不同時(shí)期滴灌對(duì)紫花苜蓿種子產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響

李國(guó)良，劉香萍，杜廣明，崔國(guó)文

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，黑龍江 大慶 163319；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，哈爾濱 150030）

苜蓿作為優(yōu)質(zhì)的飼料作物，在農(nóng)牧業(yè)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的國(guó)家苜蓿種植面積都較大，相應(yīng)地對(duì)苜蓿種子的需求也很大。苜蓿在我國(guó)北方畜牧業(yè)生產(chǎn)中具有重要作用，但苜蓿種子生產(chǎn)的發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。限制苜蓿在生產(chǎn)中發(fā)揮更大作用的一個(gè)主要原因是苜蓿種子生產(chǎn)技術(shù)落后，其中灌溉是關(guān)鍵技術(shù)措施之一。許多研究結(jié)果表明，合理灌溉是苜蓿種子豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)目標(biāo)的必要條件，水分因子是影響苜蓿種子高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一[1－3]。紫花苜蓿種子生產(chǎn)時(shí)，需要適當(dāng)調(diào)節(jié)土壤水分，使之產(chǎn)生一定的水分脅迫，植株保持連續(xù)、緩慢的生長(zhǎng)，促進(jìn)小花結(jié)莢，避免營(yíng)養(yǎng)體徒長(zhǎng)和嚴(yán)重的水分脅迫情況的發(fā)生，可以獲得最高種子產(chǎn)量[4－5]。我國(guó)紫花苜蓿種子節(jié)水灌溉（滴灌）技術(shù)的研究報(bào)道很少，種子生產(chǎn)主要是在收草田中留種，普遍存在灌溉次數(shù)過(guò)多，營(yíng)養(yǎng)體生長(zhǎng)旺盛，倒伏嚴(yán)重等問(wèn)題，種子產(chǎn)量低，質(zhì)量不高[6-7]。李擁軍和閔積淳研究表明[8]，生長(zhǎng)第2年紫花苜蓿種子田的3種漫灌灌水處理（盛花期灌1次水，盛花期和結(jié)莢期各灌1次水，始花期、盛花期和結(jié)莢期各灌1次水）均出現(xiàn)植株嚴(yán)重倒伏、種子產(chǎn)量顯著下降的情況。其中，灌2次水處理種子產(chǎn)量較高，但也只有77.5 kg·hm-2。海濤等研究表明[9]，紫花苜蓿種子生產(chǎn)田孕蕾和結(jié)莢期各灌1次水，灌水量為900 m3·hm-2時(shí)，種子產(chǎn)量最高（1 290 kg·hm-2）。本文通過(guò)不同時(shí)期滴灌處理對(duì)苜蓿的種子產(chǎn)量及相關(guān)性狀的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行分析，找出影響苜蓿種子產(chǎn)量的關(guān)鍵性狀，制定提高苜蓿種子產(chǎn)量的灌溉措施，為我國(guó)北方寒冷干旱地區(qū)苜蓿種子節(jié)水灌溉提供理論依據(jù)和生產(chǎn)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)所用紫花苜蓿種子田位于黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院草業(yè)實(shí)驗(yàn)田（大慶市）。試驗(yàn)區(qū)屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候。年平均溫度為4.2℃，≥10℃積溫為2 922.5℃。年平均降水為427.4 mm，多集中6、7、8月份。

年蒸發(fā)量為1 620.4 mm，是降水量的3.8倍。年均日照時(shí)數(shù)為2 846.9 h，無(wú)霜期127 d。土壤為鹽堿土，土壤肥力狀況:有機(jī)質(zhì)30.7 g·kg-1，速效氮89.25 mg·kg-1，速效磷 16.12 mg·kg-1，速效鉀137.35 mg·kg-1，土壤 pH 7.7。

1.2 試驗(yàn)材料

供試苜蓿品種為肇東苜蓿，2008年7月人工穴播，行株距為60 cm×15 cm，每穴留苗3株。2009年進(jìn)行灌溉試驗(yàn)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

按灌溉時(shí)間設(shè)計(jì)5個(gè)不同水分處理，另設(shè)一對(duì)照CK（無(wú)灌溉），各處理重復(fù)3次，共18個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積9 m2（3 m×3 m），各小區(qū)間用塑料膜隔離。小區(qū)灌水采用輸水管地面滴灌，灌水量240 mm。灌溉方案見(jiàn)表1。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目

1.4.1 株高

每處理各重復(fù)隨機(jī)選取20株，測(cè)量絕對(duì)高度。

1.4.2 種子收獲與測(cè)產(chǎn)

當(dāng)3／4的莢果變?yōu)楹诤稚珪r(shí)用鐮刀人工收獲，每個(gè)樣方收獲1 m2植株，分別打捆，晾曬，干燥后脫莢，清選2次，裝袋。以此計(jì)算試驗(yàn)小區(qū)的凈種子產(chǎn)量。

1.4.3 結(jié)莢花序數(shù)／生殖枝

每個(gè)處理隨機(jī)選擇30個(gè)生殖枝，統(tǒng)計(jì)包括主枝和各級(jí)分枝在內(nèi)的結(jié)莢花序數(shù)目。

1.4.4 莢果數(shù)／結(jié)莢花序

每個(gè)處理隨機(jī)選擇植株不同部位的結(jié)莢花序60個(gè)，統(tǒng)計(jì)每個(gè)花序的莢果數(shù)。

1.4.5 種子數(shù)／莢果

在種子收獲時(shí)，每個(gè)處理在植株不同部位隨機(jī)摘取200個(gè)結(jié)莢花序，隨機(jī)統(tǒng)計(jì)100個(gè)莢果的種子數(shù)。

1.4.6 種子產(chǎn)量

當(dāng)3／4的莢果變?yōu)楹诤稚珪r(shí)用鐮刀人工收獲，每個(gè)樣方收獲的1 m2植株分別打捆，晾曬，干燥后脫莢，清選2次，裝袋。以此計(jì)算試驗(yàn)小區(qū)的凈種子產(chǎn)量。

1.4.7 千粒重

從各小區(qū)清選后的凈種子中隨機(jī)數(shù)出1 000粒種子稱重，重復(fù)3次，計(jì)算千粒重。

1.4.8 種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率

取凈種子100粒，做表面滅菌處理，放入培養(yǎng)皿中，重復(fù)3次，置于發(fā)芽箱內(nèi)發(fā)芽，溫度為25℃。第2天首次記錄，第4天計(jì)算正常種子的發(fā)芽勢(shì)，第10天計(jì)算正常種子發(fā)芽率。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)用Excel 2003和SPSS 16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和制表。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同時(shí)期灌溉處理對(duì)種子產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可以看出，不同灌溉處理下對(duì)紫花苜蓿種子產(chǎn)量構(gòu)成因子有一定影響。其中各處理中W5的株高最高（157.0），顯著高于其余各組。其次為W1、W2組，與CK差異也達(dá)到顯著水平。W3、W4組株高與CK基本一致。表明不同時(shí)期灌溉對(duì)苜蓿株高有一定影響。同時(shí)，W2、W3灌溉處理下種子千粒重、結(jié)莢花序數(shù)/生殖枝、莢果數(shù)/花序均顯著高于其他各組，說(shuō)明孕蕾——初花期和結(jié)莢期進(jìn)行灌溉有利于花芽分化及種子發(fā)育。在結(jié)莢期適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充水分，有利于苜蓿籽粒飽滿。而籽粒數(shù)/莢果在各灌溉處理間差異不顯著。

2.2 不同時(shí)期灌溉處理對(duì)種子產(chǎn)量與質(zhì)量的影響

結(jié)果見(jiàn)表3，圖1。

表2 不同灌溉處理下紫花苜蓿種子產(chǎn)量及構(gòu)成因子Table 2 Effection of different irrigation treatments on alfalfa seed yield components

表3 不同灌溉處理下紫花苜蓿種子產(chǎn)量與質(zhì)量Table 3 Alfalfa seed yield and quality in different irrigation treatments

圖1 灌溉對(duì)苜蓿種子產(chǎn)量的影響Fig.1 Alfalfa seed yield in different irrigation treatments

由表3和圖1可以看出，不同灌溉處理對(duì)種子產(chǎn)量有一定影響，W2處理下，種子產(chǎn)量顯著高于對(duì)照和其他各處理組達(dá)到721.8 kg·hm－2，比對(duì)照提高15%以上，且種子發(fā)芽率也顯著高于其他各組。W1、W3、W4組種子產(chǎn)量略高于對(duì)照，但差異不顯著。W5組則顯著低于對(duì)照。說(shuō)明在孕蕾—初花期對(duì)苜蓿種子田進(jìn)行灌溉，可有效提高苜蓿種子產(chǎn)量，其余各時(shí)期灌溉處理增產(chǎn)效果不顯著，而在苜蓿整個(gè)生育期進(jìn)行全程灌溉，則由于水分過(guò)于充足，造成苜蓿徒長(zhǎng)，倒伏現(xiàn)象嚴(yán)重，造成種子產(chǎn)量下降，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)顯著下降。

2.3 種子產(chǎn)量構(gòu)成因素間的相關(guān)分析

表4表明千粒重、結(jié)莢花序數(shù)/生殖枝和莢果數(shù)/花序均與種子產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為 R千粒重=0.704，R結(jié)莢花序數(shù)/生殖枝=0.789，R莢果數(shù)/花序=0.760。其中，結(jié)莢花序數(shù)/生殖枝和莢果數(shù)/花序與種子產(chǎn)量相關(guān)性均達(dá)到顯著性水平（P＜0.05）。而株高與籽粒數(shù)/莢果均與種子產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，但未達(dá)顯著性水平。各產(chǎn)量因素間，千粒重與結(jié)莢花序數(shù)/生殖枝和莢果數(shù)/花序呈顯著正相關(guān)。花序數(shù)/生殖枝與莢果數(shù)/花序呈極顯著正相關(guān)（R=0.978，P＜0.01）。

表4 種子產(chǎn)量各構(gòu)成因素及種子產(chǎn)量間的相關(guān)系數(shù)Table 4 Relationship between alfalfa seed yield and seed yield components

3 討論與結(jié)論

灌溉是干旱、半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的根本，也是在這類地域獲得紫花苜蓿種子高產(chǎn)的關(guān)鍵[7－9]。紫花苜蓿種子田的灌溉制度取決于土壤質(zhì)地、土層厚度、降雨量、蒸發(fā)量、氣溫、生長(zhǎng)季長(zhǎng)度和栽培措施[10－12]。紫花苜蓿種子生產(chǎn)中，理想的灌溉制度能產(chǎn)生適度的土壤干旱條件促進(jìn)授粉，且生長(zhǎng)和開(kāi)花并未停止，在獲得種子高產(chǎn)的同時(shí)，提高灌溉效率。

本研究表明不同時(shí)期灌溉對(duì)苜蓿種子田產(chǎn)量具有顯著影響，采用W2灌溉處理，即在孕蕾－初花期灌水可形成較高苜蓿種子產(chǎn)量。苜蓿分枝期（W1期灌溉處理）是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)快速積累時(shí)期，應(yīng)控制灌水，可減少苜蓿徒長(zhǎng)倒伏；苜蓿在孕蕾－初花期灌水（W2處理）可有效促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)轉(zhuǎn)化，獲得較高生殖分配率，并顯著高于其他時(shí)期灌水的處理，此階段灌水有利于花芽分化，促使苜蓿開(kāi)花、授粉和結(jié)莢過(guò)程能集中完成，提高結(jié)實(shí)率；在結(jié)莢期（W4處理）適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充水分，有利于苜蓿籽粒飽滿。相關(guān)分析結(jié)果表明，與苜蓿種子產(chǎn)量相關(guān)性較大的因素有：結(jié)莢花序數(shù)/生殖枝和莢果數(shù)/花序（R結(jié)莢花序數(shù)/生殖枝=0.789，R莢果數(shù)/花序=0.760，P＜0.05），這與李擁軍、李雪峰等研究結(jié)果一致[13－14]。說(shuō)明隨著結(jié)莢花序數(shù)/生殖枝和莢果數(shù)的增加，也會(huì)使單株籽粒產(chǎn)量增加，進(jìn)而提高種子產(chǎn)量。

在孕蕾－初花期灌水可形成較高苜蓿種子產(chǎn)量。不同灌水處理在結(jié)莢花序數(shù)/生殖枝、每花序莢果數(shù)有顯著差異。結(jié)莢花序數(shù)/生殖枝、每花序莢果數(shù)與種子產(chǎn)量有極顯著的正相關(guān)性，即要獲得種子高產(chǎn)就必須保證有高的結(jié)莢花序數(shù)/生殖枝和每花序莢果數(shù)。在孕蕾－初花期灌水有利于苜蓿生殖生長(zhǎng)和提高結(jié)實(shí)率，是苜蓿種子生產(chǎn)高產(chǎn)的關(guān)鍵。

分枝期灌水及整個(gè)苜蓿生長(zhǎng)期全程灌溉將導(dǎo)致苜蓿植株徒長(zhǎng)，造成植株倒伏，對(duì)苜蓿種子生產(chǎn)作用不大，甚至導(dǎo)致減產(chǎn)。苜蓿種子生產(chǎn)的關(guān)鍵需水期是孕蕾－初花期，在北方干旱、半干旱區(qū)以孕蕾－初花期和結(jié)莢期適量灌水為最佳灌溉模式。

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