摘要
2018年~2019年,在内蒙古自治区通辽市内蒙古民族大学农业科技园区,为确定适宜科尔沁沙地羊草种子产量形成的施氮量,提出追施氮肥促进羊草种子生产的光合特性、荧光特性、氮素代谢的生理机理。在2015年人工建植的羊草草地上连续两年进行不同施氮量处理,设置0,100,200,300,400kg?hm-2五个施氮量水平(分别用N0、N1、N2、N3、N4表示),于每年4月20日(分蘖期)和7月20日(结实期)进行人工追施氮肥,研究追施氮肥对羊草种子产量及种子产量构成因子、光合特性、叶绿素荧光特性、氮代谢关键酶活性和不同器官干物质、氮含量积累与分配的影响,通过统计学方法确定适宜羊草种子产量形成的氮素水平和提高种子产量的生理和生长机制,以期为羊草种子生产提供理论和实践依据,主要研究结果如下: 2018年和2019年连续两年不同施氮水平对羊草种子产量有显著的影响,随施氮量的增加种子产量及产量构成因子先增加后降低;在施氮量为200kg?hm-2时种子产量均达到最大值,分别为212.5kg?hm-2和236.2kg?hm-2,显著高于对照,因此施氮200kg?hm-2时有利于羊草种子产量的形成;羊草种子产量与穗粒数、千粒重、小穗数、穗长呈显著(2018年,P<0.05)或极显著(2019年,P<0.01)正相关关系;羊草株高、茎粗和叶面积随施氮量的增加而显著增加,进而提高羊草的干物质积累,羊草种子产量与生殖枝株高、茎粗以及叶面积呈显著(2018年,P<0.05)或极显著(2019年,P<0.01)正相关关系,说明羊草的种子产量受穗长、小穗数、穗粒数和千粒重等产量性状的影响。 羊草上部叶片(旗叶和倒二叶)和下部叶片(倒三叶)的叶绿素含量、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)、最小荧光强度(F0)、最大荧光(Fm)和PSII的最大光化学量子产率(Fv?m-1)在施氮量为300kg?hm-2时达到最大值,因此光合作用能力随着施氮量的增加而呈先增加后降低的变化趋势,但非光化学猝灭系数(NPQ)和胞间CO2浓度(Ci)随着施氮量的增加而呈现先降低后升高趋势,所以过高的氮素含量会影响叶片正常的光合速率。 羊草叶片谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT)、谷氨酸草酰乙酸转氨酶(GOT)、谷氨酰胺合成酶(GS)、硝酸还原酶(NR)活性和游离氨基酸(AA)、可溶性蛋白含量(SP)而显著增加,在施氮量为300kg?hm-2时,GPT、GOT、NR和GS酶活性最强,有利于羊草氮素代谢;但羊草可溶性蛋白(SP)含量和游离氨基酸(AA)含量在施氮量为200kg?hm-2时达到最大值。 羊草各器官干物质积累量分配比例上表现为茎>叶>穗,并且不同器官的鲜重、干重和干鲜比在施氮量为200kg?hm-2时达到最大值,此时羊草干物质积累量效果最佳。羊草不同器官的氮素积累量随氮素施用量的增加先增加后减少,但不同器官氮素积累量的分布比例为叶>穗>茎,在施氮量为200kg?hm-2时,羊草不同器官的氮素积累量达到最大值,此时羊草对氮肥的利用最充分,效率最高。