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施氮对无芒隐子草种子产量的影响



全 文 :1746-1751
09/2014
草 业 科 学
PRATACULTURAL SCIENCE
31卷09期
Vol.31,No.09
DOI:10.11829\j.issn.1001-0629.2014-0322
施氮对无芒隐子草种子产量的影响
贾存智,王彦荣,李欣勇
(草地农业生态系统国家重点实验室 兰州大学草地农业科技学院,甘肃兰州730020)
摘要:研究了施氮量及施氮时期对无芒隐子草(Cleistengenes songorica)种子产量及产量构成因素的影响,以期为
无芒隐子草种子规模化生产提供技术指导和数据支持。结果表明,施氮处理对无芒隐子草种子生产影响明显,随
春季施氮量的增加,种子产量增加,春季施氮100kg·hm-2时无芒隐子草种子产量最大,达1 696.8kg·hm-2,
较对照增加了106.7%,继续增加施氮量,种子产量降低。同时,施氮对无芒隐子草每平米生殖枝数和每小穗种
子数影响明显,春季施氮100kg·hm-2,二者值均达最大,分别为3 075.77枝·m-2和40.53粒·小穗-1。无芒
隐子草的种子产量主要受单位面积生殖枝数、每小穗种子数和千粒重的影响。
关键词:无芒隐子草;施氮;施氮时期;种子产量;产量构成因素
中图分类号:S816;S540.62   文献标识码:A   文章编号:1001-0629(2014)09-1746-06*
Effects of nitrogen applications on seed yield of Cleistengenes songorica
JIA Cun-zhi,WANG Yan-rong,LI Xin-yong
(State Key Laboratory of Grassland Agro-ecosystems,Colege of Pastoral Agriculture Science and
Technology,Lanzhou University,Lanzhou 730020,China)
Abstract:The present experiments were conducted to study the effects of different nitrogen application rate
and periods on seed yield and yield components of Cleistengenes songorica in 2013.Seed yields of
C.songoricasignificantly increased(P<0.05)with the increasing nitrogen application rate which maxi-
mized at 100kg N·hm-2 application rate with 1 696.8kg·hm-2.Meanwhile,fertile tilers per unit area
and seeds per spikelet were significantly influenced by nitrogen application rate which also maximized at
100kg N·hm-2 application rate with 3 075.77·m-2 and 40.53·spikelet-1,respectively.The number of
fertile tilers per unit area was the most important component for seed yield.
Key words:Cleistengenes songorica;nitrogen rate;nitrogen application time;seeds yield;yield compo-
nents
Corresponding author:WANG Yan-rong E-mail:yrwang@lzu.edu.cn
  种子产量是种子生产的首要问题。合理、先进
的田间管理技术可以在很大程度上提高种子产量,
其中,肥料的施用是关键[1-3]。氮肥可以通过影响种
子产量构成因素增加种子产量,但当施氮量增加到
一定程度时,种子产量将不再增加[4]。随施氮量的
增加,老芒麦(Elymus sibiricus)种子产量逐渐增
加;当施氮量达60kg·hm-2时,单位面积生殖枝数
达最大,同时,种子产量达到最大值,比对照提高了
11.45%,继续增加施氮量,产量不再增加[5]。施氮
时期的不同也会影响种子产量。秋季施氮135
kg·hm-2、春季施氮90kg·hm-2时,无芒雀麦
(Bromus inermis)种 子 产 量 最 高,达 1 723.1
* 收稿日期:2014-07-08  接受日期:2014-08-05
基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2014CB138704、2007CB108904)
第一作者:贾存智(1989-),男,甘肃靖远人,在读硕士生,研究方向为作物遗传与育种。E-mail:jiaczh08@lzu.edu.cn
通信作者:王彦荣(1956-),女,吉林大安人,教授,博士,研究方向为牧草种质资源和种子学。E-mail:yrwang@lzu.edu.cn
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kg·hm-2,高于春、秋单施[6]。
无芒隐子草(Cleistengenes songorica)是我国
西北地区荒漠草地重要的野生牧草,具有抗旱、耐
热、耐寒、耐践踏,青绿期较长等特性,不仅可以作为
优良的饲用植物,而且在保持和维护当地脆弱的生
态环境方面具有重要的生态和遗传价值[7-9]。前人
对无芒隐子草的研究主要集中在其种子萌发特
性[10-12]、幼苗生长[12]、抗旱性[8,13]以及建植和种子
生产技术[14-15]方面,而施氮肥对无芒隐子草种子产
量的影响尚未见报道。本试验研究了施氮量和施氮
时期对无芒隐子草种子产量及其构成因素的影响,
以期找出最佳的施氮量和施氮时间,为其科学的生
产管理提供数据支持。
1 材料与方法
1.1 试验地自然概况
试验地位于兰州大学榆中校区草地农业科技学
院试验基地(35°57′N,104°09′E),海拔1 720m,属
大陆性半干旱气候,年均温为6.7℃,年平均降水量
382mm,蒸发量1 343mm,无霜期90~140d,年日
照时数约2 600h,土壤为黄绵土,pH值8.59,有机
质含量 4.522%,全氮含量 0.128%,全磷含量
0.387%,硝态氮含量6.415mg·kg-1,铵态氮含量
5.730mg·kg-1,有效磷含量75.520mg·kg-1,速
效钾含量113.333mg·kg-1。
1.2 试验材料
试验地于2012年建植,所用种子由农业部牧草
与草坪草种子质量监督检验测试中心(兰州)提供,
按照 无 芒 隐 子 草 种 子 生 产 最 佳 种 植 密 度 30
万株·hm-2[15]进行建植,于2013年无芒隐子草返
青前进行间苗,以确保密度一致。试验所用氮肥为
尿素(含氮46%)。
1.3 试验设计
采用完全随机方法进行试验设计,小区面积3
m×3m,3个重复,共30个小区。施氮处理见表1。
1.4 试验方法
于无芒隐子草成熟期在每小区随机选取10株
植株测定生殖枝数,取平均值。每株随机选取3个
生殖枝,测定每生殖枝的小穗数和每小穗的种子数,
取平均值。每小区随机选取1m2 样地,齐地割取植
表1 无芒隐子草种子生产田施氮处理
Table 1 Treatments of nitrogen application on
Cleistengenes songorica seedbeds
施氮处理
Treatment
施氮量Application nitrogen rate/kg·hm-2
春季Spring 秋季Autumn
对照Control  0  0
T1 50  0
T2 100  0
T3 150  0
T4 0  50
T5 0  100
T6 0  150
T7 50  100
T8 75  75
T9 100  50
株,自然干燥后脱粒、清选,测定实际种子产量,取平
均值。收获后从纯净无芒隐子草种子中随机取100
粒种子,用感量为0.000 1g的天平测定其质量,8
次重复,计算平均值,求得千粒重。
1.5 数据处理与统计
用Excel 2007进行所有数据的录入,整理,并
作图。采用SPSS 17.0统计软件进行方差及相关分
析。
2 结果与分析
2.1 施氮量对无芒隐子草实际种子产量的影响
施氮量对无芒隐子草的实际种子产量具有明显
影响,其中,以 T2 处理的实际种子产量最高,达
1 696.83kg·hm-2,较对照提高了106.7%;其次
为T8 和 T9,分别达到 1 458.33 和 1 410.34
kg·hm-2,分别较对照提高了77.6%和71.8%
(表2)。
2.2 施氮时期对无芒隐子草种子实际产量的影响
不同的施氮时期处理中,以春季单施的增产效
果最佳,随着春季施氮量的增加无芒隐子草种子产
量呈现先增加后降低的趋势,在施氮量为 100
kg·hm-2时 种 子 实 际 产 量 最 大,为 1 696.83
kg·hm-2,显著高于对照(P<0.05)。春、秋分施
的效果次之,秋季单施的增产程度最小(表2)。
2.3 施氮对无芒隐子草种子产量构成因素的影响
2.3.1 施氮对无芒隐子草每平方米生殖枝数的影
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响 春季施氮均能增加无芒隐子草每平方米生殖枝
数。所有处理中以 T2 的增幅最大,为3 075.77
枝·m-2,较对照增加了49.9%,其次为T9,较对照
增加了36.1%。随着春季施肥量的增加,无芒隐子
草每平方米生殖枝数呈先增加后减小趋势。秋季施
用氮肥对当季的每平方米的生殖枝数没有显著影响
(P>0.05)(表2)。
2.3.2 施氮对无芒隐子草每生殖枝小穗数的影响
 除T1 和T3 外,其余各处理中,氮肥的施用对无
芒隐子草每生殖枝小穗数的影响不显著(P>
0.05),可以看出,无芒隐子草每生殖枝小穗数是一
个较为稳定的构成因素(表2)。
2.3.3 施氮对无芒隐子草每小穗种子数的影响 
施氮对无芒隐子草每小穗种子数具有显著影响,
各施氮处理均高于对照,其中T2 处理的无芒隐子
草每小穗种子数最大,为40.53,显著高于对照
(28.98)(P<0.05);其次为 T3 和 T8,分别为
34.58和34.40,但与对照无显著差异(P>0.05)
(表2)。
2.3.4 施氮对无芒隐子草千粒重的影响 无芒隐
子草种子千粒重对施氮的响应无明显规律,但总体
而言千粒重较稳定。除T2 和T8 显著高于T1 外,
各处理间均无显著差异(P>0.05)(表2)。
表2 不同施氮处理对无芒隐子草种子实际产量及其构成因素的影响
Table 2 Effect of nitrogen application on seed yield and yield components of Cleistengenes songorica
处理
Treatment
每平方米生殖枝数
Number of
fertiletiler per m2
每生殖枝小穗数
Number of spikelets
per fertile tiler
每小穗种子数
Number of seeds
per spikelet
千粒重
Thousand seed
weight/g
实际种子产量
Actual seed yield/
kg·hm-2
对照Control  2 051.25±108.45bc  10.06±0.12a 28.98±1.06b 0.249±0.007ab  820.93±8.83b
T1 2 214.82±215.60bc  8.93±0.06b 31.50±2.63ab  0.242±0.004b 1 041.69±140.46ab
T2 3 075.77±400.58a 9.35±0.46ab  40.53±5.73a 0.266±0.007a 1 696.83±301.17a
T3 2 147.32±108.63bc  8.84±0.46b 34.58±1.75ab  0.262±0.011ab  1 275.43±174.95ab
T4 1 825.48±137.40c 9.84±0.02ab  30.79±1.75b 0.249±0.006ab  805.30±13.43b
T5 1 944.52±107.18bc  9.89±0.30ab  29.96±0.94b 0.247±0.005ab  1 032.44±44.20ab
T6 1 964.50±69.87bc  9.90±0.19ab  31.41±1.66ab  0.256±0.002ab  1 035.41±149.06ab
T7 2 079.29±85.15bc  9.54±0.40ab  29.85±0.84b 0.253±0.005ab  1 045.88±51.42ab
T8 2 468.93±514.86abc  9.07±0.15ab  34.40±5.62ab  0.264±0.009a 1 458.33±340.93ab
T9 2 792.50±357.42ab  9.07±0.57ab  29.14±1.91b 0.247±0.009ab  1 410.34±329.15ab
注:同列不同小写字母表示不同处理差异显著(P<0.05)。
Note:Different lower case letters within the same columns show significant difference among different treatments at 0.05level.
2.4 无芒隐子草种子产量及其构成因素的相关分

在无芒隐子草种子产量构成因素中,每平方米
生殖枝数与潜在种子产量和实际种子产量均达到极
显著正相关水平(P<0.01),相关系数分别为
0.879 0和0.905 0。同时,每小穗种子数与潜在种
子产量极显著正相关,与实际种子产量显著相关(P
<0.05)。千粒重与潜在种子产量和实际种子产量
呈显著正相关。每生殖枝小穗数与潜在种子产量和
实际种子产量呈负相关,但不显著(表3)。说明无
芒隐子草的种子产量主要受单位面积生殖枝数、每
小穗种子数和千粒重的影响。在所有构成因素中,
每小穗种子数与千粒重的相关性呈极显著正相关,
每生殖枝小穗数与其他构成因素均呈负相关。
施氮量和施氮时期对无芒隐子草实际种子产
量的影响差异显著(P<0.05),但它们的交互作用
并不显著,与施氮时期相比,施氮量的影响更为明
显。施氮时期对无芒隐子草单位面积生殖枝数、
每生殖枝小穗数的影响差异显著,施氮量对种子
千粒重的影响极显著(P<0.01),施氮量和施氮时
期的交互作用对单位面积生殖枝数具有显著影响
(表4)。
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表3 无芒隐子草的种子产量及其构成因素的相关分析
Table 3 Correlation analysis of seed yield and yield components of Cleistengenes songorica
因素
Factor
每平方米生
殖枝数
Number of
fertile tiler
per m2
每生殖枝
小穗数
Number of
spikelets per
fertile tiler
每小穗
种子数
Number of
seeds per
spikelet
千粒重
Thousand
seed
weight/

潜在种
子产量
Potential seed
yield/
kg·hm-2
实际种
子产量
Actual seed
yield/
kg·hm-2
每平方米生殖枝数
Number of fertile tiler per m2
-0.517 1  0.625 6  0.431 3  0.879 0** 0.905 0**
每生殖枝小穗数
Number of spikelets per fertile tiler
-0.391 1 -0.246 2 -0.327 5 -0.621 5
每小穗种子数
Number of seeds per spikelet
0.804 0** 0.885 0** 0.755 0*
千粒重
Thousand seed weight/g
0.699 0* 0.669 0*
潜在种子产量
Potential seed yield/kg·hm-2
0.875 0**
实际种子产量
Actual seed yield/kg·hm-2
注:*显著相关(P<0.05);**极显著相关(P<0.01)。下同。
Note:* mean significant correlation at 0.05level;** mean highly significant correlation at 0.01level.The same below.
表4 施氮量和施氮时期及其交互作用方差分析
Table 4 Variance analysis of nitrogen application time and rate and their interaction
变异来源
Variation source
每平方米生
殖枝数
Number of
fertile tiler
per m2
每生殖枝
小穗数
Number of
spikelets per
fertile tiler
每小穗
种子数
Number of
seeds per
spikelet
千粒重
Thousand
seed
weight/

实际种
子产量
Actual seed
yield/
kg·hm-2
潜在种
子产量
Potential seed
yield/
kg·hm-2
施氮时期
N application time
10.456* 11.835* 4.034  3.921  7.861* 3.543
施氮量
N application rate
3.168  3.159  2.199  8.165* * 5.720* 2.173
施氮时期×施肥量
N application time×application rate
3.552* 1.660  1.807 - 1.849  2.367
3 讨论
无芒隐子草是我国西北重要的野生草种[7],是
优良的饲用植物,为各种家畜全年所喜食[16-17],同时
它具有抗旱、耐寒、抗热性强,较耐践踏,青绿期长等
特点,可作为一般草坪植物[9],在干旱胁迫下,无芒
隐子草较高羊茅(Festuca arundinacea)具有更强的
抗旱性[8]。强的抗旱性使得无芒隐子草在荒漠治理
和植被恢复方面具有很大的应用潜力,因此对其的
驯化培育具有重要的生态和遗传价值。氮素是影响
作物种子产量的关键因素,研究如何科学合理的施
用氮肥,对于无芒隐子草的种子生产十分重要。本
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研究分析了施氮量和施氮时期对无芒隐子草种子产
量及其构成因素的影响,结果表明,氮肥的施用可以
显著提高无芒隐子草的种子产量。于晓娜等[5]关于
老芒麦种子产量的研究表明,随施氮量的增加种子
产量逐渐增加,当施氮量达60kg·hm-2时,种子产
量达到最大值,比对照提高了11.45%,继续增加施
氮量,产量不再增加,这与本研究结果相似。氮肥的
施用主要影响植物单位面积生殖枝数和每小穗种子
数等产量构成因素,从而影响种子产量,但过量的氮
可能造成营养生长过剩,易引起植株倒伏和病害而
导致种子产量下降[18-20]。
禾本科植物的种子产量主要受其产量构成因素
的影响,即单位面积的生殖枝数、每生殖枝的小穗
数、每小穗的小花数、每小穗的种子数以及千粒重,
其中单位面积生殖枝数是影响种子产量的首要因
素[21-22]。本研究的结果表明,施氮对于无芒隐子草
种子产量构成因素影响明显,其中施氮显著增加了
无芒隐子草每平米生殖枝数和每小穗种子数,当春
季施氮100kg·hm-2时,其每平米生殖枝数和每小
穗种子数分别达到3 075.77 枝·m-2和40.53
粒·小穗-1,均为最大。相比而言,每生殖枝小穗数
和千粒重则较为稳定。种子产量及产量构成因素的
相关分析表明,无芒隐子草的种子产量主要受单位
面积生殖枝数,每小穗种子数和千粒重的影响,其中
与单位面积生殖枝数的相关系数达到极显著(P<
0.01),这与邰建辉[15]关于无芒隐子草种子生产的
研究结果一致。
施肥时期对植物种子产量影响的报道结果与相
关报道不一致。毛培胜和韩建国[23]关于无芒雀麦
和老芒麦的研究表明,春、秋分期施氮肥 100
kg·hm-2 (秋 季 70 kg N ·hm-2 + 春 季 30
kg N·hm-2)种子产量达到最高,高于春季和秋季
单施。然而,Rowarth和Archie[24]的研究发现施氮
时间对无芒雀麦(Bromus inermis,Grasslands Tiki
品种)种子产量、单位面积生殖枝数和千粒重的影响
不显著,春季施氮80kg·hm-2时,种子产量高于
秋、春季分施,刘颖等[25]关于兰引Ⅲ号结缕草(Zoy-
sia japonica Lanyin No.3)的研究表明,施肥时期
的不同对种子产量的影响不大。本研究表明,春季
施氮可以明显增加无芒隐子草的种子产量,秋季施
氮和春、秋分施氮影响不显著。这可能是由于春季
施氮主要影响当年的单位面积生殖枝数,而秋季施
氮主要促进根茎分蘖数,进而使第2年单位面积生
殖枝数增加[6]。
4 结论
本研究结果表明氮肥的施用可以显著影响无芒
隐子草的种子产量,随着春季施氮量的增加,种子产
量先增加后降低,在春季施氮100kg·hm-2时无芒
隐子草种子产量最大,达到1 696.83kg·hm-2,继
续增加施氮量,产量降低。不同施氮时期中,春季施
氮对当年无芒隐子草种子产量影响显著,秋季单施
和春秋分施的影响不显著。
施氮对无芒隐子草单位面积生殖枝数和每小
穗种子数的影响显著,对种子千粒重和每生殖枝
小穗数的影响不明显。无芒隐子草的种子产量主
要受其单位面积生殖枝数、每小穗种子数和千粒
重的影响。
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(责任编辑 武艳培
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