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不同肥料水平对青海冷地早熟禾丸粒化种子发芽和幼苗生长的影响



全 文 :CAOYE YU XUMU 2015年第 4期 总第 221期 草业与畜牧
青海冷地早熟禾 ( Poa crymophila Keng CV.
Qinghai) 为国家鉴定登记的适宜青藏高原种植的多
年生禾本科牧草 [ 1], 适应性强, 耐寒性极强 , 在
-35℃的低温环境下能安全越冬 , 越冬率达 95%~
98%, 耐践踏, 耐贫瘠, 耐盐碱, 种子千粒重 0.2~
0.3g [2]。
种子丸粒化技术是在种子包衣技术基础上发展
起来的一项适应精细播种需要的农业高新技术, 是
将小粒种子 (一般指千粒重在 10g 以下的种子) 或表
面形状不规则 (如扁平、 有芒、 带刺等) 的种子 [3, 4]
经过一系列程序, 用特制的丸粒化材料通过机械加
工, 制成表面光滑、 大小均匀、 颗粒增大的丸粒化
种子 [5, 6], 是一项节约种子和提高产量的重要措施 [7]。
青藏高原干旱、 低温、 盐碱及沙化等多个逆境
因子严重影响了牧草种子的播种及建植, 除此之外,
大多数适宜种植的禾本科牧草种子较轻, 极易随风
扩散, 小粒牧草种子的芒被损坏, 种子不容易入土
固着发芽生长 [3, 4]。 已有研究表明, “黑土滩” 土壤
相比较原生植被土壤, 总营养成分下降, 且随着土
层加深, 土壤的有机碳、 全氮和全磷含量都呈下降
收稿日期: 2015-05-09
基金项目: 国家自然科学基金项目 ( 41161084); 青海省科学
技术厅国际科技合作计划 (2013-H-801); 青海大学中青年
科研基金项目 (2013-QNT-3) 资助
作者简介: 李积兰 (1982- ), 女, 青海乐都人, 讲师, 在读
博士, 研究方向: 草地生态。
*通讯作者
不同肥料水平对青海冷地早熟禾
丸粒化种子发芽和幼苗生长的影响
李积兰 1, 李希来 2*, 魏卫东 2, 田丰 2
(1.青海大学生态环境工程学院, 青海 西宁 810016; 2.青海大学农牧学院, 青海 西宁 810016)
摘要: 针对三江源区 “黑土滩” 治理中的牧草种子萌发与生长困难这一突出问题, 结合种子丸粒化技术的研究, 选用青藏
高原优良牧草青海冷地早熟禾 (Poa crymophila Keng CV.Qinghai) 种子为研究对象, 开展 5%、 10%、 15%、 20%的肥料 (尿素∶磷
酸二氢钾=1∶1.3) 添加水平对青海冷地早熟禾丸粒化种子发芽和幼苗生长的影响研究。 结果表明, 随着肥料含量的增加, 丸粒化
种子发芽天数相应推迟 (p﹥0.05), 丸粒化种子发芽率均低于对照组 (p﹤0.01); 经不同肥料水平处理的丸粒化种子种植于未退
化草地土壤中, 丸粒化种子的出苗率均较对照组有所降低, 且 15%肥料组低于对照组 (p﹤0.05), 其株高、 根长、 叶片数、 苗鲜
重、 苗干重均略高于对照组 (p﹥0.05); 种植于退化草地土壤中, 添加肥料组丸粒化种子的出苗率均较对照组有所降低, 同时随
着肥料含量的增加 (除 20%的肥料外), 其株高、 叶片数、 苗鲜重、 苗干重与对照组相比, 均无显著差异 (P﹥0.05)。 结论: 不
同肥料 (尿素∶磷酸二氢钾=1∶1.3) 添加水平制作的青海冷地早熟禾丸粒化种子, 均降低了丸粒化种子的发芽率和出苗率, 而对促
进幼苗生长的作用不明显, 表明了尿素和磷酸二氢钾肥料配合在丸粒化种子幼苗生长上没有显著的协同效应。 因此, 今后的工
作中, 需进一步开展尿素或磷钾肥单独添加对青海冷地早熟禾丸粒化种子发芽率和出苗率的影响研究是十分必要的工作, 同时
建议尝试添加有机肥作为丸粒化种子的养分配料。
关键词: 青海冷地早熟禾; 丸粒化种子; 肥料; 发芽率; 幼苗生长
中图分类号: S543.04 文献标识码: A 文章编号: 1673-8403(2015)04-0010-05
DOI:10.3969/j.issn.1673-8403.2015.04.004
草业科学
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CAOYE YU XUMU2015年第 4期 总第 221期草业与畜牧
趋势 [8, 9], 不利于牧草种子的生长, 因此为了丸粒种
子更好的生长, 本试验旨在探究肥料含量对丸粒化
牧草种子萌发及生长的影响, 以期筛选出丸粒种子
中适宜的肥料添加比例, 为丸粒化牧草种子的种植
和退化草地的恢复提供科学理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试种子: 青海冷地早熟禾 (P. crymophila Keng
CV.Qinghai) 由青海禾源草业公司提供。
丸粒制坯成分: 红土、 栗钙土、 高山草甸土、
变性淀粉、 保水剂、 聚乙烯醇。
粉料: 红土、 栗钙土、 高山草甸土。
肥料: 由尿素和磷酸二氢钾按 1∶1.3 (以大田种
植该牧草施用的两者养分量比例为依据 [10]) 的比例
配成。
1.2 试验设计
参照 (田丰, 李积兰) [3, 4] 的方法, 选取青海冷
地早熟禾制备丸粒化的种子, 肥料含量设五个添加
水平, 即对照组 (用 CK 表示)、 5%、 10%、 15%、
20% (以大田种植该牧草施用的平均养分量为各处
理设置依据 [10]), 丸粒种子在室内自然风干、 备用。
1.3 研究方法
1.3.1 种子发芽率的测定方法: 采用培养皿纸上发
芽法 [11]: 在直径 150mm的培养皿内垫 2 层滤纸, 滤
纸中间垫吸水纸一层 (持水量为 60%~80%的条件下
培养), 置于 25℃恒温生化培养箱 (12h/d 光照, 光
照强度 2 000lx) 培养。 每个培养皿 100 粒种子, 4
个重复 ( 即 4 个培养皿 )。 将测试种子排放在滤纸
上, 滴水至滤纸湿润, 定期浇水、 观测、 记录。 第
一天应适当多加一些水, 以便种子充分吸水膨胀,
以后每天水分控制在加水后倾斜器皿不见积水, 而
滤纸仍保持湿润为宜。
以种子着床当日为第 1d, 逐日统计种子发芽率,
种子萌发以胚根长度达到种子长度的 1/2、 芽长超过
种子长度约 1/2 为种子发芽的标准, 发芽率 (%) =
(正常发芽种子数/供试种子总数) ×100% [9], 30d 后
试验结束。
1.3.2 盆栽方法: 将不同处理的丸粒化牧草种子分
别播种于装有土壤的木箱中 (木箱 30cm×30cm), 木
箱内土壤取自三江源区甘德县青珍乡, 土壤均保持
原土层结构, 并分 “黑土滩” 退化草地土壤和未退
化草地土壤两种类型。 每个木箱平均 6 等份, 每份
分别种植不同肥效处理的青海冷地早熟禾丸粒种子
20 粒, 然后在种子上轻轻的覆盖一层草甸土, 重复
三次。 参考三江源区 12 个县 1971~2000 年 6 月至 8
月平均降雨量资料计算播种后的浇水量 [12], 六天浇
一次水。
1.3.3 牧草营养生长的测定: 播种后待苗长到 2~
3cm 时, 随机取 10 株, 洗净, 晾干, 用直尺测定苗
高, 记录叶片数 (未长成的新叶以小数计, 以临界
叶长度的十分之一为一个小数计数单位)、 根数, 然
后用剪刀剪下幼苗和根, 用万分之一天平测定根鲜
重、 根干重、 苗鲜重、 苗干重。 测定干重时, 先洗
净, 用吸水纸吸干或置于阴暗处晾干, 然后 80℃干
燥 24h, 称干重, 地上部分干重和根干重之和即为幼
苗的苗干重。
1.4 数据整理与统计分析
用 Excel 2003 进行数据整理 , 试验数据采用
“平均值±标准误” 表示; 采用 SPSS 11.5 进行数据统
计分析。 不同肥料水平对青海冷地早熟禾丸粒化种
子幼苗生长的影响进行模糊数学隶属函数法综合评
价, 隶属函数值计算公式为:
U(xi) = (Xij-Xjmin) /(Xjmax-Xjmin) (1)
U(xi) = 1- (Xij-Xjmin) /(Xjmax-Xjmin) (2)
U=l/nEU(xi) (3)
式中: Xij 为第 i 个施肥处理的第 j 项测定指标,
Xjmax、 Xjmin 分别为全部施肥处理的第 j 项指标内
的最大值和最小值; n 为测定指标总数; U 为每个施
肥处理 n 项指标测定的隶属度平均值。 与幼苗质量
呈正相关的指标采用隶属函数公式 (1) 计算; 与幼
苗质量呈负相关的指标采用反隶属函数公式 (2) 计
算; 每个施肥处理的隶属度平均值用公式 (3) 计算。
隶属度平均值越大, 表示该施肥方案效果越好。
2 结果与分析
2.1 不同肥料水平对青海冷地早熟禾丸粒化种子发
芽率的影响
添加肥料后青海冷地早熟禾丸粒化种子的发芽
时间相应推迟, 最早发芽时间为第 6.68d, 最晚发芽
时间为第 8d, 但与对照相比差异不显著 (p﹥0.05);
添加 5%、 10%、 15%、 20%肥料的丸粒化种子发芽
率均显著低于对照组 (p﹤0.05), 添加 20%肥料组
的丸粒化种子发芽率极显著低于对照组 (p﹤0.01)。
说明丸粒化种子中添加化学肥料 (尿素∶磷酸二氢钾=
1∶1.3) 不利于其早期正常发芽 (见表 1)。
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2.2 不同肥料水平对青海冷地早熟禾丸粒化种子出
苗和幼苗生长的影响
2.2.1 种植于未退化草地土壤: 经不同肥料水平处
理的青海冷地早熟禾丸粒化种子种植于未退化草地
土壤时, 幼苗生长的株高、 根长、 叶片数、 苗鲜重、
苗干重均略高于对照组, 但差异不显著 (p>0.05);
同时, 添加肥料组丸粒化种子的出苗率均较对照组
有所降低, 除 15%肥料组低于对照组 (P﹤0.05),
其他差异均不显著 (P>0.05)。 说明在未退化草地土
壤中, 丸粒化种子中添加肥料 (尿素∶磷酸二氢钾=1∶
1.3) 过多有可能会降低丸粒化种子的出苗率, 而对
促进幼苗营养生长没有明显作用 (见表 2)。
表 1 不同肥料水平处理对冷地早熟禾丸粒种子发芽率的影响
注:列间不同小写字母间差异显著 (p﹤0.05 水平), 不同大写字母间差异极显著 (p﹤0.01 水平)。 下同。
d、 %
2.2.2 种植于退化草地土壤: 经不同肥料水平处理
的青海冷地早熟禾丸粒化种子种植于退化草地土壤
时, 添加肥料组丸粒化种子的幼苗生长株高、 根长、
叶片数、 苗鲜重及苗干重等指标与对照组相比, 均
无显著差异 (p>0.05); 同时, 添加肥料组丸粒化种
子的出苗率均较对照组有所降低, 但差异不显著
(p>0.05)。 说明在退化草地土壤中, 丸粒化种子中肥
料 (尿素∶磷酸二氢钾=1∶1.3) 不同添加水平对种子的
出苗率和幼苗营养生长均没有产生正负面影响 (见
表 3)。
表 2 不同肥料水平对盆栽于未退化草地土壤中青海冷地早熟禾丸粒化种子幼苗生长的影响 %、 cm、 个、 g
表 3 不同肥料水平对盆栽于退化草地土壤中青海冷地早熟禾丸粒化种子幼苗生长的影响 %、 cm、 个、 g
2.3 不同肥力水平对青海冷地早熟禾丸粒化种子出
苗和幼苗生长影响的综合评价
通过模糊数学隶属函数法综合评价可以看出,
种植于未退化草地土壤环境中, 青海冷地早熟禾丸
粒化种子的肥料添加水平为 10%时, 其株高、 根长、
叶片数、 苗重量等指标的综合表现最优 (见表 4);
而种植于退化草地土壤环境中, 青海冷地早熟禾丸
粒化种子的肥料添加水平为 15%时, 其株高、 根长、
叶片数、 苗重量等指标的综合表现最优 (见表 5)。
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3 讨论与小结
3.1 肥料添加水平对青海冷地早熟禾丸粒化种子发
芽率和出苗率的影响
尿素是作物生产中最常用的氮素养分, 但施用
过多会影响作物的正常生长发育。 作物种子发芽出
苗阶段常常因施用尿素而发生发芽率下降, 出苗不
整齐, 幼苗生长受到伤害等现象, 在添加尿素制粒
过程中因受温度条件的影响而形成少量缩二脲, 缩
二脲对作物有毒害作用, 而且含氮量高的尿素分子
也会渗入种子蛋白质分子结构中使蛋白质变性, 对
种子和幼根产生毒害 [13]。 同时, 高新昊等氮钾肥配
施对番茄幼苗生长及前期产量构成的影响研究, 表
明番茄育苗过程中氮、 钾肥料不同配比对番茄幼苗
生长及前期产量存在显著影响, 偏施氮肥或钾肥均可
降低番茄出苗率、 抑制番茄幼苗生长与干物质积累,
氮、 钾肥料合理配施可明显提高番茄幼苗素质, 增加
番茄前期开花数与座果数从而增加番茄前期产量, 番
茄基质育苗过程中氮、 钾 (N∶K2O) 肥料最佳配比为
1∶1.2 [14]。 焦晋川对钾肥对多年生黑麦草抗旱性的影
响研究, 表明干旱环境下一定浓度的钾肥能显著促
进种子发芽率、 增大叶片厚度和根冠比, 从而提高多
年生黑麦草的抗旱能力 [15]。 耿智广等对施钾和磷钾
肥混施对紫花苜蓿种子质量的影响研究, 表明在收
获当年, 磷钾混施显著增加了苜蓿种子的发芽势和
发芽率, 降低了种子硬实率 (P <0.05) [16]。 本研究中,
采用复合肥料 (尿素∶磷酸二氢钾=1∶1.3) 制作的青海
冷地早熟禾丸粒种子, 5%、 10%、 15%、 20%肥料
添加水平组种子发芽率均显著低于对照组, 发芽天
数也有推迟; 同时, 添加肥料青海冷地早熟禾丸粒
化种子分别种植于未退化和退化草地土壤中, 种子
的出苗率均较对照组有所降低 , 但差异均不显著
(P>0.05)。 分析原因可能是由于尿素和磷酸二氢钾
肥料配合在丸粒化种子发芽率和出苗率上没有协同
作用, 同时尿素会对丸粒化种子发芽或出苗产生抑
制作用所致。
3.2 肥料添加水平对青海冷地早熟禾丸粒化种子幼
苗生长的影响
本研究中, 经不同肥料水平处理的青海冷地早
熟禾丸粒种子种植于未退化草地土壤和退化草地土
壤环境中, 其幼苗生长的株高、 根长、 叶片数、 苗
重量等均较对照组略有提高 , 但差异均不显著
(P>0.05), 说明尿素和磷酸二氢钾肥料配合在丸粒
化种子幼苗生长上的协同效应也不明显。 在此基础
上, 通过隶属模糊综合评价结果发现, 10%肥料添
加水平的青海冷地早熟禾丸粒种子种植于未退化草
地土壤环境中表现效果相对更优, 而 15%肥料添加
水平的青海冷地早熟禾丸粒种子种植于退化草地土
壤环境中表现效果相对更优。 此结果可能是由于未
表 4 不同肥料水平对盆栽于未退化草地土壤中青海冷地早熟禾丸粒化种子影响的综合评价
表 5 不同肥料水平对盆栽于退化草地土壤中青海冷地早熟禾丸粒化种子影响的综合评价
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退化草地的土壤本身所含的养分较丰富, 而退化草
地的土壤养分比较贫瘠, 它需要外界环境施入较多
的养分, 才能供植物生长发育所需。 鉴于此, 在今
后的工作中, 需进一步开展尿素或磷钾肥单独添加
对青海冷地早熟禾丸粒化种子发芽率和出苗率的影
响研究是十分必要的工作, 同时建议尝试添加有机
肥作为丸粒种子的养分配料。
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Effect of Different Fertilization Level on Seed Germination and Growth of Poa crymophila Keng CV.
Qinghai Pelleted Seed
LI Ji-lan1, LI Xi-lai2*, WEI Wei-dong2, TIAN Feng2
(1. College of Eco-Environment engineering in Qinghai University, Xining, Qinghai, 810016;
2. College of Agriculture and Animal in Qinghai University, Xining, Qinghai 810016)
Abstract: Owing to the difficulty of germination of pasture seed in “black-soil-beach” grasslands in the areas of three rivers
source, combined with the research of pasture seed pelleting, this experiment selected Poa crymophila Keng CV. Qinghai from Qinghai
plateau as the research objective and studied the effects of different fertilization levels (5%, 10%, 15%, 20%) on seed germination and
seedling growth of Poa crymophila Keng. The results showed that with the increasing of chemical fertilizers, the germination days of
pelleted seed were postponed and higher than the control group (P>0.05) , and the germination rate were all lower than the control group
(P< 0.01) . When pelleted seeds were planted in non-degraded soil, the emergence rate of pelleted seeds were all lower than control
group, and the group with 15% level fertilization was lower than the control group (P<0.05) . As fertilizer content increasing, the plant
height, leaf number, root length, fresh weight and dry weight of seedling were a little higher than those of the control group (P>0.05) .
When pelleted seeds were planted in non-degraded soil, the germination rate of seeds from groups added fertilizers were all less than the
control group (P< 0.05) . As fertilizer content increasing except the 20% fertilizer, the plant height, leaf number, shoot fresh weight, shoot
dry weight were higher than those of in the control group ( P>0.05) . The conclusions were that Poa crymophila Keng CV. Qinghai
pelleted seeds with different adding levels of mixed fertilizers ( the ratio of urea and potassium dehydrogenate phosphate is 1:1.3)
reduced germination rate and germination rate of pelleted seeds, and had no significant effects on promoting seedling growth, which
showed there were no significant synergistic effect on seedling growth of pelleted seeds between urea and potassium dihydrogen phosphate.
Thus, in future, more works are needs to add urea or potassium dehydrogenate phosphate separately to Poa crymophila Keng CV. Qinghai
pelleted seeds to improve germination rate, emergence rate and seedling growth. At the same time, it suggests to add organic fertilizer as
nutrient ingredients of pelleted seeds.
Key words: Poa crymophila Keng CV. Qinghai; Pelleted seed; Fertilizer; Germination; Seedling growth
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