種植密度與施氮量對(duì)狼尾草種子產(chǎn)量的影響

陳志峰，蔣文君，吳 曉，齊 帥，向佐湘

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長(zhǎng)沙410128；2華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，武漢430070）

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種植密度與施氮量對(duì)狼尾草種子產(chǎn)量的影響

陳志峰1，2，蔣文君1*，吳 曉1，齊 帥1，向佐湘1

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長(zhǎng)沙410128；2華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，武漢430070）

摘 要：為了確定狼尾草種子生產(chǎn)的最佳種植密度與施氮量，本試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，探究了密度與施氮量對(duì)狼尾草種子產(chǎn)量等相關(guān)指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，種植密度對(duì)狼尾草種子產(chǎn)量的影響比施氮量更為顯著，就單株產(chǎn)量而言，密度為40 cm×50 cm處理最高，就每公頃產(chǎn)量而言，密度為20 cm×50 cm處理最高。不同施氮量對(duì)產(chǎn)量的影響中，處理100、200 kg/ hm2比0、300 kg/ hm2產(chǎn)量明顯提高。40 cm×50 cm處理的穗重、結(jié)實(shí)率比20 cm×50 cm、30 cm×50 cm顯著提高，分蘗數(shù)30 cm×50 cm、40 cm×50 cm處理間沒有顯著區(qū)別，但二者比20 cm×50 cm分別提高11. 6%、19. 5%。在各組合中，以種植密度40 cm×50 cm和施氮量200 kg/ hm2組合為最佳種植方式。

關(guān)鍵詞：狼尾草；種植密度；施氮量；種子產(chǎn)量

狼尾草（Pennisetum alopecuroides（L.）Spreng）為禾本科狼尾草屬的多年生草本植物，根系發(fā)達(dá)、密集，固土能力強(qiáng)，具有抗逆性強(qiáng)、耐旱、耐濕、耐貧瘠、耐酸、抗倒伏的特點(diǎn)［1］，可作恢復(fù)生態(tài)、整治水土流失的優(yōu)良植物品種［2］。具有分蘗能力強(qiáng)，再生性好，生物產(chǎn)量高的特點(diǎn)，是一種優(yōu)良的飼用牧草［3］。狼尾草叢生，地上部分可形成優(yōu)美的圓形葉冠，在園藝應(yīng)用上有很大的價(jià)值，又具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，在高速公路兩旁的護(hù)坡上是一種很有潛力的綠化品種［4］。隨著狼尾草的應(yīng)用越來越廣，在我國(guó)草種市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮?，市?chǎng)供不應(yīng)求，但是由于種子產(chǎn)量較低，極大地限制了狼尾草的推廣應(yīng)用［5］。確定適宜的種植密度以及施肥量對(duì)提高種子的產(chǎn)量具有重要意義［6～8］。本試驗(yàn)從狼尾草種植密度與施氮量對(duì)產(chǎn)量影響效果進(jìn)行研究，以確定適宜的種植密度與施氮量。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)地與材料

試驗(yàn)地點(diǎn)為湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)長(zhǎng)安實(shí)習(xí)基地。試驗(yàn)地平坦開闊，無前作，除去雜草將試驗(yàn)用地劃分成小區(qū)。2013年11月左右采集成熟野生狼尾草種子干燥處理并儲(chǔ)藏備用。試驗(yàn)所用氮肥為尿素，含氮量46. 2%。

1. 2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，以種植密度為主區(qū)，施氮量為副區(qū)，3次重復(fù)，共36小區(qū)。小區(qū)面積1. 8 m2。

栽植密度設(shè)3個(gè)水平：A1. 50 cm×20 cm，A2. 50 cm×30 cm，A3. 50 cm×40 cm。施N量設(shè)4個(gè)水平：B0.空白對(duì)照，B1. 100 kg/ hm2，B2. 200 kg/ hm2，B3. 300 kg/ hm2。2014年5月10日移栽，移栽葉齡5葉1心。磷肥40 kg/ hm2，鉀肥50 kg/ hm2，于移栽時(shí)作底肥穴施。

1. 3 測(cè)定內(nèi)容及方法

（1）原始指標(biāo)。在狼尾草成熟時(shí)，測(cè)定相關(guān)數(shù)據(jù)。每個(gè)小區(qū)選擇3株測(cè)量株高、穗長(zhǎng)，并記錄對(duì)應(yīng)分蘗數(shù)，取平均值作為處理區(qū)組的株高、穗長(zhǎng)、分蘗數(shù)等。

（2）結(jié)實(shí)率。每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取10穗狼尾草穗，稱量種子重量并記錄，通過考種，計(jì)算每個(gè)小區(qū)結(jié)實(shí)率。測(cè)定不同結(jié)實(shí)率對(duì)應(yīng)的實(shí)粒重占比，建立結(jié)實(shí)率與實(shí)粒重占比的函數(shù)關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2. 1 種植密度與施氮量對(duì)狼尾草生長(zhǎng)的影響

（1）種植密度與施氮量對(duì)狼尾草分蘗數(shù)的影響。從表1，2可以看出，種植密度對(duì)狼尾草分蘗有顯著影響，分蘗數(shù)有隨著密度的增加而降低的趨勢(shì)。A3處理狼尾草分蘗數(shù)比A1的高，差異顯著，前者分蘗數(shù)為30. 0，后者為25. 1，高出19. 5%。而行距為40 cm與30 cm的處理分蘗數(shù)差異不顯著，分別為30. 0和28. 0，行距為30 cm與20 cm的小區(qū)分蘗數(shù)差異不顯著。由方差分析可知，施氮量對(duì)狼尾草的分蘗數(shù)沒有顯著影響。綜合可知，影響分蘗數(shù)的主要是密度，二者互作與密度影響基本一致，所以就分蘗而言，應(yīng)選擇A3或者A2，對(duì)施氮量不做要求。

表1 狼尾草基本農(nóng)藝性狀Table 1 The agronomic characters of pennisetum

A1處理由于栽植過密，單株生長(zhǎng)空間狹小，光照、養(yǎng)分等競(jìng)爭(zhēng)激烈，抑制了植株分蘗，導(dǎo)致分蘗數(shù)顯著低于A2、A3處理。而后兩者分蘗數(shù)相差不大，空間等條件皆可以滿足，不受限制，而單位面積總分蘗數(shù)A2小于A3，所以對(duì)于分蘗而言，適宜的種植密度應(yīng)為50 cm×30 cm。不同的施氮量對(duì)狼尾草分蘗數(shù)的影響不大，可能是由于分蘗期間氮肥的吸收可以滿足分蘗需求，此時(shí)肥料不是關(guān)鍵的影響因子。所以對(duì)氮肥沒有要求，最佳密度為A2。

（2）種植密度與施氮量對(duì)狼尾草株高與穗長(zhǎng)的影響。從表1，2可以看出，種植密度與施氮量對(duì)狼尾草株高均有顯著影響。密度對(duì)株高影響顯著，A1、A2、A3株高均值依次為107. 0、106. 5、100. 8 cm，A1與A2株高均值分別比A3高出6. 2%、5. 7%，由方差分析可知，A1與A2株高沒有顯著性差異，但二者與A3均有顯著性差異。密度越大，由于單位面積的分蘗數(shù)越多，單個(gè)分蘗獲得的光能越小，光能的競(jìng)爭(zhēng)力越大，為了獲得更多的光能，密度大的區(qū)組將有長(zhǎng)得更高的趨勢(shì)。施氮量對(duì)株高也有顯著影響，4個(gè)施氮水平N0、N1、N2、N3的株高均值分別為101. 4、104. 1、107. 0、106. 4 cm，施氮能夠顯著提高植株高度，3個(gè)施氮處理分別比不施氮肥的N0處理提高2. 7%、5. 5%、4. 9%。施氮量為200 kg/ hm2處理植株高度最高，與300 kg/ hm2處理沒有顯著性差異，與100 kg/ hm2處理有顯著性差異，即一定的施氮量可以顯著提高植株高度，但是過多施氮并不能進(jìn)一步提高株高。

種植密度對(duì)狼尾草的穗長(zhǎng)有顯著影響，在不考慮施氮量時(shí)，3個(gè)密度A1、A2、A3水平下的穗長(zhǎng)均值分別為16. 4、16. 5、15. 5 cm，與株高有相似的對(duì)應(yīng)關(guān)系，由于存在對(duì)光能的競(jìng)爭(zhēng)，穗長(zhǎng)隨著密度的增大而變長(zhǎng)。從表2中可看出，施氮量對(duì)穗長(zhǎng)也有顯著性影響，可能是通過影響株高同步影響穗長(zhǎng)。

表2 不同種植密度與施氮量下農(nóng)藝性狀比較Table 2 Comparison on agronomic characters under different planting densities and nitrogen rates

（3）結(jié)實(shí)率與實(shí)粒重占比關(guān)系。隨機(jī)取得一定數(shù)量樣品，考種獲得該樣品結(jié)實(shí)率以及分別稱重實(shí)粒重和空粒重，計(jì)算實(shí)粒重占比，獲得7組數(shù)據(jù)，進(jìn)行回歸分析，得到結(jié)實(shí)率與實(shí)粒重占比的相關(guān)系數(shù)R2= 0. 9934，得到回歸方程為y = 0. 6392x + 41. 716，其中y代表實(shí)粒重占比（即修正值），x代表結(jié)實(shí)率，二者高度相關(guān)。由于結(jié)實(shí)率與實(shí)粒重占比高度相關(guān)，可將每個(gè)小區(qū)的種子重量轉(zhuǎn)換為實(shí)粒重重量，即通過修正之后得到更接近于實(shí)際的狼尾草種子產(chǎn)量，各個(gè)小區(qū)修正的種子產(chǎn)量見表3。

2. 2 種植密度與施氮量對(duì)狼尾草經(jīng)濟(jì)性狀及種子產(chǎn)量的影響

（1）種植密度與施氮量對(duì)狼尾草結(jié)實(shí)率的影響。從表3，4可以看出，3個(gè)密度組A3、A2、A1的結(jié)實(shí)率均值分別為71.5%、61.9%、60.6%，A3比后兩者的結(jié)實(shí)率分別高出15.5%、18.0%，達(dá)到顯著差異水平。A3的密度比前兩者要小，單位面積的籽粒數(shù)要少，獲得的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)更多，單位面積的籽粒獲得光能更加充足，有利于狼尾草灌漿結(jié)實(shí)，從而提高了結(jié)實(shí)率。A2結(jié)實(shí)率比A1高2.1%，兩者差異不顯著。從表3，4可以看出，氮肥可顯著提高結(jié)實(shí)率，4個(gè)氮肥水平N0、N1、N2、N3的結(jié)實(shí)率均值分別為60.6%、66.9%、65.2%、66.1%，3個(gè)施氮處理之間結(jié)實(shí)率沒有顯著性差異，但與未施氮的N0處理有顯著性差異，結(jié)實(shí)率均值分別提高10.4%、7.6%、9.1%。在密度為A1、A2水平時(shí)，只有A2N3組合結(jié)實(shí)率有顯著性差異，其余單個(gè)因素水平或者因素組合均沒有顯著性差異。在A3密度水平時(shí)，密度與施氮量互作對(duì)結(jié)實(shí)率有顯著影響，3個(gè)施氮處理結(jié)實(shí)率比未施氮處理均值分別提高17.2%、11.4%、10.3%。由此可知，A3N1組合能顯著提高結(jié)實(shí)率。

表3 各處理產(chǎn)量性狀比較Table 3 Comparison on yield traits of different treatments

（2）種植密度與施氮量對(duì)狼尾草種子單株產(chǎn)量的影響。從表3，4可以看出，3個(gè)密度水平A1、A2、A3的單株產(chǎn)量分別為13. 1、14. 6、20. 8 g，A3單株產(chǎn)量比A1、A2分別高出58. 8%、42. 5%，具有顯著性差異，但A1、A2間沒有顯著性差異。在密度為A3水平時(shí)，單位面積的株數(shù)較少，單株獲得的光能較多，獲得養(yǎng)分充足，分蘗數(shù)更多，實(shí)粒重占比也有顯著提高，所以單株產(chǎn)量顯著提高。3個(gè)施氮水平N1、N2、N3處理單株產(chǎn)量分別為17. 6、17. 2、15. 0 g，比未施氮處理單株產(chǎn)量分別高出25. 7%、22. 9%、7. 1%，3個(gè)施氮肥水平處理之間單株產(chǎn)量沒有顯著區(qū)別，但是N1、N2都與未施氮的N0有顯著差異，N3與N0沒有顯著區(qū)別。施氮量與密度互作可顯著影響單株產(chǎn)量，A3N1、A3N2組合單株產(chǎn)量最高。

（3）種植密度與施氮量對(duì)狼尾草種子產(chǎn)量的影響。從表4可以看出，3個(gè)密度處理A1、A2、A3的產(chǎn)量分別為1308、975、1041 kg/ hm2，A1比A2、A3產(chǎn)量分別提高34. 2%、25. 6%，差異顯著，但A2、A3處理間不存在顯著差異。氮肥對(duì)狼尾草種子產(chǎn)量有顯著影響，施氮量對(duì)產(chǎn)量沒有顯著影響，N1、N2、N3產(chǎn)量比未施氮的N0處理分別提高17. 3%、19. 5%、8. 9%。

表4 不同種植密度與施氮量下的產(chǎn)量性狀比較Table 4 Comparison on yield traits under different planting densities and nitrogen rates

3 結(jié)論與討論

關(guān)于狼尾草作為牧草的研究比較多，包括狼尾草施氮量、刈割時(shí)間、品質(zhì)等，而研究狼尾草種子產(chǎn)量的則較為少見。本試驗(yàn)通過不同密度處理與施氮量處理，研究最合適的提高狼尾草種子產(chǎn)量的種植方式。從種植密度分析，結(jié)實(shí)率、分蘗數(shù)與穗重均隨著密度的減小而增大，對(duì)狼尾草種子產(chǎn)量影響較大。在施氮量上，相對(duì)于未施氮的處理，其余3組施氮處理在產(chǎn)量上均有不同程度的提高，說明氮肥對(duì)種子增產(chǎn)具有明顯效果。但是狼尾草種子產(chǎn)量并沒有隨著施氮量的增加而呈線性增加，在施氮量最多的N3處理中，穗重反而比施氮量少的要小，N3產(chǎn)量低于N1與N2的產(chǎn)量。導(dǎo)致N3處理狼尾草穗重較低的原因，可能是由于氮素濃度過大，抑制了植株的正常生長(zhǎng)，導(dǎo)致該處理貪青晚熟，發(fā)育更加遲緩，在統(tǒng)一收獲時(shí)，并未達(dá)到最高的種子產(chǎn)量。

在影響狼尾草種子產(chǎn)量的兩個(gè)因素中，種植密度對(duì)產(chǎn)量影響較大。3個(gè)種植密度中，A1處理比A2、A3處理產(chǎn)量分別提高34. 2%、25. 6%，但是結(jié)實(shí)率比A3低10. 9%，與A2相當(dāng)，沒有顯著性差異，而穗重比A3低18. 8%，與A2相當(dāng)，沒有顯著性差異。導(dǎo)致A1處理產(chǎn)量比后兩者高的主要原因是單位面積穗數(shù)較多，A1比A2、A3處理每公頃穗數(shù)分別高出18. 3%、67. 1%。A2、A3兩處理產(chǎn)量相當(dāng)，A2處理每公頃穗數(shù)比A3高出22. 1%，但是穗重與結(jié)實(shí)率均比A3低，導(dǎo)致二者產(chǎn)量沒有顯著性差異。施氮量對(duì)狼尾草種子產(chǎn)量影響較大，3個(gè)施氮處理每公頃產(chǎn)量比未施氮處理分別提高17. 3%、19. 5%、8. 9%，表明狼尾草種子生產(chǎn)對(duì)氮肥較為敏感。氮肥能夠提高狼尾草種子產(chǎn)量，但是狼尾草比較耐貧瘠，需氮量較少。綜合以上因素，狼尾草種子高產(chǎn)有兩個(gè)組合，分別為A1N2與A3N2，這兩個(gè)區(qū)組分別以增加單位面積穗數(shù)來增加產(chǎn)量和以增加穗重、結(jié)實(shí)率來增加產(chǎn)量，但是A3N2區(qū)組穗重較大，種子較為飽滿，更適宜作為種子使用，故以密度40 cm×50 cm和施氮量200 kg/ hm2為狼尾草種子生產(chǎn)的最佳種植方式。

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Effects of Planting Density and Nitrogen Application Rate on Seed Yield of Pennisetum

CHEN Zhifeng1，2，JIANG Wenjun1*，WU Xiao1，QI Shuai1，XIANG Zuoxiang1
（1 College of Agronomy，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China；2 College of Plant Science and Technology，Huazhong Agricultural University，Wuhan，Hubei 430070，China）

Abstract：To find out the most suitable density and nitrogen rate for seed production of Pennisetum，this test used split -plot design to study the effect of planting density and nitrogen rate on seed yield of Pennisetum. The results showed that the effect of density on seed yield was more evident than that of nitrogen rate. As for yield per plant，the yield of treatment of 40 cm×50 cm was highest. As for yield per hectare，the yield of treatment of 20 cm×50 cm was highest. The yield of treatment with nitrogen rate of 100 and 200 kg/ hm2was higher than that of treatment with nitrogen rate of 0 and 300 kg/ hm2. The panicle weight and filling rate of treatment of 40 cm×50 cm were higher than those of 20 cm×50 cm and 30 cm ×50 cm. As for number of tillers，there existed no evident difference between treatment of 30 cm×50 cm and 40 cm×50 cm，while the two treatments were higher than that of 20 cm×50 cm by 11. 65 and 19. 5% respectively. In all combination treatments，the combination of planting density of 40 cm×50 cm and nitrogen rate of 200 kg/ hm2was most suitable.

Keywords：Pennisetum alopecuroides；planting density；nitrogen application rate；seed yield

基金項(xiàng)目：長(zhǎng)沙市科技攻關(guān)資金專項(xiàng)（K1308033 -21）；2014年草學(xué)重點(diǎn)學(xué)科開放基金（14CXKF06）。

作者簡(jiǎn)介：陳志峰（1991 -），碩士研究生，Email：1069250503@ qq. com。*通信作者：蔣文君，副教授，主要從事種子生物學(xué)、植物資源的教學(xué)和科研工作，Email：jwj8212@ qq. com。

收稿日期：2015 09 07

文章編號(hào)：1001-5280（2016）01-0063-04

DOI：10. 16848/ j. cnki. issn. 1001-5280. 2016. 01. 017

中圖分類號(hào)：S543+. 9

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A