全 文 ：*通讯作者
收稿日期:2006-10-31;修回日期:2007-01-13
基金项目:“十五”国家攻关子课题“牧草种子质量检验 、认证技术体
系及新麦草良种繁育技术的研究与产业化示范(2004BA528B - 2- 4)”
作者简介:张铁军(1981-),男 , 山东烟台人, 在读博士研究生 ,
研究方向为牧草种子生产.
文章编号:1673-5021(2007)02-0059-06
灌溉对新麦草生长发育和种子质量的影响研究
张铁军1 , 韩建国1 , * ,李　瑾1 ,刘富渊2 ,张泽宏2
(1. 中国农业大学草地研究所 ,北京　100094;2. 成都大业国际投资股份有限公司甘肃总部 ,甘肃　酒泉　735009)
　　摘要:在甘肃省酒泉市上坝地区开展新麦草灌溉试验 , 研究不同灌水次数和灌水量对新麦草生长发育 、种子质
量和经济效益的影响 , 结果表明:水分胁迫影响新麦草的生长发育进程 , 导致生育期缩短 , 生殖枝的穗 、茎秆和叶片
的干重以及种子千粒重显著(P<0. 05)降低;灌水 4 次处理的种子产量最高 ,为 593. 3 kg /hm2 , 种子质量和经济效益
最好。研究认为 ,在酒泉地区适宜于新麦草种子生产的灌水次数为 4 次 ,每次的灌水量为 600 m3 /hm2 。
关键词:新麦草;灌溉;生长发育
中图分类号:S274　　　　　　文献标识码:A
　　新麦草(P sathy rostachys juncea)是禾本科多
年生优质牧草 ,具有抗寒 、耐旱[ 1 , 2] 、耐牧[ 3] 、粗蛋
白质含量较高和一定的吸盐能力[ 4] , 对解决我国
牧区人工种草 、退耕还草和生态重建具有重要意
义 。但新麦草生殖生长较弱 ,种子产量很低 。灌
溉是干旱半干旱地区农业生产的基础措施 ,制定
合理的灌溉制度对牧草种子的收获具有重要的
意义 。科学的灌溉措施可以改善土壤水分条件 ,
进而影响植物的生长发育 。本试验旨在探讨在
河西走廊特殊的区域气候条件下不同灌水次数
和灌水量对新麦草生长发育 、种子质量以及种子
生产经济效益等的影响 。
1　材料和方法
1. 1　试验地自然状况
试验区位于酒泉市中国农业大学甘肃草原试验
研究站上坝基地 。该基地位于河西走廊中部西端
(东经 98o30′、北纬 39o37′),海拔 1480 m 。典型的
大陆性气候 ,年均气温 7. 3 ℃,年均降水量 85. 3
mm ,集中在 6 ～ 8月 ,蒸发量 2148 mm 。试验地为
沙壤质灰钙土(表 1),保墒能力较弱。
1. 2　供试材料与田间管理
试验田于 2002年春季条播 ,品种为 Bozoinky ,
行距 45 cm 。2005年春季返青后开沟施尿素(含氮
量 46%)217. 4 kg /hm2 和过磷酸钙(有效磷含量
16%)375 kg /hm2 ,5月 20 日除杂草一次 。盛花期
人工拉绳辅助授粉两次。
1. 3　灌溉试验设计
试验于 2005年 3 ～ 7月进行 ,裂区设计(表 2),
主处理为灌水次数 T , 5个水平 ,副处理为灌水量 q
(m3 /hm2), 3 个水平 , 4 次重复。小区面积 30m2
(3m×10m),共 60个小区 ,漫灌。通过测定水管口
的流量 ,将小区的灌水量换算为每个小区的灌水时
间 ,以控制灌水量 。
1. 4　测定内容与方法
1. 4. 1　土壤水分状况测定
主要包括田间持水量 、凋萎湿度 、土壤水分亏
缺 ,按灌溉试验规范要求进行。土壤水分亏缺变化
用 MPKit快速便携式测熵仪测定然后进行推算 。
1. 4. 2　植物生长发育状况测定
主要包括生育期 、生殖枝的穗及茎秆和叶片的
干重 、种子千粒重的变化 、标准发芽率 、加速老化发
芽率等。
1. 4. 3　实际种子产量及地上生物量的测定
当种子含水量为40 %左右时 ,各小区随机选取
7个 1 m 样段 ,齐地面刈割 ,将穗子剪下风干 ,脱粒 ,
清选后称重 ,计算实际种子产量:实际种子产量=收
获的种子重量 /收获面积;其它部分剪碎 ,70 ℃下干
燥 72 h ,称重计算地上生物量。
1. 5　数据处理
采用 SPSS13. 0软件进行两因素方差分析 , Ex-
cel软件作图。
—59—
第 29 卷　第 2 期　　　　　　　　　　中　国　草　地　学　报　　　　　　　　　　2007 年 3 月
　 Vol. 29　No. 2　 　　　　　　　　　Chinese Journal of G rassland　　　　　　　　　　Mar. 2007 　
表 1　试验地土壤分层理化状况
Table 1　Properties of the soil in the irrigation experiment f ield
土层深度
S oi l depth
(cm)
pH 值
pH
全盐
Total
s al t
(%)
有机质
Organic
mat ter
(%)
全氮
Total
nit rogen
(g /kg)
全磷
Total
P
(g /kg)
碱解氮
Quick
ni t rogen
(mg /kg)
速效磷
Available
P
(mg /kg)
容重
Bulk
den sity
(g /cm3)
田间持水量
Field
capacity
(%)
0～ 15 8. 05 0. 96 0. 75 0. 53 0. 76 41. 54 17. 50 1. 39 29. 9
15～ 30 8. 14 0. 98 0. 58 0. 44 0. 73 40. 89 12. 34 1. 35 32. 5
30～ 45 8. 04 0. 93 0. 52 0. 43 0. 70 24. 65 7. 27 1. 34 33. 3
45～ 60 8. 16 0. 83 0. 42 0. 40 0. 69 23. 18 6. 46 1. 34 33. 3
　　注:土壤取样日期为 2005年 4月 19日。Note:The soil w as sam pled on April 19th , 2005.
表 2　新麦草种子田灌水量及次数
Table 2　Irrigation date and amount in the field experiment
　　　　　　处理
　　　　　　T reatm en ts
返青期
Retu rning up
拔节期
J oin tin g
抽穗期
T as seling
盛花期
Flow ering
灌浆期
Grout ing
T1 q1 600 — — — —
q2 900 — — — —
q3 1200 — — — —
T2 q1 600 — 600 — —
q2 900 — 900 — —
q3 1200 — 1200 — —
T3 q1 600 600 — 600 —
q2 900 900 — 900 —
q3 1200 1200 — 1200 —
T4 q1 600 600 600 — 600
q2 900 900 900 — 900
q3 1200 1200 1200 — 1200
T5 q1 600 600 600 600 600
q2 900 900 900 900 900
q3 1200 1200 1200 1200 1200
　　注:数字表示副处理灌水量(m3 /hm2),“ -”表示不灌水。
　　Note:The f igure mean the i rrigation amount , - m eans no i rrigat ion.
2　结果与分析
2. 1　处理间土壤可利用水分亏缺的变化
T1 、T2和 T3的土壤可利用水分亏缺在整个生
长进程中呈上升趋势。T1 的土壤可利用水分亏缺
由初次测量时的 60%～ 70%逐渐升至收获时的
100%;除 T5的最后两次测量外 ,各处理的土壤可利
用水分亏缺在每次灌水之后均有所下降 ,表明各时
期的灌水及时补充了土壤水分 ,减缓了水分胁迫。
不同灌水量间的水分亏缺没有呈梯度分布而是相互
交错(图 1)。
2. 2　水分处理对新麦草生育期的影响
研究表明 , 干旱加速新麦草的生长发育速度 ,
缩短生育期(表 3)。同一灌水次数的不同灌水量处
理间生育期没有差异;从抽穗期开始 ,各灌水次数处
理间生育期开始出现差异 , T1 、T2 、T3和 T4的物候
期随灌水次数的增加呈推迟趋势;T4和 T5的生育
期相同 ,收获期均比 T1迟 8d。
2. 3　不同水分处理的穗 、茎秆和叶片的干重变化
从抽穗期开始 ,不同灌水次数间的穗 、茎秆和叶
片的干重差异显著(P <0. 05 ,表4)。T1和 T2的穗
和茎秆的干重一直显著(P <0. 05)低于其它处理;
除抽穗期外 , T1的叶片重低于 T2处理;T3 、T4 和
T5之间的穗 、茎秆和叶片的干重差异不显著 。不同
灌水量间的穗 、茎秆和叶片的干重在 4个生育期差
异均不显著 。
—60—
中国草地学报　2007年　第 29 卷　第 2 期
图 1　处理间土壤可利用水分亏缺的变化
Fig. 1　F raction of avaible so il wa te r used unde r different wa te r trea tments
表 3　不同处理的物候期(日 /月 /年)
Table 3　Growing stage of different treatments(day/month /year)
处理
T reatmen ts
返青期
Returning up
stage
拔节期
Jointing
stage
抽穗期
Tasseling
stage
初花期
Init ial f low ering
stage
盛花期
Flow ering
stage
灌浆期
Grout ing
stage
收获期
Harvesting
stage
T1(q1 , q2 , q3) 24 /3 /2005 6 /5 /2005 22 /5 /2005 26 /5 /2005 31 /5 /2005 6 /6 /2005 21 /6 /2005
T2(q1 , q2 , q3) 24 /3 /2005 6 /5 /2005 22 /5 /2005 26 /5 /2005 1 /6 /2005 7 /6 /2005 23 /6 /2005
T3(q1 , q2 , q3) 24 /3 /2005 6 /5 /2005 24 /5 /2005 1 /6 /2005 3 /6 /2005 10 /6 /2005 26 /6 /2005
T4(q1 , q2 , q3) 24 /3 /2005 6 /5 /2005 24 /5 /2005 2 /6 /2005 5 /6 /2005 13 /6 /2005 29 /6 /2005
T5(q1 , q2 , q3) 24 /3 /2005 6 /5 /2005 24 /5 /2005 2 /6 /2005 5 /6 /2005 13 /6 /2005 29 /6 /2005
　　注:T1～ T 5分别为灌水 1～ 5次 , q1～ q3分别为灌水量 600m3 /hm2 、900m3 /hm2 、1200m 3 /hm2 ;下表同。
Note:T1～ T5 indicate the i rrigat ion tim es t reatments , q1～ q3 indicate the irrigat ion amoun ts of 600m3 /hm2 、900m3 /hm2 、1200m 3 /hm 2.
表 4　生殖枝的穗 、茎秆和叶片的干重变化
Table 4　Average spike , stems and leaves weight(g) of russian wildrye at dif ferent treatments
处理
T reatments
穗(g) Spik e(g)
抽穗期
T as seli-
ng
盛花期
Flow er-
ing
灌浆期
G rou ti-
ng
收获期
Harvest-
ing
茎秆(g) S tems(g)
抽穗期
Tasseli-
ng
盛花期
Flow er-
ing
灌浆期
Grou ti-
ng
收获期
H arvest-
ing
叶片(g)Leaves(g)
抽穗期
Tasseli-
n g
盛花期
Flow er-
ing
灌浆期
Grouti-
ng
收获期
Harves t-
ing
灌水次数
Irrigat ion
tim es
　
　
　
　
　
　
　
T1 0. 250b 0. 238b 0. 338b 0. 405b 0. 312 b 0. 406b 0. 419b 0. 428b 0. 265b 0. 339c 0. 349c 0. 356c
T2 0. 254b 0. 275b 0. 372b 0. 435b 0. 306 b 0. 466b 0. 477b 0. 507b 0. 287b 0. 435 b 0. 444b 0. 473b
T3 0. 300 a 0. 328a 0. 461a 0. 586a 0. 407a 0. 619 a 0. 626a 0. 659a 0. 333a 0. 507a 0. 510ab 0. 538ab
T4 0. 303 a 0. 365a 0. 478a 0. 560a 0. 415a 0. 654 a 0. 665a 0. 696a 0. 347a 0. 546a 0. 555 a 0. 580a
T5 0. 315 a 0. 362a 0. 490a 0. 562a 0. 434a 0. 673 a 0. 679a 0. 726a 0. 344a 0. 532a 0. 537 a 0. 574a
灌水量
Irrigat ion
amount
　
　
　
　
q1 0. 285 a 0. 307a 0. 424a 0. 508a 0. 369a 0. 556 a 0. 559a 0. 590a 0. 319a 0. 478a 0. 479 a 0. 507a
q2 0. 282 a 0. 308a 0. 431a 0. 496a 0. 370a 0. 555 a 0. 566a 0. 590a 0. 309a 0. 463a 0. 472 a 0. 491a
q3 0. 286 a 0. 325a 0. 429a 0. 525a 0. 386a 0. 579 a 0. 594a 0. 629a 0. 317a 0. 475a 0. 486 a 0. 515a
　　注:同列标有不同字母者表示处理间差异显著(P<0. 05),下表同。
　　Note:Dif feren t sm all let ters in the same column sh ow signif icant dif f erences(P<0. 05).
—61—
张铁军　韩建国　李　瑾　刘富渊　张泽宏　　灌溉对新麦草生长发育和种子质量的影响研究
2. 4　不同水分处理种子千粒重的变化
新麦草种子内干物质重量随着种子的生长发育
逐渐增加 。从盛花期后 7d开始 ,不同灌水次数间的
种子千粒重差异显著(P <0. 05);T1和 T2的种子
千粒重一直显著(P <0. 05)低于其它处理;除盛花
期后 17d 外 , T1 和 T2 的种子千粒重差异不显著
(表 5)。不同灌水量间的种子千粒重在各测量期差
异均不显著(表 5)。T3 、T4 和 q1 在收获期的千粒
重低于盛花期后 20d ,这种变化是因为新麦草种子
成熟不一致 、落粒性强等因素造成的。
表 5　不同水分处理种子千粒重的变化
Table 5　Effect on 1000 - seed weight under dif ferent treatments
处理
T reatm ent
盛花期后 7d
7 days after peak
anthesis
盛花期后 14d
14 day s af ter peak
an th esi s
盛花期后 17d
17 days after peak
anthesis
盛花期后 20d
20 days af ter peak
anthesi s
收获期
Harvesting
灌水次数
Ir rigat ion tim es
treatments
　
　
　
　
　
　
　
　
T1 1. 348d(45. 2%) 2. 005b(67. 2%) 2. 526c(84. 7%) 2. 701b(90. 6%) 2. 984b(100%)
T2 1. 397d(46. 0%) 2. 137b(70. 4%) 2. 904b(95. 6%) 2. 958b(97. 4%) 3. 037b(100%)
T3 2. 029a(55. 3%) 2. 770a(75. 5%) 3. 257a(88. 7%) 3. 805a(103. 7%) 3. 671a(100%)
T4 1. 697c(47. 7%) 2. 965a(83. 3%) 3. 010a(84. 6%) 3. 577a(100. 5%) 3. 558a(100%)
T5 1. 845b(50. 1%) 2. 864a(77. 8%) 3. 188a(86. 6%) 3. 660a(99. 4%) 3. 683a(100%)
灌水量
Irrigation amount
t reatments
　
　
　
　
q1 1. 642a(49. 7%) 2. 493a(75. 4%) 3. 018a(91. 3%) 3. 386a(102. 4%) 3. 306a(100%)
q2 1. 664a(48. 3%) 2. 574a(74. 7%) 2. 967a(86. 0%) 3. 312a(96. 1%) 3. 448a(100%)
q3 1. 684a(49. 5%) 2. 578a(75. 7%) 2. 946a(86. 5%) 3. 323a(97. 6%) 3. 405a(100%)
　　注:括号内的百分数表示不同时期的种子千粒重与收获期种子千粒重的百分比。
　　Note:The data in the b rack ets mean the percentage of 1000 - seed w eight in dif feren t stages to that in h arvest ing.
2. 5　不同水分处理种子的标准发芽率和老化发芽率
不同灌水次数处理的种子标准发芽率都高达
97%以上 , T4处理最高为 98. 4%;T1的老化发芽
率显著低于 T3 、T4和 T5 , T1和 T2的老化发芽率
均低于 80%,表明灌水 1次和 2次处理影响了种子
正常的发育成熟(表 6)。不同灌水量间的千粒重 、
标准发芽率和老化发芽率差异均不显著 ,表明同一
灌水次数的不同灌水量处理对新麦草种子质量的影
响差异不大。
2. 6　不同水分处理的经济效益比较
水费开支随灌水次数和灌水量的增加而增加 ,
生产费用随灌水次数的增加而增加 ,而各处理的肥
料和籽种开支相同 。以种子价格为 19元 /kg 、肥料
开支 559. 36元 /hm2 、籽种开支 85. 5 元 /hm2 计算
各处理的纯收入 , 其中 T4 处理最高 , 为 8828. 8
元 /hm2 ,显著(P<0. 05)高于 T1和 T2处理。不同
灌水量处理的纯收入差异不显著 ,q2处理的纯收入
最低 ,为 5775. 9元 / hm2(表 7)。
3　结论与讨论
3. 1　灌溉制度的确定包括三层含义:灌溉时间和频
表 6　不同处理的对新麦草种子千粒重 、
标准发芽率和老化发芽率的影响
Table 6　Ef fect on 1000 - seed weight , seed germination
and ageing germination under different treatments
处理
T reatment
标准发芽率(%)
Germinat ion(%)
老化发芽率(%)
Ageing germination(%)
灌水次数处理
Irrigation t imes
　
　
　
　
　
　
T1 97. 2b 72. 7b
T2 97. 4ab 77. 8a b
T3 97. 5ab 82. 5a
T4 98. 4a 83. 3a
T5 97. 1b 82. 0a
灌水量处理
Irrigation amount
　　
　
q1 98. 0a 80. 4a
q2 3. 448a 78. 5a
q3 97. 1a 80. 0a
率 、每次灌溉的灌溉量和生长季的灌溉总量 、灌水时
间的确定 。一般以土壤测定的方法为标准方法[ 5] 。
但是 ,由于植物对土壤水分的利用受到气候 、土壤以
及自身生物特性的影响 ,结合植物水分生理加以确
定更为优越。本试验中 ,不同时期的灌水及时补充
了土壤水分 ,减缓了植物的水分胁迫 。从新麦草的
生理反应来看 ,从抽穗期开始各灌水处理间生育期
开始出现差异 , T1 、T2 、T3和 T4的物候期随灌水
—62—
中国草地学报　2007年　第 29 卷　第 2 期
表 7　灌水试验经济效益比较
Table 7　Comparison of the economic benef its of seed production of Russian Wildrye in irrigation experiment
处理
T reatment
实际种子产量
(kg /hm2)
Actual seed yield
(kg /hm2)
年收入
(元 /hm2)
Total income
(yu an /hm2)
水费开支
(元 /hm2)
Water spend
(yuan /hm2)
生产费用
(元 /hm2)
Workers fee
(yu an /hm2)
纯收入
(元 /hm2)
Pu re income
(yuan /hm 2)
灌水次数
Ir rigat ion tim es
　
　
　
　
　
　
T1 367. 5c 6982. 1c 90 1327. 5 4919. 8b
T2 379. 1c 7202. 8c 180 1365 5013. 0b
T3 431. 8bc 8204. 0 bc 270 1402. 5 5886. 6ab
T4 593. 3a 11273. 6a 360 1440 8828. 8a
T5 544. 9ab 10353. 4ab 450 1477. 85 7781. 0ab
灌水量
Irrigation amount
　
　
　
　
q1 458. 1a 8704. 0a 180 1402. 5 6476. 7a
q2 426. 0a 8093. 2a 270 1402. 5 5775. 9a
q3 505. 9a 9612. 4a 360 1402. 5 7205. 0a
次数的增加呈推迟趋势;而同一灌水次数的不同灌
水量处理间 ,生育期没有差异 。可见 ,新麦草的生长
发育与土壤水分条件的变化密切相关;同时也表明
干旱加速了新麦草的生长发育速度 ,使生育期缩短 。
此结论与前人的研究结果相似[ 6] 。
3. 2　不同灌水次数处理的穗 、茎秆和叶片的干重自
抽穗期开始出现差异 , T1和 T2处理显著低于其它
三个处理;T2虽然于抽穗期进行了灌水 ,但由于拔
节期没有灌水 ,生殖枝各器官的生长均受到抑制 。
虽然有研究指出 ,中度水分亏缺可以增加生殖器官
与营养器官之间的比例[ 7] ,但干物质积累是产量形
成的物质基础[ 8 , 9] 。笔者认为 ,在试验区气候土壤
条件下 ,应重视新麦草拔节期和抽穗期的灌水 ,以保
证其生殖枝的正常生长发育。
3. 3　研究表明 ,新麦草种子发育过程中含水量随种
子的成熟而降低 , 种子含水量的变化与种子正常发
育有密切关系[ 10] 。本试验中 , T1 、T2处理收获期的
千粒重显著低于其它 3 个处理;不同灌水次数处理
的种子标准发芽率都达到 97%以上 , T1 和 T2 的
老化发芽率均低于 80%且 T1的老化发芽率显著
低于 T3 、T4和 T5 ,表明在生殖枝生长发育后期 ,随
着气温的升高和蒸发量的增大 ,灌水 1 ～ 2次处理土
壤水分亏缺较大 ,影响了种子正常的发育成熟 。
3. 4　试验表明 ,在新麦草生长期灌水 4次可以获得
较高的种子产量和质量 ,经济效益明显 ,而不同灌水
量处理的纯收入差异不显著。新麦草根系主要分布
在 0 ～ 30 cm 土层[ 11] ,对深层土壤水分利用率不高 ,
增大灌水量后有很大一部分水分通过渗漏和蒸发作
用损失了 。可见 ,在该地区进行新麦草种子生产的
灌溉制度要着重考虑土壤质地及牧草生长特性等因
素的影响 ,要逐步改变大水漫灌的灌溉方式 ,遵循少
量多次的原则及时适量地灌溉 。这样 ,既能满足新
麦草种子生产的需求 ,又可以更好的利用有限的水
资源 ,降低生产成本 ,获得较佳的社会和经济效益。
参考文献(References):
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Effect of Irrigation Times and Amount on
the Growth and Seed Quality of Russian Wildrye
ZHANG Tie-jun1 , HAN Jian-guo1 , LI Jin1 , LIU Fu-yuan2 , ZHANG Ze-hong2
(1. Insti tute of Grassland Science , China Agricultural Universi ty , Bei j ing 100094 , China;
2.Gansu Branch o f Chengdu Daye International Interest Co. Ltd , J iuquan 735009 , China)
Abstact:The f ield experiment w as carried out to evaluate the ef fects of irrig ation t imes and amount on the
grow th , seed quality and economic benef it of Russian w ildrye in Shangba of Jiuquan o f Gansu pro vince.
The results show ed that dif ferent w ater treatments influence the grow th of the plant in various deg rees.
Water-stress t reatments shor tened the plant g row th period and diminish the spike , stems and leaves w eight
(g) of Russian w ildry e besides the 1000 - seed weight remarkably(P<0. 05). The maximum value of actu-
al seed y ield , seed quality and econom ic benefi t w ere obtained unde r i rrigating four times(returning up pe-
riod , jointing pe riod , tasseling period and g routing period) f rom returning up to ha rve st. So it w as reason-
able for the Russian wi ldrye seed production that the irrig ation times we re four and irrigation amount w as
600 m3 /hm 2 in Jiuquan dist rict.
Key words:Russian wi ldrye;Irrigation;Grow th and development
【责任编辑　胡卉芳】
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中国草地学报　2007年　第 29 卷　第 2 期