苗期追施氮肥对沙地燕麦生长特性及叶绿体色素含量的影响

王 乐，张玉霞，于华荣，郭 园，朱爱民

(内蒙古民族大学 农学院饲料作物工程中心，内蒙古 通辽 028000)

苗期追施氮肥对沙地燕麦生长特性及叶绿体色素含量的影响

王 乐，张玉霞，于华荣，郭 园，朱爱民

(内蒙古民族大学 农学院饲料作物工程中心，内蒙古 通辽 028000)

在内蒙古通辽市珠日河牧场沙化草地，通过苗期追施0、10.00、20.00、30.00、40.00 kg/hm2氮肥(纯N，下同)对沙地燕麦(Avenasativa)分蘖力、株高、茎粗、功能叶长度、植株重量及叶绿体色素含量的影响，分析沙地燕麦苗期追施氮肥的最佳用量。结果表明：苗期追施氮肥在10.00～40.00 kg/hm2燕麦生长指标均表现为先增加后降低的变化趋势，其中，分蘖率、株高、叶长、干重和鲜重值均在追施30.00 kg/hm2氮肥时达到最大，且均与对照差异极显著(P<0.01)；茎粗则在追施20.00 kg/hm2氮肥时达到最大，且与对照差异极显著(P<0.01)；苗期追施氮肥增加到40.00 kg/hm2时，燕麦各生长指标较追施30.00 kg/hm2氮肥降低，但差异均不显著；苗期追施10.00～40.00 kg/hm2氮肥均促进叶绿体色素合成，且叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均在追施30.00 kg/hm2氮肥时含量最高，并均与对照差异极显著(P<0.01)。由此说明，在科尔沁沙地苗期追施30.00 kg/hm2氮肥，明显促进燕麦生长及叶绿素体色素合成。

氮肥；燕麦；生长特性；叶绿体色素

燕麦(Avenasativa) 为禾本科，一年生作物[1]，是一种粮饲兼用型谷物[2]，是世界上栽培面积最大的6大作物之一，广泛分布于欧、亚、非洲的温带地区。我国燕麦生产有着相对集中的地域性，主要分布在我国的西北部，内蒙古、山西和河北等地，占全国燕麦总种植面积的70%，其中内蒙古地区是我国农业和牧业两种经营方式并存的干旱、半干旱生态过渡区，燕麦种植面积最大，占全国燕麦总种植面积的40%[3-4]，是实施西部大开发的重点区域。燕麦有耐瘠薄、耐盐碱、抗旱耐寒等特性[5-6]，且产草量高，籽实和青干草都是优良的饲料。因此，燕麦逐渐成为了生态条件脆弱地区的特色粮饲作物[7-9]，不同播种量对燕麦444生长发育及生物量都有明显的影响[10]，而合理施肥是提高燕麦生物量且改善品质的重要措施之一[11-12]。

长期以来，由于受传统种植方式的影响，沙地燕麦生产中存在着种植密度不合理、施肥量过大或过小、栽培技术落后等诸多问题，致使氮肥利用率不高，生产水平较低，产量和品质相差悬殊。为此，在科尔沁沙地进行不同施氮处理对燕麦幼苗在株高、茎粗、叶面积、分蘖数、干物质积累和叶绿素影响的试验，旨在探讨氮肥对沙地燕麦苗期生长特性及叶绿体色素含量的影响，为沙地燕麦生产提出最佳氮肥施用方案。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2016年3～7月在内蒙古自治区通辽市珠日河沙化草地进行，地理位置N 43°36′，E 122°22′。海拔250～300 m，年平均气温6.2℃，≥10℃年活动积温3 184℃，年平均日照时数3 000 h，全年无霜期150 d，年均降水量350～400 mm，蒸发量是降水量的5倍，年平均风速3～4 m/s，为典型的温带大陆性季风气候。该地区为新开垦草地，土壤以沙土为主，pH为8.3，土壤有机质含量0.64%，全氮含量0.036%，碱解氮含量35.37 mg/kg，速效钾含量77.51 mg/kg，速效磷含量3.71 mg/kg。

1.2 供试材料

供试材料为百斯特种子有限公司提供的燕麦品种梦龙(Magnum)。2016年3月25日播种，播种量为105 kg/hm2，行距15 cm，播种深度5 cm，底肥为复合肥，N∶P∶K=10∶16∶15，施用量为375 kg/ hm2，播种时一次性施用。

1.3 试验设计方案

试验采用单因素随机区组设计，燕麦幼苗两叶一心时追施氮肥，所用氮肥为尿素(含N量46%)，5个施N水平分别为N0、N1、N2、N3、N4(纯氮0、10.00、20.00、30.00、40.00 kg/hm2)，施氮水平以N0为对照，重复4次，共20个小区，小区面积3 m×5 m。施肥方式为撒施，施肥后及时浇水。

1.4 测定指标及方法

于五叶一心时取样测定植物的株高、茎粗、功能叶叶长、干物质积累量、分蘖数、叶绿体色素含量。每小区随机取样10株，测定株高、分蘖数、叶长和茎粗。每小区随机取样10株测定其鲜质量，留样在70℃下烘24 h测其干质量。随机选择燕麦10株，用便携式叶绿素含量测定仪测定活体叶绿体色素含量。

1.5 数据分析

数据采用Excel 2003和DPS 2003软件进行处理。

2 结果与分析

2.1 氮肥对沙地燕麦分蘖力的影响

苗期追施氮肥(纯N)均极显著促进沙地燕麦分蘖(P<0.01)，且随着氮素水平的增加，燕麦分蘖率呈先增加后降低的变化趋势，在N3处理时分蘖率最高，为150.27%，且极显著高于N1((分蘖率123.09%)和N2(分蘖率123.70%)水平(P<0.01)，N4处理的分蘖率为132.53%，较N3处理降低，但差异不显著(图1)。由此说明，苗期追施氮肥有利于沙地燕麦分蘖，追施30.00 kg/hm2氮肥最有利于沙地燕麦分蘖。

2.2 氮肥对沙地燕麦苗期株高的影响

苗期追施氮肥促进沙地燕麦的生长，且随着氮素水平的增加，燕麦株高呈先增加后降低的变化趋势。其中N2株高27.82 cm、N4株高28.45 cm显著高于对照(P<0.05)，N3处理的株高29.75 cm极显著高于对照(P<0.01)，N4处理较N3处理的株高降低，但差异不显著(图2)。

图1 不同氮肥处理下燕麦的分蘖率Fig.1 Tillering rate of oat under different nitrogen treatments

图2 不同氮肥处理下燕麦的株高Fig.2 Plant height under different nitrogen treatments

2.3 氮肥对沙地燕麦苗期茎粗的影响

随着施氮量的增加，燕麦茎粗呈先增加后缓慢降低的变化趋势(图3)。其中N1、N3处理的燕麦茎粗均显著粗于对照(P<0.05)，且N1处理的茎极显著粗于对照(P<0.01)，N1处理的燕麦茎粗3.7 5 mm与N2 3.34 mm、N3 3.62 mm、N4 3.54 mm处理差异均不显著，由此说明，苗期追施氮肥能促进沙地燕麦茎的膨大增粗，N1处理处理对燕麦茎的增粗作用最大，但追施过多不利于茎增粗。

2.4 氮肥对沙地燕麦功能叶长度的影响

不同氮素水平对沙地燕麦功能叶长度的影响如图4所示，N1处理的燕麦功能叶长度18.15 cm与N2 18.11 cm、N4 18.02 cm均显著高于对照15.37 cm (P<0.05)， N3燕麦功能叶长度18.56 cm极显著高于对照 (P<0.01)，不同氮素处理水平之间燕麦功能叶长度差异不显著。由此说明，苗期追施氮肥有利于沙地燕麦功能叶叶片生长。

图3 不同氮肥处理下茎粗Fig.3 Stem diameter under different nitrogen treatments

图4 不同氮肥处理下叶长Fig.4 Leaf length under different nitrogen treatments

2.5 氮肥对沙地燕麦苗期植株干、鲜重积累的影响

随着氮素施用水平的增加，沙地燕麦物质积累呈先增加后降低的变化趋势，其中N1、N4植株鲜重分别为15.14 g、14.89 g，均显著高于对照(P<0.05)，N2、N3处理的植株鲜重分别为17.42 g、18.32 g，均极显著高于对照(P<0.01)，且以N3处理植株鲜重最大；干物质积累的变化规律与鲜重一致，其中N2、N3处理分别为3.57 g、3.59 g，均与对照差异极显著(P<0.01)，N4处理水平为3.35 g，与对照差异显著(P<0.05)。苗期追施氮肥促进沙地燕麦物质积累，在追施30.00 kg/hm2氮肥时最有利于燕麦物质积累(表1)。

2.6 氮肥对沙地燕麦叶，叶绿体色素含量的影响

试验结果表明(表2)，苗期追施氮肥促进沙地燕麦叶绿体色素合成，且均随着施氮水平的增加呈先增加后降低的变化趋势，叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均以N3处理最高。分别为16.23，4.67和4.82。其中不同氮素水平的燕麦叶绿素a含量均极显著高于对照(P<0.01)，且N3处理极显著高于N1的燕麦叶绿素a含量11.60和N2燕麦叶绿素a含量12.35处理(P<0.01)；N1处理的燕麦叶绿素b含量为3.86，显著高于对照(P<0.05)，N2、N3、N4处理的叶绿素b含量分别为4.25，4.67和4.42，均极显著高于对照(P<0.01)；N4处理的类胡萝卜素含量4.50，显著高于对照(P<0.05)，N3处理的类胡萝卜素含量则极显著高于对照(P<0.01)。由此说明，苗期追施氮肥增加燕麦叶绿体色素含量明显，进而促进光合作用，促进沙地燕麦的生长。

表1 苗期追施氮肥处理沙地燕麦的物质积累

注：同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，同列不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)，下同

表2 苗期追施氮肥处理沙地燕麦的叶绿体色素含量

3 讨论

燕麦是喜氮作物[13]，高寒地区供试的燕麦品种在一定范围内提高氮肥施用量可以使株高及产量增加[14]。增施氮肥可以增加燕麦的生物量[15-17]。邱波等[18]也报道，植物地上生物量随施肥量的增加而增加，但存在一个阈值。不同的氮肥量对植物的生长规律将会产生显著影响[19]，为保持高产性能，氮肥的使用在燕麦生产中是一个重要因素，数量不断增长。增加氮肥量可使燕麦产量增加，品质改善[20]。目前，国内多数土壤缺少氮素，因此，氮肥在未来农业发展中将发挥重要作用。试验中当施氮量增加到一定量时，燕麦苗期生物量达到最高，继续增施氮肥后生物量增加明显。这与肖小平等[21]的研究结果一致。增施氮肥在一定限度内可增加物质积累，改善品质[22]。试验表明，随施氮量增加，燕麦的分蘖率、株高、茎粗、叶片长度、物质积累量也随之增加，施氮量30.00 kg/hm2对燕麦生长影响具有显著性。

叶绿素是植物进行光合作用的主要因素，叶片SPAD值可以体现植株的氮和叶绿素含量及产量品质水平[23]，增加施氮量，燕麦叶片的叶绿素含量提高，光合速率随之提高。有研究表明，小麦在拔节期后喷施光合菌肥增加了叶片叶绿素含量、光和速率提高，光合产量随之提高[24]。闫军营等[25]研究结果表明,在拔节期和灌浆期喷施小麦叶片可提高叶绿素含量和叶片光和速率。燕麦的生长发育、光合作用、产量与土壤养分之间有密切关系，其中氮素是组成植物体内蛋白质、核酸、叶绿素和一些激素等的重要部分，也是植物生长和产量形成的限制因素[26]，加强光合作用能有效提高燕麦单产，燕麦 90 %以上产量来源于光合作用，其碳水化合物主要是生育后期功能器官的光合作用提供，而小麦功能叶片的光合作用对籽粒的贡献可达80%[27]。因此，研究燕麦光合特性及氮素积累对提高燕麦生产潜力有重要意义。

4 结论

(1) 通辽市珠日河地区土壤有机质含量较少，施氮对燕麦生长有显著影响，燕麦各生物量都随施氮量的增加而增加，苗期燕麦施氮肥处理后分蘖率、株高，干、鲜重、叶长、叶绿素含量均大于不施肥处理，在施肥量达到30.00 kg/hm2时燕麦的分蘖率、株高、茎粗、叶长、干、鲜重值最大，叶绿体色素含量在氮肥量为30.00 kg/hm2时最高。苗期燕麦生物量和叶绿素含量受氮肥含量的影响很大，且随着氮肥含量的增加而增加，达到一个临界值后增加幅度开始减小。

(2) 试验综合评价，氮肥水平在一定量时(30.00 kg/hm2)较适合苗期燕麦生长，过量或者缺乏均不利于其生长，且各方面的生长特性均优于其他水平处理，可作为推动科尔沁沙地优质燕麦草地产业发展的主要参考指标。

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Effects of nitrogen fertilizer on growth and chlorophyll content of oat in seedling stage

WANG Le,ZHANG Yu-xia,YU Hua-rong,GUO Yuan,ZHU Ai-min

(CollegeofAgronomy,InnerMongoliaUniversityfortheNationalities,FeedCropEngineeringCenter,Tongliao028000,China)

The optimum nitrogen application rate for oat(Avenasativa) in seedling stage grown in steppe on Zhurihe Ranch,Tongliao City of Inner Mongolia Autonomous Region was studied through determining the tillering ability,plant height,stem diameter,leaf length,plant weight and chlorophyll content under the treatments of different nitrogen application rates (0,10,20,30 and 40 kg/ha) in 2016.The results showed that the nitrogen application in the range of 10 to 40 kg/ha in seedling stage promoted the growth of oat,and growth index showed an increasing and then decreasing trend.The tillering rate,plant height,leaf length,dry weight,fresh weight reached the maximum value at application rate of 30 kg/ha (P<0.01).The stem diameter reached the maximum at 20 kg/ha (P<0.01);While the nitrogen application rate was increased to 40 kg/ha,the growth indexes were lower than that at 30 kg/ha (P>0.05).The contents of chlorophyll a,chlorophyll b and carotenoid reached the highest at 30 kg/ha (P<0.01).The optimum nitrogen application rate was 30 kg/ha in research area.

nitrogen fertilizer;oat;growth characteristics;chloroplast pigment

2016-08-27；

2016-09-27

内蒙古民族大学大学生创新基金(NMDSS 1624)资助

王乐(1990-)，女，内蒙古鄂尔多斯准格尔旗人，在读硕士研究生。 E-mail：1281413316@qq.com 张玉霞为通讯作者。

S 147.2

A

1009-5500(2017)01-0020-05