不同時期滴灌對紫花苜蓿種子產量及其構成因子的影響

李國良，劉香萍，杜廣明，崔國文

（1.黑龍江八一農墾大學動物科技學院，黑龍江 大慶 163319；2.東北農業大學動物科學技術學院，哈爾濱 150030）

苜蓿作為優質的飼料作物，在農牧業經濟較發達的國家苜蓿種植面積都較大，相應地對苜蓿種子的需求也很大。苜蓿在我國北方畜牧業生產中具有重要作用，但苜蓿種子生產的發展還遠遠不夠。限制苜蓿在生產中發揮更大作用的一個主要原因是苜蓿種子生產技術落后，其中灌溉是關鍵技術措施之一。許多研究結果表明，合理灌溉是苜蓿種子豐產優質目標的必要條件，水分因子是影響苜蓿種子高產穩產的關鍵因素之一[1－3]。紫花苜蓿種子生產時，需要適當調節土壤水分，使之產生一定的水分脅迫，植株保持連續、緩慢的生長，促進小花結莢，避免營養體徒長和嚴重的水分脅迫情況的發生，可以獲得最高種子產量[4－5]。我國紫花苜蓿種子節水灌溉（滴灌）技術的研究報道很少，種子生產主要是在收草田中留種，普遍存在灌溉次數過多，營養體生長旺盛，倒伏嚴重等問題，種子產量低，質量不高[6-7]。李擁軍和閔積淳研究表明[8]，生長第2年紫花苜蓿種子田的3種漫灌灌水處理（盛花期灌1次水，盛花期和結莢期各灌1次水，始花期、盛花期和結莢期各灌1次水）均出現植株嚴重倒伏、種子產量顯著下降的情況。其中，灌2次水處理種子產量較高，但也只有77.5 kg·hm-2。海濤等研究表明[9]，紫花苜蓿種子生產田孕蕾和結莢期各灌1次水，灌水量為900 m3·hm-2時，種子產量最高（1 290 kg·hm-2）。本文通過不同時期滴灌處理對苜蓿的種子產量及相關性狀的測定結果進行分析，找出影響苜蓿種子產量的關鍵性狀，制定提高苜蓿種子產量的灌溉措施，為我國北方寒冷干旱地區苜蓿種子節水灌溉提供理論依據和生產指導。

1 材料與方法

1.1 實驗地概況

本試驗所用紫花苜蓿種子田位于黑龍江八一農墾大學動物科技學院草業實驗田（大慶市）。試驗區屬于溫帶大陸性季風氣候。年平均溫度為4.2℃，≥10℃積溫為2 922.5℃。年平均降水為427.4 mm，多集中6、7、8月份。

年蒸發量為1 620.4 mm，是降水量的3.8倍。年均日照時數為2 846.9 h，無霜期127 d。土壤為鹽堿土，土壤肥力狀況:有機質30.7 g·kg-1，速效氮89.25 mg·kg-1，速效磷 16.12 mg·kg-1，速效鉀137.35 mg·kg-1，土壤 pH 7.7。

1.2 試驗材料

供試苜蓿品種為肇東苜蓿，2008年7月人工穴播，行株距為60 cm×15 cm，每穴留苗3株。2009年進行灌溉試驗。

1.3 試驗設計

按灌溉時間設計5個不同水分處理，另設一對照CK（無灌溉），各處理重復3次，共18個小區，小區面積9 m2（3 m×3 m），各小區間用塑料膜隔離。小區灌水采用輸水管地面滴灌，灌水量240 mm。灌溉方案見表1。

1.4 測定項目

1.4.1 株高

每處理各重復隨機選取20株，測量絕對高度。

1.4.2 種子收獲與測產

當3／4的莢果變為黑褐色時用鐮刀人工收獲，每個樣方收獲1 m2植株，分別打捆，晾曬，干燥后脫莢，清選2次，裝袋。以此計算試驗小區的凈種子產量。

1.4.3 結莢花序數／生殖枝

每個處理隨機選擇30個生殖枝，統計包括主枝和各級分枝在內的結莢花序數目。

1.4.4 莢果數／結莢花序

每個處理隨機選擇植株不同部位的結莢花序60個，統計每個花序的莢果數。

1.4.5 種子數／莢果

在種子收獲時，每個處理在植株不同部位隨機摘取200個結莢花序，隨機統計100個莢果的種子數。

1.4.6 種子產量

當3／4的莢果變為黑褐色時用鐮刀人工收獲，每個樣方收獲的1 m2植株分別打捆，晾曬，干燥后脫莢，清選2次，裝袋。以此計算試驗小區的凈種子產量。

1.4.7 千粒重

從各小區清選后的凈種子中隨機數出1 000粒種子稱重，重復3次，計算千粒重。

1.4.8 種子發芽勢和發芽率

取凈種子100粒，做表面滅菌處理，放入培養皿中，重復3次，置于發芽箱內發芽，溫度為25℃。第2天首次記錄，第4天計算正常種子的發芽勢，第10天計算正常種子發芽率。

1.5 數據處理與分析

試驗所得數據用Excel 2003和SPSS 16.0軟件進行統計分析和制表。

2 結果與分析

2.1 不同時期灌溉處理對種子產量構成因子的影響

結果見表2。

由表2可以看出，不同灌溉處理下對紫花苜蓿種子產量構成因子有一定影響。其中各處理中W5的株高最高（157.0），顯著高于其余各組。其次為W1、W2組，與CK差異也達到顯著水平。W3、W4組株高與CK基本一致。表明不同時期灌溉對苜蓿株高有一定影響。同時，W2、W3灌溉處理下種子千粒重、結莢花序數/生殖枝、莢果數/花序均顯著高于其他各組，說明孕蕾——初花期和結莢期進行灌溉有利于花芽分化及種子發育。在結莢期適當的補充水分，有利于苜蓿籽粒飽滿。而籽粒數/莢果在各灌溉處理間差異不顯著。

2.2 不同時期灌溉處理對種子產量與質量的影響

結果見表3，圖1。

表2 不同灌溉處理下紫花苜蓿種子產量及構成因子Table 2 Effection of different irrigation treatments on alfalfa seed yield components

表3 不同灌溉處理下紫花苜蓿種子產量與質量Table 3 Alfalfa seed yield and quality in different irrigation treatments

圖1 灌溉對苜蓿種子產量的影響Fig.1 Alfalfa seed yield in different irrigation treatments

由表3和圖1可以看出，不同灌溉處理對種子產量有一定影響，W2處理下，種子產量顯著高于對照和其他各處理組達到721.8 kg·hm－2，比對照提高15%以上，且種子發芽率也顯著高于其他各組。W1、W3、W4組種子產量略高于對照，但差異不顯著。W5組則顯著低于對照。說明在孕蕾—初花期對苜蓿種子田進行灌溉，可有效提高苜蓿種子產量，其余各時期灌溉處理增產效果不顯著，而在苜蓿整個生育期進行全程灌溉，則由于水分過于充足，造成苜蓿徒長，倒伏現象嚴重，造成種子產量下降，發芽率、發芽勢顯著下降。

2.3 種子產量構成因素間的相關分析

表4表明千粒重、結莢花序數/生殖枝和莢果數/花序均與種子產量呈正相關關系，相關系數分別為 R千粒重=0.704，R結莢花序數/生殖枝=0.789，R莢果數/花序=0.760。其中，結莢花序數/生殖枝和莢果數/花序與種子產量相關性均達到顯著性水平（P＜0.05）。而株高與籽粒數/莢果均與種子產量呈負相關關系，但未達顯著性水平。各產量因素間，千粒重與結莢花序數/生殖枝和莢果數/花序呈顯著正相關。花序數/生殖枝與莢果數/花序呈極顯著正相關（R=0.978，P＜0.01）。

表4 種子產量各構成因素及種子產量間的相關系數Table 4 Relationship between alfalfa seed yield and seed yield components

3 討論與結論

灌溉是干旱、半干旱地區農業生產的根本，也是在這類地域獲得紫花苜蓿種子高產的關鍵[7－9]。紫花苜蓿種子田的灌溉制度取決于土壤質地、土層厚度、降雨量、蒸發量、氣溫、生長季長度和栽培措施[10－12]。紫花苜蓿種子生產中，理想的灌溉制度能產生適度的土壤干旱條件促進授粉，且生長和開花并未停止，在獲得種子高產的同時，提高灌溉效率。

本研究表明不同時期灌溉對苜蓿種子田產量具有顯著影響，采用W2灌溉處理，即在孕蕾－初花期灌水可形成較高苜蓿種子產量。苜蓿分枝期（W1期灌溉處理）是營養物質快速積累時期，應控制灌水，可減少苜蓿徒長倒伏；苜蓿在孕蕾－初花期灌水（W2處理）可有效促進營養生長向生殖生長轉化，獲得較高生殖分配率，并顯著高于其他時期灌水的處理，此階段灌水有利于花芽分化，促使苜蓿開花、授粉和結莢過程能集中完成，提高結實率；在結莢期（W4處理）適當的補充水分，有利于苜蓿籽粒飽滿。相關分析結果表明，與苜蓿種子產量相關性較大的因素有：結莢花序數/生殖枝和莢果數/花序（R結莢花序數/生殖枝=0.789，R莢果數/花序=0.760，P＜0.05），這與李擁軍、李雪峰等研究結果一致[13－14]。說明隨著結莢花序數/生殖枝和莢果數的增加，也會使單株籽粒產量增加，進而提高種子產量。

在孕蕾－初花期灌水可形成較高苜蓿種子產量。不同灌水處理在結莢花序數/生殖枝、每花序莢果數有顯著差異。結莢花序數/生殖枝、每花序莢果數與種子產量有極顯著的正相關性，即要獲得種子高產就必須保證有高的結莢花序數/生殖枝和每花序莢果數。在孕蕾－初花期灌水有利于苜蓿生殖生長和提高結實率，是苜蓿種子生產高產的關鍵。

分枝期灌水及整個苜蓿生長期全程灌溉將導致苜蓿植株徒長，造成植株倒伏，對苜蓿種子生產作用不大，甚至導致減產。苜蓿種子生產的關鍵需水期是孕蕾－初花期，在北方干旱、半干旱區以孕蕾－初花期和結莢期適量灌水為最佳灌溉模式。

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