新麦草种子发育过程中产量和质量的动态变化研究

江生泉， 王赟文

（1．滁州职业技术学院，安徽 滁州 239000；2.中国农业大学 草地研究所，北京 100094）

新麦草种子发育过程中产量和质量的动态变化研究

江生泉1， 王赟文2

（1．滁州职业技术学院，安徽 滁州 239000；2.中国农业大学 草地研究所，北京 100094）

对新麦草种子发育过程的种子产量与种子含水量动态关系以及种子质量动态变化进行研究.结果表明，酒泉地区新麦草种子含水量在 39%时，种子产量达到最高值（2378.1kg/ha）；当种子含水量小于 39%之前，标准发芽率、老化发芽率随着生育进程是逐渐上升的，含水量在 39%时并达到最大值，分别为 97%和 96.5%；千粒重也是在含水量达到 39%达到最大值（4.0289g），之后千粒重反而降低，差异达到显著水平（P<0.05）.

新麦草；种子产量；种子含水量；发芽率

新麦草（Psathyrostachys juncea）又名俄罗斯野黑麦，为疏丛型禾本科牧草；原产于中亚和西伯利亚地区，在我国北方及西北地区种植普遍生长良好，具有寿命长、抗旱能力强，再生能力及恢复能力好，营养期长等特点.新麦草叶比重大，如在株高 0—10 厘米时，叶的重量占全株叶重量的50%，其青鲜及干草状态各类家畜均喜食，可用于我国北方、干旱半干旱地区退化草地的补播、人工草地及植被恢复化等[1,2].

大多数多年生禾本科牧草种子含水量下降到 30%时就会出现脱落现象；同时，种子质量也随着发育过程中存在动态变化[3,4].新麦草种子在 发育过程也易出 现自然脱落 现象，从生理方面分析，随着种子的生长和发育，种子内部有机物质积累增加，含水量逐渐下降，生理上出现不活跃的状态，随后在脱落发生的部位产生离层，导致自然脱落.因此，本试验从新麦草种子灌浆期到种子完熟期进行跟踪取样，研究种子实际产量与含水量关系及种子质量动态变化规律，从而对新麦草种子生产及新麦草应用提供理论基础.

1 试验地自然概况

试验区位于甘肃河西走廊酒泉市上坝乡.该基地位于河西走廊中部西端，祁连山北麓，海拔 1480 米，由于深居内陆，纬度和海拔较高，气候干燥少雨，蒸发量大，昼夜温差大，是典型的大陆性气候，根据酒泉气象台(东经 98o29′,北纬 39o46′，距离试验站 30km) 的观测记录，该地年均气温7.3℃，最冷月(1 月)和最热月(7 月)的平均气温为 -15.6℃和28.7℃，极端最低和最高温度为 -31.6℃和 38.4℃，≥10℃年积温 2954.4℃；年均降雨量 85.3mm，集中在 6-8 月份；年均相对湿度 46%，蒸发量 2148mm；年日照时数 3033.4h，年辐射量 145.6 千卡 /cm2.对作物种子的干物质积累非常有利.

2 材料与方法

2.1 试验材料

试验材料是新麦草种子田，采用条播，行距是 0.45m.使用的氮肥是尿素(有效 N 含量 46%)，采用人工开沟施肥的方式.根据酒泉当地实际情况，施氮时间分为早秋(8 月 20 日)、晚秋(10 月 22 日)、早春(3 月 28 日).施肥后及时灌溉，适时进行中耕除草.

2.2 测定指标与方法

2.2.1 种子产量测定

在新麦草种子田中选取一块长势比较均匀，面积在667m2以上.灌浆期开始随机取样，每隔三天取一次.随机选取 4 个 1m2样段收集小穗，同等条件下风干后的小穗脱粒，清选后称重测产，用风筛清选后称重，按公式计算实际种子产量：实际种子产量 = 收获的种子重量 /收获面积.

2.2.2 千粒重测定

从相应风干净种子的种子批四分取样 4 份，每份 500粒.分别称取各份样品的重量，折算成 1000 粒种子的重量，并计算平均重量.

2.2.3 种子标准发芽率的测定

种子标准发芽率的测定：在根据牧草与草坪草种子检验的方法，每个实验样品中随机取净种子 100 粒，整齐排列，采用纸上发芽，润湿发芽床，在 7℃的低温下进行预处理7 天，重复 4 次.在光照培养箱（“广大”LRH-250-G）内，每天光照 8 小时（温度 30℃），黑暗 16 小时（温度 20℃）发芽.分别在第 4 天和第 14 天进行初次计数和末次计数，统计正常种苗、不正常种苗、未发芽和死种子的百分比，4 次重复的平均值为标准发芽率[5].

2.2.4 种子老化发芽率的测定（控制劣变法）

将种子装入铝箔袋中，用微量移液枪加少量水,用封口机封口,于 20℃条件下放置 24 小时,使种子与水均匀混合，于 40℃条件下老化 48h,再转移到发芽箱进行发芽，每天光照 8 小时（温度 30℃），黑暗 16 小时（温度 20℃）发芽.分别在第 4 天和第 14 天进行初次计数和末次计数，统计正常种苗、不正常种苗、未发芽和死种子的百分比，4 次重复的平均值为标准发芽率[5].

2.3 数据分析与统计方法

采用 SPSS 软件进行单因素方差分析，Excel软件作图分析.

3 结果与分析

3.1 新麦草种子的实际种子产量与种子含水量的动态关系研究

由下图 1 可以知道,新麦草种子含水量随着时间推移出现降低，但这种降低幅度有所不同，先是降幅较小，后降幅增大；首先在 6 月 27 号之前含水量下降幅度比较平缓，由开始 50%下降到 40%左右，6 月 27 号之后种子含水量由40%下降到 10%左右，种子含水量降低会进一步加速其脱落.新麦草种子实际产量与时间的回归关系是二次曲线关系，相关系数为 0.8986，达到显著水平，种子实际产量先增大后减少.结合图 2，甘肃酒泉地区当含水量为 39%时，新麦草种子具有达到最高，为 2378.1kg/ha，这一指标也可作为新麦草种子最佳收获时间确定；两者之间关系可用二次函数进行拟合 ，回 归方程 为 y=-36653x2+19109x-85.666，R2= 0.8346，达到显著水平.

图1 新麦草种子含水量、种子实际产量时间动态关系

图2 新麦草种子含水量与种子产量关系

3.2 新麦草种子质量的动态变化研究

表1 新麦草种子质量的动态变化

由表 2 数据可知，种子的标准发芽率在 6 月 27 号之后达到最大，为 97%.6 月 18 号的种子发芽率最低，为 84.5%，与其他处理差异达到显著水平（P＜0.05），其原因可能是 6月24号之前种子胚发育不完整.种子老化发芽率总体上比标准发芽率要低些，尤其是在 6 月 18 号、6 月 20 号、6 月 22号三个处理上两者差异比较大，分别递减 7%、10%、4%.以后递减幅度都比较小，大约为 1%.种子老化发芽率在6月24 号之后达到了最大，为 96%，之后处理也不存在显著差异性.种子千粒重在 6 月 27 号达到最大值，为 4.0289g，与其他时间处理达到显著差异（P＜0.05），之后千粒重会有所下降，可能是种子含水量快速下降的原因.

4 总结与讨论

从新麦草种子发育过程中质量和产量动态变化来看，种子产量先出现增加后降低，后期降低原因主要是种子自然脱落造成[6,7]；种子含水量变化是逐渐降低，含水量在 39%之前下降幅度较小，之后含水量下降速度更快；综合以上两个因子，新麦草种子发育过程中，含水量在 39%时种子产量达到最高值.对于新麦草质量动态变化，标准发芽率、老化发芽率及千粒重也出现规律性变化，其中，标准发芽率、老化发芽率在种子含水量 39%之前，基本上随着时间推移是逐渐增加的，在含水量 39%之后，标准发芽率、老化发芽率差异不显著.另外，千粒重也是在含水量达到 39%达到最大值（4.0289g），后期千粒重反而变小，这可能与后期束缚水分损失及种子内物质分解有关.种子含水量可作为指示收获的一个指标[8]，Hill发现多年生黑麦草种子最佳种子收获的种子含水量是 40%-43%[9,10].因此，甘肃酒泉地区新麦草种子收获最佳时期是种子含水量为 39%时，此时新麦草种子产量及质量都达较好状态.

〔1〕江生泉，王赟文，韩建国，李德荣．氮肥对新麦草穗颈解剖性状的影响[J]．江西农业大学学报，2007（6）：899-902.

〔2〕江生泉，李德荣，韩建国．春季分施氮肥对新麦草种子产量 及 氮 肥 利 用 率 的 影 响[J]．草 地 学 报 ，2008，16(5)：512-517.

〔3〕徐荣，韩建国．草坪型高羊茅种子成熟过程中活力变化及适宜收获期研究[J]．中国农业科学，2003，36(7)：834-839.

〔4〕毛培胜，韩建国，吴喜才．收获时间对老芒麦种子产量的影响[J]．草地学报，2003，11(1)：33-37.

〔5〕王全珍．水肥耦合对 6 种禾本科牧草种子产量和生产性能的效应[D]．北京：中国农业大学，2005.

〔6〕韩建 国．国内外草 坪 草 种 子 生产[J]．北 京 园林 ，2000（2）：23-265．

〔7〕韩 建 国．实 用 牧 草种 子 学[M]．北 京 ：中 国 农 业 大 学 出 版社，1997.

〔8〕王显国，韩建国，陈志宏，等．新麦草种子成熟过程中活力变化的研究[J]．草地学报，2000，8(4)：306-311.

〔9〕Hill M J ，1971，A study of seed production in perennial rygrass ，timothy and prairie grass [D]．Ph．．D．Thesis ，Massey University ，Newland.

〔10〕.Hill，M．J．，Hampton，J．G． and Rowarth，J．S．．Herbage Seeds．In ：New Zealand Pasture and Crop Science ，Oxford University Press ，Auckland ，New Zealand，1999：249-262.

S543.9

：A

：1673-260X（2016）02-0030-02

2015 年 10 月 15 日

“十五”国家攻关子课题（2004BA528B-2-4）；2015 年度安徽省高校自然科学重点项目（KJ2015A423）