景美玲，王彥龍，馬玉壽，李世雄，楊海鎮(zhèn),3,4

(1.青海民族大學(xué) 生態(tài)環(huán)境與資源學(xué)院，西寧 810007；2. 青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院，西寧 810003； 3.青海民族大學(xué) 土地資源勘測與規(guī)劃實(shí)驗(yàn)室,西寧 810007；4.青海省青藏高原生態(tài)環(huán)境研究所,西寧 810007)

青海草地早熟禾(PoapratensisL. cv.‘Qinghai’)為早熟禾屬植物，抗寒、較耐貧瘠、分蘗再生能力和根莖侵占能力強(qiáng)，在青藏高原海拔3 000～4 500 m的高寒地區(qū)適宜種植[1]，青海草地早熟禾的成功馴化對(duì)三江源區(qū)乃至青藏高原高海拔地區(qū)的生態(tài)建設(shè)具有重要意義[2]。作物栽培學(xué)研究的主要內(nèi)容之一就是對(duì)播種期的探索，多個(gè)生態(tài)環(huán)境因子會(huì)隨著播種期的變化而改變，進(jìn)而對(duì)作物的一系列生理、生長特性產(chǎn)生較大影響，從而控制并改變著作物的物質(zhì)分配與運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)一步對(duì)作物的生長發(fā)育和生產(chǎn)性能帶來一定影響[3-8]?？偨Y(jié)前人研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大部分研究者認(rèn)為作物種子播期的選擇具有十分重要的意義，較為適宜的播種期對(duì)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)以及能否安全越冬方面影響較大，在一定程度上可以有效預(yù)防雜草和病蟲害，降低經(jīng)濟(jì)成本[9-14]。研究該草種在高寒地區(qū)的最佳播種期是青海草地早熟禾走向栽培生產(chǎn)應(yīng)用的關(guān)鍵基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，具有重要的研究意義。

關(guān)于青海草地早熟禾的研究大多集中在高產(chǎn)農(nóng)藝措施[15]、建植栽培草地恢復(fù)“黑土型”退化草地[16-17]、以及生理生化[18]等方面，近年來對(duì)青海草地早熟的研究主要集中在引種[19-20]、施肥[21]、養(yǎng)分[22-23]等方面，有關(guān)青海草地早熟禾的進(jìn)一步栽培技術(shù)等系列問題的研究進(jìn)展相對(duì)較為緩慢或者停滯不前，這對(duì)該優(yōu)良草種的開發(fā)極為不利。為此，本試驗(yàn)研究不同播種期的青海草地早熟禾生長特性，從而探索青海草地早熟禾在青海祁連山區(qū)的適宜播期，為該草種在高寒地區(qū)的栽培提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在祁連縣默勒鎮(zhèn)瓦日尕村三社的集體牧場上(海拔3 650 m，N:37°56′56″，E:100°13′07″)。該牧場未退化之前主要優(yōu)勢種為垂穗披堿草(Elymusnutans)、紫花針茅(Stipapurpurea)等，退化后，草地優(yōu)勢種為細(xì)葉亞菊(Ajaniatenuifolia)，試驗(yàn)地建植在極度退化的次生裸地上。屬高原大陸性氣候，冷季長，暖季短，年均溫1.4 ℃，1月平均氣溫-13 ℃，7月平均氣溫為12.2 ℃，氣溫日差較大，干濕分明，氣溫和降水垂直變化明顯，雨熱同期，年平均降水量為415.0 mm，無絕對(duì)無霜期(圖1，圖2)。光能資源豐富，全年日照時(shí)數(shù)2 829 h，太陽輻射強(qiáng)，大于0 ℃積溫1 658.0 ℃，年蒸發(fā)量平均為1 162.3 mm。土壤主要以高寒草甸土為主，未種植前該地區(qū)表層土壤養(yǎng)分情況為：土壤全氮0.21 g·kg-1，全磷0.68 g·kg-1，有機(jī)質(zhì)22.15 g·kg-1，pH 8.19，速效氮40.60 mg·kg-1，速效磷45.62 mg·kg-1。

圖1 2013-2014年試驗(yàn)地月平均溫度Fig.1 The monthly average temperature in observation site in 2013-2014 year

圖2 2013-2014年試驗(yàn)地月平均降水量Fig.2 The monthly precipitation in observation site in 2013-2014 year

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 播種及管理 播種：青海草地早熟禾(P.pratensisL.cv.‘Qinghai’)播種量7.5 kg·hm-2，基肥為磷酸二銨(150 kg·hm-2)。小區(qū)面積3 m×5 m，小區(qū)間距50 cm，區(qū)組間距1 m，4次重復(fù)。試驗(yàn)田長55.5 m，寬23 m，總面積1 276.5 m2，由于試驗(yàn)地區(qū)從11月開始到次年5月中旬前地面常被大雪覆蓋，氣溫低，土地被凍住無法播種，所以研究選取播種時(shí)間從2013年5月中旬開始，此后每月按上旬、中旬、下旬劃分播種3次，直到10月下旬結(jié)束，播種17期，總共68個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，試驗(yàn)采用完全區(qū)組順序排列方式播種。人工開溝條播，行距20 cm，種子播深為不深于1 cm。化肥播深2～3 cm，播后鎮(zhèn)壓。

田間管理：去除雜草。試驗(yàn)地周圍有較多的高原鼠兔(Ochotonacurzoniae)等鼠類活動(dòng)較為嚴(yán)重，試驗(yàn)小區(qū)周邊100 m以內(nèi)范圍滅鼠，四周設(shè)同德小花堿茅(Puccinelliatenuifloracv.‘Tongde’)保護(hù)行，并在種植第2年6月以300 kg·hm-2的尿素施量追肥。

1.2.2 測量指標(biāo) 小區(qū)內(nèi)50%植株達(dá)到某一生育期時(shí)記載該牧草生育期。具體分為播種期、出苗期、分蘗期、抽穗期、開花期、乳熟期、成熟期、收獲期等幾個(gè)階段，最后統(tǒng)計(jì)出苗到成熟的生育時(shí)間。

1.2.3 基本生長特征 株高：于栽培當(dāng)年9月20日和第2年開花期在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10株植株，測定高度。

蓋度：采用目測法。

密度：于栽培第2年返青期后每個(gè)小區(qū)選取50 cm條樣3段，測其株數(shù)。

單位面積生殖枝數(shù)：于栽培第2年開花期每個(gè)小區(qū)取1 m2的條樣，測植株的枝條數(shù)目，每個(gè)小區(qū)重復(fù)3次。

1.2.4 地上植物量 于栽培第2年花期在小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選取1 m2的牧草，齊地面刈割，剔除雜草稱取鮮質(zhì)量，求其平均值。取500 g放入65 ℃烘箱中經(jīng)過24 h烘干，稱量。

1.2.5 種子產(chǎn)量及千粒質(zhì)量 種子產(chǎn)量：在栽培第2年種子成熟期，在每個(gè)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選取1 m2的樣地，刈割牧草并曬干，脫粒并清選牧草種子，稱量。

千粒質(zhì)量：隨機(jī)數(shù)出3批1 000粒種子，分別稱量，求其平均值。

1.2.6 氣象數(shù)據(jù) 試驗(yàn)中有關(guān)氣候因子數(shù)據(jù)均由青海省氣象局提供。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)用Excel 2016錄入并作圖，采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)用ANOVA單因素方差分析，差異顯著性運(yùn)用Duncan’s檢驗(yàn)法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播期對(duì)青海草地早熟禾物候期的影響

出苗日期隨著播種期變化逐漸由長變短，直至不能出苗。5月下旬、6月上旬、6月中旬、8月下旬播種的青海草地早熟禾從播種到出苗需要接近30 d時(shí)間，6月下旬、7月上旬、8月上旬、8月中旬播種的青海草地早熟禾從播種到出苗需要接近20 d時(shí)間，7月中旬、7月下旬播種的青海草地早熟禾從播種到出苗需要接近10 d時(shí)間，9月、10月播種的青海草地早熟禾在播種當(dāng)年均不能出苗。

從生育期可知，5月中旬到8月上旬之間均可在該地區(qū)種植青海草地早熟禾(表1)。5月下旬、6月上旬、7月下旬、8月上旬播種的青海草地早熟禾拔節(jié)期主要集中在6月下旬，6月中旬、6月下旬、7月上旬、7月中旬播種的青海草地早熟禾拔節(jié)期主要集中在6月中旬，8月中旬播期的青海草地早熟禾拔節(jié)期在次年8月上旬，8月下旬播種的青海草地早熟禾拔節(jié)期在次年9月上旬。5月中旬到8月上旬播種的青海草地早熟禾孕穗期、抽穗期主要集中在7月份，開花期集中在8月中下旬，乳熟期、完熟期均主要集中于9月份。生育期時(shí)間在150 d左右。

表1 青海草地早熟禾生育期Table 1 The period of duration of P.pratensis L.cv. ‘Qinghai’

2.2 播期對(duì)生長高度的影響

由圖3可知，栽培當(dāng)年5月中旬、5月下旬的青海草地早熟禾株高較高，6月上、中旬植株也較高，此外隨著播期的延長青海草地早熟禾的株高逐漸降低，9月上旬以后當(dāng)年沒有出苗。第2年6月中、下旬和7月栽培的青海草地早熟禾株高顯著高于其他播期的株高(P<0.05)。

2.3 播期對(duì)蓋度和密度的影響

由表2可知，6月下旬播種的青海草地早熟禾蓋度顯著高于其他播期(P<0.05)，其大小排序?yàn)椋?月下旬>6月中旬>6月上旬、7月上旬>7月中旬>7月下旬>5月下旬>5月中旬>8月上旬>8月中旬>8月下旬>9月上旬>9月中旬>9月下旬>10月上旬>10月中旬>10月下旬。同樣于6月下旬栽培的青海草地早熟禾密度最大，為2 639 株·m-2，顯著高于其他播期密度(P<0.05)。密度的大小排序?yàn)椋?月下旬>6月中旬>7月上旬>6月上旬>7月中旬>7月下旬>5月下旬>5月中旬>8月上旬>8月中旬>8月下旬>9月上旬>9月中旬>9月下旬>10月上旬>10月中旬>10月下旬?？梢?，6月下旬播種的青海草地早熟禾蓋度和密度最大。

圖中不同字母表示不同處理之間差異顯著(P<0.05)。1-17號(hào)依次代表的播種時(shí)間是：5月中旬、5月下旬、6月上旬、6月中旬、6月下旬、7月上旬、7月中旬、7月下旬、8月上旬、8月中旬、8月下旬、9月上旬、9月中旬、9月下旬、10月上旬、10月中旬、10月下旬。下圖4同此。

表2 青海草地早熟禾栽培第2年蓋度與密度Table 2 The coverage and density of P.pratensis L.cv.‘Qinghai’ in the second year

注：同列不同字母表示不同處理之間差異顯著(P<0.05)。下同。

Note：Different lowercase letters within the same rank indicate significant difference among different treatment(P<0.05). The same below.

2.4 播期對(duì)青海草地早熟禾地上植物量(干草)的影響

由圖4可知，栽培當(dāng)年5月中、下旬到6月的青海草地早熟禾地上植物量差均不顯著(P>0.05)，其中6月中旬地上植物量最高，且顯著高于7月以后所有播期的地上植物量(P<0.05)。栽培第2年，6月下旬播種的青海草地早熟禾地上植物量最高，且顯著高于除6月中旬之外的其他所有播期的地上植物量(P<0.05)。從8月中旬以后地上植物量均較低，基本都在50 g·m-2以下。

2.5 播期對(duì)種子產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表3可知，栽培第2年6月下旬播期的種子產(chǎn)量最高，為45.33 g·m-2，與6月中旬播期的種子產(chǎn)量差異不顯著(P>0.05)，但顯著高于其他播期的種子產(chǎn)量(P<0.05)，種子產(chǎn)量大小排序?yàn)椋?月下旬>6月中旬>7月中旬>7月上旬>6月上旬>5月中旬>7月下旬>5月下旬>8月上旬>8月中旬。6月下旬播期的種子千粒重最高，為0.21 g，但與5月中旬、6月上旬、7月上旬播期的種子千粒質(zhì)量差異不顯著(P>0.05)。6月下旬播期的單位面積生殖枝數(shù)最多，為929 株·m-2，且與6月中旬差異不顯著(P>0.05)。單位面積生殖枝數(shù)大小排序?yàn)椋?月下旬>6月中旬>7月上旬>7月中旬>6月上旬>5月中旬>5月下旬>7月下旬>8月上旬>8月中旬。

2.6 不同播期處理的青海草地早熟禾產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

由表4可知，在返青期到孕穗期間，日均氣溫與株高呈顯著負(fù)相關(guān)，與密度、地上植物量、種子產(chǎn)量、種子千粒質(zhì)量、單位面積生殖枝數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)；日均降水量與種子千粒質(zhì)量呈顯著負(fù)相關(guān)。孕穗期到開花期日均氣溫與密度、地上植物量、種子產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，與株高呈極顯著正相關(guān)。從開花期到完熟期，日均氣溫與高度和密度呈顯著正相關(guān)，與地上植物量、種子從產(chǎn)量、種子千粒質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)；日照時(shí)數(shù)與種子千粒質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，與株高、密度、地上植物量、種子產(chǎn)量、單位面積生殖枝數(shù)呈極顯著正相關(guān)。

圖4 青海草地早熟禾地上植物量Fig.4 The aboveground biomass of P.pratensis L. cv. ‘Qinghai’

表3 青海草地早熟禾種子產(chǎn)量及其構(gòu)成因素Table 3 The seed yield and other factors of P.pratensis L.cv. ‘Qinghai’

表4 青海草地早熟禾產(chǎn)量及其構(gòu)成因素與環(huán)境因子相關(guān)系數(shù)Table 4 Correlation coefficients between P.pratensis yield factors and environmental factors

注：“*”表示差異顯著(P<0.05)，“**”表示差異極顯著(P<0.01)。

Note：“*”indicate significant difference (P<0.05)，“**”indicate very significant difference(P<0.01).

3 討 論

試驗(yàn)區(qū)地處青藏高原東緣地帶，該地區(qū)海拔較高，氣候較差，冷季長，暖季短，山頂常年有積雪覆蓋。在11月以后到次年5月初常有積雪覆蓋而且土壤處于冷凍狀態(tài)，所以將播種時(shí)間選在5月中旬到10月下旬。5月中旬到8月上旬播種的青海草地早熟禾隨著氣溫的逐漸回暖均能完成生活史，而8月中、下旬播種的青海草地早熟禾因氣候逐漸變冷，雖然可以出苗、返青，但無法完成整個(gè)生活史。有研究顯示，9月份氣溫降低，在青藏高原東緣地帶，溫度成為限制草地生長的主要因子[24]。本研究也得出9-10月播種的青海草地早熟禾均不能出苗，只有個(gè)別植株可以生長，這可能是由于冷季到來，氣候各方面的外界因子均不利于早熟禾的生長，特別是溫度、光照等無法滿足其生存之需；也有可能是由于種子休眠造成的，到底原因何在，應(yīng)做更多年限地觀測?？梢娫谇嗪Ｆ钸B山地區(qū)青海草地早熟禾于5月中旬到8月上旬之間均可播種栽培，翌年能完成生活史。

周萍萍等[25]、馬雪琴等[26]研究認(rèn)為，播期對(duì)燕麥的生長期均具有影響，并最終影響其產(chǎn)量；趙丹等[27]研究發(fā)現(xiàn)，適宜播種期是實(shí)現(xiàn)小黑麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵。在其他條件一致情況下，隨著播種時(shí)間的不同，青海草地早熟禾的密度呈先增高，后降低趨勢，這可能由于6月下旬播種時(shí)的氣候降水等各方面因素最有利于青海草地早熟禾的生長。植株高度在栽培當(dāng)年隨著播期的推遲逐漸呈先增長后降低趨勢，這可能與由于播期的不同導(dǎo)致積溫有所差異有關(guān)。

播期作為一種十分重要的栽培措施，它通過調(diào)節(jié)水分、光照、溫度等周圍環(huán)境條件而影響作物的生長發(fā)育和生物學(xué)特征，使得外部生態(tài)環(huán)境因子朝著有利于作物生長的方向發(fā)展[26]。有研究者對(duì)小黑麥的研究表明，播期會(huì)影響草產(chǎn)量的改變[28]；也有較多關(guān)于播期對(duì)作物高產(chǎn)效果影響的研究[29-30]，表明播期具有重要意義。本研究顯示，栽培第2年青海草地早熟禾的地上植物量、種子產(chǎn)量、單位面積生殖枝數(shù)均隨著播期的不同呈先增加后減少的狀態(tài)，可見播期對(duì)青海草地早熟禾的生產(chǎn)性能有一定影響，這可能與第2年返青后植株的密度、株高以及氣候因子有一定關(guān)聯(lián)。有研究播期對(duì)小麥千粒質(zhì)量影響的文獻(xiàn)表明[31]，隨著播期推遲，小麥的千粒質(zhì)量明顯下降，說明播期不應(yīng)太遲。簡大為等[32]認(rèn)為，播種期對(duì)穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量的影響不顯著。而本研究表明，6月下旬播種的青海草地早熟禾種子千里質(zhì)量顯著高于7月中下旬和8月。此外，多數(shù)文獻(xiàn)對(duì)播期研究設(shè)計(jì)的時(shí)間選擇較少，而本研究依據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱卣?，較為全面地選擇不同時(shí)期播種，能充分論證結(jié)果的可靠性。綜上可見，選擇合適的播期對(duì)作物產(chǎn)量具有顯著影響。

播期對(duì)青海草地早熟禾生長性能的影響主要緣于氣候因子的改變。氣象資料顯示，該地區(qū)主要降雨和溫度較高月份集中在7月份左右，也是該地區(qū)植物快速生長時(shí)期。生育期內(nèi)日均氣溫、日照時(shí)數(shù)與青海草地早熟禾的生產(chǎn)性能密切相關(guān)。溫度、光照等因子的不同改變不同播期的生長密度，從而影響植物的能量分配與運(yùn)輸，間接改變青海草地早熟禾地上植物量。種子千粒質(zhì)量也有隨播期延后呈先增加后減少的趨勢，但它們之間差異不顯著，這說明播期對(duì)種子質(zhì)量有一定影響。

4 結(jié) 論

在青海祁連山地區(qū)，5月中旬到8月上旬之間均可播種栽培青海草地早熟禾，翌年能完成生活史；青海草地早熟禾植株高度在栽培當(dāng)年隨播期的推遲逐漸呈降低趨勢；適宜的播期對(duì)青海草地早熟禾的產(chǎn)量具有顯著的影響；6月下旬播種栽培的青海草地早熟禾蓋度、株高、密度、地上植物量、種子產(chǎn)量、千粒質(zhì)量及生殖枝數(shù)最高?？梢?，該地區(qū)種植青海草地早熟禾的最適時(shí)間為6月下旬。