紫花苜蓿種子產(chǎn)量構(gòu)成與密度關(guān)系的研究

吳素琴¹　楊瑞全²　韓建國³　張自和⁴

1.寧夏種子站；2.寧夏草原站；3.中國農(nóng)業(yè)大學草地研究所；4.蘭州大學草地農(nóng)業(yè)科技學院

摘　要:對不同密度紫花苜蓿品種Baralfa 32 IQ種子產(chǎn)量構(gòu)成特性的研究結(jié)果表明，實際種子產(chǎn)量主要由結(jié)莢花序數(shù)/m²、結(jié)莢數(shù)/結(jié)莢花序、種子數(shù)/莢及千粒重四個因素構(gòu)成，其中前兩項正相關(guān)達顯著水平；密度直接影響分枝數(shù)/m²、植株高度、地上部生物量/m²、結(jié)莢花序數(shù)/m²、結(jié)莢數(shù)/結(jié)莢花序、種子數(shù)/莢及千粒重，從而影響種子產(chǎn)量。經(jīng)統(tǒng)計分析，結(jié)莢花序數(shù)/m²、結(jié)莢數(shù)/結(jié)莢花序、種子數(shù)/莢及千粒重隨密度減小而增大，在株距35cm時結(jié)莢花序數(shù)/m²達到最大值，為6753個，實際種子產(chǎn)量和表現(xiàn)種子產(chǎn)量隨之達到最大值，分別為1560.1 kg/hm²和11445.1 kg/hm²；分枝數(shù)/m²、植株高度、地上部生物量/m²隨密度減小而減少。

Abstract:Alfalfa （Baralfa 32 IQ） seeds yield components were studied in differnt density treatments. The results indicated that the importance of effect on yield can be ranked as follows: racemes/m², pods/ raceme, seeds/pod, thousand grain weight , in which the first and the second were significant biomass above ground/m²，racemes /m², pods/raceme, seeds /pod,thousand-grain weight，and indirectly affected seed yield . racemes/m², pods /raceme, seeds/pod, thousand-grain weight increased graduatly with the reduction of density. When the distance between plants was increased to 35 cm, racemes/m²reached the highest, 6753, and the actual yield, estimated yield also reached the highest ,1560.1 kg/hm², 11445.1 kg/ hm²respectively; Shoots/m², plant height and biomass above ground/m²decreased gradually with density reduction.

密度是影響紫花苜蓿種子產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，確定最適密度是豐產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。國內(nèi)外很多學者認為稀植種子產(chǎn)量高^[1～6]。Brand等發(fā)現(xiàn)獨立的紫花苜蓿單株比株叢中單株的種子產(chǎn)量高^[7]。Rincker以91cm行距，30.5cm、61cm和122cm的株距春季移栽紫花苜蓿植株，株距為61cm的種子產(chǎn)量最高，兩年的平均產(chǎn)量為1196.1 kg/ hm^2[8]。在已經(jīng)建植的種子基地進行疏枝處理減少密度壓力效果也非常顯著，Jones等研究表明，行內(nèi)以61cm、122cm的間距疏枝，植株密度范圍為21498～53621株/ hm²，3年平均種子產(chǎn)量為1166～1272 kg/ hm²，但植株密度低于20000株/ hm²，種子產(chǎn)量顯著下降^[9]。王贇文在60cm行距的田間，在行內(nèi)每隔30cm用鋤頭鋤去30cm的植株，結(jié)果疏枝處理比對照的實際種子產(chǎn)量提高35.4%^[10]。實際種子產(chǎn)量與構(gòu)成因素的相關(guān)性大小順序為生殖枝數(shù)/m²、莢果數(shù)/生殖枝、粒數(shù)/莢、千粒重^[11]。

寧夏是我國光照資源高值地區(qū)之一，銀川灌區(qū)在國內(nèi)苜蓿種子生產(chǎn)歷史上曾經(jīng)有過產(chǎn)量最高的記錄^[12,13]，本研究的目的是在理想的生態(tài)條件下，探討密度與產(chǎn)量及其主要相關(guān)性狀的變化規(guī)律，以期獲得較高種子產(chǎn)量水平的栽培技術(shù)，為寧夏灌區(qū)規(guī)?；?、專業(yè)化生產(chǎn)紫花苜蓿種子奠定理論基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1　試驗區(qū)自然概況

寧夏永寧縣地處東經(jīng)104°17′，北緯35°14′30″，海拔1116.7m ，年日照2897.5h，≥10℃年積溫3251.4℃，年蒸發(fā)量1787.3mm，生長季天數(shù)206d，氣溫和降水量詳見表1。

表1　1951～1980年和2003年3～8月及年平均氣溫和降雨量

土壤為灌淤土，有機質(zhì)約為24.2g/kg，pH值8.43，全鹽含量1.19g/kg，全氮0.78g/kg，全磷0.81g/kg，全鉀19.33g/kg，速效氮93.00mg/kg，速效磷12.32mg/kg，速效鉀136.80mg/kg。

1.2　供試材料

紫花苜蓿品種Baralfa 32 IQ來自美國百綠集團，生態(tài)適應(yīng)性較廣，持久性、越冬性和抗病性卓越，品質(zhì)好。

1.3　試驗設(shè)計

2001年8月10日播種，行距90cm，株距分別為10cm、15cm、20cm、25cm、30cm、35cm、42cm和56cm ，2003年春季又進行了保持株距處理。小區(qū)面積15m²（3×5），3次重復(fù)，各區(qū)組隨機排列，2002年8月16日施過磷酸鈣240 kg/hm²，18日灌水，11月10日灌冬水，2003年生長發(fā)育期不灌溉。2003年6月8日用高效低毒生物殺蟲劑除殺蚜蟲和潛葉蠅。

1.4　測定方法

1.4.1　花序數(shù)/m²、小花數(shù)/花序

在開花盛期后，結(jié)莢期前，進行花序數(shù)/m²測定，一個小區(qū)測定一個平方米，每個枝條測定一個數(shù)。小花數(shù)/花序是在盛花期每個小區(qū)采集有代表性枝條，在室內(nèi)摘下花序，均勻后數(shù)出小花數(shù)/花序。

1.4.2　結(jié)莢花序數(shù)/m²、莢果數(shù)/結(jié)莢花序、種子數(shù)/莢

在收獲前一個星期，每個小區(qū)割下1m²的苜蓿用于測定結(jié)莢花序數(shù)，每個枝條測定一個數(shù)。然后將結(jié)莢花序剪下并均勻后，隨機抽取結(jié)莢花序測定每莢花序的莢果數(shù)，最后隨機抽取結(jié)莢花序測定每莢的種子數(shù)。

1.4.3　株高、分枝數(shù)/m²、生物量/m²

在盛花期測定植株伸直高度，在種子成熟期，當70%莢果變成褐色時收割，苜蓿割倒后進行分枝數(shù)測定，一行一個數(shù)據(jù)，三個小區(qū)共9行。然后捆起測定每小區(qū)的生物量。

1.4.4　千粒重測定

從每個小區(qū)收獲的種子中抽取100g樣品，然后按照《牧草種子檢驗規(guī)程》中GB/T 2930.9-2001的重量測定方法進行測定。

1.4.5　實際種子產(chǎn)量

在莢果70%成熟時，人工割倒，捆起，在晾曬場上單獨脫粒，一個小區(qū)一個數(shù)據(jù)測出實際種子產(chǎn)量。

1.4.6　表現(xiàn)種子產(chǎn)量、收獲率的計算

表現(xiàn)種子產(chǎn)量計算公式如下:Y=結(jié)莢花序數(shù)×結(jié)莢數(shù)×莢內(nèi)種子數(shù)×千粒重/ 1000000 kg/hm²。

收獲率計算公式如下:實際種子產(chǎn)量/表現(xiàn)種子產(chǎn)量×100%

1.5　數(shù)據(jù)處理

測定數(shù)據(jù)用SPSS 11.5進行統(tǒng)計分析。

2　結(jié)果和分析

2.1　密度對產(chǎn)量構(gòu)成的影響

在不同密度條件下，花序數(shù)/m²、結(jié)莢花序數(shù)/m²、結(jié)莢數(shù)/結(jié)莢花序、種子數(shù)/莢、千粒重、分枝數(shù)/m²、株高和地上生物量/m²、實際種子產(chǎn)量和表現(xiàn)種子產(chǎn)量方差分析達極顯著水平，小花數(shù)/花序不顯著（表2）。

2.1.1　密度對花序數(shù)/m²和小花數(shù)/花序的影響

密度與花序數(shù)/m²和小花數(shù)/花序分別呈負、正相關(guān)，相關(guān)不顯著見表3。

2.1.2　密度對結(jié)莢花序數(shù)/m²、結(jié)莢數(shù)/結(jié)莢花序、種子數(shù)/莢和千粒重的影響

結(jié)莢花序數(shù)/m²、結(jié)莢數(shù)/結(jié)莢花序、種子數(shù)/莢和千粒重依密度變小而增大，到株距35cm后，結(jié)莢花序數(shù)/m²和結(jié)莢數(shù)/結(jié)莢花序開始下降，而種子數(shù)/莢和千粒重繼續(xù)上升，相關(guān)系數(shù)分別為-0.542；-0.765*；-0.985**；-0.842** （表4）。由于前兩項與株距之間的關(guān)系并非直線相關(guān)，所以在數(shù)據(jù)處理中進行了曲線擬合，擬合方程及擬合系數(shù)分別為Y=5752.26-822.53x+350.359x²-32.404x³，r²= 0.907**；

Y=13.800-0.4813x+0.2108x²-0.0174x³，r²=0.599**，株距與四項擬合曲線見圖1～4。

2.1.3　密度對分枝數(shù)/m²、株高和生物量/m²的影響

在同一時期，不同密度條件下，植株分枝數(shù)/m²不同，株距越大密度越小，每株的分枝數(shù)愈多，而分枝數(shù)/m²愈少，呈負顯著相關(guān)（表4）。植株高度隨株距增大密度的減小逐漸降低（表2），呈極顯著負相關(guān)（表4）。地上生物量/m²隨株距增大密度減小而降低，呈極顯著負相關(guān)（表4）。

2.1.4　密度對種子產(chǎn)量的影響

密度與實際種子產(chǎn)量、表現(xiàn)種子產(chǎn)量之間的相關(guān)并不顯著（表4），密度通過影響產(chǎn)量構(gòu)成而影響產(chǎn)量。種子高產(chǎn)存在一個合適密度問題，密度太大或太小都不能高產(chǎn)，低于35cm密度時，紫花苜蓿種子產(chǎn)量隨密度減小而降低，當高于此密度時，隨株距增大密度增加而降低。實際種子產(chǎn)量和表現(xiàn)種子產(chǎn)量與密度進行曲線擬合，其中擬合度最好的是CUBIC三次曲線，方程分別為:y=1275.46-246.70x +95.8465x²-8.4235x³，擬合系數(shù)r²=0.735**， F =18.53； Y =6817.17 -715.25x+529.238x²-50.352x³，擬合系數(shù)r²=0.858**，F(xiàn)=40.20。實際種子產(chǎn)量隨密度變化的曲線見圖5。

2.2　產(chǎn)量及其構(gòu)成之間的關(guān)系

實際種子產(chǎn)量和表現(xiàn)種子產(chǎn)量與花序數(shù)/m²、小花數(shù)/花序、結(jié)莢花序數(shù)/m²、結(jié)莢數(shù)/結(jié)莢花序、種子數(shù)/莢、千粒重均為正相關(guān)，實際種子產(chǎn)量與結(jié)莢花序數(shù)/m²、結(jié)莢數(shù)/結(jié)莢花序之間的相關(guān)達到顯著水平，相關(guān)系數(shù)分別為r=0.751*；r=0.783*（表4）。表現(xiàn)種子產(chǎn)量與結(jié)莢花序數(shù)/m²、結(jié)莢數(shù)/結(jié)莢花序、千粒重之間的相關(guān)達到極顯著水平，相關(guān)系數(shù)分別為r=0.902**；r=0.938**；r=0.875** （表4）。實際種子產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素之間的多元逐步回歸方程由兩個主要因素構(gòu)成（P≤0.05），即結(jié)莢花序數(shù)/m²（X₁）和莢果數(shù)/結(jié)莢花序（X₂），方程分別為Y=-1197.345+0.199 X1+91.540 X²，其模型的準確性為r²=0.961**，F(xiàn)=61.167 （表6）。這說明密度的減小促進了紫花苜蓿植株的生殖發(fā)育，營養(yǎng)面積擴大和結(jié)莢花序數(shù)/m²及結(jié)莢數(shù)/結(jié)莢花序增多。

種子產(chǎn)量與枝條數(shù)/m²、植株高度、地上生物量/m²三項之間呈負相關(guān)關(guān)系（表4），在圖5中可見實際種子產(chǎn)量和表現(xiàn)種子產(chǎn)量表現(xiàn)為拋物線式，而枝條數(shù)/m²、植株高度、地上生物量/m²表現(xiàn)為直線式，種子高產(chǎn)與這三項有一個交匯點，就是高產(chǎn)最適宜點，這個點就是高產(chǎn)栽培技術(shù)要求的數(shù)據(jù)，本試驗高產(chǎn)點1560.1kg/hm²所對應(yīng)的枝條數(shù)/m²、植株高度、地上生物量/m²分別121.8枝條/m²、129cm、2.5kg/m²，即在行距90cm、株距35cm、3.1株/m²、31005株/hm²時獲得的，此時表現(xiàn)種子產(chǎn)量也最高（11445.1kg/hm²），實際種子產(chǎn)量與表現(xiàn)種子產(chǎn)量的比率，即收獲率為13.6% （表2）。

花序數(shù)/m²、小花數(shù)/花序、結(jié)莢花序數(shù)/m²、結(jié)莢數(shù)/結(jié)莢花序、種子數(shù)/莢、千粒重與枝條數(shù)/m²、植株高度、地上生物量/m²均為負相關(guān)關(guān)系，其中結(jié)莢花序數(shù)/m²與植株高度、結(jié)莢數(shù)/結(jié)莢花序與植株高度、結(jié)莢數(shù)/結(jié)莢花序與地上生物量、結(jié)莢數(shù)/結(jié)莢花序與枝條數(shù)/m²、千粒重與枝條數(shù)/m²為顯著水平；種子數(shù)/莢與枝條數(shù)/m²、種子數(shù)/莢與植株高度、種子數(shù)/莢與地上生物量/m²、千粒重與植株高度、千粒重與地上生物量/m²為極顯著水平（表4）。

結(jié)莢花序數(shù)/m²與結(jié)莢數(shù)/結(jié)莢花序、種子數(shù)/莢、千粒重呈正相關(guān)，相關(guān)分別為顯著、不顯著和極顯著；結(jié)莢數(shù)/結(jié)莢花序與莢內(nèi)種子數(shù)、千粒重呈正相關(guān)，相關(guān)分別為不顯著和顯著；莢內(nèi)種子數(shù)與千粒重相關(guān)顯著（表4）。

花序數(shù)/m²與結(jié)莢花序數(shù)/m²呈正相關(guān)；花序數(shù)/m²與小花數(shù)/花序、結(jié)莢數(shù)/結(jié)莢花序、種子數(shù)/莢、千粒重呈負相關(guān)；小花數(shù)/花序與結(jié)莢花序數(shù)/m²、結(jié)莢數(shù)/結(jié)莢花序、種子數(shù)/莢、千粒重呈正相關(guān)，以上所有相關(guān)均不顯著（表4）。

枝條數(shù)/m²、株高與生物量之間的正相關(guān)達極顯著水平（表4）。

表2　密度處理對紫花苜蓿種子產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

表3　密度處理之間產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素等其他性狀的方差分析表

續(xù)表3

表4　密度處理對紫花苜蓿種子產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素之間的相關(guān)系數(shù)

注: *在0.05水平下相關(guān)顯著（兩尾） Correlation is significant at the 0.05 level（2-tailed） ； **在0.05水平下相關(guān)極顯著（兩尾） Correlation is significant at the 0.05 level （2-tailed） .

圖1　密度與結(jié)莢花序數(shù)/m2之間的擬合曲線

圖2　密度與結(jié)莢數(shù)/結(jié)莢花序之間的擬合曲線

圖3　密度與種子數(shù)/莢之間的擬合曲線

圖4　密度與千粒重之間的擬合曲線

圖5　密度與實際種子產(chǎn)量之間的擬合曲線

3　結(jié)論與討論

3.1　產(chǎn)量構(gòu)成對產(chǎn)量重要性大小

實際種子產(chǎn)量和表現(xiàn)種子產(chǎn)量與其構(gòu)成因素的回歸分析結(jié)果說明,影響產(chǎn)量大小的因素依次為:結(jié)莢花序數(shù)/m²、結(jié)莢數(shù)/結(jié)莢花序、莢內(nèi)種子數(shù)、千粒重。對產(chǎn)量起間接負作用的因素按相關(guān)系數(shù)大小為重要性依據(jù)排序結(jié)果為:株高、枝條數(shù)/m²、地上生物量/m²。

3.2　產(chǎn)量與密度的關(guān)系

密度主要是通過對單位面積的結(jié)莢花序數(shù)或單位面積的結(jié)莢數(shù)等起作用而影響產(chǎn)量，密度過小或過大，都使單位面積結(jié)莢花序數(shù)等下降，最終導致產(chǎn)量降低。高密度導致產(chǎn)量降低的主要原因是枝條擁擠，引起紫花苜蓿個體發(fā)育弱、植株高、后期倒伏影響產(chǎn)量。隨著單位面積株數(shù)的降低，單位面積結(jié)莢花序數(shù)等顯著增加，但當降低到一定程度時因枝條支撐的單位面積結(jié)莢花序數(shù)量不夠，產(chǎn)量也會下降，所以需要尋找一個最適宜的密度，才能使各產(chǎn)量因素之間協(xié)調(diào)生長發(fā)育，從而獲得高產(chǎn)。

每結(jié)莢花序的結(jié)莢數(shù)、每莢種子數(shù)和千粒重總體變化規(guī)律為隨密度的減小而增加，這可能是由于密度減小，水肥光充足，同化產(chǎn)物增多，籽粒飽滿，結(jié)莢數(shù)增多，每莢種子數(shù)也增加的結(jié)果。

3.3　產(chǎn)量是多因素相互影響、綜合作用的結(jié)果

紫花苜蓿種子產(chǎn)量是多因素相互影響、綜合作用的結(jié)果，最終以群體結(jié)莢花序數(shù)、每花序結(jié)莢數(shù)、莢內(nèi)種子數(shù)、千粒重為表現(xiàn)形式而形成產(chǎn)量。本文從密度角度對紫花苜蓿種子生產(chǎn)的主要性狀進行了分析，但生產(chǎn)上不僅要知道最佳密度控制，其他栽培管理技術(shù)的增減規(guī)律也要了解，因而密度對紫花苜蓿種子生產(chǎn)來說是關(guān)鍵因子，但不是唯一因子。

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