播種量和品種對(duì)紫花苜蓿分枝數(shù)和株高的影響

王彥華，李德鋒，齊勝利，王成章*，高永革，鄭春雷，李鵬飛

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)牧醫(yī)工程學(xué)院，河南 鄭州 450002；2.河南省飼草飼料站，河南 鄭州 450008；3.河南省畜牧局，河南 鄭州 450008；4.河南省畜牧總站，河南 鄭州 450008)

播種量和品種對(duì)紫花苜蓿分枝數(shù)和株高的影響

王彥華1,2，李德鋒1，齊勝利1，王成章1*，高永革3，鄭春雷4，李鵬飛2

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)牧醫(yī)工程學(xué)院，河南 鄭州 450002；2.河南省飼草飼料站，河南 鄭州 450008；3.河南省畜牧局，河南 鄭州 450008；4.河南省畜牧總站，河南 鄭州 450008)

采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，以播量(15.0，22.5，30.0 kg/hm2)為主區(qū)，8個(gè)不同秋眠級(jí)紫花苜蓿品種為副區(qū)，研究其對(duì)植株分枝數(shù)和植株高度的影響，旨在為紫花苜蓿生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明，1)苜蓿的播種量不同對(duì)其1、2級(jí)分枝數(shù)均無(wú)顯著差異，且不同品種之間分枝數(shù)差異也多不顯著；從不同年度看，不同品種的1、2級(jí)分枝數(shù)均表現(xiàn)出2014年>2013年>2012年的變化趨勢(shì)。2)不同品種間2級(jí)/1級(jí)分枝數(shù)比值，2012和2013年之間差異不顯著，但絕大部分顯著高于2014年。3)播種量對(duì)植株高度有一定影響，大部分品種的植株高度表現(xiàn)出30.0 kg/hm2<22.5 kg/hm2<15.0 kg/hm2的趨勢(shì)。因此，適當(dāng)減少紫花苜蓿播種量對(duì)1、2級(jí)分枝數(shù)沒(méi)有影響，但提高了植株高度。

紫花苜蓿；播種量；分枝數(shù)；株高

紫花苜蓿(Medicagosativa)是多年生優(yōu)質(zhì)豆科牧草，種植區(qū)域遍布全球但以溫帶國(guó)家為主，中國(guó)是苜蓿的主要產(chǎn)區(qū)之一。苜蓿在我國(guó)栽培歷史已有2000多年，其富含蛋白質(zhì)、維生素和功能性成分，有“牧草之王”的美譽(yù)[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)[2]，截止到2015年底，全國(guó)紫花苜蓿種植保留面積達(dá)471.13萬(wàn) hm2，占多年生牧草的26.01%；其中河南省紫花苜蓿種植面積達(dá)3.45萬(wàn) hm2，占全國(guó)紫花苜蓿的0.73%。隨著我國(guó)畜牧業(yè)由數(shù)量型向質(zhì)量型的轉(zhuǎn)變，大力發(fā)展紫花苜蓿和青貯玉米等飼草料種植，構(gòu)建“糧-經(jīng)-飼草”三元種植格局，建設(shè)完善的飼草料產(chǎn)業(yè)體系，成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)[3]。隨之而來(lái)的是，紫花苜蓿種植企業(yè)和草畜結(jié)合企業(yè)對(duì)優(yōu)質(zhì)苜蓿種子的需求越來(lái)越多，其種子供不應(yīng)求的現(xiàn)狀日益突出，合理確定播量和種植適宜品種，是降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率，充分發(fā)揮紫花苜蓿優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)作用，實(shí)現(xiàn)綜合效益最大化的重要措施之一。

紫花苜蓿分枝數(shù)和植株高度是影響其產(chǎn)量和品質(zhì)的主要農(nóng)藝性狀，而播量和品種對(duì)其可能有重要影響，研究不同播量和品種對(duì)分枝數(shù)和株高的影響有重要意義。然而，目前關(guān)于紫花苜蓿栽培方面的研究大多集中在水肥、刈割頻次等對(duì)產(chǎn)量和質(zhì)量的影響[4-8]，對(duì)現(xiàn)代苜蓿品種和播量對(duì)其分枝數(shù)、株高等性狀影響的研究報(bào)道較少，研究年限也較短,使其在生產(chǎn)中的應(yīng)用有局限。如李冠真[9]僅研究了1年紫花苜蓿株高和分枝數(shù)的變化。密度依賴性死亡或植株之間的相互作用一般普遍存在于植物種群或群落[10-12]，選擇合適的播種量和品種是協(xié)調(diào)個(gè)體與群體之間的矛盾，充分利用光、熱、空間和水肥資源，發(fā)揮紫花苜蓿提質(zhì)增產(chǎn)的一項(xiàng)重要措施，也是人工及改良草地成功建植的關(guān)鍵之一[13]。因此，本研究通過(guò)探討3種播量下8個(gè)紫花苜蓿品種在3個(gè)生長(zhǎng)年的植株分枝數(shù)和株高的變化規(guī)律，旨在為紫花苜蓿種植確定播量和品種提供可靠參考，也為紫花苜蓿育種工作中關(guān)于分枝數(shù)和株高等性狀的選擇提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于鄭州市惠濟(jì)區(qū)毛莊鄉(xiāng)河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教實(shí)驗(yàn)園區(qū)，試驗(yàn)在2011年10月4日-2014年12月31日進(jìn)行，試驗(yàn)期3年。試驗(yàn)地地理位置為：北緯34°19′，東經(jīng)113°60′。土壤為沙質(zhì)類型，有機(jī)質(zhì)含量0.75%，堿解氮、有效磷、有效鉀含量分別為63.5 mg/kg、10.8 mg/kg、127 mg/kg。試驗(yàn)區(qū)常年降水量600 mm左右，年日均溫度在15～16 ℃之間，其中1月份極端低溫-10 ℃左右，7月份極端高溫40 ℃左右。試驗(yàn)地年均日照時(shí)數(shù)和無(wú)霜期分別是2000～2500 h和210～230 d。

1.2 參試紫花苜蓿品種

本試驗(yàn)參試紫花苜蓿品種8個(gè)，分別是：先行者(Concept，秋眠3級(jí))、WL319HQ(秋眠3級(jí))、驚喜(Adrenalin，秋眠4級(jí))、WL-343HQ(秋眠4級(jí))、WL-363HQ(秋眠5級(jí))、標(biāo)桿(Icon，秋眠6級(jí))、WL-525HQ(秋眠8級(jí))、WL-903HQ(秋眠9級(jí))，種子購(gòu)自北京正道生態(tài)科技有限公司。根據(jù)《豆科草種子質(zhì)量分級(jí)》(GB6141-2008)標(biāo)準(zhǔn)[14]，WL-363HQ發(fā)芽率為83.8%，符合三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；其余7個(gè)品種發(fā)芽率均在90%以上，符合國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。所有品種純凈度都在98%以上，水分含量在12%以下，符合國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 試驗(yàn)方法

采用兩因素裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，主區(qū)設(shè)3個(gè)播量，分別為：15.0、22.5和30.0 kg/hm2，每播量3個(gè)重復(fù)；副區(qū)為先行者等8個(gè)品種，隨機(jī)排列。實(shí)際播量=計(jì)劃播量/種子用價(jià)(發(fā)芽率×純凈度)。每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)面積18 m2，其中長(zhǎng)6 m，寬3 m，播種行距20 cm。播前一周整好地并澆底墑水，各小區(qū)均按照525 kg/hm2的標(biāo)準(zhǔn)施磷酸二銨作為底肥。2011年10月4日，按行稱量種子后人工開(kāi)溝條播，播種深度2～3 cm，播后人工鎮(zhèn)壓。紫花苜蓿生長(zhǎng)期間，如遇干旱天氣及時(shí)灌溉。當(dāng)夏季蟲(chóng)害發(fā)生比較嚴(yán)重時(shí)，人工噴灑高效氯氰菊酯防治。春季紫花苜蓿返青時(shí)用尿素進(jìn)行追肥，施肥量為105 kg/hm2，同時(shí)進(jìn)行中耕除草和灌溉。

1.4 生長(zhǎng)性狀及產(chǎn)量測(cè)定

1.4.1 初花期 當(dāng)植株10%開(kāi)花時(shí)為初花期，紫花苜蓿在達(dá)到初花期進(jìn)行刈割。

1.4.2 分枝數(shù) 紫花苜蓿從根頸部位直接抽出地面的莖枝為1級(jí)分枝，從1級(jí)分枝的葉腋間抽出的枝條為2級(jí)分枝。參照魏臻武等[15]的方法，每小區(qū)隨機(jī)選擇10株，在初花期刈割前測(cè)定1級(jí)分枝數(shù)和2級(jí)分枝數(shù)。

1.4.3 植株高度 每次刈割前測(cè)量紫花苜蓿植株高度，每小區(qū)隨機(jī)選取30株，觀測(cè)其拉直高度，求其平均值。

1.5 試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析

在Excel中處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，獲得各項(xiàng)指標(biāo)性狀參數(shù)后，以重復(fù)為單位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，按照裂區(qū)設(shè)計(jì)采用SAS 8.01軟件包中STAT模塊中的ANOVA程序進(jìn)行方差分析和Duncan氏多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 播種量和品種對(duì)1級(jí)分枝數(shù)的影響

從表1可以看出，不同品種之間，除2012年15.0 kg/hm2驚喜的年1級(jí)分枝數(shù)和顯著低于WL525HQ外(P<0.05)，其他年份和播種條件下，不同品種之間的該項(xiàng)指標(biāo)差異不顯著(P>0.05)。在同一收獲年度，同一品種不同播量之間的年1級(jí)分枝數(shù)之和差異不顯著(P>0.05)；從不同年度看，每一個(gè)播量的年1級(jí)分枝數(shù)之和普遍表現(xiàn)出2014年>2013年>2012年的變化趨勢(shì)(P<0.05)。

2.2 播種量和品種對(duì)2級(jí)分枝數(shù)的影響

從表2可以看出，不同品種之間的2級(jí)分枝數(shù)變化趨勢(shì)與其1級(jí)分枝數(shù)變化趨勢(shì)相同，除2012年22.5 kg/hm2的WL-343HQ最高，顯著高于WL-319HQ和WL-525HQ，2013年30.0 kg/hm2的標(biāo)桿顯著高于WL-363HQ外(P<0.05)，其他年份和播量下，同一播量不同品種之間的年2級(jí)分枝數(shù)之和差異不顯著(P>0.05)。在同一收獲年度，同一品種不同播量之間的年2級(jí)分枝數(shù)之和差異不顯著(P>0.05)；從不同年度看，每一個(gè)播量的年2級(jí)分枝數(shù)之和普遍表現(xiàn)出2014年>2013年>2012年的變化趨勢(shì)，且2013和2014年顯著大于2012年(P<0.05)。

2.3 不同年度對(duì)同一品種分枝數(shù)的影響

從表3可以看出，3種播量平均后，年份對(duì)品種2級(jí)/1級(jí)分枝數(shù)之比有極為顯著的影響，各品種無(wú)論是1級(jí)分枝數(shù)還是2級(jí)分枝數(shù)，均表現(xiàn)出隨著年份的增長(zhǎng)而不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)，即2014年>2013年>2012年(P<0.05)。除驚喜3個(gè)年度之間2級(jí)/1級(jí)分枝數(shù)之比差異不顯著外(P>0.05)，其余各品種均表現(xiàn)出2014年度數(shù)值最小且均顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)低于2013和2012年。

2.4 播種量和品種對(duì)植株高度的影響

從表4可以看出，播種量和品種對(duì)植株高度有一定的影響。同一播量條件下，不同品種之間植株高度和有較大差異，例如，2012年播量為15.0 kg/hm2時(shí)，WL-903HQ的株高最高，與WL525HQ、標(biāo)桿差異不顯著，但顯著高于其他5個(gè)品種；2013年播量為30.0 kg/hm2時(shí)， WL525HQ、WL-903HQ的植株最高，與標(biāo)桿差異不顯著，但顯著高于除先行者之外的其他品種。苜蓿品種的植株高度差異性與苜蓿的秋眠性尤其是秋季高度差異密切相關(guān)，本試驗(yàn)中植株高度與秋眠級(jí)的相關(guān)系數(shù)為0.859，達(dá)到了極顯著水平(P<0.01)，3個(gè)不同的播量均呈現(xiàn)出非秋眠品種植株較高的趨勢(shì)。例如，播量為22.5 kg/hm2時(shí)，非秋眠型苜蓿品種WL525HQ、WL-903HQ顯著高于其余6個(gè)秋眠或半秋眠品種；播量為15.0 kg/hm2時(shí)，WL525HQ、WL-903HQ和標(biāo)桿的植株高度均高于其余5個(gè)品種。

3 討論

紫花苜蓿的分枝數(shù)是反映其生長(zhǎng)性能的主要指標(biāo)之一。劉慧霞等[16]研究認(rèn)為其多少對(duì)于牧草的產(chǎn)量和質(zhì)量有較大的關(guān)系，且與品種、栽培條件、水肥條件和利用年限有很大關(guān)系。一般認(rèn)為，在稀播和水肥供應(yīng)充足的情況下分枝較多且生長(zhǎng)較快，在密植條件下分枝發(fā)生的數(shù)量和長(zhǎng)度會(huì)受到抑制。但目前，對(duì)不同播量、品種、茬次對(duì)紫花苜蓿分枝數(shù)的動(dòng)態(tài)變化系統(tǒng)研究較少，且結(jié)果不一致。據(jù)洪紱曾[17]報(bào)道，一般情況下，枝條粗壯者分枝數(shù)相對(duì)較少，枝條細(xì)小者分枝數(shù)相對(duì)較多；在密植條件下，不同品種基生的1級(jí)分枝數(shù)大致相近，2級(jí)分枝數(shù)發(fā)生的數(shù)量和長(zhǎng)度會(huì)受到抑制。Boleger等[18]指出，紫花苜蓿草的產(chǎn)量主要由單位面積上的株叢數(shù)、單枝的枝條數(shù)和枝條的重量構(gòu)成，當(dāng)株叢數(shù)從11株/m2增加到17株/m2時(shí)，單位面積產(chǎn)量增加，但單株重量、單枝枝條數(shù)和每個(gè)枝條的重量趨于下降，莖的直徑和節(jié)數(shù)亦隨株叢的增加而下降[19-20]。李明芳等[21]研究結(jié)果顯示，第1年1級(jí)分枝數(shù)隨著播量從7.5 kg/hm2到30.0 kg/hm2不斷增加，但第2和3年卻隨著播量的增加先升高后降低，本試驗(yàn)結(jié)果與此有一定的差異。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，播種量對(duì)紫花苜蓿的1級(jí)分枝數(shù)、2級(jí)分枝數(shù)變化無(wú)顯著影響，但隨著生長(zhǎng)年限的增加，植株的1級(jí)和2級(jí)分枝數(shù)不斷增加。主要原因如下：一是紫花苜蓿隨著生長(zhǎng)年限的延長(zhǎng)，根系入土更深，根系更粗[22]，具有更強(qiáng)的生長(zhǎng)勢(shì)和分蘗能力[6,23]，其植株長(zhǎng)勢(shì)逐漸旺盛[24]，進(jìn)而促進(jìn)分枝數(shù)不斷增多；二是隨著生長(zhǎng)年限的增長(zhǎng)，紫花苜蓿的植株數(shù)不斷消減，播種量對(duì)植株數(shù)量的影響日益變小，進(jìn)而對(duì)分枝數(shù)的影響變小，到第3生長(zhǎng)年，不同播量的植株數(shù)基本接近，導(dǎo)致不同播量的分枝數(shù)接近；三是隨著紫花苜蓿植株數(shù)的不斷消減，給紫花苜蓿植株生長(zhǎng)拓寬了空間，進(jìn)一步促進(jìn)了紫花苜蓿1級(jí)和2級(jí)分枝數(shù)的增長(zhǎng)[25]。2級(jí)/1級(jí)分枝數(shù)比值隨生長(zhǎng)年限的增加依次變小可能與根頸分枝逐漸增加有關(guān)。

植株高度是反映紫花苜蓿生長(zhǎng)狀況和評(píng)價(jià)產(chǎn)量高低的主要指標(biāo)之一[26]。本研究中，8個(gè)苜蓿品種低播量時(shí)植株高度都比較高，播量大時(shí)相反，原因可能是：低播量時(shí)植株密度小，利用單株的生長(zhǎng)空間和營(yíng)養(yǎng)面積大的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)增加植株高度進(jìn)而間接增加了對(duì)產(chǎn)量的補(bǔ)償作用。不同品種之間植株高度有差異，與其品種自身的遺傳特性有關(guān)，與耿繁軍等[27]的研究結(jié)果一致。品種之間植株高度的不同，固然與苜蓿品種本身的遺傳特性有關(guān)，但苜蓿的秋眠性可能是重要因素，而株高的差異主要表現(xiàn)在秋季。許多研究表明，在夏末和秋季，秋眠型苜蓿能產(chǎn)生低矮匍匐的莖，非秋眠苜蓿能產(chǎn)生直立而高的莖[28-30]，在3種秋眠類型苜蓿都能生長(zhǎng)地區(qū)，應(yīng)選擇產(chǎn)量高的非秋眠苜蓿[31-32]。Liu等[33]發(fā)現(xiàn)，在苜蓿生長(zhǎng)早期，不同秋眠類型苜蓿在節(jié)間數(shù)和節(jié)間距方面生長(zhǎng)發(fā)育不同，高秋眠級(jí)的苜蓿有較長(zhǎng)的節(jié)間距，而其他秋眠級(jí)的苜蓿則有更多的節(jié)間數(shù)，根據(jù)秋眠級(jí)，苜蓿在節(jié)間長(zhǎng)度和數(shù)量之間進(jìn)行了平衡；而在秋季田間生長(zhǎng)的苜蓿，非秋眠型和高秋眠級(jí)的品種植株高度比秋眠型高，源于秋眠和半秋眠苜蓿比非秋眠苜蓿較早積累糖分等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以備越冬。本試驗(yàn)中，不同秋眠型或半秋眠型苜蓿品種的植株高度基本相近，年植株高度總體上基本表現(xiàn)出非秋眠型>半秋眠型、秋眠型的變化規(guī)律，與其秋季再生高度有關(guān)，與馮長(zhǎng)松等[34]和Liu等[35]研究結(jié)果一致。

4 結(jié)論

1)不同播種量的紫花苜蓿其1、2級(jí)分枝數(shù)均無(wú)顯著差異(P>0.05)，且大部分品種之間的分枝數(shù)差異也不顯著(P>0.05)，但各品種的1級(jí)分枝數(shù)和2級(jí)分枝數(shù)均呈現(xiàn)出2014年>2013年>2012年的變化趨勢(shì)。

2)播種量對(duì)植株高度有一定的影響，大部分品種的植株高度均表現(xiàn)出30.0 kg/hm2<22.5 kg/hm2<15.0 kg/hm2的變化趨勢(shì)；不同品種之間的植株高度與其秋眠性有關(guān)，非秋眠品種和較高秋眠級(jí)苜蓿品種有較高的秋季再生高度可能是品種之間高度差異的主要原因之一。

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Effects of seeding rate and variety on branch number and plant height of alfalfa

WANG Yan-Hua1,2, LI De-Feng1, QI Sheng-Li1, WANG Cheng-Zhang1*, GAO Yong-Ge3, ZHENG Chun-Lei4, LI Peng-Fei2

1.CollegeofAnimalScienceandVeterinaryMedicine,HenanAgriculturalUniversity,Zhengzhou450002,China; 2.ForageandFeedStationofHenanProvince,Zhengzhou450008,China; 3.AnimalHusbandryBureauofHenanProvince,Zhengzhou450008,China; 4.AnimalHusbandryStationofHenanProvince,Zhengzhou450008,China

In order to explore the effects of the seeding rate and alfalfa varieties on the branch number and plant height, we carried out a field experiment comprising a split plot design with 3 seeding rates (15.0, 22.5, 30.0 kg/ha) as the main plots and 8 alfalfa varieties with different fall dormant classes as subplots in 2012-2014 (Concept, WL-319HQ, Adrenalin, WL-343HQ, WL-363HQ, Icon, WL-525HQ, WL-903HQ). The results indicated: 1) Seeding rate had no significant effects on the primary and secondary branch number in alfalfa, and the primary and secondary branch number differences among varieties also were not significant. With increase in stand age, the primary and secondary branch number of all varieties increased (planted in 2012>2013>2014). 2) Average branch number of different varieties did not differ significantly between 2012 and 2013, but in both cases was higher than that of 2014-sown plants. 3) Seeding rate and stand age did influence plant height. With increase in seeding rate from 15.0 to 30.0 kg/ha, plant heights of most varieties were gradually decreased, but branch number was unchanged. Plant height was greater for 2013-sown plants, than for those sown in 2012 and in 2014.

alfalfa; seeding rate; branch number; plant height

2016-11-14；改回日期：2016-12-14

公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201403048-6)，國(guó)家星火計(jì)劃項(xiàng)目(2015GA750003)和國(guó)家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)基金(CARS-35-20)資助。

王彥華(1980-)，男，河南西平人，高級(jí)畜牧師，在讀博士。E-mail:13676938371@163.com*通信作者Corresponding author. E-mail:wangchengzhang@263.net

10.11686/cyxb2016426 http://cyxb.lzu.edu.cn

王彥華, 李德鋒, 齊勝利, 王成章, 高永革, 鄭春雷, 李鵬飛. 播種量和品種對(duì)紫花苜蓿分枝數(shù)和株高的影響. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2017, 26(3): 183-190.

WANG Yan-Hua, LI De-Feng, QI Sheng-Li, WANG Cheng-Zhang, GAO Yong-Ge, ZHENG Chun-Lei, LI Peng-Fei. Effects of seeding rate and variety on branch number and plant height of alfalfa. Acta Prataculturae Sinica, 2017, 26(3): 183-190.