播期與氮肥對燕麥種子產量構成要素的影響

馬雪琴,趙桂琴,龔建軍

(1.甘肅農業大學草業學院,甘肅蘭州 730070;2.甘肅省金昌市農牧局,甘肅金昌 737100)

燕麥(Avena sativa)是高寒牧區一年生人工草地的主要栽培種,是一種優良的草料兼用型作物,具有營養價值高、適口性好、產量高以及適應性強等特點。燕麥籽實含有大量易消化和高熱量的營養物質,是各類家畜特別是馬、牛、羊的良好精料,在高寒牧區種植具有重要的生產意義。近些年有關燕麥栽培方面的研究雖多有報道,但多側重于播期、施肥或品種篩選條件下燕麥生長發育和品質等方面的研究[1-8]。燕麥種子產量不僅由其本身的遺傳特性決定,也受外界環境的影響。其中肥、水、氣、溫等均是影響其產量形成的重要因素[9-10]。本研究通過分析播期與氮肥對不同燕麥品種種子產量的影響,尋求高寒牧區燕麥最佳播期及適宜施氮量,為今后高寒牧區燕麥產業化發展提供相應理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗在甘肅省天祝縣華臧養鹿場進行,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,年日照時數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(C1)、白燕5號(C2)2個裸燕麥品種(由吉林省農業科學院供種)、青海 444(C3)、Ronald(C4)2個皮燕麥品種(由甘肅農業大學草業學院供種)為供試燕麥。氮肥以復合肥為基肥,尿素為追肥。

1.3 試驗設計 試驗為三因素試驗,采用裂區設計,播期(A)為主區,設早(A1)、中(A2)、晚(A3)3個播期,即4月18日、4月27日和5月5日;施氮量(純氮)為副區 ,設 0(N0)、60 kg/hm2(N1)、100 kg/hm2(N2)、60(基肥)+40(追肥)kg/hm2(N3)4個氮肥處理,其中N1、N2作為基肥于播種時一次性施入,N3的60%作基肥,40%于孕穗期隨灌水施入;品種(C)為副區,3次重復。小區面積3.2 m×2.5 m,共144個小區,小區間隔50 cm。

各供試燕麥品種按試驗設計要求,于2006年4月中下旬-5月上旬進行條播,行距20 cm,每小區播12行,播量為112.5 kg/hm2。整個生育期灌水2次,分別在燕麥拔節期和孕穗期。試驗地前作為小麥(Triticumaestivum)。

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

1.5 數據整理與分析 數據均用Excel建立數據庫,用SPSS軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 播期、施氮和品種對燕麥種子產量及其構成要素的影響 各因素及互作對燕麥種子產量及其構成要素均有顯著影響,但對其有效穗數、每穗粒數、種子千粒重影響不同(表1)。其中,有效穗數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與千粒重的首要因素。

2.2 播期和氮肥對不同燕麥品種種子產量及其構成要素的影響 播期對燕麥的種子產量及其構成要素皆存在顯著影響,有效穗數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最少,主要是因為推遲播種使燕麥分蘗穗至收獲時仍不能成熟所致,而其千粒重最小則可能是推遲播種使燕麥花期溫度相對較高和灌漿期縮短造成籽粒發育不良所致。穗粒數中期播種最多,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育,致使空粒數增多,實粒數減少。受有效穗數、穗粒數、千粒重的共同影響,燕麥種子產量表現為中播＞早播＞晚播,且各播期間差異顯著,中播產量較晚播高327.7 kg/hm2。

有效穗數、每穗粒數、千粒重及種子產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,增加施氮量可顯著提高燕麥產量(表2)。N2水平下,燕麥產量較N0水平提高了23.9%。當施氮量為100 kg/hm2時,不同施氮模式對有效穗數及千粒重無顯著影響(P＞0.05),但N3處理的每穗粒數大于N2處理,且差異顯著;說明孕穗期追施氮肥利于燕麥籽粒發育,可顯著增加其穗粒數,從而提高燕麥產量,N3處理的燕麥種子產量明顯高于N2處理正是由于其穗粒數增加的效果。

播期與品種互作對燕麥的種子產量及其構成要素皆有顯著的影響(P＜0.05)(表1);不同播期下,各品種產量及其構成要素的表現不同(表2)。早播情況下,兩裸燕麥品種的有效穗數顯著多于兩皮燕麥品種,而晚播時則反之;說明兩裸燕麥品種在提前播種情況下成穗率較高,而在播期較晚時皮燕麥表現較好。中期播種時,C3品種的有效穗數遠大于其余各品種。C4品種的有效穗數與穗粒數皆隨播期的推遲呈增加趨勢,說明C4品種播期彈性更大,而其余各品種的有效穗數與穗粒數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、每穗粒數、千粒重相互作用,使各品種產量最終表現為中期播種時最高,且從總體來看裸燕麥品種的產量明顯低于皮燕麥。

氮肥與品種的互作對燕麥產量及其構成要素均有顯著影響(P＜0.05),各品種產量及其構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與穗粒數多于兩皮燕麥品種,而千粒重遠小于皮燕麥(表2)。皮燕麥種子產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 各因子對燕麥種子產量構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量及其構成要素

各燕麥品種的種子產量構成要素隨氮肥處理變化規律不同,在N0、N1水平下,C4品種種子產量明顯高于其余各品種,這主要是因為其千粒重顯著大于其余品種;而繼續增加施氮量其產量反而下降,故對C4品種而言,其最佳氮肥用量應在60 kg/hm2左右;其余各品種的燕麥種子產量皆隨施氮量增加而增加,其中,C1、C2、C3品種 N2水平的種子產量較N0水平分別提高了15.8%、16.7%和43.5%。因此,針對不同的燕麥品種,其施氮量應有所不同。當施氮量為100 kg/hm2時,N3與N2處理對各燕麥品種種子產量構成因子的影響規律仍存在一定差異,但就產量來看,各品種N3處理的種子產量皆高于N2處理,表明氮肥分期施用可提高燕麥種子產量。

2.3 播期與氮肥互作對燕麥種子產量及其構成要素的影響 播期與氮肥互作對燕麥產量及其構成要素皆有顯著影響,說明在不同播期下,氮肥處理效應不盡相同。各播期下,N1、N2水平與N0水平相比,其有效穗數、每穗粒數、千粒重及種子產量皆有顯著提高(P＜0.05)(表3)。各播期下,燕麥種子產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、濕度及光照條件發生改變而導致燕麥根系吸收養分能力不同,進而影響肥效發揮,從而最終影響產量形成。

各播期下,相同施氮量不同施氮方式對燕麥種子產量及其構成要素影響也存在差異;其中,早、中播時2個氮肥處理間燕麥有效穗數與千粒重無顯著差異(P＞0.05),而每穗粒數N3處理比N2處理高;晚播時有效穗數與千粒重N3處理高于N2處理,但每穗粒數無顯著差異。盡管如此,但各產量構成要素相互協調作用致使燕麥產量在各播期下皆表現為N3處理高于N2處理。因此,孕穗期追施氮肥利于燕麥種子產量的提高。

表3 各播期和氮肥下燕麥種子產量構成特性

3 討論

燕麥種子產量由有效穗數、穗粒數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。高寒牧區氣溫多變,早、晚霜凍害是限制燕麥種子生產的重要因素之一,播期過早,氣溫與地溫偏低,影響種子的發芽,且出苗過早易受晚霜的危害;而過遲播種,水熱條件較好,發育速度加快,影響幼苗素質,同時播種過遲,生育期縮短,影響籽粒發育,從而導致燕麥千粒重下降[8,12-14]。因此,適期播種對高寒牧區燕麥的高產穩產顯得尤為重要。

燕麥是喜氮作物,施氮量是影響燕麥產量的又一個關鍵因素。孫明德和冀旺榮[14]研究認為,施氮能大幅度提高燕麥種子產量,但營養體生長旺盛,生育期延長,易受早霜凍害,少施氮肥可促進燕麥成熟,防止凍害,提高種子質量。德科加等[5]、王軍萍等[6]、許國芬等[7]、Seuny[15]研究表明,不同施氮量對燕麥種子產量及構成因素影響效果不同,增加施氮量會促進燕麥生長,提高種子產量。許多研究也表明,氮肥施用時期也影響作物產量,在總氮量相同的基礎上,氮肥分次追施既能保證早期營養生長的正常進行,避免早期氮素浪費,又能使植株在中期有充足氮肥供應,使其積累較多光合產物,從而利于燕麥籽粒灌漿,使其產量提高[16-19]。

本試驗研究結果表明,播期與氮肥對產量及其構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、每穗粒數及千粒重皆多于4月中旬與5月上旬播種,5月上旬播種其有效穗數最少,主要是因為5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,而其穗粒數與千粒重較低主要是由于播種相對較晚,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分能力和燕麥光合能力發生改變所致,也可能因不同燕麥品種對播期與氮肥的反應差異所致。各燕麥品種均隨施氮量增加,其種子產量及其構成要素均呈增加趨勢,且其有效穗數及種子產量在60 kg/hm2時最好;說明施氮量對不同燕麥品種的種子產量及其構成要素影響存在一定的差異,這與焦瑞棗[20]的研究結果一致;各播期下,施氮量相同時,燕麥孕穗期追施氮肥效果皆好于一次性氮肥基施,這與徐長林[12]的報道一致。

就品種而言,不同處理下皮燕麥種子產量皆高于裸燕麥。因此,若以收獲種子為主要目的,則兩皮燕麥品種均適宜當地栽培;其中,4月中下旬播種的青海444種子產量最高,而5月上旬播種時應首選Ronald;裸燕麥則以白燕2號較好。

[1]張海梅.高寒牧區不同播種期對燕麥產量的影響[J].青海草業,1996,5(4):24-27.

[2]張耀生,周興民,王啟基.高寒牧區燕麥生產性能的初步分析[J].草地學報,1998,2(6):115-122.

[3]康海軍,杜鐵瑛,嚴振英,等.青南牧區不同燕麥品種種植試驗報告[J].青海畜牧獸醫雜志,2000,30(2):7-10.

[4]德科加.施肥對青藏高原燕麥種子產量及產量組分的影響[J].種子,2009,28(8):71-74.

[5]德科加,王德利,周青平,等.施肥對青藏高原燕麥種子生產的增產效應[J].草業科學,2005,25(1):26-30.

[6]王軍萍,顏紅波,周青平.不同N、K水平對青引1號燕麥生產性能的影響[J].草業科學,2009,26(5):81-85.

[7]許國芬,周青平,顏紅波,等.施氮水平對燕麥產量與養分吸收的影響[J].草業學報,2009,18(6):20-24.

[8]吳娜,曾昭海,任長忠,等.播期對裸燕麥生物學特性和產量的影響[J].麥類作物學報,2008,28(3):496-501.

[9]內蒙古農學院.牧草及飼料作物栽培學[M].北京:中國農業出版社,1982:22-34.

[10]肖文一,陳德新,吳渠來.飼用植物栽培與利用[M].北京:農業出版社,1991:15-46.

[11]天祝藏族自治縣縣志編纂委員會.天祝縣志[M].蘭州:甘肅民族出版社,1994:14.

[12]徐長林.高寒牧區燕麥豐產栽培措施的研究[J].草業科學,2003,20(3):21-24.

[13]張國勝,李希來,馬宗泰,等.播種期和播種密度對圈窩子燕麥產量的影響研究[J].草業科學,2002,19(8):21-24.

[14]孫明德,冀旺榮.論我省牧區提高燕麥種子質量的途徑[J].青海草業,1994,3(1):7-10.

[15]Seuny H D.Effects of nitrogen application to the growth,grain yield and components of theoats[J].RAND Journal of Agricultural Science,Soil&Fertilizer,1995,37(2):260-267.

[16]姜麗娜,邵云,金毓翠,等.氮肥施用時期與比例對超高產冬小麥干物質積累及產量的影響[J].麥類作物學報,2002,22(2):70-73.

[17]毛鳳梧,趙會杰,段藏祿.追氮時期對優質小麥產量和品質的影響[J].河南農業科學,2001(11):19-20.

[18]姜麗娜,李春喜,邱宗波,等.氮肥對超高產冬小麥地上部各器官干物質的影響[J].耕作與栽培,2002(1):43-45.

[19]李玉影,吳英,劉雙全,等.龍 94-4083小麥需肥特性及施肥對產量和品質的影響[J].黑龍江農業科學,2001(5):10-11.

[20]焦瑞棗.施氮量對裸燕麥不同品種產量和品質的影響的研究[D].呼和浩特:內蒙古農業大學,2004:41-42.