免费文献传递   相关文献

Effects of different mulching on the establishment of Cleistogenes songorica

不同覆盖物对无芒隐子草建植的影响



全 文 :书不同覆盖物对无芒隐子草建植的影响
邰建辉1,3,王彦荣1,李晓霞2,魏学1,陈谷3
(1.兰州大学草地农业科技学院,甘肃兰州730020;2.中国科学院植物研究所,北京100093;3.百绿集团,北京100025)
摘要:覆盖物处理对无芒隐子草建植的影响因土壤干旱条件不同而异,在非干旱条件下(隔5d灌溉),各处理对建
植率的影响差异不显著。但在干旱条件下(隔15d灌溉),沙覆盖的建植率(40.7%)显著高于其他处理;地膜覆盖
(23.6%)与对照(22.2%)无显著差异,但显著高于稻草覆盖(15.9%)。2种灌溉条件下,沙覆盖处理的株高、叶片
数、分蘖数、叶面积和地上生物量等都显著高于其他处理和对照。
关键词:无芒隐子草;覆盖物;土壤温度;土壤水分;幼苗建植
中图分类号:S688.4  文献标识码:A  文章编号:10045759(2011)03028705
  我国西北地区气候干旱,年降水量少,蒸发量大,土壤表层易形成干土层和板结,因而常造成植物种子萌发和
出苗困难,进而影响到建植。目前,广泛采用播种后加覆盖物来解决表土干旱、板结、地温低、种子萌发难、出苗速
度慢等问题。在生产中多种覆盖物已被利用[1,2],其中,应用最广的是地膜、稻草、砂子或小鹅卵石覆盖[3]。覆盖
物可影响土壤温度、水分、盐分、肥力和质地等[4],但影响较大的是土壤温度和水分[47]。
无芒隐子草(犆犾犲犻狊狋狅犵犲狀犲狊狊狅狀犵狅狉犻犮犪)是我国西北荒漠草原的重要野生禾草,对荒漠生态系统的恢复和保育
具重要作用。该草具有抗热、抗旱、耐寒、耐践踏,青绿期较长,营养生长期色泽墨绿,叶片美观等特点,具有作为
优良草坪草和生态草引种驯化的利用价值[8,9]。成功建植是野生草引种驯化的关键,以往对无芒隐子草种子萌
发条件[1012]、水分与幼苗出土关系[9]的研究已有报道,但有关覆盖物对建植影响的研究未见报道。本研究探讨了
不同土壤水分条件下,稻草、地膜和砂子覆盖对无芒隐子草幼苗建植和生长的影响,旨在为无芒隐子草成功建植
提供技术依据。
1 材料与方法
1.1 研究材料
无芒隐子草种子于2004年9月采自内蒙古阿拉善荒漠草原。种子清选、风干后贮藏于兰州大学草地农业科
技学院低温种子库(3~5℃)待用。试验前测得种子的发芽率为98%。
1.2 试验地概况
试验于2006年在张掖市临泽县,兰州大学草地农业科技学院张掖试验站进行,海拔1450m,年日照时数
3045.2h。年均气温7.6℃,最高最低气温为39.1和-28℃,≥0℃和≥10℃年积温分别为3470.0和
3078.4℃。年均降水量116mm,年均蒸发量2341mm,干燥度5.08,无霜期170d。砂壤土,pH为6.8。
1.3 试验处理
试验设不同水分和不同覆盖物双因子处理。水分设每隔5d和每隔15d两个灌溉处理,每次灌水0.25
m3/m2;覆盖物设覆细土(对照)、覆稻草、覆地膜和覆沙4个处理。2个灌水试验区间隔3m,在每个灌水区将覆
盖物处理进行随机排列,每覆盖处理4次重复,每重复1m×1m,小区间隔为0.5m。每小区播种8行,行距15
cm,每行均匀撒播400粒种子。播种后,沙、土过4mm细筛,均匀筛撒于种子上,覆盖层为1cm左右;稻草(1
kg/m2)和地膜直接覆于撒播后的种子上;全部处理完成后进行漫灌。2006年6月9日播种,6月13-21日陆续
出苗,至8月9日无芒隐子草分蘖数达3~6个时结束。
第20卷 第3期
Vol.20,No.3
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA   
287-291
2011年6月
 收稿日期:20100426;改回日期:20100621
基金项目:国家重点研究发展计划(973计划)项目(2007CB108904)资助。
作者简介:邰建辉(1981),男,陕西凤翔人,硕士。Email:timothy@barenbrug.com.cn
通讯作者。Email:yrwang@lzu.edu.cn
1.4 测定项目与方法
1.4.1 土壤温度与含水量测定 播种后逐日8:00,14:00和20:00时测定各处理5cm处的土壤温度。并采用
烘干减重法(105℃烘12h)测定0~10cm土层含水量。
1.4.2 出苗率与幼苗生长 试验期间逐日记录试验地各处理的出苗情况。8月9日,各处理随机取20单株,测
定植株的高度、分蘖数、冠幅、叶片数、叶面积和地上生物量(75℃烘至恒重,万分之一天平称量),计算平均数。
1.4.3 统计分析 试验数据采用SPSS15.0软件进行统计分析,Duncan方法进行多重比较,Excel制图。
2 结果与分析
2.1 覆盖物对土壤温度和土壤含水量的影响
在隔5d灌溉和隔15d灌溉条件下,不同覆盖物对土壤温度影响各异。早、中、晚3个时刻地膜和砂子覆盖
的土壤温度始终高于对照;但稻草覆盖低于对照。在隔5d灌溉条件下早、中、晚3个时刻对照的温度分别为
14.0,29.9和20.1℃,盖地膜处理“增温效应”最显著,比对照平均提高5.1,8.0和10.4℃;其次为砂子覆盖比对
照平均提高2.0,3.1和3.6℃;与对照比,稻草覆盖有明显的“降温效应”,平均比对照下降0,9.9和1.1℃(图
1A)。隔15d灌溉条件下,早、中、晚3个时刻对照的温度分别为14.7,31.9和22.1℃,各覆盖处理对地温的影
响基本与隔5d灌溉条件下的效应一致,但是各个时间段的平均地温上升1.5℃,各处理中午地温上升最为明显,
平均上升3.2℃(图1B)。
各覆盖处理均有良好的保墒作用。在相同条件下,稻草和地膜覆盖的土壤含水量最高,对照的含水量最低,
砂子覆盖的含水量居中。结果表明,在隔5d灌溉条件下,地膜、稻草和砂子覆盖使0~10cm土层含水量分别达
到27.3%,25.6%和21.2%,比对照提高10.6%,8.9%和4.5%。覆盖物对最高土壤含水量的影响不大,但对最
低含水量影响较大,地膜、稻草、砂子覆盖和对照的最低含水量分别为15.1%,11.9%,7.7%和7.5%。隔15d
灌溉条件下,各覆盖处理的含水量变化趋势与隔5d灌溉条件下基本相同,但各处理的平均、最高和最低含水量
比隔5d灌溉处理低5.1%,0.5%和7.4%(表1)。
图1 隔5犱灌溉(犃)和隔15犱灌溉(犅)条件下覆盖物对5犮犿处土壤温度日变化的影响
犉犻犵.1 犈犳犳犲犮狋狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犿狌犾犮犺犻狀犵狅狀5犮犿狊狅犻犾犾犪狔犲狉狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲狌狀犱犲狉狅狀犮犲犻狉狉犻犵犪狋犻狅狀
犲狏犲狉狔5犱犪狔(犃)犪狀犱狅狀犮犲犻狉狉犻犵犪狋犻狅狀犲狏犲狉狔15犱犪狔(犅)(犕犲犪狀±犛犇)
2.2 覆盖物对无芒隐子草建植的影响
在隔5d灌溉条件下,不同覆盖物对无芒隐子草的建植率影响不显著,砂子、地膜和稻草覆盖的建植率分别
为33.9%,27.9%和26.4%;对照为31.6%。在隔15d灌溉条件下,不同覆盖物对无芒隐子草的建植率影响显
著。砂子覆盖的建植率最高达40.7%,显著高于其他处理;地膜覆盖为23.6%,与对照(22.2%)无显著差异,但
显著高于稻草覆盖(15.9%)(图2)。
882 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.3
表1 不同覆盖物对0~10犮犿土壤层含水量的影响
犜犪犫犾犲1 犈犳犳犲犮狋狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犿狌犾犮犺犻狀犵狅狀0-10犮犿犾犪狔犲狉狊狅犻犾狑犪狋犲狉犮狅狀狋犲狀狋
处理
Treatment
隔5d灌溉Irrigationevery5d
平均含水量
Averagewatercontent
最高含水量
Maxwatercontent
最低含水量
Minwatercontent
隔15d灌溉Irrigationevery15d
平均含水量
Averagewatercontent
最高含水量
Maxwatercontent
最低含水量
Minwatercontent
CK 16.7 34.9 7.5 10.8 35.7 1.3
稻草Straw 25.6 36.5 11.9 21.1 37.3 2.9
地膜Film 27.3 38.7 15.1 22.9 35.0 6.0
砂子Sand 21.2 33.3 7.7 15.7 33.3 2.2
2.3 覆盖物对无芒隐子草幼苗生长的影响
覆盖物对无芒隐子草的生长具显著影响。2种灌溉条件下,砂子覆盖处理的株高、叶片数、分蘖数、冠幅、叶
面积(表2)和地上生物量(图3)显著高于其他处理(对照处理的株高除外)。地膜覆盖对生长有促进作用,但效
果不显著。稻草覆盖对生长有抑制作用。隔5d灌溉条件下,株高、叶片数、分蘖数、冠幅、叶面积和地上生物量
高于隔15d灌溉处理。
图2 不同覆盖物对无芒隐子草建植率的影响
犉犻犵.2 犈犳犳犲犮狋狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犿狌犾犮犺犻狀犵狊狅狀
犲狊狋犪犫犾犻狊犺犿犲狀狋狉犪狋犲狅犳犆.狊狅狀犵狅狉犻犮犪
图3 不同覆盖物对无芒隐子草地上生物量的影响
犉犻犵.3 犈犳犳犲犮狋狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犿狌犾犮犺犻狀犵狊狅狀犪犫狅狏犲
犵狉狅狌狀犱犫犻狅犿犪狊狊狅犳犆.狊狅狀犵狅狉犻犮犪
 图中数据为平均值±标准误差 Thedataaremean±SE;相同灌溉条件下处理间标有不同字母者为5%水平差异显著 Thedifferentlettersunder
sameirrigationtreatmentindicatesthesignificantdifferenceat0.05level
表2 不同覆盖物对无芒隐子草幼苗生长的影响
犜犪犫犾犲2 犈犳犳犲犮狋狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犿狌犾犮犺犻狀犵狊狅狀狊犲犲犱犾犻狀犵犵狉狅狑狋犺狅犳犆.狊狅狀犵狅狉犻犮犪
处理
Treatment
隔5d灌溉Irrigationevery5d
株高
Plantheight
(mm)
叶子数
Numberof
leaves
分蘖数
Tiler
number
冠幅
Crown
(mm)
叶面积
Specificleafarea
(mm2)
隔15d灌溉Irrigationevery15d
株高
Plantheight
(mm)
叶子数
Numberof
leaves
分蘖数
Tiler
number
冠幅
Crown
(mm)
叶面积
Specificleafarea
(mm2)
CK 51.2±3.39ab13±1.0b 3±0.2b 42.4±2.03b 76.6±6.19b 28.9±9.88ab11±2.5b3±0.5b28.5±7.49b 27.4±9.21b
稻草Straw 41.0±4.80b 14±1.0b 4±0.5b 39.1±3.34b 59.1±8.83b 19.0±2.78b 10±1.6b3±0.4b20.7±2.77b 16.0±3.60b
地膜Film 48.1±5.93b 14±1.0b 4±0.3b 42.3±1.54b 75.2±5.33b 27.0±8.21b 9±2.4b2±0.6b25.6±7.35b 28.6±12.44b
砂子Sand 65.8±4.80a 26±2.1a 6±0.5a 67.3±4.97a111.0±9.06a 51.1±6.57a 19±2.4a5±0.5a49.9±3.58a 61.9±8.37a
 相同灌溉条件下处理间标有不同字母者为5%水平差异显著 Thedifferentlettersundersameirrigationtreatmentindicatesthesignificantdiffer
enceat0.05level.
982第20卷第3期 草业学报2011年
3 讨论
幼苗建植是野生草人工栽培成功的前提。覆盖处理可以有效调节土壤温度、水分、盐分、肥力和质地等因素,
进而有效提高了植物的建植率和幼苗生长[4,13],并且有利于杂草防除;但不同覆盖物影响不同。本研究结果表
明,砂子和地膜覆盖可以提高土壤温度,而稻草覆盖降低土壤温度,这与以往研究结果一致[5]。
地表的覆盖物减弱了土壤与大气之间的水分交换强度,这不但减少了土壤水分的蒸发,还将土壤深层水分提
升到土壤表层,而且提高了水分利用效率[14]。在植物生长早期覆盖物可以保持土壤表层水分,植物生长中后期
植株本身遮盖可以替代覆盖处理起到保墒的效果[15]。这说明苗期覆盖处理对于干旱地区植物成功建植具有重
要意义。本研究结果进一步证明,各覆盖处理均有良好的保墒作用。其中,稻草和地膜覆盖土壤含水量较高,其
次为砂子覆盖,对照含水量最低。
砂子覆盖可以显著提高无芒隐子草的建植率和幼苗生长(图1,2)。这可能是由于砂子的质地比较疏松,有
利于种子出土成苗,通透性好,有利于透气并能形成上干下湿的环境。另外,砂子覆盖有效提高了土壤含水量、温
度和昼夜温差,十分有利于小种子的萌发出苗和幼苗生长。地膜和稻草覆盖虽然能大幅度提高土壤含水量,但是
地膜覆盖土壤温度过高,温度上升过快,但下降速度较慢,导致土壤温度长时间处在过高的水平(一般处在30~
38℃),会造成种子的次生休眠,以及萌发后幼苗灼伤和根系过早的老化等,不利于无芒隐子草建植生长。稻草覆
盖导致最高土壤温度也低于20℃,严重抑制了种子的萌发出苗。
参考文献:
[1] YangYM,LiuXJ,LiWQ,犲狋犪犾.EffectofdifferentmulchmaterialsonwinterwheatproductionindesalinizedsoilinHei
longgangregionofNorthChina[J].JournalofZhejiangUniversityScienceB,2006,7(11):858867.
[2] 田娜,张蕾,江海东.保水剂对垂盆草建植和生理代谢的影响[J].草业科学,2009,26(2):120123.
[3] LiXY,GongJD,GaoQZ,犲狋犪犾.Incorporationofridgeandfurrowmethodofrainfalharvestingwithmulchingforcroppro
ductionundersemiaridregionofChina[J].JournalofHydrology,2000,228(34):165173.
[4] LiXJ,ZhangZG,LiYC.Effectsofstrawmulchonwaterstatusinsalinesoil[J].JournalofSoilScience,2000,30(4):
176177.
[5] UngerPW,Roleofmulchesindrylandagriculture[A].In:GuptaUS.CropPhysiology[M].OxfordandIBH,NewDelhi,
1975:237260.
[6] WicksGA,CrutchfieldDA,BurnsideOC.Influenceofwheat(犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿)strawmulchandmetolachloroncorn
(犣犲犪犿犪狔狊)growthandyield[J].WeedScience,1994,42:141147.
[7] ChenSY,ZhangXY,LiuMY.Soiltemperatureandsoilwaterdynamicsinwheatfieldmulchedwithmaizestraw[J].Chi
neseJournalofAgrometeorology,2002,23(4):3437.
[8] 郇庚年.甘肃张掖主要野生草坪植物[J].草业科学,1989,6(5):6064.
[9] 邰建辉,王彦荣,陈谷.无芒隐子草种子萌发、出苗和幼苗生长对土壤水分的响应[J].草业学报,2008,17(3):105110.
[10] 鱼小军,王彦荣,曾彦军,等.温度和水分对无芒隐子草和条叶车前种子萌发的影响[J].生态学报,2004,24(5):883
887.
[11] 魏学,王彦荣,胡小文,等.无芒隐子草不同节间部位的种子休眠对高温处理的响应[J].草业学报,2009,18(6):169
173.
[12] 黄文达,王彦荣,胡小文.三种荒漠植物种子萌发的水热响应[J].草业学报,2009,18(3):171177.
[13] 蒋小军,周政华.不同覆盖物对种子直播建植草坪的影响[J].草业科学,2003,20(8):6061.
[14] DongZY,QianBF.Fieldinvestigationoneffectsofwheatstraw/cornstalkmulchonecologicalenvironmentofuplandcrop
farmland[J].JournalofZhejiangUniversityScienceA,2002,3(2):209215.
[15] TolkJA,HowelTA,EvettSR.Effectofmulch,irrigation,andsoiltypeonwateruseandyieldofmaize[J].SoilTilage
Research,1999,50(2):137147.
092 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.3
犈犳犳犲犮狋狊狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犿狌犾犮犺犻狀犵狅狀狋犺犲犲狊狋犪犫犾犻狊犺犿犲狀狋狅犳犆犾犲犻狊狋狅犵犲狀犲狊狊狅狀犵狅狉犻犮犪
TAIJianhui1,3,WANGYanrong1,LIXiaoxia2,WEIXue1,CHENGu3
(1.ColegeofPastoralAgricultureScienceandTechnology,LanzhouUniversity,Lanzhou730020,China;
2.InstituteofBotany,ChineseAcademyofSciences,Beijing100093,China;
3.BarenbrugGroup,Beijing100025,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Effectsofdifferentmulchingontheseedlingestablishmentof犆犾犲犻狊狋狅犵犲狀犲狊狊狅狀犵狅狉犻犮犪variedwithsoil
waterconditions.Themulchesshowednoeffectsonseedlingestablishmentwhentheplantswereirrigatedev
ery5days,butitsignificantlyaffectedseedlingsurvivalratewhentheplantswereirrigatedevery15days.At
15-dayintervalirrigation,theseedlingestablishmentratewasthehighest(40.7%)undersandmulchingand
wasthelowest(15.9%)understrawmulching.Theseedlingestablishmentrateunderfilmmulching(23.6%)
wasnotsignificantlydifferentfromthatofthecontrol(22.2%),butwassignificantlygreaterthanthatunder
strawmulching(15.9%).Theplantheights,leafnumbers,tilernumbers,leafareasandabovegroundbio
massesundersandmulchingweresignificantlygreaterthanthoseunderothertreatments.
犓犲狔狑狅狉犱狊:犆犾犲犻狊狋狅犵犲狀犲狊狊狅狀犵狅狉犻犮犪;mulching;soiltemperature;soilwatercontent;seedestablishment
192第20卷第3期 草业学报2011年