土壤水分和植株密度互作对垂穗披碱草地下营养繁殖及生物量的影响

doi:10.11686/cyxb2020424

草业学报 ›› 2021, Vol. 30 ›› Issue (11): 52-61.DOI: 10.11686/cyxb2020424

土壤水分和植株密度互作对垂穗披碱草地下营养繁殖及生物量的影响

王玲玲(), 库努都孜阿依·吐鲁洪null, 孟广飞, 郭正刚()

兰州大学草地农业生态系统国家重点实验室，兰州大学农业农村部草牧业创新重点实验室，兰州大学草地农业教育部工程研究中心，兰州大学草地农业科技学院，甘肃兰州 730020

收稿日期:2020-09-21 修回日期:2020-11-12 出版日期:2021-10-19 发布日期:2021-10-19
通讯作者: 郭正刚
作者简介:Corresponding author. E-mail： guozhg@lzu.edu.cn
王玲玲（1997-），女，甘肃平凉人，在读硕士。E-mail： wangll2017@lzu.edu.cn
基金资助:
西藏自治区科技计划重大专项(XZ202101ZD003N);国家牧草产业系统岗位科学家(CARS-34)

Effect of soil moisture and plant density on vegetative propagation traits and biomass of Elymus nutans

Ling-ling WANG(), Kunduzay·Turgun, Guang-fei MENG, Zheng-gang GUO()

State Key Laboratory of Grassland Agro-ecosystems，Key Laboratory of Grassland Livestock Industry Innovation，Ministry of Agriculture and Rural Affairs，Engineering Research Center of Grassland Industry，Ministry of Education，College of Pastoral Agriculture Science and Technology，Lanzhou University，Lanzhou 730020，China

Received:2020-09-21 Revised:2020-11-12 Online:2021-10-19 Published:2021-10-19
Contact: Zheng-gang GUO

摘要/Abstract

摘要：

垂穗披碱草是高寒地区常见的优质牧草，主要以营养繁殖维持种群更新，然而植株密度和土壤水分互作是否影响其地下营养繁殖尚不清楚。本研究采用盆栽试验，分析了不同土壤水分和植株密度互作下垂穗披碱草地下营养繁殖（克隆小株数、传播距离和地下芽数量）和生物量的变化特征，其中土壤水分包括3个梯度，分别为土壤饱和含水量的30%（W₁）、土壤饱和含水量的50%（W₂）和土壤饱和含水量的80%（W₃）；植株密度包括3个梯度，分别为4株·盆^-1（R₁）、8株·盆^-1（R₂）和12株·盆^-1（R₃）。结果表明：随土壤水分增加，克隆小株数先增加后减小，但传播距离、地下芽数量、地下和地上生物量以及总生物量均呈增加趋势；随植株密度增加，克隆小株数、传播距离、地下芽数量、地上地下生物量以及总生物量均呈减小趋势。土壤水分和植株密度互作对克隆小株数、传播距离、地下芽数量、地上地下生物量、总生物量均具有显著的互作效应，理论上存在最佳的土壤水分和植株密度的组合模式，其中传播距离、地下芽数量、地上生物量以及总生物量的最佳组合方式为W₃R₁，而克隆小株数和地下生物量的最佳组合方式为W₂R₁。说明垂穗披碱草栽培草地的管理需要根据目标而确定其植株密度和土壤水分。

关键词: 克隆小株数, 传播距离, 地下芽, 生物量

Abstract:

Elymus nutans， a good quality forage， produces daughter plants through vegetative asexual propagation in the alpine region. However， it’s unclear whether interaction between plant density and soil moisture has an influence on the subterranean vegetative propagation of E. nutans. In this study， a pot experiment was carried out to analyze the pattern of change in subterranean vegetative propagation （ramet numbers， rhizome length and underground bud number per plant） and biomass of E. nutans under different combinations of soil moisture and plant density. There were three soil moisture treatments： 30% of field capacity （W₁）； 50% of field capacity （W₂） and 80% of field capacity （W₃）， and three plant densities （4， 8， and 12 plants·pot^-1； R₁， R₂and R₃， respectively）. This study showed that with increase in soil moisture， ramets per plant at first increased and then decreased， whereas rhizome length， numbers of underground buds per plant， aboveground and belowground biomass and total biomass all increased. With increase in plant density， ramets per plant， rhizome length， numbers of underground buds per plant， aboveground and belowground biomass and total biomass all decreased. Significant interaction effects between soil moisture and plant density were observed for ramets per plant， rhizome length， numbers of underground buds per plant， aboveground and belowground biomass and total biomass. Based on the results of this study， the optimal treatment for development of rhizome length， numbers of underground buds per plant， and aboveground and total biomass was W₃R₁， while for ramets per plant and belowground biomass the optimal treatment was W₃R₁. This indicates that in management of E. nutans cultivated grassland， soil moisture should be considered when determining the ideal plant density.

Key words: ramets per plant, rhizome length, underground buds per plant, biomass

王玲玲, 库努都孜阿依·吐鲁洪null, 孟广飞, 郭正刚. 土壤水分和植株密度互作对垂穗披碱草地下营养繁殖及生物量的影响[J]. 草业学报, 2021, 30(11): 52-61.

Ling-ling WANG, Kunduzay·Turgun, Guang-fei MENG, Zheng-gang GUO. Effect of soil moisture and plant density on vegetative propagation traits and biomass of Elymus nutans[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2021, 30(11): 52-61.

图/表 9

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项目Item	处理Treatments	克隆小株数 Ramets per plant	传播距离 Spreading length （cm）
土壤水分 Soil moisture	W₁	4.44±0.53c	2.24±0.25b
	W₂	7.67±2.81a	2.73±0.90b
	W₃	6.46±1.47b	3.25±1.29a
	显著性Significant	**	**
植株密度 Plant density	R₁	7.88±2.66a	3.35±1.28a
	R₂	6.25±1.52b	2.86±0.54a
	R₃	4.44±0.55c	2.01±0.38b
	显著性Significant	**	**
土壤水分×植株密度 Soil moisture×plant density	W₁R₁	4.63±0.48d	2.19±0.19c
	W₁R₂	4.50±0.41d	2.32±0.06bc
	W₁R₃	4.21±0.71d	2.21±0.43c
	W₂R₁	10.75± 0.65a	3.43±0.61a
	W₂R₂	8.00±0.35b	3.11±0.34b
	W₂R₃	4.25±0.29d	1.64±0.22c
	W₃R₁	8.25±0.29b	4.45±1.49a
	W₃R₂	6.25±0.20c	3.14±0.62b
	W₃R₃	4.88±0.37d	2.17±0.18c
	显著性Significant	**	**

项目Item	处理Treatments	克隆小株数 Ramets per plant	传播距离 Spreading length （cm）
土壤水分 Soil moisture	W₁	4.44±0.53c	2.24±0.25b
	W₂	7.67±2.81a	2.73±0.90b
	W₃	6.46±1.47b	3.25±1.29a
	显著性Significant	**	**
植株密度 Plant density	R₁	7.88±2.66a	3.35±1.28a
	R₂	6.25±1.52b	2.86±0.54a
	R₃	4.44±0.55c	2.01±0.38b
	显著性Significant	**	**
土壤水分×植株密度 Soil moisture×plant density	W₁R₁	4.63±0.48d	2.19±0.19c
	W₁R₂	4.50±0.41d	2.32±0.06bc
	W₁R₃	4.21±0.71d	2.21±0.43c
	W₂R₁	10.75± 0.65a	3.43±0.61a
	W₂R₂	8.00±0.35b	3.11±0.34b
	W₂R₃	4.25±0.29d	1.64±0.22c
	W₃R₁	8.25±0.29b	4.45±1.49a
	W₃R₂	6.25±0.20c	3.14±0.62b
	W₃R₃	4.88±0.37d	2.17±0.18c
	显著性Significant	**	**

处理 Treatments	植株密度 Plant density			主效应土壤水分Main effect of soil moisture
处理 Treatments	R₁	R₂	R₃	主效应土壤水分Main effect of soil moisture
土壤水分Soil moisture
W₁	2.25±0.29bc	2.44±0.63bc	2.79±0.21b	2.49±0.44b
W₂	4.00±1.22a	2.00±0.84c	1.71±0.42c	2.57±1.33b
W₃	4.75±1.19a	2.44±0.88bc	4.21±2.07a	3.80±1.68a
主效应植株密度Main effect of plant density	3.67±1.42a	2.29±0.74b	2.90±1.54ab
土壤水分Soil moisture			**
植株密度Plant density			*
土壤水分×植株密度Soil moisture×plant density			*

处理 Treatments	植株密度 Plant density			主效应土壤水分Main effect of soil moisture
处理 Treatments	R₁	R₂	R₃	主效应土壤水分Main effect of soil moisture
土壤水分Soil moisture
W₁	2.25±0.29bc	2.44±0.63bc	2.79±0.21b	2.49±0.44b
W₂	4.00±1.22a	2.00±0.84c	1.71±0.42c	2.57±1.33b
W₃	4.75±1.19a	2.44±0.88bc	4.21±2.07a	3.80±1.68a
主效应植株密度Main effect of plant density	3.67±1.42a	2.29±0.74b	2.90±1.54ab
土壤水分Soil moisture			**
植株密度Plant density			*
土壤水分×植株密度Soil moisture×plant density			*

项目 Item	处理 Treatments	地上生物量 Aboveground biomass	地下生物量 Underground biomass	总生物量 Total biomass
土壤水分 Soil moisture	W₁	0.71±0.19b	0.16±0.09b	0.85±0.23b
	W₂	0.83±0.26b	0.47±0.36a	1.23±0.40a
	W₃	1.07±0.69a	0.43±0.27a	1.46±0.93a
	显著性Significant	**	**	**
植株密度 Plant density	R₁	1.25±0.56a	0.53±0.43a	1.68±0.80a
	R₂	0.82±0.21b	0.28±0.18b	1.09±0.40b
	R₃	0.54±0.05c	0.25±0.08b	0.77±0.10c
	显著性Significant	**	**	**
土壤水分×植株密度 Soil moisture×plant density	W₁R₁	0.88±0.13b	0.10±0.06c	0.97±0.20c
	W₁R₂	0.72±0.18b	0.19±0.13c	0.88±0.31c
	W₁R₃	0.52±0.04c	0.18±0.05c	0.69±0.08c
	W₂R₁	0.91±0.19b	0.75±0.49a	1.43±0.03b
	W₂R₂	1.02±0.24b	0.40±0.22b	1.46±0.48b
	W₂R₃	0.56±0.05c	0.25±0.06c	0.80±0.10c
	W₃R₁	1.96±0.28a	0.73±0.27a	2.64±0.55a
	W₃R₂	0.72±0.06b	0.25±0.14c	0.93±0.17c
	W₃R₃	0.53±0.08c	0.32±0.08b	0.82±0.09c
	显著性Significant	**	*	**

土壤水分和植株密度互作对垂穗披碱草地下营养繁殖及生物量的影响

Effect of soil moisture and plant density on vegetative propagation traits and biomass of Elymus nutans

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参考文献 40

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Metrics

项目 Item	地下芽数量 Underground buds	地上生物量 Aboveground biomass	地下生物量 Belowground biomass	克隆小株数 Ramets per plant	传播距离 Spreading length
地上生物量Aboveground biomass	0.359*
地下生物量Belowground biomass	0.501**	0.630**
克隆小株数Ramets per plant	0.374*	0.390*	0.694**
传播距离Spreading length	0.346*	0.424**	0.385*	0.640**
总生物量Total biomass	0.467**	0.923**	0.880**	0.582**	0.450**

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