陳毛華

(阜陽職業(yè)技術學院生化工程系，安徽 阜陽 236031)

香根草(Vetiveriazizanioides)是禾本科香根草屬的一種多年生草本植物[1]，起源于印度等南亞地區(qū)[1]，我國的海南[2]、廣東[3]等地曾報道有野生的香根草，現(xiàn)在仍可看到野生的香根草群落或零星生長在荒野的香根草[4]。由于香根草有著巨大的應用價值，很多地方開始引種香根草，香根草的引種推廣首先需要研究其在引入地的適應性情況，各地在引種香根草的時間不一，溫、濕度和光照條件也存在著差異，尤其是不同的種植密度、采取刈割等栽培管理方式影響著植物個體生長與群體生長之間的關系。合適的種植密度和栽培管理對于維持種群資源，保持物種的穩(wěn)定性有著重要的作用。在我國上個世紀50年代，香根草主要是用來提取香精油[2]。1988年，理查德·格雷姆肖先生將香根草引入我國，用于治理南方省市的水土流失，恢復脆弱的生態(tài)環(huán)境。香根草再次進入人們的研究視野，隨著香根草研究的深入，香根草可用于公路護坡[5-6]，綠色防控[7]，香根草可作為食用菌培養(yǎng)基[8]、沼氣[9]、紙漿和工藝品編織的原材料[10-12]，還可用于水體污染修復[13-15]等。阜陽市通過引種香根草，研究不同種植密度和刈割處理下香根草的株高、分蘗數、生物量等生長指標動態(tài)，以期確定適合阜陽當地的種植密度，更好的指導香根草引種栽培實踐，為阜陽市引進和應用香根草提供一定的數據基礎。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

栽培試驗用地在安徽省阜陽市潁州區(qū)，阜陽市潁州區(qū)位于安徽省西北部，屬暖溫帶半濕潤季風氣候。四季分明，氣候溫和，雨量適中，光照充足。年實際日照數平均為2109 h，年平均氣溫為15.7 ℃，極端最高和最低氣溫分別為40.8 ℃和-14.2 ℃；歷年日平均氣溫穩(wěn)定通過5 ℃的積溫5231.3°，年均無霜期為222 d。年均降水量為890 mm。年平均蒸發(fā)量為931.6 mm，平均相對濕度為73%；冬季盛行北至東北風；夏季盛行偏南風；栽培試驗用地土壤為粘土，最大凍結深度0.31 m；海拔17.5 m。試驗地四周無遮擋。

1.2 研究方法

1.2.1 試驗設計

2019年10月從江西省撫州市引種香根草0.5萬株，植株高度20 cm，根系長度平均為5 cm。香根草主要栽植在阜陽市潁州區(qū)，栽植面積為100 m2。試驗共設計3個種植密度，分別以2株、4株和6株為1兜，按行株距33×33 cm進行分區(qū)種植，栽培密度分別為18株·m-2、36株·m-2、54株·m-2，各小區(qū)中間設置寬1 m的道路，種植面積均為30 m2，分別記作C1、C2、C3處理。定植時澆足定根水，定植7 d后澆第二遍水，定植14 d后澆第三遍水。

在翌年的1月對各處理進行刈割處理，刈割留茬高度為20 cm，刈割面積為15 m2，分別記作F1、F2、F3，所有的處理均去雜草2遍，沒有施肥等其它農事操作。

1.2.2 測定指標與方法

各種植處理按“Z”字形進行布點采樣5個點，分別測量香根草的株高、分蘗數、地上部和地下部生物量等生長指標。香根草株高用卷尺進行測量，分蘗數按最終株數減去最初種植株數進行計算，同時測定土壤溫度、土壤含水量和當日氣溫等數據。逢雙月25日進行數據采集。2020年10月，將香根草地上部分連同地下根一并挖出帶回實驗室，沖洗干凈后晾干，分別稱取香根草地上部和地下部的鮮重。稱取完畢后，放入105 ℃烘箱中殺青15 min，烘干至恒重，測定地上部和地下部干重。

根冠比為香根草地下部分與地上部分的鮮重的比值。

1.2.3 數據處理

數據處理使用Excel 2016程序和SPSS 22.0統(tǒng)計分析軟件，其中單因素方差分析(one-way ANOVA)用LSD法比較數據間的差異顯著程度，采用Pearson相關分析栽培密度與生長指標之間的相關性。

2 結果和分析

2.1 不同栽培密度下的香根草株高

經過一年的種植栽培，低密度處理C1香根草株高最高，平均值為232.22 cm，高密度處理C3香根草株高最低，平均值為191.82 cm。對不同栽培密度的香根草最終生長高度數據做單因素方差分析(P<0.05)，不同栽培密度對香根草生長高度影響顯著。在翌年的生長期中，香根草生長速度表現(xiàn)出逐漸加快的態(tài)勢，不同栽培密度對香根草生長速度影響顯著。

從表1來看，香根草經過刈割后，各處理株高相應增加，其中F1最高，F(xiàn)3最低，相比較沒有刈割的處理來看，各處理株高比沒有刈割的處理要矮一些，但差距并不明顯。從增加的幅度來看，F(xiàn)1株高平均增加207.78 cm，F(xiàn)3株高平均增加169.72 cm，而C1株高平均增加200.77 cm，C3株高平均增加158.97 cm，說明刈割處理有利于香根草株高的增加，有利于香根草的生長。

從各處理生長速度來看，與未刈割的處理進行比較，刈割處理香根草前期生長增速稍快，后期增長速度要低于沒有刈割的處理。從栽培密度上看，F(xiàn)1增加幅度高于F3，通過單因素方差分析，不同栽培密度對刈割處理香根草生長速度影響顯著。

表1 不同栽培密度下香根草的生長高度(cm)

2.2 不同栽培密度下的香根草分蘗數

從表2可以看出，低密度處理C1香根草分蘗最多，分蘗數的平均值達到13.4株，高密度處理C3香根草分蘗最少，平均增加為10.4株，表明低密度處理有利于香根草分蘗。

香根草經過刈割后，各處理分蘗數相應增加，其中F1最高，增加14.67株，F(xiàn)3最低，增加10.67株。與未刈割的處理進行比較，經過刈割的處理分蘗數比未刈割的處理要多一些，表明刈割處理有利于香根草分蘗的增加。

表2 不同栽培密度下香根草分蘗數(株)

2.3 不同栽培密度下的香根草生物量

通過測定種植一年后的香根草植株地上部分和地下部分的鮮重和干重，相關數值見表3。香根草生物量指標數據顯示，不同栽培密度下的香根草地上部鮮重以C1最高，平均值達到743.50 g，隨著栽培密度的增加，香根草地上部鮮重平均值有所下降，高密度處理C3最低，平均值為494 g，表明低密度處理有利于香根草地上部的生長。香根草地上部干重也相應表現(xiàn)出相同的規(guī)律。采用單因素方差分析不同密度對香根草地上部生物量的影響，不同栽培密度對香根草地上部生物量影響不顯著。

不同栽培密度下香根草地下部鮮重以C1處理最高，平均值達到117.06 g，C2、C3處理平均值分別為106.77 g、109.62 g，兩者差距不明顯。香根草地下部干重表現(xiàn)出類似規(guī)律。數據表明，低密度處理有利于香根草根系的生長。采用單因素方差分析不同密度對香根草地上部生物量的影響，表明不同栽培密度對香根草地下部生物量影響不顯著。

從根冠比來看，隨著栽培密度的增大，C1、C2、C3的香根草根冠比依次上升，主要原因是香根草地上部生物量依次降低，而地下部生物量差距不大。

香根草經過刈割后，其地上部鮮重以F1最高，平均值達到840.83 g，隨著栽培密度的增加，香根草地上部鮮重平均值有所下降，高密度處理F3最低，地上部鮮重平均值為521.67 g，表明低密度處理同樣有利于刈割后香根草地上部的生長。刈割后的香根草地上部干重也相應表現(xiàn)出相同的規(guī)律。刈割后的香根草地下部的鮮重以F1處理最高，平均值達到228.66 g，F(xiàn)3處理平均值為136.69 g，香根草地下部干重表現(xiàn)出類似規(guī)律。結果表明，低密度處理有利于刈割后的香根草地下部生物量的提高。

表3 不同栽培密度下香根草生物量

2.4 香根草生長指標的Pearson相關性分析

香根草生長因子Pearson相關性分析結果見表4。結果表明：香根草栽培密度與株高有著顯著相關性。香根草的分蘗數與其地上部鮮重顯著相關，與地下部鮮重也有顯著相關。香根草的地上部鮮重與地下部鮮重顯著相關。

通過對刈割處理香根草進行Pearson相關性分析，結果見表5，刈割后的香根草栽培密度與株高有著顯著相關性，刈割后的香根草的分蘗數與其地上部、地下部鮮重顯著相關。香根草地上部鮮重與地下部鮮重顯著相關，與沒有刈割處理香根草表現(xiàn)出相同的規(guī)律。

通過表4和表5可以看出，香根草的栽培密度與分蘗數、地上部鮮重、地下部鮮重沒有相關性，刈割后的香根草也表現(xiàn)出相同的規(guī)律。

表4 香根草生長指標的Pearson相關性分析

表5 刈割處理香根草生長指標的Pearson相關性分析

3 討論

3.1 香根草栽培密度對株高的影響

香根草生長高度受到栽培密度的影響，合適的密度有利于株高的增加。低密度處理香根草植株種植空間較大，對于光照、水分和養(yǎng)分資源獲取機會較大，能夠滿足香根草的個體生長需求，因而生長速度較快。高密度處理香根草植株個體之間出現(xiàn)了對光熱、水分和養(yǎng)分資源的競爭，出現(xiàn)了個體與群體之間爭奪資源的矛盾，個體生長速度較慢。

刈割處理對香根草生長高度有著一定的促進作用，主要原因是改善了群體間的通風透光條件，有利于香根草生長，株高較高。Pearson相關性分析結果表明：刈割處理與香根草的生長高度顯著相關，說明刈割處理能夠促進香根草個體株高的生長。張英等[16]研究認為刈割處理對香根草的株高、葉寬、新根長、最長根等指標有促進作用，本研究也得出相同的結論。

3.2 香根草栽培密度對分蘗的影響

低密度處理香根草由于行株距空間較大，香根草的分蘗數增多。香根草行株距的增加雖然能增加單株(叢)的分蘗數，但單位面積的總體分蘗數卻較少，導致群體數量不足。在實際引種栽培過程中，為了保證盡快形成一定群體數量，通常要保持一個合理的栽植密度。一般情況下，按每蔸3～4株，保持20 cm×30～40 cm的行株距比較理想。按照這個密度和數量，增加了香根草種苗的需要量。如果按只種1個株，有時難以保證成活。因此在香根草種植過程中，推薦每叢種植2株，行株距為33×33 cm，既能保證成活率，又能保證群體數量。

刈割處理有利于香根草分蘗的增加，試驗中香根草種植12月后，刈割的分蘗數比未刈割多，這和張英等[16]研究結論相同。香根草刈割后保留離地面一定高度的莖稈，夏漢平等[17]通過試驗研究認為留茬在30～40 cm的高度最有利于植物分蘗。在實際種植過程中為了方便運輸和搬運，可以將留茬高度控制在20～30 cm。本試驗研究證明，香根草留茬高度為20 cm不影響在阜陽地區(qū)的成活率，在第二年的春季經過刈割后，既能增加分蘗，保證合理的群體數量，同時又能收獲更多的生物量，提高香根草其他用途。

Pearson相關性分析結果表明：香根草的分蘗與其生物量有著顯著相關，說明刈割處理也能提高香根草的生物量，有利于香根草的生長。一般情況下，為了促進香根草的分蘗，在每年的早春和秋初各刈割一次，也可根據實際需要情況進行刈割。

3.3 香根草根系長度對分蘗的影響

在香根草引種栽培時，一般要對種苗進行修剪，以減少植物蒸騰作用導致的水分散失，有利于分蔸移栽[17]，提高香根草的成活率。對種苗的修剪還包括對根系的修剪，有報道認為香根草移栽時保留15 cm的根系比保留4 cm的根系在3個月內平均增加分蘗8.2%[18]。前人研究表明香根草保留5 cm的根系可能會對產生新的分蘗有促進作用[17]，本試驗也得出相同結論。在實際引種栽培中，要注意保留一定長度的根系，既能提高香根草的成活率，又有利于香根草分蘗。

3.4 香根草栽培密度對生物量的影響

從Pearson相關性分析來看，香根草的栽培密度與地上部鮮重、地下部鮮重沒有相關性，刈割后的香根草也表現(xiàn)出同樣的規(guī)律。植物地上和地下器官生物量的分配是通過對光照、養(yǎng)分和水分的競爭來實現(xiàn)的[19]，最優(yōu)分配理論認為：當光資源受到限制時，植物將增大地上器官生物量的分配；而當水分或養(yǎng)分受限時，植物將增大根生物量的分配[20]。本試驗中沒有進行施肥的農事操作，相應增加了對地下部資源的分配。植物根冠比受水分、氮素等因素的影響，從試驗數據上看，與栽培密度也有著一定的關系，在密度比較低的種植地塊，獲得的水熱和養(yǎng)分資源較多，相應的地上部和地下部生物量大，相對密度高的地塊而言，根冠比反而減小。

香根草雖然對外界環(huán)境條件要求不嚴，但施肥可明顯促進它的株高生長和分蘗數增加，香根草喜磷肥，生產上要注意把磷肥與有機肥混合作為基肥施用[17]，在生長季節(jié)可追施復合肥1～2次，以更好地促進香根草的生長。

4 結論

通過設計不同密度處理栽植香根草，低密度處理香根草的株高最高、分蘗數最多、地上部和地下部的鮮重、干重最大，根冠比最小。高密度處理香根草試驗結果則與之相反。刈割處理得出相同的試驗結論，刈割能夠改善香根草的通風透光條件，更加有利于香根草的生長，相應的試驗數據比未刈割處理要高。

生產上要保證香根草種植成活率，又要有一定的分蘗數，一般按每叢種植2株，行株距為33×33 cm的合理密度，保證形成群體數量。用作種苗的話，刈割留茬高度20 cm，保留5 cm長的根系，有利于香根草成活和增加分蘗。根據生產需要進行刈割，有利于提高生物量。

香根草栽培密度與株高有著顯著相關性。香根草的分蘗數與地上部、地下部鮮重有顯著相關。香根草的地上部鮮重與地下部鮮重顯著相關。刈割處理也得出相同結論。生產上要施用一定的肥料，從而促進香根草生物量的增加。

本試驗所得出的結論僅限于阜陽地區(qū)當前香根草的生長變化情況，香根草是喜溫的C4植物，光合能力強，生長速度快，在人為因素干擾比較少的情況下，受到溫度、光照和水分的影響比較大，隨著種植年限的增加，香根草的生長指標在連續(xù)幾年可能還存在著變化，需要定期觀測和研究討論。