全 文 ：第 19 卷
第 4 期

Vol. 19
No. 4
草
地
学
报
ACTA AGRESTIA SINICA



2011 年
7 月

Jul.

2011
氮磷处理对老芒麦根系及种子产量的影响
于晓娜 , 朱
萍, 毛培胜*
(中国农业大学草业科学系, 北京
100193)
摘要 :试验采用裂区设计, 通过不同氮磷处理,研究施肥对河北坝上老芒麦(E lymus sibir icus L . )种子产量组分、种
子产量以及老芒麦不同生育时期总根长、根表面积、平均直径、总体积的影响 ,以期确定获得种子高产的最佳施肥
处理,并明确根系与种子产量的关系。结果表明: 磷肥的效果主要与单位面积分蘖数、单位面积生殖枝数的变化有
关;氮肥的效果则主要与千粒重的变化有关; 每小穗小花数、每小穗种子数影响实际产量是氮磷共同作用的结果;
氮肥不足时,老芒麦通过增加根系总根长、根表面积、平均直径和总体积来增大吸氮量, 氮肥充足时, 可进一步促进
根系生长;根系对磷肥的反应相似, 但当进一步增大施磷量时, 根系生长受到抑制; 根系与种子产量之间没有显著
的相关性。
关键词:老芒麦; 氮肥;磷肥; 种子产量组分;种子产量; 根系
中图分类号: S143; S543. 6




文献标识码: A




文章编号: 1007-0435( 2011) 04-0637-07
Effects of Nitrogenous Fertilizer and Phosphorus Fertilizer Applications
on Roots and Seed Yield of Elymus sibiricus
YU Xiao-na, ZHU Ping, MAO Pe-i sheng*
( Department of Gras sland Science, Ch ina Agricu ltural U nivers ity, Bei jing 100193, China)
Abstract: A split-plot experiment w as designed w ith different nit ro gen fer tilizer and pho sphor us fert ilizer
application in the seed f ield of E lymus sibi ri cus L. grow ing in the Hebei Prov ince. Yield components, seed
yield and total ro ot leng th, total surface area, average diameter and total volume dur ing different stag es of
Elymus sibir i cus were measur ed to determ ine opt imum tr eatment of the highest y ield and the relat ionship
betw een ro ot vegetation and seed yield. Results indicated that phosphor us fer tilizer applicat ion affected
bo th tiller number and fert ile t iller number per unit area. Nit rog en fert ilizer applicat ion af fected thousand
seed w eight . Combined applicat ion of phosphorus and nit rog en fert ilizer improved the amount of f lor ets per
tiller and seed yields per tiller. U nder low nit rog enous fer tilizer, E lymus sibir i cus increases nitr ogen up-
take by incr easing its total root length, ro ot surface area, aver age diameter and total volume, w hile nit ro-
gen abso rpt ion is plent iful, root grow th continues. Root reaction for pho sphate fert ilizer is similar to that
fo r nit rogenous fert ilizer, but roo t g row th is inhibited w hen phosphate fert ilizer is fur ther increased. T here
is no signif icant corr elat ion betw een r oot and seed y ield.
Key words: Siberian w ildry e; Nit rog en; Phosphorus; Yield components; Seed yield; Root


我国牧草种子科学研究起步较晚, 种子生产田
管理粗放,技术水平落后, 种子产量低, 平均种子产
量仅为 400 kg
hm- 2 ,国内目前的生产量远远不能
满足我国草地建设的需求 [ 1]。根系是植物吸收养分
和水分的重要器官,其形态直接或间接地影响地上
部的生长和发育[ 2, 3]。不同的施肥处理对根系有不
同的影响,氮肥有利于表层根系的增加,磷肥能促进
根系向深层下扎[ 4]。通过改变管理机制、改善传统
耕作方式、增大技术投入的方法提高牧草种子产量
是现代牧草种子生产亟需解决的问题之一 [ 1]。
作物在生长发育方面的冗余是一种固有特性,
是自然环境条件下的一种适应机制[ 5, 6] , 但过多的
冗余限制种子产量的提高 [ 7]。近年来,一些学者通
过水培试验、管栽试验、断根试验等研究了冬小麦
收稿日期: 2011-03-01;修回日期: 2011- 05-16
基金项目:现代牧草产业技术体系资助; 国家科技支撑计划课题
优质多抗牧草新品种选育与良种繁育关键技术研究与示范
( 2011BAD17B01)资助
作者简介:于晓娜( 1986- ) ,女,山东青岛人,硕士研究生,研究方向为牧草种子生产技术, E-mail: nxy27@ sina. com; * 通讯作者 Au th or for
cor resp on dence, E-m ail: cgs sst@ sina. com
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报 第 19卷
( Tr i ti cum aesti vum L. )、水稻( Ory z a sativa L. )等
作物的根系冗余,结果表明作物根系存在一定的生
长冗余,会消耗光合产物,适当减少根系冗余有利于
种子产量的提高[ 8~ 10]。但也有研究者认为较大的
根系有利于减少肥料在深层土壤中的积累和可能的
损失,适当的冗余可以使植物在受损情况下尽快修
复[ 9, 11]。由于根系周围环境的复杂性,以及根系研
究方法和技术上的局限性, 根系研究远远落后于地
上部的研究,而对于禾本科牧草根系的研究更少涉
及,理想型根系的塑造不仅可以提高植物对养分的
吸收能力[ 12~ 13] ,还能降低作物个体的竞争, 达到资
源最优化配置。
老芒麦( E lymus sibir icus L. )作为禾本科披碱
草属多年生牧草,是我国北方地区栽培的主要草种,
在草地改良、生态环境建设和牧草生产加工方面发
挥着重要作用。老芒麦对土壤要求不严,抗寒性强、
分蘖力强、须根发达,其根系集中在土壤表层( 0~ 30
cm) ,随着生长年限增加,根长、根表面积、体积均显
著增加[ 14]。在老芒麦种子生产田管理技术研究中,
许多学者更多集中于施肥、灌溉等对种子产量的影
响,氮磷肥是影响禾本科牧草种子产量的关键因素,
在一定程度上, 施氮磷肥可以增加禾本科牧草种子
产量[ 15~ 1 8] ,而老芒麦根系数量规律与种子产量的关
系则很少关注。为此, 试验针对河北坝上地区种植
的老芒麦,研究氮磷肥处理对根系生长、种子产量组
分、种子产量的影响以及相互间的关系,确定提高老
芒麦种子产量的关键因素, 以期对我国优良牧草种
子增产提供新思路和新方法。
1
材料与方法
1. 1
试验地自然概况
试验地位于河北省张家口塞北管理区, 地处锡
林郭勒草原南端,是以畜牧业和农业为主要支柱产
业的畜牧业示范区, N41
45
~ 41
57
, E115
39
~
115
51
,海拔 1400 m,年均温 1. 4
,
10
的年积温
1513. 1
,无霜期 100 d左右,年均降雨量 297 mm,
主要集中在 7- 9 月, 年均风速 4. 3 m
s- 1 , 年均
大风日数 49 d,年日照时数 2930. 9 h,土壤以栗钙
土、草甸土为主, 土样分析结果为: 耕作层 pH 为
8. 34,有机质含量为 109. 6 g
kg- 1 , 有效氮、磷、钾
含量分别为 108. 7 mg
kg- 1 , 12. 9 mg
kg- 1和
140 mg
kg- 1。
1. 2
试验设计
1. 2. 1
供试材料
供试品种为同德老芒麦( Ely-
mus sibir cus Linn. cv. T ongde) , 引自青海。种子发
芽率 95% ,净度 99. 5%。
1. 2. 2
试验处理
试验采用裂区设计的方法,以 4
个不同纯 P 水平 ( 0 kg
hm- 2 , 60 kg
hm- 2 , 90
kg
hm- 2 , 120 kg
hm- 2 )的施磷处理作主处理, 4
个不同纯 N 水平 ( 0 kg
hm- 2 , 30 kg
hm - 2 , 60
kg
hm- 2 , 90 kg
hm- 2 )的施氮处理作副处理, 播
种量按 22. 5 kg
hm- 2计算,行距为 60 cm, 小区面
积为 5 m
4 m, 重复 4 次。老芒麦于 2009年 8月
播种,同时施以过磷酸钙(含 P2O 512%) , 2010 年 6
月施尿素(含 N46%) ,施肥处理见表 1。
表 1
老芒麦施肥处理设计
Table 1
Fert ilizat ion treatments in Elymus sibir cus
处理
Treatments
P, kg
hm- 2
0 60 90 120
0 P1N1 P2N1 P3N1 P4N1
N, kg
hm- 2 30 P1N2 P2N2 P3N2 P4N2
60 P1N3 P2N3 P3N3 P4N3
90 P1N4 P2N4 P3N4 P4N4
1. 2. 3
测定项目
种子产量组分测定:在老芒麦盛
花期,随机选取任意一行近中间位置的 1 m 长的样
段为观测对象,重复 3次,计算单位面积分蘖数和生
殖枝数,取平均值;各小区随机选取 10个生殖枝,计
数每生殖枝小穗数,取平均值;在花序的 2/ 3处选取
小穗,每个小区 30个, 计数每小穗小花数和种子数,
取平均值。
种子千粒重测定: 从风干样品中数选净种子
200粒,称重,重复 3次, 计算平均重量后乘以 5。
种子产量测定:老芒麦种子成熟后,各小区随机
选取1 m 的样段进行测定,重复3次,经干燥、脱粒、
清选后称重,计算单位面积种子产量( kg
hm- 2 )。
根系测定:分别在抽穗期、种子成熟期、果后营
养期取样,每小区选取有代表性的植株 5株,长势均
匀,不靠边, 以长 60 cm (垂直于行向, 以植株为中
心)
宽 20 cm (沿行向, 以植株为中心)
深 30 cm
的方格取含有根系的土体, 取样后用水冲洗根系,剔
除杂质,将干净根系放入湿沙中, 并用保鲜膜包好,
冷藏。用 EPSON扫描仪( Seiko Epson Corp. , To-
kyo, Japan)记录根系形态, 用根系图像分析软件
Win RHIZO ( version 4. 0b, Regent Inst ruments
Inc. , Quebec, Canada 2000)分析总根长、根表面积
等根系参数。
638
第 4期 于晓娜等:氮磷处理对老芒麦根系及种子产量的影响
1. 3
数据处理
数据采用 Excel 2003和 PA SW Stat ist ics 18进
行数据分析。
2
结果与分析
2. 1
施肥对老芒麦产量组分的影响
2. 1. 1
施肥对分蘖数与生殖枝数的影响
单位面
积分蘖数和生殖枝数随施磷量的增加而降低, 不同
磷肥处理间的单位面积分蘖数差异显著 ( P <
0
05) ,单位面积生殖枝数差异极显著( P< 0. 01) ;
单位面积分蘖数和生殖枝数随施氮量的增加逐渐增
加,在施氮量为 60 kg
hm- 2时达最大,此后呈下降
趋势,不同氮肥处理对单位面积分蘖数和生殖枝数
的影响均不显著;氮磷互作对老芒麦单位面积分蘖
数和生殖枝数的影响差异不显著(表 2,表 3)。
2. 1. 2
施肥对每生殖枝小穗数的影响
在施肥处
理中,施磷量为 60 kg
hm- 2时,每生殖枝小穗数达
最大值;施氮量为 60 kg
hm- 2时,每生殖枝小穗数
达最大值(表 2)。不同磷处理和不同氮处理间的每
生殖枝小穗数差异均不显著。氮磷互作对老芒麦每
生殖枝小穗数的影响差异亦不显著(表 3)。
2. 1. 3
施肥对每小穗小花数和每小穗种子数的影
响
在施肥处理中, 施磷量为 0 kg
hm- 2时,每小
穗小花数和种子数均达到最大值, 不同磷肥处理间
的每小穗小花数和种子数差异不显著; 在施氮量为
60 kg
hm- 2时, 小花数和种子数为最大, 不同氮处
理间的每小穗小花数和种子数差异不显著;氮磷互
作对每小穗小花数的效应显著( P< 0. 05) ,对每小
穗种子数的效应极显著( P< 0. 01) (表 2,表 3)。由
于氮磷互作效应显著, 氮磷配合使用可以减少氮肥
或磷肥的用量,提高肥料的利用率。
2. 1. 4
施肥对老芒麦千粒重的影响
随着施磷量
的增加千粒重逐渐降低, 不同磷肥处理间差异不显
著;随施氮量的增加种子千粒重逐渐增加,施氮量达
90 kg
hm- 2时, 千粒重达最大值, 不同氮处理间的
千粒重差异极显著( P< 0. 01) , 可见,施氮肥可以提
高种子的饱满程度; 氮磷互作对千粒重的影响不显
著(表 2,表 3)。
表 2
施肥对老芒麦种子千粒重、产量组分及产量的影响
T able 2
Effects of fertilization on thousand seed weight, y ield component s and yield o f Elymus sibir icus
处理
T reatments
分蘖数/ m2
T illers/ m2
生殖枝数/ m2
In flore
scences/ m2
小穗数/生殖枝
Spikelet s/
Inf lore-scen ce
小花数/小穗
Floret s/
s pikelet
种子数/小穗
S eeds/
spik elet
千粒重, g
T housand
seed w eight
实际产量
kg
hm- 2
Actual seed yield
P, kg
hm - 2
0 228. 44a 160. 76a 17. 63a 6. 23 a 4. 34a 4. 69a 181. 97 ab
60 226. 81a 148. 99ab 17. 74a 5. 97b 4. 18a 4. 67a 199. 60a
90 192. 50b 132. 64bc 17. 61a 6. 14ab 4. 21a 4. 68a 169. 87 ab
120 205. 73ab 128. 44c 17. 38a 6. 18ab 4. 22a 4. 66a 153. 19b
N, kg
hm- 2
0 211. 11a 139. 93a 17. 64 ab 6. 05 a 4. 19b 4. 54b 153. 74b
30 215. 73a 141. 49a 17. 14b 6. 10 a 4. 18b 4. 65 ab 173. 24 ab
60 221. 46a 146. 46a 17. 98a 6. 18 a 4. 37a 4. 74a 193. 07a
90 205. 17a 142. 95a 17. 60 ab 6. 18 a 4. 21ab 4. 77a 184. 57ab


注:同一列内不同小写字母间差异显著( P< 0. 05) ,下同
Note: Different small letters in th e same column indicate signif icant dif f erence ( P < 0. 05) , the same as below
表 3
种子产量组分和种子产量的方差分析表( F值)
T able 3
Variance analy sis of seed y ield components and seed y ield ( F value)
处理
T reatments
分蘖数/ m2
T illers/ m2
生殖枝数/ m2
Inf lore-scences/ m 2
小穗数/生殖枝
Spikelet s/
Inf lore-scen ce
小花数/小穗
Floret s/
s pikelet
种子数/小穗
Seeds/ spikelet
千粒重, g
T housand
seed w eight
实际产量
Actual seed yield
kg
hm- 2
P 3. 450* 5. 053** 0. 409 2. 413 1. 558 0. 096 3. 276*
N 0. 548 0. 176 2. 098 0. 757 2. 411 5. 956** 2. 469
P
N 0. 541 1. 047 0. 942 1. 997* 3. 070** 0. 699 0. 594


注: * 表示在 0. 05水平显著, ** 表示在 0. 01水平显著,下同
Note: * indicates signif ican t dif feren ce at the 0. 05 level; * * indicates signif icant diff er ence at th e 0. 01 level ; the s am e as below
2. 2
施肥对老芒麦产量的影响
随着施磷量的增加, 老芒麦种子产量逐渐增加,
当施磷量为 60 kg
hm- 2时, 种子产量达到最高,比
对照提高 9. 69%,继续加大施磷量,产量下降,表现
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出施肥的负效应,不同磷肥处理间的种子产量差异
显著( P< 0. 05) ;随施氮量的增加,种子产量逐渐增
加,当施氮量达 60 kg
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, 种子
产量不再增加, 表明施氮量偏高,对种子产量不再起
促进作用,不同氮处理对种子产量的影响不显著; 氮
磷互作对种子产量的影响不显著(表 2,表 3)。
2. 3
施肥对老芒麦根系的影响
2. 3. 1
施肥对老芒麦抽穗期根系的影响
随着施
磷量的增加,老芒麦抽穗期根系总根长、根表面积、
平均直径、总体积表现出一致的趋势, 先减少后增
加,达到最大值后呈下降趋势,表现出过量施肥的负
面效应,施磷量为 60 kg
hm - 2时, 达到最低水平;
施磷量为 90 kg
hm- 2时, 达到最大值,不同磷肥处
理间根长差异显著( P< 0. 05) , 根表面积和根体积
差异极显著( P< 0. 01) (表 4,表 5)。


随着施氮量的增加,老芒麦抽穗期根系总根长、
根表面积、平均直径、总体积也表现出一致的变化趋
势,先减少后增加,当施氮量为 30 kg
hm- 2时, 达
到最低水平;当施氮量为 90 kg
hm- 2时,达到最大
值,不同氮肥处理间总根长、根表面积、平均直径、总
体积差异均不显著(表 4,表 5)。
氮磷互作对总根长、根表面积、平均直径、总体
积的影响达极显著水平( P< 0. 01) (表 5)。
在老芒麦抽穗期, 各处理的总根长、根表面积、
平均直径、总体积与种子产量的相关性均不显著(表
5) ,表明抽穗期所形成的根系差异不足以影响种子
产量,此时期对产量的影响很可能主要表现在对地
上部幼穗分化的差异上。
表 4
施肥处理对老芒麦抽穗期总根长、根表面积、平均直径、总体积的影响
Table 4
Effects of fertilization on total root leng th, total surface area, average diameter and total volume dur ing heading stage
处理
T reatments
总根长
Total r oot len gth , cm
根表面积
T otal surface area, cm2
平均直径
Average diam eter, mm
总体积
T otal volum e, cm3
P, kg
hm - 2
0 820. 48ab 99. 94ab 0. 39ab 0. 97b
60 701. 80b 83. 93b 0. 38b 0. 80b
90 913. 95a 114. 45a 0. 40a 1. 15a
120 775. 99b 94. 53b 0. 39ab 0. 92b
N, kg
hm- 2
0 798. 94a 97. 68a 0. 39ab 0. 95ab
30 758. 89a 90. 37a 0. 38b 0. 86b
60 822. 38a 100. 60a 0. 39ab 0. 99ab
90 832. 02a 104. 19a 0. 40a 1. 04a
表 5
老芒麦抽穗期总根长、根表面积、平均直径、总体积的方差分析及其与产量的相关分析
Table 5
Var iance analyses o f total ro ot leng th, to tal surface area, average diameter,
to tal v olume and its co rr elation wit h y ield dur ing heading stag e.
处理
T reatments
总根长
Total r oot len gth , cm
根表面积
T otal surface area, cm2
平均直径
Average diam eter, mm
总体积
T otal volum e, cm3
P 3. 853* 5. 147** 2. 161 6. 267**
N 0. 52 1. 098 2. 038 1. 784
P
N 3. 653** 4. 352** 3. 781** 5. 008**
R 0. 209 0. 194 0. 010 0. 175
2. 3. 2
施肥对老芒麦种子成熟期根系的影响
随着
施磷量的增加,老芒麦种子成熟期总根长、根表面积、
总体积均表现出逐渐增加的趋势,平均直径变化幅度
不大,不同磷肥处理间总根长差异极显著( P< 0. 01) ,
根表面积和总体积差异显著( P< 0. 05) (表 6,表 7)。


随着施氮量的增加, 老芒麦种子成熟期总根长、
根表面积、总体积先减少后增加, 当施氮量为 30
kg
hm- 2时, 均达到最低水平; 不施氮肥时, 总根
长、根表面积、平均直径和总体积均达到最大值。不
同氮肥处理间根长、根表面积、总体积差异极显著
( P< 0. 01) (表 6,表 7)。
氮磷互作对老芒麦种子成熟期总根长、根表面
积、总体积的效应达极显著水平( P< 0. 01) , 对平均
根直径的效应差异显著( P< 0. 05) 。
在老芒麦种子成熟期,总根长、根表面积、平均
直径、总体积与种子产量的相关性不显著(表 7) ,根
系与产量的不一致性表明并非根系生长越好产量越
高,根系的差异并不一定引起种子产量的差异。
640
第 4期 于晓娜等:氮磷处理对老芒麦根系及种子产量的影响
表 6
施肥处理对种子成熟期总根长、根表面积、平均直径、总体积的影响
T able 6
Effects of fert ilization on total ro ot leng th, to tal surface area, average diamet er
and to tal v olume dur ing seed matur ation stage
处理
T reatments
总根长
Total r oot len gth , cm
根表面积
T otal surface area, cm2
平均直径
Average diam eter, mm
总体积
T otal volum e, cm3
P, kg
hm - 2
0 1022. 30b 117. 40b 0. 37a 1. 07b
60 1145. 17ab 130. 88ab 0. 36a 1. 19ab
90 1252. 52a 144. 75a 0. 37a 1. 33a
120 1215. 91a 142. 49a 0. 37a 1. 33a
N, kg
hm- 2
0 1267. 74a 146. 34a 0. 36a 1. 35a
30 945. 79b 107. 40b 0. 36a 0. 97b
60 1238. 78a 142. 66a 0. 37a 1. 31a
90 1183. 60a 139. 13a 0. 37a 1. 30a
表 7
种子成熟期总根长、根表面积、平均直径、总体积的方差分析及其与产量的相关性
Table 7
Variance analyses of to tal r oot length, t otal surface ar ea, aver age diameter
and tota l vo lume and its cor relation w ith y ield dur ing seed maturat ion stage.
处理
T reatments
总根长
Total r oot len gth , cm
根表面积
T otal surface area, cm2
平均直径
Average diam eter, mm
总体积
T otal volum e, cm3
P 4. 070** 3. 842* 1. 029 3. 496*
N 8. 473** 7. 809** 1. 503 6. 848**
P
N 3. 420** 3. 219** 2. 200* 2. 941**
R 0. 114 0. 130 0. 104 0. 142
2. 3. 3
施肥对老芒麦果后营养期根系的影响
随
着施磷量的增加,老芒麦果后营养期根系总根长、根
表面积、平均直径、总体积均在达到最大值后呈下降
趋势, 表现出施肥过量对根系的抑制作用。当施磷
量为 60 kg
hm- 2时, 根表面积、平均直径、总体积
均达到最低水平, 不施磷肥时,根长最小; 当施磷量
为 90 kg
hm- 2时,总根长、根表面积、平均直径、总
体积均达到最大值。不同磷肥处理对老芒麦果后营
养期总根长影响显著( P< 0. 05) , 根表面积、平均直
径和总体积差异极显著( P< 0. 01) (表 8, 表 9)。
随着施氮量的增加,老芒麦果后营养期根系总
根长、根表面积、平均直径、总体积表现出先下降后
增加的变化,当施氮量为 30 kg
hm- 2时, 总根长、
根表面积、平均直径、总体积均达到最低水平,均在
施氮量为 90 kg
hm- 2时达到最大值。不同氮肥处
理对老芒麦果后营养期根表面积影响显著 ( P <
0
05) , 平均直径和总体积差异极显著( P< 0. 01)
(表 8,表 9)。
表 8
施肥处理对老芒麦果后营养期总根长、根表面积、平均直径、总体积的影响
Table 8
Effect of fert ilization on total ro ot leng th, to tal surface area, average diameter
and t otal volume during vegetat ive stage after fruit ing
处理
T reatments
总根长
Total r oot len gth , cm
根表面积
T otal surface area, cm2
平均直径
Average diam eter, mm
总体积
T otal volum e, cm3
P, kg
hm - 2
0 900. 33b 108. 24b 0. 38b 1. 04b
60 902. 88b 105. 13b 0. 37b 1. 00b
90 1074. 81a 135. 41a 0. 40a 1. 37a
120 1012. 26ab 121. 60ab 0. 38b 1. 17b
N, kg
hm- 2
0 986. 01a 118. 71ab 0. 38b 1. 14ab
30 894. 25a 105. 07b 0. 38b 0. 99b
60 980. 40a 115. 88ab 0. 38b 1. 09b
90 1029. 63a 130. 71a 0. 40a 1. 33a


氮磷互作对老芒麦果后营养期总根长、根表面
积、平均直径和总体积的效应达极显著水平( P <
0
01) ,各处理总根长、根表面积、平均直径和总体积
与种子产量的相关性均不显著(表 9) ,这一时期的
根系可能对第 2年的老芒麦营养生长和生殖生长产
生影响。
641
草
地
学
报 第 19卷
表 9
老芒麦果后营养期总根长、根表面积、平均直径、总体积的方差分析及其与产量的相关分析
Table 9
Variance analyses of to tal r oot length, t otal surface ar ea, aver age diameter
and t otal volume and its cor relat ion with yield during vegetat ive stage after fruit ing
处理
T reatments
总根长
Total r oot len gth , cm
根表面积
T otal surface area, cm2
平均直径
Average diam eter, mm
总体积
T otal volum e, cm3
P 3. 125* 4. 938** 5. 569** 6. 496**
N 1. 362 2. 854* 6. 371** 4. 482**
P
N 6. 746** 7. 029** 3. 416** 7. 157**
R 0. 046 0. 041 0. 015 0. 036
3
讨论与结论
磷肥能促进植株分蘖、分枝以及根系生长,促进
碳水化合物的合成、转化和运输,加速果实的形成和
发育,缺少磷的供应会使分蘖分枝减少,影响种子产
量[ 19, 20]。蒋文兰等[ 21] 在研究磷肥对多年生黑麦草
( Lol ium per enne L. )和高羊茅( Festuca arundinacea)
种子产量影响时认为, 磷肥能使 2种草坪草种子产
量组分及种子产量有很大提高。本试验中, 磷肥降
低了老芒麦的分蘖数和生殖枝数,可能与试验地的
气候变化有关, 也可能与同德老芒麦的种植年限和
适应性有关。适当的磷肥能增加老芒麦种子产量,
但磷肥充足时, 再增加磷肥,种子产量下降, 这与张
锦华等[ 20]在研究氮磷肥对旱作老芒麦种子生产性
能时得出的结论一致。
在种子生产中氮肥影响枝条发育、小花发育、干
物质积累和种子形成等一系列产量构成因子, 氮肥
的施用对牧草种子产量有显著影响,但过量的氮肥
能刺激过度的营养生长, 降低种子产量[ 1, 19, 20] 。磷
对氮代谢有重要作用 [ 19] , 缺磷时, 氮肥的效果不能
充分发挥。李志华等[ 22] 研究氮磷钾肥单施与混施
对燕麦( A vena sat iva L. )生产性能影响的结果表
明,氮磷混施显著提高种子产量。贺晓等 [ 16]研究施
肥对老芒麦种子产量影响的试验中指出, 适量的氮
磷肥同时施用可获得较高的种子产量, 可提高
48%。本试验中,氮磷互作主要是通过影响每小穗
小花数、每小穗种子数影响实际种子产量,当施磷量
60 kg
hm- 2 , 施氮量 60 kg
hm- 2时可获得最高
种子产量,但远未达到 48%的产量提高幅度, 这可
能与老芒麦品种、水分条件有关,而且施肥处理对不
同种植年限老芒麦的影响不同,种植 3年老芒麦种
子产量提高幅度较大 [ 17]。
有研究表明,在氮素供应不足时,植物通过增加
总根长、根表面积、平均直径以及根体积的方法增大
吸氮量[ 23] ,当土壤供氮充足的情况下,根系生长得
到促进,过多的光合产物被用于营养生长,存在大量
的生长冗余,这与本试验的结果一致。本试验中,氮
素供应不足时,根系总根长、根表面积、平均直径以
及总体积均处于较高水平; 在施氮量适宜的情况下,
根系总根长、根表面积、平均直径以及总体积均较
小;再增加施氮量,根系生长得到进一步促进,形成
较大根系。不同施磷条件下,根系存在相似的变化
规律,但当进一步增大施磷量时,过量的磷对老芒麦
根系生长产生抑制作用。
张和平等[ 24]在研究华北平原冬小麦根系生长
规律时指出,冬小麦根系生长时间分布规律遵循逻
辑斯蒂模型,抽穗后生长缓慢,并在成熟期达到最大
值。老芒麦作为多年生牧草,其根系生长动态与一
年生小麦不同,李子忠等[ 25]在研究老芒麦生长时指
出,老芒麦根系存在 2 个生长高峰, 一是返青后, 随
着温度、水分等环境条件的改善, 老芒麦生长旺盛,
地下部根系得到促进; 另一高峰形成于生长季末期,
地上部营养物质向地下部转移, 促进根系生长。而
本试验结果表明, 老芒麦根系生长在成熟期达到最
高峰,这可能是取样时间的差异造成的,也可能与老
芒麦品种和生长年限有关,老芒麦根系的动态变化
规律有待于进一步探讨。
根系为地上部提供水分、养分等生长物质, 同时
地上部为根系提供生命活动所必需的糖类、蛋白质
等营养物质,根系与地上部是相互依赖的关系; 但另
一方面,根系与地上部种子之间存在营养生长与生
殖生长的竞争,是相互制约的关系。陈春焕等 [ 26]在
研究水稻根系与产量构成关系中指出, 产量可以与
根系建立回归方程,水稻根系对产量有很大影响;杜
文华[ 27]在研究紫花苜蓿(Medicago sat iva L. )营养生
长与生殖生长的调控时提出,有限能量向地下部根系
的分配增加,必然导致生殖生长部分能量的减少,种
子产量降低。本试验结果表明,根系与种子产量之间
没有显著的相关性,根系的生长并不一定总能引起种
子产量的相应增加,根系总根长、根表面积、平均直径
以及总体积必须控制在一定范围内才能获得较高种
子产量,超过这一范围, 种子产量降低。但至于老芒
642
第 4期 于晓娜等:氮磷处理对老芒麦根系及种子产量的影响
麦根系究竟存在多大程度的冗余,冗余根系对光合产
物的竞争,通过断根或其他控制根系冗余的措施能否
有效提高种子产量,以及减少冗余措施在生产上的可
行性等一系列问题还有待于进一步研究。
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(责任编辑
吕进英)
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