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国内外禾本科牧草种子生产的研究进展



全 文 :!#年第 $期 中国种业 !
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(收稿日期:%&&-2&,2%1)
牧草种子生产是牧草生产的前提,也是整个草业
发展的根基。近几年,西部大开发、退耕还草、生态环
境治理等一系列重大建设工程的实施,更进一步地强
调了牧草产业的重要性。“草业振兴,种子先行”,优质牧
草种子是发展草业生产的第一生产资料,是振兴草业的
基础。大力发展牧草种子生产,不仅是牧草产业发展的
需求,也是退耕还草工程得以顺利进行的根本保证。
! 国内外禾本科牧草种子生产现状
!# ! 国外牧草种子生产现状 世界草种生产主要集
中在美国西北部、加拿大西南部、丹麦西部和新西兰南
岛地区以及荷兰的 345678地区。这些地区的气候特点
可以满足小种子生产对气候条件的特殊要求,有利于
获得优质高产的禾本科牧草种子。例如美国西北部的
俄勒冈州就是充分利用有利于牧草种子发育的气候条
件,建成美国牧草种子的集中生产区,成为年产草籽 ’&
余万吨的世界“草籽之都”! #;加拿大每年生产牧草种子
约 ,万吨,禾本科牧草种子生产以猫尾草为主 ! % #;欧洲
作为世界第二大种子生产区,每年生产禾本科牧草种
子 ,万吨,其中多年生黑麦草种子占 1&9 !’ #;新西兰
南岛干旱区分布有 %: -万 ( ,: 1万公顷的专业牧草种
子生产田,占新西兰牧草种子生产田的 +&9以上 ! , #。
气候条件是决定种子产量和质量的首要因素,而科
研成果的广泛应用和地域的选择也使牧草种子产量获
得了大幅度的提高。美国的草种产量从 ,& 年代平均
-& ( ’&&;< = >?%提高到现在的 %-;< = >?%。从 )** @
))*年的 %&年间,俄勒冈州主要草坪草种子的平均产
量均有不同程度的提高,其中草地早熟禾提高了 %)9,
高羊茅提高了 )9,多年生黑麦草提高了 -)9 !’ #。试
验田中高羊茅的种子产量高达 ’1&&;< = >?%!- #。
!# $ 国内牧草种子生产现状 我国的牧草种子生
产起步较晚,主要在近 %& 年取得了一些实质性的发
展 ! 1 #。主要的牧草种子生产基地集中分布在西北的内
蒙古、宁夏、甘肃、新疆和西南的四川、贵州、云南、海南
等地,其中,禾本科牧草种子主要有老芒麦、披碱草、冰
草、苏丹草、燕麦、黑麦草、早熟禾、高羊茅、狗尾草、雀
稗等 ! * #。但与世界畜牧业发达国家相比,还存在很大差
距,主要表现在:第一,生产方式原始。我国的专业牧草
种子生产田数量有限,大多是将牧草种子生产作为牧
草生产的副产品,从而缺乏对牧草种子生产的田间管
理,致使牧草种子产量很低,例如内蒙古 ))*年牧草
种子产量为 *%: 1;< = >?%,而欧盟在 )),年牧草种子
产量就高达 +-’: );< = >?%。生产方式的落后同时导致
生产的种子质量差,品种纯度无法保证,市场竞争力很
低。第二,缺乏地域性生产基地。我国在解放初期建立
了 %&多个草种繁殖场,但由于对牧草种子生产的特殊
条件——— 气候认识不足,有些草种繁殖场地区域选择
不合理,种子产量始终不高。第三,种子生产技术落
后。和进行商品化牧草种子生产的国家相比,我国在牧基金项目:科技部西部专项重大项目 . %&&,AB)&B+ /
国内外禾本科牧草种子生产的研究进展
李世忠 谢应忠 徐 坤
(宁夏大学草业科学研究所,银川 *-&&%)
专题论述
!#年第 $期中国种业!
草种子的收获、清选和加工设备上还存在很大差距,缺
乏适于小种子清选的设备,缺乏禾本科牧草去芒等设
备。这些都是限制我国牧草种子生产规模化和提高种
子质量的主要制约因素 ! #。
# 国内外禾本科牧草种子生产的研究现状
#$ ! 氮肥对禾本科牧草种子产量的影响 在禾本科
牧草种子生产中,施肥是提高种子产量最重要的农业措
施之一,其中氮肥是影响禾本科牧草种子产量的关键因
素,施氮肥可以有效地增加种子产量 !$ #。氮素是影响生
殖枝花序分化与发育的重要因素之一,一般来说,小穗
数目是由栽培环境和品种特性共同影响的,但单棱期
和二棱期保证有较高的氮素营养水平可以促进生殖枝
花序分化,增加小穗数 %生殖枝和小花数 %小穗 !& #,使多
年生黑麦草、鸭茅等的花序提前发生和发育成熟 ! ’( #。
禾本科牧草种子生产中,随着施氮量的增加,种子
产量不断增加,直到达到某一最佳水平之后,产量不再
随着施氮量的增加而增加 ! ’’ #。)*+,-./0-根据实验总
结得出,高羊茅春季的最佳施氮量为 ’(( 1 ’’(2- % 34$,
紫羊茅为 &( 1 ’’(2- % 34$,鸭茅为 ’’( 1 ’562- % 34$,
高羊茅和紫羊茅应一次施入,鸭茅应分开两次施肥(双
棱期和穗分化期)!’$ #。而在美国俄勒冈州大田实验中,高
羊茅、紫羊茅及鸭茅二棱期一次性施纯氮 ’$(2- % 34$
处理的种子产量高于小穗分化期和二棱期各施 7(2- %
34$!’5#。
研究施肥对禾本科牧草蓝茎冰草分蘖的影响,最
佳施肥时间是关键。大多数禾本科牧草,如早熟禾、鸭
茅等,秋春施肥可以增加单位面积生殖分蘖数,春季施
肥时间延迟,生殖分蘖减少 ! ’8 #。缺氮降低分蘖生长速
度,延迟叶片生长,延迟分蘖发育 ! ’6 #,秋季施氮肥通常
可以增加分蘖密度,提高冬季分蘖存活率,春季返青期
加强施肥管理可以增加单位面积生殖分蘖数 ! ’7 #。多年
生黑麦草在返青期和分蘖至拔节期施肥的种子产量最
高,抽穗期施肥种子产量相对较低 ! ’9 #。
#$ # %%&&&对禾本科牧草种子产量的影响 生长调
节剂能抑制植株节间的伸长,增加抗倒伏能力,降低败
育率,促使种子的成熟期趋于一致,减少落粒损失,提
高种子产量。多效唑 : ;;555 < 能显著提高多年生黑麦
草、高羊茅、紫羊茅的种子产量 ! ’’ #。;;555在抽穗初期
使用,对高羊茅的生殖枝和生殖枝小穗数没有影响,对
种子产量和株高亦无明显影响,但 ;;555能显著提高
小穗的小花数 ! ’ #。=>./2/等曾用 ;;555处理高羊茅,
结果对小穗的小花数没有影响,但可以显著地提高高
羊茅种子的实际和潜在产量 ! ’& #,该结论与房丽宁的试
验结果完全相反,但都在一定程度上提高了种子的实
际产量。这种差异可能与 ;;555的使用期有关,也可
能与使用时的气候条件及测产时间有关。在春季返青
期施用 ;;555 能有效地抑制多年生黑麦草的植株高
度,增强抗倒伏能力,减少种子败育,提高结实率,增加
有效分蘖,缩短叶片长度,改变生长格局;穗长和千粒重
降低,落粒率降低 ’(?,种子产量提高 ’5@ &? !$( #。
生长调节剂能明显提高禾本科牧草的种子产量,
但其使用还存在一定的局限性。浓度过低,抑制效果不
明显,浓度过大又会导致牧草死亡。)*+,- 等通过连
续几年观察氮肥和多效唑对多年生黑麦草种子产量
的影响,发现在孕穗期使用 ;;555,且用量达到
(@ 962- % 34$ 时,多年生黑麦草的种子产量比未使用
;;555时的产量提高了 $((? !$’ #。返青期使用 ;;555,
用量达到 ’@ (2- % 34$ 时对多年生黑麦草的种子产量
影响显著,而且在用量相同的条件下,灌施比叶面喷施
的效果更好 ! $( #。
#$ & 收获时间对禾本科牧草种子产量的影响 适宜
的收获时间对牧草种子产量具有一定的影响,适时收
获可避免种子脱落造成的损失。随着受精后胚和胚乳
的发育,种子分别经历乳熟、腊熟和完熟 5个时期,干
物质含量逐步增高,到达一定水平后便开始下降。蜡熟
及完熟期的种子不论从品质上还是产量上都很高,是
最适宜收获的时期。如高羊茅的适宜收获期为盛花期
后 $5 1 5’A!$$ #。种子含水量是确定禾本科牧草种子适宜
收获期的主要指标,禾本科牧草种子适宜收获期的含水
量一般在 8(? 1 76? !$5 #。但也因种而异,老芒麦和披碱
草种子含水量为 56? 1 8(?;冰草和蒙古冰草种子含
水量为 $(? 1 5(?时收获具有最高的种子产量 ! $8 #。
#$ ’ 氮肥、%%&&&、收获时间等对禾本科牧草种子质
量的影响 禾本科牧草种子的主要成分有水分、糖类、
脂肪、蛋白质以及少量矿物质、维生素、酶和色素等,种
子的形成过程实际是种子从小到大的形态建成和营养
物质在种子中变化与积累的过程。随着种子发育成熟,
溶解态的养分转化为非溶解态的干物质,在种子中积
累,同时,激素含量下降,酶活性下降,水分大量散失,
种子开始进入休眠状态,最终发育为成熟种子。不同发
育期种子生理生化测量指标主要有种子鲜重、干重、含
水量、种子叶绿体色素、浸出液电导率、可溶性糖、淀粉
及酸性磷酸脂酶等;同时,种子质量一般以种子发芽
率、生活力、千粒重、病虫感染率以及发芽势等衡量。不
同发育期种子生理生化变化对收获后种子质量有着重
要影响。
冰草种子发育过程中,种子含水量逐渐下降,干物
质不断增加,盛花期后第 5(天含水量降到 $6@ (8?,
干重达最大为 ’@ 9684- %粒 ! $6 #。种子叶绿素随种子成
熟度增加而逐渐消失,种子绿色减少。新麦草、高羊茅
专题论述
!#年第 $期 中国种业 !
种子浸出液电导率在盛花期后第 !天最高,之后随种
子发育成熟而下降,盛花期后 # $天达到最低 % &。
多年生黑麦草、鸭茅和猫尾草种子可溶性糖含量在种
子发育分化期结束时达到最高,之后下降,淀粉含量随
可溶性糖含量下降而增加 % ’ &。高羊茅种子发育初期,
淀粉含量迅速积累,之后增加缓慢 % ! &。
施肥处理下,老芒麦种子发育过程中种子浸出液
含糖量与电导率变化相似,受施肥影响较小,施肥的种
子酸性磷酸脂酶活性大于不施肥的 % ( &。施氮可以调节
生理活性物质多胺,降低乙烯释放速率,延缓叶绿素降
解,延迟衰老 % ) &。适宜收获期的确定不仅需要考虑种
子含水量,其本身的生物学特性也是需要考虑的因素
之一。高羊茅种子成熟过程中,盛花期后第 *+天,标准
发芽率已超过 )+,,但直到盛花期后第 $*天才达到
较高的成熟度 % &。--$$$ 通过抑制植物体内赤霉素
./01 的合成而抑制植物生长,/0能促进种子储藏的
有机物和矿物质的转移 % $+ &。无芒雀麦种子发育过程
中,/0含量在盛花期后 $天首先达到高峰,脱落酸
含量在种子成熟后期达到最高 % $* &。
# 结束语
禾本科牧草大多属于小种子植物,其种子生产对
地域的选择性和收获技术的要求很高,尤其对田间管
理技术的要求甚是严格。通过许多农业科技工作者的
潜心研究试验,禾本科牧草种子的产量近年来在不断
提高,但与国外相比差距还很大,今后必须加大这方面
的科研投入,结合我国牧草种子田生产的实际情况以
及农民现有的管理方式,从良种繁育、田间管理、适地
适种等方面着手,寻求不同区域牧草种子生产的最佳
管理模式,探索最大种子产量与质量实现的可能途径,
并将其作为当前牧草种子生产研究中的一项迫切任务
去落实。
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