苗期追施氮肥對沙地燕麥生長特性及葉綠體色素含量的影響

王 樂，張玉霞，于華榮，郭 園，朱愛民

(內(nèi)蒙古民族大學 農(nóng)學院飼料作物工程中心，內(nèi)蒙古 通遼 028000)

苗期追施氮肥對沙地燕麥生長特性及葉綠體色素含量的影響

王 樂，張玉霞，于華榮，郭 園，朱愛民

(內(nèi)蒙古民族大學 農(nóng)學院飼料作物工程中心，內(nèi)蒙古 通遼 028000)

在內(nèi)蒙古通遼市珠日河牧場沙化草地，通過苗期追施0、10.00、20.00、30.00、40.00 kg/hm2氮肥(純N，下同)對沙地燕麥(Avenasativa)分蘗力、株高、莖粗、功能葉長度、植株重量及葉綠體色素含量的影響，分析沙地燕麥苗期追施氮肥的最佳用量。結(jié)果表明：苗期追施氮肥在10.00～40.00 kg/hm2燕麥生長指標均表現(xiàn)為先增加后降低的變化趨勢，其中，分蘗率、株高、葉長、干重和鮮重值均在追施30.00 kg/hm2氮肥時達到最大，且均與對照差異極顯著(P<0.01)；莖粗則在追施20.00 kg/hm2氮肥時達到最大，且與對照差異極顯著(P<0.01)；苗期追施氮肥增加到40.00 kg/hm2時，燕麥各生長指標較追施30.00 kg/hm2氮肥降低，但差異均不顯著；苗期追施10.00～40.00 kg/hm2氮肥均促進葉綠體色素合成，且葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量均在追施30.00 kg/hm2氮肥時含量最高，并均與對照差異極顯著(P<0.01)。由此說明，在科爾沁沙地苗期追施30.00 kg/hm2氮肥，明顯促進燕麥生長及葉綠素體色素合成。

氮肥；燕麥；生長特性；葉綠體色素

燕麥(Avenasativa) 為禾本科，一年生作物[1]，是一種糧飼兼用型谷物[2]，是世界上栽培面積最大的6大作物之一，廣泛分布于歐、亞、非洲的溫帶地區(qū)。我國燕麥生產(chǎn)有著相對集中的地域性，主要分布在我國的西北部，內(nèi)蒙古、山西和河北等地，占全國燕麥總種植面積的70%，其中內(nèi)蒙古地區(qū)是我國農(nóng)業(yè)和牧業(yè)兩種經(jīng)營方式并存的干旱、半干旱生態(tài)過渡區(qū)，燕麥種植面積最大，占全國燕麥總種植面積的40%[3-4]，是實施西部大開發(fā)的重點區(qū)域。燕麥有耐瘠薄、耐鹽堿、抗旱耐寒等特性[5-6]，且產(chǎn)草量高，籽實和青干草都是優(yōu)良的飼料。因此，燕麥逐漸成為了生態(tài)條件脆弱地區(qū)的特色糧飼作物[7-9]，不同播種量對燕麥444生長發(fā)育及生物量都有明顯的影響[10]，而合理施肥是提高燕麥生物量且改善品質(zhì)的重要措施之一[11-12]。

長期以來，由于受傳統(tǒng)種植方式的影響，沙地燕麥生產(chǎn)中存在著種植密度不合理、施肥量過大或過小、栽培技術(shù)落后等諸多問題，致使氮肥利用率不高，生產(chǎn)水平較低，產(chǎn)量和品質(zhì)相差懸殊。為此，在科爾沁沙地進行不同施氮處理對燕麥幼苗在株高、莖粗、葉面積、分蘗數(shù)、干物質(zhì)積累和葉綠素影響的試驗，旨在探討氮肥對沙地燕麥苗期生長特性及葉綠體色素含量的影響，為沙地燕麥生產(chǎn)提出最佳氮肥施用方案。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2016年3～7月在內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市珠日河沙化草地進行，地理位置N 43°36′，E 122°22′。海拔250～300 m，年平均氣溫6.2℃，≥10℃年活動積溫3 184℃，年平均日照時數(shù)3 000 h，全年無霜期150 d，年均降水量350～400 mm，蒸發(fā)量是降水量的5倍，年平均風速3～4 m/s，為典型的溫帶大陸性季風氣候。該地區(qū)為新開墾草地，土壤以沙土為主，pH為8.3，土壤有機質(zhì)含量0.64%，全氮含量0.036%，堿解氮含量35.37 mg/kg，速效鉀含量77.51 mg/kg，速效磷含量3.71 mg/kg。

1.2 供試材料

供試材料為百斯特種子有限公司提供的燕麥品種夢龍(Magnum)。2016年3月25日播種，播種量為105 kg/hm2，行距15 cm，播種深度5 cm，底肥為復合肥，N∶P∶K=10∶16∶15，施用量為375 kg/ hm2，播種時一次性施用。

1.3 試驗設(shè)計方案

試驗采用單因素隨機區(qū)組設(shè)計，燕麥幼苗兩葉一心時追施氮肥，所用氮肥為尿素(含N量46%)，5個施N水平分別為N0、N1、N2、N3、N4(純氮0、10.00、20.00、30.00、40.00 kg/hm2)，施氮水平以N0為對照，重復4次，共20個小區(qū)，小區(qū)面積3 m×5 m。施肥方式為撒施，施肥后及時澆水。

1.4 測定指標及方法

于五葉一心時取樣測定植物的株高、莖粗、功能葉葉長、干物質(zhì)積累量、分蘗數(shù)、葉綠體色素含量。每小區(qū)隨機取樣10株，測定株高、分蘗數(shù)、葉長和莖粗。每小區(qū)隨機取樣10株測定其鮮質(zhì)量，留樣在70℃下烘24 h測其干質(zhì)量。隨機選擇燕麥10株，用便攜式葉綠素含量測定儀測定活體葉綠體色素含量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2003和DPS 2003軟件進行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥對沙地燕麥分蘗力的影響

苗期追施氮肥(純N)均極顯著促進沙地燕麥分蘗(P<0.01)，且隨著氮素水平的增加，燕麥分蘗率呈先增加后降低的變化趨勢，在N3處理時分蘗率最高，為150.27%，且極顯著高于N1((分蘗率123.09%)和N2(分蘗率123.70%)水平(P<0.01)，N4處理的分蘗率為132.53%，較N3處理降低，但差異不顯著(圖1)。由此說明，苗期追施氮肥有利于沙地燕麥分蘗，追施30.00 kg/hm2氮肥最有利于沙地燕麥分蘗。

2.2 氮肥對沙地燕麥苗期株高的影響

苗期追施氮肥促進沙地燕麥的生長，且隨著氮素水平的增加，燕麥株高呈先增加后降低的變化趨勢。其中N2株高27.82 cm、N4株高28.45 cm顯著高于對照(P<0.05)，N3處理的株高29.75 cm極顯著高于對照(P<0.01)，N4處理較N3處理的株高降低，但差異不顯著(圖2)。

圖1 不同氮肥處理下燕麥的分蘗率Fig.1 Tillering rate of oat under different nitrogen treatments

圖2 不同氮肥處理下燕麥的株高Fig.2 Plant height under different nitrogen treatments

2.3 氮肥對沙地燕麥苗期莖粗的影響

隨著施氮量的增加，燕麥莖粗呈先增加后緩慢降低的變化趨勢(圖3)。其中N1、N3處理的燕麥莖粗均顯著粗于對照(P<0.05)，且N1處理的莖極顯著粗于對照(P<0.01)，N1處理的燕麥莖粗3.7 5 mm與N2 3.34 mm、N3 3.62 mm、N4 3.54 mm處理差異均不顯著，由此說明，苗期追施氮肥能促進沙地燕麥莖的膨大增粗，N1處理處理對燕麥莖的增粗作用最大，但追施過多不利于莖增粗。

2.4 氮肥對沙地燕麥功能葉長度的影響

不同氮素水平對沙地燕麥功能葉長度的影響如圖4所示，N1處理的燕麥功能葉長度18.15 cm與N2 18.11 cm、N4 18.02 cm均顯著高于對照15.37 cm (P<0.05)， N3燕麥功能葉長度18.56 cm極顯著高于對照 (P<0.01)，不同氮素處理水平之間燕麥功能葉長度差異不顯著。由此說明，苗期追施氮肥有利于沙地燕麥功能葉葉片生長。

圖3 不同氮肥處理下莖粗Fig.3 Stem diameter under different nitrogen treatments

圖4 不同氮肥處理下葉長Fig.4 Leaf length under different nitrogen treatments

2.5 氮肥對沙地燕麥苗期植株干、鮮重積累的影響

隨著氮素施用水平的增加，沙地燕麥物質(zhì)積累呈先增加后降低的變化趨勢，其中N1、N4植株鮮重分別為15.14 g、14.89 g，均顯著高于對照(P<0.05)，N2、N3處理的植株鮮重分別為17.42 g、18.32 g，均極顯著高于對照(P<0.01)，且以N3處理植株鮮重最大；干物質(zhì)積累的變化規(guī)律與鮮重一致，其中N2、N3處理分別為3.57 g、3.59 g，均與對照差異極顯著(P<0.01)，N4處理水平為3.35 g，與對照差異顯著(P<0.05)。苗期追施氮肥促進沙地燕麥物質(zhì)積累，在追施30.00 kg/hm2氮肥時最有利于燕麥物質(zhì)積累(表1)。

2.6 氮肥對沙地燕麥葉，葉綠體色素含量的影響

試驗結(jié)果表明(表2)，苗期追施氮肥促進沙地燕麥葉綠體色素合成，且均隨著施氮水平的增加呈先增加后降低的變化趨勢，葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量均以N3處理最高。分別為16.23，4.67和4.82。其中不同氮素水平的燕麥葉綠素a含量均極顯著高于對照(P<0.01)，且N3處理極顯著高于N1的燕麥葉綠素a含量11.60和N2燕麥葉綠素a含量12.35處理(P<0.01)；N1處理的燕麥葉綠素b含量為3.86，顯著高于對照(P<0.05)，N2、N3、N4處理的葉綠素b含量分別為4.25，4.67和4.42，均極顯著高于對照(P<0.01)；N4處理的類胡蘿卜素含量4.50，顯著高于對照(P<0.05)，N3處理的類胡蘿卜素含量則極顯著高于對照(P<0.01)。由此說明，苗期追施氮肥增加燕麥葉綠體色素含量明顯，進而促進光合作用，促進沙地燕麥的生長。

表1 苗期追施氮肥處理沙地燕麥的物質(zhì)積累

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，同列不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)，下同

表2 苗期追施氮肥處理沙地燕麥的葉綠體色素含量

3 討論

燕麥是喜氮作物[13]，高寒地區(qū)供試的燕麥品種在一定范圍內(nèi)提高氮肥施用量可以使株高及產(chǎn)量增加[14]。增施氮肥可以增加燕麥的生物量[15-17]。邱波等[18]也報道，植物地上生物量隨施肥量的增加而增加，但存在一個閾值。不同的氮肥量對植物的生長規(guī)律將會產(chǎn)生顯著影響[19]，為保持高產(chǎn)性能，氮肥的使用在燕麥生產(chǎn)中是一個重要因素，數(shù)量不斷增長。增加氮肥量可使燕麥產(chǎn)量增加，品質(zhì)改善[20]。目前，國內(nèi)多數(shù)土壤缺少氮素，因此，氮肥在未來農(nóng)業(yè)發(fā)展中將發(fā)揮重要作用。試驗中當施氮量增加到一定量時，燕麥苗期生物量達到最高，繼續(xù)增施氮肥后生物量增加明顯。這與肖小平等[21]的研究結(jié)果一致。增施氮肥在一定限度內(nèi)可增加物質(zhì)積累，改善品質(zhì)[22]。試驗表明，隨施氮量增加，燕麥的分蘗率、株高、莖粗、葉片長度、物質(zhì)積累量也隨之增加，施氮量30.00 kg/hm2對燕麥生長影響具有顯著性。

葉綠素是植物進行光合作用的主要因素，葉片SPAD值可以體現(xiàn)植株的氮和葉綠素含量及產(chǎn)量品質(zhì)水平[23]，增加施氮量，燕麥葉片的葉綠素含量提高，光合速率隨之提高。有研究表明，小麥在拔節(jié)期后噴施光合菌肥增加了葉片葉綠素含量、光和速率提高，光合產(chǎn)量隨之提高[24]。閆軍營等[25]研究結(jié)果表明,在拔節(jié)期和灌漿期噴施小麥葉片可提高葉綠素含量和葉片光和速率。燕麥的生長發(fā)育、光合作用、產(chǎn)量與土壤養(yǎng)分之間有密切關(guān)系，其中氮素是組成植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸、葉綠素和一些激素等的重要部分，也是植物生長和產(chǎn)量形成的限制因素[26]，加強光合作用能有效提高燕麥單產(chǎn)，燕麥 90 %以上產(chǎn)量來源于光合作用，其碳水化合物主要是生育后期功能器官的光合作用提供，而小麥功能葉片的光合作用對籽粒的貢獻可達80%[27]。因此，研究燕麥光合特性及氮素積累對提高燕麥生產(chǎn)潛力有重要意義。

4 結(jié)論

(1) 通遼市珠日河地區(qū)土壤有機質(zhì)含量較少，施氮對燕麥生長有顯著影響，燕麥各生物量都隨施氮量的增加而增加，苗期燕麥施氮肥處理后分蘗率、株高，干、鮮重、葉長、葉綠素含量均大于不施肥處理，在施肥量達到30.00 kg/hm2時燕麥的分蘗率、株高、莖粗、葉長、干、鮮重值最大，葉綠體色素含量在氮肥量為30.00 kg/hm2時最高。苗期燕麥生物量和葉綠素含量受氮肥含量的影響很大，且隨著氮肥含量的增加而增加，達到一個臨界值后增加幅度開始減小。

(2) 試驗綜合評價，氮肥水平在一定量時(30.00 kg/hm2)較適合苗期燕麥生長，過量或者缺乏均不利于其生長，且各方面的生長特性均優(yōu)于其他水平處理，可作為推動科爾沁沙地優(yōu)質(zhì)燕麥草地產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要參考指標。

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Effects of nitrogen fertilizer on growth and chlorophyll content of oat in seedling stage

WANG Le,ZHANG Yu-xia,YU Hua-rong,GUO Yuan,ZHU Ai-min

(CollegeofAgronomy,InnerMongoliaUniversityfortheNationalities,FeedCropEngineeringCenter,Tongliao028000,China)

The optimum nitrogen application rate for oat(Avenasativa) in seedling stage grown in steppe on Zhurihe Ranch,Tongliao City of Inner Mongolia Autonomous Region was studied through determining the tillering ability,plant height,stem diameter,leaf length,plant weight and chlorophyll content under the treatments of different nitrogen application rates (0,10,20,30 and 40 kg/ha) in 2016.The results showed that the nitrogen application in the range of 10 to 40 kg/ha in seedling stage promoted the growth of oat,and growth index showed an increasing and then decreasing trend.The tillering rate,plant height,leaf length,dry weight,fresh weight reached the maximum value at application rate of 30 kg/ha (P<0.01).The stem diameter reached the maximum at 20 kg/ha (P<0.01);While the nitrogen application rate was increased to 40 kg/ha,the growth indexes were lower than that at 30 kg/ha (P>0.05).The contents of chlorophyll a,chlorophyll b and carotenoid reached the highest at 30 kg/ha (P<0.01).The optimum nitrogen application rate was 30 kg/ha in research area.

nitrogen fertilizer;oat;growth characteristics;chloroplast pigment

2016-08-27；

2016-09-27

內(nèi)蒙古民族大學大學生創(chuàng)新基金(NMDSS 1624)資助

王樂(1990-)，女，內(nèi)蒙古鄂爾多斯準格爾旗人，在讀碩士研究生。 E-mail：1281413316@qq.com 張玉霞為通訊作者。

S 147.2

A

1009-5500(2017)01-0020-05