王玉祥，李陳建，陳述明，朱進忠

（新疆農業(yè)大學草地資源與生態(tài)重點實驗室，新疆 烏魯木齊830052）

植物落花、落莢是一種正常的生理現(xiàn)象，植物通過花莢的脫落，使養(yǎng)分集中供給一部分花莢發(fā)育，產生一定量的優(yōu)質種子，使植物能夠不斷進行繁衍［1］。有關苜蓿種子生產的研究主要集中在灌水［2－3］、施肥［4－6］、種植密度［7－8］等方面，但關于施氮肥時間對苜蓿結莢率及種子產量的研究不多。苜蓿開花較多，但大多數(shù)花因為不同原因脫落，只有較小部分花能最終發(fā)育為成熟的莢果。如果以苜蓿小花數(shù)計算，苜蓿種子潛在產量為12 000 kg·h m－2，而目前實際種子平均產量僅為其潛在產量的4%，最高不超過18%［9］。植物在生育期內，養(yǎng)分的供應與需求、積累與消耗不平衡等，均會導致生殖生長與營養(yǎng)生長之間、各器官之間激烈爭奪養(yǎng)分，可引發(fā)落花落莢。N 肥是影響植物生長所必需的大量元素，對種子產量的影響較大，N 肥主要促進植株地上部生長，使牧草分枝增多，葉色加深，枝條生長加快。有研究表明［4－6］，紫花苜蓿生長早期不需要N 肥，但進入開花期時由于營養(yǎng)生長和生殖生長都較旺盛，需要大量的營養(yǎng)物質，追施一定量的N 肥能夠顯著提高苜蓿結莢率和種子產量。紫花苜蓿在種子生產過程中，從現(xiàn)蕾至種子成熟期間對N 肥的需要量不斷增加，但是在此期間苜蓿的根瘤菌逐漸老化，固氮能力顯著下降，N 素供應明顯不足，需要額外補充N 肥，及時追施N 肥能夠降低落花落莢率，可使苜蓿種子產量增加30%。因此，大量花莢脫落是導致種子產量低下的重要原因，研究施肥時間對苜?；ㄇv脫落的影響具有重要的生產意義。

本研究以新牧4號紫花苜蓿為材料，在苜蓿不同生育期施氮肥，分析施肥時間與苜蓿花莢生長發(fā)育的關系，探尋施肥時間與提高苜蓿結莢率的關系，以期通過適時追肥，提高苜蓿莢果保留率，從而提高種子產量，為苜蓿種子田的科學管理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設置在新疆農業(yè)大學呼圖壁草地生態(tài)站，位于烏魯木齊西北90 k m 處，屬于天山北坡中段山前洪積－沖積扇與沖積平原的過渡帶，86°07′E、44°08′N，海拔431 m。年均降水量163.1 mm，年蒸發(fā)量2 312.7 mm，生長季平均濕度54%；1月份平均氣溫－16.9 ℃，7月份平均氣溫25.6 ℃，年均溫16.7 ℃，極端最高溫43.1 ℃，無霜期173 d。土壤主要是鹽化草甸土，鹽分含量較高，土壤表層（0－20 c m）總鹽含量1.5%以上，主要為硫酸鹽－氯化物類型，p H 8.65。

1.2 試驗設計

試驗以新牧4號紫花苜蓿為材料，2012年4月播種，行距30 c m，播量3 kg·h m－2，采用地下滴灌的方式進行灌溉，滴灌帶間距60 c m，埋在地表以下20 c m 處。2014年，分別在苜蓿返青期、分枝期、現(xiàn)蕾期和初花期，通過施肥罐追施氮肥。依據(jù)苜蓿的需肥特性，結合新疆農業(yè)大學呼圖壁草地生態(tài)試驗站多年的科研經驗和當?shù)剞r牧民的施肥規(guī)律制定施肥量，追施75 kg·h m－2的尿素，以不施肥作為對照（CK），小區(qū)面積為3 m×5 m，3個重復。

1.3 測量內容及方法

生殖格局：每個小區(qū)隨機標定10 株，苜蓿盛花期觀察單株分枝數(shù)、單株花序數(shù)、單序小花數(shù)；

花部形態(tài)：盛花期，每個處理隨機選取當日即將開放的小花50 朵，用游標卡尺測小花長度、花瓣大?。ㄆ彀辍⒁戆?、龍骨瓣），同時測量單花花粉重量和花粉活力；

考種：收獲標定的10個單株，統(tǒng)計單株莢果數(shù)、單枝花序數(shù)、單序莢果數(shù)、單莢種子數(shù)、種子特征；

種子產量：苜蓿成熟期，每個小區(qū)單獨收獲脫粒，測算種子產量；

種子發(fā)芽特性：種子進行發(fā)芽試驗時，采用濾紙作為發(fā)芽床，每處理3次重復，每重復50粒種子，使用100 mm 口徑的培養(yǎng)皿，皿內鋪兩層直徑為90 mm 的濾紙，加入蒸餾水，將種子置于濾紙上，培養(yǎng)皿置于25℃恒溫培養(yǎng)箱內，每天稱量補充所蒸發(fā)的水分，每天觀察記載發(fā)芽情況。以胚根突破種皮2 mm 作為發(fā)芽標準，第3、7天分別統(tǒng)計發(fā)芽勢、發(fā)芽率，第10天測種子硬實率、幼苗株高和根長。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)運用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計和方差分析。

2 結果與分析

2.1 對花部性狀的影響

在苜蓿的不同生育期施氮肥對其花部特征和花粉活力都有一定的影響（表1）。其中，返青期施氮肥能夠促進旗瓣寬和翼瓣寬生長，提高花粉活力，表現(xiàn)為該處理的旗瓣寬、翼瓣寬和花粉活力均高于對照；分枝期施氮肥，其旗瓣寬和龍骨瓣寬雖然高于對照，但其他指標都低于對照；現(xiàn)蕾期施氮肥促進旗瓣長、旗瓣寬和龍骨瓣寬生長，提高花粉活力，表現(xiàn)為該處理的旗瓣長、旗瓣寬、龍骨瓣寬和花粉活力均大于對照；初花期施氮肥處理的旗瓣長、翼瓣長、翼瓣寬、龍骨瓣長和龍骨瓣寬均大于對照，其旗瓣長、翼瓣長和龍骨瓣長也大于其他各個處理（P＜0.05）。 方差分析表明（表1），施肥時間對苜?；ú刻卣鞯母鱾€指標均有一定的影響。其中，對旗瓣寬、翼瓣寬、龍骨瓣寬、小花長和花柱高的影響較小，這些指標在各個處理間差異不顯著（P＞0.05）；對旗瓣長、翼瓣長、花粉活力和龍骨瓣長的影響較大，分枝期施肥處理的旗瓣長最小且顯著低于現(xiàn)蕾期和初花期施肥處理（P＜0.05），現(xiàn)蕾期施肥處理的翼瓣長小于其他各個處理且與初花期施肥處理差異顯著；初花期施肥處理的龍骨瓣長顯著大于其他各個處理（P＜0.05），但與對照差異不顯著。試驗數(shù)據(jù)進一步說明施肥時間對苜?；ú啃誀畹挠绊戄^大。

表1 施肥時間對苜?；ú啃誀畹挠绊慣able 1 Effects of application ti me on flower char acteristics of alfalfa

2.2 對生殖格局的影響

分析各個處理試驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)（表2），不同生育期施氮肥，對于苜蓿的株高、分枝數(shù)、花序數(shù)、小花數(shù)、結莢率及種子產量等影響較大。其中，返青期施氮肥的處理，雖然其株高、結莢率、單莢種子飽滿率和千粒重均大于其他處理，但因其單株分枝數(shù)、單枝花序數(shù)最低，所以種子產量最低，僅為214.35 kg·h m－2；分枝期施氮肥的處理，雖然其株高、單莢種子數(shù)和種子千粒重均低于其他處理，但是其單株分枝數(shù)和單株花序數(shù)分別為15.40枝、17.80個，僅次于現(xiàn)蕾期施肥的處理，因而種子產量高達641.29 kg·h m－2；現(xiàn)蕾期施氮肥的處理，其單株分枝數(shù)、單枝花序數(shù)和單莢種子數(shù)大于其他處理，高達18.20枝、25.10個、5.45粒，因而種子產量最高，高達802.16 kg·h m－2，是對照的2.05倍。以上試驗數(shù)據(jù)表明，影響苜蓿種子產量的因素較多（如分枝數(shù)、花序數(shù)、單莢種子數(shù)等），高產優(yōu)質的苜蓿種子是由多個因素相互協(xié)作共同確定，完美的單一因素很難達到高產，只有各個因子均衡發(fā)展才能達到高產優(yōu)質。

方差分析表明（表2），施肥時間對苜蓿的生殖格局影響較大。其中，返青期處理的單株分枝數(shù)和種子產量最少，千粒重最大，且均與其他處理之間差異顯著（P＜0.05）；分枝期處理的株高最小，且與其他處理之間差異顯著（P＜0.05）；現(xiàn)蕾期施肥的處理的種子產量最高，且與其他處理差異顯著（P＜0.05）；初花期處理的結莢率最小，其與現(xiàn)蕾期的處理差異不顯著（P＞0.05），與其他處理差異顯著。試驗數(shù)據(jù)也進一步說明施肥與否及施肥時間對苜蓿的結莢率和種子產量影響較大。

2.3 對種子特性的影響

考種及種子發(fā)芽試驗表明，不同處理對苜蓿種子的長、寬和發(fā)芽等有一定的影響（表3）。返青期施肥的處理，苜蓿種子硬實率最低，發(fā)芽率最高，且其硬實率與對照差異不顯著（P ＞0.05），與其他處理差異顯著（P＜0.05）；現(xiàn)蕾期施肥的苜蓿的種子長、種子寬及發(fā)芽勢均小于其他處理；種子硬實率隨施肥時間的變化而呈波動，分枝期、現(xiàn)蕾期和初花期施肥種子的硬實率高于對照，分枝期施肥種子硬實率最高，顯著高于返青期施肥處理和對照，這可能與苜蓿的成熟時期有關；在苜蓿返青期施肥促進了苜蓿前期的營養(yǎng)生長，為后期提前開花結實提供了必要條件。施肥還能夠使苜蓿種子儲存一定的營養(yǎng)物質，促進根的生長，表現(xiàn)為施肥的各個處理其根長均大于對照，其中分枝期施肥處理顯著高于對照。

表2 施肥時間對苜蓿生殖格局的影響Table 2 Effects of application ti me on reproductive patter n of alfalfa

表3 施肥時間對苜蓿種子特性Table 3 Effects of application time on seed characteristics of alf alfa

3 討論與小結

苜蓿種子產量的形成與構成同分枝數(shù)、單株花序數(shù)、結莢率、單莢種子數(shù)等因素有關。植物增產原因歸結于小花數(shù)增多，小花數(shù)、單莢種子數(shù)和坐果（莢）率高直接增加植物產量［10］。有研究者認為，施肥量及施肥時期對苜蓿種子產量影響較大，能夠改變種子產量［2，11－13］。紫花苜蓿從現(xiàn)蕾期到成熟期對氮肥的需求量增加，而此時根瘤菌老化，固氮能力下降，氮素供應不足的現(xiàn)象極易出現(xiàn)，此時施氮肥可使種子產量提高20%～30%［14］。這與本研究結果一致，即不同生育期施氮肥，對苜蓿生殖格局、結莢率及種子產量等影響較大。其中，結莢率最多的是返青期施氮肥處理，其次是不施肥，最低的是初花期施氮肥處理，僅為45.22%?，F(xiàn)蕾期施氮肥的處理，雖然結莢率低于對照，但其花粉活力、單株分枝數(shù)、單枝花序數(shù)和單莢種子數(shù)值均高于其他處理，因而種子產量較高；返青期施肥的苜蓿種子產量最低，初花期施肥次之，現(xiàn)蕾期施肥種子產量最高（802.16 kg·h m－2），是對照的2.05倍。

種子發(fā)芽試驗表明，返青期施氮肥能降低種子的硬實率，提高種子發(fā)芽率，這一結果與前人研究一致［15－17］。氮肥可以促進植株地上部分生長，增加牧草分枝數(shù)，使葉色加深，枝條生長加快［18］。本研究表明，苜蓿種子田中適當?shù)厥┮缘士梢蕴岣哕俎７N子產量，適宜的施肥時間為現(xiàn)蕾期，現(xiàn)蕾期施肥不僅可以有效避免植物各小花之間對于養(yǎng)分的爭奪，而且有效避免植株器官因營養(yǎng)匱乏造成的不必要的損失。研究表明，苜蓿進入花期施肥將促進營養(yǎng)和生 殖生 長［3，19－21］。苜蓿生長早期不需要氮肥，但進入開花期時由于營養(yǎng)生長和生殖生長都較旺盛，需要大量養(yǎng)分，此時追施氮肥及復合肥可顯著提高結莢率和種子產量。本研究僅僅對施氮肥時期進行了分析，認為在現(xiàn)蕾期施肥可以提高種子產量，但是沒有涉及到磷鉀肥以及灌水，影響結莢率和種子產量的因素較多，品種間、區(qū)域間也有差異，在以后應該綜合各種因素并針對特定區(qū)域進行研究。

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