蘭州百合生長發育規律及鱗莖增質量研究

吳 然，邊光亞,2,3，薛少紅，李旭青，宋 濤，李振勤

（1.石家莊市農林科學研究院，河北 石家莊 050021；2.石家莊市百合研究技術創新中心，河北 石家莊 050021；3.石家莊市花卉研究技術創新中心，河北 石家莊 050021；4.富邦農業高科技有限公司，河北 石家莊 050021；5.河北盛祥市政園林工程有限公司，河北 石家莊 050021）

蘭州百合(Lilium davidii var.unicolor)為川百合變種，是我國傳統食用百合，其鱗莖富含蛋白質、淀粉、維生素、氨基酸和微量元素等多種成分，同時還含有百合皂苷、秋水仙堿等多種藥用成分，具有良好的營養保健功效[1-2]。近年來，市場對蘭州百合的需求量不斷增加，其種植面積也在不斷擴大。但是，蘭州百合對生長環境條件要求非常高，部分種植戶受利益驅使，在不適宜的地區盲目引種百合以及長期連作等不規范的種植方式，導致商品種球的產量和品質連年下降[3-4]。因此，急需開發新的百合種植區域來滿足市場對蘭州百合，尤其是高質量蘭州百合的需求。

河北太行山冷涼區自然分布有‘渥丹’‘卷丹’等多個百合野生種，整體自然環境適宜百合生長[5]，但是該地區食用百合產業發展還屬于空白期。前人對蘭州百合的研究主要集中在種植栽培、光合特性以及育種等方面[6-9]，而且蘭州百合的研究多集中于甘肅當地，其在河北地區的生長發育規律以及對鱗莖增質量的研究還未見報道。因此，本研究旨在探討蘭州百合在河北省太行山冷涼區的生長發育規律及栽培技術對鱗莖生長的影響，以期提高其產量及質量，為蘭州百合在太行山冷涼區的大面積推廣提供技術支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地選擇在河北省石家莊市平山縣合河口鄉的百合試驗基地，海拔829 m，地理位置為北緯38°37＇44″～38°37＇59″，東經113°46＇38″～113°46＇54″。年平均氣溫12.7℃，年平均無霜期223 d，常年平均日照時數2433 h，年平均降雨量690 mm，歷年最大凍土層62 cm，整體環境自然冷涼，符合蘭州百合生長的條件要求[10-11]。

1.2 試驗材料

蘭州百合種球購買自甘肅省蘭州市七里河區，單個種球初始鮮質量20～30 g，采用露地直播種球的方式，種植時間為2019年3月15日。

1.3 試驗方法

田間采用隨機區組設計，株行距確定為174087株·hm-2（株行距15 cm×30 cm）（種植密度試驗除外），每小區種植4行，每行50株，重復3次，正常栽培管理。

1.3.1 蘭州百合生長發育規律研究 每小區隨機選擇30株生長健壯植株，做好標牌。萌芽后每隔5 d，記錄株高、莖粗和葉片數；物候觀測記錄萌芽期、展葉期、現蕾期、初花期、終花期、枯萎期，觀測方法參照喬雅琦[12]、徐巖[13]。

1.3.2 蘭州百合鱗莖增質量研究 種植方向分為東西向和南北向；種植密度設置3個梯度，分別261130株·hm-2（株行距15 cm×20 cm）、203102株·hm-2（株行距15 cm×25 cm）、174087株·hm-2（株行距15 cm×30 cm）；做畦方式采取平畦和高畦2種方式；摘蕾時期設置3個梯度，蕾長1 cm、蕾長3 cm、開花當天（50%的花蕾數量達到），以不摘除花蕾作為對照。各小區隨機選擇30株，在定植3年后（2021年）挖取種球，測定鱗莖直徑、鱗莖高度和鱗莖鮮質量，測定方法參照喬雅琦[12]、牛芬菊等[14]。

1.4 數據處理

數據采用Excel 2010、Sigmaplot 14.0加以整理；使用SPSS 22.0進行方差分析。Logistic方程參照王瑩等[15]：

式中，y為株高；x為植株萌芽后生長的天數；x0為曲線拐點；x0、a、b為待求參數。

2 結果與分析

2.1 蘭州百合生長發育規律研究

2.1.1 物候期調查 本試驗將蘭州百合的物候期劃分為6個時期，統計2019—2021年3年觀測數據。由表1可知，蘭州百合在河北太行山區于4月上旬萌芽，6月中上旬開花，8月中上旬枯萎，與劉建常等[16]在蘭州百合主產區記錄的物候期相比，整體生育期靠前，原因可能是太行山冷涼區氣溫較蘭州百合主產區高，整個生長期132～133 d，從萌芽到開花需要73～75 d，花落至枯萎可采收需28～30 d。

表1 蘭州百合物候期觀測結果

2.1.2 蘭州百合株高、莖粗和葉片數生長變化規律本試驗觀測蘭州百合定植后3年的株高、莖粗和葉片數的生長量。由表2可知，株高在萌芽至展葉期間日均增長量最高，達9.0～11.3 mm·d-1；莖粗在萌芽至展葉期間和展葉至現蕾期日均增長量均為0.1 mm·d-1；葉片數在展葉至現蕾期間日均增長量最高，達1.6～1.7片·d-1；在現蕾至初花期間株高、莖粗和葉片數均增長緩慢，分別增長7.0～15.0 mm、0.2 mm、2.4～4.7片，并在此期間陸續停止增長。

表2 蘭州百合各生長階段株高、莖粗和葉片數生長變化規律

2.1.3 蘭州百合株高、莖粗和葉片數生長發育模型的建立 試驗利用Logistic方程對蘭州百合株高、莖粗和葉片數在河北太行山冷涼區的生長動態進行擬合。根據觀察的動態結果，筆者發現蘭州百合的株高、莖粗和葉片數在3年的生長期中均呈現明顯的“慢-快-慢”生長節律。試驗使用Sigmaplot 14.0擬合曲線，根據圖形初步分析為“S”型曲線，采用四參數的Logisitic方程擬合，獲得蘭州百合株高、莖粗和葉片數的Logisitic方程，用得到的3個公式（表3）獲得擬合曲線（圖1—圖3）。3個公式的擬合效果較好，置信水平均P＜0.001，R2均在0.98以上。蘭州百合株高在達到拐點x0=17.8873～18.2473后生長速度放緩，此時株高y=232.4936～273.5700 mm，是株高最大值的一半，再經過39～48 d的減速生長后，基本停止生長；莖粗在達到拐點x0=14.0113～14.4025后生長速度放緩，此時莖粗y=3.5419～4.0443 mm，隨后經過52～57 d地緩慢生長后，基本停止生長；葉片數在達到拐點x0=23.9568～24.8748后生長速度放緩，此時葉片數y=43.7900～47.0420片，再經過42～48 d地減速生長后，基本停止生長。

圖3 蘭州百合葉片數生長曲線

表3 蘭州百合生長指標Logisitic方程

圖1 蘭州百合株高生長發育曲線

圖2 蘭州百合莖粗生長發育曲線

2.2 蘭州百合鱗莖增質量研究

2.2.1 種植密度與方向對蘭州百合鱗莖生長的影響由表4可知，在種植方向試驗中，雖然南北種植的鱗莖直徑、高度、鮮質量略高于東西方向，但差異性不顯著，因此種植方向對蘭州百合鱗莖的生長無影響。

表4 種植密度與方向對蘭州百合鱗莖生長的影響

在種植密度試驗中，蘭州百合的鱗莖直徑、高度、鮮質量均隨著密度的增大而降低，203102株·hm-2（株行距15 cm×25 cm）和174087株·hm-2（株行距15 cm×30 cm）的鱗莖直徑和高度均顯著高于261130株·hm-2（株行距15 cm×20 cm）；174087株·hm-2（株行距15 cm×30 cm）的鱗莖鮮質量達87.23 g，顯著高于203102株·hm-2（株行距15 cm×25 cm）和261130株·hm-2（株行距15 cm×20 cm），分別高出7.16 g和18.8 g。由數據分析可知，蘭州百合的種植密度以174087株·hm-2（株行距15 cm×30 cm）對鱗莖的增質量效果最好。

2.2.2 做畦方式對蘭州百合鱗莖生長的影響 由表5可知，2種做畦方式的鱗莖直徑、高度差異性不顯著，但對蘭州百合的鱗莖鮮質量有一定影響，高畦鱗莖鮮質量顯著高于平畦，高出4.52 g。因此，種植蘭州百合適宜高畦。

表5 做畦方式對蘭州百合鱗莖生長的影響

2.2.3 摘蕾時期對蘭州百合鱗莖生長的影響 由表6可知，在蕾長1、3 cm和開花當天摘蕾其鱗莖鮮質量均顯著高于對照（不摘蕾）。在蕾長1 cm時摘蕾獲得的鱗莖直徑、高度和鮮質量最高，但與蕾長3 cm和開花當天摘蕾的差異并不顯著。因此，蘭州百合在蕾長1、3 cm和開花當天摘蕾，均可有效提高鱗莖鮮質量。

表6 摘蕾時期對蘭州百合鱗莖生長的影響

3 結論與討論

3.1 蘭州百合生長發育規律研究

物候期指植物生長發育過程中隨季節、氣候變化而發生的規律性變化，包含了植物一年四季的變化[17]。研究物候學能讓我們充分掌握植株不同生長階段的時間點，從而利用它們所特有的生長發育規律，為下一步栽培管理提前做好準備[18]。徐巖[13]通過研究蘭州百合在吉林長春的生長發育特性，將百合的生育期劃分為幼苗期、現蕾期、開花期、謝花期和莖葉枯萎期5個時期。通過對蘭州百合的引種物候學觀察，將其生長時期劃分為萌芽期、展葉期、現蕾期、初花期、終花期和枯萎期6個時期并與蘭州百合主產區相比，本研究發現可能是太行山冷涼區氣溫較蘭州百合主產區高，因此整體生育期靠前，這與邊光亞等[11]的研究結果一致。

Logistic方程能夠對植株的生長動態進行有效模擬分析，從而采取有效技術措施進行精量化管理[19]。孫明偉等[20]研究百合品種‘Conca D，or’不同器官的生長動態過程并建立生長方程，發現株高、莖上葉、花莖及花苞的生長滿足“慢-快-慢”的生長規律。王瑩等[15]研究發現，‘卷丹’的株高生長和花蕾直徑生長符合Logistic曲線規律。喬雅琦[12]和徐巖[13]研究發現，蘭州百合在引種地的株高、莖粗和葉片數生長變化趨勢均表現為萌芽后迅速增長，現蕾后緩慢增長，落花后生長停滯。本研究發現，蘭州百合的株高、莖粗和葉片數在3年的生長期中均呈現明顯的“慢-快-慢”的生長節律，這與前人研究結果一致。此外，本研究通過Logistic方程，確定了蘭州百合株高、莖粗和葉片數的生長拐點，是植株生長從快轉慢的關鍵節點。生產中，可根據拐點判斷蘭州百合的生長是否符合預期，合理干預，提高地上部的生物量或防止徒長，為地下部的生殖生長做好準備，也為今后蘭州百合在河北產區栽培實現精細化管理提供技術支撐，具有重要意義。

3.2 蘭州百合鱗莖增質量研究

種植密度是作物栽培生產的關鍵技術之一，合適的種植密度可在有效的種植區域獲得最多產出[21-22]。陳衛國等[23]研究發現，蘭州百合的單株鱗莖質量隨種植密度的增加而降低。劉常秀等[24]研究發現，以大株距大行距種植蘭州百合較對照增產效果明顯。本研究發現，蘭州百合種植方向以南北、東西向均可，種植密度以低密度174087株·hm-2（株行距15 cm×30 cm）對鱗莖增質量效果最好，這與前人研究結果一致。

做畦可有效保持土壤水分、控制水肥和提高作物產量[25]。李超等[26]研究發現，采用小高畦種植生菜較平畦的產量更高且商品性更好。本研究發現，2種做畦方式對蘭州百合的鱗莖直徑和高度差異性不顯著，但對蘭州百合的鱗莖鮮質量有一定影響，高畦鱗莖鮮質量顯著高于平畦。另外，本研究通過觀察蘭州百合鱗莖外觀的直觀表現發現，高畦種植的百合顏色較平畦色白、外側鱗片不發黑、黑斑出現率低，原因可能是高畦較平畦排水性更好。因此，在河北太行山冷涼區種植蘭州百合適宜高畦。

花是需要消耗大量營養物質的器官，食用百合不以花為經濟器官，適時摘除花蕾，可促進地下部分生長[27]。高彥儀等[28]研究報道，在蘭州百合現蕾期及時摘蕾，可顯著提高鱗莖產量。張秀娟等[29]研究發現，‘索邦’和‘黃天霸’在花蕾1 cm時摘除，收獲的鱗莖鮮質量優于在開花當天和花開放后摘除花蕾。寧云芬等[30]研究發現，在‘新鐵炮’百合現蕾期對其進行摘頂處理，可有效增加鱗莖鮮質量和周徑。本研究發現，在蕾長1、3 cm和開花當天摘蕾其鱗莖鮮質量均高于對照（不摘蕾）；在蕾長1 cm時摘蕾獲得的鱗莖直徑、高度和鮮質量最高，但與蕾長3 cm和開花當天摘蕾的差異并不顯著。因此，蘭州百合在蕾長1、3 cm和開花當天摘蕾，均可有效提高鱗莖鮮質量，并且摘除的花蕾還可以銷售，為農戶增加收入。

蘭州百合株高、莖粗及葉片數生長規律符合Logistic曲線規律。以174087株·hm-2（株行距15 cm×30 cm）為種植密度，結合高畦并在蕾長1、3 cm或開花當天摘蕾可達到鱗莖增質量的目的。