紫花苜蓿种子生产中生长冗余的研究

·　在苜蓿种子生产过程中，种群内植物器官的生长冗余突出表现在实际种子产量与表现种子产量、结荚花序数/枝条与花序数/枝条、荚果数/花序与花朵数/花序之间的差距以及过多的枝条数/m²、过高的枝条等。控制植株数量可以控制枝条数量/m²、枝条高度、花序数量/m²、花朵数/花序、花期长度等，达到减少生长冗余的目的。

紫花苜蓿种子生产中生长冗余的研究

吴素琴⁽¹⁾　杨瑞全⁽²⁾　韩建国⁽³⁾　张自和⁽⁴⁾

在紫花苜蓿种子生产过程中发现，适宜的密植植株高，分枝多，繁殖器官数量也大，牧草产量高；适宜的稀植植株矮，枝条少，繁殖器官数量相对也少，种子产量高。这种现象类似于作物种子生产，小麦等禾谷类作物种群在生长过程中可形成大量的无效分蘖，矮秆品种不仅抗倒伏而且会增加收获指数。高秆小麦和矮秆小麦都没有发生倒伏的情况下，矮秆小麦同样可以大幅度增产，原因是矮秆小麦将一部分秆的生物量转化到生殖输出上，即生活史对策理论，有限资源向某功能分配的增加，就必然使分配到其他功能的资源相应减少。在紫花苜蓿种子生产过程中所指的生长冗余是植株过高，枝条、花序、花朵过多等使得有限的资源没有尽可能的转化为目的产品——种子。

紫花苜蓿潜在种子产量为单位土地面积上整个花期出现的胚珠数×平均种子重量，也叫理论种子产量。表现种子产量为单位面积土地上所实现的潜在种子产量，表现种子产量取决于开花、传粉、受精及种子发育过程中气候条件的好坏和管理水平的高低、传粉率的高低、受精率的高低以及受精后种子发育过程中因营养或病虫情况出现的败育率的高低，最终决定于每一小花中实际成熟的种子数及平均种子重量。实际种子产量在表现种子产量基础上，取决于苜蓿开花、成熟的一致性、落粒性和收获损失等因素。根据资料，国外苜蓿潜在种子产量为12000 kg/hm²，而实际种子产量仅500 kg/hm²，最高产量可达2100 kg/hm²。国内紫花苜蓿的实际产量范围在110 kg/hm²～915 kg/hm²。紫花苜蓿的实际种子产量与潜在种子产量的比率约为4％，最高不超过18％。

本文就实际种子产量与表现种子产量之间、枝条合适高度、每平方米合适枝条数量、花序数/枝条与结荚花序数/枝条、花朵数/花序与结荚数/结荚花序进行了分析，旨在说明生长冗余的存在，并提出了减少冗余的方法。

一、试验材料和方法

（一）试验地概况

试验地设在宁夏永宁县王太村宁夏农林科学院农作物研究所试验地。东经106°14′，北纬38°15′，海拔1116.7 m，年均温8.6℃，年降水202.2 mm，无霜期130天，年日照时数为2897.5 h。土壤为灌淤土，土壤含有机质24.2 g/kg，pH值8.43，全盐含量1.19 g/kg，全氮含量0.78 g/kg，全磷含量0.81 g/kg，全钾含量19.33 g/kg，速效氮含量93.00 mg/kg，速效磷含量12.32 mg/kg，速效钾含量136.80 mg/kg。前茬作物是小麦。

（二）试验材料

试验材料Baralfa 32 IQ是美国百绿集团新选育的品种，休眠指数为3，越冬指数为2，具有较广泛的生态适应性，并且牧草质量高，持久性、越冬性好等优势。

（三）试验方法

本试验为单因素种植密度试验，行距为90 cm，不同密度用株距来调整，株距处理10 cm、15 cm、20 cm、25 cm、30 cm、35 cm、42 cm、56 cm，小区面积15 m，3次重复，各区组随机排列，密度以外的其余各项栽培管理措施均一致。

收割前测定植株伸直高度，把苜蓿割倒后数枝条数，1行1个数据，3个小区共9行。在开花盛期后结荚期前进行每平方米花序数的测定，一个小区测定1 m²。盛花期在每个小区取典型枝条从上至下采花序进行小花数/花序统计。在收获前一个星期，每个小区割下1 m²的苜蓿，数出结荚花序数/枝条。把剪下的结荚花序混合均匀后，随机抽取结荚花序测定荚果数/结荚花序。然后用这些荚果测定种子数/荚。在荚果70％成熟时人工刈割，以小区为单位，单独打捆、晾晒和脱粒。

二、试验结果

（一）实际种子产量与表现种子产量

表1中实际种子产量与表现种子产量的差值范围是5559.6kg/hm²～8457.9kg/hm²，收获系数的范围是13.6％～16.6％，非收获部分的比率为86.4％～83.4％，表现种子产量与实际种子产量之间的差距很大，包括生长冗余和落粒、收获损失部分。

表1　表现种子产量与实际种子产量之间的差距

（二）实际种子产量与枝条数量和枝条高度

表2数据表明，在株距10～35 cm处理中，实际种子产量/枝条随枝条数量、枝条高度的增加而下降，相关系数分别为-0.974**,-0.883*，在35 cm的密度下实际种子产量最高，这说明平均121.8个枝条是最合适的。枝条数量继续减少不能支持种子高产，枝条数量增加就成为冗余部分。冗余部分最多的是密度处理10 cm，冗余枝条数为58个。同时，说明在35 cm处理下枝条高度128.7 cm是最合适的，低于128.7 cm不能支持种子高产，高于128.7 cm的枝条形成浪费，冗余部分最多的处理是密度10 cm，冗余高度为27.8 cm。

表2　实际种子产量与枝条数/m²及枝条高度的关系

（三）花序数量与结荚花序数量、花朵数量与结荚数量

花序数/枝条与结荚花序数/枝条、花朵数/花序与结荚数/花序之间的差值越小，说明冗余量越小。表3、表4结果显示，花序数/枝条与结荚花序数/枝条、花朵数/花序与结荚数/结荚花序之间的差值很大，即花序数/枝条与结荚花序数/枝条之间的差值范围在8.8～13个，也就是说每个枝条上有8.8～13个花序为没有结荚的败育花序，败育率或者称为冗余率范围在16.8％～23.5％，结荚率在76.5％～83.2％。花朵数/花序与结荚数/结荚花序数之间的差值在3.4～4.9个,也就是说每个花序上有3.4～4.9个花朵败育,败育率或者称为冗余率范围在19.2％～26.6％,结荚率在73.4％～80.8％。

表3　花序数/枝条与结荚花序数/枝条的关系

表4　花朵数/花序与结荚数/结荚花序数的关系

三、结论与讨论

苜蓿种子生产是一个种群过程，适宜的密度能够控制枝条数量，降低枝条高度、控制花序数量、花朵数量、缩短花期长度，从而提高种子产量。

（一）提高种群意识，注意综合措施的最佳结合

苜蓿现代专业化种子生产所追求的目标是单位土地面积上的最大籽粒产量，这是种群水平上的一个生物学指标。要获得苜蓿种子高产不能只看到单一的个体，而必须看到它们的全部——种群。如果个体之间是相互独立的，那么个体的最佳并不意味着种群的最佳表现。在大田内，苜蓿个体之间为了有限的资源存在着非常激烈的竞争，个体之间这种相互干扰对苜蓿种子丰产会造成严重损失。因此，协调种群与个体之间的关系，找出最大种子生产量的个体之间的距离等才能获得高产。本试验的最高产量是在90 cm行距、35 cm株距，枝条数为121.8个/m²，枝条高度为128.7 cm时，2002年秋季施240 kg/hm²，2002年灌冬水后，2003年降雨量为256 mm，整个种子生产季不灌溉的条件下获得了本试验的最高产量1560.1 kg/hm²。

（二）控制枝条数量、高度、花序数量和花朵数量

2003年测得，密度与枝条数和枝条高度存在极显著相关，相关系数分别为0.980和0.985。因此，通过降低密度控制枝条数量和枝条高度来控制冗余是一种有效措施。控制合适的枝条数量是非常重要的生产环节。枝条数量的确定需要在一定的环境条件下，对特定的品种经过种子产量与枝条之间的相互关系试验来确定。在生产中如果发现枝条数量太大，要及早进行疏枝，可手工拔除、用锄头铲除或头一年秋后用圆盘耙耙地，可起到切削根茎的作用。苜蓿枝条数量得到控制后，单位面积的花序数、花朵数等同时也得到了控制。

（三）缩短种群花期长度

苜蓿植物种群的花期很长，从初花期到花期末为40～60天，一个总状花序开花需要2～6天，种子成熟极不整齐，这样就出现开花的开花，结荚的结荚，成熟的成熟，成熟早的就有可能落粒。为了获得较高的实际种子产量，锁定盛花期成熟的种子，在种群开花期拔除那些开花过早和过晚的植株，或摘除过早和过晚的花序，这样不断进行选育就会提高盛花期花序比例，缩短种群花期长度。

参考文献

1．Barley，K.L.＆N.A.Naidu.1964.The performance of three Australian wheat varities at high levels of rutrogen supply.Australian Journal of Experimental Agriculture

2．Dewey，W.G.＆R.S.Albrechtsen.1985.Tillering relationship between spaced and densely sown populations of spring and winter wheat.Crop Science

3．赵松岭,李风民,张大勇等.作物生产是一个种群过程.生态学报,1997,17（1）

4．韩建国，李敏，李枫.牧草种子生产中的潜在种子产量与实际种子产量.草原与牧草，1996，72（1）

5．孙启忠，桂荣，那日苏.我国西北地区苜蓿种子产业化发展优势与对策.草业科学，2000，17（2）

6．韩建国.实用牧草种子学.北京：中国农业大学出版社，1997

【注释】

(1)宁夏农牧厅草原站

(2)宁夏农牧厅草原站

(3)中国农业大学草地研究所

(4)兰州大学草地农业科技学院