紫花苜蓿种子产量构成与密度关系的研究

紫花苜蓿种子产量构成与密度关系的研究_责任与使命——宁夏博士研究成果集萃

紫花苜蓿种子产量构成与密度关系的研究

吴素琴¹　杨瑞全²　韩建国³　张自和⁴

1.宁夏种子站；2.宁夏草原站；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

摘　要:对不同密度紫花苜蓿品种Baralfa 32 IQ种子产量构成特性的研究结果表明，实际种子产量主要由结荚花序数/m²、结荚数/结荚花序、种子数/荚及千粒重四个因素构成，其中前两项正相关达显著水平；密度直接影响分枝数/m²、植株高度、地上部生物量/m²、结荚花序数/m²、结荚数/结荚花序、种子数/荚及千粒重，从而影响种子产量。经统计分析，结荚花序数/m²、结荚数/结荚花序、种子数/荚及千粒重随密度减小而增大，在株距35cm时结荚花序数/m²达到最大值，为6753个，实际种子产量和表现种子产量随之达到最大值，分别为1560.1 kg/hm²和11445.1 kg/hm²；分枝数/m²、植株高度、地上部生物量/m²随密度减小而减少。

Abstract:Alfalfa （Baralfa 32 IQ） seeds yield components were studied in differnt density treatments. The results indicated that the importance of effect on yield can be ranked as follows: racemes/m², pods/ raceme, seeds/pod, thousand grain weight , in which the first and the second were significant biomass above ground/m²，racemes /m², pods/raceme, seeds /pod,thousand-grain weight，and indirectly affected seed yield . racemes/m², pods /raceme, seeds/pod, thousand-grain weight increased graduatly with the reduction of density. When the distance between plants was increased to 35 cm, racemes/m²reached the highest, 6753, and the actual yield, estimated yield also reached the highest ,1560.1 kg/hm², 11445.1 kg/ hm²respectively; Shoots/m², plant height and biomass above ground/m²decreased gradually with density reduction.

密度是影响紫花苜蓿种子产量的关键因素，确定最适密度是丰产的关键技术。国内外很多学者认为稀植种子产量高^[1～6]。Brand等发现独立的紫花苜蓿单株比株丛中单株的种子产量高^[7]。Rincker以91cm行距，30.5cm、61cm和122cm的株距春季移栽紫花苜蓿植株，株距为61cm的种子产量最高，两年的平均产量为1196.1 kg/ hm^2[8]。在已经建植的种子基地进行疏枝处理减少密度压力效果也非常显著，Jones等研究表明，行内以61cm、122cm的间距疏枝，植株密度范围为21498～53621株/ hm²，3年平均种子产量为1166～1272 kg/ hm²，但植株密度低于20000株/ hm²，种子产量显著下降^[9]。王贇文在60cm行距的田间，在行内每隔30cm用锄头锄去30cm的植株，结果疏枝处理比对照的实际种子产量提高35.4%^[10]。实际种子产量与构成因素的相关性大小顺序为生殖枝数/m²、荚果数/生殖枝、粒数/荚、千粒重^[11]。

宁夏是我国光照资源高值地区之一，银川灌区在国内苜蓿种子生产历史上曾经有过产量最高的记录^[12,13]，本研究的目的是在理想的生态条件下，探讨密度与产量及其主要相关性状的变化规律，以期获得较高种子产量水平的栽培技术，为宁夏灌区规模化、专业化生产紫花苜蓿种子奠定理论基础。

1　材料与方法

1.1　试验区自然概况

宁夏永宁县地处东经104°17′，北纬35°14′30″，海拔1116.7m ，年日照2897.5h，≥10℃年积温3251.4℃，年蒸发量1787.3mm，生长季天数206d，气温和降水量详见表1。

表1　1951～1980年和2003年3～8月及年平均气温和降雨量

土壤为灌淤土，有机质约为24.2g/kg，pH值8.43，全盐含量1.19g/kg，全氮0.78g/kg，全磷0.81g/kg，全钾19.33g/kg，速效氮93.00mg/kg，速效磷12.32mg/kg，速效钾136.80mg/kg。

1.2　供试材料

紫花苜蓿品种Baralfa 32 IQ来自美国百绿集团，生态适应性较广，持久性、越冬性和抗病性卓越，品质好。

1.3　试验设计

2001年8月10日播种，行距90cm，株距分别为10cm、15cm、20cm、25cm、30cm、35cm、42cm和56cm ，2003年春季又进行了保持株距处理。小区面积15m²（3×5），3次重复，各区组随机排列，2002年8月16日施过磷酸钙240 kg/hm²，18日灌水，11月10日灌冬水，2003年生长发育期不灌溉。2003年6月8日用高效低毒生物杀虫剂除杀蚜虫和潜叶蝇。

1.4　测定方法

1.4.1　花序数/m²、小花数/花序

在开花盛期后，结荚期前，进行花序数/m²测定，一个小区测定一个平方米，每个枝条测定一个数。小花数/花序是在盛花期每个小区采集有代表性枝条，在室内摘下花序，均匀后数出小花数/花序。

1.4.2　结荚花序数/m²、荚果数/结荚花序、种子数/荚

在收获前一个星期，每个小区割下1m²的苜蓿用于测定结荚花序数，每个枝条测定一个数。然后将结荚花序剪下并均匀后，随机抽取结荚花序测定每荚花序的荚果数，最后随机抽取结荚花序测定每荚的种子数。

1.4.3　株高、分枝数/m²、生物量/m²

在盛花期测定植株伸直高度，在种子成熟期，当70%荚果变成褐色时收割，苜蓿割倒后进行分枝数测定，一行一个数据，三个小区共9行。然后捆起测定每小区的生物量。

1.4.4　千粒重测定

从每个小区收获的种子中抽取100g样品，然后按照《牧草种子检验规程》中GB/T 2930.9-2001的重量测定方法进行测定。

1.4.5　实际种子产量

在荚果70%成熟时，人工割倒，捆起，在晾晒场上单独脱粒，一个小区一个数据测出实际种子产量。

1.4.6　表现种子产量、收获率的计算

表现种子产量计算公式如下:Y=结荚花序数×结荚数×荚内种子数×千粒重/ 1000000 kg/hm²。

收获率计算公式如下:实际种子产量/表现种子产量×100%

1.5　数据处理

测定数据用SPSS 11.5进行统计分析。

2　结果和分析

2.1　密度对产量构成的影响

在不同密度条件下，花序数/m²、结荚花序数/m²、结荚数/结荚花序、种子数/荚、千粒重、分枝数/m²、株高和地上生物量/m²、实际种子产量和表现种子产量方差分析达极显著水平，小花数/花序不显著（表2）。

2.1.1　密度对花序数/m²和小花数/花序的影响

密度与花序数/m²和小花数/花序分别呈负、正相关，相关不显著见表3。

2.1.2　密度对结荚花序数/m²、结荚数/结荚花序、种子数/荚和千粒重的影响

结荚花序数/m²、结荚数/结荚花序、种子数/荚和千粒重依密度变小而增大，到株距35cm后，结荚花序数/m²和结荚数/结荚花序开始下降，而种子数/荚和千粒重继续上升，相关系数分别为-0.542；-0.765*；-0.985**；-0.842** （表4）。由于前两项与株距之间的关系并非直线相关，所以在数据处理中进行了曲线拟合，拟合方程及拟合系数分别为Y=5752.26-822.53x+350.359x²-32.404x³，r²= 0.907**；

Y=13.800-0.4813x+0.2108x²-0.0174x³，r²=0.599**，株距与四项拟合曲线见图1～4。

2.1.3　密度对分枝数/m²、株高和生物量/m²的影响

在同一时期，不同密度条件下，植株分枝数/m²不同，株距越大密度越小，每株的分枝数愈多，而分枝数/m²愈少，呈负显著相关（表4）。植株高度随株距增大密度的减小逐渐降低（表2），呈极显著负相关（表4）。地上生物量/m²随株距增大密度减小而降低，呈极显著负相关（表4）。

2.1.4　密度对种子产量的影响

密度与实际种子产量、表现种子产量之间的相关并不显著（表4），密度通过影响产量构成而影响产量。种子高产存在一个合适密度问题，密度太大或太小都不能高产，低于35cm密度时，紫花苜蓿种子产量随密度减小而降低，当高于此密度时，随株距增大密度增加而降低。实际种子产量和表现种子产量与密度进行曲线拟合，其中拟合度最好的是CUBIC三次曲线，方程分别为:y=1275.46-246.70x +95.8465x²-8.4235x³，拟合系数r²=0.735**， F =18.53； Y =6817.17 -715.25x+529.238x²-50.352x³，拟合系数r²=0.858**，F=40.20。实际种子产量随密度变化的曲线见图5。

2.2　产量及其构成之间的关系

实际种子产量和表现种子产量与花序数/m²、小花数/花序、结荚花序数/m²、结荚数/结荚花序、种子数/荚、千粒重均为正相关，实际种子产量与结荚花序数/m²、结荚数/结荚花序之间的相关达到显著水平，相关系数分别为r=0.751*；r=0.783*（表4）。表现种子产量与结荚花序数/m²、结荚数/结荚花序、千粒重之间的相关达到极显著水平，相关系数分别为r=0.902**；r=0.938**；r=0.875** （表4）。实际种子产量与产量构成因素之间的多元逐步回归方程由两个主要因素构成（P≤0.05），即结荚花序数/m²（X₁）和荚果数/结荚花序（X₂），方程分别为Y=-1197.345+0.199 X1+91.540 X²，其模型的准确性为r²=0.961**，F=61.167 （表6）。这说明密度的减小促进了紫花苜蓿植株的生殖发育，营养面积扩大和结荚花序数/m²及结荚数/结荚花序增多。

种子产量与枝条数/m²、植株高度、地上生物量/m²三项之间呈负相关关系（表4），在图5中可见实际种子产量和表现种子产量表现为抛物线式，而枝条数/m²、植株高度、地上生物量/m²表现为直线式，种子高产与这三项有一个交汇点，就是高产最适宜点，这个点就是高产栽培技术要求的数据，本试验高产点1560.1kg/hm²所对应的枝条数/m²、植株高度、地上生物量/m²分别121.8枝条/m²、129cm、2.5kg/m²，即在行距90cm、株距35cm、3.1株/m²、31005株/hm²时获得的，此时表现种子产量也最高（11445.1kg/hm²），实际种子产量与表现种子产量的比率，即收获率为13.6% （表2）。

花序数/m²、小花数/花序、结荚花序数/m²、结荚数/结荚花序、种子数/荚、千粒重与枝条数/m²、植株高度、地上生物量/m²均为负相关关系，其中结荚花序数/m²与植株高度、结荚数/结荚花序与植株高度、结荚数/结荚花序与地上生物量、结荚数/结荚花序与枝条数/m²、千粒重与枝条数/m²为显著水平；种子数/荚与枝条数/m²、种子数/荚与植株高度、种子数/荚与地上生物量/m²、千粒重与植株高度、千粒重与地上生物量/m²为极显著水平（表4）。

结荚花序数/m²与结荚数/结荚花序、种子数/荚、千粒重呈正相关，相关分别为显著、不显著和极显著；结荚数/结荚花序与荚内种子数、千粒重呈正相关，相关分别为不显著和显著；荚内种子数与千粒重相关显著（表4）。

花序数/m²与结荚花序数/m²呈正相关；花序数/m²与小花数/花序、结荚数/结荚花序、种子数/荚、千粒重呈负相关；小花数/花序与结荚花序数/m²、结荚数/结荚花序、种子数/荚、千粒重呈正相关，以上所有相关均不显著（表4）。

枝条数/m²、株高与生物量之间的正相关达极显著水平（表4）。

表2　密度处理对紫花苜蓿种子产量及产量构成因素的影响

表3　密度处理之间产量、产量构成因素等其他性状的方差分析表

续表3

表4　密度处理对紫花苜蓿种子产量与产量构成因素之间的相关系数

注: *在0.05水平下相关显著（两尾） Correlation is significant at the 0.05 level（2-tailed） ； **在0.05水平下相关极显著（两尾） Correlation is significant at the 0.05 level （2-tailed） .

图1　密度与结荚花序数/m2之间的拟合曲线

图2　密度与结荚数/结荚花序之间的拟合曲线

图3　密度与种子数/荚之间的拟合曲线

图4　密度与千粒重之间的拟合曲线

图5　密度与实际种子产量之间的拟合曲线

3　结论与讨论

3.1　产量构成对产量重要性大小

实际种子产量和表现种子产量与其构成因素的回归分析结果说明,影响产量大小的因素依次为:结荚花序数/m²、结荚数/结荚花序、荚内种子数、千粒重。对产量起间接负作用的因素按相关系数大小为重要性依据排序结果为:株高、枝条数/m²、地上生物量/m²。

3.2　产量与密度的关系

密度主要是通过对单位面积的结荚花序数或单位面积的结荚数等起作用而影响产量，密度过小或过大，都使单位面积结荚花序数等下降，最终导致产量降低。高密度导致产量降低的主要原因是枝条拥挤，引起紫花苜蓿个体发育弱、植株高、后期倒伏影响产量。随着单位面积株数的降低，单位面积结荚花序数等显著增加，但当降低到一定程度时因枝条支撑的单位面积结荚花序数量不够，产量也会下降，所以需要寻找一个最适宜的密度，才能使各产量因素之间协调生长发育，从而获得高产。

每结荚花序的结荚数、每荚种子数和千粒重总体变化规律为随密度的减小而增加，这可能是由于密度减小，水肥光充足，同化产物增多，籽粒饱满，结荚数增多，每荚种子数也增加的结果。

3.3　产量是多因素相互影响、综合作用的结果

紫花苜蓿种子产量是多因素相互影响、综合作用的结果，最终以群体结荚花序数、每花序结荚数、荚内种子数、千粒重为表现形式而形成产量。本文从密度角度对紫花苜蓿种子生产的主要性状进行了分析，但生产上不仅要知道最佳密度控制，其他栽培管理技术的增减规律也要了解，因而密度对紫花苜蓿种子生产来说是关键因子，但不是唯一因子。

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