全 文 ：文章编号: 1007-0435( 2005) 04-0274-04
刈割对紫花苜蓿生殖生育期的调控及
对种子产量和质量性状的影响
王显国1 ,韩建国1* ,刘富渊2,仲　勇2
( 1. 中国农业大学草地研究所, 北京 100094; 2. 成都大业国际投资股份有限公司, 成都 610016)
摘要: 在甘肃酒泉地区研究刈割对紫花苜蓿种子产量和质量性状的影响,实验结果表明:未刈割处理的种子产量最高,
为 1040. 5 kg / hm2, 孕蕾期刈割的种子产量最低, 为 854. 3 kg/ hm2; 随着刈割时间的推迟, 荚果/结荚花序、种子数/荚果
显著增加, 而千粒重却明显降低;刈割显著降低了萌发种子的正常种苗数量,硬实率增加, 但对正常种苗与硬实种子数之
和却没有显著的影响。
关键词: 刈割; 紫花苜蓿; 种子产量; 产量构成因素; 种子质量
中图分类号: S812; S332　　文献标识码: A
Effect of Cutting on Reproductive Growth Stage, the Seed Yield
and Seed Quality of Alfalfa(Medicago Sativa L. )
WANG Xian-guo
1, HAN Jian-guo
1, L IU Fu-yuan
2, ZHONG Yong
2
( 1. Ins t itu te of Gr as sland Science, Ch ina Agricultural University, Beijin g 100094, Ch ina;
2. Ch engd u Daye In ternat ion al Investmen t Co. Ltd. , Chengdu , S ichu an Province 610016, Ch ina)
Abstract: The ef fects of cutt ing on seed yields, seed yield components, and seed quality of alfalfa w ere studied
in the experiment plots in Jiuquan, Gansu Province. The resul ts show that the highest seed yield( 1040. 5 kg /
hm
2 ) w as obtained in the uncut plots( CK) , w hile the seed yield af ter the cutt ing on M ay the 24th, during the
bud stage, dr opped signif icant ly to 845. 3 kg / hm
2
. Delaying of the cut ting t ime increased the rate of pods/ raceme
and of seeds/ pod remarkably , but decreased the rate o f f lorets/ inf lorescence and the thousand-seed w eight
( T SW) . Cutt ing t reatments influenced the seed quality signif icant ly . Normal seedl ing percentage and hard seed
percentage w as reduced no tably by cut t ing .
Key words : Cut t ing ; Alfalfa(M edicago sativ a L) ; Seed yield; Yield components; Seed quality
　　甘肃酒泉地区是我国最大的种子生产基地之一,
当地日照时间长, 光照强度大、热量充足、降雨稀少、祁
连山脉积雪融化而成的水流和丰富的地下水资源成为
当地独特灌溉优势,是理想的紫花苜蓿种子生产区域,
在宽行、稀植和合理灌溉和条件下,紫花苜蓿种子产量
可达 1500 kg / hm 2, 种子标准发芽率(正常种苗+ 硬实
率)为 93%～98%, 达到了国际商品种子质量标准[ 1]。
刈割对紫花苜蓿种子生产具有明显的影响。Drake[ 2]和
Fr ee
[ 3]认为生产者应该通过刈割使种子田的开花、受
粉和成熟期同有利的天气条件和野生昆虫的活动保持
一致。Abu-Shakra 等人进行的刈割试验表明, 紫花苜
蓿割草 1次或 2次可以收获两茬种子, 其中第 1茬种
子对总产量的贡献率是 83% ,而且枝条/植株,结荚花
序/枝条,荚果/结荚花序和种子/荚果等产量构成因子
比第 2茬高[ 4]。Iannucci等人在意大利南部紫花苜蓿
种子田的研究则表明,不同的刈割时间不仅能调节花
期和种子成熟时间,而且还能够提高种子产量[ 5]。
目前,我国牧草种子生产水平普遍较低,造成这一
局面的主要原因就是国家在牧草种子生产理论和关键
技术研究上的投入较少,牧草种子生产缺少有力的技
术支撑。就紫花苜蓿种子生产而言,国内仅在种子田灌
溉、播种、施肥等方面进行过研究, 而刈割对紫花苜蓿
收稿日期: 2004-12-01; 修回日期: 2005-03-10
基金项目: 国家科技攻关课题( 2002BA518A0303)农业部“948”重大项目( 202099) ;中国农业大学草地研究所与成都大业国际投资股份有限公
司合作项目“紫花苜蓿种子生产技术研究”
作者简介: 王显国( 1974-) ,男,内蒙古人,在读博士研究生; * 通讯作者 Author for corresponden ce
第 13卷　第 4期
　Vo l. 13　 No . 4
草　地　学　报
ACT A AGRESTIA SIN ICA
　　2005年　 12 月
　Dec. 　　2005
种子生产的影响未见报道, 因此,通过在甘肃酒泉开展
紫花苜蓿种子田刈割实验研究,明确刈割对紫花苜蓿
种子产量和开花结实等产量相关性状的影响,并在此
基础上探讨刈割技术在当地紫花苜蓿种子生产实际应
用的可行性。
1　材料和方法
1. 1　试验区自然概况
试验地位于甘肃省酒泉市上坝乡中国农业大学草
业科学实验站,距酒泉市区 35 km ,海拨1480 m。气候
干燥少雨,蒸发量高,昼夜温差大,属于典型的大陆型
气候。年均气温 7. 3℃, 全年≥0℃积温 3461. 9℃, ≥
10℃积温 2954. 4℃, 无霜期 130 d, 年均降水量 85. 3
mm ,蒸发量 2148. 8 mm ,年均相对湿度 46%。当地日
照时数长达 3033. 4 h, 年太阳辐射总量 6. 1×109J·
m
- 2。土壤属灌漠土,微偏碱性(表 1)。
1. 2　实验地概况
实验地总面积约 1500 m2 ,前作为小麦; 试验品种
为甘农 3号紫花苜蓿(种子由甘肃农业大学草业学院
提供) , 2002年春季和大麦套种, 条播, 播种量 6 kg /
hm
2 ;行距 60 cm。2002年秋季开沟施颗粒磷肥( P2O 5
含量 16%～18%) 1000 kg / hm2。入冬前深灌。
表 1　试验地耕层( 0～30 cm )土壤肥力
Table 1　P roper ties o f 0～30 cm depth soil on the exper imental site
pH 值
pH
全氮( g /k g)
T otal soil N
全磷( g/ kg )
T otal s oil P
速效氮( mg/ kg)
Availab le N
速效磷( mg / kg)
Available P
速效钾( mg/ kg )
Available K
氨态氮( mg/ kg)
NH4-N
硝态氮( mg / kg)
NO 3-N
有机质( % )
Organic matter
8. 09 0. 562 0. 675 22. 73 6. 4 113. 8 8. 04 8. 50 0. 79
表 2　刈割对紫花苜蓿生育期的影响
Table 2　Effect o f cutt ing on alfalfa g rowt h stag es
处理
T reatments
10%花期
10% Bloom
75%花期
75% Bloom
10%结荚期
10% Pod
80%结荚
80% Pod
成熟期
Ripen
盛花天数
Bloom Days
结荚天数
Pod-set Days
种子成熟天数
Seed-f ill ing Days
对照 CK 64. 5a 75. 0a 82. 5a 94. 3a 129. 3a 10. 5b 11. 8c 35. 0a
C1 76. 3b 83. 5b 90. 8b 100. 5b 138. 3b 7. 3a 9. 8b 37. 8b
C2 84. 3c 91. 5c 96. 8c 105. 0c 144. 8c 7. 3a 8. 3a 39. 8b
　　注: 1.各生育期以距返青期的天数表示 2.同列中的不同字母表示差异显著( P < 0. 05)
Note: 1. Grow th s tages are presen ted as the days af ter greening -up. 2. Dif ferent let ter s on th e same colum n indicate sign ifican t dif f erences at a
0. 05 level
1. 3　试验处理
2003年对紫花苜蓿种子试验田进行以下刈割处
理: C1:分枝期( 5月 9日)、C2:孕蕾期( 5月 24日)齐
地刈割,对照( CK)为不刈割。试验采用随机区组排列
设计,小区面积 48( 6×8) m2, 每个处理重复 4次。
1. 4　测定项目与方法
1. 4. 1　生育期观测　记录各处理从返青起不同生育
期的起止日期。
1. 4. 2　小花数/花序　盛花期各小区随机采取花序
100个,统计每花序上的小花数。
1. 4. 3　单位面积生殖枝数　结荚期各小区随机取 3
小样方,样方面积 0. 6 m 2, 统计生殖枝数/ m 2。
1. 4. 4　结荚花序/生殖枝　结荚期各小区随机标定
100个生殖枝, 统计花序和结荚花序数。
1. 4. 5　荚果数/结荚花序　结荚末期各小区随机采取
植株不同部位结荚花序 100个, 统计每花序的荚果数。
1. 4. 6　种子数/荚果　种子收获时, 各小区随机取
100个荚果统计每荚果的种子数。
1. 4. 7　种子重量　在各小区收获的种子中取 20g 样
品,随机数取 1000粒种子称重, 重复 4次。
1. 4. 8　种子产量和收获系数　当试验区 3/ 4的荚果
变为黑褐色时用镰刀收获,每个样方 5. 4 m2 ( 3行×3
m )内分别打捆、晾晒、干燥后脱荚, 清选 2次,装袋, 进
一步晾晒后,用孔径为 2 mm 和 1 mm 的圆孔筛筛选
后,称重;收获系数( % )为种子重与干草重之比。
1. 4. 9　种子标准发芽率　取净种子 100粒, 纸上发
芽,重复 4次。发芽床湿润后 6℃预冷 7 d, 在置入20℃
光培养箱内,每天光照8 h,黑暗16 h。分别在第4 d 和
第 10 d进行初次和末次记数,统计正常种苗、不正常
种苗、硬实种子、新鲜未发芽和死种子数。
1. 4. 10　数据统计　用SPSS 12. 0软件进行数据统计。
2　结果与讨论
2. 1　生育期
刈割对紫花苜蓿的生育期产生了明显影响(表
275第 4期 王显国等:刈割对紫花苜蓿生殖生育期的调控及对种子产量和质量性状的影响
2) ,各生育期随着刈割时间的推移而推迟,其中, 分枝
期 ( C1)和孕蕾期( C2)处理的初花期分别比对照延后
了 11. 8 d和 19. 8 d;盛花期分别比对照延后了 8. 5 d
和 16. 5 d。结荚末期分别比对照延后了 6. 2 d和 10. 7
d。3个处理的种子成熟期依次为129. 3、138. 3和144.
8 d,其中, C1和C2处理的成熟期分别比对照延后了 9
d和 15. 5 d。
刈割显著地影响了苜蓿的生育进程。首先, 刈割缩
短了初花期至盛花期间隔时间(表中以盛花天数表
示) , 3个处理的盛花天数依次为 10. 5 d、7. 3 d 和 7. 3
d, 2个刈割处理均比对照缩短了 3. 2 d; 刈割同样缩短
了结荚初期至结荚末期之间的间隔天数(表中以结荚
天数表示) ,对照和两个处理依次为 11. 8 d、9. 8 d 和
8. 3 d。此外,从种子成熟天数(结荚末期至种子成熟
期 )看, 两个刈割处理同对照之间的差异显著( P <
0. 05)。刈割对红三叶最首要的影响是花期缩短,种子
产量下降[ 9] , 该结论与本研究的结果一致。Iannucci
等[ 5]在意大利南部连续三年的试验也表明, 刈割显著
地推迟了紫花苜蓿种子生产田的生育期, 同不刈割相
比, 初花期进行刈割处理的开花期平均被推迟 2 周
左右。
2. 2　种子产量与种子产量构成因素
2. 2. 1　种子产量　刈割降低了种子产量(表 3)。C1
处理的种子产量比对照的种子产量下降了 1. 32%; 同
对照和 C1处理相比, C2处理的种子产量显著地下降
( P< 0. 05) ,降幅分别为 18. 76%和 16. 8%
2. 2. 2　枝条数/ m2　刈割处理显著地增加了单位面
积内枝条数量( P< 0. 05) (表3)。其中, C2处理获得最
大的单位面积枝条数量,比对照增加了 17. 7个; C1处
理的枝条数/ m2比对照增加了 12. 2个。
2. 2. 3　小花数/花序　刈割对花序上的小花数没有显
著地影响。C1处理的小花数/花序最多,仅比对照增加
了 0. 26个; C2处理的小花数/花序比对照和 C1处理
分别增加和降低了 0. 09和 0. 17个。Eugene[ 6]的研究
表明,随着刈割时间的推后,单个花序的小花数呈逐渐
降低的趋势, 但差异不明显( P> 0. 05) ;而 Puri等人的
研究结果却与之相反, 随着春季刈割时间从 5月 15日
推迟到 5月 30日, 红三叶种子田的小花/花序从对照
不刈割处理的 89. 3个依次增加至 97. 6和 98. 9个[ 7]。
2. 2. 4　花序数/枝条与结荚花序数/枝条　单位枝条
上的花序数量与结荚花序数也随刈割时间的延后而发
生了显著的变化。在 3个处理中,对照的花序数/枝条
最高,为 32个,与之相比, C1处理和C2处理的花序数
/ 枝条显著下降 ( P < 0. 05) , 降幅分别为 25. 1%和
24. 4%。结荚花序数/枝条是以对照的最高, 为 23. 25
个,而 C1和C2分别为 19. 99和 18. 25个。
2. 2. 5　荚果数/结荚花序　刈割显著地提高了每结铗
花序的荚果数。随着刈割时间的推迟, C1和C2处理的
荚果数/结荚花序分别达到 7. 67和 7. 71个,分别比对
照增加了 12. 46%和 13. 05%。统计结果显示, C1 和
C2处理的荚果数/结荚花序差异不显著。
表 3　刈割对紫花苜蓿种子产量构成因素的影响
T able 3　Effect o f cut ting t ime on alfalfa seed y ield and seed yield components
刈割处理
Cut ting
T reatment s
种子产量
( kg/ hm2)
Act ual Seed y ield
生殖枝/ m 2
Fertile
Shoo ts/ m2
小花数/花序
F lorets/
inf lorescence
结荚花序/生殖枝
Racemes/
fer tile shoo t
花序/生殖枝
Inf lorescences/
fer tile shoo t
荚果数/
结荚花序
Pods/ raceme
种子数/
荚果
Seeds/ pod
千粒重
T housand
seed weight
收获指数(% )
Harvest
Index (% )
对照 CK 1040. 5a 227. 1a 15. 66a 23. 25a 32. 00a 6. 82a 6. 51a 2. 23a 12. 7a
C1 1026. 8a 239. 3ab 15. 92a 19. 99b 23. 97b 7. 67b 6. 95b 1. 96b 13. 2a
C2 854. 3b 244. 8b 15. 75a 18. 25c 24. 20b 7. 71b 7. 04b 1. 75c 15. 1b
　　注:同列标有不同字母表示差异显著( P< 0. 05)　No te: Diff erent lett ers indicat e signif icant diff erences at a 0. 05 level
2. 2. 6　种子数/荚果与种子重量　刈割显著地提高了
单个果荚中的种子数量。C1和C2处理的种子数/荚果分
别比对照增加了6. 76%和 8. 14%。随着刈割时间的推
迟, 各处理的种子重量呈直钱下降之势, C1处理的千粒
重比对照降低了 0. 27 g ; C2处理分别比 C1处理和对照
下降了 0. 48 g 和0. 21 g ,且3个处理间的千粒重差异显
著( P< 0. 05)。Pedersen 等[ 8]在总结完全和部分授粉对
紫花苜蓿结荚率、种子数/果荚和种子重的影响后认为,
同部分授粉相比,完全授粉后的种子重量明显降低,但二
者的种子数/荚果差异不显著;这一状况可能是植株上正
处于发育成熟阶段的种子数量迅速增加, 并对其它种子
产量构成因素产生抑制作用的结果。
2. 2. 7　收获指数　从表 3可以看出, C2处理的收获
指数最大, 达到 15. 1%, 分别比对照和 C1处理提高
2. 4%和 1. 9%。种子收获指数实际上反映了营养物质
在营养生长和生殖生长之间的分配比重。Genter 等 [ 9]
报道同化物的缺乏可以显著地降低每荚果的种子数,
而根部贮存的碳水化合物的可能是支持种子发育和成
熟的重要养分来源,因此,通过延长春季营养生长的天
数,植株可以积累大量的淀粉和氮源,而刈割可以使这
些营养物质更易于运输利用,因此再生时间也更长, 更
易于重新积累营养生长所需贮存蛋白和淀粉[ 10]。
276 草　地　学　报 第 13卷
2. 3　种子发芽率
　　刈割处理的正常种苗数、硬实率同对照间差异显
著( P< 0. 05)。对照处理种子的正常种苗数显著高于
刈割处理。硬实率的变化趋势同正常种苗数量相反,
C1 和 C2 处理的种子硬实率分别比对照提高了
34. 27%和 47. 75% (表 4)。种子硬实率的高低主要受
土壤、种子发育成熟过程中的天气条件和遗传因素决
定[ 11 ]。美国西北部苜蓿种植区,紫花苜蓿种子硬实率
普遍在 40%～50% ,而西南部地区的硬实率则很少高
于 20%～30% ;种子成熟过程中和刚刚成熟后的一段
时间内的气温对种子硬实率的高低起到决定性的作
用,在南加利福尼亚等温度较高的地区,种子的硬实率
低于 20%, 而在华盛顿等气温较低的地区, 种子硬实
率要高得多[ 12]。不过, 也有研究表明,种子发育期间的
高温天气可使种子硬实率提高, 并降低种子活力[ 13] ,
生长在低纬度地区苜蓿产生的硬实种子较少,而在高
纬度地区则较多; 在同一地区,采收期较迟的比采收较
早种子的硬实率高 [ 14]。
表 4　刈割处理对紫花苜蓿种子发芽的影响
T able 4　Alfalfa seed germination r esponse t o cutting treat ment s
处理
T reatments
正常种苗率( % )
Normal seedlin g
硬实率( % )
Har d seed
发芽率( % )
Germinat ion rate
不正常种苗( % )
Abn ormal s eedling
死种子 &新鲜种子( % )
Death & fr esh s eed
对照 80. 0a 17. 8b 97. 9a 1. 3a 0. 8b
C1 73. 0b 23. 9a 96. 9ab 1. 6a 1. 4b
C2 68. 5c 26. 3a 94. 8b 2. 1a 3. 2a
　　注:同列标有不同字母表示差异显著( P < 0. 05) . Note: Different letters indicate sig nifican t dif f erences at a 0. 05 level
3　结　论
3. 1　刈割显著地改变了紫花苜蓿的物候期,其中分枝
期、孕蕾期刈割均比对照缩短了初花至盛花期间的间
隔天数,而且种子成熟天数之间也存在着显著的差异
( P< 0. 05)。
3. 2　刈割降低了紫花苜蓿的种子产量。其中, 分枝期
刈割的种子产量比对照略有下降,但孕蕾期刈割却使
产量明显降低( P< 0. 05)。随着刈割时间的推迟,荚果
/结荚花序、种子数/荚果也随之增加,千粒重明显降低
( P< 0. 05)。
3. 3　分枝期刈割对种子产量和发芽率没有产生显著
的影响,但却明显推迟了紫花苜蓿种子的成熟时间。这
一结果具有一定的生产应用意义:即在大面积的紫花
苜蓿种子生产中,可以通过在分枝期刈割的方法调控
种子成熟时间,以解决大面积种子田集中成熟时由于
人力、机械不足,被迫推迟种子收获时间而造成的产量
损失。
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