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果园覆盖作物鼠茅的生物学特性及国内外研究进展



全 文 :落 叶 果 树 DECIDUOUS FRUITS 2009 (4)               
果园覆盖作物鼠茅的生物学特性及国内外研究进展
刘广勤1 ,贾永霞 2 ,赵金元 3 ,胡金祥3
(1.江苏省农业科学院园艺研究所 , 南京 210014; 2.南京农业大学园艺学院;
 3.常熟市虞山镇农业服务中心)
  摘 要:果园中种植 1年生禾本科植物鼠茅 ,不仅可以改善土壤的物理化学性状 , 而且可以有效抑制夏季
杂草的生长 ,改善果实品质 ,适合作为果园覆盖物栽培 , 有重要的引种和推广价值。本文综述鼠茅的形态特
征 、对环境条件的要求 、栽培管理技术 、在果树生产中的作用 、经济价值和应用前景 , 提出几个需进一步研究和
亟待解决的问题。
  关键词:鼠茅;形态特征;栽培技术;研究现状;应用前景
  中图分类号: S545   文献标识码: B   文章编号: 1002-2910(2009)04-0011-05
收稿日期:2009-03-15
基金项目:2008年度省级农业产业化丘陵山区基地项目(泗农开 2008-15);2008年度江苏省农业资源开发土地治理项目
(5110810)。
作者简介:刘广勤(1965-),男 ,江苏丰县人 ,副研究员,主要从事果蔬生态栽培研究与推广工作。
  鼠茅(VulpiamyurosC.Gmelin)(原 Festuca
myurosL.)[ 1] ,又名鼠尾狐茅 ,为 1年生禾本科
鼠茅属草本植物。鼠茅原产于亚洲和欧洲 ,广
泛分布于亚洲 、欧洲 、美洲和非洲 ,主要分布区
域为北美退化草原 ,属于草原杂草 。鼠茅在我
国主要分布在江苏 、浙江 、江西 、广西 、西藏及台
湾等地 ,其生态适应性广 ,在海拔 160 ~ 4200m
的路边 、山坡 、沙滩 、石缝及沟边都可生长 。果
园内栽培鼠茅不仅可以改善土壤的理化性状 ,
而且可以有效抑制夏季杂草的生长 ,提高果品
产量和品质 ,是一种很好的果园覆盖作物 ,其在
生产中的利用价值已经吸引了越来越多的研究
者关注 。本文对鼠茅的形态特征 、对环境条件
的要求 、栽培管理技术 、在农业生产中的作用及
应用前景进行综述。
1 鼠茅的形态学特征
鼠茅根 、茎 、叶 、花的形式态见图 1[ 2] 。
1.1 根系
鼠茅根系为须根系。主根不发达 ,由茎基
部节上产生大量的不定根 ,这些不定根继续分
枝 ,形成须状根系 ,入土较直而浅 [ 2] 。
1.2 茎和叶
茎秆直立 ,细弱 ,光滑 ,高 20 ~ 60cm,茎粗
约 1mm,具 3 ~ 4节 。叶鞘光滑无毛 ,疏松裹
茎 ,长于节间;叶舌长 0.2 ~ 0.5mm,土黄色;叶
片内卷 ,葱绿色 ,长 7 ~ 11cm、宽 1 ~ 2mm,叶面
被茸毛 ,背面无毛。
1.3 花果和种子
花序为圆锥花序 ,狭窄 ,基部通常为叶鞘所
包裹或稍露出 ,长 10 ~ 20cm、宽约 1cm,分枝单
生而偏于主轴之一侧 ,扁平或具三棱 ,棱边粗
糙。小穗长 8 ~ 10mm(芒除外);小穗轴节间长
约 1mm,被微毛;柄短 ,具两颖 ,颖先端尖 ,边缘
膜质 。第 1颖微小 ,鳞片状三角形 ,具 1脉 ,长
约 1mm;第 2颖狭窄 ,长 3 ~ 4.5mm。小穗成熟
时自颖之上脱落 ,内含 4 ~ 5朵小花 。小花外稃
草质 、线状披针形 ,背部近圆形 ,粗糙或边缘具
较长的毛 ,具五脉 ,边脉仅位于下部 ,第 1外稃
11
图 1 鼠茅的形态特征(自左至右为根系 、茎叶 、花序 、花)
长约 6mm,先端延伸成细长而粗糙的芒 ,芒长
13 ~ 18mm;内稃透明膜质 ,比外稃稍短 ,具二
脊 ,脊上有短纤毛 ,其背面有 1段小穗轴 ,长约
0.8mm。雄蕊 1枚 ,花药长 0.4 ~ 1mm;雌蕊柱
头二裂 、羽毛状 [ 4] 。
种子为颖果 ,线形 , 长约 4mm, 果皮红棕
色 ,背面拱圆 ,腹面有 1条深沟 ,胚体微小 ,长约
占果体的 1/8。颖果千粒重 0.61g,每克约 1640
粒 。花果期 4 ~ 6月[ 4] 。
2 鼠茅对环境条件的要求
鼠茅喜温暖 , 35℃高温下也可正常生长;耐
寒力中等 ,可以忍受冰冻 ,安全越冬[ 5] 。鼠茅
属于长日照植物 ,较耐阴 ,每天有 4小时的光照
即可满足生长的需要 ,适合在果园中种植 [ 6] 。
其耐旱性很强 , 年降水量 250mm时可正常生
长 [ 7] 。鼠茅在浅薄 、贫瘠和干旱的土壤或砂质
土壤均可生长 , 耐酸碱 ,适宜生长的 pH值为
5.9 ~ 7.6, pH值 4.5时也可生长。对盐分的耐
性较低 [ 8] 。
3 栽培管理技术
3.1 播种
鼠茅采用播种繁殖。其种子需经后熟才能
发芽。当年的新种子不经冬眠也可以发芽 ,冬
眠后发芽率提高。陈种子已经完成后熟 [ 9] 。
种子发芽的温度为 15 ~ 35℃,最适温度为 20℃
左右[ 10] 。鼠茅生育期为秋 、冬和春天 ,最适宜
的播种时间在 10月 1日至 11月 15日 [ 11] 。耐
密植 ,可撒播或者条播 ,撒播每 666.7m2用种
1kg, 条播 0.5kg。作覆盖物栽培 , 撒播每
666.7m2用种 0.75kg,条播 0.5kg。鼠茅还可
以进 行 水 培 , 水 培 时 每 666.7m2 用 种
0.75kg[ 12] 。由于体积较小和形状的原因 ,种子
经常粘在一起。种壳是一种很好的搅拌器 ,可
避免在播种机中粘在一起 ,利于播种[ 11] 。
3.2 肥水管理
播种前疏松土壤 ,每 666.7m2施 3 ~ 4kg氮
肥即可满足鼠茅生长的需求 [ 12] 。鼠茅耐旱性
很强 ,年降水量达到 250mm时可不浇水 ,年降
水量低于 250mm时可适量浇水 [ 4] 。
3.3 收割与脱粒
鼠茅生长速度快 ,生长周期短(4 ~ 6个月
左右),与大多数的草相比 ,是一种早熟的草。
种子形成前可以进行频繁的收割 。为了收获种
子 ,从种子形成到成熟过程中不能再收割。每
666.7m2可产生种子 100 ~ 200kg,种子寿命较
长 [ 4] 。脱粒是收割时的一个难题 ,经常在种子
稍微发点绿色时用收割机收割脱粒。目前日本
出现了一种新的脱粒机 (flail-vacharvester,
AlisChalmersAl-Crop, Model72),正在试用
中。鼠茅种子不经脱粒 ,也可以发芽 、生长 [ 4] 。
鼠茅抗病虫害的能力强 ,不易感染病虫害。
4 鼠茅在果树生产中的作用
目前 ,对鼠茅研究较多的有日本 、美国 、澳
大利亚等国 ,研究的侧重点各不相同。归纳起
12
来 ,鼠茅的作用主要有以下几方面。
4.1 用于果园生物控草
目前研究鼠茅草最多的是日本。鼠茅广泛
分布于日本的北海道 、本州 、四国和九州 [ 3]等
地 。以前果园生草覆盖主要是从水土保持 、增
加土壤有机质 、改良土壤的物理化学性状 ,从而
提高果实产量和品质的角度进行考虑 ,鼠茅出
现后 ,则主要从控制果园杂草的生长 、促进果园
生态系统良性循环的角度 ,对果园生草栽培进
行研究和探索 [ 13 ~ 14] 。 2007年 ,我们引种到常
熟市 , 当年 11月上旬播种于梨园和葡萄园 ,
2008年夏季控草效果达 80%以上 ,几乎不需进
行除草 。
自从 Miler[ 15]发现鼠茅是一种自己播种繁
殖的草 ,适合在果园和葡萄园中做覆盖物栽培
以来 ,越来越多的研究由此展开。 Meyer[ 16]以
及 Gu[ 17]发现 ,在杏树园中种植鼠茅的效果优
于雀麦草 , 是杏树最佳的覆盖作物。 Motosugi
等 [ 18]调查了果园覆盖栽培作物对桃树幼苗以
及果园有害物的生长和存活的影响 ,发现雀麦
草 、马鞭草和鼠茅作为果园覆盖栽培作物 ,桃树
幼苗的死亡率升高 ,但是鼠茅对进入开花结果
期的桃树没有影响 。 Motosugi和 Terashima
[ 19]研究了 3种冬季一年生草(鼠茅 、毛苕子 、黑
麦草)做覆盖作物对嫁接葡萄生长的影响 ,发
现与毛苕子和黑麦草相比 ,鼠茅的死亡植株可
抑制夏季杂草的生长。 Shibata[ 20]研究发现 ,鼠
茅植株高 50cm左右时开始萎焉 、枯黄 ,自然倒
伏在土壤中 ,并且于 6月初死亡;倒伏在果园中
的鼠茅死亡植株 ,在 8月中旬前会抑制其他杂
草的生长 ,整个夏季不需要割草 ,节省了劳动
力 [ 21 ~ 22] 。另外 ,由于鼠茅植株较矮 、耐干旱 、喜
荫 、可抑制果园线虫的繁殖 ,因此是果园中的 1
种新的受欢迎的覆盖栽培草种 。 Min[ 32]通过对
鼠茅腐解物分析 ,明确了鼠茅腐解物中含有多
种水溶性物质 ,这些物质对杂草生长具有抑制
作用。
4.2 促进果树养分运输 ,改善果品品质
Motosugi和 Terashima[ 18] 采用同位素示踪
的方法发现矮化葡萄藤覆盖栽培鼠茅 ,葡萄藤
中的氮素会向鼠茅运输。但是鼠茅容易感染
AM真菌 , AM真菌可以调节矮化葡萄藤和鼠茅
之间氮素的运输 ,促进鼠茅中的氮素向葡萄藤
中运输 ,从而促进葡萄藤的生长 。进一步的研
究发现 ,鼠茅菌根感染率很高 ,可促进 AM真菌
和柑桔的生长 ,改善柑桔的品质 [ 18、23] 。西南农
业大学杨晓红教授于 2000年将鼠茅引种到奉
节县坡地果园 ,播种前每千克土接种 100个重
庆桔园土著 AM真菌消毒孢子 ,发现生长两个
月后的鼠茅 ,菌根感染率 50%左右 ,且能提高
柑桔的产量和品质 [ 24] 。
4.3 降低果园土壤次生盐渍化
Motosugi和 Terashima[ 19]研究了 3种冬季
一年生草(鼠茅 、毛苕子 、黑麦草)充当覆盖作
物对嫁接葡萄生长的影响 ,发现在 3种覆盖物
区域 , 8月份葡萄枝蔓叶片中氮和磷的含量均
降低 ,但是不会出现营养不足的症状 ,且鼠茅的
死亡植株不会给果园的管理带来不便 。 Ishika-
wa[ 25]等采用同位素示踪的方法 ,研究了氮素在
柑桔以及覆盖栽培作物鼠茅之间的运输 ,发现
春季施用氮肥 ,覆盖栽培鼠茅区域的柑桔吸收
N15的速率显著降低 ,比不覆盖栽培鼠茅的区域
低约 47%,尤其在新展开的叶片中特别明显。
鼠茅吸收的氮素大约是柑桔的两倍。比较覆盖
栽培区和清耕区氮素的利用率 ,发现清耕区氮
素的利用率为 35.3%,而覆盖栽培区柑桔氮素
利用率为 16.7%, 鼠茅的氮素利 用率为
51.6%,是清耕区的 1.5倍左右[ 26] 。可见 ,鼠
茅可有效降低果园中过剩的肥料 ,避免了果园
土壤次生盐渍化的发生 。
4.4 稳定土壤的结构
由于鼠茅具有须根系的特点 ,可以提高易
受侵蚀土壤的稳定性 [ 15] 。澳大利亚各地均采
用鼠茅来稳定土壤的结构 [ 27] ,防止水土流失 ,
从而预防其他物质的侵蚀 ,提高土壤肥力 ,为其
他物种的生存提供条件[ 28 ~ 29] 。 Meyer[ 16] 以及
Gu[ 17]发现 ,在杏树园中种植鼠茅可以提高土壤
的水分渗透性 。Shibata[ 20]研究发现 ,倒伏在果
园的鼠茅植株或死亡株 ,类似盖在果园土表的
一层有机地罩 ,可以减少灼日对土壤的强烈直
13
接辐射 ,从而降低土温 、减少水分蒸发 、提高柑
桔和葡萄对热和旱的忍耐力 ,使树体安全度过
炎夏。另外 ,倒伏在果园中的鼠茅死亡植株经
发酵和分解后 ,可以补充土壤中的有机物 ,改良
土壤的物理化学性质 [ 21 ~ 22] 。
4.5 有利于植物群落演替和植被修复
20世纪以来 ,随着人口的剧增和经济的飞
速发展 ,自然湿地愈来愈多地受到人类的干扰 ,
导致湿地面积减缩 、生物多样性降低 。针对普
遍存在的湿地退化状况 ,近一二十年来世界各
国都在采取积极的措施进行湿地生态恢复的研
究与实践 ,湿地生态系统的恢复与重建己成为
世界性的研究热点[ 30] 。鼠茅在湿地生态恢复
中有重要的作用 ,在我国江西和内江湿地不同
演替阶段种群生态位宽度中分别为 0.1073和
0.1428。对于一个生态系统 ,鼠茅扮演着重要
的角色 ,作为生产者 ,它具有能量固定 、转化 、贮
存和调节区域环境的功能 ,是维持生态平衡的
杠杆[ 31] ;相对无机环境而言 ,它是生命物质;对
于动物和人类而言 ,它又是一个环境要素 。
5 鼠茅的经济价值和应用前景
5.1 经济价值
鼠茅在入夏时易倒伏 ,倒伏的地上部可抑
制夏季杂草的生长 ,可节省果园管理的人力和
物力。另外 ,由于鼠茅有很高的菌根感染率 ,而
AM真菌可促进果树的生长发育 ,提高果实品
质和产量 ,因此将鼠茅作为覆盖栽培作物将会
取得很好的经济效益 。
5.2 应用前景
鼠茅耐密植 ,产量高 ,种子繁殖容易 ,商品
种子便宜;发芽温度适应范围广 ,温室中基本上
可以周年播种 ,大田中春 、秋播种均可 ,且植株
生长快 ,生长周期短(4个月左右),引种的成功
率高 ,具有广泛的应用前景。对我国的沙漠以
及丘陵和坡地 ,鼠茅是一种优良的水土保持植
物 。
我国华南 、华北 、华东 、华中等广大地区的
葡萄 、桃 、杏 、梨 、柑桔等果树的栽培面积越来越
大 ,设施果树的栽培面积也在不断增加。但是
也存在很多问题 ,如:杂草对养分的竞争 、设施
连作障碍以及根结线虫的危害等 。目前生产上
利用铁灭克 、草甘膦等效果虽较好 ,但是成本
高 ,且剧毒 ,易造成环境污染 ,破坏土壤生物区
系。秋季播种的鼠茅不仅可以抑制第 2年夏季
果园杂草的生长 ,而且感染 AM真菌后可以促
进营养物质向果树的运输 ,抑制根结线虫的繁
殖 ,提高果实品质 ,因此 ,在我国大规模推广鼠
茅作为果园覆盖栽培是可行的。
6 展望
鼠茅生长速度快 ,会蔓延和入侵其他区域
和栽培作物 ,尤其是冬小麦的田地 [ 8、 9、 17] 。如果
不进行适当的管理 ,会替代原有的植被 。因此 ,
如何有效地利用鼠茅 ,又防止其大规模入侵对
农作物造成生态侵害 ,使之向有利于农业生产
的方向发展 ,是首先要解决的问题 。
鼠茅可抑制夏季杂草的生长 ,这种作用是
由于地上部腐解物的化感作用抑制了其他杂草
的生长 ,但有效成分仍不明确 ,需要进一步研
究。鼠茅作为果园的覆盖物栽培时 , AM真菌
可调节鼠茅与果树之间氮 、磷的运输 ,是否可以
调节其他营养成分的运输还不明确 ,也是亟待
解决的问题。
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