行距與栽培年限對老芒麥鮮草及種子產量的影響

游明鴻，劉金平，白史且，李達旭，鄢家俊，張昌兵

(1.四川省草原科學研究院，四川 成都 611731； 2.西華師范大學生命科學院，四川 南充 637009)

老芒麥(Elymussibiricus)是禾本科披堿草屬多年生、疏叢型、中旱生植物，為披堿草屬中營養價值最高的牧草[1-2]?！按ú?號”老芒麥(E.sibiricuscv.chuancao No.2)具有適應性廣、生長速度快、分蘗力強、草質優、產量高、抗寒、耐濕等優點，是目前我國高寒地區廣泛種植的一個優良牧草品種[3-4]。近年來，該品種在青藏高原東緣生態恢復重建、退化沙化草地治理、三江源保護、退牧還草、種草養畜及人草畜三配套等工程建設中起著骨干草種的作用。目前，在青藏高原東緣建有3 500 hm2種子基地種近10萬hm2栽培草地，但老芒麥鮮草產量極不穩定，種子產量也極低，遠遠不能滿足高寒牧區對其種子與草產品的需要。因此，開展適合高寒牧區老芒麥的生產技術研究，加強牧草與種子生產的技術投入，提高生產的技術含量，是高寒牧區急需解決的生產實踐問題。過去國內學者關于老芒麥的栽培研究多集中于行距[5-7]、播種量[8-9]、施肥量[6，9-14]、除雜[14]、收獲時間[15]等技術對草產量或種子產量的影響，在栽培年限方面的報道僅查到周禾等[16]開展了利用年限對老芒麥生物學特性及群落結構特征影響的研究。關于行距與栽培年限對鮮草或種子產量的影響未見報道。本試驗連續5年觀測不同行距下老芒麥草產量、種子產量及產量構成因子，分析行距、栽培年限與產量的關系，探討適合川西北高原牧草與種子生產的合理行距，尋求提高牧草與種子產量與質量的途徑，以期為畜牧業發展、農業產業結構調整和生態環境治理等提供科學的理論依據。

1 材料與方法

1.1試驗地概況 試驗于阿壩州紅原縣邛溪鎮二農場進行，大陸性高原溫帶季風氣候，102°32′ E、32°46′ N，海拔3 497 m，年均溫1.1 ℃，極端最高溫23.5 ℃，極端最低溫-33.8 ℃，年降水量738 mm，相對濕度71%，≥10 ℃年積溫僅865 ℃·d。土壤為草甸土，0～20 cm土層土壤的有效氮、有效磷、有效鉀含量分別為276、10.2和131 mg·kg-1，有機質含量5.87%，pH值5.91。

1.2試驗材料及設計 以川草2號老芒麥原種為材料。以面積3 m×5 m，間距1 m建立小區。按隨機區組3次重復排列，以30 cm(18行)、45 cm(11行)、60 cm(8行)、75 cm(6行)、90 cm(5行)為行距，按單位米長度播種100粒種子。播前施4 500 kg·hm-2有機肥為基肥，每年拔節期按150 kg·hm-2復合肥進行追肥，其他管理水平相同。2005年5月播種，播后第2-5年進行指標測定。

1.3測定指標及方法

分蘗數和生殖枝數：乳熟期，在中間行中部，隨機取50 cm長的樣段，測定分蘗數和生殖枝數。依據50 cm枝條數×2×3×行數/15，計算單位面積分蘗數和生殖枝數。3次重復[9]。

自然高度：乳熟期，隨機選取50個生殖枝，用直尺測定自然高度[9]。

鮮草產量：灌漿期，每小區隨機選取1 m樣段，留茬5 cm刈割稱量，3次重復，計算單位面積的鮮草產量，單位kg·hm-2[9]。

小穗數/生殖枝、小花數/小穗、種子數/生殖枝：乳熟期，每區隨機選取50個生殖枝測定[9]。

種子千粒重：每區選取風干清選后的凈種子1 000粒稱量,3次重復。

實際種子產量：蠟熟期，每小區隨機選取2 m2，即30、45、60、75和90 cm行距下，分別選取6.4、4.4、3.2、2.4、2.0 m長樣段，人工收種，3次重復，計算單位面積的種子產量，換算成kg·hm-2。

潛在種子產量=每平方米生殖枝數×小穗數/生殖枝×小花數/小穗×種子千粒重/1 000。

表現種子產量=每平方米生殖枝數×小穗數/生殖枝×種子數/小穗×種子千粒重/1 000。

1.4數據處理 采用SAS 9.1進行數據分析。

2 結果與分析

2.1行距與栽培年限對枝條性狀及鮮草產量的影響 試驗對第2-5年枝條及鮮草產量進行多重比較分析(表1)表明，不同行距下植株間可利用的有效養分、拓展空間等存在差異，不同栽培年限老芒麥分蘗、再生能力不同，結果導致行距與栽培年限對單位面積內分蘗數、營養枝數、生殖枝數、生殖枝比例有極顯著影響(P<0.01)。老芒麥播種當年生長緩慢，不同行距下第2年分蘗數均最高，小行距的分蘗數高于大行距，隨著行距增加單位面積分蘗數減少；栽培年限的增加，分蘗數也呈下降趨勢?？梢?，行距和年限對營養生長的影響必然造成生殖生長的差異，表現為單位面積生殖枝數及生殖枝比例的差異極顯著(P<0.01)。

表1 不同處理對老芒麥枝條性狀及鮮草產量的多重比較Table 1 Multiple comparisons of branch characteristics and fresh grass yield of Elymus sibiricus in different row spaces and planting years

行距和年限對枝條密度與枝條高度的顯著影響，導致了鮮草產量表現出極顯著差異(P<0.01)，變異范圍為3 394.1～19 225.6 kg·hm-2，相差近6倍。30 cm行距下第2年分蘗數高達4 604枝·m-2，但鮮草產量低于相同行距第3年的，可見鮮草產量受枝條密度、高度與粗細的影響。

方差分析(表2)表明，行距、年份、互作對枝條性狀及鮮草產量都有極顯著影響。行距是造成差異的主要因素，互作次之，年份的貢獻最低。行距對單位面積分蘗數影響最大(F=1 358.89)，不僅影響了生殖枝比例，對株高影響的結果致使鮮草產量差異極顯著。年份間枝條密度差異較大，枝條高度、生殖枝比例差異較小。行距與年份互作間營養枝數差異最大。可見枝條高度、密度、生殖投入及鮮草產量都極顯著受行距與栽培年限的影響。

表2 處理對老芒麥枝條性狀及鮮草產量影響的方差分析Table 2 Analysis of variance about branch characteristics and fresh grass yield of Elymus sibiricus in different row spaces and planting years

2.2行距與栽培年限對花序性狀及種子產量的影響 行距和年限影響了生殖枝數量與比例，導致花序營養與空間基礎差異，使花序長度、粗度等性狀不同。試驗僅選擇小花數/枝進行分析，表明行距和年限對每個花序的小花數有極顯著影響，變異范圍為58.33～137.00個·枝-1(表3)。行距和年限對小花數與生殖枝數量的影響，使潛在種子產量差異極顯著。行距與栽培年限對結實率的影響表現為種子數/枝的極顯著差異，導致表現種子產量也受極顯著影響。株高、密度、營養、開花數、結實率等差異共同決定了實際種子產量的極顯著差異，變異范圍為87.00 ～1 620.67 kg·hm-2，相差近30倍。

方差分析表明，行距間、年份間、互作間花序性狀及種子產量都存在極顯著差異。行距是花序開花與結實的主要因子，其影響由大到小為種子數/枝、潛在種子產量、表現種子產量、實際種子產量、小花數/枝(表4)。行距與年份互作是次要因素，對小花數/枝、表現種子產量、實際種子產量影響較大，年份對種子數/枝有較大影響。

2.3不同行距間老芒麥鮮草及種子產量變化 不考慮栽培年限的影響，僅分析行距間枝條、花序及產量性狀的變化(表5)，說明行距對枝條性狀、花序性狀、鮮草與種子產量都有極顯著影響。30～60 cm行距間枝條自然高度差異不大，隨著行距的增加高度降低。枝條密度、生殖枝比例與行距呈一定的負相關，單位面積分蘗數隨著行距增加而顯著降低，但枝條高度與密度最高的是30 cm行距，鮮草產量最高的是45 cm，說明鮮草產量不僅受枝條高度與密度的影響，還受枝條粗細程度影響。分析結果說明45 cm行距有利于老芒麥鮮草產量的增加，生產中可以推廣與應用。

行距45～60 cm小花數/枝最大，75 cm種子數/枝最大，說明花序性狀及結實率顯著受行距的影響。行距越小、生殖枝密度與潛在種子產量越大，而小行距影響結實率，致使60 cm行距的表現種子產量與實際種子產量達最大值，可見行距太小或太大不利于種子生產，60 cm行距是適合種子生產的最佳行距。

表4 處理對老芒麥花序性狀及種子產量影響的方差分析Table 4 Analysis of variance about inflorescence characteristics and seed yield of Elymus sibiricus in different row spaces and planting years

表5 行距間枝條、花序及產量性狀Table 5 Traits of branches, inflorescences and yield in different row spacing

2.4不同栽培年限下老芒麥鮮草及種子產量變化 僅對栽培年限間枝條性狀、花序性狀和產量性狀分析(表6)表明，栽培年限對枝條性狀、花序性狀及鮮草與種子產量都有極顯著影響。枝條高度在2～4年差異不大，第5年顯著降低。單位面積枝條數(營養枝與生殖枝)隨著栽培年限的增加顯著下降，而生殖枝比例受栽培年限的影響較小。鮮草產量第3年平均值高達11 075.4 kg·hm-2，可見老芒麥雖然為多年生禾本科牧草，但產量顯著受栽培年限的影響，在第3年達高峰，之后產量顯著下降。

栽培第2-3年老芒麥小花數/枝與種子數/枝顯著高于第4-5年，潛在種子產量隨著栽培年限的增加顯著下降。表現種子產量受栽培年限的影響較小，而實際種子產量顯著受栽培年限的影響，老芒麥在第3年種子產量最高。

總之，老芒麥鮮草產量與種子產量極顯著受行距與栽培年限兩因素影響，30和45 cm行距第3年鮮草產量分別為19 225.6和16 733.4 kg·hm-2，60 cm行距第3年種子產量達1 620.67 kg·hm-2，遠大于其他處理組合，值得在生產中推廣與應用。

3 討論與結論

3.1依據生產目的選擇合適行距 適宜的植株密度不僅能提高種子產量、改善種子質量，還有利于控制雜草滋生[5]。試驗說明不同行距下，枝條密度差異極顯著(P<0.01)，所以選擇適宜的行距是控制密度的最佳途徑。行距選擇時要依據牧草生長型、氣候特點、土壤肥力、灌溉條件及管理強度等因素，尤其專業化、規模化、產業化生產時要依據種植、施肥、收種等機械設備規格，合理確定行距。行距調控不僅調節了播種量與植株密度，更調節了單位植株可利用的水、肥、氣、熱、光照、空間等生態因子，使老芒麥營養生長環境發生差異，從而影響植株高度、枝條直徑、生殖枝比例等枝條性狀，繼而影響花序性狀，最終影響鮮草產量與種子產量。試驗表明，30～45 cm適合牧草生產，60 cm行距適合種子生產，在生產中值得推廣。

表6 栽培年限間枝條、花序及產量性狀Table 6 Traits of branches, inflorescences and yield in different planting years

3.2栽培年限對草地生產力的影響 試驗表明，栽培年限對老芒麥鮮草與種子產量有極顯著影響(P<0.01)，鮮草產量、種子產量都在第3年最高。產量是營養物質累積與分配的結果，水、肥、氣、熱、光照、空間等生態因子分配與利用水平是引起產量差異的根本原因。試驗中不同處理的基肥與追肥量一致，枝條密度差異致使每個枝條獲得的環境資源基礎不同，導致枝條高度與直徑的差異，影響到生殖分配的大小，最終造成鮮草與種子產量的差異。在種群建立、形成與穩定的過程中，一直存在資源競爭與種群適合度的權衡。所以，加強對環境因子以及限制性因子的分析，優化與改善生態因子為植物提供適宜的生長環境條件，是挖掘老芒麥生產潛力、提高牧草與種子產量的有效途徑。

3.3加大綜合技術開發是提高產量的必然要求 試驗表明老芒麥鮮草產量與種子產量極顯著受行距與栽培年限兩因素影響，行距是影響產量的主要因素，互作次之，年限最小。不同行距下，肥力與空間的差異，致使第2年初始密度范圍為1 218.89～4 604.00枝·m-2，隨著栽培利用年限的增加，土壤理化性質、根莖長度、莖基活力、留茬阻礙等都是影響枝條密度的因素，雖然老芒麥落粒性使種子自播可以增加密度，但枝條密度隨栽培年限表現為不可逆的下降。試驗表明30 cm行距第3年鮮草產量最高，就是多種因素協同與平衡的結果。而行距與年限對種子產量的影響，不僅受上述營養生長因素的影響，開花率、傳粉率、受精率、敗育率等也影響潛在種子產量與表現種子產量，落粒性、成熟期一致性、成熟度、收種期、收種方式、加工清選方式等影響實際種子產量。所以提高老芒麥牧草產量或種子產量，必須對整個生產過程進行深入系統的研究，提高每個環節的技術含量與技術保障，為老芒麥產業化生產與川西北畜牧業可持續發展服務。

[1] 陳默君,賈慎修.中國飼用植物[M].北京:中國農業出版社,2002:121-122.

[2] 鄢家俊,白史且,馬嘯,等.川西北高原野生老芒麥居群穗部形態多樣性研究[J].草業學報,2007,16(6):99-106.

[3] 王元富，楊智勇.川草2號老芒麥選育報告[J].四川草原,1995(1):19-24.

[4] 李才旺，柏正強.適合川西北牧區推廣種植的優良牧草新品種川草1號、2號老芒麥[J].四川草原，1998(4):24-25.

[5] 游明鴻,劉金平,白史且,等.行距對“川草2號”老芒麥生殖枝及種子產量性狀的影響[J].草業學報,2011，20(6):299-304.

[6] 游明鴻,張昌兵,劉金平,等.行距和肥力對川草 2 號老芒麥生產性能的作用[J].草業科學,2008,25(2):69-72.

[7] 陳立坤,沈敏,不同行距、不同施肥量處理對“川草2號”老芒麥種子生產的影響[J].草業與畜牧,2007(9):21-27.

[8] 黎與.多葉老芒麥種子田最佳播種量和行距的試驗初報[J].草業與畜牧,2007(12):11-12.

[9] 游明鴻,劉金平,張昌兵,等.行距、播種量和施肥量正交對老芒麥產量影響的分析[J].湖北農業科學,2011(24)：5196-5199，5205.

[10] 毛培勝,韓建國,王穎,等.施肥處理對老芒麥種子質量和產量的影響[J].草業科學,2001,18(4):7-13.

[11] 徐智明,周青平,劉云芬,等.平衡施肥對老齡多葉老芒麥種子產量的影響[J].甘肅農業大學學報,2004(6):639-643.

[12] 劉文輝,周青平,顏紅波,等.高寒地區施肥對短芒老芒麥草產量和種子產量的影響[J].草地學報,2007(2):193-195.

[13] 張錦華，李青豐，李顯利.氮、磷肥對旱作老芒麥種子生產性能作用的研究[J].中國草地，2001(2):38-41.

[14] 游明鴻，劉金平，白史且,等.肥料和除草劑混施對老芒麥生產性能的影響[J].草業學報，2010，19(5)：283-286.

[15] 毛培勝，韓建國，吳喜才.收獲時間對老芒麥種子產量的影響[J].草地學報,2003,11(1):33-37.

[16] 周禾,楊波,韓建國.利用年限對老芒麥生物學特性及群落結構特征的影響[J].草地學報,2000(4):245-251.