氯丁唑?qū)€葉野豌豆種子生產(chǎn)性能的影響

張凡凡,郭江松,于 磊,2,魯為華,2,張前兵,2,林祥群

(1.石河子大學(xué) 動(dòng)物科技學(xué)院,新疆 石河子 832003；2.新疆兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,新疆 石河子 832003)

線葉野豌豆(Viciatenuifolia)為多年生旱中生半攀援性根蘗型豆科植物，自然分布于新疆天山、阿爾泰山的中低山帶。野生豆科牧草莖枝細(xì)嫩、柔軟、營養(yǎng)豐富、適口性佳，加之其自然生長株叢高、地上生物量大、適應(yīng)性廣，所以具有非常好的開發(fā)利用前景[1-3]。而線葉野豌豆為無限花序，其開花、結(jié)莢期長，種子成熟期不一致，導(dǎo)致其在實(shí)際生產(chǎn)中花序枝下部先期成熟的莢果自然開裂使種子落粒，而頂部花序的種子仍未成熟，這給種子采收造成了困難，也使線葉野豌豆種子產(chǎn)量和品質(zhì)得不到保證。

種子質(zhì)量和產(chǎn)量一方面取決于氣候、土壤自然因素，還與管理措施有關(guān)。諸多研究報(bào)道，氯丁唑是一種赤霉酸的拮抗物，能強(qiáng)烈抑制植物生長，無論對(duì)草本或木本的單子葉或雙子葉植物都有明顯的生長抑制作用，作為一種植物生長延緩劑，其還可以提高種子產(chǎn)量和質(zhì)量，促使種子成熟趨于一致，減少落粒損失，有利于植物的生殖生長和種子發(fā)育[4-7]。另外，對(duì)豆科植物單位面積花序數(shù)、每花序小花數(shù)、每小花胚珠數(shù)和平均種子單粒質(zhì)量等種子產(chǎn)量構(gòu)成因子都有著一定影響。

因此，以綠洲區(qū)馴化條件下的線葉野豌豆為研究材料，在其不同生育時(shí)期噴灑不同濃度的氯丁唑，尋求提高線葉野豌豆種子的生產(chǎn)性能的最佳方案，并使線葉野豌豆種子的收獲期盡可能集中，以期為綠洲區(qū)線葉野豌豆的開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地設(shè)在石河子大學(xué)牧草試驗(yàn)地，其所在石河子綠洲區(qū)屬典型的溫帶大陸性極端氣候，冬季長而寒冷，夏季短而炎熱，年平均氣溫7.5～8.2 ℃，日照時(shí)數(shù)2 318～2 732 h，無霜期147～191 d，年降水量180～270 mm，年蒸發(fā)量1 000～1 500 mm。試驗(yàn)地土壤為重壤，含有機(jī)質(zhì)20.11 g/kg，全氮1.16 g/kg，堿解氮72.8 mg/kg，速效磷34.8 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試材料為石河子大學(xué)牧草試驗(yàn)地田間馴化第1代生長第2年的線葉野豌豆群落。供試藥劑選用15%可濕性粉劑的氯丁唑，由四川國光農(nóng)化有限公司提供作為生長調(diào)節(jié)劑。

線葉野豌豆2010年3月播種建植。播種前按大田生產(chǎn)進(jìn)行整地，試驗(yàn)種子用濃硫酸浸泡22 min，以打破種子硬實(shí)，再將種子洗至中性，人工條播，播種深度2～3 cm，行距50 cm。一年的田間管理和培育，田間生長狀況良好。

2011年開始進(jìn)行正式試驗(yàn)，試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)噴灑處理，每個(gè)處理小區(qū)面積為25 m2，2次重復(fù)。其中，N1，N2和N3為3個(gè)處理，在返青期分別噴灑濃度為0.03%，0.05%和0.07%的氯丁唑水溶液；N4，N5和N6處理在初花期分別噴灑濃度為0.03%，0.05%和0.07%的氯丁唑水溶液。各處理的線葉野豌豆生長至80%的花序結(jié)莢時(shí)，再全部噴灑0.2%的氯丁唑水溶液，另設(shè)1個(gè)對(duì)照(CK)，所有試驗(yàn)時(shí)期均噴灑清水作為對(duì)照(表1)。試驗(yàn)均以葉面噴灑法進(jìn)行，按比例調(diào)配好氯丁唑后，用手持噴霧器噴灑到葉面滴水為止。

表1 各時(shí)期氯丁唑噴灑方案Table 1 The treatment of PP333 spraying in different growing period %

注：噴灑均采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)

1.3 觀測(cè)指標(biāo)與方法

1.3.1 線葉野豌豆生長變化測(cè)定 線葉野豌豆進(jìn)入返青期開始，每小區(qū)選20株具有代表性的植株，測(cè)量植株地面到頂部的自然高度，精確到毫米取平均值，每隔5 d測(cè)量1次，直到結(jié)莢末期，統(tǒng)計(jì)植株生長變化規(guī)律。

1.3.2 線葉野豌豆種子產(chǎn)量構(gòu)成因素及種子產(chǎn)量的測(cè)定 單株分枝數(shù)測(cè)定：在線葉野豌豆生長處于分枝穩(wěn)定后，分別隨機(jī)挑選各處理小區(qū)的50株，數(shù)出單株分枝數(shù)，統(tǒng)計(jì)平均值。

單株花序數(shù)：在線葉野豌豆盛花期，各處理小區(qū)隨機(jī)挑選50個(gè)植株，數(shù)出單株上的花序數(shù)，統(tǒng)計(jì)平均值。

單個(gè)花序上的小花數(shù)測(cè)定：在線葉野豌豆盛花期，各處理小區(qū)內(nèi)隨機(jī)挑選50株，數(shù)出單株上的花序數(shù)，統(tǒng)計(jì)平均值。

單個(gè)莢果中的胚珠數(shù)測(cè)定：在線葉野豌豆種子成熟期，隨機(jī)挑選各處理小區(qū)50株的莢果，數(shù)出單個(gè)莢果中種子的數(shù)量，統(tǒng)計(jì)平均值。

可育小花數(shù)的測(cè)定：在線葉野豌豆種子成熟期，隨機(jī)挑選各處理小區(qū)50株的花序，數(shù)出上面發(fā)育的小花數(shù)(或莢果數(shù))，統(tǒng)計(jì)平均值。

種子產(chǎn)量測(cè)定為潛在種子產(chǎn)量和實(shí)際種子產(chǎn)量。潛在種子產(chǎn)量(理論種子產(chǎn)量)=花序數(shù)/單位面積×花數(shù)/花序×胚珠數(shù)/莢果×平均種子重量。

種子重量的測(cè)定：取各處理8個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)100粒，分別稱取8個(gè)重復(fù)的重量，計(jì)算平均重量。種子實(shí)際產(chǎn)量測(cè)定：在線葉野豌豆進(jìn)入盛花期(80%花序成熟)后，隨著種子的成熟，分別陸續(xù)采摘各個(gè)處理小區(qū)的成熟線葉野豌豆種子，風(fēng)干后脫粒、稱重，統(tǒng)計(jì)平均值[8,9]。

1.3.3 線葉野豌豆種子質(zhì)量的測(cè)定 種子生活力的測(cè)定采用TTC染色法測(cè)定[10]。按種子檢驗(yàn)規(guī)程[9,10]計(jì)算發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)，但由于不同牧草種子末次計(jì)算發(fā)芽的天數(shù)相差很大，所以結(jié)合種子檢驗(yàn)規(guī)程和牧草發(fā)芽的規(guī)律，發(fā)芽試驗(yàn)初期為3 d，并以每個(gè)處理發(fā)芽末期連續(xù)5 d發(fā)芽數(shù)不超過1%作為發(fā)芽結(jié)束，在發(fā)芽結(jié)束后統(tǒng)計(jì)不發(fā)芽的種子。

發(fā)芽率/%=(發(fā)芽試驗(yàn)?zāi)┢谌空０l(fā)芽種子數(shù)/供檢種子數(shù))×100%

發(fā)芽勢(shì)/%=(發(fā)芽試驗(yàn)初期(3d)正常發(fā)芽種子數(shù)/供檢種子數(shù))×100%

1.3.4 線葉野豌豆種子成熟高峰期的測(cè)定 當(dāng)各試驗(yàn)區(qū)線葉野豌豆生長進(jìn)入結(jié)莢期時(shí)，每7 d收獲1次種子，記錄數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析對(duì)比確定種子成熟高峰期、最佳收獲時(shí)期和種子集中成熟期。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010和SPSS 13.0軟件進(jìn)行作圖及統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氯丁唑?qū)€葉野豌豆生長變化的影響

對(duì)各處理線葉野豌豆的生長觀測(cè)結(jié)果表明(圖1)，在4月中旬線葉野豌豆進(jìn)入返青期開始，噴灑氯丁唑7 d后，N1,N2和N3處理的生長速度明顯低于CK。在初花期(50 d)N4,N5和N6處理噴灑氯丁唑，從7 d后開始株高增加速度趨于平緩，在開始結(jié)莢時(shí)(70 d)對(duì)所有處理噴灑氯丁唑，各處理株高均未繼續(xù)增加，株高趨于穩(wěn)定?？傮w分析，在各個(gè)時(shí)期噴灑氯丁唑均對(duì)線葉野豌豆植株高度有明顯的抑制作用。

圖1 不同處理下線葉野豌豆植株的生長變化Fig.1 The growth change of Vicia tenuifolia under different treatments

2.2 氯丁唑?qū)€葉野豌豆種子產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

試驗(yàn)表明(表3)，在返青期N1、N2處理的線葉野豌豆的分枝數(shù)較CK具有顯著提高(P<0.05)，最高的N2處理可使線葉野豌豆分枝數(shù)提高到23條/株，當(dāng)氯丁唑濃度達(dá)到0.07%時(shí)對(duì)分枝數(shù)有很強(qiáng)的抑制作用，其使分枝數(shù)下降到12條/株；在初花期N4，N5和N6處理的分枝數(shù)變化較CK處理差異不明顯(P>0.05)。花序數(shù)未隨噴灑氯丁唑發(fā)生很大的改變，但當(dāng)氯丁唑噴施濃度達(dá)到0.07%時(shí)，無論是返青期還是初花期花序數(shù)均較CK處理有明顯下降(P<0.05)。噴灑氯丁唑?qū)€葉野豌豆花序上的小花數(shù)有很好的?；ū＠僮饔茫剐』ǘ鋽?shù)得到增加，但在返青和初花期噴施氯丁唑濃度達(dá)到0.07%時(shí)小花朵數(shù)未得到增加，反而較CK處理有所下降(P<0.05)。胚珠數(shù)受氯丁唑的影響比較明顯，除N5處理略高于CK處理，其他處理均低于CK處理，說明噴灑氯丁唑?qū)€葉野豌豆的胚珠數(shù)有明顯的抑制作用。在結(jié)莢期N2、N5對(duì)可育小花數(shù)有很好的促進(jìn)作用(P<0.05)，而其他處理較CK處理無明顯變化(P>0.05)。各處理對(duì)種子重量均無顯著影響(P>0.05)。不同處理下潛在種子產(chǎn)量和實(shí)際種子產(chǎn)量均為N2>N1>N5>N4>CK>N6>N3。

表3 不同處理下線葉野豌豆種子產(chǎn)量及其構(gòu)成因素Table 3 The seed yield and seed factors of Vicia tenuifolia under different treatmentss

注：同列不同小寫字母間差異顯著(P<0.05)，下同

2.4 氯丁唑?qū)€葉野豌豆種子質(zhì)量的影響

發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和種子生活力是判斷種子質(zhì)量的重要指標(biāo)，試驗(yàn)表明，種子生活力均為100%，不受氯丁唑的影響，N1、N2、N5處理的發(fā)芽勢(shì)顯著高于CK處理(P<0.05)，而其他處理較CK處理變化不明顯。N3、N4的發(fā)芽率較CK處理顯著下降(P<0.05)，其他處理下降均不明顯。N1、N2處理能使線葉野豌豆種子的質(zhì)量得到提高(表4)。

2.5 氯丁唑?qū)€葉野豌豆種子集中成熟期的影響

線葉野豌豆為無限花序，種子成熟前后期的時(shí)間較長，這給種子收獲造成極為不利的影響，試驗(yàn)在結(jié)莢期的幾個(gè)時(shí)間段進(jìn)行分期收獲，即成熟1批種子收獲1批，在7月初進(jìn)行第1次收獲，每隔7 d收獲1次，共收獲7次。結(jié)果表明，各處理均在第5次和第4次時(shí)種子收獲量較高(P<0.05)，其種子收獲量占總收獲量的70%。各處理第4次和第5次的收獲量最高的為N2處理，其收獲量達(dá)到479.2 kg/hm2，占其總收獲量的68.17%，比CK處理高出20.26%；其他處理除N3、N6采收量低于CK處理，其余處理也均高于CK(圖2)。

表4 不同處理下線葉野豌豆的種子質(zhì)量Table 4 The seed quality of Vicia tenuifolia under different treatment

圖2 各收獲時(shí)期線葉野豌豆種子收獲量Fig.2 The seed yield of Vicia tenuifolia in different harvest time

3 討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，在各生育時(shí)期噴灑不同濃度的氯丁唑均對(duì)線葉野豌豆的生長高度有一定的抑制作用。施用氯丁唑可有效提高線葉野豌豆種子的質(zhì)量，說明在合適時(shí)期噴灑合適濃度的氯丁唑可提高種子的生長活力并使其出苗整齊茁壯，而N3、N4處理發(fā)芽率降低的原因可能由于不合時(shí)期或濃度噴灑氯丁唑抑制了線葉野豌豆的生殖生長。另外，合理施用氯丁唑還對(duì)種子的產(chǎn)量有促進(jìn)作用，其中，N2處理對(duì)種子產(chǎn)量有促進(jìn)作用，而N3處理則產(chǎn)生抑制作用，這一結(jié)果與許多學(xué)者的研究結(jié)果一致[11]。而有學(xué)者研究表明[4,6,12,13]，氯丁唑?qū)瘫究颇敛莸闹仓旮叨扔泻艽笠种谱饔?，但?duì)不同禾本科種子質(zhì)量和產(chǎn)量的影響不同，這說明氯丁唑?qū)Σ煌参锞哂羞x擇性，實(shí)際產(chǎn)量和種子質(zhì)量不僅與氯丁唑施用的方法與濃度有關(guān)，還受牧草本身特性的影響。除此以外，施用氯丁唑?qū)€葉野豌豆種子產(chǎn)量構(gòu)成因素有很大影響，并可促使種子成熟趨于一致，這與很多學(xué)者的研究結(jié)果相同[14]。所以在施用中只有滿足了內(nèi)在和外在條件，才能從根本上提高牧草種子的質(zhì)量和產(chǎn)量。

以往對(duì)生長調(diào)節(jié)劑氯丁唑的使用多是與肥料和殺菌劑混用，且在糧食作物、果樹和蔬菜上使用較多，其施用目的也僅僅是阻止幼苗頂端優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)側(cè)芽(分蘗)滋生。近年來有關(guān)生長調(diào)節(jié)劑氯丁唑?qū)δ敛萆a(chǎn)的影響研究逐漸增多，施用目的也主要轉(zhuǎn)向增加牧草種子產(chǎn)量及提高草坪草質(zhì)量和抗性等[15]。線葉野豌豆作為一種特殊的豆科牧草，其在野生條件下結(jié)莢多，但其種子成熟前后期時(shí)間較長，莢果成熟后也容易開裂，這給種子生產(chǎn)造成了很大困難。另外，氯丁唑雖然為一種強(qiáng)效植物生長調(diào)節(jié)劑，但是在施用過程中容易對(duì)土壤造成污染[16]，增加雜草入侵的機(jī)會(huì)[7]，從而對(duì)植物產(chǎn)生不良影響。所以對(duì)于其的施用一定要適時(shí)、適量，并結(jié)合各方面因素合理噴灑[17]，才能對(duì)牧草生產(chǎn)起到促進(jìn)作用。

綜合分析，氯丁唑的最佳噴施方案在返青期噴灑濃度為0.05%的氯丁唑水溶液，然后，在80%莢果成熟時(shí)噴灑濃度為0.2%的氯丁唑水溶液進(jìn)行處理，可有效提高種子質(zhì)量和產(chǎn)量，并可縮短種子成熟期，便于種子的集中收獲。

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