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播种量对紫云英种子产量及其构成因素的影响



全 文 :湖 北 农 业 科 学 2015 年
收稿日期:2015-04-15
基金项目:公益性行业(农业)科研专项(201103005;201503122);国家农作物种质资源平台运行服务项目(2012-019);作物种质资源保护
和利用项目(NB2013-2130135-34)
作者简介:秦自果(1992-),女,安徽芜湖人,在读硕士研究生,研究方向为植物营养学,(电话)13951969331(电子信箱)694262114@qq.com;
通信作者,耿明建(1970-),男,副教授,博士,主要从事绿肥作物生产利用研究,(电子信箱)mjgeng@mail.hzau.edu.cn。
第 54 卷第 20 期
2015年 10 月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 54 No.20
Oct.,2015
紫云英(Astragalus sinicus L.)是豆科黄芪属越
年生草本植物,原产于中国,种植历史悠久[1]。 现今
是中国南方最主要的冬季稻田绿肥,翻压利用可以
增加土壤有机质及养分含量,提高土壤肥力,改善
农业生态环境,促进水稻增产稳产[2-5]。 紫云英也是
一种优良的豆科牧草和重要蜜源作物之一,是中国
播种量对紫云英种子产量及其构成因素的影响
秦自果 1,刘 威 1,李小坤 1,鲁剑巍 1,鲁君明 2,戴志刚 3,曹卫东 4,耿明建 1
(1.华中农业大学微量元素研究中心 /农业部长江中下游耕地保育重点实验室,武汉 430070;2.湖北省洪湖市大同湖管理区农
业技术服务中心,湖北 洪湖 433221;3.湖北省耕地质量与肥料工作总站,武汉 430070;4.中国农业科学院农业资源与农业
区划研究所 /农业部植物营养与肥料重点实验室,北京 100081)
摘要:田间试验条件下,研究 5 个播种量(7.5~37.5 kg / hm2)对紫云英(Astragalus sinicus L.)种子产量及其
构成因素的影响。 结果表明,紫云英鲜草产量和种子产量与播种量呈抛物线关系,均随播种量增加先升
高后降低,在播种量 22.5 kg / hm2时最大。根据种子产量与播种量效应函数,在节约用种原则下,推荐江汉
平原稻区紫云英种子高产播种量为 15~24 kg / hm2。 紫云英种子产量与鲜草产量呈正相关。 随着播种量增
加,紫云英群体密度增加,株高、茎基部直径、单株重、单株一级分枝数、一级分枝花序数显著降低,每有
效花序结荚数、每荚粒数和千粒重受影响较小。 单位面积一级分枝数和花序数随着播种量增加先升高后
降低,与种子产量显著正相关,是影响种子产量的关键因子。
关键词:紫云英(Astragalus sinicus L.);播种量;种子产量;产量构成因素
中国分类号:S551+.9 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2015)20-4960-03
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.20.010
Effect of Seeding Rate on Seed Yield and Its Components of Chinese Milk Vetch
QIN Zi-guo1,LIU Wei1,LI Xiao-kun1,LU Jian-wei1,LU Jun-ming2,DAI Zhi-gang3,CAO Wei-dong4,GENG Ming-jian1
(1. Microelement Research Center, Huazhong Agricultural University / Key Laboratory of Arable Land Conservation ,Middle and Lower Reaches
of Yangtze River, Ministry of Agriculture, Wuhan 430070, China;2. Agricultural Technology Service Center, Datonghu Administration District
of Honghu City, Honghu 433221, Hubei,China;3. Station of Arable Land Quality and Fertilizer Management of Hubei Province,Wuhan
430070,China;4. Key Laboratory of Plant Nutrition and Fertilizer, Ministry of Agriculture / Institute of Agricultural Resources and Regional
Planning, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China)
Abstract:Effects of different seeding rate (7.5~37.5 kg / hm2) on the seed yield and yield components of Chinese milk vetch
were studied in a field experiment. The results showed that the fresh grass yield in full-blossom stage and seed yield of
Chinese milk vetch firstly increased and then decreased with the increase of seeding rate, which showed as a parabola pat-
tern reached the peak in the seeding rate of 22.5 kg / hm2. The optimum seeding rate to achieve high Chinese milk vetch seed
yield was 15~24 kg / hm2 in rice producing area in Jianghan Plain according to the parabola function and saving seeding rate.
The plant density increased with increasing seeding rate, however, plant height, diameter of the stem base, weight per
plant, number of first branch per plant and its number of racemes branch decreased, and the number of pods per effective
raceme, the number of seeds per pod and 1 000-grain weight remain stable throughout. As seeding rate increased, both first
branch and racemes in unit area raised first and then declined. They were the major factors controlling seed yield which pos-
itively correlated with seed yield.
Key words: Astragalus sinicus L.; seeding rate; seed yield; yield components
第 20 期
建设现代农业生产体系中不可或缺的绿肥作物 [6,7]。
当前, 在中国由传统农业向现代农业加速转变时
期,绿肥在粮食安全、食品健康和农业生态环境等
方面的作用越来越受到重视,绿肥的生产应用又进
入了一个快速恢复和发展时期。
过去几年市场上紫云英种子价格波动幅度较
大,一定程度上影响了南方稻田绿肥的快速发展。其
中一个重要原因是紫云英种子产量偏低,与其他作
物比较效益无明显优势。 以往对紫云英绿肥的化肥
替代作用、土壤肥力改善作用等方面研究较多 [8-10],
而紫云英栽培,特别是种子高效生产技术等方面的
系统研究相对较少。目前,中国各地紫云英留种多依
据经验栽培,缺乏精细管理。紫云英种子生产与其他
作物一样,需要选择合适的良种,建立配套的栽培
技术,为其提供适宜的水、肥、气、光、热等条件 [11]。
为此,植物营养机理及新型肥料课题组近年来在湖
北省水稻主产区开展系统的紫云英种子生产技术
研究,试图建立适合本生态区的技术规范,为紫云
英种子高效生产提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验地点与供试材料
试验在湖北省荆州市洪湖大同湖农场进行,土
壤肥力中等,供试紫云英品种为弋江种。 供试土壤
上季作物为水稻,土壤的基本理化性质如下,pH 7.09,
有机质 30.49 g /kg,全氮 1.99 g /kg,速效磷 7.14mg /kg,
速效钾 105.57 mg / kg。
1.2 试验设计
试验共设 5 个紫云英播种量处理 , 分别为
7.5、15.0、22.5、30.0 和 37.5 kg / hm2。每小区 15 m2,每
处理 3 次重复,随机区组排列。 紫云英种子与细沙
混合后于 2012 年 9 月 28 日撒播,氮磷钾肥料用量
均为 45 kg / hm2,所用氮肥为尿素,磷肥为过磷酸钙,
钾肥为氯化钾。 盛花期每小区取 30 cm×30 cm 样方
测量紫云英鲜草产量。 成熟期每小区取 1 m2考种,
统计有效株数,取 10 株测定株高、茎基部直径、单
株重、单株一级分枝数、一级分枝花序数、每有效花
序结荚数、每荚种子粒数、千粒重等农艺性状。 小区
全部收割、风干、脱粒、清选后测定种子产量。
1.3 数据分析
数据采用 Excel 和 DPS 软件处理,用 LSD 法检
验差异显著性水平。
2 结果与分析
2.1 播种量对紫云英种子产量的影响
由表 1 可见,随着播种量的增加,紫云英种子
平均产量呈先增加后逐渐降低的趋势。 播种量为
22.5 kg / hm2时, 紫云英种子平均产量最高, 达 719
kg / hm2,较播种量为 7.5 kg / hm2时产量增加 14.5%,
差异达显著水平。 播种量为 15.0~37.5 kg / hm2的各
处理之间紫云英种子产量差异未达显著水平。 紫云
英播种量与种子产量关系可拟合为抛物线方程:y=
-0.284 2x2+13.815x+532.96(R2=0.831 1),根据该方
程计算的最高产量播种量为 24.3 kg / hm2。 考虑到种
子用量, 推荐紫云英种子生产时播种量为 15~24
kg / hm2较好。
2.2 不同播种量对紫云英鲜草产量的影响及其与
种子产量的关系
紫云英鲜草产量随播种量的变化规律与种子
产量类似(图 1),随着播种量增加,紫云英鲜草产量
呈先增加后逐渐降低的趋势。 播种量为 22.5 kg / hm2
时,产草量最高;随着播种量降低或增加(播种量为
15.0 kg / hm2和 30.0 kg / hm2),产草量有降低趋势。当
播种量为 37.5 kg / hm2时,产草量最低。本试验中,紫
云英产草量与种子产量具有较好的相关性,相关系
数为 0.733。
2.3 播种量对紫云英种子产量构成因素的影响
紫云英株高、茎基部直径、单株重、单株一级分
枝数、一级分枝花序数均随着播种量增加而呈降低
趋势(表 2),其中播种量为 7.5 kg / hm2 的处理显著
高于 37.5 kg / hm2处理,15~30 kg / hm2各播种量处理
之间差异不显著。 紫云英每有效花序结荚数、每荚
粒数比较稳定,播种量对其无明显影响。
紫云英单位面积有效株数随播种量增加而增多,
处理间差异显著,37.5 kg / hm2播量处理的有效株数
为 7.5 kg / hm2播量处理的 2.46倍。单位面积一级分枝
数、花序数在播种量为 30.0 kg / hm2时达到最大,而后
表 1 不同播种量对紫云英种子产量的影响
播种量//kg/hm2
种子产量//kg/hm2
7.5
628 b
15.0
656 ab
22.5
719 a
30.0
687 ab
37.5
651 ab
注:同行数据后不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。
图 1 播种量对紫云英鲜草产量影响及其与种子产量的关系
5 10 15 20 25 30 35 40
播种量//kg/hm2
740
720
700
680
660
640
620




//k
g/
hm
2
45
40
35
30
25







//t
/h
m
2
种子产量
盛花期鲜草产量
秦自果等:播种量对紫云英种子产量及其构成因素的影响 4961
湖 北 农 业 科 学 2015 年
表 3 紫云英种子构成因素与种子产量相关性分析
种子产量
株高
-0.2
茎基部
直径
-0.06
单株重
-0.4
单株一级
分枝数
-0.12
一级分枝
花序数
-0.4
每有效花
序结荚数
0.54
每荚
粒数
-0.28
千粒重
-0.22
有效
株数
0.59
一级
分枝数
0.93**
花序数
0.91*
注:“*”表示相关性达显著水平(P<0.05),“**”表示相关性达极显著水平(P<0.01)。
表 2 不同播种量对紫云英种子产量构成因素的影响
播量
kg/hm2
7.5
15.0
22.5
30.0
37.5
株高
cm
103.4 a
100.7 ab
99.9 ab
93.3 bc
91.2 c
茎基部直径
mm
4.45 a
4.37 a
4.24 a
4.02 ab
3.55 b
单株重
g
28.2 a
21.9 ab
19.6 ab
18.0 ab
13.4 b
单株一级
分枝数
3.6 a
2.8 b
2.9 b
2.7 b
1.9 c
一级分枝
花序数
8.81 a
8.14 ab
7.72 bc
7.38 bc
6.67 c
每有效花
序结荚数
6.0 a
6.1 a
6.3 a
6.1 a
5.7 a
每荚
粒数
6.2 a
6.9 a
6.3 a
6.0 a
6.5 a
千粒重
g
3.78 a
3.33 b
3.68 a
3.39 ab
3.60 ab
有效株数
株/m2
160 d
285 c
337 b
374 ab
394 a
一级分枝数
枝/m2
558 c
773 bc
947 ab
1 021 a
771 bc
花序数
个/m2
5 003 b
6 465 ab
7 163 a
7 525 a
5 140 b
注:同列数据后不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。
随播种量继续增加,单位面积一级分枝数、花序数开
始下降。
2.4 种子产量构成因素相关性分析
由表 3 可知, 紫云英种子产量与单位面积一
级分枝数呈极显著正相关, 与单位面积花序数呈
显著正相关, 与其他种子构成因素间相关性不显
著。
3 小结与讨论
3.1 适宜播种量提高紫云英种子产量
作物在低密度条件下由于种群个体少,总体产
量较低;高密度的条件下种群个体占用的空间和资
源份额变小, 容易因为个体发育不良而造成减产,
只有在适宜群体构成的条件下才能获得较高产量
[12,13]。 本研究结果表明, 弋江种高产适宜播种量为
15~24 kg / hm2, 播种量过低或过高, 种子产量均降
低。 与前人研究结果类似,苏金平等 [14]报道赣紫 2
号在江西种子高产播种量为 22.5~30.0 kg / hm2,杨振
超[15]报道萍乡种在广西最佳播种量为 18.75 kg / hm2。
3.2 播种量对紫云英产草量和种子产量构成因素
的影响
生物学产量是经济产量形成的物质基础,紫云
英亦是如此,不同播种量条件下紫云英的产草量与
种子产量变化规律类似,有了较高的鲜草产量才可
能有较高的种子产量[14]。
随着播种量增加,紫云英单位面积有效株数显
著增加,单株一级分枝数和一级分枝花序数却逐渐
降低,每有效花序结荚数、每荚粒数和千粒重受影
响较小,而单位面积一级分枝数、花序数先增加后
降低,二者与紫云英种子产量显著正相关。 可见单
位面积一级分枝数和花序数是决定紫云英产量的
关键因素,二者除了受播种量影响外,还会受到土
壤肥力、施肥、光照、收获时间等因素影响[8,16-18]。 潘
福霞等[11]采用与本试验同样的紫云英品种,在同一
地区较高肥力土壤上的试验表明最高产量播种量
为 15.0 kg / hm2。 生产实践中需要根据自然环境条
件,可以通过调整播种量,结合施肥等措施,控制紫
云英群体密度,增加一级分枝数、花序数和结荚数,
实现紫云英种子高效生产。 本试验中所测定花序数
为全部花序数,而有效花序数与种子产量关系还有
待进一步探究。
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(责任编辑 韩 雪)
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磷组分中含量最多的是中等活性有机磷,含量最少
的是中稳性有机磷或高稳性有机磷,这与前人大部
分的研究结果[23,24]一致。 中等活性有机磷能较快转
化为活性有机磷,并进一步矿化为无机磷。 因此,活
性有机磷和中等活性有机磷与土壤磷的有效性密
切相关。 有机磷的矿化是一个复杂的过程,其有效
性受土壤磷酸酶、土壤微生物、土壤 pH、土壤温度、
有机肥料的施用等诸多因素的影响。 有机磷矿化与
生物固磷作用同时进行,目前的研究对其机理尚不
明确[4]。 土壤磷酸酶活性一般由其所处土壤环境的
酸碱性决定,而磷酸酶活性的强弱可以较好的反映
有机磷矿化和合成的强度, 土壤磷酸酶活性强,则
土壤磷素供应状况好。 微生物量磷(土壤中所有活
体微生物所含的有机磷) 是活性有机磷的组成部
分,是土壤有机磷中最活跃的组分 [25],其周转快,易
矿化,是土壤中有效磷的重要来源。 由于土壤磷酸
酶一般来自于动植物残体和土壤微生物,因此在边
坡防护与生态恢复中,在加入了大量有机磷肥的同
时, 应当适量加入具有解磷作用的微生物菌肥,活
跃的微生物活动可以加速有机磷的矿化。 另外,微
生物分泌的一些激素类物质也能促进植物的生长。
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(责任编辑 韩 雪)
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