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行距与播种量对无芒雀麦生产性状的影响



全 文 :30卷01期
Vol.30,No.01
草 业 科 学
PRATACULTURAL SCIENCE
91-95
01/2013
行距与播种量对无芒雀麦生产性状的影响
吴菲菲1,张永亮2,王显国1
(1.中国农业大学草地研究所,北京100094;2.内蒙古民族大学农学院,内蒙古 通辽208042)
摘要:采取二因素随机区组试验,分析不同行距(30、50、70和90cm)与播种量(0.46、0.77和1.08g·m-2)对无芒
雀麦(Bromus inermis)群体株高、生殖蘖数、营养蘖数、总分蘖数、地上生物量、叶面积指数(LAI)和冠层底部光合
有效辐射(PAR)的影响,旨在为无芒雀麦种子生产提供理论依据。结果表明,行距对无芒雀麦群落特性具有显著
影响(P<0.05)。随着行距的增加,株高和PAR呈上升趋势,其余指标呈下降趋势。30cm行距处理的生殖蘖数、
营养蘖数、总分蘖数和LAI显著高于70和90cm行距处理(P<0.05),而PAR显著低于50、70和90cm行距处
理(P<0.05)。播种量对LAI和PAR的影响显著,对株高、生殖蘖数、营养蘖数、总分蘖数和地上生物量没有显著
影响。生殖蘖数、营养蘖数、总分蘖数与LAI呈极显著正相关(P<0.01),与PAR呈显著负相关(P<0.05)。12
个播种组合处理可聚合成窄行距类与宽行距类两类,类之间群落特性差异显著。
关键词:无芒雀麦;叶面积指数;光合有效辐射;群落特性;聚类分析
中图分类号:S540.4;Q948.15   文献标识码:A   文章编号:1001-0629(2013)01-0091-05

  无芒雀麦(Bromus inermis)是我国最重要的栽
培禾草之一[1],种子需求量相对较大,提高无芒雀麦
种子产量是牧草栽培技术研究的重要目标。植物群
体冠层结构特征与种子产量关系密切。植物群体生
殖蘖数、营养蘖数、株高、生物量、叶面积指数和光合
有效辐射等是构成植物冠层结构的主要指标。无芒
雀麦获得高的种子产量依赖于足够的生殖蘖数量和
较大的生物量[2-3],单位面积的生殖蘖数量和种子产
量呈极显著正相关(P<0.01)[4]。Vesala等[5]认
为,植物冠层截获PAR的量决定着其固定CO2 的
能力,显著影响植物的干物质积累;Goudriaan和
Monteith[6]的试验结果显示,叶面积指数可以用来
估算冠层潜在光合生产力与作物干物质积累量。目
前,行距和播种量对无芒雀麦种子产量及产量组分
的影响已有报道[4],而对群体冠层结构特征的影响
报道较少[7-8]。本试验以无芒雀麦为试验材料,研究
播种量与行距对无芒雀麦群体冠层结构特征的影
响,探索高效、合理的栽培管理措施,为提高牧草种
子产量和实现规模化生产提供技术依据。
1 材料与方法
1.1试验地自然概况 试验地位于通辽市内蒙
古民族大学农学院试验农场,地理位置为43°36′N,
122°22′E,海拔178m,年均气温6.8℃,多年平均
降水量398mm,无霜期154d。土壤为灰色草甸土,
试验前测定土壤速效钾含量为104.56mg·kg-1,速
效磷含量为45.6mg·kg-1,碱解氮含量为51.10mg
·kg-1,全氮含量为1.16g·kg-1,有机质含量为19.
29g·kg-1,pH值为8.2。
1.2试验设计 试验设播种量和行距两个因素。
播种量设定为3个水平,纯活种子播量为0.3、0.5
和0.7g·m-2,无芒雀麦发芽率为65%,故实际种
子播量为0.46、0.77和1.08g·m-2,分别用A、B、
C表示。行距设定为30、50、70和90cm共4个水平,
共计12个处理(播种组合),每个处理4个重复,共48
个小区,小区面积3m×6m。试验小区均按随机区
组设计,2009年8月15日播种。具灌水条件。
1.3测定项目与方法 株高:于2011年7月10
日(成熟期),每个小区中随机选取30个生殖枝,自
地表至花序顶端测量植株高度(cm)。
生殖蘖数、营养蘖数、总分蘖:于2011年7月10
日(成熟期),每个小区无重复随机取3个50cm样
段,在所选样段上数生殖蘖数和营养蘖数,计算单位
* 收稿日期:2012-04-12  接受日期:2012-06-19
基金项目:国家牧草产业体系项目(CARS-35);国家科技支撑子课题(2011BAD17B01-02);内蒙古民族大学科研创新团队建设计划项目
(NMD10-03)
作者简介:吴菲菲(1989-),女,山东聊城人,在读硕士生,主要从事牧草繁殖与发育生物学研究。
通信作者:张永亮(1959-),男,内蒙古包头人,教授,硕士生导师,博士,主要从事草地生态与牧草栽培研究。E-mail:zyl8802@163.com
PRATACULTURAL SCIENCE(Vol.30,No.01) 01/2013
面积(1m2)的生殖蘖数和营养蘖数(根据不同行距
计算),总分蘖数=生殖蘖数+营养蘖数。
地上生物量:于2011年7月10日(成熟期),每个
小区随机选择3个1m样段刈割地上部分,留茬5cm,
在65℃鼓风干燥箱中干燥24h后称干质量(包括种子
质量),计算单位面积地上生物量干质量(g·m-2)。
叶面积指数(LAI)、冠层底部光合有效辐射
(PAR):在无芒雀麦抽穗期,选晴朗天于09:00-
11:00用SunScan植物冠层分析系统将仪器探杆垂
直于行距在近地面测定。每个处理测定3个小区,
每小区测3次,取平均数。
1.4聚类分析方法 极差正规化变换是从数据矩
阵的每一个变量中找出其最大和最小值,两者之差
称为极差,然后从每一个原始数据中减去该变量中
的最小值,再除以极差,即:
x′ij=
xij- min1≤i≤n(xij)
max
1≤i≤n(xij)-
min
1≤i≤n(xij)

  经变换后,每列的最大数据变为1,最小数据变
为0,其余数据取值在0~1。
距离是将每一个样品看成 m 维空间(m 个变
量)的一点,在这m维空间中定义距离,距离较近的
点归为同一类,距离远的归于不同的类。采用欧氏
距离与类平均法(UPGMA)进行聚类分析。
①欧氏距离:dij= ∑

k=1
(xik-xjk)槡 2.
②类平均法:设 Gp 与 Gq 并类为 Gr,即 Gr=
{Gp,Gq},则Gr与任一类Gk的距离为:
Dkr=
np
nrDkp+
nq
nrDkq.
1.5数据处理 采用DPS数据处理系统进行方差
分析、相关分析、聚类分析和t检验等。
2 结果与分析
2.1株高 行距对株高有显著影响(表1)。其中,
30、50cm行距的株高均显著低于90cm行距株高
(P<0.05),与70cm行距的株高差异不显著,70和
90 cm行距株高差异不显著(表2)。随着行距的增
加,无芒雀麦株高呈上升趋势。播种量及行距与播种
表1 不同播种组合处理下无芒雀麦种群冠层的结构特征
Table 1 Characteristics of canopy structure of Bromus inermis population under different sowing treatments
播种量
Seeding
rate/
g·m-2
行距
Spacing/
cm
株高
Plant
height/
cm
生殖蘖数/
株·m-2
Numer of
fertile shoots
per m2
营养蘖数/
株·m-2
Number of
vegetative shoots
per m2
总分蘖数/
株·m-2
Number of
total tilers
per m2
地上生物量
Aboveground
biomass/
g·m-2
LAI  PAR
0.46  30  119.1bc  966.7a 494.2a 1 460.8a 1 022.1a 3.4bc  28.9f
0.77  30  117.0bc  649.2abcd  528.3a 1 177.5abc  861.2ab  4.2ab  267.8d
1.08  30  120.0bc  835.8ab  424.2abc  1 260.0ab  1 010.1a 4.5a 16.0f
0.46  50  114.6c 515.5bcd  281.5cd  855.2cd  923.8ab  3.1c 99.4e
0.77  50  121.5abc  715.5abc  324.5bcd  1 040.0bc  981.3a 4.2ab  283.3d
1.08  50  117.1bc  706.5abcd  469.5ab  1 176.0abc  795.2ab  4.5a 99.4e
0.46  70  119.2bc  566.8bcd  253.6d 666.4d 829.8ab  2.7cd  341.3c
0.77  70  125.4ab  455.7cd  200.4d 656.1d 833.9ab  2.9cd  246.0d
1.08  70  120.8bc  565.7bcd  317.1bcd  882.9cd  887.8ab  3.3bc  115.6e
0.46  90  129.6a 412.8cd  212.2d 625.0d 971.8a 1.4e 590.3a
0.77  90  124.0ab  396.7cd  200.6d 572.2d 854.3ab  1.6e 446.2b
1.08  90  122.3abc  337.5d 208.6d 546.1d 701.9b 1.9de  277.6d
播种量Sowing rate  0.534  0.372  0.951  0.838  1.382  7.497* 161.482*
行距Spacing  4.790* 8.075* 17.075* 22.747* 1.651  32.940* 282.000*
行距×播种量
Spacing×Sowing rate
1.614  1.039  1.734  1.350  1.665  0.604  47.355*
注:同列中不同小写字母表示差异显著(P<0.05);*表示在0.05水平上的差异显著。下同。
Note:*indicate significant difference at 0.05level;Different lower case letters within the same column indicate significant
difference at 0.05level.The same below.
29
01/2013 草 业 科 学 (第30卷01期)
量的互作对株高均没有显著影响(表1、表3)。
2.2生殖蘖数、营养蘖数和总分蘖数 行距对
无芒雀麦生殖蘖数、营养蘖数和总分蘖数均有显著
影响(表1),随着行距增加,三者均呈递减趋势。其
中,30cm行距的生殖蘖数、营养蘖数和总分蘖数最
多,显著高于70和90cm行距(P<0.05)。50cm
行距的生殖蘖数与90cm行距之间差异显著,与30
和70cm行距间差异不显著。50cm行距的营养蘖
数和总分蘖数与30、70和90cm行距之间差异显著
(表2)。播种量及行距与播种量的互作均对三者有
显著影响(表1)。分析三者的相关性可知,三者呈
极显著正相关(表4)。
2.3地上生物量  随着行距的增加,地上生物量
递减(表2)。其中,30cm行距处理地上生物量最
大,为964.4g·m-2,比50、70和90cm 行距高
7.14%、13.40%和14.44%,但差异不显著(表2)。
2.4 LAI LAI随行距增加而下降,随播种量增加
而上升(表2、表3)。其中,30与50cm行距之间无
显著差异,30、50与70、90cm 行距之间差异显著
(P<0.05),70与90cm行距处理间差异显著;高、
中播量与低播量处理之间差异显著,中播量与高播
量间差异不显著(表2)。行距与播种量的互作对
表2 行距对无芒雀麦种群冠层结构特征的影响
Table 2 Impacts of row spacing on canopy structure characteristics of Bromus inermis population
行距
Spacing/
cm
株高
Plant
height/
cm
生殖蘖数/
株·m-2
Numer of
fertile tilers
per m2
营养蘖数/
株·m-2
Number of
vegetative tilers
per m2
总分蘖数/
株·m-2
Number of
total tilers
per m2
地上生物量
Aboveground
biomass/
g·m-2
LAI  PAR
30  118.7±6.4b 817.2±316.0a 482.2±152.7a1 299.4±345.1a964.4±109.7a 4.0±0.9a 104.2±121.7d
50  117.7±6.6b 645.8±187.5ab 358.5±141.9b1 023.7±207.2b900.1±180.8a 3.9±0.9a 160.7±91.0c
70  121.8±7.8ab 529.4±188.6bc 257.0±82.9c 735.1±188.4c850.5±213.6a 2.9±0.8b 234.3±109.7b
90  125.3±5.3a 382.3±110.8c 207.1±42.7c 581.1±116.9c842.7±171.6a 1.6±0.4c 438.0±133.7a
表3 播种量对无芒雀麦种群冠层结构特征的影响
Table 3 Impacts of Sowing rate on canopy structure characteristics of Bromus inermis population
播种量
Seeding
rate/
g·m-2
株高
Plant
height/
cm
生殖蘖数/
株·m-2
Numer of
fertile tilers
per m2
营养蘖数/
株·m-2
Number of
vegetative tilers
per m2
总分蘖数/
株·m-2
Number of
total tilers
per m2
地上生物量
Aboveground
biomass/
g·m-2
LAI  PAR
0.46  120.6±9.0a 615.4±319.6a 310.4±153.2a 901.9±419.9a 936.9±138.1a 2.6±1.0b 264.9±232.3b
0.77  122.0±7.1a 554.3±218.1a 313.4±175.4a 861.5±306.3a 882.7±104.6a 3.2±1.2a 310.8±82.8a
1.08  120.0±4.9a 611.4±251.2a 354.9±134.8a 966.2±348.6a 848.7±247.3a 3.6±1.4a 127.1±98.0c
表4 分蘖数与LAI和PAR之间的相关性(N=12)
Table 4 Correlation between number of tilers and LAI and PAR(N=12)
指标
Parameter
生殖蘖数
Numer of fertile
tilers per m2
营养蘖数
Numer of vegetative
tilers per m2
总分蘖数
Numer of total
tilers per m2
LAI  PAR
生殖蘖数Numer of fertile tilers per m2  1.000
营养蘖数Numer of vegetative tilers per m2  0.834** 1.000
总分蘖数Numer of total tilers per m2  0.953** 0.939** 1.000
LAI  0.766** 0.806** 0.820** 1.000
PAR -0.681* -0.614* -0.713** -0.723** 1.000
注:*表示在0.05水平上的显著相关,**表示在0.01水平上极显著相关。
Note:*and**indicate significant correlationship at 0.05and 0.01level,respectively.
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LAI无显著影响(表1)。相关性分析表明,生殖蘖
数、营养蘖数、总分蘖数与LAI间呈极显著正相关
(表4)。
2.5冠层底部PAR 播种量与行距对无芒雀麦
群体冠层底部PAR有显著影响,且行距与播种量的
互作对PAR有显著影响(表1)。随行距的增加,冠
层底部PAR递增(表2)。4个行距之间差异显著,
90cm行距冠层底部PAR最大,为438.0,比30、50
和70cm行距高320.35%、172.57%和86.94%。3
个播种量之间冠层底部PAR差异显著。相关性分
析可知,冠层底部PAR与生殖蘖数、营养蘖数、总分
蘖数和LAI间呈显著或极显著负相关(表4)。
2.6行距与播种量组合方案的聚类分析 聚
类分析表明,12个播种组合方案可聚成两类(图1),
第Ⅰ类为行距30cm(A30、B30、C30)、50cm(A50、
B50、C50)和70cm(C70)处理组合;第Ⅱ类为行距90
cm(A90、B90、C90)和70cm(A70、B70)处理组合。在
同一类内,无芒雀麦群体冠层结构特征指标相近,不
同类间指标差异明显。行距较窄的第Ⅰ类生殖蘖
数、营养蘖数、总分蘖数和LAI均极显著大于行距
较宽的第Ⅱ类,而株高和PAR显著和极显著低于第
Ⅱ类(表5)。
图1 不同处理的聚类分析图
Fig.1 Cluster analysis of different treatments
表5 聚类分析归属类中分类指标平均数与t检验
Table 5 Mean and t test of clusting index in the cluster analysis
项目
Item
株高
Plant
height/
cm
生殖蘖数/
株·m-2
Numer of
fertile tilers
per m2
营养蘖数/
株·m-2
Number of
vegetative tilers
per m2
总分蘖数/
株·m-2
Number of
total tilers
per m2
地上生物量
Aboveground
biomass/
g·m-2
LAI  PAR
Ⅰ类TypeⅠ 118.59±0.92 707.84±58.57 405.62±36.88 1121.77±80.91 925.90±31.68 3.87±0.23 141.47±36.20
Ⅱ类TypeⅡ 124.10±1.73 433.89±38.25 215.06±9.90  613.17±23.44 838.34±42.88 2.09±0.29 380.25±62.67
Sig. * ** ** ** NS ** **
注:NS,P>0.05;*,P<0.05;**,P<0.01。
4 讨论与结论
行距对无芒雀麦群体冠层结构特征指标具有显
著影响。随行距增加,株高和PAR呈上升趋势,其
余指标呈下降趋势。30cm行距的生殖蘖数、营养
蘖数、总分蘖数和LAI显著高于70和90cm行距,
而PAR显著低于50、70和90cm行距。行距、年份
及二者互作对老芒麦(Elymus sibiricus)的枝条高
度、密度,种子产量和鲜草产量均有极显著影响[9]。
在不同密度条件下,大豆(Glycine max)冠层同一高
度叶面积指数随密度的增加呈增加趋势[10],与本试
验中窄行距处理所得结果和建植第2年无芒雀麦种
群相似[4]。
播种量对3年龄无芒雀麦种群LAI和PAR影
响显著。随播种量增加,LAI递增,PAR递减。播
种量对株高、生殖蘖数、营养蘖数和地上生物量无显
著影响。朱振磊等[4]对2年龄无芒雀麦种子产量的
研究表明,播种量对单位面积生殖蘖数无显著影响,
与本试验结果一致。李存福[2]认为,无芒雀麦冠层
LAI为1,叶片分布均匀,消光系数较小,能够获得
较高的种子产量。本试验中,30和50cm行距处理
的群体密度较大,LAI分别达到4.03和3.91,开花
后出现了严重倒伏,虽然地上生物量较高,但影响种
子产量。
单位面积生殖蘖数、营养蘖数、总分蘖数与LAI
呈极显著正相关,与冠层底部PAR呈显著负相关。
有研究[11]证实,光合有效辐射强度随着密度的增加
呈递减的趋势,高密度与低密度群体之间差异显著。
12个播种组合处理可聚成两类,即窄行距类与
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01/2013 草 业 科 学 (第30卷01期)
宽行距类,类之间株高、生殖蘖数、营养蘖数、总分蘖
数、LAI和PAR差异显著。
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Impacts of row spacing and sowing rate on production
characteristics of Bromus inermis
WU Fei-fei 1,ZHANG Yong-liang2,WANG Xian-guo1
(1.Institute of Grassland Science,China Agricultural University,Beijing 100094,China;
2.Colege of Agriculture,Inner Mongolia University for Nationalities,Tongliao 028042,China)
Abstract:Impacts of row spacing and sowing rate on plant height,numer of fertile tilers,numer of vegeta-
tive tilers,number of total tilers,aboveground biomass,LAI and PAR of Bromusinermispopulation were
studied by randomized block experiment.The results showed that row spacing had obvious effects on popu-
lation characteristics(P<0.05).As row spacing increased,the plant height and PAR of B.inermis popula-
tion presented a rising tendency and other index showed a decreasing tendency.The numer of fertile tiler,
numer of vegetative shoot,numer of total tiler and LAI of 30cm row spacing treatments were much higher
than those in 70cm and 90cm row spacing treatments(P<0.01),while PAR was significantly lower than
those in 50cm,70cm and 90cm row spacing treatments(P<0.01).There was a significant impact of so-
wing rate on LAI and PAR and was no obvious impact of sowing rate on plant height,numer of fertile til-
er,numer of vegetative shoot,numer of total tiler and aboveground biomass.The numer of fertile tiler,
numer of vegetative shoot and numer of total tiler were significantly positive correlation with LAI(P<0.
01)and were significantly negative correlation with PAR(P<0.05).Twelve sowing treatments were clas-
sified as two types of narrow row space and wide row space,and there were significant differences in the
community characteristics between narrow row space type and wide row space type.
Key words:Bromus inermis;LAI;PAR;community characteristics;cluster analysis
Corresponding author:ZHANG Yong-liang E-mail:zyl8802@163.com
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