不同播種因素對(duì)扁穗冰草生產(chǎn)性能的影響

祁百元,楊明岳，竇聲云，仁欽端治，董世魁

(1.青海省鐵卜加草原改良試驗(yàn)站，青海 鐵卜加 810001； 2.北京師范大學(xué) 環(huán)境學(xué)院，北京 100875)

我國青藏高原草地退化嚴(yán)重，人工草地補(bǔ)播及草地改良的需求與日俱增[1-2]。扁穗冰草(Agropyroncristatum)是多年生叢生禾本科植物，根系發(fā)達(dá)，分蘗能力強(qiáng)，抗旱，對(duì)土壤的適應(yīng)性廣，是良好的水土保持和固沙植物；它的莖葉柔嫩，營養(yǎng)豐富，適口性好，具有很高的飼用價(jià)值。青藏高原環(huán)青海湖地區(qū)分布著大面積的扁穗冰草，是建植生態(tài)型和放牧型人工草地的良好牧草[3-6]。

當(dāng)前，有關(guān)扁穗冰草的研究多集中在株系選擇、基因的克隆及表達(dá)[7-9]、施肥對(duì)種子質(zhì)量的影響[10]、混播效果等[11]方面，而對(duì)于播種因素的報(bào)道較少。密度是影響作物生產(chǎn)的重要因素,合理密植既可以提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)，又能有效地控制田間雜草，降低成本，提高生產(chǎn)效益[12-14]。試驗(yàn)證明，選擇適宜的播種行距和播種量是實(shí)現(xiàn)合理密植的關(guān)鍵；適當(dāng)施加肥料可以為作物生長提供營養(yǎng)補(bǔ)充[15-16]。此次研究的目的是在不施肥、不灌溉的條件下，確定優(yōu)化的扁穗冰草栽培草地建植的適宜播種行距，播種量和生長年限。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)在青海省鐵卜加草原改良試驗(yàn)站進(jìn)行，其地理坐標(biāo)是E 99°35′，N 37°05′，海拔3 270 m，年平均氣溫-0.7℃，無絕對(duì)無霜期。年日照時(shí)數(shù)2 670 h，年降水量368.11 mm，年蒸發(fā)量1 495.3 mm，相對(duì)濕度58%。該地區(qū)屬高原大陸性氣候，具有光照充足、日照強(qiáng)烈、冬寒夏涼、降水集中、干旱少雨、風(fēng)大等氣候特征，土壤為栗鈣土和暗栗鈣土[17]，在青藏高原具有高寒草地生態(tài)環(huán)境的典型性、代表性。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為青海鐵卜加草原試驗(yàn)站試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)收獲的野生扁穗冰草種子。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用隨機(jī)小區(qū)設(shè)計(jì)，每個(gè)處理3次重復(fù)(因樣地遭受放牧采食破壞，部分處理只有2個(gè)重復(fù))，小區(qū)面積3 m×4 m，2013年7月3日播種，播種方式為條播，覆土2 cm，整個(gè)生育期內(nèi)不施肥、不進(jìn)行灌溉，僅進(jìn)行人工除草等田間管理，試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

1.4 觀測(cè)指標(biāo)及方法

1.4.1 植株高度和生長速度 在種植后的3年間(2014～2016年)于各樣地中選定樣株10株，自抽穗期起每半個(gè)月測(cè)量一次植株高度直至完熟期，統(tǒng)計(jì)生長天數(shù)，計(jì)算平均株高及生長速度。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

生長速度(cm/d)=植株增高量(cm)/生長天數(shù)(d)

1.4.2 草產(chǎn)量 在每年抽穗期，于每個(gè)樣地中隨機(jī)選取1 m樣線，用剪刀剪取地上部分，留茬2 cm，稱取鮮重。鮮草樣品經(jīng)自然風(fēng)干后稱取干重，計(jì)算鮮草產(chǎn)量、干草產(chǎn)量及鮮干比[12-13]。同時(shí)在每個(gè)處理中選擇20株長勢(shì)接近的植株，進(jìn)行莖葉分離，分別稱量莖葉鮮重，計(jì)算莖葉比。

1.4.3 種子產(chǎn)量 在每年種子成熟期，于每個(gè)樣地中選取1 m樣線，測(cè)量種子產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

應(yīng)用SPSS 20.0進(jìn)行方差分析，比較不同年限，不同處理之間的差異顯著性，多重比較采用Duncan’s方法。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果利用Origin 8.0制圖。

2 結(jié)果分析

2.1 播種因素對(duì)扁穗冰草生長的影響

觀測(cè)結(jié)果表明，種植當(dāng)年，不同處理間主要物候期的植株高度、抽穗期生長速度差異不顯著；2號(hào)處理的開花期生長速度顯著高于1號(hào)、5號(hào)處理。種植第2年，不同處理間抽穗期、完熟期植株高度差異不顯著；2號(hào)處理開花期植株高度顯著低于3號(hào)，7號(hào)和8號(hào)處理；2號(hào)處理抽穗期生長速度顯著低于3號(hào)，7號(hào)和9號(hào)處理；2號(hào)處理開花期生長速度顯著高于3號(hào)，6號(hào)，7號(hào)和9號(hào)處理。種植第3年，不同處理間開花期植株高度差異不顯著；5號(hào)處理抽穗期植株高度顯著低于9號(hào)處理；3號(hào)、7號(hào)處理完熟期植株高度顯著高于6號(hào)，8號(hào)和9號(hào)處理；2號(hào)處理抽穗期生長速度顯著高于8號(hào)處理，3號(hào)處理開花期生長速度顯著高于9號(hào)處理，2015年各物候期植株均高于其余兩年(表2，3)。

表2 不同處理下扁穗冰草植株的高度

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，未標(biāo)注小寫字母為無顯著性差異，下同

表3 不同處理下扁穗冰草植株的生長速度

2.2 播種因素對(duì)牧草生產(chǎn)的影響

種植當(dāng)年，各處理間單位牧草重量無顯著性差異；4號(hào)處理莖葉比顯著高于2號(hào)、8號(hào)處理；1號(hào)處理草產(chǎn)量顯著高于3號(hào)處理。種植第2年，各處理間單位牧草產(chǎn)量、莖葉比、草產(chǎn)量均無顯著性差異。種植第3年，各處理間單位牧草產(chǎn)量和草產(chǎn)量無顯著性差異，9號(hào)處理莖葉比顯著高于3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、7號(hào)處理(表4)。

表4 扁穗冰草產(chǎn)草量

2.3 播種因素對(duì)種子生產(chǎn)的影響

播種當(dāng)年，7號(hào)處理的單位種子產(chǎn)量顯著低于6號(hào)和8號(hào)處理；1號(hào)處理的種子產(chǎn)量顯著高于2號(hào)、3號(hào)、6號(hào)、7號(hào)、9號(hào)處理。播種第2年，不同處理間單位種子產(chǎn)量、種子產(chǎn)量無顯著性差異。播種第3年，各個(gè)處理下單位種子產(chǎn)量和種子產(chǎn)量間無顯著性差異。6號(hào)處理單位種子產(chǎn)量最高，為41.32 g/m，1號(hào)處理種子產(chǎn)量最高，為1 610.33 kg/hm2(表5)。

表5 不同處理下扁穗冰草的種子產(chǎn)量

3 討論

3.1 不同播種因素對(duì)扁穗冰草牧草生產(chǎn)的影響

植物的種植密度在一定程度上影響種群結(jié)構(gòu)，合理的種群結(jié)構(gòu)與作物的產(chǎn)量息息相關(guān)，其通過內(nèi)部小氣候因子與土壤微環(huán)境的變化顯著影響作物產(chǎn)量，適宜的種植密度可以最大限度地利用水、肥、光、熱和空間，進(jìn)而獲得高產(chǎn)[18]。田宏等[19]的研究表明，江夏扁穗雀麥鮮草產(chǎn)量受行距和播種量影響較大，其中行距是主要因素，其次為播種量，但兩者間不存在互作效應(yīng)。試驗(yàn)研究表明，扁穗冰草牧草產(chǎn)量受行距和播種量影響，且行距對(duì)草產(chǎn)量的影響較大，播種量對(duì)牧草產(chǎn)量影響較小。播種量一定的情況下，在行距20～40 cm，隨著行距的增加，扁穗冰草單株可利用空間增大，單位牧草產(chǎn)量上升。在行距一定的情況下，播種量增加，扁穗冰草分布密集，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)加劇。合理的行距和播種量是扁穗冰草單株牧草產(chǎn)量提升的關(guān)鍵。試驗(yàn)中，6號(hào)處理(行距40 cm，播種量111 kg/hm2)為扁穗冰草單位樣線牧草產(chǎn)量最高的播種處理。大田推廣時(shí)綜合考慮單位牧草產(chǎn)量、適宜間距和播種量的經(jīng)濟(jì)效益，1號(hào)處理(行距20 cm，播種量67.5 kg/hm2)產(chǎn)草量最佳。

3.2 不同播種因素對(duì)扁穗冰草種子生產(chǎn)的影響

牧草種子的產(chǎn)量是種子生產(chǎn)的首要問題，而合理的植株密度是種子田高產(chǎn)的基礎(chǔ)，行距和播種量則是調(diào)控田間植株密度的主要方式。試驗(yàn)表明，扁穗冰草種子產(chǎn)量主要受行距影響，播種量對(duì)其影響較小。

6號(hào)處理(行距40 cm，播種量111 kg/hm2)為扁穗冰草單位樣線種子產(chǎn)量最高的處理，大田推廣時(shí)綜合考慮單位樣線種子產(chǎn)量、適宜間距和播種量的經(jīng)濟(jì)效益，1號(hào)處理(行距20cm，播種量67.5kg/hm2)種子產(chǎn)量最佳。

4 結(jié)論

(1) 扁穗冰草的種子產(chǎn)量和草產(chǎn)量在播種后第3年顯著下降，應(yīng)考慮在播種后進(jìn)行適當(dāng)施肥處理。

(2) 扁穗冰草的草產(chǎn)量受行距和播種量的影響，其中行距影響較大，其次為播種量。在試驗(yàn)設(shè)置的行距范圍內(nèi)，扁穗冰草單位樣線上牧草產(chǎn)量隨行距的增加上升。在大田推廣時(shí)需考慮單位面積內(nèi)的總產(chǎn)草量。此次試驗(yàn)中，行距20 cm，播種量67.5 kg/hm2的播種處理草產(chǎn)量最高，為6 065.35 kg/hm2。

(3) 扁穗冰草種子產(chǎn)量受行距影響較大。在大田推廣時(shí)綜合考慮單位樣線種子產(chǎn)量、行距和播種量，此次試驗(yàn)中，行距20 cm，播種量67.5 kg/hm2的播種處理種子產(chǎn)量最高，為1 610.33 kg/hm2。