全 文 ：灌溉对华北农牧交错带无芒雀麦
生物学特性的影响
王　琥 ,李向林 ,万里强 ,王国良 ,何　峰
(中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 ,北京　100094)
　　摘要:研究了河北坝上地区不同水分处理下无芒雀麦的生物学特性 。结果表明 ,不同水分处理对
无芒雀麦的植株高度 、分蘖数 、叶面积 、地上和地下植物量等生物学特性均有不同程度的影响。在 9 月
初刈割前 ,植株高度顺序为 W3>W4>W2>W1 ,表明较多的灌水有利于植株的生长;叶面积大小顺序
与植株高度变化规律相似 ,叶面积大小顺序为 W4>W3>W2>W1 ,表明较多的灌水利于叶片的增大;
对于分蘖数则相反 ,不同水分处理分蘖数顺序为W1>W2>W3>W4 ,灌水越多分蘖越少 ,说明整个生
长季里适当的干旱可以促进分蘖;不同水分处理下地上植物量的大小次序为W2>W4>W3>W1 ,但无
显著差异;不同水分处理根系重量的大小次序为W2>W1>W3>W4 ,说明适当干旱有利于无芒雀麦根
系的生长。
　　关键词:灌溉;农牧交错带;无芒雀麦;生物学特性
　　中图分类号:S 543. 071　　文献标识码:A　　文章编号:1009-5500(2007)05-0032-05
　　北方农牧交错带地处森林草原向草原过渡地带 ,
属典型的大陆性干旱 、半干旱气候 ,牧草供给不足成为
制约该区域畜牧业发展的主要障碍 。解决草畜矛盾的
根本出路在于建立稳定 、优质 、高产的人工草地[ 1] 。高
速度 、高质量地发展人工草地 ,对开发建设中西部地区
的草业经济和生态建设 ,推动少数民族地区的社会经
济发展具有积极意义[ 2] 。河北坝上地区地处北方农牧
交错带 ,该区域光热资源足以满足牧草生长发育的需
要 ,而水分是该区域牧草生长发育的限制因子 ,灌溉则
是发展人工草地的核心[ 3] 。因此如何利用有限的水资
源 ,是目前急需解决的重要课题之一。无芒雀麦(B ro-
mus inermis)根系发达 ,叶量大 ,适口性好 ,营养丰富 ,
各种家畜均喜食 ,而且耐干旱 ,耐寒 ,对土壤要求不严
格 ,在瘠薄的沙土地也能生长 ,是一种很好的水土保持
植物[ 4] 。因此在坝上地区农牧交错带开展无芒雀麦生
　　收稿日期:2007-02-22;修回日期:2007-04-03
　　基金项目:国家科技攻关项目(2004BA528B-1-4)、国家科
技支撑计划项目(2006BAD16B05)资助
　　作者简介:王琥(1978-), 男 ,山西晋中人 , 在读硕士。
李向林为通讯作者。
物学特性与水分关系的研究 ,对节约利用水资源和保
护生态环境都具有十分重要的现实意义 。
　　无芒雀麦在冷凉干燥的气候条件下生长最好 ,不
适应高湿环境 ,耐干旱 ,在降水量 400 mm 的地区生长
良好[ 4] 。李博等[ 5] 曾指出 ,草地的产草量除与牧草品
种及其生理特性 、群落组成密切相关外 ,更受灌溉等耕
作方式以及降水量的影响 。徐炳成[ 6]在对无芒雀麦等
栽培牧草田间生产力与水分利用等方面进行比较研究
时发现 ,川地条件下植物生产力的提高伴随着水分利
用的增加 ,同时提高了水分利用效率 ,牧草植物的这种
优势作用更为明显。李代琼等[ 7] 对黄土丘陵区不同牧
草沙打旺(Astragalus adsurgens)、红豆草 、紫花苜蓿
(Medicago sat iva)和无芒雀麦蒸腾强度的测定结果表
明 ,4种牧草的蒸腾强度日变化与月变化均为单峰或
双峰曲线 ,蒸腾均较平稳 ,表现出旱生或中旱生植物的
蒸腾特点 ,其中无芒雀麦的蒸腾耗水量达到同期降水
量的 96. 3%。李治国等[ 8] 也曾报道 ,除遗传因素影响
外 ,无芒雀麦单播时 ,可以通过灌溉等栽培管理手段促
进其快速生长和增加分蘖数 ,以达到增产目的 。通过
对无芒雀麦的灌水试验 ,农牧交错带生产实践及其生
态系统的恢复重建提供科学依据。
32 Grassland and Turf　　(Bimonthly)　　2007　　No. 5　　(Sum 　No. 124)
1　材料和方法
1. 1　试验区自然概况
　　试验区位于河北省张家口市塞北管理区(原沽源
牧场),地理位置 E 115°39’ , N 41°45’ ,地处河北省西
北部 ,北与内蒙古牧区接壤 。平均海拔 1 400 m ,年均
温 1. 4 ℃,年〉10 ℃的积温为 2 370 ℃,年平均降水量
为 400 mm(主要集中在 6 ～ 9月),年蒸发量为 1 785
mm ,土壤属栗钙土 ,微偏碱性 , pH 值 7. 0 ～ 8. 5 ,土壤
有机质含量 2. 5%。试验期间气象资料见图 1。
图 1　试验期间平均温度 、降水量和太阳辐射变化
Fig. 1　Change of average temperature, rainfall and solar radiation in experiment periods
1. 2　试验处理与测定项目
　　试验在河北省张家口塞北管理区试验站进行 ,
2002年播种 ,试验共选择土壤条件一致 、植被分布均
匀且长势良好的无芒雀麦人工草地 。设 4 个水分处
理 ,W1 、W2 、W3 、W4 ,每处理 3个重复 。4个水分处理
分别为:W1自然降水处理 ,为对照;W2 每次灌溉 20
mm ,W3每次灌溉 40 mm ,W4每次灌溉 60 mm ,灌水
时间分别为6月 10日 ,7月10日 ,8月 10日 。共设12
个小区 ,小区面积 6 m×6 m ,小区间隔 1 m 。
　　植株高度测定:每个小区随机测定 15个植株绝对
高度 ,取平均值 ,25 d测定 1次 。
　　分蘖数测定:每个小区随机取 3个 1 m 样线 ,测定
无芒雀麦分蘖数 ,25 d测定 1次。
　　叶面积测定:使用 SHY-150型叶面积仪测定无芒
雀麦叶面积 ,测定叶片为每株从上往下第 1片完全展
开叶 ,每个小区测定 15个植株 ,20 d测定 1次。
　　地上 、地下植物量的测定:9月 1 日刈割所有小区
植株地上部分 ,置于 65 ℃恒温下烘 48 h称重;每个小
区取 30 cm×30 cm样方 ,挖取 30 cm以上根系 ,重复 3
次 ,洗净之后置于 65 ℃恒温下烘 48 h称重。
　　水分利用效率测定:WUE=WG /E T 。其中 ,WUE
为水分利用效率 ,WG 是地上生物量 , ET 是作物耗水
量(kg /m3)。
　　作物耗水量(ET)采用农田水分平衡方程来计
算[ 9] ,即:
　　ET =P+I - ΔW - S
其中 ,P 为降水量 , I 为灌溉量 , ΔW 为土体贮水量的增
量 , S为土体下边界净通量(向下为正 ,向上为负),所
有变量的单位都以 mm 计。试验区地下水平均水位在
10 m 左右 ,所以可忽略地下水对根系吸水的影响 。试
验小区打田埂 ,可忽略径流 ,则:
　　ET =P+I - ΔW
　　式中 ΔW =W S2 - WS 1 ,其中 WS 1 、WS 2分别是试验
始末所测定 1 m 土层的土壤含水量(mm)。土壤含水
量往往采用储水深度(在一定厚度土层中 ,将所含水量
折算成的水层厚度)表示 ,土壤储水深度采用以下公式
计算[ 10] :
　　W— =h d θ×10
100
　　式中W— 为土壤含水量(mm),h为土层厚度(cm),
d 为土壤密度(g /cm3),θ为土壤含水量(重量%)。土
壤含水量采用土钻取土烘干法测量 ,从 5 月 22日开始
30 d测定 1次 ,每小区 3次重复 ,0 ～ 100 cm 每 10 cm
取样 1次 ,105 ℃烘干 12 h ,称重计算土壤含水量。
1. 4　数据分析
　　数据分析采用 SAS 统计软件对 4 个不同水分处
理无芒雀麦的生物学特性指标进行单因素方差分析 ,
作图采用 Excel软件 。
33草原与草坪　　2007年　　第 5期　　总第 124期
2　结果与分析
2. 1　不同水分处理对植株高度的影响
　　在生长季内 ,不同水分处理的无芒雀麦植株高度
差异显著。6月 15日W3与W1 、W2有显著差异 ,W4
与W1 、W2 ,W3与W4差异不显著(P<0. 05);7月 10
日W3 、W4显著高于 W1 、W2 ,而 W2也显著高于 W1
(P<0. 05);8月 5日 、8月 30日不同水分处理的无芒
雀麦植株高度差异规律与 7月 10日相同 。整个生长
季内 ,不灌水的W1处理植株高度最低;W3 处理植株
高度最高 ,灌水最多的处理 W4植株高度低于 W3而
高于W2(图 2)。
图 2　不同水分处理对无芒雀麦植株高度的影响
Fig. 2　Effect of different water treatment on the
plant height in Bromus inermis
注:图中不同小写字母表示同一时期差异显著
(P<0. 05),下图同
2. 2　不同水分处理对分蘖数的影响
　　从方差分析结果看 ,不同水分处理对无芒雀麦1 m
样线分蘖数的影响在 6月和 8月30日显著差异 。6月
15日W3和W2显著高于W1 、W4(P<0. 05)。7月
10日 4个处理间无显著差异 , 8月 5日仅有 W2显著
高于W3 ,而其他处理间差异不显著 。8月 30日处理
W1 、W2显著高于处理W3 、W4 ,处理W1和W2之间 ,
处理W3和W4之间无显著差异。9月 1日刈割前不
同水分处理 1 m 样线分蘖数W1 为 384个 /m ,W2为
372个 /m ,W3为 329个 /m ,W4为 331个 /m 。可以看
出 ,无芒雀麦的分蘖主要在秋季进行 ,不同水分处理对
无芒雀麦秋季分蘖影响很大 ,较少的灌水有利于植株
分蘖产生(图 3)。
2. 3　不同水分处理对叶面积的影响
　　不同水分处理对无芒雀麦叶面积影响较大 ,叶面
积大小顺序除 8月 5日为 W4>W3>W1>W2外 ,其
余测定期间叶面积大小顺序都为 W4 >W3 >W2>
W1。6月 25日W4 、W3与 W2 、W1存在显著差异(P
<0. 05),W4 和 W3 、W2 和 W1 差异不显著;7月 15
日W4显著高于W3(P<0. 05);8月 5日各处理间显
著性与 6月 25日相同;8月 30日W4 、W3 、W2显著高
于W1 ,W4与 W2 存在显著差异(P <0. 05), W3与
W4 ,W3与 W2间差异不显著。9月 1 日刈割前各处
理平均小叶面积W4为 19. 37 cm2 , W3为 18. 67 cm2 ,
W2为17. 09 cm2 ,W1为13. 81 cm2 。从无芒雀麦整个
生长季可以看出 , 较多的灌水利于叶面积的增大
(图 4)。
图 3　不同水分处理对无芒雀麦分蘖数的影响
Fig. 3　Effect of different water treatment on the
stem number in Bromus inermis
图 4　不同水分处理对无芒雀麦叶面积的影响
Fig. 4　Effect of different water treatment on the leaf
area in Bromus inermis
2. 4　不同水分处理对地上 、地下植物量的影响
　　不同水分处理对无芒雀麦地上植物量影响不大 。
9月 1日刈割后 ,不同水分处理地上植物量无显著差
异 ,无芒雀麦地上最大植物量次序为W2>W4>W3>
W1 , 分别是 198. 82 g /m2 , 197. 18 g /m2 , 181. 76
g /m2 ,165. 69 g /m2 。
34 Grassland and Turf　　(Bimonthly)　　2007　　No. 5　　(Sum 　No. 124)
　　各处理根系的重量次序为 W2>W1>W3>W4 ,
分别是 2 123. 91 g /m2 , 1 833. 45 g /m2 , 1 696. 59
g /m 2 ,1 679. 47 g /m2 。W2根系重量显著高于 W3 、
W4(P<0. 05),W1 与 W2 、W3 、W4 对应的根系重量
间无显著性差异 。
2. 5　不同水分处理无芒雀麦的水分利用效率
　　经计算得到无芒雀麦生长期内 ,各处理的水分利
用效率大小顺序为 W2>W1>W3>W4 ,其中 W2水
分利用效率显著高于 W4(P <0. 05)(表 1)。
表 1　不同水分处理条件下水分利用效率
Table 1　Water use efficiency of dif ferent water treatment
处理 水分利用效率 kg m - 3
W1 0. 550ab
W2 0. 642a
W3 0. 497ab
W4 0. 458b
3　小结与讨论
　　试验结果表明 ,不同水分处理对农牧交错带无芒
雀麦的植株高度 、分蘖数 、叶面积 、地上 、地下植物量等
生物学特性均有不同程度的影响 。其中对株高 、分蘖
数 、叶面积和地下植物量影响最大 。不同灌溉水量对
无芒雀麦株高产生影响 ,在生长季内 ,灌水最少的处理
W1株高最低 ,灌水较多的处理 W3植株高度最高 ,表
明较多的灌水有利于植株的生长 。高涵等[ 11] 报道 ,水
分胁迫条件下无芒雀麦等不同冷季型草的植株高度随
胁迫程度加强而减小 ,胁迫程度越高 ,植株生长速率
越小 。
　　不同水分处理对无芒雀麦单位面积分蘖数影响较
大 ,尤其在 6月和 8月。6月灌水初期 ,适宜的灌水处
理有利于分蘖的进行 ,而不灌水和灌水较多则相对不
利于分蘖的进行 ,因而分蘖数顺序为W2>W3>W1>
W4。到 8月底 ,分蘖数顺序为 W1>W2>W3>W4 ,
说明整个生长季里适当的干旱可以促进分蘖 。
　　无芒雀麦叶面积受不同水分处理影响也较大 ,生
长季内 ,除 8月 5日叶面积大小顺序为W4>W3>W1
>W2外 ,其余测定期间叶面积大小顺序都是 W4>
W3>W2>W1 ,表明较多的灌水利于叶片的增大 。
　　无芒雀麦根系主要分布在土壤表层 0 ～ 30 cm 土
层 ,不同的灌水量对无芒雀麦根系影响很大 ,干旱环境
可以促进无芒雀麦根系的生长 ,因此 W1根系干重最
大。任云宇等[ 12] 报道 ,土壤水分直接影响根系的生
长 ,轻度水分胁迫有助于根系的生长 ,表明充足水分条
件下并不利于根系的生长。何军[ 13] 、邱亦维[ 14] 等也曾
报道土壤水分直接影响根系的生长 ,轻度水分胁迫下
有利于根系的生长 。
　　人工草地饲草产量和水分的关系是人们最为关注
的问题。2006 年试验中坝上地区农牧交错带无芒雀
麦人工草地不同水分处理下 ,地上植物量大小顺序为
W2>W4>W3>W1 ,但各处理间无显著差异 。李治
国等[ 8] 曾报道 ,无论在单播处理还是混播处理中 ,无芒
雀麦产量主要受叶片的数量及重量的影响 ,而受其他
因子的影响较小 。研究中 ,虽然不同水分处理对无芒
雀麦植株高度 、分蘖数 、小叶面积和地下生物量影响较
大 ,但可能由于 2006年无芒雀麦生长季(6 ～ 9 月)降
水(303 mm)相比其他年份生长季内平均降水(200
mm 左右)较多 ,使得不同水分处理间叶片数量及重量
差异很小 ,所以最终无芒雀麦各水分处理条件下产量
差异不大 。
　　本文只是对 2006年无芒雀麦不同水分处理下当
年的生物学特性做了比较研究 ,尽管对坝上地区农牧
交错带人工草地有一定的指导作用 ,但由于无芒雀麦
是多年生草本植物 ,还有必要对多年的无芒雀麦植株
的生物学特性对不同水分处理的响应作一步的研究。
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Effect of irrigation on morphological characteristics of
Bromus inermis in semiarid agro-pastoral
transitional zone of North China
WANG Hu
1 ,LI Xiang-lin1 ,WAN Li-qiang2 ,WANG Guo-liang2 , HE Feng 2
(Insti tute of Animal Sciences ,Chinese Academy o f Agricul tural Sciences ,Bei j ing 100094 ,China)
　　Abstract:The effect of i rrig ation on mo rpholog ical characterist ics of Bromus inermis in semiarid ag ro-pasto-
ral t ransi tional zone o f No rth China w as studied. The resul ts show ed that the ef fect o f ir rig ation on the plant
height , leaf area , stem numbers , aboveg round biomass and unde rg round biomass w as dif ferent. In the g row th
season ,plant height of W1 w as low est and W3 was highest , that o f W4 w as higher than W2. T he dynamics of
leaf area w as similar wi th the plant height , at the end of the grow th season the o rder of leaf area w as W4>W3>
W2>W1. T he o rder of stem numbers at the end of the grow th season w as W1>W2>W3>W4 , and the o rder
of aboveground biomass w as W2>W4>W3>W1. The o rder of unde rg round biomass w as similar w ith the stem
numbers , and that w as W2>W1>W3>W4.
　　Key words:irriga tion;semiarid ag ro-pasto ral t ransit ional zone o f No rth China;Bromus inermis;morpholo gi-
cal characteristics
(上接 31页)
Study on tissue culture of Zoysia
japonica cv. Lanyin No. 3
SONG Jun-fang1 , JIN Fang2 ,SUN Ji-xiong1 ,GUO Qi-mei1 , YU Yong-ming3
(1. Col legeo f Pratacul tural Science ,Gansu Agricultural Universi ty ,Lanzhou 730070 ,China;
2. Agronomy Col lege , Gansu Agricul tural Univ ersity , Lanz hou 730070 , China;
3. X iaolunshan Forest E xperiment Bureau , Tianshui 741020 ,China)
　　Abstract:The effect of plant ho rmones (GA 3 , IBA and 6-BA)on shooting , ro oting and g row ing of Zoysia
japonica cv. Lany in No. 3 w ere studied using the stem as the explant w ith the o rthogonal experiment design.
The resul t show ed that the most ef fective medium fo r shooting , roo ting and g row ing o f tube plantlets of Zoysia
japonica cv. Lanyin No . 3 w as MS+GA 3 1. 0 mg /L+IBA 0. 1 mg /L and fo llow ed by MS+GA 30. 5 mg /L+IBA
0. 1 mg /L .
　　Key words:Zoysia japonica cv. Lanyin No. 3;tissue culture;plant ho rmone;stem
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