灌溉次數(shù)和施肥量對甘肅引黃灌區(qū)紫花苜蓿種子產(chǎn)量的影響

陳冬冬，王彥榮，韓云華

(草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅 蘭州 730020)

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灌溉次數(shù)和施肥量對甘肅引黃灌區(qū)紫花苜蓿種子產(chǎn)量的影響

陳冬冬，王彥榮*，韓云華

(草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅 蘭州 730020)

摘要：甘肅引黃灌區(qū)根據(jù)農(nóng)作物對水分的需求，通常在每年固定時(shí)期給水灌溉。本試驗(yàn)研究了甘肅引黃灌區(qū)不同灌溉次數(shù)(2，3，4次)和磷酸二銨施用量(0，180，360，540 kg/hm2)對紫花苜蓿種子產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響，旨在尋找該地區(qū)紫花苜蓿種子生產(chǎn)的合理灌溉次數(shù)和最佳施肥量。通過兩年的研究發(fā)現(xiàn)，灌溉次數(shù)對紫花苜蓿種子產(chǎn)量具有極顯著影響(P<0.01)，灌溉次數(shù)增加反而降低種子產(chǎn)量，2次灌溉對紫花苜蓿種子生產(chǎn)較為適宜，兩年的平均值分別為686和891 kg/hm2；種子產(chǎn)量隨著施肥量的增加，呈現(xiàn)先升高后降低趨勢,在施用360 kg/hm2肥量條件產(chǎn)量最高，兩年的平均值分別為631和786 kg/hm2；灌溉次數(shù)和施肥量二者交互作用顯著，在2次和3次灌溉條件下，施肥量增加顯著提高種子產(chǎn)量；在4次灌溉條件下，隨著施肥量增加呈現(xiàn)先上升后下降趨勢；在2013年，2次灌溉、360 kg/hm2施肥量條件下的種子產(chǎn)量最高，為757 kg/hm2；在2014年，2次灌溉、540 kg/hm2施肥量條件下的種子產(chǎn)量最高，為1019 kg/hm2；苜蓿種子產(chǎn)量與單位面積生殖枝數(shù)、結(jié)莢花序數(shù)呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.503和0.835；2次灌溉、360 kg/hm2磷酸二銨施肥條件為該地區(qū)較為經(jīng)濟(jì)、高效的灌溉和施肥條件。

關(guān)鍵詞：紫花苜蓿；灌溉次數(shù)；施肥量；種子產(chǎn)量

紫花苜蓿(Medicagosativa)不僅營養(yǎng)價(jià)值高、適口性好[1]，而且具有較高的適應(yīng)性、飼草生產(chǎn)潛力和優(yōu)良的品質(zhì)特性[2]。在我國，紫花苜蓿種植歷史悠久[3]，目前已大規(guī)模推廣，對我國畜牧業(yè)發(fā)展有著舉足輕重的作用[4]?！安輼I(yè)振興，種子先行”，優(yōu)質(zhì)牧草種子是發(fā)展草業(yè)生產(chǎn)的基本生產(chǎn)資料，是振興草業(yè)的基礎(chǔ)[5]。然而由于氣候條件、生產(chǎn)技術(shù)等原因，我國紫花苜蓿種子產(chǎn)量普遍偏低，種子質(zhì)量較差[6]，因此，開展紫花苜蓿種子生產(chǎn)技術(shù)研究對我國苜蓿產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著重要意義。

灌溉是干旱、半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的根本[7]；紫花苜蓿種子生產(chǎn)時(shí)，較低的土壤水分產(chǎn)生一定的水分脅迫，根系不斷生長以利用深層土體中貯藏的水分，進(jìn)而使植株能夠連續(xù)、緩慢的生長，是理想的種子田生長模式[8]。灌溉次數(shù)和灌溉量過多，不僅會造成水資源浪費(fèi)和土壤鹽漬化[9-10]，同時(shí)也會造成植物本身營養(yǎng)體徒長，削弱生殖生長，惡化種子的形成環(huán)境，進(jìn)而降低種子產(chǎn)量[11]；相反，灌溉次數(shù)和灌溉量較少，紫花苜蓿種子田受到嚴(yán)重的水分脅迫，也會造成種子減產(chǎn)[12-13]。同時(shí)，灌溉時(shí)期對于紫花苜蓿種子生產(chǎn)也起到重要作用，在花期之前應(yīng)該提供適宜的土壤水分促進(jìn)前期的營養(yǎng)生長，而花期后應(yīng)該減少灌溉，限制營養(yǎng)生長促進(jìn)生殖生長[14]。通過控制苜蓿種子田的灌溉量、次數(shù)和時(shí)間，可有效避免種子田過度干旱和植株徒長，為種子生產(chǎn)提供適宜的條件[15]。因此，合理的灌溉制度是取得苜蓿種子高產(chǎn)的關(guān)鍵措施。

磷酸二銨是一種較為常見、廣泛應(yīng)用的磷、氮復(fù)合肥料，對紫花苜蓿種子有明顯的增產(chǎn)作用，是制種紫花苜蓿最適肥料[16]；磷肥能夠調(diào)控紫花苜蓿生殖生長，促進(jìn)結(jié)實(shí)，同時(shí)增加苜蓿的莖粗，增強(qiáng)抗倒伏能力，有利于開花授粉和種子收獲[17-18]；缺磷的植物結(jié)實(shí)少，子?？瞻T率增加，種子產(chǎn)量下降[19]，相反，過量會毒害植株而降低產(chǎn)量[20]。氮肥有利于地上部分生長，分枝增多，葉色加深，枝條生長加快[21]。豆科牧草本身具有一定固氮能力，但對于苜蓿種子生產(chǎn)田來說，根瘤菌前期固定的氮素能否滿足后期的需求有待深入研究[22]。有研究表明，現(xiàn)蕾期過后，紫花苜蓿對氮肥的需要量增加，施氮肥能夠滿足苜蓿生育后期對氮素的需求，有利于種子的生產(chǎn)[22-23]。

紫花苜蓿種子發(fā)育過程中環(huán)境條件與農(nóng)藝技術(shù)對種子產(chǎn)量都有較大的影響[24]；甘肅引黃灌區(qū)氣候干燥, 熱量充足，是紫花苜蓿種子生產(chǎn)適宜區(qū)域，然而該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到引水灌溉的條件限制，灌溉按照月份進(jìn)行。本研究建植適宜密度的紫花苜蓿種子生產(chǎn)田，在當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)傳統(tǒng)的引黃灌溉次數(shù)上做出假設(shè)，設(shè)置不同的灌溉次數(shù)和施肥量，尋找合理的高效節(jié)水灌溉模式和最佳施肥量，為該地區(qū)的紫花苜蓿種子生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1品種來源

本試驗(yàn)所用品種為巨人紫花苜蓿(AmeriStand201)，原產(chǎn)地美國，于2010年采自蘭州大學(xué)張掖西部草業(yè)試驗(yàn)基地。

1.2試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于蘭州大學(xué)景泰實(shí)習(xí)基地進(jìn)行(37°14′ N, 104°05′ E)，海拔1276 m，位于河西走廊東端門戶，黃土高原與騰格里沙漠過渡地區(qū)，為溫帶大陸性氣候。年日照時(shí)數(shù)2726 h，無霜期141 d，年均溫8.2℃，年降水量185 mm，年蒸發(fā)量3038 mm。土壤類型為灰鈣土，pH值為8.71，土壤有機(jī)質(zhì)含量15.16 g/kg，全氮含量0.72 g/kg，速效磷3.05～9.02 mg/kg，速效鉀109～148 mg/kg。圖1 為2013-2014兩年該地區(qū)的降雨量與平均氣溫；降雨主要集中在6-8月，占全年總量的62.2%。

圖1　2013-2014年實(shí)驗(yàn)區(qū)3-9月降雨量及平均氣溫Fig.1　Precipitation and average air temperature from March to September in Jingtai in 2013 and 2014

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本研究在采用稀植化策略[25-26]建植的二年齡種子田進(jìn)行，行距80 cm，株距30 cm；采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。主區(qū)為不同的灌溉次數(shù)，即2次灌溉、3次灌溉、4次灌溉，每次灌溉量約為600 m3/hm2，灌溉量由水表計(jì)量，灌溉時(shí)間見表1；其中4次灌溉次數(shù)為當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)農(nóng)業(yè)的灌溉方式。副區(qū)為不同的磷酸二銨(P2O5≥48%，N≥18%)施肥處理，施肥量分別為0，180，360，540 kg/hm2；每小區(qū)面積為18 m2(3.0 m×6.0 m)，試驗(yàn)地周圍設(shè)置1 m的保護(hù)行。

1.4指標(biāo)測定

1.4.1紫花苜蓿物候期觀測參考《苜蓿生產(chǎn)與管理指南》[27]進(jìn)行，對試驗(yàn)田的物候期進(jìn)行測定，鑒別標(biāo)準(zhǔn)：50%的植株達(dá)到某一生育階段即判為到達(dá)該生育期。

表1　紫花苜蓿生育期的灌溉時(shí)間表

注：“√”代表灌溉。

Note:“√”for irrigation.

1.4.2土壤水分的測定通過PR2土壤剖面水分分析儀，對土壤容積含水量進(jìn)行測定，每個(gè)月測兩次；分別測定10，20，30，40，60，100 cm土層深度的土壤水分。

1.4.3實(shí)際種子產(chǎn)量測定當(dāng)70%的莢果成熟時(shí)人工收割，取1 m×1 m的樣方，測量該樣方內(nèi)的生殖枝數(shù)量，曬干后清選脫粒，分別稱重、記載各小區(qū)的種子產(chǎn)量。

1.4.4種子產(chǎn)量構(gòu)成因素的測定在盛花期各處理小區(qū)隨機(jī)取30個(gè)枝條，統(tǒng)計(jì)枝條上的花序數(shù)、每花序上的小花數(shù)和每小花胚珠數(shù)；在結(jié)莢期各處理小區(qū)隨機(jī)取30個(gè)枝條測量紫花苜蓿的每生殖枝結(jié)莢花序數(shù)，每花序小莢數(shù)，每小莢種子數(shù)；種子千粒重按照《牧草種子檢驗(yàn)規(guī)程》[28]進(jìn)行測量。

潛在產(chǎn)量=生殖枝數(shù)×盛花期花序數(shù)×每花序小花數(shù)×每小花胚珠數(shù)×千粒重/103

1.5統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2003完成數(shù)據(jù)錄入工作，整理，作圖。應(yīng)用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件對兩年的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將年份視為固定因子，通過標(biāo)準(zhǔn)F檢驗(yàn)分析年份、灌溉次數(shù)和施肥量的作用以及三者之間的交互作用；為詳細(xì)說明每一年的結(jié)果，不同年份間的結(jié)果分開展示；此外，還應(yīng)用最小顯著差數(shù)法(LSD，P≤0.05)和相關(guān)性分析對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

2結(jié)果與分析

2.1物候期測定結(jié)果

對種子田整體的物候期進(jìn)行了觀測(表2)，兩年的生育期分別為140和130 d，其中2014年成熟期較2013年提前，觀察土壤水分測定結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，2014年7-9月土壤水分下降較大，生長后期適度的干旱條件有利于授粉、種子成熟和收獲[8]。

2.2土壤水分測定結(jié)果

灌溉主要對0～40 cm土壤水分造成影響，對40～100 cm土壤水分影響較??；在不同灌溉次數(shù)下，苜蓿種子田返青期土壤水分基本一致，由于前一年的冬灌和雪水的補(bǔ)給，土壤含水量均較高；4月末進(jìn)行第一次灌溉，土壤含水量呈現(xiàn)上升趨勢；5月中旬以后，隨著氣溫的升高，蒸發(fā)量增加，土壤含水量開始下降；其中4次灌溉次數(shù)種子田在5月末較其他灌溉次數(shù)多灌溉一次，故4次灌溉次數(shù)下，4-6月0～40 cm的土壤水分較高；6月中旬各處理均灌溉一次，土壤水分得到補(bǔ)充；在7月中旬，3和4次灌溉條件下種子田灌溉，2次灌溉次數(shù)種子田不灌溉，因此2次灌溉條件下種子田土壤水分下降明顯，相對于3和4次灌溉，0～40 cm土壤含水量較低(圖2和圖3)。

表2　紫花苜蓿物候期

圖2　2013年返青至種子收獲不同灌溉次數(shù)下土壤水分(0～40 cm，40～100 cm)變化Fig.2　Average soil moisture content (0-40 cm，40-100 cm) of seed plots with different irrigation treatments in 2013

圖3　2014年返青至種子收獲不同灌溉次數(shù)下土壤水分(0～40 cm，40～100 cm)變化Fig.3　Average soil moisture content (0-40 cm，40-100 cm) of seed plots with different irrigation treatments in 2014

處理Treatmentdf生殖枝數(shù)Effectivestems/m2盛花期花序數(shù)Inflorescence/stem結(jié)莢花序數(shù)Racemes/stem每花序小花數(shù)Florets/inflorescence每花序莢果數(shù)Pods/raceme每莢種子數(shù)Seeds/pod千粒重1000-seedweight潛在產(chǎn)量Potentialyield實(shí)際產(chǎn)量Actualyield年份Year(Y)2NS*******NS******灌溉次數(shù)Irrigationtimes(I)3********NS*******肥量Fertilizerrate(F)4NS***NSNS**NS***Y×I6NS**NS*NSNSNS*Y×F8NSNSNSNSNS*NSNSNSI×F12NS****NSNSNSNSNS**Y×I×F24NS**NSNSNSNSNSNSNS

注：*差異顯著(P<0.05)，* *差異極顯著(P<0.01)，NS差異不顯著。

Note: *significant at the 0.05 probability level;**significant at the 0.01 probability level; NS, not significant.

通過F檢驗(yàn)對兩年的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到如下結(jié)果(表3)：不同的年份種子產(chǎn)量存在顯著差異(P<0.01)，是由于不同年份的氣候條件不同造成的，其中最主要原因是由于2014年早期降雨較高(圖1)，促進(jìn)了前期的營養(yǎng)生長，進(jìn)而增加了種子產(chǎn)量；灌溉次數(shù)不同，種子產(chǎn)量存在顯著差異(P<0.01)，生殖枝數(shù)、盛花期花序數(shù)、結(jié)莢花序數(shù)、每花序小花數(shù)、每莢種子數(shù)、千粒重均存在顯著差異(P<0.05)；肥量不同的條件下，種子產(chǎn)量差異顯著(P<0.05)，盛花期花序數(shù)、結(jié)莢花序數(shù)、每莢種子數(shù)存在顯著差異(P<0.05)；實(shí)際種子產(chǎn)量受到灌溉次數(shù)和肥量交互作用差異顯著(P<0.01)，潛在種子產(chǎn)量受到灌溉和肥量的交互作用不顯著。

2.3灌溉次數(shù)和施肥對紫花苜蓿種子產(chǎn)量的影響

兩年的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明(表4)，灌溉次數(shù)對紫花苜蓿種子產(chǎn)量影響極顯著(P<0.01)，隨著灌溉次數(shù)的增加，種子產(chǎn)量呈現(xiàn)下降趨勢，兩次灌溉條件下，種子產(chǎn)量最高，兩年的平均值分別為 686和891 kg/hm2；施肥量對種子產(chǎn)量的影響顯著(P<0.05)，隨著施肥量增加，種子產(chǎn)量呈現(xiàn)先升高后降低趨勢，在360 kg/hm2肥量條件下種子產(chǎn)量最高，兩年的平均值分別為631和786 kg/hm2；灌溉次數(shù)和施肥量對種子產(chǎn)量交互作用顯著(P<0.01)，在2和3次灌溉條件下，種子產(chǎn)量隨著施肥量的增加，呈現(xiàn)升高的趨勢；在4次灌溉條件下，種子產(chǎn)量隨著施肥量增加，呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。在2013年，2次灌溉條件下，360 kg/hm2肥量條件下種子產(chǎn)量最高，為757 kg/hm2；在2014年，2次灌溉條件下，540 kg/hm2肥量條件下種子產(chǎn)量最高，為1019 kg/hm2；兩年間，2次灌溉條件下，360和540 kg/hm2肥量條件下的種子產(chǎn)量差異不明顯， 而且360 kg/hm2肥量條件下相對施肥較少，較為經(jīng)濟(jì)。

灌溉次數(shù)對潛在種子產(chǎn)量影響顯著(P<0.01)，其中2和3次灌溉條件下，種子產(chǎn)量較高，4次灌溉條件下種子產(chǎn)量較低；施肥量對種子潛在產(chǎn)量影響顯著(P<0.01)，隨著施肥量的增加，種子潛在產(chǎn)量呈現(xiàn)上升趨勢(表4)。

表4　灌溉次數(shù)和施肥量對于紫花苜蓿種子

注： 同列不同字母表示在0.05水平下差異顯著。下同。

Note: Different letters in the same column mean significant differences at the 0.05 level. The same below.

2.4灌溉次數(shù)和施肥量對紫花苜蓿種子產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

2.4.1灌溉次數(shù)對產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響灌溉次數(shù)顯著影響生殖枝數(shù)(P<0.01)，呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，在3次灌溉條件下最高，兩年分別為183和182枝；灌溉次數(shù)對盛花期花序數(shù)影響顯著(P<0.01)，呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，在3次灌溉條件下最高，兩年分別為41.6和34.9個(gè)；灌溉次數(shù)增加顯著減少結(jié)莢花序數(shù)(P<0.01)；每花序小花數(shù)隨著灌溉次數(shù)的增加呈下降趨勢；每花序小莢數(shù)對灌溉次數(shù)的響應(yīng)規(guī)律不明顯；每莢種子數(shù)，呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在3次灌溉條件下最高，分別為4.8和4.7個(gè)；千粒重隨著灌溉次數(shù)的增加，呈現(xiàn)顯著下降趨勢(P<0.01)(表5)。

2.4.2施肥量對產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響盛花期花序數(shù)隨著施肥量的增加而顯著增加(P<0.01)，在540 kg/hm2肥量條件下最高，兩年的結(jié)果分別為39.8和35.9個(gè)，結(jié)莢花序數(shù)隨著施肥量的增加先升高后降低，在360 kg/hm2肥量條件下兩年的均值最高，兩年的結(jié)果分別為16.7和18.2個(gè)；每花序莢果數(shù)隨著施肥量的增加呈現(xiàn)下降趨勢；不同肥量條件下，每m2生殖枝數(shù)、每花序小花數(shù)、每花序莢果數(shù)和千粒重變化規(guī)律不明顯(表5)。

表5　灌溉次數(shù)和施肥量對紫花苜蓿種子產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

2.4.3水肥耦合對產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響盛花期花序數(shù)和結(jié)莢花序數(shù)受灌溉次數(shù)和施肥量的交互作用顯著(P<0.01)(表3)，在2和3次灌溉條件下，隨著施肥量的增加種子產(chǎn)量呈現(xiàn)上升趨勢，在4次灌溉條件下，隨著施肥量的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(圖4)。

圖4　2013-2014年灌溉次數(shù)和施肥量對盛花期花序數(shù)和結(jié)莢花序數(shù)的影響Fig.4　Effect of irrigation mode and fertilization rate on the inflorescence/stem and racemes/stem in 2013 and 2014　2，3，4次分別代表不同的灌溉次數(shù)；0，180，360，540分別代表0，180，360， 540 kg/hm2磷酸二銨的肥量處理。Twice, three times, four times for different irrigation times; 0，180，360，540 for different rate of phosphate diamine (0, 180, 360, 540 kg/hm2).

2.5紫花苜蓿種子實(shí)際產(chǎn)量及其構(gòu)成因素相關(guān)性分析

在紫花苜蓿種子產(chǎn)量構(gòu)成因素中，單位面積生殖枝數(shù)、結(jié)莢花序數(shù)、潛在產(chǎn)量與種子實(shí)際產(chǎn)量達(dá)到極顯著正相關(guān)(P<0.01)，相關(guān)系數(shù)分別為0.503，0.835和0.364；說明紫花苜蓿種子產(chǎn)量主要受生殖枝數(shù)和結(jié)莢花序數(shù)的影響。其中生殖枝數(shù)與結(jié)莢花序數(shù)呈顯著正相關(guān)，盛花期花序數(shù)與每花序小莢數(shù)、千粒重呈顯著正相關(guān)(表6)。

表6　紫花苜蓿種子實(shí)際產(chǎn)量及其構(gòu)成因素相關(guān)分析

注：*顯著相關(guān)(P<0.05)；* *極顯著相關(guān)(P<0.01)。

Note: * mean significant correlation at 0.05 level; ** mean highly significant correlation at 0.01 level.

3結(jié)論與討論

對于多年齡留種苜蓿，較高的土壤水分不利于種子的生產(chǎn)。李雪峰和李衛(wèi)軍[29]、李擁軍和閔繼淳[30]的研究表明適宜的土壤水分可以避免種子形成的過程中受到嚴(yán)重水分脅迫的不良影響, Krogman和Hobbs[14]的研究表明盛花期后較高的土壤水分會促進(jìn)苜蓿的營養(yǎng)生長，不利于紫花苜蓿的生殖生長；在本研究中，2，3次灌溉與4次灌溉相比，4次灌溉的土壤含水量在整個(gè)生長季均處于較高的水平，然而種子實(shí)際產(chǎn)量較低，產(chǎn)量構(gòu)成因素中，生殖枝數(shù)、盛花期花序數(shù)、結(jié)莢花序數(shù)均顯著低于2，3次灌溉；結(jié)合田間觀察，其主要原因是由于植株生長后期密度過大，授粉不良，植株底部花序敗育所致。吳素琴和張自和[31]提出個(gè)體分散、土壤環(huán)境較貧瘠，生物之間的競爭不激烈，有利于植物產(chǎn)生大量的種子；反之，生物之間的競爭激烈，植物種群往往產(chǎn)生少量的種子。

磷酸二銨的施用能夠提高紫花苜蓿種子產(chǎn)量。庫爾班·尼扎米丁等[16]在新疆的試驗(yàn)結(jié)果表明紫花苜蓿在磷酸二銨施用量達(dá)到150 kg/hm2條件時(shí)開始增產(chǎn)(土壤速效磷含量為13.2 mg/kg)，在肥量為300 kg/hm2，效果最好。這與本研究結(jié)果中360 kg/hm2肥量條件下獲得最高產(chǎn)量基本一致。

灌溉次數(shù)和施肥量對于種子產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響區(qū)別較大，其中灌溉的作用較為明顯，除每花序莢果數(shù)均受到顯著影響(表3)，在降雨稀少，蒸發(fā)量高的甘肅引黃灌區(qū)，灌溉成為紫花苜蓿種子生產(chǎn)的關(guān)鍵因子，灌溉次數(shù)、灌溉量、灌溉時(shí)間的不同均會對種子產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成要素造成一定的影響[8]；不同施肥量條件下的盛花期花序數(shù)、結(jié)莢花序數(shù)和每小莢種子數(shù)差異顯著，楊俱和和高繼飛[32]、陳強(qiáng)等[17]的研究表明施磷可顯著提高花序數(shù)；王赟文[33]在酒泉試驗(yàn)表明，春秋兩季施磷肥，種子產(chǎn)量與每個(gè)枝條的結(jié)莢花序數(shù)具有極顯著的正相關(guān)關(guān)系(r=0.871，P=0.001)，本試驗(yàn)結(jié)果與該研究結(jié)果一致。本研究得出，結(jié)莢花序數(shù)受到灌溉次數(shù)和施肥量以及二者互作效應(yīng)差異顯著，且結(jié)莢花序數(shù)與種子產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，灌溉次數(shù)和施肥量通過影響結(jié)莢花序數(shù)進(jìn)而影響種子產(chǎn)量，Iannucci等[2]、Hacquet[34]的研究也表明結(jié)莢花序數(shù)與種子產(chǎn)量相關(guān)均極顯著，且可作為苜蓿高產(chǎn)品種選育的重要指標(biāo)[35]。

對于實(shí)際種子產(chǎn)量，不同灌溉次數(shù)和施肥量間存在互作效應(yīng)，2和3次灌溉條件下，種子實(shí)際產(chǎn)量隨著施肥量的增加呈現(xiàn)上升趨勢；4次灌溉條件下，隨著施肥量的增加呈現(xiàn)先升高后降低趨勢。然而對于種子田的潛在產(chǎn)量，不存在互作效應(yīng)(表3)，由此可見，交互作用是由于植株生長后期的生長條件造成的，韓建國和李敏[36]指出傳粉受精率低、受精后合子敗育率高結(jié)實(shí)率低是限制潛在種子產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)的主要因素，4次灌溉條件種子田在生長后期出現(xiàn)倒伏，透風(fēng)、透光和授粉受到嚴(yán)重阻礙，植株底部幾乎沒有結(jié)莢花序產(chǎn)生，因此4次灌溉的種子田結(jié)莢花序數(shù)顯著降低(表5)，進(jìn)而影響種子產(chǎn)量。耿志廣[37]的研究表明倒伏顯著影響了結(jié)莢花序數(shù)，王赟文等[8]、張自和[26]的研究也表明倒伏、個(gè)體間競爭加劇會顯著降低種子產(chǎn)量。在這種條件下，較低的肥量對苜蓿的種子生產(chǎn)有利，故在4次灌溉條件下，呈現(xiàn)先升高后降低趨勢。

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Effects of irrigation frequency and fertilizer rate on alfalfa seed yields in the Yellow River irrigated region

CHEN Dong-Dong， WANG Yan-Rong*， HAN Yun-Hua

StateKeyLaboratoryofGrasslandAgro-ecosystems,CollegeofPastoralAgricultureScienceandTechnology,LanzhouUniversity,Lanzhou730020,China

Abstract:Given crop demand for water in the Yellow River irrigation region of Gansu province, irrigation needs to be supplied for fixed periods. To explore optimum irrigation strategies and fertilizing methods, the effects of different irrigation frequencies (two, three and four times) and application rates of phosphate diamine (0, 180, 360, 540 kg/ha) on alfalfa seed yield and yield components were studied. The results showed significant differences in seed yield for the different irrigation frequencies (P<0.01). Seed yield decreased with increased irrigation frequency. Irrigating two times was suitable for local alfalfa seed production, with the average yields in 2013 and 2014 being 686 and 891 kg/ha respectively. With increased fertilizer rates, actual seed yield first increased and then decreased, with the highest yields achieved under a fertilizer rate of 360 kg/ha (average yields in 2013 and 2014 were 631 and 786 kg/ha respectively). Irrigation frequency and fertilizer rate interacted in terms of alfalfa seed yield. Under two-times and three-times irrigation, increasing fertilizer rates could improve seed yield significantly. Under four-times irrigation, with increased fertilizer rates the seed yields first increased and then decreased. In 2013, the highest actual seed yields (757.28 kg/ha) were obtained with two-times irrigation and a fertilizer rate of 360 kg/ha. In 2014, the highest actual seed yields (1018.75 kg/ha) were obtained with two-times irrigation and a fertilizer rate of 540 kg/ha. Alfalfa seed yield had significant correlations with effective fertile tiller number (R2=0.503) and inflorescence number (R2=0.835). In summary, two-times irrigation and a fertilizer rate of 360 kg/ha are recommended for local alfalfa seed production.

Key words:alfalfa; irrigation times; fertilizer rate; seed yields

*通信作者

Corresponding author. E-mail：Yrwang@lzu.edu.cn

作者簡介：陳冬冬(1989-)，男，吉林四平人，在讀碩士。E-mail：Cdongdong0@163.com

基金項(xiàng)目：草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,蘭州大學(xué)中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(lzujbky-2015-40)和公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)(201403048-3)資助。

收稿日期：2015-05-28；改回日期：2015-08-25

DOI：10.11686/cyxb2015269

http://cyxb.lzu.edu.cn

陳冬冬，王彥榮，韓云華. 灌溉次數(shù)和施肥量對甘肅引黃灌區(qū)紫花苜蓿種子產(chǎn)量的影響. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2016, 25(3): 154-163.

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