湯命兵
(江西省吉安市青原區(qū)林業(yè)局,江西 吉安 343009)
隨著“生態(tài)文明戰(zhàn)略”的貫徹落實(shí)以及新時(shí)代林草科技的融合發(fā)展,“山水林田湖草”生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)理念成了生態(tài)建設(shè)的重要指導(dǎo)方向。在生態(tài)恢復(fù)和治理工程中,優(yōu)良草品種資源的栽培與繁育技術(shù)一直是林草科技人員關(guān)注的焦點(diǎn)之一,也是當(dāng)前林草科技快速發(fā)展的一項(xiàng)迫切任務(wù)。
新麥草是禾本科小麥族新麥草屬多年生禾本科牧草,原產(chǎn)于中亞和西伯利亞地區(qū),新疆有野生種分布,近年來在北方地區(qū)和部分南方地區(qū)引種繁育生長適應(yīng)性較好[1-2]。有研究表明[3-5],在春季植株生長過程中,返青時(shí)施肥可保證新麥草有充足的養(yǎng)分供其生長發(fā)育,能促進(jìn)生殖枝、花序的分化,提高種子的潛在產(chǎn)量,從而提高種子的實(shí)際產(chǎn)量。進(jìn)入抽穗期后,植物由營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)入生殖生長,進(jìn)入另一養(yǎng)分需求高峰,此時(shí)施氮可充分滿足植物生殖生長的需要,提高種子的結(jié)實(shí)率和千粒重。當(dāng)前關(guān)于春季分施氮肥對新麥草種子生長狀況影響的研究較少,本試驗(yàn)分析了在土壤含氮量不高地區(qū)進(jìn)行春季分施氮肥對新麥草生長狀況的影響,為新麥草種子的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)參考。
試驗(yàn)在江西省吉安市某林場苗圃地中進(jìn)行,試驗(yàn)材料為新麥草。2018 年春條播種子,株距25 cm,行距50 cm。試驗(yàn)設(shè)有4 個不同處理,試驗(yàn)的具體春季施氮肥時(shí)間與施氮量見表1所示。每個處理設(shè)有4 個重復(fù),共計(jì)16 個小區(qū),每個小區(qū)面積為30 m2。4 個試驗(yàn)處理均采用相同的日常田間管理方式,施肥后澆水,分別在拔節(jié)期、開花期、灌漿期進(jìn)行灌溉,適時(shí)進(jìn)行鋤草等田間管理,種子含水量達(dá)到40%時(shí)人工收獲種子。采用Excel 2007 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理,并用SPSS 20.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
表1 春季分施氮肥試驗(yàn)設(shè)計(jì)
在初抽穗期,對照和A1 處理春季一直沒有施肥,其生物量較低,分別為509.6 g/m2、498.8 g/m2(P >0.5);A2、A3兩處理的生物量分別為703.2 g/m2、801.9 g/m2,分別比對照增加38%、57%(P <0.5)。在成熟期,地上生物量都所增加,最大的是A2 處理(1169.7 g/m2),與其他三者之間都達(dá)到差異顯著水平。
從抽穗期到成熟期,地上生物量都有增加,CK、A1、A2、A3 分別增加25%、86%、66%、30%。在成熟期,生殖枝生物量以A2、A3 處理較大,分別為739.4 g/m2、700.1 g/m2,其次是A1,為609.4 g/m2,最后是對照。可見返青施肥對生殖枝的數(shù)量有一定影響。
A1、A2、A3 的生物量并沒有顯著差異,只與對照存在顯著差異,即施氮量一致的情況下,施肥時(shí)間上并不會對營養(yǎng)生長生物量產(chǎn)生很大變化。關(guān)于生殖生長與營養(yǎng)生長比值,在抽穗期施氮肥的處理比值較小些,最小的是A2 處理,原因可能是此處理的氮肥大部分被營養(yǎng)枝消耗。
A2、A3 處理的生殖枝直徑分別為3.47 mm、3.61 mm,兩者之間差異不顯著。其次是A1,為3.17 mm,最后是對照,為2.28 mm,兩者之間差異達(dá)到顯著水平??梢姺登喾誓艽蟠筇岣呱持Φ拇侄取I持﹂L度、穗長的差異與生殖枝直徑一致,較大的仍然是A2、A3 處理??芍诜登嗥谑┯玫噬持|(zhì)量好,主要體現(xiàn)在直徑增大、高度和穗長增加等,這有利于將來單個生殖枝上形成更多種子。
A2、A3 處理的生殖枝數(shù)最多,分別為621 個/m2、596個/m2,比對照分別增加45%、39%(P >0.5)。A1 處理比對照增加20%,對照最小,為428.2 個/m2,主要原因可能是返青氮肥使當(dāng)年出現(xiàn)較早的枝條完成分化成為生殖枝,使A2、A3 處理的生殖枝數(shù)目增加。
種子產(chǎn)量的構(gòu)成要素主要包括:生殖枝上的小穗數(shù)、小穗上的小花數(shù)和種子數(shù)、千粒質(zhì)量等。研究表明,生殖枝上小穗數(shù)較大的是A1、A2 處理,分別為38、40。小穗上的小花數(shù)和種子數(shù)最大的都是A1、A2 處理,與A3 差異顯著。千粒質(zhì)量3 個處理差異不顯著,只與對照有差異。由此可知,在抽穗前施肥有利于提高生殖枝上的小穗數(shù)、小穗上的小花數(shù)和種子數(shù)。
試驗(yàn)中種子實(shí)際產(chǎn)量較高的是A2、A3,分別為2762 kg/hm2、2713 kg/hm2,分別比對照增加117%、113%,其次是A1 處理,為2049 kg/hm2,比對照增加61%。
營養(yǎng)枝含氮量、生殖枝含氮量、種子含氮量都是A1處理最高,分別為2.93%、1.11%、2.88%,說明A1 處理在新麥草后期氮素供應(yīng)充足;其次是A2、A3 處理,兩個處理的營養(yǎng)枝、生殖枝、種子含氮量差異不顯著,但與對照相比達(dá)到顯著性差異。氮素積累總量最大的是A2,為25.57 g/m2,與其他處理差異顯著;其次是A1 和A3 處理,與對照相比差異性顯著。
A1 處理的氮素主要集中于營養(yǎng)枝和生殖枝上,分別為7.91 g/m2和7.27 g/m2,而在種子上氮素積累較小,為5.88 g/m2,主要是由于形成種子少,營養(yǎng)枝和生殖枝的氮素沒有被種子利用。A2、A3、對照的氮素分配比較均勻,A2 處理在營養(yǎng)枝和生殖枝上氮素積累量比A3 高(P <0.5)。種子氮素積累量最大是A2、A3,分別為7.56 g/m2、7.28 g/m2,兩者差異不顯著。
春季分施氮肥對種子氮素積累量提高影響不明顯,如果氮肥全部推遲到5 月施用,種子氮素積累量減少,營養(yǎng)體和生殖枝莖稈氮素積累量會增加。氮素種子生產(chǎn)效率是指單位面積植株氮素積累總量除以單位面積種子產(chǎn)量的比值,即在種子產(chǎn)量一定的條件下,氮素積累量大就是氮素種子生產(chǎn)效率高,即植物的蛋白質(zhì)含量高,營養(yǎng)價(jià)值較大。氮素種子生產(chǎn)效率最高為A3。
禾本科牧草的花芽分化和生殖生長與氮素供應(yīng)水平之間存在密切關(guān)系,因此施氮肥的時(shí)間對禾本科牧草種子高產(chǎn)具有重要作用[6]。施氮過早會產(chǎn)生許多營養(yǎng)枝,與種子競爭養(yǎng)分;但施氮肥過晚會導(dǎo)致生殖枝的數(shù)量下降,也會導(dǎo)致種子產(chǎn)量有所降低。
返青期施用氮肥能夠顯著增加生殖枝基部直徑、生殖枝長度、穗長,處理A2、A3 的基部直徑、生殖枝長度、穗長具有最大值,且與其他處理達(dá)顯著差異。這有利于增強(qiáng)單個生殖枝的抗倒伏能力,以便于形成更多種子。
春季分施氮肥與在返青期一次性施用氮肥的種子產(chǎn)量差異不顯著,分別為2762 kg/hm2、2713 kg/hm2,原因可能為A3 處理的新麥草莖、葉中氮素可以滿足種子后期發(fā)育;新麥草種子產(chǎn)量與單位面積生殖枝數(shù)相關(guān)性大,與小穗種子數(shù)、生殖枝小穗數(shù)相關(guān)性不大,雖然小穗的種子數(shù)和小花數(shù)、生殖枝的小穗數(shù)有差異,但并不能使種子產(chǎn)量發(fā)生明顯變化;此外,還可能與氮肥速效性有某種關(guān)系。