供水次数和施肥期对草地早熟禾种子性状的影响

梁丹妮，兰 剑*，谢应忠，何亚丽

(1.宁夏大学 农学院，宁夏 银川 750021； 2.上海交通大学 农业与生物学院，上海 200240)

供水次数和施肥期对草地早熟禾种子性状的影响

梁丹妮1，兰 剑1*，谢应忠1，何亚丽2

(1.宁夏大学 农学院，宁夏 银川 750021； 2.上海交通大学 农业与生物学院，上海 200240)

以草地早熟禾(PoapratensisL.)沪禾2号2年生植株为材料，进行了籽粒生产的施肥期和供水次数的田间裂区试验。主处理为3个供水水平：分别为A1，供水2次，供水量5～10 cm；A2，供水3次，供水量5～8 cm；A3，供水3次，供水量5～10 cm。副处理为3个施肥期：分别为B1，前一年秋季施肥；B2，春季施肥；B3，前一年秋季施用1/2和来年春季再施1/2。总N、P2O5、K2O施用量分别为73、73 和73 kg·hm-2，硅肥259 kg·hm-2。试验结果表明，供水次数对营养枝株高、生殖枝株高、混入的杂草干重和籽粒产量有显著影响，均以A2供水处理为最高，其中籽粒产量比A1和A3处理分别高11.6%和11.3%。由于生殖枝数和籽粒产量等主要产量构成因子在不同施肥期间没有显著差异，且秋季一次性施肥比春+秋季两次施肥可节约人工成本，故没有造成植株倒伏的秋季施肥为高效施肥期。由于供水处理与施肥期两因子的互作效应对各考察性状的影响均不显著，最佳的处理组合即为两因素最佳水平的组合，即秋季1次性施肥和于返青期、拔节孕穗期和抽穗-初花期供水3次，每次供水量5～8 cm。该处理组合的穗数7.63×106hm-2，穗粒数418.8粒，千粒重0.23 g，籽粒产量632.9 kg·hm-2。

早熟禾； 灌水次数； 施肥； 种子产量

草地早熟禾是温带地区广泛利用的多年生优质冷季型草坪草，在中国有着悠久的栽培历史，主要分布在中国西北和华北地区[1]，具有根茎发达、分蘖能力强、耐低修剪、青绿期长和耐寒等特点，但其抗旱能力较差，遇到持久干旱胁迫叶片易变为褐色[2]。草地早熟禾作为优质的草坪草在草坪建植、美化城市、改善生态环境和提高人民生活质量等方面得到广泛应用[3]。我国草地早熟禾种子主要依赖进口，开展早熟禾种子生产技术方面的研究相对较少。已有的研究主要集中在早熟禾品种[4-7]、施肥[8-9]、栽培驯化[10]、幼穗分化过程及开花习性[11]、水分处理对种子萌发特性的影响[12]以及叶面喷施生长剂对籽粒产量的影响等[13-14]，而关于施肥期和供水次数的互作效应对早熟禾种子产量及构成因素影响的研究甚少。本试验以沪育品种沪禾2号2年龄植株为材料，以供水次数为主处理，以施肥期为副处理，进行田间试验，探索宁夏平罗地区草地早熟禾种子生产的肥水运筹技术和种子产量水平，为我国草种子国产化提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验地位于宁夏回族自治区石嘴山市平罗县陶乐镇上海种业集团西繁基地，试验基地位于银川平原引黄灌区北部(38°48′N，106°41′E)，海拔1 100.8 m，属中温带大陆性气候。日照充足，温差大，蒸发强烈，年平均气温2.8～16 ℃，日温差13.2 ℃，年降水量173.2 mm，年日照时数3 008.6 h，无霜期171 d，春季干旱多风。试验地土壤为盐碱土，土壤肥力较贫瘠。有机质7.94 g·kg-1，碱解氮、速效磷、速效钾含量分别为16.38、3.47和122.81 mg·kg-1。

植株材料为上海交通大学何亚丽教授提供的草地早熟禾品种沪禾2号，于2013年9月通过上海市农作物品种审(认)定委员会的认定，编号为沪农品认草坪2013第002号。采用的肥料为郑州帝益肥业生态保护工程股份有限公司生产的“帝益”牌氮磷钾复合肥(N、P2O5、K2O含量均为15%)和硅肥(≥500 mg·kg-1)。水分供应主要是黄河水(pH值 7.4)和自然降水。

1.2 处理设计

试验设计为供水次数和施肥期二因子裂区试验，主处理供水次数分为供水2次和供水3次。供水2次处理(A1)的供水量为5～12 cm。供水3次处理实施了2个主区，其中A2主区于早熟禾籽粒收获后，该早熟禾主区为供水3次处理的一个主区；而与高羊茅供水3次处理相对应的早熟禾主区则是供水处理的另一个主区，命名为A3。由于试验地地势由低至高的趋势变异，同样3次供水处理，A2的供水量为5～8 cm水层高，而A3地势相对较低，供水量为5～10 cm水层高。4月初的返青水为自然降雨和降雪代替，降雨量约5 cm。第2次抽穗期供水与第3次开花期供水均为引灌黄河水(表1)。主处理为随机区组试验排列，重复3次。副处理施肥期3水平：其中B1，秋肥，上年秋季(2015年9月8日)施用N、P2O5、K2O均15%的氮磷钾复合肥(下简称“氮磷钾复合肥”)486 kg·hm-2；B2，春肥，春季(2016年4月17日)施用氮磷钾复合肥486 kg·hm-2；B3，春肥+秋肥，上年秋季(2015年9月8日)施氮磷钾复合肥243 kg·hm-2后，至来年春季(2016年4月17日)再施243 kg·hm-2。副处理(计产)面积13.8 m2。副区间筑有0.30 m宽×0.45 m高小田埂，主区间筑有0.5 m宽×0.5 m高的大田埂，用作处理效应的隔离和走道。

表1 主处理设计与实施日期

注：实际第1次供水期正值4月1日至4月2日试验地点自然降雨雪，雨量中到大，为自然给水。第2、3、4次均为引灌黄河水。年平均降水量173.2 mm。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 营养枝株高、生殖枝株高和穗长

收获前2 d在每个副区随机选取10株成熟株，测量其营养枝高度、生殖枝高度和穗长。对倒伏植株，扶起拉直进行测量。

1.3.2 每小穗小花数

于盛花期，各副区随机选取10个小穗考察其每穗小花数。

1.3.3 生殖枝数

于蜡熟期，每副区随机选取0.25 m2观察生殖枝数，并折算成每hm2内的生殖枝数。

1.3.4 每穗小穗数、穗粒数和粒重

于籽粒收获前1天，每副区随机抽取3穗，分别单独存放于信封内，带回实验室置于通风处晾干。待种子完全阴干后考察每穗小穗数、每穗粒数和穗粒重。以穗粒数和穗粒重折算千粒重。

1.4 数据分析

所有原始数据采用 Microsoft Excel 2015进行方差分析和LSD法平均数的多重比较。

2 结果与分析

2.1 对植株营养体形态和倒伏程度的影响

不同供水次数对营养枝和生殖枝株高影响显著，而对穗长和灌浆期植株的倒伏程度没有显著影响。多重比较结果表明，供水3次(A2、A3)的营养枝株高显著高于供水2次的处理(A1)。生殖枝株高以供水3次的地势较高的处理A2最高，比A1处理高8%，比A3处理高5%(表2)。

表2 不同供水次数对株高和穗长的影响

注：*表示方差分析在P=0.05水平上有显著差异(F0.05,2,4=6.9)；不同字母标记的平均数间有显著差异。同表4。

不同施肥期对营养枝株高和生殖枝株高的影响显著，对穗长和植株倒伏面积率则没有显著影响(表3)。多重比较结果表明：B2处理的营养枝株高分别比B1和B3处理增加了32%和53%；B2处理的植株倒伏程度(44.5%)显著高于B1(8.9%)和B3(0%)。不同供水次数和施肥期的互作效应对株高、穗长和倒伏程度的影响均不显著。

表3 不同施肥期对株高和穗长的影响

注：*表示方差分析在P=0.05水平上有显著差异(F0.05,2,12=3.9)；不同字母标记的平均数间有显著差异。同表5。

2.2 对籽粒产量和构成因素的影响

2.2.1 生殖枝数

不同灌水处理间的生殖枝数差异不显著，平均为6.6×106hm-2(表4)。不同施肥处理间差异显著(表5)，以B3处理的生殖枝数(7.5×106hm-2)显著高于B2处理(5.9×106hm-2)，而B1处理的(6.5×106hm-2)介于二者之间，与前两者间均没有显著差异。灌水次数与施肥期的互作效应对生殖枝数的影响不显著(表6)。

表4 不同供水次数对籽粒产量构成因素的影响

表5 不同施肥期对籽粒产量构成因子的影响

表6 草地早熟禾在不同供水次数和施肥期组合处理下各性状平均数的比较

注：*表示方差分析在P=0.05水平上有显著差异(F0.04,4,12=3.26)；不同字母标记的平均数间有显著差异。

2.2.2 小穗数、小花数、穗粒数、千粒重和穗粒重

小穗数、小花数、穗粒数、千粒重和穗粒重在不同供水次数间(表4)、不同施肥期间(表5)和两因素水平组合间(表6)差异均不显著。各处理平均值每穗小穗数为86个，小花数为6.3个、穗粒数445粒、千粒重0.23 g和穗粒重为0.1 g。

2.2.3 对籽粒产量的影响

籽粒单产在不同供水次数间差异显著(表4)，以A2的籽粒产量显著高于A1和A3处理。不同施肥期主效对籽粒产量的影响不显著。两因子处理组合的籽粒产量平均数以B1和A2组合的最高(图1)，显著高于A1与B1和A1与B3处理组合，也显著高于A3与B3的组合。

图1 供水次数与施肥期处理组合籽粒产量平均数的比较

2.3 区组效应

收获草地早熟禾穗子时，不可避免地收获了株高与草地早熟禾生殖枝株高相当的杂草，主要为冰草(AgropyroncristatumL.)和马齿苋(PortulacaoleraceaL.)。方差分析结果(表7)表明，不同区组间混收的杂草干重以远离大道和灌溉渠的第Ⅲ区组地块上最高，显著高于靠近大道和灌溉渠的第Ⅰ区组地块上的杂草干重。位于中间的第Ⅱ区组上的平均每副区上的杂草干重居中，与其他2个区组的干重间没有显著差异(表6)。这一分布符合一般劳动者的心理特征，靠近路边显眼的地块上人工除草质量较高，后继生长的杂草也较少。

表7 不同区组杂草产量、营养枝株高和籽粒产量的比较

注：*表示方差分析在P=0.05水平上有显著差异(F0.05,2,4=6.94)；不同字母标记的平均数间有显著差异。

由表7可知，第Ⅰ和第Ⅲ区组的营养枝株高较高，显著高于第Ⅱ区组。籽粒产量在不同区组间存在显著差异，以靠近灌溉渠的大路边的第Ⅲ区组地块上的产量最高(586.2 kg·hm-2)，显著高于第Ⅱ区组，而最北面地势明显较高的第Ⅰ区组地块上的产量位于第2位，与最高和最低区组产量间没有显著差异。

3 小结与讨论

3.1 供水次数和供水量

水分胁迫对植物生长和种子产量的影响因胁迫的时间和灌溉时间的不同而存在差异[15]。Hageman等[16]研究发现，种子田的灌溉管理与牧草生产截然不同，灌溉量过高，将促进植株营养体生长，容易引起植株倒伏，种子产量降低。灌溉不足，则造成水分胁迫，同样会使种子产量下降[17-20]。灌溉不足主要降低生殖枝数、小穗数和每小穗小花数[21]。李培英等[22]经过灌水次数对新疆狗牙根种子生产性能的影响研究得出：不同灌水次数对新疆狗牙根种子产量影响极显著(P<0.01)，灌1次水可获得较多的伊犁型狗牙根种子。国内对高羊茅种子生产田的灌溉试验有少量报道[23-25]，但对早熟禾种子生产的适宜供水处理则罕见报道。本研究结果显示，不同供水次数主要影响营养枝和生殖枝的株高和杂草数量，虽然对籽粒产量构成因子均没有显著影响，但对最终的籽粒单产影响显著。

3.2 施肥期和施肥量

合理施肥是提高种子产量的重要措施。春季施氮肥可为分蘖发育提供更多的营养，增加生殖枝上的小花数。秋季施氮肥可促使分蘖的发育，此时氮素的数量将决定分蘖中生殖枝的比例[26]。Lamb等[27]研究结果表明，草地早熟禾秋季施氮70%或100%对种子产量有利；磷肥对禾本科牧草种子产量也有一定的促进作用，施用磷肥65 kg·hm-2，可使草地早熟禾种子产量提高10%～51.6%[28]。周玉香等[2]在宁夏银川地区进行了草地早熟禾种子生产田春季分期施肥试验，以返青期一次性施入N、P2O5、K2O分别60、40、40 kg·hm-2为好，籽粒产量为835 kg·hm-2。姚爱兴等[29]于1997—1998年在宁夏银川地区进行的施肥量和播种量裂区试验的籽粒产量结果进行方差分析，表明两因子互作效应显著，以最高施肥量N、P2O5、K2O 130、80、80 kg·hm-2秋、春各施近1/2与最低播量5 kg·hm-2的组合为好。前人研究结果表明，草地早熟禾获得最高籽粒产量的适宜施氮水平为60～80 kg·hm-2[30]。而本研究结果则显示，在宁夏平罗地区于返青期一次性施入N、P2O、K2O施用量为73、73、73 kg·hm-2和硅肥259 kg·hm-2植株出现倒伏，而秋季一次施用则不倒伏，估计是秋季施用肥料至来年春季生长期间过量的肥料流失造成这一结果。降低施肥量至60～70 kg·hm-2于春季一次性施入是否能达到高效和高产的施肥效果有待进一步研究。王佺珍等[7]报道在甘肃酒泉地区草地早熟禾种子高产栽培技术要点为：于前年秋季和春季平均分施磷、钾肥，其总施肥量为P2O5150 kg·hm-2，K2O 90 kg·hm-2，于春季施纯氮90 kg·hm-2，开沟施入，施后灌水，一个生长季一共灌水5次，分别于返青、分蘖、孕穗至拔节、抽穗至开花、灌浆灌水，每次灌水至水层高度8.5～10.0 cm。2015年在平罗的早熟禾种子生产经验表明，过多的水分供应使植株贪青，促进基部小分蘖的生长，影响成熟整齐度，不利于灌浆成熟，收获的籽粒中瘪率含量较高，降低种子产量和质量[31]。本研究结果表明，灌水次数与施肥期的互作对籽粒产量及其构成因素的影响不显著，最佳的处理组合应为两因素最佳水平的组合，即秋季1次性施肥和于返青期、拔节孕穗期和抽穗-初花期供水3次，每次供水量5～8 cm。前人的结果也表明,种子灌浆后期灌水不利种子成熟。

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2017-07-11

上海市农委科技兴农重点攻关项目[沪农科攻字(2013)第1-1号]

梁丹妮(1991—)，女，陕西榆林人，硕士研究生，研究方向为草坪与牧草栽培，E-mail: liangdn0711@163.com。

兰 剑(1970—)，男，四川邻水人，教授，博士，从事牧草与草坪草管理方面的研究工作，E-mail: lanjian@nxu.edu.cn。

文献著录格式：梁丹妮，兰剑，谢应忠，等. 供水次数和施肥期对草地早熟禾种子性状的影响[J].浙江农业科学，2017，58(12)：2215-2219.

10.16178/j.issn.0528-9017.20171242

S812

A

0528-9017(2017)12-2215-05

张 韵)