供水次數(shù)和施肥期對草地早熟禾種子性狀的影響

梁丹妮，蘭 劍*，謝應(yīng)忠，何亞麗

(1.寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021； 2.上海交通大學(xué) 農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院，上海 200240)

供水次數(shù)和施肥期對草地早熟禾種子性狀的影響

梁丹妮1，蘭 劍1*，謝應(yīng)忠1，何亞麗2

(1.寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021； 2.上海交通大學(xué) 農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院，上海 200240)

以草地早熟禾(PoapratensisL.)滬禾2號2年生植株為材料，進(jìn)行了籽粒生產(chǎn)的施肥期和供水次數(shù)的田間裂區(qū)試驗。主處理為3個供水水平：分別為A1，供水2次，供水量5～10 cm；A2，供水3次，供水量5～8 cm；A3，供水3次，供水量5～10 cm。副處理為3個施肥期：分別為B1，前一年秋季施肥；B2，春季施肥；B3，前一年秋季施用1/2和來年春季再施1/2?？侼、P2O5、K2O施用量分別為73、73 和73 kg·hm-2，硅肥259 kg·hm-2。試驗結(jié)果表明，供水次數(shù)對營養(yǎng)枝株高、生殖枝株高、混入的雜草干重和籽粒產(chǎn)量有顯著影響，均以A2供水處理為最高，其中籽粒產(chǎn)量比A1和A3處理分別高11.6%和11.3%。由于生殖枝數(shù)和籽粒產(chǎn)量等主要產(chǎn)量構(gòu)成因子在不同施肥期間沒有顯著差異，且秋季一次性施肥比春+秋季兩次施肥可節(jié)約人工成本，故沒有造成植株倒伏的秋季施肥為高效施肥期。由于供水處理與施肥期兩因子的互作效應(yīng)對各考察性狀的影響均不顯著，最佳的處理組合即為兩因素最佳水平的組合，即秋季1次性施肥和于返青期、拔節(jié)孕穗期和抽穗-初花期供水3次，每次供水量5～8 cm。該處理組合的穗數(shù)7.63×106hm-2，穗粒數(shù)418.8粒，千粒重0.23 g，籽粒產(chǎn)量632.9 kg·hm-2。

早熟禾； 灌水次數(shù)； 施肥； 種子產(chǎn)量

草地早熟禾是溫帶地區(qū)廣泛利用的多年生優(yōu)質(zhì)冷季型草坪草，在中國有著悠久的栽培歷史，主要分布在中國西北和華北地區(qū)[1]，具有根莖發(fā)達(dá)、分蘗能力強(qiáng)、耐低修剪、青綠期長和耐寒等特點，但其抗旱能力較差，遇到持久干旱脅迫葉片易變?yōu)楹稚玔2]。草地早熟禾作為優(yōu)質(zhì)的草坪草在草坪建植、美化城市、改善生態(tài)環(huán)境和提高人民生活質(zhì)量等方面得到廣泛應(yīng)用[3]。我國草地早熟禾種子主要依賴進(jìn)口，開展早熟禾種子生產(chǎn)技術(shù)方面的研究相對較少。已有的研究主要集中在早熟禾品種[4-7]、施肥[8-9]、栽培馴化[10]、幼穗分化過程及開花習(xí)性[11]、水分處理對種子萌發(fā)特性的影響[12]以及葉面噴施生長劑對籽粒產(chǎn)量的影響等[13-14]，而關(guān)于施肥期和供水次數(shù)的互作效應(yīng)對早熟禾種子產(chǎn)量及構(gòu)成因素影響的研究甚少。本試驗以滬育品種滬禾2號2年齡植株為材料，以供水次數(shù)為主處理，以施肥期為副處理，進(jìn)行田間試驗，探索寧夏平羅地區(qū)草地早熟禾種子生產(chǎn)的肥水運(yùn)籌技術(shù)和種子產(chǎn)量水平，為我國草種子國產(chǎn)化提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗地位于寧夏回族自治區(qū)石嘴山市平羅縣陶樂鎮(zhèn)上海種業(yè)集團(tuán)西繁基地，試驗基地位于銀川平原引黃灌區(qū)北部(38°48′N，106°41′E)，海拔1 100.8 m，屬中溫帶大陸性氣候。日照充足，溫差大，蒸發(fā)強(qiáng)烈，年平均氣溫2.8～16 ℃，日溫差13.2 ℃，年降水量173.2 mm，年日照時數(shù)3 008.6 h，無霜期171 d，春季干旱多風(fēng)。試驗地土壤為鹽堿土，土壤肥力較貧瘠。有機(jī)質(zhì)7.94 g·kg-1，堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別為16.38、3.47和122.81 mg·kg-1。

植株材料為上海交通大學(xué)何亞麗教授提供的草地早熟禾品種滬禾2號，于2013年9月通過上海市農(nóng)作物品種審(認(rèn))定委員會的認(rèn)定，編號為滬農(nóng)品認(rèn)草坪2013第002號。采用的肥料為鄭州帝益肥業(yè)生態(tài)保護(hù)工程股份有限公司生產(chǎn)的“帝益”牌氮磷鉀復(fù)合肥(N、P2O5、K2O含量均為15%)和硅肥(≥500 mg·kg-1)。水分供應(yīng)主要是黃河水(pH值 7.4)和自然降水。

1.2 處理設(shè)計

試驗設(shè)計為供水次數(shù)和施肥期二因子裂區(qū)試驗，主處理供水次數(shù)分為供水2次和供水3次。供水2次處理(A1)的供水量為5～12 cm。供水3次處理實施了2個主區(qū)，其中A2主區(qū)于早熟禾籽粒收獲后，該早熟禾主區(qū)為供水3次處理的一個主區(qū)；而與高羊茅供水3次處理相對應(yīng)的早熟禾主區(qū)則是供水處理的另一個主區(qū)，命名為A3。由于試驗地地勢由低至高的趨勢變異，同樣3次供水處理，A2的供水量為5～8 cm水層高，而A3地勢相對較低，供水量為5～10 cm水層高。4月初的返青水為自然降雨和降雪代替，降雨量約5 cm。第2次抽穗期供水與第3次開花期供水均為引灌黃河水(表1)。主處理為隨機(jī)區(qū)組試驗排列，重復(fù)3次。副處理施肥期3水平：其中B1，秋肥，上年秋季(2015年9月8日)施用N、P2O5、K2O均15%的氮磷鉀復(fù)合肥(下簡稱“氮磷鉀復(fù)合肥”)486 kg·hm-2；B2，春肥，春季(2016年4月17日)施用氮磷鉀復(fù)合肥486 kg·hm-2；B3，春肥+秋肥，上年秋季(2015年9月8日)施氮磷鉀復(fù)合肥243 kg·hm-2后，至來年春季(2016年4月17日)再施243 kg·hm-2。副處理(計產(chǎn))面積13.8 m2。副區(qū)間筑有0.30 m寬×0.45 m高小田埂，主區(qū)間筑有0.5 m寬×0.5 m高的大田埂，用作處理效應(yīng)的隔離和走道。

表1 主處理設(shè)計與實施日期

注：實際第1次供水期正值4月1日至4月2日試驗地點自然降雨雪，雨量中到大，為自然給水。第2、3、4次均為引灌黃河水。年平均降水量173.2 mm。

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1 營養(yǎng)枝株高、生殖枝株高和穗長

收獲前2 d在每個副區(qū)隨機(jī)選取10株成熟株，測量其營養(yǎng)枝高度、生殖枝高度和穗長。對倒伏植株，扶起拉直進(jìn)行測量。

1.3.2 每小穗小花數(shù)

于盛花期，各副區(qū)隨機(jī)選取10個小穗考察其每穗小花數(shù)。

1.3.3 生殖枝數(shù)

于蠟熟期，每副區(qū)隨機(jī)選取0.25 m2觀察生殖枝數(shù)，并折算成每hm2內(nèi)的生殖枝數(shù)。

1.3.4 每穗小穗數(shù)、穗粒數(shù)和粒重

于籽粒收獲前1天，每副區(qū)隨機(jī)抽取3穗，分別單獨(dú)存放于信封內(nèi)，帶回實驗室置于通風(fēng)處晾干。待種子完全陰干后考察每穗小穗數(shù)、每穗粒數(shù)和穗粒重。以穗粒數(shù)和穗粒重折算千粒重。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有原始數(shù)據(jù)采用 Microsoft Excel 2015進(jìn)行方差分析和LSD法平均數(shù)的多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 對植株營養(yǎng)體形態(tài)和倒伏程度的影響

不同供水次數(shù)對營養(yǎng)枝和生殖枝株高影響顯著，而對穗長和灌漿期植株的倒伏程度沒有顯著影響。多重比較結(jié)果表明，供水3次(A2、A3)的營養(yǎng)枝株高顯著高于供水2次的處理(A1)。生殖枝株高以供水3次的地勢較高的處理A2最高，比A1處理高8%，比A3處理高5%(表2)。

表2 不同供水次數(shù)對株高和穗長的影響

注：*表示方差分析在P=0.05水平上有顯著差異(F0.05,2,4=6.9)；不同字母標(biāo)記的平均數(shù)間有顯著差異。同表4。

不同施肥期對營養(yǎng)枝株高和生殖枝株高的影響顯著，對穗長和植株倒伏面積率則沒有顯著影響(表3)。多重比較結(jié)果表明：B2處理的營養(yǎng)枝株高分別比B1和B3處理增加了32%和53%；B2處理的植株倒伏程度(44.5%)顯著高于B1(8.9%)和B3(0%)。不同供水次數(shù)和施肥期的互作效應(yīng)對株高、穗長和倒伏程度的影響均不顯著。

表3 不同施肥期對株高和穗長的影響

注：*表示方差分析在P=0.05水平上有顯著差異(F0.05,2,12=3.9)；不同字母標(biāo)記的平均數(shù)間有顯著差異。同表5。

2.2 對籽粒產(chǎn)量和構(gòu)成因素的影響

2.2.1 生殖枝數(shù)

不同灌水處理間的生殖枝數(shù)差異不顯著，平均為6.6×106hm-2(表4)。不同施肥處理間差異顯著(表5)，以B3處理的生殖枝數(shù)(7.5×106hm-2)顯著高于B2處理(5.9×106hm-2)，而B1處理的(6.5×106hm-2)介于二者之間，與前兩者間均沒有顯著差異。灌水次數(shù)與施肥期的互作效應(yīng)對生殖枝數(shù)的影響不顯著(表6)。

表4 不同供水次數(shù)對籽粒產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

表5 不同施肥期對籽粒產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

表6 草地早熟禾在不同供水次數(shù)和施肥期組合處理下各性狀平均數(shù)的比較

注：*表示方差分析在P=0.05水平上有顯著差異(F0.04,4,12=3.26)；不同字母標(biāo)記的平均數(shù)間有顯著差異。

2.2.2 小穗數(shù)、小花數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和穗粒重

小穗數(shù)、小花數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和穗粒重在不同供水次數(shù)間(表4)、不同施肥期間(表5)和兩因素水平組合間(表6)差異均不顯著。各處理平均值每穗小穗數(shù)為86個，小花數(shù)為6.3個、穗粒數(shù)445粒、千粒重0.23 g和穗粒重為0.1 g。

2.2.3 對籽粒產(chǎn)量的影響

籽粒單產(chǎn)在不同供水次數(shù)間差異顯著(表4)，以A2的籽粒產(chǎn)量顯著高于A1和A3處理。不同施肥期主效對籽粒產(chǎn)量的影響不顯著。兩因子處理組合的籽粒產(chǎn)量平均數(shù)以B1和A2組合的最高(圖1)，顯著高于A1與B1和A1與B3處理組合，也顯著高于A3與B3的組合。

圖1 供水次數(shù)與施肥期處理組合籽粒產(chǎn)量平均數(shù)的比較

2.3 區(qū)組效應(yīng)

收獲草地早熟禾穗子時，不可避免地收獲了株高與草地早熟禾生殖枝株高相當(dāng)?shù)碾s草，主要為冰草(AgropyroncristatumL.)和馬齒莧(PortulacaoleraceaL.)。方差分析結(jié)果(表7)表明，不同區(qū)組間混收的雜草干重以遠(yuǎn)離大道和灌溉渠的第Ⅲ區(qū)組地塊上最高，顯著高于靠近大道和灌溉渠的第Ⅰ區(qū)組地塊上的雜草干重。位于中間的第Ⅱ區(qū)組上的平均每副區(qū)上的雜草干重居中，與其他2個區(qū)組的干重間沒有顯著差異(表6)。這一分布符合一般勞動者的心理特征，靠近路邊顯眼的地塊上人工除草質(zhì)量較高，后繼生長的雜草也較少。

表7 不同區(qū)組雜草產(chǎn)量、營養(yǎng)枝株高和籽粒產(chǎn)量的比較

注：*表示方差分析在P=0.05水平上有顯著差異(F0.05,2,4=6.94)；不同字母標(biāo)記的平均數(shù)間有顯著差異。

由表7可知，第Ⅰ和第Ⅲ區(qū)組的營養(yǎng)枝株高較高，顯著高于第Ⅱ區(qū)組。籽粒產(chǎn)量在不同區(qū)組間存在顯著差異，以靠近灌溉渠的大路邊的第Ⅲ區(qū)組地塊上的產(chǎn)量最高(586.2 kg·hm-2)，顯著高于第Ⅱ區(qū)組，而最北面地勢明顯較高的第Ⅰ區(qū)組地塊上的產(chǎn)量位于第2位，與最高和最低區(qū)組產(chǎn)量間沒有顯著差異。

3 小結(jié)與討論

3.1 供水次數(shù)和供水量

水分脅迫對植物生長和種子產(chǎn)量的影響因脅迫的時間和灌溉時間的不同而存在差異[15]。Hageman等[16]研究發(fā)現(xiàn)，種子田的灌溉管理與牧草生產(chǎn)截然不同，灌溉量過高，將促進(jìn)植株營養(yǎng)體生長，容易引起植株倒伏，種子產(chǎn)量降低。灌溉不足，則造成水分脅迫，同樣會使種子產(chǎn)量下降[17-20]。灌溉不足主要降低生殖枝數(shù)、小穗數(shù)和每小穗小花數(shù)[21]。李培英等[22]經(jīng)過灌水次數(shù)對新疆狗牙根種子生產(chǎn)性能的影響研究得出：不同灌水次數(shù)對新疆狗牙根種子產(chǎn)量影響極顯著(P<0.01)，灌1次水可獲得較多的伊犁型狗牙根種子。國內(nèi)對高羊茅種子生產(chǎn)田的灌溉試驗有少量報道[23-25]，但對早熟禾種子生產(chǎn)的適宜供水處理則罕見報道。本研究結(jié)果顯示，不同供水次數(shù)主要影響營養(yǎng)枝和生殖枝的株高和雜草數(shù)量，雖然對籽粒產(chǎn)量構(gòu)成因子均沒有顯著影響，但對最終的籽粒單產(chǎn)影響顯著。

3.2 施肥期和施肥量

合理施肥是提高種子產(chǎn)量的重要措施。春季施氮肥可為分蘗發(fā)育提供更多的營養(yǎng)，增加生殖枝上的小花數(shù)。秋季施氮肥可促使分蘗的發(fā)育，此時氮素的數(shù)量將決定分蘗中生殖枝的比例[26]。Lamb等[27]研究結(jié)果表明，草地早熟禾秋季施氮70%或100%對種子產(chǎn)量有利；磷肥對禾本科牧草種子產(chǎn)量也有一定的促進(jìn)作用，施用磷肥65 kg·hm-2，可使草地早熟禾種子產(chǎn)量提高10%～51.6%[28]。周玉香等[2]在寧夏銀川地區(qū)進(jìn)行了草地早熟禾種子生產(chǎn)田春季分期施肥試驗，以返青期一次性施入N、P2O5、K2O分別60、40、40 kg·hm-2為好，籽粒產(chǎn)量為835 kg·hm-2。姚愛興等[29]于1997—1998年在寧夏銀川地區(qū)進(jìn)行的施肥量和播種量裂區(qū)試驗的籽粒產(chǎn)量結(jié)果進(jìn)行方差分析，表明兩因子互作效應(yīng)顯著，以最高施肥量N、P2O5、K2O 130、80、80 kg·hm-2秋、春各施近1/2與最低播量5 kg·hm-2的組合為好。前人研究結(jié)果表明，草地早熟禾獲得最高籽粒產(chǎn)量的適宜施氮水平為60～80 kg·hm-2[30]。而本研究結(jié)果則顯示，在寧夏平羅地區(qū)于返青期一次性施入N、P2O、K2O施用量為73、73、73 kg·hm-2和硅肥259 kg·hm-2植株出現(xiàn)倒伏，而秋季一次施用則不倒伏，估計是秋季施用肥料至來年春季生長期間過量的肥料流失造成這一結(jié)果。降低施肥量至60～70 kg·hm-2于春季一次性施入是否能達(dá)到高效和高產(chǎn)的施肥效果有待進(jìn)一步研究。王佺珍等[7]報道在甘肅酒泉地區(qū)草地早熟禾種子高產(chǎn)栽培技術(shù)要點為：于前年秋季和春季平均分施磷、鉀肥，其總施肥量為P2O5150 kg·hm-2，K2O 90 kg·hm-2，于春季施純氮90 kg·hm-2，開溝施入，施后灌水，一個生長季一共灌水5次，分別于返青、分蘗、孕穗至拔節(jié)、抽穗至開花、灌漿灌水，每次灌水至水層高度8.5～10.0 cm。2015年在平羅的早熟禾種子生產(chǎn)經(jīng)驗表明，過多的水分供應(yīng)使植株貪青，促進(jìn)基部小分蘗的生長，影響成熟整齊度，不利于灌漿成熟，收獲的籽粒中癟率含量較高，降低種子產(chǎn)量和質(zhì)量[31]。本研究結(jié)果表明，灌水次數(shù)與施肥期的互作對籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響不顯著，最佳的處理組合應(yīng)為兩因素最佳水平的組合，即秋季1次性施肥和于返青期、拔節(jié)孕穗期和抽穗-初花期供水3次，每次供水量5～8 cm。前人的結(jié)果也表明,種子灌漿后期灌水不利種子成熟。

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2017-07-11

上海市農(nóng)委科技興農(nóng)重點攻關(guān)項目[滬農(nóng)科攻字(2013)第1-1號]

梁丹妮(1991—)，女，陜西榆林人，碩士研究生，研究方向為草坪與牧草栽培，E-mail: liangdn0711@163.com。

蘭 劍(1970—)，男，四川鄰水人，教授，博士，從事牧草與草坪草管理方面的研究工作，E-mail: lanjian@nxu.edu.cn。

文獻(xiàn)著錄格式：梁丹妮，蘭劍，謝應(yīng)忠，等. 供水次數(shù)和施肥期對草地早熟禾種子性狀的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，58(12)：2215-2219.

10.16178/j.issn.0528-9017.20171242

S812

A

0528-9017(2017)12-2215-05

張 韻)