摘要:為探究在寧夏干旱區(qū)沙打旺(Astragalus adsurgens)氮、磷、鉀和鉬肥的最佳施肥組合,揭示沙打旺種子產(chǎn)量與光能輻射之間的關(guān)系,本試驗采用正交試驗設(shè)計,研究了氮、磷、鉀和鉬肥配比對沙打旺群體光能輻射、種子產(chǎn)量構(gòu)成因素和種子產(chǎn)量的影響,同時對種子產(chǎn)量與光能輻射通過結(jié)構(gòu)方程進行分析并利用主成分分析進行綜合評價。結(jié)果表明,氮、磷、鉀和鉬肥配比對沙打旺群體光能輻射、種子產(chǎn)量構(gòu)成因素和種子產(chǎn)量有顯著影響(Plt;0.05),其中T8(N3P2K1Mo3)施肥組合的輻射利用效率、千粒重和實際種子產(chǎn)量均最大,分別達1.39 g·MJ-1,1.56 g和336.55 kg·hm-2;結(jié)構(gòu)方程表明葉面積指數(shù)對沙打旺實際種子產(chǎn)量有直接負效應(yīng)(Plt;0.05),透光率對實際種子產(chǎn)量有極顯著直接負效應(yīng)(Plt;0.001),表明在沙打旺實際種子生產(chǎn)中可通過減小透光率和葉面積指數(shù)提高種子產(chǎn)量;通徑分析表明沙打旺種子產(chǎn)量的提高應(yīng)以增加小花數(shù)/花序和單株花序數(shù)為主。綜合評價得出180 kg·hm-2尿素+90 kg·hm-2磷酸二胺+75 kg·hm-2硫酸鉀+0.15%鉬氨酸是沙打旺種子產(chǎn)量高產(chǎn)的最佳配比,可作為沙打旺種子生產(chǎn)施肥的參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞:沙打旺;施肥;輻射利用效率;種子產(chǎn)量
中圖分類號:S543.9""" 文獻標識碼:A""""" 文章編號:1007-0435(2024)09-2899-11
收稿日期:2024-04-27;修回日期:2024-06-26
基金項目:寧夏高等學(xué)校一流學(xué)科建設(shè)(草學(xué)學(xué)科)項目(NXYLXK2017A01);“一年兩熟”人工草地可持續(xù)發(fā)展模式研究與示范項目(2020BBF02001);液態(tài)類肥精準定向施肥系統(tǒng)與多目標協(xié)同智能裝備(2022YFD1900304-04-02)項目資助
作者簡介:
肖愛萍(1984-),女,漢族,寧夏銀川人,碩士研究生,主要從事牧草育種與栽培研究,E-mail:ycdxap@126.com;*通信作者Author for correspondence,E-mail:ndlanjian@163.com
doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2024.09.024
引用格式:
肖愛萍, 王" 毓, 王" 斌,等.不同肥料配施對沙打旺群體光能輻射及種子產(chǎn)量的影響[J].草地學(xué)報,2024,32(9):2899-2909
XIAO Ai-ping, WANG Yu, WANG Bin,et al.Effects of Different Fertilizers and Levels on Light Energy Radiation and Seed Yield of Astragalus Adsurgens Population[J].Acta Agrestia Sinica,2024,32(9):2899-2909
Effects of Different Fertilizers and Levels on Light Energy Radiation and Seed
Yield of Astragalus Adsurgens Population
XIAO Ai-ping2, WANG Yu1, WANG Bin1, WANG Teng-fei1, LAN Jian1,3*
(1. College of Forestry and Prataculture, Ningxia University, Yinchuan, Ningxia 750021, China; 2. Animal Husbandry Workstation
of Ningxia Hui Autonomous Region, Yinchuan, Ningxia 750021, China; 3. Ningxia Grass and Animal Husbandry Engineering
Technology Research Center, Yinchuan, Ningxia 750021, China)
Abstract:In order to explore the best fertilization combination of nitrogen,phosphorus,potassium and molybdenum fertilizers in the arid area of Ningxia,the relationship between seed yield and light energy radiation of Astragalus adsurgens was revealed. Using orthogonal experimental design,the effects of N,P,K and Mo ratios on light energy radiation,seed yield components and seed yield of Astragalus adsurgens population were investigated,and seed yield and light energy radiation were analyzed by structural equations and comprehensively evaluated using principal component analysis. The results showed that the effects of N,P,K and Mo ratios on light energy radiation,seed yield components and seed yield of Astragalus adsurgens populations were significant (Plt;0.05),with the T8 (N3P2K1Mo3) fertilization combination having the greatest radiation use efficiency,thousand grain weight and actual seed yield,amounting to 1.39 g·MJ-1,1.56 g and 336.55 kg·hm-2,respectively. The structural equations showed that leaf area index had a direct negative effect on actual seed yield of Astragalus adsurgens (Plt;0.05),and transmittance had a highly significant direct negative effect on actual seed yield (Plt;0.001),which indicated that seed yield could be improved by decreasing transmittance and leaf area index in actual seed production of Astragalus adsurgens;and the through-trail analysis indicated that the improvement of seed yield of Astragalus adsurgens should be based on the increase of the number of florets/inflorescences and number of inflorescences of a single plant. Inflorescence number and number of inflorescences per plant increased. The comprehensive evaluation concluded that 180 kg·hm-2 of N fertilizer,90 kg·hm-2 of P fertilizer,75 kg·hm-2 of K fertilizer,and 0.15% of Mo (T8) were the optimal ratios for high seed yield of Astragalus adsurgens,which could be used as a reference basis of fertilizer application for Astragalus adsurgens seed production.
Key words:Astragalus adsurgens;Fertilization;Radiation use efficiency;Seed yield
草種業(yè)是維持我國生態(tài)安全的重要保障,也是草地畜牧業(yè)發(fā)展的根本保證[1-2]。近年來,中央一號文件明確提出要“加快選育和推廣優(yōu)質(zhì)草種”,同時將種子生產(chǎn)作為重點任務(wù),提出要“打好種業(yè)翻身仗”[3-4]。目前,我國草種產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平較為落后,草種生產(chǎn)力低下,鄉(xiāng)土草種供需矛盾突出,生態(tài)修復(fù)用草、飼草和草坪草種進口依存度較高,近10年來草種進口量增加了3倍以上,其中優(yōu)良牧草用種約60%依賴進口,草地草坪草用種約95%依賴進口[5]。沙打旺(Astragalus adsurgens)是豆科(Leguminosae)斜莖黃芪屬(Astragalus adsurgens)多年生草本植物,具有耐旱、耐寒、抗風(fēng)沙能力強以及適應(yīng)性好等優(yōu)點,生長區(qū)域廣且能保持水土穩(wěn)定[6-7]。然而,由于缺乏對沙打旺系統(tǒng)的管理與栽培措施,致使其種子生產(chǎn)力低下未能達到我國當(dāng)前對草種的需求。寧夏中部干旱區(qū)西接內(nèi)蒙古阿拉善盟沙漠地帶,由于地表缺少植被覆蓋,土壤遭受風(fēng)蝕沙化程度較高,沙打旺是該區(qū)域防治土壤侵蝕和防風(fēng)固沙的主要牧草。因此,依據(jù)沙打旺自身優(yōu)勢,充分利用環(huán)境資源提高其種子產(chǎn)量穩(wěn)定性,對于促進寧夏半干旱區(qū)草種業(yè)以及生態(tài)環(huán)境發(fā)展具有重要意義。
研究認為施肥是提高牧草種子生產(chǎn)性能的重要管理措施[8-9],而合理的肥料配施可以為植物生長提供所需養(yǎng)分,同時也能夠促進植物的生殖生長,使草種達到高產(chǎn)[10]。郭江松等[11]研究發(fā)現(xiàn),野豌豆(Vicia tenuif oiia)的最佳肥料配比為60 kg·hm-2氮(Nitrogen,N)+180 kg·hm-2P2O5+60 kg·hm-2K2O時種子產(chǎn)量達到最高,較未施肥種子產(chǎn)量提高62.6%。趙宇星等[12]研究認為達烏里胡枝子(Lespedeza davurica)在175 kg·hm-2N肥+50 kg·hm-2磷(Phosphrous,P)肥+150 kg·hm-2鉀(Potassium,K)肥配施下,其種子產(chǎn)量及花序數(shù)/枝、結(jié)莢數(shù)/花序均呈顯著上升趨勢。除N,P,K肥配施對植物生長發(fā)育有影響外,鉬(Molybdenum,Mo)等微量肥料也是影響牧草種子生產(chǎn)的一個重要元素[13]。郭曉彥等[14]通過研究葉面噴施不同濃度的硼(Boron,B)和Mo對紫云英(Astragalus sinicus L)種子產(chǎn)量的影響,發(fā)現(xiàn)葉面噴施Mo濃度為2000 mg·kg-1時紫云英種子產(chǎn)量達到最高,較對照增產(chǎn)39.4%。黃慶海等[15]研究表明,施用Mo對種子產(chǎn)量的提高具有明顯促進作用。因此,研究N,P,K肥配比以及噴施鉬肥對提高牧草種子生產(chǎn)性能具有重要意義。此外,光照對作物生長尤為重要,大量田間研究表明光合有效輻射與生物量之間呈線性相關(guān)[16-17],但在種子生產(chǎn)中相關(guān)研究較少,尤在牧草種子生產(chǎn)中鮮見。鑒于此,本研究在寧夏干旱區(qū)通過研究N,P,K肥配比以及噴施Mo對沙打旺光能輻射及利用效率、種子生產(chǎn)性能和種子產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響,探明沙打旺種子生產(chǎn)的最佳施肥配比,同時闡明種子產(chǎn)量與光能截獲量、透光率以及輻射利用效率之間的關(guān)系,以期為該區(qū)域沙打旺種子生產(chǎn)提供科學(xué)支撐。
1" 材料與方法
1.1" 試驗地概況
試驗地位于寧夏青銅峽市甘城子村,地理位置為東經(jīng)105°92′57″~105°93′70″,北緯38°11′20″~38°12′64″。該地地處賀蘭山東麓洪積扇平原區(qū),地貌以緩坡丘陵、半固定沙漠為主,年均降水量147.7 mm,年均蒸發(fā)量在2902 mm,約是降水量的20倍,有明顯的大陸性氣候特征(圖1)。研究區(qū)年均氣溫6.3℃,一月最冷,平均氣溫-11.62℃,七月最熱,平均氣溫20.24℃;日照充沛,年平均日照時數(shù)2985 h,年平均無霜期120~160 d,土壤為黃綿土,0~20 cm土壤全氮含量為0.73 g·kg-1,全磷含量為0.84 g·kg-1,全鉀含量為0.65 g·kg-1,有機質(zhì)含量為7.55 g·kg-1。
1.2" 試驗材料
供試材料為鹽池采收的野生沙打旺種子,純凈度84%,發(fā)芽率76%,異種子2%,千粒重1.20 g。
1.3" 試驗設(shè)計
采用正交試驗設(shè)計,4因素3水平,9個處理組合,小區(qū)面積9×6=54 m2,株距5 cm,行距1 m,播深2 cm,播種量22.5 kg·hm-2,設(shè)3個重復(fù)。設(shè)N,P,K,Mo四因素,尿素設(shè)60 kg·hm-2,120 kg·hm-2,180 kg·hm-23個水平,磷酸二銨設(shè)45 kg·hm-2,90 kg·hm-2,135 kg·hm-23個水平,硫酸鉀設(shè)75 kg·hm-2,150 kg·hm-2,225 kg·hm-23個水平,Mo設(shè)0.05%,0.1%,0.15%3個水平。沙打旺返青后施肥,用手推式施肥機施肥,施肥水平NPK指的是尿素(N≥46%)、磷酸二銨(P2O5≥46%)、硫酸鉀(K2O≥46%),Mo指鉬氨酸溶液濃度,施肥后進行灌溉。試驗于2022年4月中下旬建植,穴播,播后覆土鎮(zhèn)壓,周圍設(shè)保護行,建植當(dāng)年常規(guī)管理,生育期內(nèi)灌水4次。具體試驗方案如表1所示。
1.4" 測定指標
1.4.1" 群體光能輻射及利用效率" 干草產(chǎn)量:在沙打旺盛花期每個小區(qū)內(nèi)行隨機選取4個1 m2樣方收割鮮草后,立即稱重即為鮮草產(chǎn)量,再換算為每公頃鮮草產(chǎn)量,將樣品置于烘箱烘干后,利用鮮干比計算干草產(chǎn)量。
沙打旺返青期至收獲期采用美國METER Group公司生產(chǎn)的ACCUPAR LP-80冠層儀測定葉面積指數(shù)(Leaf area index,LAI)和群體光合有效輻射(Photosynthetically active radiation,PAR),每個小區(qū)重復(fù)測定3次,測定時間為8:00—11:00,且天氣晴朗無風(fēng),間隔15天測量一次。計算光合有效輻射截獲量(Intercepted photosynthetically active radiation,IPAR,MJ·m-2)、輻射利用效率(Efficiency radiation use,ERU,g·MJ-1),公式如下所示[18-19]:
(1)透光率T的計算:
T=La/Lb×100%
式中,La和Lb(mol·m-2·s-1)分別代表的是冠層上方和下方的光合有效輻射強度。
(2)采用Beer定律估算冠層攔截光合有效輻射的消光系數(shù)(K):
K=-ln(T)/I
式中,I為葉面積指數(shù)。
(3)光合有效輻射的計算:從氣象站記錄中獲得的逐日太陽輻射(Solar radiation,SR),假定PAR占SR的50%,并根據(jù)以下公式計算得出截獲的光合有效輻射。
LIPAR=Σ0.5LSR(1-e-kI)
式中,LIPAR為光合有效輻射截獲量,LSR為太陽輻射,計算光能截獲量時將青貯玉米和飼用高粱出苗到收獲期所獲得的PAR的逐日值進行疊加。
(4)輻射利用效率(Efficiency radiation use,ERU)的計算:
ERU=mD/LIPAR
式中,ERU為輻射利用效率,mD為干草產(chǎn)量,kg·hm-2。
1.4.2" 種子產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素
(1)單株分枝數(shù)
待分枝數(shù)穩(wěn)定后,于2023年5月5日每個小區(qū)隨機挑選15株沙打旺,計算每株沙打旺分枝數(shù)。
(2)單株花序數(shù)
于盛花期(2023年8月3日)在每個小區(qū)隨機挑選15株沙打旺,統(tǒng)計單枝花序數(shù)。
(3)小花數(shù)/花序
于盛花期(2023年8月3日)在每個小區(qū)隨機選取40個成熟花序,計數(shù)小花數(shù)/花序。
(4)胚珠數(shù)/小花
于盛花期(2023年8月3日)在每個處理的3個重復(fù)小區(qū)各挑選15個成熟花序,鏡檢統(tǒng)計胚珠數(shù)/小花。
(5)可育小花數(shù)
結(jié)莢期(2023年9月14日)每個小區(qū)隨機挑選40個成熟果穗,統(tǒng)計莢果數(shù)/果穗。
(6)千粒重
種子收獲后,將種子風(fēng)干,脫粒,清選后取凈種子1000粒稱重,各重復(fù)3次。
(7)潛在種子產(chǎn)量
種子潛在產(chǎn)量=單位面積植株數(shù)×分枝數(shù)/單株×花序數(shù)/單枝×小花數(shù)/花序×胚珠數(shù)/小花×平均單粒種子重。
(8)實際種子產(chǎn)量
于成熟期分別收割各小區(qū)沙打旺種子,風(fēng)干、脫粒后稱重。
1.5" 數(shù)據(jù)處理
采用Excel 2019進行數(shù)據(jù)初步整理,利用SPSS 26.0軟件進行數(shù)據(jù)顯著性分析以及主成分分析(Principal component analysis,PCA),用Origin 2021b軟件制圖。
2" 結(jié)果與分析
2.1" 不同處理對沙打旺干草產(chǎn)量、光能輻射及其利用效率的影響
2.1.1" 方差分析和極差分析" 不同肥料及施肥水平對沙打旺干草產(chǎn)量、光能輻射及利用效率的方差分析如表2所示,結(jié)果表明,N肥、P肥、K肥和Mo均極顯著影響干草產(chǎn)量和葉面積指數(shù)(Plt;0.01);P肥、K肥和Mo均極顯著影響光合有效輻射截獲量,N肥顯著作用于光合有效輻射截獲量(Plt;0.05);輻射利用效率不被K肥影響,受到N肥、P肥和Mo的極顯著影響;消光系數(shù)僅被P肥顯著影響;透光率不被N肥影響。極差分析如表3所示,沙打旺的透光率、消光系數(shù)和光合有效輻射截獲量均主要受控于P肥,葉面積指數(shù)主要受控于K肥,干草產(chǎn)量和輻射利用效率主要受控于N肥。
2.1.2" 不同肥料及施肥水平對沙打旺干草產(chǎn)量、透光率、消光系數(shù)、葉面積指數(shù)、光能輻射截獲量和輻射利用效率的影響" 不同肥料及施肥水平對沙打旺干草產(chǎn)量、透光率、葉面積指數(shù)、光能輻射截獲量和輻射利用效率影響顯著(Plt;0.05)(圖2),對消光系數(shù)影響不顯著。輻射利用效率和干草產(chǎn)量均在T8下最大,分別達1.39 g·MJ-1和12 721.86 kg·hm-2,顯著高于其他處理,輻射利用效率最小的T1較T8下降37.41%,干草產(chǎn)量最小的T1較T8和T9分別降低40.47%和34.97%。葉面積指數(shù)和光能輻射截獲量最大值則出現(xiàn)在T9,分別達3.54和963.56 MJ·m-2,顯著高于其他處理,T9比葉面積指數(shù)最小的T5高38.42%,比光能輻射截獲量最小的T7高20.78%。不同處理透光率介于0.05%~0.25%之間,其中最大值出現(xiàn)在T7。葉面積指數(shù)和光能輻射截獲量最優(yōu)參考組合為T9和T8,輻射利用效率和干草產(chǎn)量最優(yōu)參考組合為T8,T5和T9。
注:圖中T1-T9為表1中正交試驗的9個處理,不同小寫字母表示處理間差異顯著(Plt;0.05),下同
Note:In the figure,T1-T9 are the nine treatments of the orthogonal test in Table 1,different lowercase letters indicate significant differences between treatments (Plt;0.05),the same as below
2.2" 不同處理沙打旺單株分枝數(shù)、單株花序數(shù)、小花數(shù)/花序和可育小花數(shù)比較
2.2.1" 方差分析和極差分析" 不同肥料及施肥水平對沙打旺種子產(chǎn)量構(gòu)成因素方差分析(表4)結(jié)果表明,K肥對小花數(shù)/花序影響極顯著(Plt;0.01),對可育小花數(shù)影響顯著(Plt;0.05);K肥對小花數(shù)/花序和可育小花數(shù)影響顯著(Plt;0.05);N肥和P肥均對單株分枝數(shù)、單枝花序數(shù)、小花數(shù)/花序和可育小花數(shù)影響不顯著。極差分析表明(表5),不同處理下,沙打旺單株分枝數(shù)、單枝花序數(shù)和小花數(shù)/花序均主要受控于K肥,可育小花數(shù)主要受控于Mo肥。
2.2.2" 不同肥料及施肥水平對沙打旺單株分枝數(shù)、單株花序數(shù)、小花數(shù)/花序和可育小花數(shù)的影響" 不同肥料及施肥水平對沙打旺單株分枝數(shù)、單株花序數(shù)、小花數(shù)/花序和可育小花數(shù)的影響如圖3所示,不同施肥組合對沙打旺單株分枝數(shù)和單株花序數(shù)無顯著影響,對小花數(shù)/花序和可育小花數(shù)影響顯著(Plt;0.05)。T8的單株分枝數(shù)、小花數(shù)/花序和可育小花數(shù)均為最大,分別達38.00條·株-1,82.33朵·個-1和65.33朵·穗-1,T8較單株分枝數(shù)最小的T7增加25.45%,較單株花序數(shù)最小的T2增加33.19%,較可育小花數(shù)最小的T9增加41.83%。單株花序數(shù)最多的為T4,達380.67個·株-1,處理T6為最小值,占T4的68.21%,并較其下降31.84%。各因素單株分枝數(shù)和小花數(shù)/花序最優(yōu)參考組合為T8和T1,單株花序數(shù)最優(yōu)參考組合為T4和T2,可育小花數(shù)最優(yōu)參考組合為T8和T5。
2.3" 不同處理沙打旺胚珠數(shù)/小花、千粒重、潛在種子產(chǎn)量和實際種子產(chǎn)量
2.3.1" 方差分析和極差分析" 不同肥料及施肥水平對沙打旺胚珠數(shù)/小花、千粒重、潛在種子產(chǎn)量和實際種子產(chǎn)量方差分析(表6)結(jié)果表明,N肥、P肥、K肥和Mo均對千粒重影響極顯著(Plt;0.01),K肥對潛在種子產(chǎn)量和實際種子產(chǎn)量影響顯著(Plt;0.05)。極差分析表明(表7),不同處理下,沙打旺千粒重主要受控于P肥,沙打旺胚珠數(shù)/小花、潛在種子產(chǎn)量和實際種子產(chǎn)量均主要受控于K肥。
2.3.2" 不同肥料及施肥水平對沙打旺胚珠數(shù)/小花、千粒重、潛在種子產(chǎn)量和實際種子產(chǎn)量的影響" 不同肥料及施肥水平對沙打旺胚珠數(shù)/小花、千粒重、潛在種子產(chǎn)量和實際種子產(chǎn)量如圖4所示,不同施肥組合對沙打旺胚珠數(shù)/小花、千粒重、潛在種子產(chǎn)量和實際種子產(chǎn)量均有顯著影響(Plt;0.05)。T8的千粒重、潛在種子產(chǎn)量和實際種子產(chǎn)量的數(shù)值均為最大值,分別達1.56 g,1682.76 kg·hm-2和336.55 kg·hm-2,T8較千粒重最小的T2增加26.28%,較潛在種子產(chǎn)量最小的T9增加54.91%,較實際種子產(chǎn)量最小的T9增加54.91%。胚珠數(shù)/小花最大的為T3,達9.17 個,顯著高于除T4外其他處理,T9最小,比T3少16.79%。各因素千粒重、潛在種子產(chǎn)量和實際種子產(chǎn)量最優(yōu)參考組合均為T8,T3次之,T5排名第三。胚珠數(shù)/小花最優(yōu)參考組合為T3和T5。
2.4" 光能輻射與種子產(chǎn)量的結(jié)構(gòu)方程模型
結(jié)構(gòu)方程模型表明,光能輻射截獲量與輻射利用效率對干草產(chǎn)量有極顯著的直接正效應(yīng)(Plt;0.001),光能輻射截獲量對透光率有極顯著的直接負效應(yīng)(Plt;0.001),透光率對實際種子產(chǎn)量有極顯著直接負效應(yīng)(Plt;0.001)(圖5)。光能輻射截獲量對葉面積指數(shù)有顯著的直接正效應(yīng)(Plt;0.05)。葉面積指數(shù)對實際種子產(chǎn)量有顯著的直接負效應(yīng)(Plt;0.05)。干草產(chǎn)量對實際種子產(chǎn)量無直接影響,葉面積指數(shù)對干草產(chǎn)量無直接影響,光能輻射截獲量對實際種子產(chǎn)量無直接影響,葉面積指數(shù)對輻射利用效率無直接影響,光能輻射截獲量對輻射利用效率產(chǎn)生負效應(yīng),但無直接影響,透光率對葉面積指數(shù)產(chǎn)生負效應(yīng),但無直接影響。
2.5" 沙打旺種子產(chǎn)量構(gòu)成因素與實際種子產(chǎn)量的通徑分析
為了明確沙打旺種子產(chǎn)量構(gòu)成因素對實際種子產(chǎn)量影響,其進行通徑分析結(jié)果如圖6所示。結(jié)果表明,單株分枝數(shù)、單株花序數(shù)、小花數(shù)/花序、胚珠數(shù)/小花和千粒重對種子產(chǎn)量的直接效應(yīng)均為正向效應(yīng),正向效應(yīng)通徑系數(shù)的大小為小花數(shù)/花序(1.091)gt;單株花序數(shù)(0.721)gt;單株分枝數(shù)(0.467)gt;千粒重
(0.391)gt;胚珠數(shù)/小花(0.182),可育小花數(shù)對種子產(chǎn)量的直接效應(yīng)為負向效應(yīng)。通徑系數(shù)的大小顯示,對沙打旺種子產(chǎn)量影響最大的因素是小花數(shù)/花序,其次為單株花序數(shù)。由間接通徑系數(shù)可知,單株花序數(shù)→可育小花數(shù)→種子產(chǎn)量的正向效應(yīng)最大,為0.615,可育小花數(shù)→千粒重→種子產(chǎn)量的間接正向效應(yīng)次之,為0.508。因此,沙打旺種子產(chǎn)量的提高應(yīng)以提高小花數(shù)/花序和單株花序數(shù)為主。
2.6" 主成分分析
為了使評價體系更加簡潔,采用主成分分析法對沙打旺的12個指標進行降維處理,提取到特征值大于1的主成分4個,其貢獻率依次為47.857%,20.422%,15.196%和9.138%,總貢獻率達92.612%,可以代表12個單一指標的絕大部分信息。各主成分的特征值、原始性狀載荷及貢獻率詳見表8。通過主成分分析將12個反映耐鹽能力的調(diào)查指標轉(zhuǎn)化為4個獨立的綜合指標,用于對沙打旺苗期耐鹽能力進行進一步的綜合評價分析??傻贸龉蜃覨1,F(xiàn)2,F(xiàn)3和F4,代入Y=(47.857F1+20.422F2+15.196F3+9.138F4)/96.667計算,得出9個處理的綜合得分,最高得分2.67。排名由高到低依次為T8gt;T5gt;T3gt;T6gt;T1gt;T9gt;T4gt;T7gt;T2(表9)。
3" 討論
3.1" 肥料配施對沙打旺光合輻射及利用效率的影響
光是植物生長發(fā)育的基礎(chǔ),也是決定植物生產(chǎn)力的主要因素[20]。施肥能夠促進作物冠層對光的截獲和利用,進而提高生產(chǎn)性能[21]。Gong等[19]研究發(fā)現(xiàn),施氮肥與不施肥相比,光能截獲量和輻射利用效率分別提高了14.2%和4.6%。在本試驗中,氮磷鉀配施以及噴施鉬肥對沙打旺牧草的葉面積指數(shù)有顯著影響,并在T9處理下葉面積指數(shù)達到最大,為3.54,較葉面積指數(shù)最小的T5顯著增加38.42%。其主要原因是氮肥與鉀肥的增施顯著促進了沙打旺生長發(fā)育,促進其地上部生長,致使冠層結(jié)構(gòu)增大,提高了葉面積指數(shù)。同時,沙打旺的光能輻射截獲量也在T9處理下達到最大,為963.56 MJ·m-2。本研究還發(fā)現(xiàn),在T8處理的輻射利用效率最高,較T1處理顯著提高37.41%,主要原因是適宜的氮磷鉀肥及鉬肥的配施,減少了沙打旺群體漏光損失,促進了冠層對光能的高效利用,提高了干草產(chǎn)量,進而增加了光能利用效率。此外,本研究發(fā)現(xiàn)T9處理下飼草產(chǎn)量也達到最高(12 721.86 kg·hm-2),較其他處理提高了8.44%~40.46%,說明適宜的氮磷鉀肥及鉬肥配施提高了沙打旺對光照資源的利用率,進而增加沙打旺的生產(chǎn)效益[22]。結(jié)構(gòu)方程模型分析表明,光合有效輻射截獲量、輻射利用效率均與干草產(chǎn)量有極顯著正向關(guān)系(Plt;0.001),與葉面積指數(shù)有顯著正向關(guān)系(Plt;0.005)。此外,在本研究中,沙打旺種子產(chǎn)量最高的處理也是T8,說明氮肥為180 kg·hm-2、磷肥為90 kg·hm-2、鉀肥為75 kg·hm-2以及鉬肥為0.15%時,不僅能夠提高飼草產(chǎn)量還會促進沙打旺生殖生長,進而增加種子產(chǎn)量。結(jié)構(gòu)方程也顯示,沙打旺群體透光率和葉面積指數(shù)對實際種子產(chǎn)量的形成具有明顯的負效應(yīng)(Plt;0.05),本研究中T9處理葉面積指數(shù)最高,種子產(chǎn)量最低驗證了這一關(guān)系。
3.2" 肥料配施對沙打旺種子產(chǎn)量和種子產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響
科學(xué)合理的肥料配施對植株分枝數(shù)、花序數(shù)量、種子產(chǎn)量等指標均有明顯促進作用。王星等[23]研究表明,在氮磷鉀肥施用量分別為34.44 kg·hm-2,172.68 kg·hm-2,230.28 kg·hm-2時,苜蓿的生殖枝數(shù)、小花數(shù)、每株花序數(shù)、結(jié)莢數(shù)、每莢種子數(shù)均達到最高,顯著高于對照組。同時,研究證明,在紫云英葉面噴施鉬肥可顯著提高種子產(chǎn)量,較對照增加了39.4%[14]。也有研究發(fā)現(xiàn),施磷可以顯著增加紫花苜蓿單株花序數(shù)、單株粒重,而對單株生殖枝數(shù)、每花序莢果數(shù)、每莢果種子數(shù)和千粒重的影響較?。?4]。本研究中,氮磷鉀配施以及噴施鉬肥對沙打旺種子產(chǎn)量構(gòu)成因素有明顯提升作用,其中在T8處理下沙打旺的單株分枝數(shù)、小花數(shù)/花序、可育小花數(shù)均達到最大值,分別為38.00條·株-1、82.33朵·個-1、8.37個,而單株花序數(shù)在T4處理下達到最多,與前人研究結(jié)果存在差異,其原因之一是作物種類以及試驗區(qū)域狀況的不同會導(dǎo)致最佳施肥量不同;其次,氮磷鉀以及鉬肥配施對沙打旺的種子構(gòu)成因素具有交互作用影響,而沙打旺單株分枝數(shù)、單枝花序數(shù)、小花數(shù)/花序和胚珠數(shù)/小花均主要受鉀肥調(diào)控,沙打旺千粒重主要受磷肥調(diào)控,可育小花數(shù)主要受控于鉬肥調(diào)控。李蕾蕾[25]研究認為,秋施磷肥(80 kg·hm-2)和春施磷肥(160 kg·hm-2)時,沙打旺的實際種子產(chǎn)量達到最高,為820.65 kg·hm-2。本研究還發(fā)現(xiàn),氮磷鉀配施以及噴施鉬肥顯著提高了沙打旺種子產(chǎn)量,在T8處理下的沙打旺潛在種子產(chǎn)量與實際種子產(chǎn)量均達到最高,分別為1682.76 kg·hm-2和336.55 kg·hm-2,與前人研究結(jié)果存在差異[25],原因可能是沙打旺的株行距不同,在生長過程中,密度過大造成沙打旺透光率低,使得結(jié)莢數(shù)量下降,進而影響種子產(chǎn)量。此外,鞠曉峰等[26]研究認為種子產(chǎn)量與其生殖枝數(shù)呈線性正相關(guān)關(guān)系。在本試驗中,單株分枝數(shù)、單株花序數(shù)、小花數(shù)/花序、胚珠數(shù)/小花和千粒重對種子產(chǎn)量的直接效應(yīng)均為正向效應(yīng),其中對沙打旺種子產(chǎn)量影響最大的因素是小花數(shù)/花序,其次為單株花序數(shù)。因此,沙打旺種子產(chǎn)量的提高應(yīng)以提高小花數(shù)/花序和單株花序數(shù)為主。
4" 結(jié)論
結(jié)構(gòu)方程發(fā)現(xiàn)葉面積指數(shù)和透光率對沙打旺實際種子產(chǎn)量有直接負效應(yīng),表明在沙打旺實際種子生產(chǎn)中要控制密度,沙打旺種子產(chǎn)量的提高應(yīng)以增加小花數(shù)/花序和單株花序數(shù)為主。對沙打旺9個施肥組合進行主成分綜合評價,得出180 kg·hm-2尿素+90 kg·hm-2磷酸二胺+75 kg·hm-2硫酸鉀+0.15%鉬氨酸(T8)處理組綜合排名第一,該處理可獲得最大實際種子產(chǎn)量(336.55 kg·hm-2),可作為沙打旺種子生產(chǎn)施肥的參考依據(jù)。
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