅烷鍵合硅膠和去離子水，除去離子水為實驗室自制外，其余藥品均采購自國藥集團化學試劑有限公司，純度均為分析純級別。本次實驗所使用的儀器如表1所示。

1.2 實驗設計

在選定“鳳丹”牡丹植株后，參考相關文獻資料和已有經(jīng)驗，采用單因素完全隨機實驗設計方法，以株行距為變量對栽植密度進行調(diào)整，設計六個水平，分別為0.3m×0.3m（下簡稱A1）；0.4m×0.4m（下簡稱A2）；0.5m×0.5m（下簡稱A3）；0.6m×0.6m（下簡稱A4）；0.7m×0.7m（下簡稱A5）；0.8m×0.8m（下簡稱A6；上述參數(shù)中均以乘號前為行距；乘號后為株距），三次重復，共劃定18個研究區(qū)域。各個研究區(qū)域均以南北走向為長，東西走向為寬，植株行向則設定為南北走向，以確保所有植株可得到均勻光照。

1.3 實驗方法

在2022年4月下旬，所有“鳳丹”牡丹植株全部移栽入目標實驗區(qū)域后，按照相關參考資料對其進行施肥、田間管理、病蟲害防治等工作，2022年8月中旬，牡丹果實由綠變黃且莢果開裂比例達到5%左右后，對所有果實進行采集并統(tǒng)一鋪平晾曬至莢果全部開裂，而后除去莢果外皮及雜質(zhì)，稱量籽粒質(zhì)量，并將其折算為每公頃產(chǎn)量，以此作為產(chǎn)量評價指標。同時，于2022年9月下旬，針對9個研究區(qū)域進行平行的隨機抽樣，每個研究區(qū)域均隨機抽取100株，使用游標卡尺和鋼卷尺對植株高度、新梢生長量和根長進行測試，以綜合檢驗植株長勢。

另一方面，為有效檢驗“鳳丹”牡丹植株的種植質(zhì)量，使用高效液相色譜法對植株中的丹皮酚含量進行測試。測試流程如下：取適量丹皮粉加入錐形瓶中，并加入適量甲醇，充分混勻后對混合物進行30min超聲處理，使丹皮酚充分溶解于甲醇中，而后對混合物進行過濾。同時，設定對照組，以丹皮酚標準品混合甲醇制備而成。上述實驗步驟就緒后，將對照組與實驗組共同送入液相色譜儀進行測定，液相色譜柱以十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑，并以甲醇水溶液（甲醇濃度45%）為流動相，在274nm波長下進行檢測[1]。在得到測定的各個峰面積后，按照如下公式進行丹皮酚含量的計算：

同時，參考中國醫(yī)藥學會的分級標準（T/CACM1020.89-2019）對丹皮進行分類，分級標準具體如表2所示。

1.4 實驗數(shù)據(jù)分析方法

在得到原始數(shù)據(jù)后，使用Excel和SPSS 26.0對數(shù)據(jù)進行處理，并用鄧肯多重范圍檢驗（Duncanmultiple-range test）對相關數(shù)據(jù)的差異顯著性進行檢驗，以P＜0.05作為具有統(tǒng)計學意義的判據(jù)[2]。

2 實驗結果與分析

2.1 不同栽植密度下的牡丹生長量分析

為探究不同栽植密度對牡丹生長量的影響，首先分析不同栽植密度下的牡丹平均株高，通過整合分析實驗數(shù)據(jù)，得到三種不同栽植密度下的牡丹平均株高，結果如表1所示。

根據(jù)表1，在不同栽植密度下的牡丹平均株高之間存在一定差異，整體而言，栽植密度越小，牡丹的平均株高數(shù)值也就越大。在A1－A6六個水平下，株高指標呈現(xiàn)出單調(diào)遞增的特征，且任意兩個相鄰的實驗組結果之間的P檢驗值均小于0.05，表明其具有統(tǒng)計學意義，證明在增大株行距（即降低栽植密度）后，植株的高度得以顯著提高。

2.2 不同栽植密度下的新梢生長量

為進一步探究牡丹植株的生長情況，本環(huán)節(jié)評估“新梢生長量”這一指標，分析不同栽植密度水平下的新梢生長量，得到測定結果如表2所示。

從表2的變化趨勢知，新梢生長量與栽植密度整體呈現(xiàn)出相關性，A1與A2、A2與A3間差異具有統(tǒng)計學意義；但A3與A4間不存在顯著性，同時其與A5、A6組別之間也不具備顯著差異，這表明過低的栽植密度無法進一步有效提升新梢生長量。

2.3 不同栽植密度下的根長

植株根長是評價植株生長狀況和土壤生態(tài)的關鍵因素，對于牡丹籽粒產(chǎn)量等因素起著一定程度的作用。因此在該環(huán)節(jié)中，分析不同栽植密度下的根長數(shù)據(jù)，以進一步探究栽植密度對“鳳丹”牡丹間作種植效果的影響?；谡鹿?jié)1.2中的六個實驗水平進行實驗并獲得數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)進行匯總分析，得到不同栽植密度下的牡丹植株根長數(shù)據(jù)，如表3所示。

根據(jù)表3，牡丹植株根條長度整體隨著栽植密度的減少而增加，但相對而言，當植株行距在0.6m×0.6m或更高水平時，根條長度的變化不再具有顯著性（即此時A4與A5、A5與A6、A4與A6之間的差異均不具有統(tǒng)計學意義），這與A1－A3三個水平之間具有顯著性不同。

2.4 不同栽植密度下的牡丹結籽量

根據(jù)已有研究，牡丹栽植密度對結籽量存在相對較為突出的影響[3]。就此，按照本次實驗的六個水平，分析在本次實驗環(huán)境下的牡丹栽植密度如何影響單位面積結籽量，在處理實驗數(shù)據(jù)后，結果如表4所示。根據(jù)表4可知，牡丹栽植密度對牡丹結籽量產(chǎn)生的影響頗為突出，與已有研究基本契合。當栽植密度較高時，牡丹結籽量處于顯著偏低的水平，隨著牡丹栽植密度的降低，結籽量也隨之提升。但需要注意的是，當栽植密度進一步降低后，單位面積的結籽量反而降低。

2.5 栽植密度對牡丹籽質(zhì)量的影響

本環(huán)節(jié)研究以牡丹籽千粒重量這一指標估計牡丹籽質(zhì)量，通過收集不同栽植密度下的牡丹籽千粒重量數(shù)據(jù)并進行匯總后，得到結果如表5所示。

根據(jù)表5可知，牡丹籽千粒重量和牡丹栽植密度基本呈負相關，當降低栽植密度后，牡丹籽的千粒重量也相應提升，通過對A1－A6各實驗組進行P檢驗后，確定相鄰各實驗組之間的P檢驗值均低于0.05，表明這種差距具有顯著性，即栽植密度過高將顯著降低牡丹籽質(zhì)量和飽滿程度。

2.6 栽植密度對丹皮質(zhì)量的影響

針對丹皮質(zhì)量的檢驗，本次應用章節(jié)1.3中的檢驗方法，通過丹皮酚含量指標和等級評定標準進行。在對數(shù)據(jù)進行匯總分析后，得到不同栽植密度下的不同等級產(chǎn)品產(chǎn)量比例數(shù)據(jù)如表6所示。

對比表6中的數(shù)據(jù)可知，在上述六種實驗組合中，無論選擇何種實驗組合，其丹皮酚含量都在1.2%以上，均可滿足市場要求的指標。但不同實驗組合下的不同等級產(chǎn)品產(chǎn)量比例大相徑庭。當牡丹栽植密度較高時，牡丹皮的等級和丹皮中的丹皮酚含量均顯著降低，特別是一級和二級品產(chǎn)量下降幅度尤為顯著，當株行距下降至0.4m×0.4m及以下后，牡丹皮產(chǎn)品中甚至出現(xiàn)一定比例的外級品（即質(zhì)量等級低于四級產(chǎn)品的情況）。

從實際情況來看，丹皮的市場價格受到等級和丹皮酚含量的制約，一級丹皮質(zhì)量通常高于三級至四級丹皮的2倍，是外級品的4倍左右，顯然，栽植密度過高將嚴重影響丹皮的經(jīng)濟效益。從丹皮的收獲質(zhì)量這一角度分析，牡丹栽植過程中的株行距應當控制在0.5m×0.5m或更高水平。

另一方面，結合丹皮總產(chǎn)量這一指標做進一步補充分析，結果顯示，在A1－A6六個實驗組合下，丹皮的總產(chǎn)量分別為5968、5110.5、4830、2084、1347、603kg/hm2。從這一變化趨勢可見，丹皮單位產(chǎn)量隨著栽植密度的減少而減產(chǎn)，最高密度與最低密度相差近10倍。牡丹栽植密度大，單位面積根系分布密度大，丹皮的產(chǎn)量就高?！傍P丹”的根數(shù)較少，多數(shù)垂直生長，增加根皮產(chǎn)量，則必須增大栽植密度[4]。因此，為兼顧產(chǎn)量和質(zhì)量兩方面的需要，核桃園間種“鳳丹”牡丹建議將栽植密度控制在0.5m×0.5m，以獲得較高的丹皮產(chǎn)量和質(zhì)量。

3 實驗結果討論

概括而言，通過本次綜合研究實驗可得出以下五點推論。

其一，隨著栽植密度的降低（即株行距的增大），本次研究的“鳳丹”牡丹在植株生長高度上顯著增加。初步判斷，其主要原因是，當植株行距增加后，單一植株具有更大的生長空間，特別是植株枝條的生長空間得到顯著拓寬，同時獲得了更高的光照量，有利于植物光合作用的進行與有機物的積累，由此提升植株高度[5]。

其二，隨著栽植密度的降低，植株新梢生長量呈現(xiàn)出先提升快而后提升速度放緩的特點。初步推斷，造成這種現(xiàn)象的主要原因是，在初始階段時，由于植株栽種密度較高，各個植株之間對光線、水分和養(yǎng)分之間的競爭較為激烈，單一植株獲得的光線、水分和養(yǎng)分要素也較為匱乏，導致此階段的植株新梢生長量較低。而隨著栽種密度的降低，這種情況逐漸得到改善。在此基礎上，當栽種密度進一步降低時，植株之間的資源競爭已經(jīng)可忽略不計，此時，植株所需的資源也基本達到上限，因此新梢增長速度隨之大為放緩[6]。

其三，隨著栽植密度的降低，植株的根條長度同樣表現(xiàn)出先增加后增速放緩的特點。初步推斷，造成這種現(xiàn)象的主要原因是，在適當增大株行距（即降低栽植密度）的條件下，意味著每棵牡丹植株可以獲得更多的生長空間和資源分配。這包括更多的土壤水分、養(yǎng)分和光照等。由于植株之間資源的相對增加，牡丹植株的根系能夠更好地利用這些資源進行生長和發(fā)育，有利于根系生長。但進一步增大植株行距將不再起到顯著效果，其可能的原因是，在過度降低栽植密度的條件下，植物可能會通過調(diào)整生長勢、激素水平和信號傳遞等內(nèi)部調(diào)節(jié)機制，使根系生長與栽植密度之間達到一定的平衡點。進一步降低密度可能對根系長度產(chǎn)生的遞減效應，植物調(diào)整自身的生長模式和資源利用策略，使根系長度達到適宜的范圍。此時，進一步增大植株行距不僅無法提升根長，而且還造成土地資源的浪費，因此應當將栽植密度控制在適中水平[7]。

其四，在降低栽植密度后，牡丹結籽量指標先升后降。初步推斷，其主要原因是，過高的栽植密度使得地面枝葉枯落物含量較多，植株代謝在一定程度上受到抑制，加之植株間存在較強的生長競爭，因此結籽量較低。隨著牡丹栽植密度的降低，結籽量也隨之提升。而單位面積的結籽量降低的主要原因是結籽量的增長速度遠低于消耗的土地面積。顯然，這對于牡丹栽植的經(jīng)濟效益存在一定的不利因素，因此在實際栽植過程中，需要合理控制栽植密度，以兼顧各項需要[8]。

其五，降低栽植密度后，牡丹籽的千粒重量相應提升。初步推斷，造成這種現(xiàn)象的主要原因是，牡丹植株栽植密度較高時，植株間存在強度較高的競爭，通風透光較差，導致牡丹植株光合作用受影響，進而影響牡丹花芽的質(zhì)量和結籽。通過現(xiàn)場觀察可見，栽植密度較高的試驗區(qū)域中，牡丹籽粒飽滿度普遍較差。據(jù)此分析可知，要確保牡丹籽粒的發(fā)育，則需要將栽植密度控制在相對較低的水平，特別是當株行距增大至0.7m×0.7m時，牡丹籽粒千粒重已超過180g，產(chǎn)籽量和籽質(zhì)量均已達到較優(yōu)水平，該株行距值可在后續(xù)工作中予以考慮[9]。

基于上述實驗測試結果，對今后的“鳳丹”牡丹與經(jīng)濟林間作模式中的栽植密度調(diào)整工作提出如下建議：首先，考慮到不同栽植密度對植株不同指標存在不同的影響，因此在實際生產(chǎn)過程中，應當以經(jīng)濟效益為最終目標，結合生產(chǎn)產(chǎn)品目的的不同，選擇合適的栽植密度；其次，如同時涉及多個需優(yōu)化的目標，應當采用正交實驗或多變量優(yōu)化算法等方式，對栽植密度做進一步的合理確定；最后，在考慮經(jīng)濟效益的同時，應考慮有利于機械化作業(yè)的株行距離，以減少作業(yè)用工，提高栽培效率。

4 結束語

整體來看，在本次研究工作中，結合“鳳丹”牡丹與經(jīng)濟林間作栽培模式的實際情況，重點探究了該栽培模式下栽種密度對“鳳丹”牡丹中各項主要指標的影響，并以此進行總結，為后續(xù)的“鳳丹”牡丹種植工作提供相關建議。當然，由于各種因素影響，本次研究難免存在一定的局限性，因此后續(xù)仍需進一步整合多學科研究內(nèi)容以期實現(xiàn)更為嚴謹?shù)难芯俊?/p>

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