新麥草種子發(fā)育過(guò)程中產(chǎn)量和質(zhì)量的動(dòng)態(tài)變化研究

江生泉， 王赟文

（1．滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 滁州 239000；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 草地研究所，北京 100094）

新麥草種子發(fā)育過(guò)程中產(chǎn)量和質(zhì)量的動(dòng)態(tài)變化研究

江生泉1， 王赟文2

（1．滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 滁州 239000；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 草地研究所，北京 100094）

對(duì)新麥草種子發(fā)育過(guò)程的種子產(chǎn)量與種子含水量動(dòng)態(tài)關(guān)系以及種子質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行研究.結(jié)果表明，酒泉地區(qū)新麥草種子含水量在 39%時(shí)，種子產(chǎn)量達(dá)到最高值（2378.1kg/ha）；當(dāng)種子含水量小于 39%之前，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率、老化發(fā)芽率隨著生育進(jìn)程是逐漸上升的，含水量在 39%時(shí)并達(dá)到最大值，分別為 97%和 96.5%；千粒重也是在含水量達(dá)到 39%達(dá)到最大值（4.0289g），之后千粒重反而降低，差異達(dá)到顯著水平（P<0.05）.

新麥草；種子產(chǎn)量；種子含水量；發(fā)芽率

新麥草（Psathyrostachys juncea）又名俄羅斯野黑麥，為疏叢型禾本科牧草；原產(chǎn)于中亞和西伯利亞地區(qū)，在我國(guó)北方及西北地區(qū)種植普遍生長(zhǎng)良好，具有壽命長(zhǎng)、抗旱能力強(qiáng)，再生能力及恢復(fù)能力好，營(yíng)養(yǎng)期長(zhǎng)等特點(diǎn).新麥草葉比重大，如在株高 0—10 厘米時(shí)，葉的重量占全株葉重量的50%，其青鮮及干草狀態(tài)各類家畜均喜食，可用于我國(guó)北方、干旱半干旱地區(qū)退化草地的補(bǔ)播、人工草地及植被恢復(fù)化等[1,2].

大多數(shù)多年生禾本科牧草種子含水量下降到 30%時(shí)就會(huì)出現(xiàn)脫落現(xiàn)象；同時(shí)，種子質(zhì)量也隨著發(fā)育過(guò)程中存在動(dòng)態(tài)變化[3,4].新麥草種子在 發(fā)育過(guò)程也易出 現(xiàn)自然脫落 現(xiàn)象，從生理方面分析，隨著種子的生長(zhǎng)和發(fā)育，種子內(nèi)部有機(jī)物質(zhì)積累增加，含水量逐漸下降，生理上出現(xiàn)不活躍的狀態(tài)，隨后在脫落發(fā)生的部位產(chǎn)生離層，導(dǎo)致自然脫落.因此，本試驗(yàn)從新麥草種子灌漿期到種子完熟期進(jìn)行跟蹤取樣，研究種子實(shí)際產(chǎn)量與含水量關(guān)系及種子質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，從而對(duì)新麥草種子生產(chǎn)及新麥草應(yīng)用提供理論基礎(chǔ).

1 試驗(yàn)地自然概況

試驗(yàn)區(qū)位于甘肅河西走廊酒泉市上壩鄉(xiāng).該基地位于河西走廊中部西端，祁連山北麓，海拔 1480 米，由于深居內(nèi)陸，緯度和海拔較高，氣候干燥少雨，蒸發(fā)量大，晝夜溫差大，是典型的大陸性氣候，根據(jù)酒泉?dú)庀笈_(tái)(東經(jīng) 98o29′,北緯 39o46′，距離試驗(yàn)站 30km) 的觀測(cè)記錄，該地年均氣溫7.3℃，最冷月(1 月)和最熱月(7 月)的平均氣溫為 -15.6℃和28.7℃，極端最低和最高溫度為 -31.6℃和 38.4℃，≥10℃年積溫 2954.4℃；年均降雨量 85.3mm，集中在 6-8 月份；年均相對(duì)濕度 46%，蒸發(fā)量 2148mm；年日照時(shí)數(shù) 3033.4h，年輻射量 145.6 千卡 /cm2.對(duì)作物種子的干物質(zhì)積累非常有利.

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料是新麥草種子田，采用條播，行距是 0.45m.使用的氮肥是尿素(有效 N 含量 46%)，采用人工開(kāi)溝施肥的方式.根據(jù)酒泉當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，施氮時(shí)間分為早秋(8 月 20 日)、晚秋(10 月 22 日)、早春(3 月 28 日).施肥后及時(shí)灌溉，適時(shí)進(jìn)行中耕除草.

2.2 測(cè)定指標(biāo)與方法

2.2.1 種子產(chǎn)量測(cè)定

在新麥草種子田中選取一塊長(zhǎng)勢(shì)比較均勻，面積在667m2以上.灌漿期開(kāi)始隨機(jī)取樣，每隔三天取一次.隨機(jī)選取 4 個(gè) 1m2樣段收集小穗，同等條件下風(fēng)干后的小穗脫粒，清選后稱重測(cè)產(chǎn)，用風(fēng)篩清選后稱重，按公式計(jì)算實(shí)際種子產(chǎn)量：實(shí)際種子產(chǎn)量 = 收獲的種子重量 /收獲面積.

2.2.2 千粒重測(cè)定

從相應(yīng)風(fēng)干凈種子的種子批四分取樣 4 份，每份 500粒.分別稱取各份樣品的重量，折算成 1000 粒種子的重量，并計(jì)算平均重量.

2.2.3 種子標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率的測(cè)定

種子標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率的測(cè)定：在根據(jù)牧草與草坪草種子檢驗(yàn)的方法，每個(gè)實(shí)驗(yàn)樣品中隨機(jī)取凈種子 100 粒，整齊排列，采用紙上發(fā)芽，潤(rùn)濕發(fā)芽床，在 7℃的低溫下進(jìn)行預(yù)處理7 天，重復(fù) 4 次.在光照培養(yǎng)箱（“廣大”LRH-250-G）內(nèi)，每天光照 8 小時(shí)（溫度 30℃），黑暗 16 小時(shí)（溫度 20℃）發(fā)芽.分別在第 4 天和第 14 天進(jìn)行初次計(jì)數(shù)和末次計(jì)數(shù)，統(tǒng)計(jì)正常種苗、不正常種苗、未發(fā)芽和死種子的百分比，4 次重復(fù)的平均值為標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率[5].

2.2.4 種子老化發(fā)芽率的測(cè)定（控制劣變法）

將種子裝入鋁箔袋中，用微量移液槍加少量水,用封口機(jī)封口,于 20℃條件下放置 24 小時(shí),使種子與水均勻混合，于 40℃條件下老化 48h,再轉(zhuǎn)移到發(fā)芽箱進(jìn)行發(fā)芽，每天光照 8 小時(shí)（溫度 30℃），黑暗 16 小時(shí)（溫度 20℃）發(fā)芽.分別在第 4 天和第 14 天進(jìn)行初次計(jì)數(shù)和末次計(jì)數(shù)，統(tǒng)計(jì)正常種苗、不正常種苗、未發(fā)芽和死種子的百分比，4 次重復(fù)的平均值為標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率[5].

2.3 數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)方法

采用 SPSS 軟件進(jìn)行單因素方差分析，Excel軟件作圖分析.

3 結(jié)果與分析

3.1 新麥草種子的實(shí)際種子產(chǎn)量與種子含水量的動(dòng)態(tài)關(guān)系研究

由下圖 1 可以知道,新麥草種子含水量隨著時(shí)間推移出現(xiàn)降低，但這種降低幅度有所不同，先是降幅較小，后降幅增大；首先在 6 月 27 號(hào)之前含水量下降幅度比較平緩，由開(kāi)始 50%下降到 40%左右，6 月 27 號(hào)之后種子含水量由40%下降到 10%左右，種子含水量降低會(huì)進(jìn)一步加速其脫落.新麥草種子實(shí)際產(chǎn)量與時(shí)間的回歸關(guān)系是二次曲線關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為 0.8986，達(dá)到顯著水平，種子實(shí)際產(chǎn)量先增大后減少.結(jié)合圖 2，甘肅酒泉地區(qū)當(dāng)含水量為 39%時(shí)，新麥草種子具有達(dá)到最高，為 2378.1kg/ha，這一指標(biāo)也可作為新麥草種子最佳收獲時(shí)間確定；兩者之間關(guān)系可用二次函數(shù)進(jìn)行擬合 ，回 歸方程 為 y=-36653x2+19109x-85.666，R2= 0.8346，達(dá)到顯著水平.

圖1 新麥草種子含水量、種子實(shí)際產(chǎn)量時(shí)間動(dòng)態(tài)關(guān)系

圖2 新麥草種子含水量與種子產(chǎn)量關(guān)系

3.2 新麥草種子質(zhì)量的動(dòng)態(tài)變化研究

表1 新麥草種子質(zhì)量的動(dòng)態(tài)變化

由表 2 數(shù)據(jù)可知，種子的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率在 6 月 27 號(hào)之后達(dá)到最大，為 97%.6 月 18 號(hào)的種子發(fā)芽率最低，為 84.5%，與其他處理差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05），其原因可能是 6月24號(hào)之前種子胚發(fā)育不完整.種子老化發(fā)芽率總體上比標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率要低些，尤其是在 6 月 18 號(hào)、6 月 20 號(hào)、6 月 22號(hào)三個(gè)處理上兩者差異比較大，分別遞減 7%、10%、4%.以后遞減幅度都比較小，大約為 1%.種子老化發(fā)芽率在6月24 號(hào)之后達(dá)到了最大，為 96%，之后處理也不存在顯著差異性.種子千粒重在 6 月 27 號(hào)達(dá)到最大值，為 4.0289g，與其他時(shí)間處理達(dá)到顯著差異（P＜0.05），之后千粒重會(huì)有所下降，可能是種子含水量快速下降的原因.

4 總結(jié)與討論

從新麥草種子發(fā)育過(guò)程中質(zhì)量和產(chǎn)量動(dòng)態(tài)變化來(lái)看，種子產(chǎn)量先出現(xiàn)增加后降低，后期降低原因主要是種子自然脫落造成[6,7]；種子含水量變化是逐漸降低，含水量在 39%之前下降幅度較小，之后含水量下降速度更快；綜合以上兩個(gè)因子，新麥草種子發(fā)育過(guò)程中，含水量在 39%時(shí)種子產(chǎn)量達(dá)到最高值.對(duì)于新麥草質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率、老化發(fā)芽率及千粒重也出現(xiàn)規(guī)律性變化，其中，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率、老化發(fā)芽率在種子含水量 39%之前，基本上隨著時(shí)間推移是逐漸增加的，在含水量 39%之后，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率、老化發(fā)芽率差異不顯著.另外，千粒重也是在含水量達(dá)到 39%達(dá)到最大值（4.0289g），后期千粒重反而變小，這可能與后期束縛水分損失及種子內(nèi)物質(zhì)分解有關(guān).種子含水量可作為指示收獲的一個(gè)指標(biāo)[8]，Hill發(fā)現(xiàn)多年生黑麥草種子最佳種子收獲的種子含水量是 40%-43%[9,10].因此，甘肅酒泉地區(qū)新麥草種子收獲最佳時(shí)期是種子含水量為 39%時(shí)，此時(shí)新麥草種子產(chǎn)量及質(zhì)量都達(dá)較好狀態(tài).

〔1〕江生泉，王赟文，韓建國(guó)，李德榮．氮肥對(duì)新麥草穗頸解剖性狀的影響[J]．江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007（6）：899-902.

〔2〕江生泉，李德榮，韓建國(guó)．春季分施氮肥對(duì)新麥草種子產(chǎn)量 及 氮 肥 利 用 率 的 影 響[J]．草 地 學(xué) 報(bào) ，2008，16(5)：512-517.

〔3〕徐榮，韓建國(guó)．草坪型高羊茅種子成熟過(guò)程中活力變化及適宜收獲期研究[J]．中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，36(7)：834-839.

〔4〕毛培勝，韓建國(guó)，吳喜才．收獲時(shí)間對(duì)老芒麥種子產(chǎn)量的影響[J]．草地學(xué)報(bào)，2003，11(1)：33-37.

〔5〕王全珍．水肥耦合對(duì) 6 種禾本科牧草種子產(chǎn)量和生產(chǎn)性能的效應(yīng)[D]．北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005.

〔6〕韓建 國(guó)．國(guó)內(nèi)外草 坪 草 種 子 生產(chǎn)[J]．北 京 園林 ，2000（2）：23-265．

〔7〕韓 建 國(guó)．實(shí) 用 牧 草種 子 學(xué)[M]．北 京 ：中 國(guó) 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 出 版社，1997.

〔8〕王顯國(guó)，韓建國(guó)，陳志宏，等．新麥草種子成熟過(guò)程中活力變化的研究[J]．草地學(xué)報(bào)，2000，8(4)：306-311.

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：1673-260X（2016）02-0030-02

2015 年 10 月 15 日

“十五”國(guó)家攻關(guān)子課題（2004BA528B-2-4）；2015 年度安徽省高校自然科學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目（KJ2015A423）