不同时期滴灌对紫花苜蓿种子产量及其构成因子的影响

李国良，刘香萍，杜广明，崔国文

（1.黑龙江八一农垦大学动物科技学院，黑龙江 大庆 163319；2.东北农业大学动物科学技术学院，哈尔滨 150030）

苜蓿作为优质的饲料作物，在农牧业经济较发达的国家苜蓿种植面积都较大，相应地对苜蓿种子的需求也很大。苜蓿在我国北方畜牧业生产中具有重要作用，但苜蓿种子生产的发展还远远不够。限制苜蓿在生产中发挥更大作用的一个主要原因是苜蓿种子生产技术落后，其中灌溉是关键技术措施之一。许多研究结果表明，合理灌溉是苜蓿种子丰产优质目标的必要条件，水分因子是影响苜蓿种子高产稳产的关键因素之一[1－3]。紫花苜蓿种子生产时，需要适当调节土壤水分，使之产生一定的水分胁迫，植株保持连续、缓慢的生长，促进小花结荚，避免营养体徒长和严重的水分胁迫情况的发生，可以获得最高种子产量[4－5]。我国紫花苜蓿种子节水灌溉（滴灌）技术的研究报道很少，种子生产主要是在收草田中留种，普遍存在灌溉次数过多，营养体生长旺盛，倒伏严重等问题，种子产量低，质量不高[6-7]。李拥军和闵积淳研究表明[8]，生长第2年紫花苜蓿种子田的3种漫灌灌水处理（盛花期灌1次水，盛花期和结荚期各灌1次水，始花期、盛花期和结荚期各灌1次水）均出现植株严重倒伏、种子产量显著下降的情况。其中，灌2次水处理种子产量较高，但也只有77.5 kg·hm-2。海涛等研究表明[9]，紫花苜蓿种子生产田孕蕾和结荚期各灌1次水，灌水量为900 m3·hm-2时，种子产量最高（1 290 kg·hm-2）。本文通过不同时期滴灌处理对苜蓿的种子产量及相关性状的测定结果进行分析，找出影响苜蓿种子产量的关键性状，制定提高苜蓿种子产量的灌溉措施，为我国北方寒冷干旱地区苜蓿种子节水灌溉提供理论依据和生产指导。

1 材料与方法

1.1 实验地概况

本试验所用紫花苜蓿种子田位于黑龙江八一农垦大学动物科技学院草业实验田（大庆市）。试验区属于温带大陆性季风气候。年平均温度为4.2℃，≥10℃积温为2 922.5℃。年平均降水为427.4 mm，多集中6、7、8月份。

年蒸发量为1 620.4 mm，是降水量的3.8倍。年均日照时数为2 846.9 h，无霜期127 d。土壤为盐碱土，土壤肥力状况:有机质30.7 g·kg-1，速效氮89.25 mg·kg-1，速效磷 16.12 mg·kg-1，速效钾137.35 mg·kg-1，土壤 pH 7.7。

1.2 试验材料

供试苜蓿品种为肇东苜蓿，2008年7月人工穴播，行株距为60 cm×15 cm，每穴留苗3株。2009年进行灌溉试验。

1.3 试验设计

按灌溉时间设计5个不同水分处理，另设一对照CK（无灌溉），各处理重复3次，共18个小区，小区面积9 m2（3 m×3 m），各小区间用塑料膜隔离。小区灌水采用输水管地面滴灌，灌水量240 mm。灌溉方案见表1。

1.4 测定项目

1.4.1 株高

每处理各重复随机选取20株，测量绝对高度。

1.4.2 种子收获与测产

当3／4的荚果变为黑褐色时用镰刀人工收获，每个样方收获1 m2植株，分别打捆，晾晒，干燥后脱荚，清选2次，装袋。以此计算试验小区的净种子产量。

1.4.3 结荚花序数／生殖枝

每个处理随机选择30个生殖枝，统计包括主枝和各级分枝在内的结荚花序数目。

1.4.4 荚果数／结荚花序

每个处理随机选择植株不同部位的结荚花序60个，统计每个花序的荚果数。

1.4.5 种子数／荚果

在种子收获时，每个处理在植株不同部位随机摘取200个结荚花序，随机统计100个荚果的种子数。

1.4.6 种子产量

当3／4的荚果变为黑褐色时用镰刀人工收获，每个样方收获的1 m2植株分别打捆，晾晒，干燥后脱荚，清选2次，装袋。以此计算试验小区的净种子产量。

1.4.7 千粒重

从各小区清选后的净种子中随机数出1 000粒种子称重，重复3次，计算千粒重。

1.4.8 种子发芽势和发芽率

取净种子100粒，做表面灭菌处理，放入培养皿中，重复3次，置于发芽箱内发芽，温度为25℃。第2天首次记录，第4天计算正常种子的发芽势，第10天计算正常种子发芽率。

1.5 数据处理与分析

试验所得数据用Excel 2003和SPSS 16.0软件进行统计分析和制表。

2 结果与分析

2.1 不同时期灌溉处理对种子产量构成因子的影响

结果见表2。

由表2可以看出，不同灌溉处理下对紫花苜蓿种子产量构成因子有一定影响。其中各处理中W5的株高最高（157.0），显著高于其余各组。其次为W1、W2组，与CK差异也达到显著水平。W3、W4组株高与CK基本一致。表明不同时期灌溉对苜蓿株高有一定影响。同时，W2、W3灌溉处理下种子千粒重、结荚花序数/生殖枝、荚果数/花序均显著高于其他各组，说明孕蕾——初花期和结荚期进行灌溉有利于花芽分化及种子发育。在结荚期适当的补充水分，有利于苜蓿籽粒饱满。而籽粒数/荚果在各灌溉处理间差异不显著。

2.2 不同时期灌溉处理对种子产量与质量的影响

结果见表3，图1。

表2 不同灌溉处理下紫花苜蓿种子产量及构成因子Table 2 Effection of different irrigation treatments on alfalfa seed yield components

表3 不同灌溉处理下紫花苜蓿种子产量与质量Table 3 Alfalfa seed yield and quality in different irrigation treatments

图1 灌溉对苜蓿种子产量的影响Fig.1 Alfalfa seed yield in different irrigation treatments

由表3和图1可以看出，不同灌溉处理对种子产量有一定影响，W2处理下，种子产量显著高于对照和其他各处理组达到721.8 kg·hm－2，比对照提高15%以上，且种子发芽率也显著高于其他各组。W1、W3、W4组种子产量略高于对照，但差异不显著。W5组则显著低于对照。说明在孕蕾—初花期对苜蓿种子田进行灌溉，可有效提高苜蓿种子产量，其余各时期灌溉处理增产效果不显著，而在苜蓿整个生育期进行全程灌溉，则由于水分过于充足，造成苜蓿徒长，倒伏现象严重，造成种子产量下降，发芽率、发芽势显著下降。

2.3 种子产量构成因素间的相关分析

表4表明千粒重、结荚花序数/生殖枝和荚果数/花序均与种子产量呈正相关关系，相关系数分别为 R千粒重=0.704，R结荚花序数/生殖枝=0.789，R荚果数/花序=0.760。其中，结荚花序数/生殖枝和荚果数/花序与种子产量相关性均达到显著性水平（P＜0.05）。而株高与籽粒数/荚果均与种子产量呈负相关关系，但未达显著性水平。各产量因素间，千粒重与结荚花序数/生殖枝和荚果数/花序呈显著正相关。花序数/生殖枝与荚果数/花序呈极显著正相关（R=0.978，P＜0.01）。

表4 种子产量各构成因素及种子产量间的相关系数Table 4 Relationship between alfalfa seed yield and seed yield components

3 讨论与结论

灌溉是干旱、半干旱地区农业生产的根本，也是在这类地域获得紫花苜蓿种子高产的关键[7－9]。紫花苜蓿种子田的灌溉制度取决于土壤质地、土层厚度、降雨量、蒸发量、气温、生长季长度和栽培措施[10－12]。紫花苜蓿种子生产中，理想的灌溉制度能产生适度的土壤干旱条件促进授粉，且生长和开花并未停止，在获得种子高产的同时，提高灌溉效率。

本研究表明不同时期灌溉对苜蓿种子田产量具有显著影响，采用W2灌溉处理，即在孕蕾－初花期灌水可形成较高苜蓿种子产量。苜蓿分枝期（W1期灌溉处理）是营养物质快速积累时期，应控制灌水，可减少苜蓿徒长倒伏；苜蓿在孕蕾－初花期灌水（W2处理）可有效促进营养生长向生殖生长转化，获得较高生殖分配率，并显著高于其他时期灌水的处理，此阶段灌水有利于花芽分化，促使苜蓿开花、授粉和结荚过程能集中完成，提高结实率；在结荚期（W4处理）适当的补充水分，有利于苜蓿籽粒饱满。相关分析结果表明，与苜蓿种子产量相关性较大的因素有：结荚花序数/生殖枝和荚果数/花序（R结荚花序数/生殖枝=0.789，R荚果数/花序=0.760，P＜0.05），这与李拥军、李雪峰等研究结果一致[13－14]。说明随着结荚花序数/生殖枝和荚果数的增加，也会使单株籽粒产量增加，进而提高种子产量。

在孕蕾－初花期灌水可形成较高苜蓿种子产量。不同灌水处理在结荚花序数/生殖枝、每花序荚果数有显著差异。结荚花序数/生殖枝、每花序荚果数与种子产量有极显著的正相关性，即要获得种子高产就必须保证有高的结荚花序数/生殖枝和每花序荚果数。在孕蕾－初花期灌水有利于苜蓿生殖生长和提高结实率，是苜蓿种子生产高产的关键。

分枝期灌水及整个苜蓿生长期全程灌溉将导致苜蓿植株徒长，造成植株倒伏，对苜蓿种子生产作用不大，甚至导致减产。苜蓿种子生产的关键需水期是孕蕾－初花期，在北方干旱、半干旱区以孕蕾－初花期和结荚期适量灌水为最佳灌溉模式。

[1]王贇文.灌溉、施肥、疏枝等对紫花首楷种子产量和质量的影响[D].北京:中国农业大学,2003.

[2]NDSU Extension service.Water spouts[C].American:North Dakota State University,1998.

[3]Santa M.Utilization of the production potential of irrigated Lucerne[J].Plant Science,1997,12(3):71－75.

[4]Taylor S A,Haddock J H,Pederson M W.Alfalfa irrigation for maximum seed production[J].Agronomy Journal,1959,51(2):357－360.

[5]Krogman K K,Hobbs E H.Irrigation management of alfalfa for seed[J].Canadian Journal of Plant Science,1977,57(1):891－896.

[6]Yamada H,Henderson D W,Miller R J,et al.Irrigation water management for alfalfa seed production[J].California Agriculture,1973,27(5):6－7.

[7]Hageman R W,Willardson S,Marsh A W,et al.Irrigation for maximum alfalfa seed yield[J].California Agriculture,1975,29(2):14－15.

[8]李拥军,闵积淳.灌水次数、播种密度对留种紫花苜蓿生长发育和种子产量的影响[J].草业学报,1998,7(3):29－33.

[9]海涛,王增法,王军华,等.灌溉对紫花苜蓿种子产量和质量的[J].黑龙江畜牧兽医,2003(3):47－48.

[10]Sheesley W R.Producing alfalfa seed in awater－short year.In:Proceedings of California Alfalfa Seed Production Symposium,Fresno,CA[C]//1 March.Davis:University of California Cooperative Extension.1977,32－34.

[11]Rinker C M.Alfalfa seed production in the Pacific Northwest In:proceedings of annual farm seed conference of America seed trade association[J].Kansas City,1979,25(11):13－19.

[12]Rinker C A,Johansen,Morrison K J.Alfalfa seed production in Washington[S].Washington:Washington Agricultural Extension Service EB 1987:1406.

[13]李拥军,闵继淳,夏天刚,等.留种苜蓿单株粒重与相关性状的通径分析[J].草地学报,1999(4):141－146.

[14]李雪峰,李卫军.灌溉对苜蓿种子产量及其构成因子的影响[J].新疆农业科学,2006,43(1)：21－24.