灌溉及多效唑?qū)λ{莖冰草生長及種子產(chǎn)量的影響

徐 坤，李世忠

(1.寧夏大學(xué)西北退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建教育部重點實驗室，寧夏 銀川 750021;2.寧夏大學(xué)西部生態(tài)與生物資源開發(fā)聯(lián)合研究中心，寧夏 銀川 750021; 3.寧夏農(nóng)業(yè)勘查設(shè)計院，寧夏 銀川 750002)

藍莖冰草(Agropyronsmithii)具有適應(yīng)性廣、抗逆性強和營養(yǎng)價值高等特點，可用于飼養(yǎng)家畜、建植綠地和水土保持。近年來，隨著我國對生態(tài)環(huán)境的日益重視，以及中央和地方對西部開發(fā)、生態(tài)環(huán)境建設(shè)投資力度的加大，作為一種根莖發(fā)達，抗旱性、耐寒性及對土壤和氣候的適應(yīng)性均較強的牧草，藍莖冰草已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于控制水土流失。由此導(dǎo)致對藍莖冰草種子的需求量劇增，牧草種子生產(chǎn)國產(chǎn)化形勢日益迫切。但我國牧草、草坪草種子生產(chǎn)剛剛起步，生產(chǎn)技術(shù)落后，急需提高種子質(zhì)量和產(chǎn)量的技術(shù)[1]。

氣候條件是決定牧草種子生產(chǎn)的關(guān)鍵因素[2]，但獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的種子，還必須采用先進的管理措施，其中灌溉是干旱與半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的根本[3]，而種子田的灌溉管理與牧草生產(chǎn)截然不同[4]。灌溉量過高，將促進植株營養(yǎng)體生長，降低種子產(chǎn)量[5]；灌溉不足，造成水分脅迫，同樣會降低種子產(chǎn)量[4]。灌溉對生殖枝轉(zhuǎn)化影響顯著，灌溉不足生殖枝數(shù)量減少，小穗、小花分化減弱[6]，高羊茅(Festucaelata)返青期、拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期4次灌水，每次灌水900 m3/hm2，生殖枝數(shù)/m2最高，小穗數(shù)/生殖枝、小花數(shù)/小穗、種子數(shù)/小穗接近最高，潛在種子產(chǎn)量、表現(xiàn)種子產(chǎn)量和實際種子產(chǎn)量最高[7]。生長調(diào)節(jié)劑能抑制植株節(jié)間的伸長，增加抗倒伏能力，降低敗育率，促使種子的成熟期趨于一致，減少落粒損失，提高種子產(chǎn)量。灌施和噴施多效唑(PP333)都能顯著提高多年生黑麥草(Loliumperenne)的千粒重和種子產(chǎn)量，兩者之間差異不顯著，而在對結(jié)實率的影響方面，兩者之間差異顯著[8]。

本研究分析灌溉次數(shù)以及生長調(diào)節(jié)劑不同使用方式對藍莖冰草種子產(chǎn)量構(gòu)成要素和種子產(chǎn)量的影響，為確定最佳灌溉次數(shù)和PP333最佳使用方式提供依據(jù)，同時為藍莖冰草種子生產(chǎn)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 試驗地自然概況

1.1氣候概況 試驗地設(shè)在成都大業(yè)國際投資股份有限公司酒泉種業(yè)基地(98°30′ E,39°37′ N),海拔1 480 m，距離酒泉市區(qū)30 km。氣候干燥少雨，蒸發(fā)量高，晝夜溫差大，屬于典型的大陸型氣候。年均溫7.3 ℃，≥0 ℃年積溫3 461.9 ℃·d，≥10 ℃年積溫2 954.4 ℃·d，無霜期130 d，年均降水量85.3 mm，蒸發(fā)量2 148.8 mm，年平均相對濕度46%。當?shù)厝照諘r間長，太陽輻射資源豐富，年日照時數(shù)3 033.4 h，年太陽輻射總量為6.1×106kJ/m2，對作物的干物質(zhì)積累非常有利。

1.2土壤狀況 試驗地土壤為沙壤土，返青期用土鉆在試驗地8個未施肥小區(qū)分別按0～20、20～40、40～60 cm分層取土樣，同層土樣均勻混合，用1/2法獲得測樣土壤，根據(jù)《土壤農(nóng)化分析手冊》[9]分析化驗，得到土壤的基本理化性狀(表1)。

表1 試驗地土壤基本理化性狀

2 材料與方法

2.1供試材料 藍莖冰草品種名為Rosanna，種子引自美國，原產(chǎn)地美國。生長于北美半干旱平原地區(qū)。它的適應(yīng)性很廣，尤其適應(yīng)于較溫暖、較潮濕的氣候。

2.2試驗背景 該藍莖冰草品種已經(jīng)在酒泉試驗地生長3年(共6.67 hm2)，長勢良好。2005年春季播種，播種時，施基肥磷酸二銨225 kg/hm2和過磷酸鈣150 kg/hm2，播量22.5 kg/hm2，行距60 cm，苗期鋤草1次，中耕鋤草1次，全年灌水5次；當年無種子產(chǎn)量，9月16日留茬7～8 cm刈割，將殘茬運走。次年春季返青前施尿素180 kg/hm2、過磷酸鈣360 kg/hm2，秋季收獲后施尿素120 kg/hm2、過磷酸鈣180 kg/hm2，抽穗期除雜草一次，全年灌水5次，第3年春季返青前疏枝一次。

2.3試驗處理 試驗地共分為60個小區(qū)，每小區(qū)面積4 m×7 m。試驗區(qū)于春季灌返青水前先用拖拉機開溝施入N 90 kg/hm2，P2O560 kg/hm2，然后人工打埂分區(qū)。采用區(qū)組試驗設(shè)計(表2)，A處理有3個水平，分別為A1(不用PP333)、A2(灌返青水前1 h，葉面噴施PP333)和A3(灌返青水時，在小區(qū)內(nèi)順行灌施配好的PP333溶液)，其中PP333施用質(zhì)量分數(shù)為0.022 5%，施用量為0.30 kg/hm2，即每小區(qū)用5.6 g PP333兌水3.73 kg；B處理為5個灌溉水平，分別是B1(僅返青期灌水)、B2(返青期、抽穗期灌水)、B3(返青期、抽穗期、灌漿期灌水)、B4(返青期、拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期灌水)和B5(返青期、拔節(jié)期、抽穗期、盛花期、灌漿期灌水)，灌水量為每次900 m3/hm2，灌漿期灌溉量適當減少。試驗區(qū)外圍有2 m寬的隔離帶與大田隔離，拔節(jié)期進行1次除草，抽穗末期進行1次人工除雜，盛花期進行2次人工拉繩輔助授粉，2次授粉間隔為5 d。肥料選用尿素(有效成分N≥46.4%)，過磷酸鈣(P2O5≥16%)，PP333為15%的可濕性粉劑。

表2 藍莖冰草灌溉試驗設(shè)計方案

2.4測定項目

生殖枝數(shù)： 收獲期，在各小區(qū)隨機選3個1 m2樣方，計算生殖枝數(shù)。

小穗數(shù)： 收獲期，在各小區(qū)隨機選20個生殖枝，數(shù)取每個生殖枝上的小穗數(shù)。

小花數(shù)： 收獲期，在生殖枝的上、中、下部各取1個小穗，數(shù)取小穗的小花數(shù)。

種子數(shù)： 收獲期，在生殖枝的上、中、下部各取1個小穗，數(shù)取小穗的種子數(shù)。

千粒重： 種子風(fēng)干清選后，各處理隨機取100粒稱量,重復(fù)8次，最后折算為千粒重。

種子產(chǎn)量： 在各小區(qū)隨機刈割3個1 m2樣方，分別脫粒、風(fēng)干后稱量，折算為每公頃種子產(chǎn)量。

2.5數(shù)據(jù)分析 統(tǒng)計分析中，不同處理間的顯著性檢驗采用DPS軟件進行處理[10]，相關(guān)性檢驗采用SPSS軟件處理[11],制圖及數(shù)據(jù)計算使用Microsoft Excel軟件處理[12]。

3 結(jié)果

3.1生殖枝數(shù) 在只灌溉返青水的情況下，噴施PP333顯著地降低了生殖枝數(shù)/m2(P<0.05)，灌施PP333對生殖枝數(shù)/m2有所提高(表3)。其他各灌溉水平下，PP333的施用對生殖枝數(shù)/m2都有不同程度的提高，其中，在只灌返青水+抽穗水的情況下，噴施和灌施PP333都顯著地提高了生殖枝數(shù)/m2(P<0.05)；在灌返青水+抽穗水+灌漿水+拔節(jié)水的情況下，噴施PP333顯著提高了生殖枝數(shù)/m2(P<0.05)，灌施PP333影響不顯著(P>0.05)。

3.2小穗數(shù) 各灌溉水平下，噴施PP333不同程度地提高了各處理小穗數(shù)/生殖枝，其中在灌返青水+抽穗水+灌漿水+拔節(jié)水的情況下，噴施PP333對提高小穗數(shù)/生殖枝效果顯著，與灌施PP333處理間差異顯著(P<0.05)。各個處理中，灌施PP333對提高小穗數(shù)/生殖枝效果不顯著(P>0.05)，其中在灌返青水+抽穗水+灌漿水+拔節(jié)水+盛花水的情況下，灌施PP333反而降低了小穗數(shù)/生殖枝，并且與噴施PP333的處理間差異顯著(P<0.05)(表3)。

3.3小花數(shù) 各灌溉水平下，噴施和灌施PP333可不同程度地提高小花數(shù)/小穗，但各處理間差異不顯著(P>0.05)，最大值出現(xiàn)在灌返青水+抽穗水+灌漿水時灌施PP333和灌返青水+抽穗水+灌漿水+拔節(jié)水時噴施PP333的情況下。

3.4種子數(shù) 各灌溉水平下，噴施和灌施PP333都不同程度地提高了種子數(shù)/小穗，其中在灌返青+抽穗水和返青水+抽穗水+灌漿水+拔節(jié)水+盛花水的情況下，噴施和灌施PP333都顯著提高了種子數(shù)/小穗(P<0.05)，但兩種施用方式間差異不顯著(P>0.05)；總體分析后發(fā)現(xiàn)，灌施PP333對提高種子數(shù)/小穗的效果比噴施略好，其中在灌返青水+抽穗水+灌漿水的情況下，灌施PP333明顯提高了種子數(shù)/小穗，與噴施間差異顯著(P<0.05)，出現(xiàn)最大值(表3)。

3.5千粒重 在只灌溉返青水和返青水+抽穗水的情況下，噴施和灌施PP333都不同程度地提高了種子千粒重，但差異不顯著(P>0.05)；在灌返青水+抽穗水+灌漿水的情況下，PP333兩種施用方式間差異顯著(P<0.05)，噴施PP333提高千粒重的效果顯著好于灌施PP333(P<0.05)，并且出現(xiàn)最大值；灌溉水平繼續(xù)提高，噴施和灌施PP333反而降低了種子千粒重(表3)。

3.6種子產(chǎn)量 在只灌返青水時，噴施PP333降低了實際種子產(chǎn)量，灌施PP333對實際種子產(chǎn)量有所提高，噴施和灌施PP333之間差異顯著(P<0.05)；其他各灌溉水平下，噴施和灌施PP333都不同程度地提高了實際種子產(chǎn)量，在只灌返青水+抽穗水的情況下，噴施和灌施PP333效果顯著，其中噴施PP333處理的實際種子產(chǎn)量達到最大值；在灌返青水+抽穗水+灌漿水的情況下，灌施PP333效果顯著，與噴施PP333之間差異顯著(P<0.05)；在灌返青水+抽穗水+灌漿水+拔節(jié)水的情況下，噴施PP333效果顯著，與灌施PP333之間差異顯著(P<0.05)；在灌返青水+抽穗水+灌漿水+拔節(jié)水+盛花水的情況下，噴施和灌施PP333效果顯著，但兩者之間差異不顯著(P>0.05)(表3)。

表3 灌水及多效唑?qū)λ{莖冰草種子產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響

3.7相關(guān)分析 綜合各處理的數(shù)據(jù)進行Pearson相關(guān)分析后發(fā)現(xiàn)，實際種子產(chǎn)量與生殖枝數(shù)/m2和種子數(shù)/小穗之間呈極顯著正相關(guān)；實際種子產(chǎn)量與千粒重之間表現(xiàn)為負相關(guān)，但不顯著(表4)。

表4 各處理與藍莖冰草實際種子產(chǎn)量與其構(gòu)成要素的相關(guān)性

4 討論與結(jié)論

4.1施氮量對種子產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響 藍莖冰草種子田在只灌溉返青水的情況下，生殖枝數(shù)/m2最多，之后隨著灌溉次數(shù)的增多，生殖枝數(shù)/m2反而下降，這可能是因為藍莖冰草屬于強根莖型禾草[13]，過多的水分對其營養(yǎng)生長和營養(yǎng)繁殖更為有利。種子生產(chǎn)對灌水的需求取決于土壤質(zhì)地、土層深度、降水量、蒸發(fā)量、氣溫、生長期持續(xù)時間，以及耕作方式[14]，不同氣候區(qū)域與不同土壤類型，其灌溉制度不同。藍莖冰草試驗地土壤為沙壤土，持水性較差，而且藍莖冰草的整個生長季持續(xù)約5個月，所以只灌溉返青水是不夠的，但本研究中只灌溉返青水的處理實際種子產(chǎn)量卻最高，主要是因為試驗區(qū)之間水分互滲比較嚴重，只灌溉返青水的小區(qū)實際并不干旱，而且由于水分不是過于充足，反而抑制了營養(yǎng)體的生長，促進了生殖枝的生長，最終導(dǎo)致生殖枝數(shù)/m2和實際種子產(chǎn)量都最高。除灌溉量之外，灌溉時期對牧草種子生產(chǎn)同樣重要。不同時期灌溉對禾本科牧草影響不同，牧草種子田應(yīng)重視分蘗期、拔節(jié)期和抽穗期灌水，結(jié)合追肥或單獨進行，同時還應(yīng)該重視灌漿期灌水，促進籽粒形成，提高千粒重，但灌水過多，容易引起植株倒伏，降低種子產(chǎn)量。藍莖冰草在整個生長季，拔節(jié)期灌水顯著提高了生殖枝數(shù)/m2、種子數(shù)/小穗和實際種子產(chǎn)量，缺少拔節(jié)期灌水，這些指標的值無法用增加抽穗水和灌漿水去彌補；抽穗期灌溉有助于小花數(shù)/小穗的提高；灌漿期灌溉顯著提高了藍莖冰草種子的千粒重；盛花期灌溉降低了小花數(shù)/小穗、種子數(shù)/小穗，但有助于千粒重和種子產(chǎn)量的提高。藍莖冰草種子生產(chǎn)田需保證返青期、拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期以及盛花期5次灌水，但由于根莖類型不同，每次的灌溉量需要減少，具體的灌溉量要根據(jù)土壤類型和氣候特征而定。

4.2多效唑?qū)ΨN子產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響 在只灌返青水的情況下，噴施多效唑減少了生殖枝數(shù)/m2，最終降低了實際種子產(chǎn)量，但灌施有效地提高了生殖枝數(shù)/m2和實際種子產(chǎn)量，這可能是因為在灌水不足的情況下，灌施多效唑有效地抑制了藍莖冰草地下根莖的生長，而噴施對生殖枝的轉(zhuǎn)化有一定的抑制作用；在保證返青期、拔節(jié)期、抽穗期和盛花期4個時期的灌水時，返青期一次性噴施0.022 5%的多效唑0.3 kg/hm2對提高生殖枝數(shù)/m2、小穗數(shù)/生殖枝、小花數(shù)/小穗、種子數(shù)/小穗以及實際種子產(chǎn)量效果顯著；灌施多效唑有效地提高了種子數(shù)/小穗，最終也提高了實際種子產(chǎn)量。蘭劍等[8]在對黑麥草的試驗中發(fā)現(xiàn)，在春季返青期施用多效唑可提高多年生黑麥草的結(jié)實率,增加有效分蘗，穗長和千粒重降低,落粒率降低10%,種子產(chǎn)量提高13.9%，而且在用量相同的條件下，灌施比葉面噴施的效果更好。而本研究藍莖冰草種子生產(chǎn)中，在灌溉滿足生長需要的前提下，春季返青期施用多效唑?qū)μ岣叻N子產(chǎn)量效果顯著。灌溉過于充足時，生殖枝高度明顯上升，容易引起倒伏，使種子敗育，減少了種子數(shù)/小穗，最終導(dǎo)致種子產(chǎn)量下降。本研究中考慮到多效唑具有2～3年的殘效性，因此，在藍莖冰草種子生產(chǎn)田中，可以加大多效唑的初次施用量，一次性施入。

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