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野生疏花针茅驯化及生产性能研究



全 文 :野生疏花针茅驯化及生产性能研究
施建军1,2,张德罡1,马玉寿2,洪绂曾1,3,王彦龙2,杨时海2,董全民2,李世雄2
(1.甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地
畜牧业可持续发展研究中心,甘肃 兰州 730070;2.青海省畜牧兽医科学院,青海 西宁 810016;
3.中国农业大学 草地研究所,北京 100193)
  摘要:通过对野生疏花针茅(Stipapenicillata)栽培6年生产性能观测,结果表明:疏花针茅栽培当
年(2003年)以营养生长为主,第2年越冬率达98%,全生育期136d,第3年(2005年)越冬率100%,物
候期比2004提前4~10d,整个生育期125d。疏花针茅整个生长期基本为线性增长,拔节期和抽穗期
生长速率最高,之后递减。2004年年鲜草产量1 160g/m2,干草产量516.2g/m2,种子产量8.6g/m2,
茎叶比1∶0.46。第3年8月下旬盖度达到98%,干草产量达到1 126.9g/m2,种子产量50.2g/m2,
2006年牧草产量开始下降。疏花针茅抗逆性强、易于栽培,是退化高寒草原改良的适宜生态型草种,在
高寒草甸的“黑土型”退化草地上表现出较强的适应能力。
  关键词:疏花针茅;驯化;物候期;生产性能
  中图分类号:S 543  文献标识码:A  文章编号:1009-5500(2011)06-0040-04
  疏花针茅(Stipapenicillata)是针茅属牧草。在
我国分布于西藏、青海、四川、甘肃和陕西。主要生长
于高山草原和河谷阳坡草地,是青藏高原分布较多的
一个种,优势群落呈点片状分布在海拔3 100~4 500
m的干燥山坡、砾石草地[1]。疏花针茅为多年生密丛
禾草,秆直立,丛生,野生状态下株高30~60cm,具1
~2节,基部宿存枯叶鞘。叶鞘微粗糙,叶舌披针形,
顶端急尖,长3~7mm,叶片纵卷呈线形,上面粗糙,下
面光滑,长10~20cm。圆锥花序开展,长15~25cm,
分枝孪生,叶间具枕,下部裸露,上部疏生小穗2~4
枚,小穗柄长1~4cm,小穗绿色或紫色,颖披针形,长
8~10mm,外稃长5~7mm,芒二回膝曲,第1芒柱长
  收稿日期:2011-10-12;修回日期:2011-10-27
  基金项目:“十一·五”科技支撑计划项目
(2009BAC61B02)和十二·五科技支撑计划项
目(2011BAC09B06);青海省科技项目
(2009A1-1)(2009-N-502)(2009-Z-602)(2008-
N-113)资助
  作者简介:施建军(1971-),男,甘肃临泽人,在读博士,副
研究员,主要从事三江源人工草地的研究。
E-mail:shj0318@sina.com
张德罡为通讯作者。
3~7mm,第2芒柱长4~5mm,均具长3~4mm的
白色柔毛,芒针长7~18mm,粗糙无毛。颖果长圆柱
形,具纵长浅腹沟。
  疏花针茅是适合高寒草原荒漠化和高寒草甸黑土
滩化治理中建立人工草地的牧草与生态兼用型草种,
具有非常好的栽培驯化前景[2,3]。目前,该草种在其他
地区的引种驯化和选育尚未见报道。项目组于2002
年在青海省玛沁县海拔4 000m的阳坡采集到该草种
后,进行引种驯化研究,旨在通过进一步驯化将该草种
应用于三江源自然保护区乃至整个青藏高原的生态环
境保护与治理之中[4-7]。
1 材料和方法
1.1 试验地概况
  试验地位于大武镇以西2km处的果洛藏族自治
州玛沁县大武镇一大队,地理位置为 N 34°27.859′,
E 100°12.727′,海拔3 756m,年均温-3.9℃ ,最冷
月1月的平均气温为-12.6℃ ,最热月7月的平均气
温为9.7℃ ,牧草生长季为156d,无绝对无霜期,年
均降水量为513.2mm。试验区为高寒草甸严重退化
后形成的“黑土型”退化草地,其优势种为鹅绒委陵菜
(Potentilla artserina)、甘肃马先嵩(Pedicularis kan-
04       GRASSLAND AND TURF(2011)            Vol.31No.6
DOI:10.13817/j.cnki.cyycp.2011.06.009
suensis)、黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala)、黄帚橐
吾(Ligularia virgaurea)和乌头(Aconitumsp.)等,
土壤为高山草甸土。
1.2 试验方法
种子是2002年在青海省玛沁县海拔4 000m的
阳坡采集的野生牧草种子,手工清选断芒,2003年3
月室内发芽实验测定发芽率为65%,千粒质量1.28
g,净度90%。
1.2.1 播种 2003年6月6月播种,3次重复,小区
面积为2m×3m,播量1.5g/m2,条播,每小区播7
行,播深2~3cm,行距30cm,区间距50cm,以112.5
kg/hm2磷酸二铵作底肥。
1.2.2 物候期与生长高度观测 播种第1年从出苗
期开始,第2、3年从返青期开始,每3d观测1次牧草
生育阶段,自6月1日起,每10d测定1次牧草高度,
依生长情况随机测定20株的自然株高,平均值作为小
区整体生长高度。自第4年起,每10d观测1次牧草
生育阶段,测株高和小区盖度。每年于返青期测定越
冬率。
1.2.3 产量 2003年9月5日测定,每小区取1m
样条两行,齐地面剪下剔除杂草后称重;2004、2005年
8月22日测定,2006~2008年8月20日测定,每小区
取半区3m2留茬5cm割下,剔除杂草后称重,取500g
在65℃下烘24h称重,折算单位面积干草产量。
1.2.4 营养成分测定 将风干样按各指标要求过筛,
测定以下各指标:粗灰分用干烧法;粗蛋白用凯氏半微
量定氮法;粗脂肪用索氏提取法;全磷用分光光度法。
2 结果与分析
2.1 物候期观测
  疏花针茅的驯化栽培物候节律变化为栽培第1
年,播种后19d齐苗,生长23d达到分蘖期,分蘖期~
拔节期15d,之后至9月上旬一直处于拔节期,到9月
下旬冻干时约5%植株孕穗期。次年4月22日返青,
越冬率98%,6月下旬孕穗期,孕穗期至抽穗期22d,
抽穗至开花19d,开花至成熟期28d,全生育期136d。
整个生育期生殖生长不整齐,至8月22日达到孕穗及
孕穗以上的生殖枝占50%,在此期间和之后不断有植
株孕穗,半区观测至9月下旬,停止生长达到孕穗及孕
穗以上的生殖枝占65%。抽穗越早的植株最终籽粒
饱满度高,后期抽穗植株没有完成灌浆。第2年开始,
返青时间一致,物候期逐步提前。2006年后,各物候
期稳定,整个生育期125d,比2004年缩短11d。越冬
率随栽培年限增加逐步提高,第3年开始均达到
100%(表1)。
2.2 生长动态观测
  疏花针茅次年返青前期生长缓慢,整个生长期内
基本为线性增长,斜率0.45,线性拟合表明拔节后期
生长较快,第2个生长高峰在8月至9月上旬,此期是
疏花针茅生殖生长的抽穗与开花混合期,草层高度明
显提高。至9月25日牧草停止生长疏花针茅平均草
层高度56.5cm,高于当地野生群落44.8cm(图1)。
表1 疏花针茅物候期
Table 1 Phenological stages 月-日
时间/年 出苗/返青期 分蘖期 拔节期 孕穗期 抽穗期 开花期 灌浆期 腊熟期 完熟期
2003  06-25  07-18  08-02
2004  04-22  05-18  06-04  06-28  07-20  08-08  08-15  08-29  09-05
2005  04-22  05-14  05-30  06-24  07-15  07-28  08-05  08-22  08-28
2006  04-22  05-11  05-28  06-22  07-12  07-25  08-05  08-20  08-25
2007  04-22  05-11  05-28  06-22  07-12  07-25  08-05  08-20  08-25
由于试验采用的是宽行播种,返青时的植被覆盖
度只有39%,随着地上植株的发育,7月上旬其盖度可
达到50%,此后随牧草生长速度加快,盖度也快速增
加,8月上旬随生长速度减缓植被盖度趋于稳定,至9
月初达到95%。2005年和2006年8月下旬盖度达到
98%和95%。
播种当年分蘖2~3个/株,第2、3年可达到5~32
个/株,说明疏花针茅在不同生境中均具有极强的无性
繁殖能力。从分蘖期到成熟期,牧草在生长前期分蘖
数呈递增动态,至7月20日抽穗分蘖数达最大值,之
后至9月初分蘖数呈递减动态。
2.3 营养成分
抽穗期疏花针茅粗蛋白质占干重的10.13%,粗脂
肪占干重的3.40%(图2),分别高于同区栽培的垂穗
披碱草的9.18%和2.36%。在返青至抽穗之前茎叶
柔软,适口性好,营养价值较高,各种家畜较喜食,是当
14第31卷 第6期           草 原 与 草 坪2011年
地牲畜夏季采食的主要牧草之一。灌浆后,茎秆变硬,
采食程度降低。
图1 2004年疏花针茅生长动态
Fig.1 Growth dynamics in 2004
图2 2004年疏花针茅营养成分
Fig.2 Nutrient contents in 2004
2.4 生产性能
栽培当年牧草地上生物量积累较低,2cm以上基
本无产量。第2年(2004年)8月24日单位面积鲜草
产量为1 160g/m2,干草产量为516.2g/m2,种子产量
为8.6g/m2。鲜干比2.25∶1,茎叶比1∶0.46。第3
年(2005年)干草产量达到1 126.9g/m2,种子产量为
50.2g/m2。2006年草产量和种子产量开始下降,但仍
高于2004年,茎叶比趋于稳定。2007年草产量低于
2004年,2008年进一步下降,表明疏花针茅产量高峰
期在栽种后第3、4年。
表2 疏花针茅生产性能
Table 2 Productivity of s.penicilata
时间
/年
鲜草产量 干草产量 种子产量
/g·m-2
株高
/cm
盖度
/%
茎叶比
2003  354  86.3  2.8  90
2004  1160  516.2  8.6  62.0  92 1∶0.46
2005  2410  1126.9  50.2  69.6  98 1∶0.44
2006  2040  860.8  44.4  63.3  98 1∶0.42
2007  1230  512.0  16.5  47.3  95 1∶0.40
2008  1090  492.1  14.5  43.5  95 1∶0.40
3 小结
针茅属植物是典型草原优势种之一,内蒙草原上
的大针茅型草原、贝加尔针茅型草原、短花针茅型草原
等,环青海湖的紫花针茅型草原是当地的优良草原。
青藏高原高寒草原的退化被认为是灾难性的,选择在
高寒草原分布较广的疏花针茅进行栽培驯化,研究其
生长生产特性,为下一步的大面积栽培和种子生产奠
定基础。
  结果表明,疏花针茅种植第2年完成生殖生长,第
3年物候期稳定,与野生疏花针茅物候期接近。疏花针
茅粗蛋白质含量较高,返青至抽穗之前,茎叶柔软,叶
量丰富,各种家畜较喜食。疏花针茅第3年生产性能
最高,干草产量达到1 126.9g/m2,种子产量达到50.2
g/m2,产量高峰在第3、4年,2006年牧草产量下降。
疏花针茅抗寒性和抗旱性强,返青早,分蘖多,适于在
高寒区建立刈牧与生态兼用型人工草地。对疏花针茅
的进一步驯化研究与扩繁生产,有利于缓解三江源区
高寒草原地区适宜草种极度缺乏的严峻局面,促进该
地区草地生态环境恢复和草地畜牧业发展。
参考文献:
[1] 刘尚武.青海植物志(第4卷)[M].西宁:青海人民出版
社,1999:87-91.
[2] 吴玉虎,梅丽娟.黄河源区植物资源及其环境[M].西
宁:青海人民出版社,2001:154-155.
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验初报[J].青海畜牧兽医杂志,2003(3):12-13.
[5] 马玉寿,李有福,来得珍,等.草地早熟禾栽培驯化研究初
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[6] 张蓉,豆卫,高占琪,等.高寒地区红豆草苜蓿不同栽培模
式生产性能比较研究[J].草原与草坪,2011,31(1):8-
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[7] 施建军,马玉寿,董全民,等.“黑土型”退化草地优良牧草
筛选试验[J].草地学报,2007,15(6):543-549.
(下转48页)
24       GRASSLAND AND TURF(2011)            Vol.31No.6
  Abstract:Ornamental value and adaptability of 13introduced perennial ornamental grasses were evaluated
in Ningbo by gray-correlation analysis.Evaluation index for ornamental value were plant growth,ornamental
value,inflorescence aesthetics,leaf color and survival rate etc.Evaluation index for adaptability were drought re-
sistance,cold resistance,heat resistance,waterlogging tolerance,disease and pest resistance etc.The results
showed that Cortaderia selloana and Cortaderia selloana'Pumila'with strong resistance could be used for land-
scape in ful year;Acorus gramineus var.pusillus and Carex oshimensis'Evergold'showed good landscape effect
except in summer;Hemerocallis fulva'Baltimore Oriole'was an ideal material for its ornamental flowers and
leaves;The performance of Stipa tenuissima was absolutely outstanding in late spring and early summer.
  Key words:perennial ornamental grass;gray-correlation analysis;ornamental value;adaptability;correlation
deg
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
ree
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Studyon tame and productivityof wild
Stipapenicillata
SHI Jian-jun1,2,ZHANG De-gang1,MA Yu-shou2,HONG Fu-zeng3,
WANG Yan-long2,YANG Shi-hai 2,DONG Quan-min2,LI Shi-xiong2
(1.College of Pratacultural Science,Gansu Agricultural University/Key Laboratory of Grassland
Ecosystem,Ministry of Education/Pratacultural Engineering Laboratory of Gansu Province/Sino-U.S.
Centers for Grazingland Ecosystem Sustainability Lanzhou 730070,China;2.Qinghai Academy
of Animal and Veterinary Sciences,Xining810016,China;3.Grassland Institute
of China Agricultural University,Beijing100193,China)
  Abstract:Wild Stipapenicillata was cultivated and the growth characteristics were observed for 6years in
Dawu with altitude of 3756m.The result showed that the cultivated S.penicillatareproduced mainly by clone
in first year,and the overwinter rate were 98%in the next year with 136days growth period.The overwinter
rate was 98%in third year and the phonological phase was 4to 10days ahead compared to that in second year
with 125days growth period.There was a linear grow trend in growth period,the growth rate was the highest
in jointing stage and heading stage.The fresh matter yield,dry matter yield and seed yield were 1 160g/m2,
516.2g/m2 and 8.6g/m2 respectively,and leaf-stem ratio was 1∶0.46.The coverage was 98%in the third late
August,and the relevant yields were 1 160g/m2,516.2g/m2 and 8.6g/m2 respectively.The seed yield in sec-
ond year was 5times than that in third year.S.penicillata was an ecotype grass with the characteristics of high
stress resistance,early re-greening,more tilers,high productivity and easy to be cultivated and showed a good a-
daptability.
  Key words:Stipapenicillata;domestication;phenological phase;production performance
84       GRASSLAND AND TURF(2011)            Vol.31No.6