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Characters and dynamics of modular biomass and its allocation ratio in five cultivars of elephant grass

5个象草品种的构件生物量特征及分配动态



全 文 :书5个象草品种的构件生物量特征及分配动态
李有涵,谢昭良,解新明
(华南农业大学农学院草业科学系,广东 广州510642)
摘要:象草是华南地区优良牧草,是典型的无性系植物。以 MT1、Mott、Huanan、N51和GuimuNo.1象草为试验
材料,通过2007-2009年3年的刈割试验,对其构件生物量及分配动态变化进行了研究。结果表明,营养生长期,
5个品种(系)茎秆生物量分配比重和叶片生物量分配比重为各构件比重中最高及次高,这与植株扩大叶片面积和
增加叶片数量,增加光合产物有关。从营养生长期到生殖生长期,各象草品种(系)叶片生物量降低,枯叶生物量和
茎秆生物量增加,呈现彼此消长的动态变化;基部3节生物量及其分配比重降低,茎秆生物量及其分配比重增加,
二者亦出现彼此消长的变化。
关键词:象草;无性系;构件生物量;构件生物量分配
中图分类号:S543.01;Q945.79  文献标识码:A  文章编号:10045759(2011)05001108
 20世纪70年代由Harper[1]提出并建立起了植物种群的构件理论,这使得植物种群生态学的研究对象从单
一的个体集群的种群,划分成2个不同的层次,即由遗传单位形成的个体种群和由无性繁殖形成的构件种群[2,3]。
高等植物都是构件植物,构成植物的各个部分,如芽、花、幼枝、分蘖等都可看作是构件单位[4]。构件种群是植物
体上某种构件单位的集合,并且植物可通过构件单位的大小和数量2方面的渐次累计实现其个体发育[5]。另外,
植物的变化过程首先表达在构件的变化上[5]。通过对构件这一基本单位的研究,可以更有效地探讨植物种群的
生存、适应对策和进化机制,能深入研究植物与环境的互相作用,也为研究珍稀濒危植物和难成功繁殖的植物提
供了一种切实可行的方法[2,5]。目前,构件植物种群,尤其是无性系植物种群的研究,已成为植物种群生态学研
究的前沿课题[6]。无性系植物构件的研究材料多样,目前研究对象主要是天然草地植物[4,712]或少数乔灌
木[13,14],对于人工控制下的禾本科栽培植物研究尚少。
象草(犘犲狀狀犻狊犲狋狌犿狆狌狉狆狌狉犲狌犿)是禾本科狼尾草属植物,种子活性低,靠营养体无性繁殖,是典型的无性系植
物。象草自20世纪30年代从缅甸引入我国广东、四川、广西等省试种,现已成为我国南方最为常用的牧草之一,
既可青饲也可青贮[15,16],可用于饲喂鱼、兔、鹅、猪、羊、牛等[15,17]。象草不仅是优良的饲草,还可作为造纸原
料[18]、护坡植物[19]、能源植物[15]、蘑菇生产的原料[20],也是提取超氧物歧化酶的好材料[21]。目前,针对象草的研
究主要集中在栽培管理技术[22]、品种比较试验[23,24]、营养饲用价值[17,25]、种质资源分类[2628]等方面。利用植物构
件理论,对象草构件生物量及构件生物量分配动态的研究还未见报道。本研究以 MT1象草新系(犘.狆狌狉狆狌狉犲
狌犿cv.MT1)及其近缘品种为试验材料,通过3年刈割试验,对各象草品种(系)营养生长期和生殖生长期的构
件生物量及生物量分配动态进行研究,探求不同品种(系)各构件生物量的特征和变化规律,为象草的利用和栽培
管理及新品种的培育提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于华南农业大学宁西试验基地,地处东经112°57′~114°03′,北纬22°35′~23°35′,属南亚热带季风
气候。年均气温21.4~21.9℃,最热为7-8月,月平均气温28.0~28.7℃;最冷为1月(个别年份为2月),月平
均气温12.4~13.5℃。11月下旬-2月中旬可能出现霜冻。年均降水量1623.6~1899.8mm,年均日照时数
1820~1960h。
第20卷 第5期
Vol.20,No.5
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA   
11-18
2011年10月
 收稿日期:20100725;改回日期:20100925
基金项目:国家自然科学基金(30972138和30671489)资助。
作者简介:李有涵(1988),男,云南昆明人,在读硕士。Email:leeyouhan@163.com
通讯作者。Email:xiexmbs@scau.edu.cn
1.2 研究方法
研究选用 MT1象草新系以及摩特矮象草(犘.狆狌狉狆狌狉犲狌犿cv.Mott)、华南象草(犘.狆狌狉狆狌狉犲狌犿cv.Hua
nan)、N51象草(犘.狆狌狉狆狌狉犲狌犿cv.TiftN51)、桂牧1号杂交象草[(犘.犪犿犲狉犻犮犪狀狌犿×犘.狆狌狉狆狌狉犲狌犿)×犘.狆狌狉
狆狌狉犲狌犿cv.GuimuNo.1]为试验材料。试验材料于2006年3月种植于试验基地,每穴2段种茎,以保证每穴成
活率,若2种茎都成活,则去除其一。试验采取随机区组设计,3次重复,每个小区种植3行,每行9株,株距1m,
行距1m,小区间距1.5m。全年施尿素150kg/hm2,在3、5和8月分别3次等量施用;每年4月施三元复合肥
(N-P2O5-K2O=15-6-8)1次,施肥量90kg/hm2。
分别在2007年6月、2007年12月、2008年6月、2008年12月、2009年6月以及2009年12月共进行6次刈
割,刈割留茬高度10cm。取样单位为每个小区中间行的7株丛,每个品种共计取样21株丛,测量株丛鲜重,然
后从每株丛中各取一完整无性系小株测量鲜重及株高。在室内将无性系小株的叶片、叶鞘、茎秆、花序、基部3节
(基部3节为刈割后植株自下至上3个节)等构件分离,80℃下烘干至恒重测定各构件生物量。
1.3 数据处理
数据利用Excel软件进行统计整理,用SPSS17.0软件进行邓肯氏新复极差法(DMRT)多重比较。
2 结果与分析
2.1 无性系构件生物量数量特征
5个象草品种及其近缘品种构件生物量和主要数量特征见表1。从营养生长期到生殖生长期,各品种(系)叶
片生物量、叶鞘生物量降低;除 Mott象草外,其他4个品种(系)基部3节生物量降低;各品种(系)茎秆生物量和
枯叶生物量增加;除GuimuNo.1象草外,其他4个品种(系)单蘖生物量增加。
表1 5个象草品种的构件生物量和主要数量特征
犜犪犫犾犲1 犕犪犻狀狇狌犪狀狋犻狋犪狋犻狏犲犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊犪狀犱犿狅犱狌犾犪狉犫犻狅犿犪狊狊犲狊狅犳犳犻狏犲犮狌犾狋犻狏犪狉狊狅犳犲犾犲狆犺犪狀狋犵狉犪狊狊
构件及主要数量性状
Modulesandmain
quantitativecharacters
生育期
Growthperiods
品种Cultivars
MT1 Mott Huanan N51 GuimuNo.1
叶片Leafblade(g) 营养生长期Vegetativegrowth 25.72±1.32b 17.08±0.18a 18.18±1.55a 24.54±1.18b 27.33±2.45b
生殖生长期Reproductivegrowth 7.12±1.74ab 9.01±1.40abc 4.08±1.30a 13.74±1.96c 11.99±2.29bc
叶鞘Leafsheath(g) 营养生长期Vegetativegrowth 7.21±0.24b 4.82±0.21a 6.75±0.46b 6.69±0.54b 6.66±0.96b
生殖生长期Reproductivegrowth 2.90±0.51a 2.75±0.22a 2.87±0.22a 4.73±0.25b 3.88±0.14b
枯叶Deadleaf(g) 营养生长期Vegetativegrowth 8.36±2.16b 3.11±0.48a 8.38±1.79b 6.05±1.21ab 7.64±1.32ab
生殖生长期Reproductivegrowth 17.59±3.59ab 9.98±3.12a 19.86±3.11b 14.99±1.46ab 14.28±2.64ab
茎秆Culm(g) 营养生长期Vegetativegrowth 73.16±6.93a 18.40±1.88b 62.18±9.42a 59.47±8.37a 53.42±8.86a
生殖生长期Reproductivegrowth 93.07±1.63c 25.86±2.80a 94.02±7.60c 85.91±3.55c 57.99±4.97b
基部3节Threeinter
nodesofculmbase(g)
营养生长期Vegetativegrowth 18.89±0.57bc 4.96±0.45a 20.49±0.82c 16.52±1.09b 15.87±1.75b
生殖生长期Reproductivegrowth 15.20±0.73bc 5.15±0.71a 17.50±1.13c 14.60±1.21bc 11.35±1.76b
单蘖Singletiler(g) 营养生长期Vegetativegrowth 115.14±9.34a 43.21±3.29b 96.29±12.54a 97.60±11.90a 95.62±13.40a
生殖生长期Reproductivegrowth 126.41±2.38c 48.62±4.89a 126.56±11.91c126.45±2.19c 91.11±7.94b
花序Inflorescence(g) 生殖生长期Reproductivegrowth 1.74±0.61ab 0.28±0.13a 1.20±0.37ab 2.42±0.84b 0.96±0.23ab
叶茎比 营养生长期Vegetativegrowth 0.50±0.04ab 1.17±0.10c 0.47±0.05a 0.56±0.02ab 0.69±0.05b
Leaf∶culmratio 生殖生长期Reproductivegrowth 0.30±0.04a 0.87±0.06c 0.29±0.02a 0.40±0.02a 0.54±0.04b
株高Height(cm) 营养生长期Vegetativegrowth 288.56±15.41a155.95±0.40b 312.79±15.08a282.57±17.86a279.66±18.78a
生殖生长期Reproductivegrowth 386.28±6.82c 167.19±10.66a398.48±13.51c365.47±14.38c316.65±14.81b
 表中各数据为3年平均值±标准误;行内不同英文字母表示各象草品种(系)之间的差异达显著水平(犘<0.05)。
 Aldatawerethemeanofthreeyearsplusstandarderror.Thedifferentlettersdenotedthatthedifferencewassignificant(犘<0.05)ineachrow.
21 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.5
营养生长期,象草构件生物量的大小排序在品种(系)间存在差异。MT1、Huanan和GuimuNo.1象草构件
生物量大小依次为:茎秆>叶片>枯叶>叶鞘,而 Mott和 N51象草则是茎秆>叶片>叶鞘>枯叶。就各品种
(系)而言,GuimuNo.1象草叶片生物量(27.33g)均高于其他各品种(系);MT1象草叶鞘生物量(7.21g)、茎秆
生物量(73.16g)、单蘖生物量(115.14g)均高于其他4个品种(系);Huanan象草基部3节生物量(20.49g)、枯
叶生物量(8.38g)均高于其他品种(系)。
生殖生长期,象草各品种(系)构件生物量大小排序均为茎秆>枯叶>叶片>叶鞘>花序。体现了生殖期各
象草品种(系)构件生物量变化的一致性。就各品种(系)而言,N51象草叶片生物量最高(13.74g);Huanan象草
叶片生物量最低(4.08g),与营养期(18.18g)相比降低了77.56%;N51、GuimuNo.1象草叶鞘生物量较高,与
其他3个品种(系)差异显著(犘<0.05);MT1、Huanan和N51象草单蘖生物量和茎秆生物量显著高于其他2个
品种(犘<0.05);MT1和Huanan象草有较高的枯叶生物量(分别为17.59和19.86g)和花序生物量(分别为
1.74和1.20g);N51象草花序生物量(2.42g)为5个品种(系)中最高,说明N51象草开花量为5个品种(系)中
最多;Mott象草花序生物量(0.28g)和枯叶生物量(9.98g)均为5个品种(系)中最低。
从营养生长期到生殖生长期,象草植株叶茎比降低。在营养生长期,Mott象草叶茎比(1.17)显著高于其他
品种(系)(犘<0.05),而Huanan象草叶茎比(0.47)为5个品种(系)中最低。在生殖生长期,Mott象草叶茎比
(0.87)显著高于其他品种(系)(犘<0.05),而 Huanan象草叶茎比(0.29)为5个品种(系)中最低。各象草品种
(系)叶茎比由高到低依次为 Mott、GuimuNo.1、N51、MT1、Huanan。
生殖生长期,各品种(系)株高均比营养生长期明显增高。其中,Huanan象草2个生育期株高(营养期
312.79cm,生殖期398.48cm)均为各品种(系)中最高,而Mott象草2个生育期株高(营养期155.95cm,生殖期
167.19cm)均显著低于其他4个品种(系)(犘<0.05)。各象草品种(系)株高由高到矮依次为 Huanan、MT1、
N51、GuimuNo.1、Mott。
2.2 无性系构件生物量分配
构件生物量分配比重即各构件生物量占单蘖生物量的比重。5个象草品种构件生物量分配比重见表2。生
殖生长期,象草植株的拔节已趋于完成,植株分配大量营养物质给茎秆及生殖构件,降低了营养构件(叶片)的营
养物质分配。于是,从营养生长期到生殖生长期,叶片比重和叶鞘比重均降低,而枯叶比重、茎秆比重则增加。另
外,从营养生长期到生殖生长期茎秆基部3节比重也降低。
营养生长期,MT1、Huanan、GuimuNo.1象草各构件生物量比重大小依次为茎秆比重>叶片比重>枯叶
比重>叶鞘比重;Mott和N51象草则为茎秆比重>叶片比重>叶鞘比重>枯叶比重。生殖生长时期,Huanan
象草各构件生物量比重大小依次为茎秆比重>枯叶比重>叶鞘比重>叶片比重>花序比重;其他4个品种(系)
均为茎秆比重>枯叶比重>叶片比重>叶鞘比重>花序比重。这反映了不同生育期象草植株生长策略的改变,
以及同一生育期各品种(系)间生长策略的差异。
在营养生长期,各象草品种(系)2008年的叶片比重均显著高于2007和2009年(犘<0.05)。MT1和N51
象草在2008年叶鞘比重显著高于2007与2009年(犘<0.05);Huanan象草叶鞘比重逐年递降,Mott和Guimu
No.1象草叶鞘比重3年差异不显著(犘>0.05)。MT1象草在2008年枯叶比重显著降低(犘<0.05),其他品种
(系)枯叶比重变化均未达到显著性水平(犘>0.05)。Mott、N51和GuimuNo.1象草2008年的茎秆比重为3年
最低,与2007和2009年差异显著(犘<0.05);Huanan象草茎秆比重逐年增加,在2009年显著高于前两年(犘<
0.05)。MT1、Mott、N51和 GuimuNo.1象草2008年基部3节生物量比重显著高于2007与2009年(犘<
0.05),并且2009年基部3节生物量均显著低于前两年(犘<0.05)。Huanan象草的基部3节生物量比重呈逐年
降低趋势,并且3年差异显著(犘<0.05)。
就营养生长期各品种(系)3年平均值而言,Mott和 Huanan象草叶片比重分别为最高(39.55%)和最低
(19.43%)。Mott象草茎秆比重(42.08%)与叶片比重(39.55%)相差不大,说明营养生长期,Mott象草植株对
叶片和茎秆的营养物质分配大致相等。Mott象草叶鞘比重为各品种(系)中最高(11.16%)。Huanan象草茎秆
比重高达63.83%,是5个品种(系)中最高,说明Huanan象草植株将大量的营养物质分配给茎秆,而叶片所分配
31第20卷第5期 草业学报2011年
表2 5个象草品种构件生物量分配比重
犜犪犫犾犲2 犜犺犲犪犾狅犮犪狋犻狅狀狉犪狋犻狅狊狅犳犿狅犱狌犾犪狉犫犻狅犿犪狊狊犲狊狅犳犳犻狏犲犮狌犾狋犻狏犪狉狊狅犳犲犾犲狆犺犪狀狋犵狉犪狊狊 %
构件比重
Ratioof
modules
品种
Cultivars
刈割时间(营养生长期)
Cuttingtime(Vegetativegrowthperiod)
20076
Jun2007
20086
Jun2008
20096
Jun2009
平均值
Mean
刈割时间(生殖生长期)
Cuttingtime(Reproductivegrowthperiod)
200712
Dec2007
200812
Dec2008
200912
Dec2009
平均值
Mean
叶片
Leafblade
MT1
21.60±
0.84α
26.89±
0.67β
20.69±
0.48α
23.06±
1.93ab
3.95±
0.26α
4.52±
0.37α
8.57±
0.65β
5.68±
1.45ab
Mott
36.54±
0.98α
43.57±
1.23β
38.54±
0.51α
39.55±
2.09d
11.95±
0.78α
19.99±
1.12β
26.57±
1.11γ
19.50±
4.23c
Huanan
19.28±
0.45α
21.64±
0.70β
17.36±
0.44γ
19.43±
1.24a
2.56±
0.15α
2.07±
0.28α
5.25±
0.23β
3.29±
0.99a
N51
23.01±
1.00α
30.44±
0.78β
25.42±
0.67γ
26.29±
2.19bc
10.71±
0.53α
9.05±
0.76β
13.44±
0.37γ
11.07±
1.28abc
GuimuNo.1
27.49±
0.74α
33.95±
0.71β
27.38±
0.60α
29.61±
2.17c
11.88±
0.80α
9.66±
0.83β
20.08±
0.66γ
13.72±
3.27bc
叶鞘
Leafsheath
MT1
6.44±
0.39α
7.32±
0.25β
5.72±
0.17α
6.50±
0.46a
1.65±
0.11α
2.30±
0.37αβ
3.11±
0.41β
2.35±
0.42a
Mott
11.04±
0.43α
11.79±
0.44α
10.65±
0.43α
11.16±
0.34b
4.14±
0.27α
6.41±
0.45β
7.19±
0.38β
5.91±
0.91c
Huanan
8.20±
0.41α
7.28±
0.27β
6.35±
0.13γ
7.28±
0.53a
1.69±
0.08α
3.17±
0.49β
2.45±
0.10αβ
2.44±
0.43a
N51
6.59±
0.24α
7.74±
0.23β
6.91±
0.24α
7.08±
0.34a
3.73±
0.15α
3.74±
0.33α
4.04±
0.15α
3.83±
0.10ab
GuimuNo.1
7.23±
0.31α
7.03±
0.34α
7.00±
0.34α
7.09±
0.07a
3.90±
0.26α
4.58±
0.59α
5.11±
0.30α
4.46±
0.35bc
枯叶
Deadleaf
MT1
7.77±
0.79α
4.34±
0.42β
9.04±
0.53α
7.05±
1.41a
19.02±
0.92α
10.19±
0.61β
12.24±
0.66β
13.82±
2.67a
Mott
7.98±
0.69α
6.06±
0.61α
6.69±
0.69α
6.91±
0.57a
28.04±
1.25α
15.48±
1.68β
15.65±
1.34β
19.72±
4.16a
Huanan
7.70±
0.66α
8.05±
0.76α
9.81±
0.74α
8.52±
0.65a
17.33±
0.73α
13.56±
0.78β
16.05±
0.51α
15.65±
1.11a
N51
6.57±
0.60α
5.20±
0.43α
6.50±
0.56α
6.09±
0.45a
13.95±
1.11α
10.69±
1.05β
10.44±
0.48β
11.69±
1.13a
GuimuNo.1
7.53±
0.76α
7.61±
0.61α
8.67±
0.60α
7.94±
0.37a
17.59±
0.93α
16.82±
1.09α
11.89±
1.10β
15.44±
1.79a
茎秆
Culm
MT1
62.42±
0.84αβ
61.45±
0.80α
64.55±
0.63β
62.81±
0.91ab
70.96±
0.82α
74.39±
0.61β
75.49±
0.77β
73.61±
1.37d
Mott
42.93±
0.95β
39.19±
1.15α
44.13±
0.76β
42.08±
1.49c
53.19±
0.86αβ
54.82±
1.28β
50.54±
0.86α
52.85±
1.25a
Huanan
61.58±
0.69α
63.42±
0.79α
66.49±
0.66β
63.83±
1.43a
71.81±
0.75α
75.28±
0.69β
75.63±
0.60β
74.24±
1.22d
N51
61.72±
0.84α
56.62±
1.08β
61.18±
0.81α
59.84±
1.62abc
65.36±
1.02α
66.47±
0.90α
71.49±
0.49β
67.77±
1.89c
GuimuNo.1
55.84±
0.83α
51.41±
0.94β
56.95±
0.82α
54.73±
1.69bc
62.21±
1.17α
65.35±
1.16α
62.27±
0.90α
63.28±
1.04b
41 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.5
 续表2 Continued
构件比重
Ratioof
modules
品种
Cultivars
刈割时间(营养生长期)
Cuttingtime(Vegetativegrowthperiod)
20076
Jun2007
20086
Jun2008
20096
Jun2009
平均值
Mean
刈割时间(生殖生长期)
Cuttingtime(Reproductivegrowthperiod)
200712
Dec2007
200812
Dec2008
200912
Dec2009
平均值
Mean
基部3节
Threeinternodes
ofculmbase
MT1
16.75±
0.96α
19.92±
0.61β
12.19±
0.23γ
16.28±
2.24ab
12.88±
0.52α
11.79±
0.65α
11.90±
0.28α
12.19±
0.35ab
Mott
9.21±
0.57α
12.27±
0.41β
11.46±
0.68β
10.98±
0.91a
11.17±
0.43α
10.05±
0.54α
10.37±
0.72α
10.53±
0.33a
Huanan
25.51±
0.94α
22.20±
1.00β
15.19±
0.43γ
20.97±
3.04b
12.90±
0.44α
14.49±
0.41α
14.64±
0.34α
14.01±
0.56b
N51
16.54±
0.94α
20.57±
0.75β
13.38±
0.42γ
16.83±
2.08ab
13.32±
0.38α
10.49±
0.40β
11.00±
0.24β
11.60±
0.87a
GuimuNo.1
15.89±
0.69α
18.07±
0.80β
13.73±
0.68γ
15.90±
1.25ab
13.82±
0.57α
10.68±
0.41β
12.23±
0.67αβ
12.24±
0.91ab
花序
Inflorescence
MT1 - - - -
1.25±
0.91α
2.34±
0.11β
0.59±
0.39γ
1.39±
0.51a
Mott - - - -
0.69±
0.66α
0.70±
0.13α
0.05±
0.04β
0.48±
0.21a
Huanan - - - -
0.67±
0.08α
1.75±
0.11β
0.61±
0.04α
1.01±
0.37a
N51 - - - -
2.37±
0.27α
2.77±
0.22α
0.59±
0.05β
1.91±
0.67a
GuimuNo.1 - - - -
1.04±
1.01α
1.50±
0.97β
0.65±
0.11γ
1.06±
0.25a
 表中各构件生物量比重(各构件生物量∶单蘖生物量)为平均值±标准误(狀=21),平均值为3年刈割均值±标准误(狀=3);行内不同希腊字母表
示每个象草品种(系)构件生物量比重各年间达显著水平(犘<0.05);列内不同英文字母表示各象草品种(系)之间差异达显著水平(犘<0.05)。
 Thealocationratioofmodularbiomass(modularbiomass∶singletilerbiomass)wasshowedbymean±SE(狀=21);themeanofeachcultivarfor
everymodulewasfromthreeyears’data(狀=3).ThedifferentGreeklettersdenotedthatthedifferencewassignificant(犘<0.05)ineachrow,and
thedifferentEnglishlowercasedenotedthatthedifferencewassignificant(犘<0.05)ineachcolumn.
营养物质较少。5个象草品种(系)枯叶比重差异不显著(犘>0.05),但 Huanan象草枯叶比重最高,为8.52%。
Mott象草基部3节比重最低(10.98%),与其他4个品种(系)差异显著(犘<0.05)。
生殖生长期,5个品种(系)叶片比重均在2009年达到最大,与2007和2008年差异显著(犘<0.05)。除
Huanan象草外,其他品种(系)叶鞘比重均呈逐年增加。各品种(系)的枯叶比重在2007年最高,2008和2009年
均有显著的下降(犘<0.05)。MT1、Huanan和N51象草茎秆比重均有明显的增加,GuimuNo.1和 Mott象草
茎秆比重3年间呈“∧”形变化,在2008年茎秆比重较高。花序是象草植株主要的生殖构件。2008年,5个象草
品种(系)的花序比重为3年中最高,而2009年则降至3年间最低。3年间,除Huanan象草基部3节生物量比重
逐年增加外,其他品种(系)的基部3节生物量比重均在2007年最高。其中,N51和GuimuNo.1象草基部3节
比重3年间降低明显。
从生殖生长期不同品种(系)象草3年平均值的差异来看,Mott象草叶片比重(19.50%)显著高于其他品种
(系)(犘<0.05),MT1和Huanan象草叶片比重较低(分别为5.68%和3.29%);各品种(系)叶鞘比重差异与叶
片比重相似;各品种(系)枯叶比重差异不显著(犘>0.05),其中 Mott、Huanan和GuimuNo.1象草枯叶比重较
高,均高于15.00%;MT1和Huanan象草茎秆比重显著高于其他品种(分别为73.61%和74.24%)(犘<0.05)。
51第20卷第5期 草业学报2011年
Mott象草生殖生长期基部3节比重为5个品种(系)中最低(10.53%),Huanan象草生殖生长期基部3节比重为
各品种(系)中最高(14.01%)。5个象草品种(系)花序比重没有显著差异(犘>0.05),但以 Mott象草花序比重
最低(0.48%),N51象草花序比重最高(1.91%)。表明N51象草分配更多的营养物质到生殖构件生长上,开花
能力强于其他4个品种(系)。
3 讨论
3.1 不同象草品种(系)构件生物量差异及用途
各象草品种(系)的构件生物量大小及结构有一定差异。Mott象草又称矮象草,由于株高较矮,营养构件(叶
片)、支持构件(茎秆)、单蘖生物量、株丛生物量均为5个品种(系)中最低。Mott象草叶片比重为5个品种(系)
中最高(营养期39.55%,生殖期19.50%),表明 Mott象草植株将较多营养物质分配给营养构件,植株叶片数量
多。另外,Mott象草有突出的叶茎比。Mott象草花序生物量为5个品种(系)中最低(1.61g),花序比重仅为
0.48%,说明 Mott象草分配给生殖构件的营养物质较少,植株成熟老化程度低。Mott象草具有较高的叶茎比、
叶量大、茎鞘幼嫩,属于矮生多蘖型象草[29],可用作畜禽的青绿饲料,但是产量低。
Huanan象草叶片生物量为5个品种(系)中最低,具有较高的枯叶生物量和茎秆生物量。植株叶茎比较低,
茎秆产量大,老化严重,成熟叶片和茎秆中木质素含量均高于其他4个品种(系)[30]。MT1象草新品系具有较高
的茎秆生物量(营养期73.16g,生殖期93.07g),叶茎比较低。Huanan和 MT1象草属于高大少叶型象草,叶
茎比低、叶量相对较少、茎秆所占比例大、生物产量高,可以作为生物能源植物开发利用[29]。
N51象草植株高矮适中,茎秆较细,叶片较多[23],中等的茎秆生物量,在生殖生长期叶片生物量仍较高
(13.74g)。N51象草花序生物量(2.42g)及分配比重(1.91%)为5个品种(系)中最高,植株有性生殖能力强,
成熟叶片和茎秆老化程度较高,木质素含量高于GuimuNo.1、Mott、MT1象草[30],N51象草可作为饲用牧草或
生物能源植物。GuimuNo.1象草高矮适中,有突出的叶片生物量(营养期27.33g,生殖期11.99g),叶片比重
(营养期29.61%,生殖期13.72%),仅次于 Mott象草,茎秆比重(营养期54.73%,生殖期63.28%)也为4个高
杆象草中最低,叶茎比高于Huanan、MT1、N51象草。GuimuNo.1象草是较好饲料型牧草。
3.2 不同生育期象草品种(系)构件生物量动态变化
生物量动态是反映植物同环境相互作用的重要标志,是植物生长发育规律的体现[31]。在营养生长期,各象
草品种(系)茎秆生物量和叶片生物量及其比重均为各构件中最高和次高。植物营养生长所需的大部分营养物质
都要靠茎秆和叶片来合成、储存和运输,所以这2个构件的生物量投入最大[12]。
植株生长发育过程中,可能由于植株能够进行光合作用的叶片生物量相对稳定,能够合成和供给植株生长的
同化产物有限[31],因此在营养生长期和生殖生长期,各象草品种(系)构件生物量之间存在“消长”的平衡关系。
从营养生长期到生殖生长期,各象草品种(系)叶片生物量降低,而枯叶生物量和茎秆生物量增加。这形成了从营
养期到生殖期,鲜叶片生物量减少而枯叶和茎秆生物量增加的消长变化。扁穗牛鞭草(犎犲犿犪狉狋犺狉犻犪犮狅犿狆狉犲狊狊犪)
也存在这样的鲜叶生物量减少,枯叶生物量增加,整体叶片生物量下降的变化趋势[32]。这是由于植株进行生殖
生长时需要大量营养,这时植株调配给营养构件(叶片)的营养物质大大减少,叶片营养输出量大于生产量,同时,
植株不再产生新叶片,老叶片衰老死亡快。生殖生长期植株茎秆需要大量营养,以供给顶端生殖构件的生长,叶
片的营养将大量输向茎秆,于是生殖期叶片生物量下降,同时茎秆生物量增加。
基部3节对植株整体支撑起重要作用,贮藏了茎秆大量的物质能量,是象草植株的关键构件。从营养生长期
到生殖生长期,5个象草品种(系)的基部3节生物量及比重降低,而茎秆整体生物量及比重增加。这表明,在生
殖生长期,植株茎秆的营养物质增加,但是基部3节营养物质减少。这可能是因为茎秆生物量的积累在营养生长
期用于茎秆的增粗和长高,在生殖生长期用于顶端生殖构件的分化,从而将基部3节的营养物质向上调配到植株
顶端,以供植株开花所需。
4 小结
5个象草品种(系)构件生物量结构及特征有一定差异,体现出各品种(系)象草不同的植株形态特征和生长
规律。营养生长期,象草构件生物量的大小排序在品种(系)间存在差异,其中,MT1、Huanan和GuimuNo.1象
61 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.5
草构件生物量大小依次为:茎秆>叶片>枯叶>叶鞘,而 Mott和N51象草则是茎秆>叶片>叶鞘>枯叶。生殖
生长期,各品种(系)构件生物量大小排序均为茎秆>枯叶>叶片>叶鞘>花序,体现了生殖期各品种(系)构件生
物量变化的一致性。这反映了不同生育期象草植株生长策略的改变,以及同一生育期不同品种(系)间生长策略
的差异。
营养生长期,5个象草品种(系)茎秆生物量分配比重和叶片生物量分配比重为最高及次高,这与植株扩大叶
片面积和增加叶片数量,增加光合产物和能量物质有关。从营养生长期到生殖生长期,各象草品种(系)叶片生物
量降低,枯叶生物量和茎秆生物量增加,且呈现彼此消长的动态变化;基部3节生物量及其分配比重降低,茎秆生
物量及其分配比重增加,基部3节生物量及其分配比重与茎秆生物量及其分配比重出现彼此消长的变化。
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犆犺犪狉犪犮狋犲狉狊犪狀犱犱狔狀犪犿犻犮狊狅犳犿狅犱狌犾犪狉犫犻狅犿犪狊狊犪狀犱犻狋狊犪犾狅犮犪狋犻狅狀狉犪狋犻狅犻狀犳犻狏犲犮狌犾狋犻狏犪狉狊狅犳犲犾犲狆犺犪狀狋犵狉犪狊狊
LIYouhan,XIEZhaoliang,XIEXinming
(DepartmentofPratacultureScience,ColegeofAgriculture,SouthChina
AgriculturalUniversity,Guangzhou510642,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Elephantgrass(犘犲狀狀犻狊犲狋狌犿狆狌狉狆狌狉犲狌犿),avaluableforageinsouthChina,isatypicalclonalplant.
Modulartheorywasusedtoanalyzethecharacteristicsanddynamicsofmodularbiomassanditsalocationratio
infiveelephantgrasscultivars(MT1,Mott,Huanan,N51andGuimuNo.1)from2007to2009,withsix
harvests.Thealocationratiosofculmandleafbladewerethehighestandsecondhighestrespectivelyofthe
moduleswhichcontributedtotheaccumulationofphotosynthateinthevegetativegrowthperiod.Fromvegeta
tivegrowthtoreproductivegrowth,theleafbiomassdiminishedbutdeadleafbiomassandculmbiomassin
creased.Similarly,thebiomassofthreeinternodesoftheculmbaseanditsalocationratioreducedwhilethe
culmbiomassanditsalocationratioincreased.
犓犲狔狑狅狉犱狊:elephantgrass;clone;modularbiomass;alocationratioofmodularbiomass
81 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.5