播期與氮肥對(duì)燕麥種子產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響

馬雪琴,趙桂琴,龔建軍

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院,甘肅蘭州 730070;2.甘肅省金昌市農(nóng)牧局,甘肅金昌 737100)

燕麥(Avena sativa)是高寒牧區(qū)一年生人工草地的主要栽培種,是一種優(yōu)良的草料兼用型作物,具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、適口性好、產(chǎn)量高以及適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。燕麥籽實(shí)含有大量易消化和高熱量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),是各類家畜特別是馬、牛、羊的良好精料,在高寒牧區(qū)種植具有重要的生產(chǎn)意義。近些年有關(guān)燕麥栽培方面的研究雖多有報(bào)道,但多側(cè)重于播期、施肥或品種篩選條件下燕麥生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)等方面的研究[1-8]。燕麥種子產(chǎn)量不僅由其本身的遺傳特性決定,也受外界環(huán)境的影響。其中肥、水、氣、溫等均是影響其產(chǎn)量形成的重要因素[9-10]。本研究通過分析播期與氮肥對(duì)不同燕麥品種種子產(chǎn)量的影響,尋求高寒牧區(qū)燕麥最佳播期及適宜施氮量,為今后高寒牧區(qū)燕麥產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供相應(yīng)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)在甘肅省天?？h華臧養(yǎng)鹿場(chǎng)進(jìn)行,海拔2 294 m,年均溫2 ℃,歷年極端最高溫26℃,極端最低溫-30℃,年均降水量約350 mm,年日照時(shí)數(shù)2 500～2 700 h[11]。土壤全氮含量788 mg/kg,速效氮含量530.17 mg/kg、速效磷含量24.28 mg/kg、速效鉀含量215.53 mg/kg,p H值為7.6。

1.2 供試材料 選用白燕2號(hào)(C1)、白燕5號(hào)(C2)2個(gè)裸燕麥品種(由吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院供種)、青海 444(C3)、Ronald(C4)2個(gè)皮燕麥品種(由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院供種)為供試燕麥。氮肥以復(fù)合肥為基肥,尿素為追肥。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)為三因素試驗(yàn),采用裂區(qū)設(shè)計(jì),播期(A)為主區(qū),設(shè)早(A1)、中(A2)、晚(A3)3個(gè)播期,即4月18日、4月27日和5月5日;施氮量(純氮)為副區(qū) ,設(shè) 0(N0)、60 kg/hm2(N1)、100 kg/hm2(N2)、60(基肥)+40(追肥)kg/hm2(N3)4個(gè)氮肥處理,其中N1、N2作為基肥于播種時(shí)一次性施入,N3的60%作基肥,40%于孕穗期隨灌水施入;品種(C)為副區(qū),3次重復(fù)。小區(qū)面積3.2 m×2.5 m,共144個(gè)小區(qū),小區(qū)間隔50 cm。

各供試燕麥品種按試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求,于2006年4月中下旬-5月上旬進(jìn)行條播,行距20 cm,每小區(qū)播12行,播量為112.5 kg/hm2。整個(gè)生育期灌水2次,分別在燕麥拔節(jié)期和孕穗期。試驗(yàn)地前作為小麥(Triticumaestivum)。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法 自2006年9月8日起(燕麥開始成熟),不同處理下各小區(qū)取2行1 m樣段測(cè)定種子產(chǎn)量、有效分蘗、穗粒數(shù)(取有代表性植株25株,將所有穗全部脫粒,數(shù)清總粒數(shù),求得每穗平均粒數(shù))及千粒重。

1.5 數(shù)據(jù)整理與分析 數(shù)據(jù)均用Excel建立數(shù)據(jù)庫,用SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期、施氮和品種對(duì)燕麥種子產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響 各因素及互作對(duì)燕麥種子產(chǎn)量及其構(gòu)成要素均有顯著影響,但對(duì)其有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、種子千粒重影響不同(表1)。其中,有效穗數(shù)受氮肥處理影響最大,其次為播期與品種特性,而品種特性是影響燕麥每穗粒數(shù)與千粒重的首要因素。

2.2 播期和氮肥對(duì)不同燕麥品種種子產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響 播期對(duì)燕麥的種子產(chǎn)量及其構(gòu)成要素皆存在顯著影響,有效穗數(shù)與千粒重各播期間差異顯著,且中期＞早期＞晚期(表2)。其中,晚期播種燕麥有效穗數(shù)最少,主要是因?yàn)橥七t播種使燕麥分蘗穗至收獲時(shí)仍不能成熟所致,而其千粒重最小則可能是推遲播種使燕麥花期溫度相對(duì)較高和灌漿期縮短造成籽粒發(fā)育不良所致。穗粒數(shù)中期播種最多,與早、晚期播種差異顯著;說明提前和推遲播種都不利于籽粒的發(fā)育,致使空粒數(shù)增多,實(shí)粒數(shù)減少。受有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重的共同影響,燕麥種子產(chǎn)量表現(xiàn)為中播＞早播＞晚播,且各播期間差異顯著,中播產(chǎn)量較晚播高327.7 kg/hm2。

有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重及種子產(chǎn)量皆隨施氮量增加而增加,且各氮肥水平間差異顯著(P＜0.05),說明在一定氮肥用量范圍內(nèi),增加施氮量可顯著提高燕麥產(chǎn)量(表2)。N2水平下,燕麥產(chǎn)量較N0水平提高了23.9%。當(dāng)施氮量為100 kg/hm2時(shí),不同施氮模式對(duì)有效穗數(shù)及千粒重?zé)o顯著影響(P＞0.05),但N3處理的每穗粒數(shù)大于N2處理,且差異顯著;說明孕穗期追施氮肥利于燕麥籽粒發(fā)育,可顯著增加其穗粒數(shù),從而提高燕麥產(chǎn)量,N3處理的燕麥種子產(chǎn)量明顯高于N2處理正是由于其穗粒數(shù)增加的效果。

播期與品種互作對(duì)燕麥的種子產(chǎn)量及其構(gòu)成要素皆有顯著的影響(P＜0.05)(表1);不同播期下,各品種產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的表現(xiàn)不同(表2)。早播情況下,兩裸燕麥品種的有效穗數(shù)顯著多于兩皮燕麥品種,而晚播時(shí)則反之;說明兩裸燕麥品種在提前播種情況下成穗率較高,而在播期較晚時(shí)皮燕麥表現(xiàn)較好。中期播種時(shí),C3品種的有效穗數(shù)遠(yuǎn)大于其余各品種。C4品種的有效穗數(shù)與穗粒數(shù)皆隨播期的推遲呈增加趨勢(shì),說明C4品種播期彈性更大,而其余各品種的有效穗數(shù)與穗粒數(shù)則在中期播種情況下效果最好。千粒重在各播期下裸燕麥皆顯著小于皮燕麥;有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重相互作用,使各品種產(chǎn)量最終表現(xiàn)為中期播種時(shí)最高,且從總體來看裸燕麥品種的產(chǎn)量明顯低于皮燕麥。

氮肥與品種的互作對(duì)燕麥產(chǎn)量及其構(gòu)成要素均有顯著影響(P＜0.05),各品種產(chǎn)量及其構(gòu)成要素在不同氮肥處理下不同,總體為兩裸燕麥品種的有效穗數(shù)與穗粒數(shù)多于兩皮燕麥品種,而千粒重遠(yuǎn)小于皮燕麥(表2)。皮燕麥種子產(chǎn)量在各氮肥處理下皆明顯高于裸燕麥,主要由皮燕麥千粒重高于裸燕麥所致。

表1 各因子對(duì)燕麥種子產(chǎn)量構(gòu)成要素影響的方差分析

表2 不同播期下各燕麥品種種子產(chǎn)量及其構(gòu)成要素

各燕麥品種的種子產(chǎn)量構(gòu)成要素隨氮肥處理變化規(guī)律不同,在N0、N1水平下,C4品種種子產(chǎn)量明顯高于其余各品種,這主要是因?yàn)槠淝ЯＶ仫@著大于其余品種;而繼續(xù)增加施氮量其產(chǎn)量反而下降,故對(duì)C4品種而言,其最佳氮肥用量應(yīng)在60 kg/hm2左右;其余各品種的燕麥種子產(chǎn)量皆隨施氮量增加而增加,其中,C1、C2、C3品種 N2水平的種子產(chǎn)量較N0水平分別提高了15.8%、16.7%和43.5%。因此,針對(duì)不同的燕麥品種,其施氮量應(yīng)有所不同。當(dāng)施氮量為100 kg/hm2時(shí),N3與N2處理對(duì)各燕麥品種種子產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響規(guī)律仍存在一定差異,但就產(chǎn)量來看,各品種N3處理的種子產(chǎn)量皆高于N2處理,表明氮肥分期施用可提高燕麥種子產(chǎn)量。

2.3 播期與氮肥互作對(duì)燕麥種子產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響 播期與氮肥互作對(duì)燕麥產(chǎn)量及其構(gòu)成要素皆有顯著影響,說明在不同播期下,氮肥處理效應(yīng)不盡相同。各播期下,N1、N2水平與N0水平相比,其有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重及種子產(chǎn)量皆有顯著提高(P＜0.05)(表3)。各播期下,燕麥種子產(chǎn)量皆隨施氮量增加而增加,但增幅有所不同,其中,早播N2水平較N0水平增幅最大,為28.9%,而中播增幅最小,為20.2%,這可能因播期不同,溫、濕度及光照條件發(fā)生改變而導(dǎo)致燕麥根系吸收養(yǎng)分能力不同,進(jìn)而影響肥效發(fā)揮,從而最終影響產(chǎn)量形成。

各播期下,相同施氮量不同施氮方式對(duì)燕麥種子產(chǎn)量及其構(gòu)成要素影響也存在差異;其中,早、中播時(shí)2個(gè)氮肥處理間燕麥有效穗數(shù)與千粒重?zé)o顯著差異(P＞0.05),而每穗粒數(shù)N3處理比N2處理高;晚播時(shí)有效穗數(shù)與千粒重N3處理高于N2處理,但每穗粒數(shù)無顯著差異。盡管如此,但各產(chǎn)量構(gòu)成要素相互協(xié)調(diào)作用致使燕麥產(chǎn)量在各播期下皆表現(xiàn)為N3處理高于N2處理。因此,孕穗期追施氮肥利于燕麥種子產(chǎn)量的提高。

表3 各播期和氮肥下燕麥種子產(chǎn)量構(gòu)成特性

3 討論

燕麥種子產(chǎn)量由有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重三要素組成,三者間變化受品種遺傳特征、外界條件、土壤肥力與栽培措施等影響。高寒牧區(qū)氣溫多變,早、晚霜凍害是限制燕麥種子生產(chǎn)的重要因素之一,播期過早,氣溫與地溫偏低,影響種子的發(fā)芽,且出苗過早易受晚霜的危害;而過遲播種,水熱條件較好,發(fā)育速度加快,影響幼苗素質(zhì),同時(shí)播種過遲,生育期縮短,影響籽粒發(fā)育,從而導(dǎo)致燕麥千粒重下降[8,12-14]。因此,適期播種對(duì)高寒牧區(qū)燕麥的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)顯得尤為重要。

燕麥?zhǔn)窍驳魑?施氮量是影響燕麥產(chǎn)量的又一個(gè)關(guān)鍵因素。孫明德和冀旺榮[14]研究認(rèn)為,施氮能大幅度提高燕麥種子產(chǎn)量,但營(yíng)養(yǎng)體生長(zhǎng)旺盛,生育期延長(zhǎng),易受早霜凍害,少施氮肥可促進(jìn)燕麥成熟,防止凍害,提高種子質(zhì)量。德科加等[5]、王軍萍等[6]、許國(guó)芬等[7]、Seuny[15]研究表明,不同施氮量對(duì)燕麥種子產(chǎn)量及構(gòu)成因素影響效果不同,增加施氮量會(huì)促進(jìn)燕麥生長(zhǎng),提高種子產(chǎn)量。許多研究也表明,氮肥施用時(shí)期也影響作物產(chǎn)量,在總氮量相同的基礎(chǔ)上,氮肥分次追施既能保證早期營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的正常進(jìn)行,避免早期氮素浪費(fèi),又能使植株在中期有充足氮肥供應(yīng),使其積累較多光合產(chǎn)物,從而利于燕麥籽粒灌漿,使其產(chǎn)量提高[16-19]。

本試驗(yàn)研究結(jié)果表明,播期與氮肥對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成要素皆有顯著影響。4月下旬播種各燕麥品種的有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)及千粒重皆多于4月中旬與5月上旬播種,5月上旬播種其有效穗數(shù)最少,主要是因?yàn)?月上旬播種受生育期的影響而使很多分蘗穗不能成熟所致,而其穗粒數(shù)與千粒重較低主要是由于播種相對(duì)較晚,抽穗、開花和灌漿期間的溫度條件不利于燕麥種子的發(fā)育,且由于受高寒氣候的影響使其生育期縮短等共同作用所致。各播期燕麥種子產(chǎn)量為,4月下旬＞4月中旬＞5月上旬,早播且增施氮肥使燕麥種子產(chǎn)量增幅最大,而中播增幅最小;這可能因不同播期下,氣溫、光照及土溫、濕度不同而引起燕麥根系吸收養(yǎng)分能力和燕麥光合能力發(fā)生改變所致,也可能因不同燕麥品種對(duì)播期與氮肥的反應(yīng)差異所致。各燕麥品種均隨施氮量增加,其種子產(chǎn)量及其構(gòu)成要素均呈增加趨勢(shì),且其有效穗數(shù)及種子產(chǎn)量在60 kg/hm2時(shí)最好;說明施氮量對(duì)不同燕麥品種的種子產(chǎn)量及其構(gòu)成要素影響存在一定的差異,這與焦瑞棗[20]的研究結(jié)果一致;各播期下,施氮量相同時(shí),燕麥孕穗期追施氮肥效果皆好于一次性氮肥基施,這與徐長(zhǎng)林[12]的報(bào)道一致。

就品種而言,不同處理下皮燕麥種子產(chǎn)量皆高于裸燕麥。因此,若以收獲種子為主要目的,則兩皮燕麥品種均適宜當(dāng)?shù)卦耘?其中,4月中下旬播種的青海444種子產(chǎn)量最高,而5月上旬播種時(shí)應(yīng)首選Ronald;裸燕麥則以白燕2號(hào)較好。

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