Effects of nitrogen application and sowing rates on the seed yield and quality of Elymus nutans ‘Baqing’

doi:10.11686/cyxb2025281

Abstract

Abstract:

In this study， we explored the effects of the nitrogen application rate and sowing rate on the seed yield and quality of Elymus nutans ‘Baqing’ in the alpine region of Xizang. An experiment was conducted with a two-factor split-plot design； the main area was nitrogen fertilizer addition and the sub-area was sowing rate. The nitrogen fertilization rates were N₁ 0 kg·ha^-1， N₂ 60 kg·ha^-1， N₃ 120 kg·ha^-1， N₄ 180 kg·ha^-1， N₅ 240 kg·ha^-1， and N₆ 300 kg·ha^-1； and the sowing rates were D₁ 15.0 kg·ha^-1， D₂ 22.5 kg·ha^-1， and D₃ 45.0 kg·ha^-1. The seed yield and quality of E. nutans ‘Baqing’ were comprehensively evaluated based on grey correlation degree and the key factors affecting seed yield were identified， with an overall aim to determine the optimal planting configuration for E. nutans ‘Baqing’ for seed production. The results show that the nitrogen application rate and sowing rate had significant effects on the seed yield and quality of E. nutans ‘Baqing’. The main factors closely related to the yield of E. nutans ‘Baqing’ were the number of reproductive branches， number of spikelets/reproductive branches， and 1000-seed weight， and the most important factor contributing to yield was 1000-seed weight. At the sowing rate of 15.0 kg·ha^-1， nitrogen application at 180 kg·ha^-1 was required to achieve the maximum seed yield （1182.55 kg·ha^-1）. At the sowing rate of 22.5 kg·ha^-1， nitrogen application at 240 kg·ha^-1 was required to achieve the maximum seed yield （1283.29 kg·ha^-1）. At the sowing rate of 45.0 kg·ha^-1， nitrogen application at 300 kg·ha^-1 was required to achieve the maximum seed yield （1023.34 kg·ha^-1）. These results show that at a constant sowing rate， there is a theoretical maximum value for the nitrogen demand of E. nutans ‘Baqing’. The grey correlation analysis revealed that the nitrogen application rate of 240 kg·ha^-1 and the sowing rate of 22.5 kg·ha^-1 represented the optimal planting configuration for E. nutans ‘Baqing’. This combination of nitrogen application rate and sowing rate resulted in the best seed yield and quality， and therefore， should be used widely when cultivating E. nutans ‘Baqing’ in the alpine region of Xizang.

Key words: Elymus nutans ‘Baqing’, nitrogen application rate, sowing rate, seed yield, seed quality, comprehensive evaluation

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Figures/Tables 7

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处理 Treatment	关联系数Relational coefficient
处理 Treatment	x₁	x₂	x₃	x₄	x₅	x₆	x₇	x₈	x₉	x₁₀	x₁₁	x₁₂	Y
N₁D₁	0.668	0.408	0.660	0.572	0.479	0.688	0.626	0.592	0.620	0.496	0.638	0.640	0.352
N₂D₁	0.742	0.456	0.757	0.684	0.591	0.737	0.736	0.733	0.786	0.636	0.706	0.731	0.443
N₃D₁	0.845	0.550	0.892	0.825	0.779	0.855	0.823	0.804	0.876	0.811	0.830	0.883	0.581
N₄D₁	1.000	0.713	1.000	0.929	0.968	0.957	0.933	0.804	0.934	0.945	0.882	0.975	0.833
N₅D₁	0.935	0.696	0.990	0.897	0.923	0.927	0.840	0.755	0.835	0.752	0.877	0.849	0.809
N₆D₁	0.864	0.682	0.971	0.881	0.891	0.916	0.699	0.711	0.768	0.676	0.872	0.809	0.716
N₁D₂	0.650	0.420	0.651	0.578	0.479	0.705	0.645	0.606	0.646	0.525	0.660	0.674	0.356
N₂D₂	0.709	0.466	0.733	0.712	0.596	0.743	0.792	0.804	0.781	0.609	0.739	0.695	0.442
N₃D₂	0.754	0.557	0.828	0.839	0.743	0.834	0.893	0.925	0.904	0.783	0.829	0.823	0.542
N₄D₂	0.841	0.702	0.877	0.945	0.866	0.902	1.000	1.000	1.000	0.917	0.889	0.888	0.758
N₅D₂	0.908	0.795	0.958	1.000	1.000	1.000	0.875	0.891	0.963	1.000	1.000	1.000	1.000
N₆D₂	0.851	0.781	0.955	0.963	0.960	0.903	0.723	0.779	0.735	0.663	0.880	0.828	0.817
N₁D₃	0.576	0.445	0.588	0.542	0.436	0.612	0.567	0.540	0.569	0.452	0.599	0.595	0.333
N₂D₃	0.598	0.495	0.602	0.612	0.475	0.688	0.711	0.733	0.725	0.583	0.694	0.701	0.392
N₃D₃	0.674	0.578	0.678	0.722	0.569	0.741	0.749	0.804	0.807	0.743	0.823	0.866	0.470
N₄D₃	0.708	0.747	0.735	0.825	0.663	0.835	0.723	0.755	0.782	0.697	0.770	0.826	0.568
N₅D₃	0.750	0.878	0.815	0.839	0.732	0.853	0.666	0.691	0.720	0.643	0.758	0.814	0.631
N₆D₃	0.768	1.000	0.845	0.897	0.799	0.863	0.655	0.655	0.676	0.574	0.753	0.738	0.659
关联度Relevance degree	0.769	0.632	0.807	0.792	0.719	0.820	0.759	0.755	0.785	0.695	0.789	0.796	0.595
权重Weight	0.079	0.065	0.083	0.082	0.074	0.084	0.078	0.078	0.081	0.072	0.081	0.082	0.061

处理 Treatment	关联系数Relational coefficient
处理 Treatment	x₁	x₂	x₃	x₄	x₅	x₆	x₇	x₈	x₉	x₁₀	x₁₁	x₁₂	Y
N₁D₁	0.668	0.408	0.660	0.572	0.479	0.688	0.626	0.592	0.620	0.496	0.638	0.640	0.352
N₂D₁	0.742	0.456	0.757	0.684	0.591	0.737	0.736	0.733	0.786	0.636	0.706	0.731	0.443
N₃D₁	0.845	0.550	0.892	0.825	0.779	0.855	0.823	0.804	0.876	0.811	0.830	0.883	0.581
N₄D₁	1.000	0.713	1.000	0.929	0.968	0.957	0.933	0.804	0.934	0.945	0.882	0.975	0.833
N₅D₁	0.935	0.696	0.990	0.897	0.923	0.927	0.840	0.755	0.835	0.752	0.877	0.849	0.809
N₆D₁	0.864	0.682	0.971	0.881	0.891	0.916	0.699	0.711	0.768	0.676	0.872	0.809	0.716
N₁D₂	0.650	0.420	0.651	0.578	0.479	0.705	0.645	0.606	0.646	0.525	0.660	0.674	0.356
N₂D₂	0.709	0.466	0.733	0.712	0.596	0.743	0.792	0.804	0.781	0.609	0.739	0.695	0.442
N₃D₂	0.754	0.557	0.828	0.839	0.743	0.834	0.893	0.925	0.904	0.783	0.829	0.823	0.542
N₄D₂	0.841	0.702	0.877	0.945	0.866	0.902	1.000	1.000	1.000	0.917	0.889	0.888	0.758
N₅D₂	0.908	0.795	0.958	1.000	1.000	1.000	0.875	0.891	0.963	1.000	1.000	1.000	1.000
N₆D₂	0.851	0.781	0.955	0.963	0.960	0.903	0.723	0.779	0.735	0.663	0.880	0.828	0.817
N₁D₃	0.576	0.445	0.588	0.542	0.436	0.612	0.567	0.540	0.569	0.452	0.599	0.595	0.333
N₂D₃	0.598	0.495	0.602	0.612	0.475	0.688	0.711	0.733	0.725	0.583	0.694	0.701	0.392
N₃D₃	0.674	0.578	0.678	0.722	0.569	0.741	0.749	0.804	0.807	0.743	0.823	0.866	0.470
N₄D₃	0.708	0.747	0.735	0.825	0.663	0.835	0.723	0.755	0.782	0.697	0.770	0.826	0.568
N₅D₃	0.750	0.878	0.815	0.839	0.732	0.853	0.666	0.691	0.720	0.643	0.758	0.814	0.631
N₆D₃	0.768	1.000	0.845	0.897	0.799	0.863	0.655	0.655	0.676	0.574	0.753	0.738	0.659
关联度Relevance degree	0.769	0.632	0.807	0.792	0.719	0.820	0.759	0.755	0.785	0.695	0.789	0.796	0.595
权重Weight	0.079	0.065	0.083	0.082	0.074	0.084	0.078	0.078	0.081	0.072	0.081	0.082	0.061

处理 Treatment	加权关联度 Weighted relevance degree	加权序位 Weighted order	等权关联度 Equal weight correlation degree	等权序位 Equal weight order
N₁D₁	0.581	17	0.572	17
N₂D₁	0.681	14	0.672	14
N₃D₁	0.805	7	0.797	7
N₄D₁	0.918	2	0.913	2
N₅D₁	0.857	4	0.853	4
N₆D₁	0.810	6	0.804	6
N₁D₂	0.593	16	0.584	16
N₂D₂	0.687	13	0.679	13
N₃D₂	0.797	8	0.789	8
N₄D₂	0.896	3	0.891	3
N₅D₂	0.955	1	0.953	1
N₆D₂	0.837	5	0.834	5
N₁D₃	0.534	18	0.527	18
N₂D₃	0.623	15	0.616	15
N₃D₃	0.717	12	0.709	12
N₄D₃	0.746	11	0.741	11
N₅D₃	0.756	10	0.753	10
N₆D₃	0.761	9	0.760	9

处理 Treatment	加权关联度 Weighted relevance degree	加权序位 Weighted order	等权关联度 Equal weight correlation degree	等权序位 Equal weight order
N₁D₁	0.581	17	0.572	17
N₂D₁	0.681	14	0.672	14
N₃D₁	0.805	7	0.797	7
N₄D₁	0.918	2	0.913	2
N₅D₁	0.857	4	0.853	4
N₆D₁	0.810	6	0.804	6
N₁D₂	0.593	16	0.584	16
N₂D₂	0.687	13	0.679	13
N₃D₂	0.797	8	0.789	8
N₄D₂	0.896	3	0.891	3
N₅D₂	0.955	1	0.953	1
N₆D₂	0.837	5	0.834	5
N₁D₃	0.534	18	0.527	18
N₂D₃	0.623	15	0.616	15
N₃D₃	0.717	12	0.709	12
N₄D₃	0.746	11	0.741	11
N₅D₃	0.756	10	0.753	10
N₆D₃	0.761	9	0.760	9