全 文 ：收稿日期:2004 10 18
基金项目:中科院知识创新工程 “优良牧草种子生产基地的建
立” (KSCX1 - 08 -03 - 07)课题资助。
作者简介:王征宏(1976 ),女 (蒙古族), 内蒙古兴安盟人 ,讲
师 , 硕士.
4种禾本科牧草种子生产特性的研究
王征宏 1 ,赵　威 2 ,李青丰 3
(1.河南科技大学 农学院 ,河南 洛阳 471003;2.中国科学院 植物研究所生态中心 , 北京 100093;
3.内蒙古农业大学 生态环境学院 ,内蒙古 呼和浩特 010019)
中图分类号:S543 文献标识码:A 文章编号:1004 7034(2005)05 0009 03
关键词:种子生产;禾本科牧草;种子生产特性
摘　要:试验对 4种禾本科牧草的种子生产特性进行了研究。测定了 4种禾本科牧草蜡熟期种子在不同贮存阶段的种
子质量 , 计算了种子产量构成因子 、潜在种子产量和实际种子产量 。种子在不同贮存阶段的发芽率 、发芽指数和活力指
数是逐步提高的过程 ,表明这 4种牧草种子存在后熟特性。通过统计种子产量构成因子 , 计算出 4种牧草的潜在种子产
量均很高 , 但冰草和披碱草的实际种子产量并不高 , 主要是小花败育较多 ,结实率低 ,种子落粒性强以及植株倒伏等因素
造成的。薄冰草和中间偃麦草的实际种子产量相对较高。
　　牧草种子是农牧业生产最重要的生产资料之一 ,是建立人
工草地 、改良天然和退化草地不可缺少的物质基础。牧草种子
生产对于我国草地畜牧业的发展 、生态建设的成功与否以及种
质资源的保存与利用具有非常重要的意义。一些学者对草坪
草的种子生产特性作了大量研究 [ 1 - 5] , 对牧草种子的生产特性
研究相对较少 , 报道的内容主要集中于提高牧草种子产量的管
理措施上 , 例如灌溉 、施肥和使用生长调节剂等。在禾本科牧
草种子生产中 , 种子产量主要依赖于单位面积各产量构成因子
的提高 [ 6] 。张锦华等 [ 7]对旱作老芒麦 (E lym us sibiricus L. )的
种子生产性能的研究中指出 ,氮肥和磷肥都可以显著提高种子
产量 , 不同的施肥水平对各产量构成因子都产生作用 , 每小穗
种子数对种子产量的贡献最大。贺晓等 [ 8]对老芒麦和冰草
(Agropyron desertorum)也有类似的研究。试验在自然条件下对
4种禾本科牧草的种子质量 、种子产量构成因子和种子产量等
作了一定研究 , 目的是探讨这几种牧草的种子生产特性以及对
当地自然 、气候条件的适应性 , 为禾本科牧草种子生产提供相
关依据。
1　材料与方法
1. 1　试验地基本概况
试验地位于内蒙古呼和浩特市内蒙古农业大学科技园区牧
草试验站 ,地理位置为东经 110°49′,北纬 40°44′, 海拔 1 045 m。
该地区为典型的温带大陆性气候 , 水热同季;年平均降水量
400 mm左右 , 集中于 6 -9月;年平均温度 8℃, 极端最高气温
37. 9℃,极端最低气温 -32. 8℃;无霜期 130 ～ 140 d, 初霜 9月
下旬 , 晚霜 9月末;土壤为沙壤土 , 肥力中等 , pH 值 7. 0 ～ 7. 5。
试验地均为旱作。
1. 2　供试材料
供试的植物材料为 4种不同属的禾本科牧草种和品种 , 其
基本情况见表 1。
表 1　供试禾本科牧草的名称及来源
牧草名称 拉丁学名 品种名 材料来源
披碱草 Elymus lanceolantus cv. Critana 克瑞塔那 美国
冰草 Agropyron cv. desertorum 诺丹 美国
中间偃麦草 E ly trigia intermed ia - 内蒙古
薄冰草 Thinopyrum ponticum cv. Jose 焦斯 美国
　　其中中间偃麦草为一个植物种 , 披碱草 、冰草和薄冰草各
选择了 3个植物种的一个品种 ,分别是克瑞塔那披碱草 、诺丹
冰草和焦斯薄冰草。
1. 3　试验方法
1. 3. 1　不同贮存阶段的种子质量的测定　当种子发育到蜡熟
期后 , 采集种子在常温条件下贮存 。对刚采集的种子及贮存
30, 60, 90 d后的种子分别测定其发芽率 、发芽指数 (GI)和活
力指数 (VI), 每项指标 4次重复 ,每个重复 50粒种子。
种子发芽率测定采用常规发芽法 ,将种子均匀摆放在铺有
2层滤纸的玻璃培养皿内 , 在种子培养箱中变温 (20 ～ 30℃)处
理 , 7 d后统计发芽率。测定发芽指数和活力指数是从种子萌
发开始记数到第 7天为止 。
发芽指数:GI=∑ (Gt D/ t), 式中 Gt为时间 t日的发芽数 ,
D t为相应的发芽日数。
活力指数:VI=GI S , 式中 S为萌发第 3天的种苗芽长。
1. 3. 2　种子产量构成因子测定　牧草种子发育到蜡熟期时测
定单位面积花序数 、生殖枝小穗数 、小穗小花数和小穗种子数 ,
在牧草种子达到完熟时测定种子千粒重。
单位面积花序数:随机选取 4个 1 /16 m2的样方 , 记数生
殖枝数 ,取平均值。
生殖枝小穗数:随机选取 20个生殖枝 , 记数小穗数 , 取平
均值。
每小穗小花数:随机选取 20个小穗 , 记数小花数 , 取平均
值。
9　《黑龙江畜牧兽医》2005年第 5期　　 　　　　　实验研究　　　　　　　　　　　　　
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H eilong jiang An im al Science
实验研究 and V e te rina ry M ed ic in e　NO. 5 2005
每小穗种子数:随机选取 20个小穗 , 记数每小穗种子数 ,
取平均值。
千粒重:随机选取 200粒净种子 ,重复 4次 ,在自然条件下
阴暗处通风干燥 , 称重后取平均值并乘以 5。
1. 3. 3　种子产量测定　潜在种子产量 =单位面积花序数 ×生
殖枝小穗数 ×每小穗小花数 ×千粒重 /1000。
在牧草种子还未完全达到成熟时 , 随机收取 4个 1 /16 m2
面积的种子 , 自然干燥后称其重量 (g),计算单位面积种子产
量后 , 减去损失种子量即为实际种子产量。损失种子主要为自
然落粒种子。
2　结果与分析
2. 1　收获种子不同贮存阶段的发芽率变化(见图 1)
图 1　4种禾本科牧草种子不同贮存阶段发芽率的变化
　　4种牧草种子成熟后在不同贮存阶段的发芽率有明显变
化 。披碱草种子开始不发芽 , 贮存 90 d以后发芽率也只有
76. 00%, 还需要进一步贮存才能达到较高的发芽率 , 表明其后
熟期至少需要 90 d以上。 冰草种子刚采摘时的发芽率很低 ,
只有 6. 00%, 贮存 60 d后达到 83. 00%, 继续贮存发芽率变化
不大 , 表明其后熟期需要 60 d左右。 中间偃麦草和薄冰草种
子刚采摘时分别有 64. 00%和 46. 50%的发芽率 , 经过短暂贮
存发芽率还可以进一步提高 ,表明这 2种牧草仅有较短时间的
后熟期。
2. 2　收获种子不同贮存阶段发芽指数和活力指数的
变化(见图 2)
A B
图 2　4种禾本科牧草种子不同贮存阶段的发芽指数和活力指数变化
　　发芽指数可以表示种子的萌发速度和整齐度 ,反映种子的
活力程度。从 4种牧草种子成熟后不同贮存阶段发芽指数的
变化看(图 2A),与同期发芽率的测定结果相吻合。
由图 2A可知 , 4种牧草的发芽指数均呈不断上升的趋势。
而且在贮存到第 60天 ,冰草 、中间偃麦草和薄冰草的发芽指数
达到了较高的数值。披碱草在贮存 90 d后达到 13. 72, 继续贮
存还可以进一步提高发芽指数。 4种牧草种子发芽指数的变
化规律也说明披碱草 、冰草 、中间偃麦草和薄冰草都有不同时
期的后熟过程。
将发芽指数与萌发种子幼苗的生长量联系起来 ,以活力指
数来表示 ,可以获得灵敏的活力指标。从 4种牧草种子成熟后
不同贮存阶段种子活力指数的变化看 ,与同期发芽率和发芽指
数的测定结果相吻合。从图 2B可知 , 4种牧草的活力指数随
着贮存时间的推移不断增长 ,中间偃麦草和薄冰草增长速度要
大于披碱草和冰草 ,可以提前达到生理成熟。中间偃麦草和薄
冰草在贮存 60 d后活力指数可以达到 15左右 , 而披碱草和冰
草的后熟期要长一些 ,贮存 90 d活力指数还不是很高 ,分别只
有 10. 14和 12. 49, 需要进一步贮存才能达到生理成熟。
2. 3　种子产量构成因子
4种禾本科牧草的种子产量构成因子及种子结实率见表
2。
表 2　4种禾本科牧草的产量构成因子
种子产量构成
因子及结实率
披碱草
E lymus lanceolan tus cv.
Critana
冰草
Agropyron cv.
de sertorum
中间偃麦草
E ly trigia intermedia
薄冰草
Thinopyrum ponticum
cv. Jose
小穗 /生殖枝 25. 50b 34. 20a 22. 10b 17. 25c
小花 /小穗 3. 70c 5. 95b 5. 95b 12. 60a
种子 /小穗 1. 81c 2. 94b 2. 90b 5. 24a
千粒重 /g 4. 41b 3. 28c 7. 58a 7. 89a
生殖枝数(1 /16m 2) 192. 53a 77. 78c 90. 06b 96. 59b
营养枝数(1 /16m 2) 19. 30d 58. 76c 15. 70d 89. 79b
结实率 /% 48. 70a 49. 40a 48. 79a 41. 59b
从表 2可以看出 , 不同牧草的种子产量构成因子差异是比
较大的。冰草每穗小穗数最多 , 达到 34. 20个 , 与其他 3种牧
草相比差异极显著(P <0. 01);披碱草和中间偃麦草居中 , 二
者差异不显著(P >0. 05), 但薄冰草与披碱草 、中间偃麦草之
间有差异(P <0. 05)。薄冰草每小穗小花数最多 , 达到 12.
60个 , 与其他 3种牧草相比差异极显著(P <0. 01);冰草 、中间
偃麦草居中 ,且二者之间差异不显著(P >0. 05);披碱草最少 ,
仅为 3. 70个 ,与其他牧草相比差异显著(P <0. 01)。
薄冰草每小穗种子数最多 ,达到 5. 24粒 , 与其他 3种牧草
相比差异极显著(P <0. 01);冰草和中间偃麦草之间无差异 (P
>0. 05), 但与披碱草相比差异显著(P <0. 05)。
中间偃麦草和薄冰草种子千粒重最大 ,在 7. 5 g以上 , 且
二者之间差异不显著(P >0. 05),与其他 2种牧草相比差异显
著(P <0. 05), 披碱草与冰草相比差异显著(P <0. 05)。
披碱草单位面积的生殖枝数最多 , 可达 3 048. 48个 /m2 ,
营养枝最少 ,仅为 308. 80个 /m2;中间偃麦草的单位面积生殖
枝数和营养枝数均较少。
披碱草 、冰草和中间偃麦草之间结实率没有显著差异
(P >0. 05), 和薄冰草之间有显著差异(P <0. 05)。
2. 4　潜在种子产量和实际种子产量
牧草种子生产的最终目的是获得最大种子产量。通过统
计 4种禾本科牧草的产量构成因子计算出的潜在种子产量和
测定的实际种子产量见表 3。
由表 3可知 , 薄冰草无论从理论种子产量还是实际种子产
量上看 ,均远远高于其他 3种牧草 ,分别可以达到 26 000 kg /hm2
和 3 400 kg /hm2 ,但是其实际种子产量和潜在种子产量的比值
却不是最高 , 表明薄冰草在更适宜的环境条件和管理措施下还
10
可以进一步提高种子产量。披碱草的潜在种子产量较高 ,达到
了 12 000 kg /hm2 ,但其实际种子产量并不高 , 二者的比值仅为
0. 058, 主要由于披碱草的穗部在种子接近成熟时水分损失很
快 , 种子落粒严重 ,经样方粗略统计达 74%。冰草的实际种子
产量与潜在种子产量之间的比值也较小 , 生产潜力很大 , 实际
种子产量低的原因主要是由于单位面积生殖枝数较少
(1 244. 48个 /m2)和落粒性较强 (24%)。中间偃麦草种子生
产力较高 , 实际种子产量与潜在种子产量的比值达到了 0. 17。
表 3　4种禾本科牧草的潜在种子产量和实际种子产量
测定项目
披碱草
E lymus lanceolantus cv
Critana
冰草
Agropyron cv
desertorum
中间偃麦草
E lytrigia intermedia
薄冰草
Th inopy rum ponticum
cvJose
潜在产量 /(kg hm - 2) 12 817. 37 8 306. 24 14 362. 51 26 502. 62
实际产量 /(kg hm - 2) 756. 31 676. 48 2 405. 56 3 449. 74
实际产量 /潜在产量 0. 06 0. 08 0. 17 0. 13
3　结论与讨论
凡种子具有活力但停留在不能萌发的状态中就称为休眠。
很多牧草种子在刚采收时呈一定的休眠状态 ,只要经过一段贮
藏时期就会顺利萌发 , 这些种子通常被称为具有后熟期。形态
上成熟的 4种禾本科牧草种子在不同贮存阶段的发芽率 、发芽
指数和活力指数在不断提高 ,证明了这几种牧草种子存在不同
程度的后熟 , 只是时间长短不同。 披碱草和冰草时间较长 ,需
要 60 d以上 , 中间偃麦草和薄冰草时间较短 , 仅需要 30 d左
右。
种子产量构成的数量因子是指形成产量的各个可记数的
因子 , 其中每个因子都和产量呈一定的系数关系。理论上 ,几
乎所有禾本科牧草的种子产量都应很高 ,但是最终的实际产量
都很低。例如有人测得的实际种子产量只有潜在种子产量的
10% ～ 20%。
4种禾本科牧草的种子产量构成因子差异较大。通过统
计种子产量构成因子 , 4种禾本科牧草的种子生产潜力都很
大 , 最低的冰草理论上也可以达到 8 300 kg /hm2 , 薄冰草更是
达到了 26 000 kg /hm2。但是 4种牧草实际种子产量与潜在种
子产量比值均比较低。究其原因主要有如下几点:传粉受精率
低 , 受精合子败育率高;种子落粒性强;试验当年降水比往年偏
多 , 植株倒伏严重;种子收获过程中的损失。测定的实际种子
产量同样是薄冰草最高 , 达到 3 400 kg /hm2;冰草最低 , 仅为
676 kg /hm2。
根据 4种牧草的种子质量和种子产量可以得出 ,薄冰草的
种子生产性能最高 ,中间偃麦草其次 , 冰草和披碱草较差。
从近几年的生长情况看 (2000年栽培 ), 供试的 4种禾本
科牧草对试验地的气候和环境条件基本上是适应的 ,在没有充
分人工管理措施的条件下也能生长良好 ,种子产量较高。如果
对其加强人工管理 ,结合浇水 、施肥等还可以进一步提高种子
产量。相关的管理措施还有待于深入开展研究。
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WANG Zheng hong
1 , ZHAO Wei2 , LIQ ing feng3
(1. Agricu ltu ral college, H enan Un iversity of S cience and Technology, Luoyang 471003, C hina;
2. The C en ter of Plant E cology, Insti tu te of Botany, Th e Ch in ese Academy of Science, Bei jing 100093, Ch ina;
3. E cology and Environm en t Col lege, InnerM ongolia Ag ricu ltu re University, H uhhot 010019, Ch ina)
Key words:Seed produ ct ion;gram ineous plan ts;seed p roduction characters
Ab stract:S tud iesw ere carried on the seed produ ction perform an ce of fou r gram ineous p lan ts. The physio logical quality of these seed are assessed in differen t
storage stages ofm atu red seed s. Seed yield com ponentsw ere analyzed. Poten tial seeds yields w ere est im ated based on seed y ield componen ts and actu al seed
yields w ere evaluated. The seed germ ination capacity, germ ination index (G I) and vigor index (VI) ofm atu re seed s prog ressively raise a long w i th the storage
period, w hich show that the fou r p lants have after - ripening characters. The potential seed yields of th e four p lan ts are all high by coun ting the values of seed
yield com ponents. H ow ever the h arvested seed yield s ofAgropyron desertorum andE lymu s lanceolan tu s are not very h igh because of the factors of low seed set-
ting percentage, seed d ropping character and plan t lodge, etc. The harves ted seed yie ld ofE ly trig ia in term ed ia and Th inopyrum pon ticum are relatively h igher.
(009)
11　《黑龙江畜牧兽医》2005年第 5期　　 　　　　　实验研究