全 文 :猫尾草的研究概况
周卫生1 ,干友民1 ,李才旺2 ,张新全1 ,鄢 燕1
(1.四川农业大学草业科学系 ,四川雅安 625014;2.四川省草原研究所 ,四川成都 611731)
摘要:对国内外有关猫尾草的分布 、细胞学研究 、耐寒性 、耐湿性 、耐酸性和病虫害方面以及产草量 、饲草品
质 、消化率 、适口性 、饲用价值和环境保护及水土保持 、收获与利用方式作了分析与讨论 ,并就其中存在的一
些问题提出了几点建议。
关键词:猫尾草;分析与讨论;建议
中图分类号:S543.1 文献标识码:A 文章编号:1001-0629(2003)06-0016-04
猫尾草属(Phleum),又名梯牧草属 ,系禾本科
植物 ,其属通常认为有 10 余种。饲用价值最高 ,
各国栽培最广的为猫尾草 (P.pratense),亦称
梯牧草 、赫德草[ 1] 。我国野生的有 4 种[ 2 , 3] ,分别
为鬼 蜡 烛 (P.paniculatum )、 高 山 猫 尾 草
(P.alpinum)、猫尾草 、假梯牧草(P.phleoides),
其中高山猫尾草是一种野生优良牧草[ 1 , 4] 。在适
应猫尾草生长的地区 ,猫尾草抗逆性强 、适应性
广 ,产草量高 、品质好 ,同时能吸收重金属离子 、有
毒气体 ,防止水土流失等。因此 ,对解决牧区饲
草 ,退耕还草 ,种草养畜 ,长江 、黄河上游生态重建
问题 ,具有重大意义 。
有关猫尾草的研究国外报道较多 ,研究的方
面广且层次深 。国内基本上还处于引种驯化阶
段 ,迄今为止 ,仅有几篇报道 ,希望能对猫尾草的
研究者提供参考 。
1 分布
猫尾草原产欧亚大陆 ,分布遍及温带和靠近
北极的地区(Gregor and Sansome , Hanson)[ 5] ,主
要于北纬 40°~ 50°寒冷潮湿地区 ,在北纬 36°以南
不适应[ 1 ,4] 。即在欧洲猫尾草遍及斯勘的纳维亚
半岛 、阿尔及利亚 、英格兰 、波罗沿海国家和前苏
联。在南美洲分布于气候温和的地方 ,并被引入
澳大利亚 。在北美洲 ,分布于阿拉斯加的中部 ,加
拿大的中部 、南部和临近美国北部的地区 ,在美国
境内 ,从大草原东部地区向南 ,有密苏里州 、肯塔
基州及毗领的一些州 ,最适合猫尾草生长。另外 ,
在太平洋西北沿岸和山间地区也发现有猫尾草分
布(Evans)[ 5] 。
2 细胞学研究
猫尾草属的有些种已进行了细胞学研究
(Nordenskiold ,Nath),密丛猫尾草(P.bertolonii)
和假梯牧草是 14 个染色体的二倍体(2 n =2 x =
14),普通猫尾草为六倍体(2 n=6 x =42),在形态
学上二倍体与六倍体很相似 ,高山猫尾草有 28条
染色体(2n =4 x =28)[ 5] 。来自六倍体花粉组织
培养出来的三倍体植株也有报道(2n =3 x =
21)[ 6] 。在波兰 ,从细胞分类学和染色体组型上鉴
定出猫尾草的 3 个类型 , 分别为 P.nodosum
pratense(2 n =2 x =14), P.pratense (2n =6 x =
42)和 P.commutatu (2n =2 x =14),但也有人报
道 P.commutatu 是四倍体(2n =4 x =28),通过
染色体 C带分析 ,染色体组型上异染色质含量的
不同表明 P.commutatu 的分类学情况和六倍体
普通猫尾草的起源[ 7] 。
3 抗逆性
3.1 耐寒性 对猫尾草耐寒性方面的研究从多
个方面进行过(主要在品种选育和抗寒机理方
面)。形态学上的田间观测与实验室对猫尾草耐
寒性测量有典型的相关性[ 8] 。有人对冬天残存植
株的实验室测量与田间视觉上的估计作比较 ,发
现其相关系数为 0.74或更高[ 9] 。在冰冻室里模
拟雪覆盖的环境测量猫尾草的抗寒性 ,从中选育
出耐寒力强的品种材料[ 10] 。进一步对其抗寒的
生理生化机理进行探索表明 ,低温导致猫尾草植
株中碳水化合物特别是糖含量的增加 ,糖的积累
提高了细胞渗透浓度 ,增加了保水能力 ,使之在低
温下更难结冰[ 11] 。猫尾草在秋天气温逐渐下降
时可逐渐增强其抗寒性 ,获得抗寒锻炼 ,但在冬天
收稿日期:2002-06-20
作者简介:周卫生(1974-),男 ,重庆忠县人 ,在读硕士生。
16 草 业 科 学 20卷 6期
6/2003 PRATACULTU RAL SCIENCE Vol.20 , No.6
气温升高时会降低其抗寒性 ,原因在于碳水化合
物的增减所致[ 12] 。并进一步对碳水化合物的新
陈代谢过程做过研究[ 9] 。如在对南方猫尾草与北
方猫尾草冬天耐寒性试验中 ,发现南方猫尾草耐
寒性差 ,碳水化合物含量低[ 23] 。
利用电导率法测定低温下膜脂透性变化 ,在
农作物 、牧草及草坪草上被广泛采用 ,是测定抗寒
性的经典方法[ 13-20] 。对 13 个猫尾草品种冰冻植
株进行电导率测验 ,并与田间遭受冻害植株的结
果进行比较 ,发现电导率测验可作为选育抗寒植
株的一种方法[ 21] 。在对雪覆盖的猫尾草种子的
抗寒研究中 , 发现通过遗传选育品种可提高耐
寒性[ 22] 。
3.2 耐湿性和耐酸性 猫尾草宜在水分充足
的粘土或壤土上生长 ,在沙土或夏季干旱的土壤
上生长不良[ 4] 。一个统计表明猫尾草的产量在没
有灌溉比有灌溉的情况下低 22%,在抗旱能力差
的土壤比抗旱能力强的低 7%,可见猫尾草不耐
干旱[ 1 , 4 , 24] 。猫尾草的耐酸性强 , 能在 pH 值
4.5 ~ 5.0的土壤生长[ 1 , 4] 。
3.3病 、虫害 危害猫尾草的病害 ,已报道的有
31种以上。其中大多数危害性并不严重或容易
控制 ,但仍有少数危害严重 ,如杆锈病(Puccinia
gram inis var.)和细菌性枯萎病(Xanthomonas
campcstris pv.),其中杆锈病发病高峰时会造成植
株活力和饲草品质下降 ,还会危及易感锈病的栽
培种在冬季的活力 ,通过抗锈病栽培品种的育种
和推广 ,已控制了此病[ 5] 。在地处亚热带中高山
区的巫溪县红池坝作试验 ,未见病害发生[ 25] ,在
四川红原县生长多年的引种材料中也未见有明显
的病害发生 , 可见猫尾草在该地的抗病性很强。
有关猫尾草虫害的报道很少 , 2002年在红原县的
试验地中 ,粘虫造成轻度的危害 。
4 饲用价值
4.1 产草量 猫尾草在潮湿地区 1年可刈割 2
次 ,产鲜草 33 990 ~ 36 000 kg/hm2 ,干旱地区仅
刈割 1次。在甘肃河西地区 ,第 1年产鲜草 9 000
kg/hm2 ,第 2 年 35 250 kg/hm2 , 第 3 年 31 500
kg/hm2[ 1] 。
在适合猫尾草生长的地区 ,其产量高于其它
牧草 ,如在威斯康新州北部 ,单播猫尾草时 ,生产
的干草产量要高于无芒雀麦(Bromus inerm is)和
鸭茅(Dacty lis glomerata), 当和百脉根(Lotus
corniculatus)、红三叶(Dacty lis glomerata)一起生
长时 ,它也超过这 2种的产量[ 5] 。表 1所示是与
无芒雀麦的比较 。
表 1 猫尾草与无芒雀麦在不同施肥水平下干草产量比较(3 年平均) kg/ hm2
生长条件 干草产量(md)猫尾草 无芒雀麦 平均产量
放牧场干草产量(md)
猫尾草 无芒雀麦 平均产量
单播不施氮肥 4 560 3 794 4 050 2 938 2 296 2 675
单播施 9.8 kg氮肥 10 821 110 513 10 952 7 175 6 295 7 178
对猫尾草产量的影响有很多方面 ,水 、肥是主
要的影响因子。在 1992 ~ 1994年 ,当地下水保持
在 45 ,60 ,90 cm 时 ,在没有施肥 、每公顷施用 160
kg N +40 kg P+150 kg K和 320 kg N +80 kg P
+300 kg K 的 3种情况下 ,草地每年割草 3次 ,收
获的干草分别为 7.08 , 12.71和 14.43 t/hm 2 。[ 26]
猫尾草可与多种牧草混播 ,混播后不仅产量提高 ,
品质亦较好 ,特别是与豆科牧草混播效益更佳 ,产
量较单播提高 2 倍以上[ 1] 。在良好经营条件下 ,
猫尾草的产草量接近多年生黑麦草(L.perenne),
并高于鸡脚草(Dacty lis glomerata)[ 27] 。
4.2饲草品质 猫尾草是一种优良牧草 ,在开
花期其营养成分:粗蛋白 7.48%,粗脂肪 1.93%,
粗纤维 32.03%, 无氮浸出物 52.33%, 粗灰分
6.23%[ 1] 。四川省草原研究所分析花期猫尾草全
草的营养成分:粗蛋白 9.6%,粗脂肪 2.3%,无氮
浸出物 48.6%,粗纤维 34.4%,粗灰分 5.1%, Ca
为 0.19% , P 为 0.20%。20 世纪 70 年代末 80
年代初四川省草原研究所先后引进了 9个品种 ,
在川西北高原试种 ,发现饲草品质与本地老芒麦
相当[ 28] 。猫尾草的品质可能受地点 、施肥和栽培
品种等影响 ,但收获期是影响品质的最主要因素。
早期刈割干草所提供的可消化蛋白质与代谢能分
别是晚期刈割的 3.2倍和 1.25倍。分析抽穗期
和初花期收获猫尾草的差异 ,发现初花期刈割对
可消化蛋白质与干物质产量都有利[ 5] 。
4.3 消化率和适口性 猫尾草的消化率和适
口性都较好。在刈割并保持多叶状态之际 ,其干
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物质消化率位于 72.82%~ 82%,且季节动态与
多年生黑麦草相似 , 春季消化率高 , 仲夏逐渐变
低 ,秋季则介于春夏季之间[ 27] 。试验测得 27 个
Champ选择系的消化率范围为 66.2%~ 75.5%,
平均为 69.1%[ 5] 。
5 环境保护及水土保持
猫尾草能吸收和沉积铅 、镉 、砷 、锌 、汞等重金
属离子[ 29 , 30] 。在 SO2 与猫尾草的研究中 , SO2 能
明显的导致猫尾草根长度的减少 ,且在猫尾草中
分离出一种能忍耐 SO2 气体的品种[ 30] 。因而在
化学武器混合污染的废弃军事基地上利用猫尾草
作为污染物的吸收[ 31] 。在关于 CO2 和 O3 对猫尾
草影响的研究中 ,发现通常 CO2 浓度提高 ,猫尾
草的根量也提高 ,增加O3 的浓度明显导致猫尾草
的伤害 , 但对其根量没有明显影响 ,当增加 CO2
浓度或总的光照时 ,O3 的浓度对猫尾草伤害的程
度减少[ 32] 。
猫尾草是多年生疏丛状禾本科牧草 ,须根发
达 ,具有耐冲刷能力 ,因此 ,可用做防止土壤冲刷 、
保土培肥的植被 。
6 收获与利用
猫尾草的利用以割制干草为最宜[ 1] 。其刈割
的最佳时间有的说是始花期 ,有的说是盛花期 ,普
遍认为盛花期总消化养料为最高[ 1 , 4 , 5] 。过早刈
割产草量低 ,茎叶含水分多 ,调制干草困难 ,并且
根部养料积贮较少 ,将会降低再生草及次年产草
量 ,过迟则茎叶变粗老 , 适口性差 ,再生草产量
少[ 1] 。
在潮湿地区如川西北高寒牧区 1年可刈割 2
次[ 1] 。在印度 Kangra 流域 , 经 1988—1990年的
试验 ,刈割 3次比 1 , 2次的产量高 ,质量好 ,而且
饲草成分合理[ 33] 。刈割时留茬高度一般为 10 ~
12 cm[ 1] 。
猫尾草刈牧结合也较为有利 。通常在第 1 , 2
年割制干草 ,第 3 , 4 年放牧。秋季放牧对次年草
料产量并无影响 ,但在春季的放牧会影响以后的
生产[ 4] 。有的说猫尾草不耐践踏 ,再生力也不强 ,
故不适于放牧 ,但与豆科牧草混播 ,可用作短期放
牧地。在静内北海道大学附属牧场的放牧调查
中 ,发现猫尾草的倒伏茎节也能再生无性系分株 ,
其机率为 3.1%[ 34] 。
猫尾草适于青贮 、调制干草 ,是牛 、马 、骡的良
好饲草 ,打浆青贮则更适于饲喂猪 、鸡 ,马是最喜
食的 ,但绵羊若长时间单饲该草 ,会出现麻癖病
症 ,在返青之际 ,家禽也喜啄食草尖嫩叶[ 1 , 4 , 5 ,27] 。
青贮猫尾草作为单一饲料饲喂泌乳奶牛时 ,其产
奶量与饲喂青贮玉米相同[ 5] 。因此 ,猫尾草可作
为某些地区养牛业的主要饲草之一[ 5 , 27 ,28] 。
7 问题与建议
关于猫尾草的研究和应用 ,尽管前人作了多
方面的工作 ,但还存在许多问题 ,如扩大其栽培利
用的范围 ,提高产量 、品质和结籽率 ,探索抗寒机
理及其解决抗寒的技术 ,我国猫尾草资源的开发
和利用等问题。如能克服这些难点 ,或利用其它
途径来培育出优良的猫尾草新品种 ,无论在理论
上还是在实践上都有非常重要的意义 。鉴于前人
的研究 ,今后猫尾草的研究工作可从以下几个方
面进行 。
1)针对川西北高寒牧区而言 ,弄清猫尾草早
熟和晚熟的原因 ,选育出适合高寒牧区的早熟和
晚熟品种 。早熟的要求能正常结籽 ,适于天然草
地补播及自繁自播;晚熟的要求再生性强和产草
量高 ,以便作为割草地利用 。
2)对分布广泛的猫尾草资源进行调查 、收集
和研究 。运用常规育种手段结合现代新技术如分
子生物学技术等 ,培育出适合不同地区生长的高
产优质 、高抗性的猫尾草新品种 。
3)对猫尾草抗寒性进行深入研究 ,揭示出其
抗寒生理生化机理 ,为猫尾草的正常越冬提供理
论基础 , 同时运用转基因技术 , 培育出抗寒新
品种。
4)充分开发猫尾草的利用方式和技术 ,如青
贮和干草技术 ,为农区 、牧区及半农半牧区的经济
发展作出更大的贡献。对猫尾草的生态适应性作
近一步的综合研究 ,为退耕还草 、种草养畜及长
江 、黄河上游的生态治理中广泛利用该草作理论
支持。
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6/2003 PRATACULTURAL SCIENCE(Vol.20 ,No.6) 19
黑麦草人工草地数量化管理指数的研究
钟华平 ,樊江文 ,杜占池 ,梁 飚
(中国科学院地理科学与资源研究所 ,北京 100101)
摘要:在综合分析影响黑麦草人工草地生长发育的管理因子基础上 ,选择了 4 个管理因子 ,进行封闭型管理
因子梯度试验设计 ,模拟草地管理过程。并采用数量化理论 I 方法 , 以黑麦草单株产草量为因变量 、管理因
子为自变量 ,建立管理指数的回归模型 , 通过逐步回归筛选出主导因子 , 以主导因子建立预测方程 , 编制出
了黑麦草人工草地数量化管理指数表。该管理指数表经检验符合精度要求 ,可以对黑麦草人工草地的管理
效率进行统一评价。
关键词:黑麦草;人工草地;管理指数
中图分类号:S812.5 文献标识码:A 文章编号:1001-0629(2003)06-0020-05
适宜的综合管理方法是保证草地稳产 、高产
的基本要求 ,研究草地综合管理优化模式 ,并建立
一套科学的管理体系是草地生产的重要内容。
Harris曾对影响草地生产力的管理因素进行了综
合分析 ,认为施肥 、灌溉 、刈割和放牧利用对草地
生产性能的影响最大 ,应成为草地管理中最重要
的管理因素[ 1] 。长期以来 ,人们对施肥 、播种技
术 、灌溉 、刈割利用 、放牧等单一管理措施对草地
群落生产 、结构 、演替影响进行了广泛研究[ 2-4 〗。
近年人们逐渐注意到单因素管理并不能完全反映
草地管理的内涵 ,并在草地综合管理优化模式方
面开始相关的研究[ 5] 。同时 ,数量化理论在生态
学领域 ,尤其在森林立地条件分析和群落分类研
究中应用广泛[ 6-8] ,近来在草地生态研究中开始
应用[ 9] ,为草地管理的数量化研究奠定了基础。
草地管理是一个富载外部信息(能量信息和
物质信息)载体对草地生态系统导入过程的具体
表现形式 ,它同时包含压力 、干扰 、竞争等具体作
用方式的内容[ 10] 。它们对草地的作用程度往往
局限在定性的或单因子描述。但如何定量 、综合
的描述这个管理措施对草地的作用强度 ,并建立
草地管理评价体系 ,则是所要探讨的草地数量化
管理指数研究的内容 。
草地数量化管理指数是评价各管理措施对草
地作用程度的综合指标体系 ,是运用数量化理论
对各管理因子在草地生物量构成中所起的作用进
行回归分析而制定的管理指数表。结合黑麦草牧
草竞争研究 ,采用封闭型环境因子梯度试验设计 ,
选取影响黑麦草人工草地生长发育的管理因子项
目 ,并划分出合适的类目 ,列出标准管理因子反应
表;采用数量化理论 I的原理 ,根据多元逐步回归
方法进行主导因子筛选 ,建立黑麦草单株产量与
管理指数的回归方程 ,确定管理指数的预测模型 ,
编制黑麦草人工草地数量化管理指数表 。
收稿日期:2003-01-13
基金项目:国家自然科学基金项目(39770142),中国科学院
地理科学与资源研究所创新领域项目(CX10G-
E01-02-05)
作者简介:钟华平(1964-),男 ,江西兴国县人 ,助研 ,学士。
Review of studies on Phleum pratense
ZHOU Wei-sheng1 ,GAN You-min1 , LI Cai-wang2 , ZHANG Xin-quan1 , YAN Yan1
(1.Department of Pratacultural Science , Sichuan Agricultural University , Ya an 625014 ,China;
2.Sichuan Grassland Research Insti tute , Chengdu 611731 , China)
Abstract:The distribution , cy tological study , cold resistance , humid and acid tolerance , pest and disease
resistance , f resh y ield , feed quality , digestibility , palatability of Phleum pratense and its harvesting and
application , ef fectiveness in environment protect ion and erosion prevention were analyzed and discussed in
this paper.Suggest ions and solutions to some problems w ere also presented.
Key words:Phleun pratense;analysis and discussion;suggestion
20 草 业 科 学 20卷 6期
6/2003 PRATACULTU RAL SCIENCE Vol.20 , No.6