全 文 ：第21卷 第4期
Vol.21 No.4
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2013年 7月
July 2013
doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2013.04.007
中科2号羊草品种在宁夏的引种试验初探
马 甜1,3,齐冬梅1,陈 延3,蒙 静3,武东波3,石学军4,
郭胜安5,刘 辉1,李占清6,金晓明1*,刘公社1*
(1.中国科学院植物研究所北方资源植物重点实验室,北京 100093;2.宁夏大学农学院,宁夏 银川 750021;
3.宁夏农业综合开发办公室,宁夏 银川 750011;4.盐池县绿海苜蓿产业发展有限公司,宁夏 盐池 751500;
5.宁夏盐池县农业综合开发办公室,宁夏 盐池 751500;6.宁夏平罗县农业综合开发办公室,宁夏 平罗 753400)
摘要:建立人工草地是缓解我国北方草畜矛盾突出及牧草产业化滞后的一种有效途径,而优质牧草资源的引种是
建立高产优质人工草地的前提。因此,采用田间小区试验与室内考种等方法系统评价了中科2号羊草(Leymus
chinensis‘ZhongkeNo.2’)新品种引种到宁夏盐池地区的生长状况。结果表明:该品种的越冬率保持在95%以上,
且能够正常生长发育,在2年内完成了从种子到新种子的有性生活史;种子产量性状表现较好,结实率达86.8%;
千粒重2.7g;试验收获的种子发芽率达74.4%;鲜草和干草产量分别达38692kg·hm-2和13174kg·hm-2。综
上所述,中科2号羊草新品种适宜在宁夏盐池类似地区种植,有潜力在宁夏建立羊草新品种种源繁殖基地。
关键词:羊草;引种;越冬率;结实率;发芽率
中图分类号:S322.1;S543.9 文献标识码:A 文章编号:1007-0435(2013)04-0670-06
PreliminaryStudiesontheIntroductionofLeymus
chinensis‘ZhongkeNo.2’inNingxia
MATian1,2,QIDong-mei1,CHENYan3,MENGJing3,WUDong-bo3,SHIXue-jun4,
GUOSheng-an5,LIUHui1,LIZhan-qing6,JINXiao-ming1*,LIUGong-she1*
(1.KeyLaboratoryofPlantResources,InstituteofBotany,ChineseAcademyofSciences,Beijing100093,China;
2.SchoolofAgriculture,NingxiaUniversity,Yinchuan,Ningxia750021,China;
3.NingxiaAgriculturalComprehensiveDevelopmentOffice,Yinchuan,Ningxia750002,China;
4.TheYanchiCountyGreenSeaAlfalfaIndustryDevelopmentCo.,Ltd.Yanchi,Ningxia751500,China;
5.NingxiaYanchiCountyAgriculturalComprehensiveDevelopmentOffice,Yanchi,Ningxia751500,China;
6.NingxiaPingluoCountyAgriculturalComprehensiveDevelopmentOffice,Pingluo,Ningxia753400,China)
Abstract:Theestablishmentofartificialpastureisaneffectivewaytoeasetheconflictsbetweengrassand
livestockinNorthernChinaandsolvetheproblemoflaggingpastureindustrialization.Theintroductionof
high-qualityforagespeciesisthepremiseofbuildinggood-qualityartificialpastures.Thegrowthofthe
newLeymuschinensis ‘ZhongkeNo.2’varietyintroducedfromBeijingwassystematicalyevaluatedin
Yanchiwithfieldexperimentandindoortestinthisstudy.Resultsshowedthattheplantsgrewwelin
Yanchiandthewintersurvivalratewasover95%.Itneededtwoyearstocompletesexualreproduction
andgeneratenewseeds.Seedyieldwashighwithseedsettingrateof86.8%and1000-kernelweightof
2.7g.Thegerminationrateoftheseedsharvestedinthisexperimentwas74.4%.Thefreshgrassandhay
outputreached38692kg·hm-2and13174kg·hm-2,respectively.Therefore,the‘ZhongkeNo.2’vari-
etywassuitableforplantinginYanchiandthesimilarregions.Therewaspotentialtoestablishanew
sourcebreedingbaseinNingxia.
Keyword:Leymuschinensis;Introduction;Over-winterrate;Seedsettingrate;Germinationrate
收稿日期:2013-01-29;修回日期:2013-03-22
基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向性项目(KSCX2-EW-B-5);宁夏农业综合开发土地治理科技推广项目(NTKJ-2012-03)
(NNTK-11-04)(NTKJ-2013-03(1));国家高技术研究发展计划(863计划)(2011AA100209)资助
作者简介:马甜(1984-),女,湖南衡阳人,博士,研究方向为牧草栽培与利用,E-mail:mars1989@163.com;*通信作者 Authorforcorre-
spondence,E-mail:nmgjinxm@163.com;liugs@ibcas.ac.cn
第4期 马 甜等:中科2号羊草品种在宁夏的引种试验初探
饲草是畜牧业发展的基础和保证,培育和推广
高产优质牧草新品种是缓解草畜矛盾的重要措施之
一。但我国优质牧草种类较少,尤其在干旱地区,适
宜的牧草品种则更少。牧草种子生产是作为草地建
设、退化草地改良以及植被恢复等牧草生产和生态
环境改良的重要物质基础[1]。因此,建立品质优良
的牧草良种繁育基地是发展畜牧业产业的基本需
求,同时也为退耕还草及防沙治沙等生态建设项目
的实施提供种源保障。
羊草(Leymuschinensis)又名碱草,为禾本科赖
草属植物,是一种重要的牧草资源。羊草是欧亚大
陆草原区东部草甸草原及干旱草原上的重要建群种
之一[2-4]。我国东北部松嫩平原及内蒙古东部为其
分布中心,即分布在 N36°~62°,E120°~132°,海
拔600~2400m,年降水量300~600mm之间的区
域,并能形成草地群落的重要优势种。羊草具有较
高的耐盐碱性,是非盐生植物中耐盐碱性较高的植
物之一[5]。不仅如此,羊草叶量多、营养丰富、富含
蛋白质,其粗蛋白质的含量显著优于其他主要禾本
科牧草,且矿物质、胡萝卜素含量丰富,气味芳香、动
物适口性好、耐贮藏。近些年来,对羊草的研究主要
集中在遗传多样性[6-7]、耐盐碱[2,8-11]、抗旱性[12]、种
子特性[1,4,13-15]及生态适应性[16-17]等方面。刘杰
等[7]用基因组DNA多态性分析发现羊草种内有高
频率的遗传变异发生,且与地理分布和生态环境密
切相关。蔺吉祥等[9-10]研究了羊草早期幼苗和各营
养器官在盐、碱生境下的适应机制。何学青等[13]研
究发现,羊草种子的稃与种皮不影响种子水分的吸
收,但影响种子对赤霉素的吸收,不同程度地阻碍大
分子物质的渗入,限制羊草种子的内部萌发抑制物
的渗出,从而引起种子休眠。
吉林生物所的王克平研究员培育了吉生1~4
号羊草品种[18],内蒙古农业大学的马鹤林教授培育
了农牧一号品种[19],宁夏农学院的王均昌等报道了
宁夏包括羊草在内多种禾草的引种试验结果[20],但
羊草在宁夏的种子生产性能及有性生活史方面的评
价却未见报道。鉴于此,本研究首次将中科2号羊
草新品种引进宁夏进行人工栽培试验,从生态建设
与畜牧业发展角度,对栽培羊草进行系统评价,试图
为宁夏草业发展提供科学数据。
1 材料与方法
1.1 供试材料及来源区
引种试验材料由中国科学院植物研究所刘公社
课题组选育的中科2号羊草品种,种子在中国科学
院北京植物所植物园实验区内采集。北京地区作为
种子提供地,年平均温度为13.8℃,极端最高温度
为38.43℃,极端最低温度为-11.9℃,无霜期为
216d,平均降水量为610.5mm,年日照数为2662
h。试验区内羊草自然条件下生长,6月底成熟[15],
发芽率75%以上。
1.2 引种试验的时间和地点
引种试验于2011年3月-2012年12月。试
验地设在宁夏盐池县绿海苜蓿发展有限公司牧草种
植基地,地理位置为N37°10′,E105°37′,位于宁夏
中东部干旱风沙区,属鄂尔多斯台地中南部、毛乌素
沙地西南缘[21]。该地区属干旱半干旱气候带。样
地年均降雨量220mm左右,蒸发量2180mm,干燥
度3.1,年均日照时数2867.9h,太阳总辐射592.07
kJ·cm-2,年均气温7.8℃,无霜期140d,1月平均
气温-8.7℃。冬春风沙天气较多,春、夏较干旱,经
常出现沙尘暴。降水自西北向东南递增并主要集中
在7-9月,占全年降水量的60%以上,且年际变率
大[22]。农作物主要灌溉水源为地下井水、引黄河水
和降雨。样地内土壤以淡灰钙土为主,pH值8.58,
有机质2.73g·kg-1,全氮0.074g·kg-1,有效磷
26.6mg·kg-1,有效钾105mg·kg-1。
1.3 试验设计及田间管理
宁夏试验地播种前对土地进行深翻,耙平,先施
入复合肥作为底肥,施肥量225kg·hm-2。由于试
验地的年降雨量少,因此播前进行大水漫灌一次,确
保土壤墒情。2011年6月1日进行播种,采用人工条
播种植,播深2~3cm,种植小区面积5m×12m,小
区间隔1m,行距60cm,播种量7.5kg·hm-2,小区
种植重复3个,总面积0.02hm2。播种后进行田
间管理,包括灌水、病虫害防治、除杂草等。北京
地区作为种子提供地,其灌溉基本依靠自然降雨,
而小区试验面积、播种后田间管理措施与宁夏
相同。
1.4 测定指标及数据处理
测定指标包括物候期、种子产量性状、分蘖特
性等。茎叶生物量、考种记录(整穗重、穗轴节数、
小穗数、小花数、籽粒数、结实率、千粒重)、产草量
等的测定方法参照陈宝书[23]的方法。在播种后第
2年秋(2012)进行生产性能指标的测定,营养成分
测定选取盛花期的羊草。采用Excel2007及SPSS
17.0软件进行数据处理。
176
草 地 学 报 第21卷
2 结果与分析
2.1 物候期调查记录
草地植物的生长规律是草地合理利用的依
据,一方面取决于其本身的生物学特性,另一方面
也受生长环境条件制约[24]。中科2号羊草引种到
宁夏地区,6月初播种,31d左右出苗,53d左右开
始分蘖,播种当年没有开花结实。比较中科2号
羊草在宁夏和北京2个区域种植的物候期观测数
据可知(表1),在播种期相同的情况下,在宁夏次
年中科2号羊草的返青期、拔节期、抽穗期、开花
期和乳熟期分别比北京种植的延迟4d左右,成熟
期则延迟8d左右。综合2年物候期评价结果可
知,在宁夏地区中科2号羊草能正常生长,并能在
2年内完成从种子到新种子的有性生命周期全
过程。
表1 中科2号羊草种植在不同地区的物候情况
Table1 PhenophaseofL.chinensis
‘ZhongkeNo.2’indifferentregions
物候期Phenophase/M-D 北京 Beijing 宁夏 Ningxia
播种期Sowingdate 06-01 06-01
返青期 Returngreenstage 03-16 03-20
拔节期Jointingstage 04-06 04-10
孕穗期Spikingstage 04-15 04-19
开花期 Floweringstage 05-17 05-22
乳熟期 Milkstage 06-02 05-07
成熟期 Matureperiod 06-18 06-26
中科2号羊草在宁夏地区种植的生长状况如
图1所示,在宁夏第1年中科2号羊草长势很好,
幼苗期出苗整齐、苗细,但无病虫害、杂草较少;秋
季枯萎晚,休眠之前株高40cm左右;叶片宽度
0.5cm左右,平均叶长24cm;叶量大,大部分苗已
经具有3个以上的分蘖;地下横走根茎发达,已经
基本封垅。
图1 中科2号羊草在宁夏盐池引种各关键时期
Fig.1 ThecriticalperiodofL.chinensis‘ZhongkeNo.2’inNingxia
注(Note):1.发芽期Germinationstage;2.幼苗期Seedlingstage;3.拔节期根茎Jointingstagerhizome;
4.拔节期(种植第2年)Jointingstage(Thesecondyearofplanted);5.成熟期(种植第2年)
Floweringstage(Thesecondyearofplanted);6.种子发芽试验Germinationtest
276
第4期 马 甜等:中科2号羊草品种在宁夏的引种试验初探
2.2 种子产量性状的比较
牧草种子是建立人工草地和改良天然草场所
需要的重要物质基础,是扩大饲草再生产的基本
条件[25]。种子产量性状是牧草最主要的经济性
状。由表2可知,中科2号羊草在宁夏种植后,结
实率显著高于北京地区(P<0.05),达86.8%。
而中科2号羊草的叶片数、小穗数及穗节长度均
无变化;除了种子萌发率略低于北京以外,抽穗株
高、穗长、小花数和种子千粒重等指标均略高于北
京地区,但这些差异没有达到显著水平。中科2
号羊草在宁夏播种后可收获种子,并对其进行种
子萌发试验。结果表明,在宁夏地区中科2号羊
草种子发芽率达到74.4%左右,与北京地区收获
的中科2号种子的发芽率无显著差异。
表2 中科2号羊草种植在不同地区的种子产量性状
Table2 SeedyieldtraitsofL.chinensis‘ZhongkeNo.2’indifferentregions
测定指标 Determinationstandard 北京Beijing 宁夏Ningxia
抽穗株高 Headingplantheight/cm 126.1±10.9a 129.3±6.7a
叶片数/个 Leafnumber 7.0±1.2a 7.0±0.8a
穗长Spikelength/cm 18.5±3.6a 20.5±5.9a
小穗数/个Fertilityspikelet 1~2 1~2
小花数/个Floretnumber 11.0±2.6a 13.0±2.2a
穗节长Internodes/cm 0.8±0.2a 0.8±0.1a
结实率Settingrate/% 79.8±9.3a 86.8±11.5b
千粒重1000-kernelweight/g 2.2±0.2a 2.7±0.1a
种子萌发率Germinationrate/% 76.2±8.6a 74.4±9.6a
注:不同小写字母间表示差异显著(P<0.05);下同
Note:Diferentsmallettersmeansignificantdiference(P<0.05);thesameasbelow
2.3 生产性能的比较
产草量是牧草最主要的经济性状之一,分别
用鲜重和干重表示;分蘖数是重要的农艺性状,其
分蘖数量的多少间接反映牧草的产量多少;茎叶
比是衡量饲草质量的一个重要指标,与牧草的营
养价值、适口性和利用率有很大关系,叶中所含的
可消化养分总是高于茎;牧草的越冬率能反映牧
草抗寒性的大小。
表3 中科2号羊草种植在不同地区的生产性能比较
Table3 ProductionperformancesofL.chinensis‘ZhongkeNo.2’indifferentregions
测定指标Determinationstandard 北京Beijing 宁夏Ningxia
越冬率 Winterrates/% 96.3±2.1a 95.8±2.2a
茎叶比Stem-leafratio 0.9±0.1a 1.0±0.1a
鲜草产量Freshyield/kg·hm-2 43552.5±194.5a 38692.5±210.3a
干草产量 Hayyield/kg·hm-2 14172.0±57.9a 13174.5±66.2a
分蘖数/个Tilernumber 6.3±1.5a 7.3±1.7a
中科2号羊草种植在不同地区的产量性状指
标(播种后第2年秋天)如表3所示,中科2号羊草
种植在北京和宁夏地区的生产性能指标均无显著
差异,即在宁夏地区引种的中科2号羊草生产性
能较稳定。其中,在宁夏地区中科2号羊草的越
冬率、鲜草产量和干草产量等略低于北京地区,而
茎叶比和分蘖数则略高于北京地区。
2.4 营养成分比较
优质牧草是家畜最重要的饲料来源,牧草中
的各种营养成分是维持家畜正常生长发育以及
畜产品生产的物质和能量基础。选择牧草品种
时除了考虑丰产性能外,还要考虑牧草的品质和
适口性,其蛋白质含量与可消化率影响着家畜的
喜食程度。不同地区种植的中科2号羊草其营
养成分含量如表4所示。本研究统计结果显示,
宁夏和北京2地种植的中科2号羊草的各个营
养成分含量均无显著差异。这说明中科2号羊
草引种到宁夏后,其营养成分含量仍能保持较稳
定状态。
376
草 地 学 报 第21卷
表4 中科2号羊草种植在不同地区的营养成分比较
Table4 NutritiveingredientsofL.chinensis‘ZhongkeNo.2’indifferentregions
测定指标Determinationstandard 北京Beijing 宁夏Ningxia
干物质Drymatter/% 96.66±6.40a 94.12±4.27a
钙Ca/% 0.27±0.04a 0.31±0.03a
磷P/% 0.19±0.05a 0.31±0.04a
粗脂肪Crudefat/% 2.73±0.20a 2.98±0.21a
粗蛋白Crudeprotein/% 12.92±1.33a 14.65±1.84a
粗灰分Crudeash/% 7.59±1.03a 10.63±1.26a
粗纤维Crudefiber/% 34.94±1.27a 29.99±1.38a
3 讨论与结论
羊草为多年生禾本科根茎型植物,营养价值高,
生产力高,是我国北方草地的主要优势植物和重要
牧草资源[4]。前人曾经在宁夏引种过无芒雀麦
(Bromusinermis)、垂穗披碱草(Elymusnatans)、
老芒麦 (Elymussibiricus)等 一 系 列 禾 本 科 牧
草[20,26]。在降水量457mm的宁夏彭阳县试种过羊
草,对生产性状也做过初步试验[20],但未曾见过关
于评价羊草的有性生殖性状以及种子繁殖性能的报
道。本文系统评价了中科2号羊草从原种地引种到
宁夏盐池地区后的生长状况,即物候期、抗逆性、种
子产量性状、草产量及营养成分含量等。结果表明,
该品种能在宁夏安全越冬,顺利完成拔节期、抽穗
期、乳熟期和成熟期等生活史过程,未发生任何病虫
害,说明中科2号羊草新品种适宜在宁夏及类似地
区种植。
通过对中科2号羊草种植适应性分析可知,宁
夏地区引种的中科2号羊草生产性能较稳定,但是,
2年生中科2号羊草的物候期中返青期、拔节期、抽
穗期、开花期和乳熟期普遍比北京同期种植的延迟
4d左右,成熟期则延迟8d左右,其原因是宁夏地
区每年气温回暖速度较慢、空气干燥、植物蒸腾强度
大,供给羊草植物生长发育的水分相对较少,如果栽
培过程中不能及时补充水分,会造成羊草各生长发
育时期滞后,并且以减少自身的生产量来适应干燥
的气候,除此之外,宁夏年平均气温低于北京地区。
羊草是一种自交不亲和非常显著的植物,在自
然条件下结实率很低[4,27],自然落粒性强[15]。这些
因素长期困扰着羊草种子生产及饲草产业化。经过
数年系统的科学研究,中科2号羊草新品种已经基
本克服了羊草“三低”困难,提高了结实率[28]。本研
究结果表明,中科2号羊草品种在宁夏地区种植的
第2年就可以收获成熟种子,不但穗长、小花数和种
子千粒重等指标均略高于北京地区,且结实率显著
高于北京地区(P<0.05),这些有性繁殖指标的改
善可能受益于宁夏试验地充足的日照(盐池年均日
照时数2867.9h,北京年日照数2662h),较大的昼
夜温差。然而,上述自然条件是如何影响羊草的有
性生殖过程,其机理尚待深入研究[15]。总之,宁夏
的光温条件能够满足羊草有性繁殖的需要,为我国
羊草实施“西繁东育”产业化战略创造了有利条件。
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2013,64(1):52-59
(责任编辑 李美娟
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