全 文 ：第 29卷第 6期 江 西 农 业 大 学 学 报 Vol.29, No.6
2007年 12月 ActaAgriculturaeUniversitatisJiangxiensis Dec., 2007
文章编号:1000-2286(2007)06-0899-04
氮肥对新麦草穗颈解剖性状的影响
江生泉1 ,王赟文2 ,韩建国 2 ,李德荣 1＊ ,程建峰 1 ,易永艳 1
(1.江西农业大学 农学院 ,江西 南昌 330045;2.中国农业大学 草地研究所 ,北京 100094)
摘要:研究氮肥对新麦草穗颈的解剖性状影响 ,结果表明:(1)增施氮肥能够增加新麦草穗颈维管束的面积 、韧
皮部的面积 ,并且随着施氮量增加而增大 ,但茎壁 /横切面积 、维管束总面积 /茎壁面积与施氮量无关;施用氮肥
能增加韧皮部在维管束的比例。 (2)新麦草种子千粒重与穗颈维管束横切面积呈极显著正相(r=0.949 3＊＊);小
花 /小穗因子与韧皮部面积 、导管面积也呈极显著正相关 , 相关系数分别为 0.987 7＊＊ 、0.997 5＊＊;种子数 /小
穗因子与韧皮部面积 、导管面积呈显著相关 ,相关系数分别为 0.842 1＊、0.891 9＊。
关键词:新麦草;种子产量;氮肥;形态解剖性状
中图分类号:S543.9 文献标识码:A
TheEfectofNitrogenonMorphologicalStructureof
PanicleNeckofPsathyrostachysjuncea
JIANGSheng-quan1 , WANGYun-wen2 , HANJian-guo2 ,
LIDe-rong1＊ , CHENGJian-feng1 , YIYong-yan1
(1.ColegeofAgronomy, JAU, Nanchang330045, China;2.InstituteofGrasslandScience, ChinaAgri-
culturalUniversity, Beijing100094, China)
Abstract:TheefectofnitrogenapplicationonthemorphologicalstructureofpanicleneckofPsathy-
rostachysjunceawasstudied.Theresultsshowthat:(1)Nitrogencanimprovetheareaofvascularbundleand
phloemofstem, whichwilincreasewiththeincreaseofnitrogen, butthenitrogendoesnotafecttheareaof
stem/totalarea, areaofvascularbundle/areastemofstem.Nitrogencanimprovetheareaofphloem/ areaof
vascularbundle.(2)The1000 seedweightwasinsignificantcorelationwithareaofvascularbundle(r=
0.9 49＊＊ .(3)andtheflorets/spikeletsignificantlycorelatedwiththeareaofphloemandareaofduct, ther
is0.987 7＊＊ 、0.997 5＊＊respectively.Thenumber/spikeletissignificantlycorrelatedwiththeareaofphloem
andtheareaofduct, theris0.842 1＊＊ 、0.891 9＊＊ respectively.
Keywords:Psathyrostachysjuncea;seedyield;nitrogen;morphologicalanatomictrait
新麦草(Psathyrostachysjuncea)是禾本科小麦族新麦草属多年生牧草。原产于中亚和西伯利亚地
区 ,近年来在我国北方地区引种普遍生长良好[ 1, 2] 。新麦草为中旱生丛生禾草 ,抗寒 、耐旱 、返青早 、分
蘖多 、基部叶片较多 、耐牧 、营养期长 [ 3, 4] ,可用于我国北方 、南北过渡带干旱地区退化草地的补播 、植被
恢复 、控制水土流失和沙漠化等 [ 5] ,同时新麦草具有抗旱 、耐贫瘠 、植株低矮等 ,因此可用作地被植物。
目前新麦草种子总体产量比较低 ,约为 500kg/hm2。氮能够显著提高种子的产量 ,随氮肥水平的提
高 , 构成茎的各个组织(表皮皮层 、韧皮部 、木质部及髓腔)的厚度均有所增加 , 但各个组织占茎半径的
比例变化不同[ 6] 。新麦草穗颈中的维管束是重要的输导组织 ,是营养器官向穗部输送水分 、矿物质和
有机养分的通道 [ 7] 。但新麦草有许多小花并不能形成种子(结实率不高),这是否与输导组织不畅 、输
收稿日期:2007-05-15 修回日期:2007-09-25
基金项目:“十五”国家攻关子项目(2004BA528B-2-4)
作者简介:江生泉(1982-), 男 ,硕士生 , 主要从事草业科学研究 , E-mail:spring19820818@163.com, ＊通讯作者:
李德荣 , 教授。
DOI :10.13836/j.j jau.2007187
解剖性状与单个生殖枝的种子产量与产量因子的关系 ,并为高产新麦草的遗传改良和栽培调控提供理
论基础 。
1 试验地状况
试验区位于酒泉市中国农业大学甘肃草地试验研究站上坝基地 。该基地位于河西走廊中部西端
(东经 98°30′,北纬 39°37′),祁连山北麓 ,海拔 1 480m,由于深居内陆 ,纬度和海拔较高 ,气候干燥少雨 ,
蒸发量大 ,昼夜温差大 ,是典型的大陆性气候。
2 材料与方法
2.1 试验材料与设计
所用新麦草品种为 Bozoinky,是 2002年中国农业大学从美国引入。 2002年春播的新麦草种子生产
田 ,条播 ,行距 45 cm。共设 4个处理 , 4次重复。施氮肥处理如表 1。
表 1 不同新麦草群体构造的设计
Tab.1 ThedesigenofdifferentPsathyrostachysjunceagroups kg/hm2
处理 早秋 晚秋 早春
对照 0 0 0
T1 50 50 50
T2 50 50 100
T3 50 50 150
2.2 取样方法
导组织负荷量过大有关 ,故本试验通过春季氮肥调控塑造了不同大小的新麦草群体 ,探索穗颈的组
织在于灌浆期取样 ,选生长正常 、健壮的植株 4株 /小区 , 4次重复 。在生殖枝穗颈节下方 1cm处取样 ,
切取约 1 cm长节间立即放在 FAA固定液。
2.3 切片 、染色方法及拍照
在江西农业大学植物解剖实验室采用常规石蜡制片方法制片 ,横切 ,切片厚度 12 μm,高碘酸 -锡
夫(PAS)试剂染色 ,中性树胶封片 ,采用 Nikon拍照 [ 8] 。
测量方法:在生物显微镜中安装显微测微尺 ,进行测量。在显微镜下计大 、小维管束数目 ,维管束面
积用椭圆形面积的公式计算:S=abπ(a, b分别为 1 /2长径和短径);各部位木质部均主要计算导管的面
积(按椭圆公式计算),小维管束面积按三角形面积公式计算;新麦草的髓腔是指新麦草茎秆横切面 “中
空 ”的部分 ,穗颈节间的茎秆及髓腔形状很规则 ,呈圆形 ,分别用游标卡尺和显微测微尺测量 ,以圆的面
积公式计算 。横切面积是在显微镜中安装网格测微尺测量 ,茎壁面积为横切面积与髓腔面积之差。
2.4 数据分析与统计数据方法
方差分析在 SAS(9.0)软件进行 ,运用 SPSS(10.0)进行相关性分析 , Excel作图 。
3 结果与分析
3.1 氮肥对穗颈维管束性状的影响
参试的 3个施氮肥处理与对照之间的大 、小维管束数量差异不显著(P>0.05)(表 2)。表明施用
氮肥不能引起新麦草生殖枝中大 、小维管束数量的增加。然而 ,随着施氮肥量的提高 ,大维管束横切面
的面积增加 ,处理间的差异都达到显著水平(P<0.05);对于小维管束横切面的面积而言 , 3个施氮肥处
理与对照之间差异达到显著水平(P<0.05),但 3个氮肥处理内差异不显著。施氮肥也能够提高其韧
皮部的面积 ,但 T2 、T3处理的韧皮部面积之间没有达到差异 ,即韧皮部面积提高幅度是有限的 。对于导
管面积来说 , T1 、T2 、T3之间并没有显著差异 ,处理与对照差异达到显著水平 ,即导管的面积不受施氮量
的变化而变化 ,具体的差异性见表 2。
从表 3可知 ,在穗颈的维管束二级指标中 ,所有处理的茎壁 /横切面积 、维管束总面积 /茎壁 、大维管
·900· 江 西 农 业 大 学 学 报 第 29卷
束总面积 /茎壁面积没有达到显著差异 ,即施氮量的增大不会改变茎壁 /横切面积 、维管束总面积 /茎壁 、
大维管束总面积 /茎壁面积 ,但施用氮肥能使韧皮部面积 /维管束面积比值提高 ,与对照的差异达到显著
水平。
表 2 不同氮肥处理的新麦草穗颈维管束一级性状
Tab.2 EfectsofnitrogenonthequalityofvascularbundleinPsathyrostachysjuncea
处理 大维管束个数
小维管
束个数
单个大
维管束
面积 /μm2
大维
管束总
面积 /μm2
单个小
维管束
面积 /μm2
小维
管束总
面积 /μm2
维管
束总面
积 /μm2
单个
韧皮部
面积 /μm2
韧皮
部总
面积 /μm2
单个
导管
/μm2
导管
总面
积 /μm2
CK 18.8a 18.0a 5 450.4a 98 107.6a 888.9a 14 222.2a 112 329.8a 1 221.1a 21 980.0a 930.4a 16 746.7a
T1 20.0a 20.2a 6 047.4b 120 948.1b 1 097.4b 21 947.9b 142 896.0b 1744.4b 34 888.9b 1 211.4b 24 228.4b
T2 20.2a 20.1a 6 856.2c 137 124.0c 1 102.0b 22 040.0b 159 164.0c 1 793.5c 35 870.0c 1 208.0b 24 160.0b
T3 19.9a 24.5a 7 489.5d 149 789.6d 1 097.4b 26 337.4b 176 127.1d 1 805.7c 36 113.6c 1 256.0b 25 120.0b
注:a, b, c, d等代表在 0.05的水平下差异显著。
表 3 不同氮肥处理的新麦草穗颈维管束二级性状
Tab.3 EffectsofnitrogenontherelativequalityofvascularbundleinPsathyrostachysjuncea
处理 茎壁面积 /μm2
髓腔面
积 /μm2
横切面
积 /μm2
茎壁面
积 /横
切面积
维管束
总面积 /
茎壁面积
韧皮部
面积 /维
管束面积
导管面
积 /维管
束面积
大维管
束总面积
/茎壁面积
CK 738 528a 246 176a 984 704a 0.750a 0.152a 0.214a 0.171a 0.133b
T1 1 344 199b 469 464.9b 1 813 664b 0.741a 0.106a 0.288b 0.200a 0.090a
T2 1 506 781c 536 451.6c 2 043 233c 0.737a 0.106a 0.262b 0.176a 0.091a
T3 1 667 410d 764 206.2d 2 431 616d 0.686a 0.106a 0.261b 0.168a 0.090a
注:a, b, c, d等代表在 0.05的水平下差异显著。
3.2 穗颈维管束性状与单个生殖枝产量 、产量构成因素的相关性
各个氮肥处理的千粒重的差异都达到显著水平 ,小穗 /生殖枝最大是 T2 、T3处理 ,与其他处理达到
显著差异。施氮肥处理的小花 /小穗 、种子 /小穗在各处理之间并没有差异 ,只与对照有差异 。潜在产
量 /生殖枝 、表现产量 /生殖枝都以 T3最大 ,分别为 1.020 6 g、0.786 1 g,差异性见表 4。
在各个性状的相关性方面(表 5),新麦草千粒重与穗颈维管束面积极显著相关 , 相关系数为 0.
9493
＊＊。小花 /小穗与穗颈韧皮部面积 、导管面积都有着极显著相关 ,相关系数分别为 0.987 7＊＊ 、0.
997 5
＊＊;种子数 /小穗与穗颈韧皮部面积 、导管面积也有着显著相关 , 相关系数分别为 0.842 1＊ 、0.
891 9
＊;单个生殖枝表现产量 、潜在产量与新麦草的维管束面积 、韧皮部面积 、导管面积都有着显著相
关 ,并且维管束面积 、韧皮部面积 、导管面积之间有着显著相关关系 。
总之 ,在新麦草单个生殖枝产量与小花 /小穗 、种子数 /小穗与穗颈的韧皮部 、导管的面积有着极显
著相关性;千粒重与穗颈的维管束面积有着极显著相关性;而单个生殖枝的表现产量 、潜在产量与穗颈
的维管束面积 、韧皮部面积 、导管面积都存在相关性 。
表 4 不同氮肥处理的新麦草单个生殖枝种子产量与构成因素
Tab.4 EffectsofnitrogenonseedyieldandcomponentsoffertiletilerinPsathyrostachysjuncea
处理 千粒重 /g 小穗 /生殖枝 小花 /小穗 种子 /小穗
潜在产量
/生殖枝 /g
表现产量
/生殖枝 /g 结实率 /%
CK 2.784a 33.5a 5.6a 4.2a 0.522 3a 0.391 7a 0.75a
T1 3.127b 33.3a 7.3b 5.8b 0.760 1b 0.603 9b 0.79a
T
2 3.410c 36.5b 7.2b 5.2b 0.896 1c 0.647 2b 0.72a
T3 3.885d 35.5b 7.4b 5.7b 1.020 6d 0.786 1c 0.77a
注:a, b, c, d等代表在 0.05的水平下差异显著;小穗 /生殖枝:每个生殖枝上小穗的个数 ,其他产量因子以此类推 ,即
潜在产量 /生殖枝(g)=小花数 /小穗数 ×小穗数 /生殖枝 ×种子单粒重;表现产量 /生殖枝(g)=种子数 /小穗数 ×小穗
数 /生殖枝 ×种子单粒重 [ 9] 。
·901· 第 6期 江生泉等:氮肥对新麦草穗颈解剖性状的影响
表 5 穗颈维管束性状与单个生殖枝产量 、总产量构成因素的相关性
Tab.5 Thecorrelationbetweenqualityofvascularbundleandseedyield/fetiletillerinPsathyrostachysjuncea
千粒重 /g 小穗 /生殖枝
小花 /
小穗
种子 /
小穗
潜在产量
/生殖枝
表现产量
/生殖枝 结实率
维管束
面积
韧皮部
面积 导管面积
千粒重 1.000 0 0.492 8 0.604 2 0.474 7 0.945 1＊＊ 0.936 3＊＊ 0.000 6 0.949 3＊＊ 0.615 6 0.646 8
小穗 /生殖枝 1.00 0 0.236 3 0.049 4 0.548 5 0.392 5 0.449 6 0.531 5 0.325 2 0.275 2
小花 /小穗 1.000 0 0.913 7＊＊ 0.784 5 0.825 8＊ 0.068 3 0.786 3 0.987 7＊＊ 0.997 5＊＊
种子 /小穗 1.000 0 0.603 7 0.713 3 0.284 4 0.613 1 0.842 1＊ 0.891 9＊
潜在产量 /生殖枝 1.000 0 0.975 4＊＊ 0.000 0 0.999 6＊＊ 0.811 9＊ 0.822 9＊
表现产量 /生殖枝 1.000 0 0.024 0 0.980 6＊＊ 0.822 1＊ 0.855 8＊
结实率 1.000 0 0.023 5 0.000 3 0.051 6
维管束面积 1.000 0 0.810 1＊ 0.824 2＊
韧皮部面积 1.000 0 0.991 9＊＊
导管面积 1.000 0
4 结果与讨论
增施氮肥能够增加新麦草穗颈维管束的面积 、韧皮部的面积 ,并且随着施氮量增加而增大 ,但茎壁 /
横切面积 、维管束总面积 /茎壁面积与施氮量无关;施用氮肥能增加韧皮部在维管束中的比例 。新麦草
产量构成因素中 ,小花 /小穗 、种子数 /小穗与穗颈的韧皮部 、导管的面积有着极显著正相关性 ,千粒重仅
与穗颈的维管束面积有着极显著正相关性 ,单个生殖枝的表现产量 、潜在产量与穗颈的维管束面积 、韧
皮部面积 、导管面积都有显著正相关性。许多作物学者认为作物形成空瘪粒以及千粒重小等现象与作
物穗颈的维管束的负荷过大有着密切关系 [ 7] 。本试验施氮量内都能提高其穗颈维管束的面积 ,且处理
间达到显著差异 ,但这种维管束面积的增长是有限的 。随着春季施氮量提高到 150 kg/hm2时 ,其穗颈
的韧皮部面积 、导管面积与施氮 50kg/hm2处理没有显著差异 ,韧皮部 、导管是负责运输养分和水分的 ,
说明在高氮条件下两者有负荷现象。因此 ,仅通过高施氮量并不能大幅度提高单个生殖枝的新麦草表
现产量 。
参考文献:
[ 1] 李志强.坝上高原牧草新秀———新麦草 [ J] .河北畜牧兽医 , 2001, 17(8):33.
[ 2] 王比德.新麦草生物学特性和经济学特性的研究 [ J] .中国草地 , 1990(5):35-38.
[ 3] FrankAB, BerdahlJD.GasexchangeandwaterrelationsindiploidandtetraploidRussianWildrye[ J] .CropScience,
2001, 41:87-92.
[ 4] HassanyarAS, WilsonAM.DroughttoleranceofseminalandlateralrootapicesincrestedwheatgrassandRussianWildrye
[ J] .JournalofRangeManagement, 1978, 31(4):254-258.
[ 5] 戎郁萍 , 韩建国 ,王培.不同草地恢复方式对新麦草草地土壤和植被的影响 [ J] .草业学报 , 2002, 11(1):17-23.
[ 6] 李明 , 李彩凤.氮素水平对亚麻茎解剖构造及产量形成影响的研究 [ J] .黑龙江农业科学 , 1997(4):19-23.
[ 7] 赵全志 , 丁艳锋 ,黄丕生 , 等.水稻植株含氮量与穗粒重的关系 [ J] .南京农业大学学报 , 1999, 22(4)::13-18.
[ 8] 王锋尖 , 黄英金 ,李德荣.水稻形态解剖性状间的相关分析研究 [ J] .江西农业大学学报 , 2004, 26(4):477-485.
[ 9] 韩建国 , 李敏 ,李枫.牧草种子生产中的潜在种子产量与实际种子产量 [ J] .国外畜牧学———草原与牧草 , 1996, 72
(1):7-11.
·902· 江 西 农 业 大 学 学 报 第 29卷