春 蘭,張 眾,云錦鳳,鞏 青
(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院,內(nèi)蒙古呼和浩特 010019)
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蒙農(nóng)根莖冰草新品系生長(zhǎng)發(fā)育特性及生產(chǎn)性能研究
春 蘭,張 眾*,云錦鳳,鞏 青
(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院,內(nèi)蒙古呼和浩特 010019)
2011~2015年,在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)牧草試驗(yàn)地,對(duì)蒙農(nóng)根莖冰草新品系(Agropyron michnoi Roshev.)生長(zhǎng)發(fā)育特性及生產(chǎn)性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明:新品系返青早,枯黃晚,青綠期長(zhǎng)達(dá)229d,干草產(chǎn)量可達(dá)8753.1kg/hm2;生育期為130d,潛在種子產(chǎn)量4815.4kg/hm2,表現(xiàn)種子產(chǎn)量364.8kg/hm2。第二年開(kāi)花之后,行間開(kāi)始出現(xiàn)根莖苗,逐漸形成密閉草群,地面枝條密度五年平均值為3956.6個(gè)/m2。隨生長(zhǎng)年限延長(zhǎng),地下根莖呈增長(zhǎng)趨勢(shì),生長(zhǎng)第五年根莖總長(zhǎng)度達(dá)到87.4m/m2,根莖重量達(dá)到51.6g/m2。該品系是北方寒冷干旱區(qū)人工草地建設(shè)的良好材料。
根莖冰草;生長(zhǎng)發(fā)育;生產(chǎn)性能
冰草屬(AgropyronGaertn.)為禾本科小麥族多年生草本植物,屬于草原旱生植物類(lèi)群,具有極強(qiáng)的抗寒、耐旱特性,分布于溫帶和亞極帶地區(qū),主要出現(xiàn)在歐亞大陸草原區(qū),集中分布于前蘇聯(lián)、蒙古人民共和國(guó)和中國(guó)等一些歐亞國(guó)家〔1〕。冰草屬牧草返青早,枯黃晚,青綠持續(xù)期長(zhǎng),冬季保存率高,莖葉柔軟,適口性好,各種家畜均喜食。近些年來(lái),國(guó)內(nèi)外十分重視冰草品種的培育,至1998年北美共育成冰草品種12個(gè),主要用于北部大平原、西部草原區(qū)的人工草地建設(shè)〔2〕。我國(guó)擁有豐富的冰草種質(zhì)資源,二十世紀(jì)60年代開(kāi)始進(jìn)行了冰草的引種和新品種培育,至今已審定登記國(guó)家級(jí)冰草品種5個(gè),即內(nèi)蒙沙蘆草〔3〕、諾丹沙生冰草〔4〕、蒙農(nóng)雜種冰草〔5〕、蒙農(nóng)1號(hào)蒙古冰草〔6〕和杜爾伯特扁穗冰草〔7〕。根莖冰草(A.michnoiRoshev.),別名米氏冰草,為冰草屬多年生根莖型或根莖-疏叢型草本,屬無(wú)性系植物,主要分布在草原及荒漠草原地區(qū)〔8、9、10、11〕。2002年從內(nèi)蒙古錫林郭勒盟天然草地采集野生根莖冰草種子,經(jīng)過(guò)多年小區(qū)栽培馴化選育,獲得一個(gè)根莖發(fā)達(dá),生長(zhǎng)發(fā)育特性良好的新品系,定名為蒙農(nóng)根莖冰草。本試驗(yàn)的目的是通過(guò)多年連續(xù)田間小區(qū)品比試驗(yàn)觀測(cè),了解蒙農(nóng)根莖冰草生長(zhǎng)發(fā)育特性及生產(chǎn)性能,為新品種培育和推廣奠定基礎(chǔ)。
田間試驗(yàn)在內(nèi)蒙古呼和浩特內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)牧草試驗(yàn)地內(nèi)進(jìn)行。該地處于東經(jīng)111°41′,北緯40°49′,海拔1063m,屬于典型大陸性氣候,春季多風(fēng)、少雨、易干旱,夏季溫?zé)?、濕?rùn),秋季涼爽、干燥,冬季嚴(yán)寒、多雪;年均氣溫5.4℃,7月份最熱,極端最高氣溫36.9℃,1月份最冷,極端最低氣溫-33℃,≥10℃時(shí)的年積溫2915℃,年均降水量約400mm,主要集中在7~9月份,年均蒸發(fā)量1760mm,無(wú)霜期135d。土壤為砂質(zhì)栗鈣土,pH7.0~7.5,土壤肥力良好。
2.1 試驗(yàn)材料
供試冰草材料為蒙農(nóng)根莖冰草新品系A(chǔ).michnoiRoshev. cv. Mengnong。對(duì)照品種為蒙農(nóng)雜種冰草A.cristatum×A.desertorumcv. Hycrest-Mengnong、蒙農(nóng)1號(hào)蒙古冰草A.mongolicumKeng. cv. Mengnong No.1。種子均來(lái)源于內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院。
2.2 小區(qū)種植管理
選擇土壤條件均勻一致的小區(qū),隨機(jī)區(qū)組排列,小區(qū)面積18m2(9m×2m),3次重復(fù),即每個(gè)材料播種3個(gè)小區(qū)。2011年8月31日,進(jìn)行人工開(kāi)溝條播,行距40cm,每行長(zhǎng)度9m,播種深度2cm。每小區(qū)共播種5行,總行長(zhǎng)9m×5m=45m。設(shè)計(jì)理論出苗數(shù)為150苗/m。播前灌水1次,待地面干燥后進(jìn)行播種,出苗后隨時(shí)拔除雜草,生長(zhǎng)期間不再進(jìn)行人工灌水。
2.3 觀測(cè)內(nèi)容與方法
(1)物候期
播種后連續(xù)觀察記載出苗期(返青期)、分蘗期、抽穗期、開(kāi)花期、根莖苗期、種熟期和枯黃期,統(tǒng)計(jì)生育期和青綠期。
(2)株高與草產(chǎn)量
于抽穗期選擇長(zhǎng)度為1m的樣行或1m2的樣方(蒙農(nóng)根莖冰草2013-2015年),測(cè)量植株自然高度,10次重復(fù)。留茬3cm剪割,及時(shí)稱(chēng)鮮樣重,室內(nèi)自然干燥后,稱(chēng)干樣重(恒重),折合干草產(chǎn)量(kg/hm2),3次重復(fù)。
(3)種子產(chǎn)量及其構(gòu)成因子
在開(kāi)花結(jié)實(shí)期間,選擇長(zhǎng)度為1m的樣行或1m2的樣方(蒙農(nóng)根莖冰草2013-2015年),統(tǒng)計(jì)生殖枝數(shù)(3次重復(fù))。選取10個(gè)樣穗,統(tǒng)計(jì)小穗數(shù)、小花數(shù)、種子數(shù)。室內(nèi)自然干燥后,測(cè)定種子千粒重(恒重),計(jì)算潛在種子產(chǎn)量、表現(xiàn)種子產(chǎn)量。
潛在種子產(chǎn)量=生殖枝數(shù)×小穗數(shù)/穗×小花數(shù)/小穗×單粒種子重量
表現(xiàn)種子產(chǎn)量=生殖枝數(shù)×種子數(shù)/穗×單粒種子重量
結(jié)實(shí)率=種子數(shù)/小花數(shù)×100%
(4)枝條密度及地下根系發(fā)育狀況
于播種當(dāng)年枯黃期和以后各年果后營(yíng)養(yǎng)期,選擇樣行長(zhǎng)度1m,兩邊寬度各20cm,共計(jì)0.4m2的樣方,調(diào)查枝條數(shù)量,計(jì)算枝條密度(個(gè)/m2);挖取20cm深度的根系,洗凈泥土稍干后,用剪刀剪下根莖,測(cè)算根莖長(zhǎng)度(m/m2)和節(jié)間長(zhǎng)度(cm),在室內(nèi)自然干燥后,稱(chēng)干樣重(恒重),計(jì)算根莖重量百分比。3次重復(fù)。
3.1 物候期
2011~2015年,三個(gè)冰草材料的田間物候期觀測(cè)結(jié)果列表1和表2。
表1 2011年物候期觀測(cè)結(jié)果(日/月)
表2 2012-2015年物候期觀測(cè)結(jié)果(日/月-年)
由表1可以看出,三個(gè)冰草材料在8月31日播種后,當(dāng)年物候期的表現(xiàn)幾乎一致。播后4~5d開(kāi)始出苗,出苗后11~13d進(jìn)入分蘗,播種當(dāng)年均不能抽穗,11月10日開(kāi)始枯黃,青綠期稍有差異,蒙農(nóng)根莖冰草和蒙農(nóng)雜種冰草一致,均為73d,比蒙農(nóng)1號(hào)蒙古冰草長(zhǎng)2d。
由表2可以看出,三個(gè)冰草材料從生長(zhǎng)第二年到第五年返青期表現(xiàn)一致,3月17~25日開(kāi)始返青。從抽穗期開(kāi)始有所不同,蒙農(nóng)根莖冰草抽穗最晚,一般5月22日至6月9日抽穗,比蒙農(nóng)雜種冰草晚3-4d,比蒙農(nóng)1號(hào)蒙古冰草晚5-6d。蒙農(nóng)根莖冰草的開(kāi)花期也最晚,一般6月20日至25日開(kāi)始開(kāi)花,比蒙農(nóng)雜種冰草晚2-4d,比蒙農(nóng)1號(hào)蒙古冰草晚6-7d。蒙農(nóng)根莖冰草的種熟期也最晚,生育期為129d,一般7月22日至8月1日種子達(dá)到完熟,比蒙農(nóng)雜種冰草晚4d,比蒙農(nóng)1號(hào)蒙古冰草晚6d。蒙農(nóng)根莖冰草和蒙農(nóng)雜種冰草的青綠期相等,均為221d,一般10月24日至11月1日枯黃,比蒙農(nóng)1號(hào)蒙古冰草晚4d。另外,蒙農(nóng)根莖冰草與其他兩個(gè)材料不同,第二年開(kāi)花后(13/7),行間開(kāi)始出現(xiàn)根莖苗,之后呈連續(xù)發(fā)生狀態(tài),由地下根莖節(jié)不斷發(fā)生根莖苗,最終小區(qū)形成密閉的草群。
總結(jié)物候期的觀測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn),與其他兩個(gè)材料相比,蒙農(nóng)根莖冰草是一個(gè)較為晚熟,且具有地下根莖的冰草材料。
3.2 株高與草產(chǎn)量
三個(gè)冰草材料株高與草產(chǎn)量的測(cè)定結(jié)果列表3。
表3 三個(gè)冰草材料株高與干草產(chǎn)量的比較
注:不同小寫(xiě)字母之間差異顯著(P<0.05),下同。
Note: The different small letters indicate significant in same column (P<0.05)
植株高度是影響草產(chǎn)量的重要因子。表3數(shù)據(jù)顯示,三個(gè)冰草材料抽穗期5年株高平均值有所差異,蒙農(nóng)雜種冰草最高(84.5cm),其次是蒙農(nóng)根莖冰草(82.5cm),蒙農(nóng)1號(hào)蒙古冰草最低(76.8cm),與最高的蒙農(nóng)雜種冰草相差7.7cm,差異分別達(dá)到顯著和極顯著水平。干草產(chǎn)量平均值也不同,蒙農(nóng)根莖冰草最大(8728.1kg/hm2),其次是蒙農(nóng)雜種冰草(7444.1kg/hm2),蒙農(nóng)1號(hào)蒙古冰草最低(6257.8kg/hm2),最高的蒙農(nóng)根莖冰草與對(duì)照相比增產(chǎn)28.74%,差異均達(dá)到極顯著水平。三個(gè)冰草材料各年度的株高和干草產(chǎn)量呈不規(guī)律的增長(zhǎng)趨勢(shì)。出現(xiàn)這種結(jié)果的原因,除與材料的本質(zhì)性能有關(guān)外,也與有效降雨量的多少有關(guān)。蒙農(nóng)1號(hào)蒙古冰草莖細(xì)葉小,植株較矮,產(chǎn)草量較?。幻赊r(nóng)雜種冰草具有較好的雜種優(yōu)勢(shì),株高葉大,生長(zhǎng)旺盛,產(chǎn)草量較高;作為新品系的蒙農(nóng)根莖冰草莖粗葉大,生長(zhǎng)旺盛,特別是根莖形成之后,行間不斷出現(xiàn)根莖苗,小區(qū)內(nèi)的植株由原來(lái)的條播行狀,變成了密閉狀草群,產(chǎn)草量表現(xiàn)出較大幅度的提高。
3.3 種子產(chǎn)量及其構(gòu)成因子
2012-2015年三個(gè)冰草材料種子產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的測(cè)定結(jié)果的平均值列表4。
表4 種子產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的比較
注:小寫(xiě)英文字母表示P<0.05水平差異顯著性。
生殖枝數(shù)、小穗數(shù)/穗、小花數(shù)/小穗是構(gòu)成潛在種子產(chǎn)量的主要因子,而生殖枝數(shù)和種子數(shù)/穗是構(gòu)成表現(xiàn)種子產(chǎn)量的主要因子。由表4可以看出,三個(gè)冰草材料四年各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定計(jì)算結(jié)果的平均值均表現(xiàn)出較大的差異。潛在種子產(chǎn)量和表現(xiàn)種子產(chǎn)量均以蒙農(nóng)雜種冰草為最大,分別達(dá)到7276.5kg/hm2和1134.0kg/hm2,其次是蒙農(nóng)根莖冰草,分別達(dá)到4815.4kg/hm2和364.8kg/hm2,蒙農(nóng)1號(hào)蒙古冰草最小,分別為2592.0kg/hm2和276.0kg/hm2。蒙農(nóng)雜種冰草生殖枝數(shù)量大,結(jié)實(shí)率高,千粒重也較大,具有良好的種子生產(chǎn)性能。蒙農(nóng)1號(hào)蒙古冰草生殖枝數(shù)量和結(jié)實(shí)率均排第二位,但因千粒重較小,導(dǎo)致種子產(chǎn)量的計(jì)算結(jié)果值排列第3位。蒙農(nóng)根莖冰草新品系營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛,具有晚熟特性,雖然小穗數(shù)較多,千粒重也較大,但因生殖枝數(shù)較少,結(jié)實(shí)率較低,表現(xiàn)出較差的種子生產(chǎn)性能,這可能與地下根莖發(fā)達(dá),營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛有關(guān)。同時(shí),種子產(chǎn)量及其構(gòu)成因子數(shù)量的多少也與生長(zhǎng)發(fā)育期間的水分條件有關(guān)。
3.4 枝條密度及地下根系發(fā)育狀況
三個(gè)冰草材料枝條密度及根系重量的測(cè)定結(jié)果列表5和表6。
表5 三個(gè)冰草材料枝條密度及根系重量的比較
注: 同小寫(xiě)字母之間差異顯著(P<0.05),下同。
Note: The different small letters indicate significant in same column (P<0.05)
由表5可以看出,三個(gè)供試冰草材料枝條密度5年的觀測(cè)值均表現(xiàn)出極顯著差異。播種當(dāng)年蒙農(nóng)雜種冰草表現(xiàn)出了較強(qiáng)的分蘗能力,枯黃前枝條密度最大,達(dá)到589個(gè)/m2;其次是蒙農(nóng)根莖冰草為446個(gè)/m2;蒙農(nóng)1號(hào)蒙古冰草分蘗能力較差,只有366個(gè)/m2。從第二年開(kāi)始枝條密度的排序發(fā)生了巨大變化,并保持到第五年。由于蒙農(nóng)根莖冰草出現(xiàn)了根莖苗,導(dǎo)致其枝條密度不斷增加,連續(xù)4年位列第一,其次是蒙農(nóng)雜種冰草,蒙農(nóng)1號(hào)蒙古冰草一直位列第三。
由表5還可以看出,三個(gè)供試冰草材料根系重量5年的觀測(cè)值,均以蒙農(nóng)根莖冰草和蒙農(nóng)雜種冰草根系重量較大,平均分別為505.9g/m2和439.3g/m2,無(wú)顯著差異;其次為蒙農(nóng)1號(hào)蒙古冰草,根系重量平均為322.7g/m2,與前二者的顯著差異均達(dá)到極顯著水平。
表6 蒙農(nóng)根莖冰草地下根莖發(fā)育狀況
由表6可以看出,蒙農(nóng)根莖冰草播種第二年開(kāi)始形成地下根莖,單位面積根莖總長(zhǎng)度6.7m/m2,根莖重量為1.7g/m2,根莖重量占根系重量的百分比為1.1%。之后,各年度各項(xiàng)指標(biāo)均呈遞增趨勢(shì)。到2015年,根莖總長(zhǎng)度、根莖重量及其百分比分別到達(dá)87.4m/m2、51.6g/m2和4.1%。表明,隨生長(zhǎng)年限延長(zhǎng),蒙農(nóng)根莖冰草地下根莖愈來(lái)愈發(fā)達(dá)。
生殖枝數(shù)和小花數(shù)是構(gòu)成潛在種子產(chǎn)量的主要因子,而生殖枝數(shù)和種子數(shù)是構(gòu)成表現(xiàn)種子產(chǎn)量的主要因子。三個(gè)冰草材料四年測(cè)算的潛在種子產(chǎn)量與表現(xiàn)種子產(chǎn)量的結(jié)果值均表現(xiàn)出較大的差異。蒙農(nóng)根莖冰草新品系營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛,具有晚熟特性,雖然小花數(shù)較多,千粒重也較大,但單位面積種子產(chǎn)量較低。這與前人研究報(bào)道的冰草普遍存在著結(jié)實(shí)率低、種子產(chǎn)量不高的現(xiàn)象相一致〔12~14〕。
本試驗(yàn)中蒙農(nóng)根莖冰草隨生長(zhǎng)年限的增長(zhǎng),根莖數(shù)量、總長(zhǎng)度、根莖重量均呈遞增趨勢(shì),小區(qū)內(nèi)的植株由原來(lái)的條播行狀,變成了密閉狀草群。這與鄭紅梅〔15〕的有關(guān)根莖冰草混生種群數(shù)量動(dòng)態(tài)進(jìn)行研究結(jié)果一致。
(1)蒙農(nóng)根莖冰草新品系返青早,枯黃晚,青綠期長(zhǎng)。一般在3月中旬返青,11月初枯黃,青綠期可達(dá)229d。與蒙農(nóng)雜種冰草和蒙農(nóng)1號(hào)蒙古冰草表現(xiàn)一致。新品系生育期為130d,比蒙農(nóng)雜種冰草和蒙農(nóng)1號(hào)蒙古冰草種熟期晚4-6d。
(2)蒙農(nóng)根莖冰草新品系植株高大,產(chǎn)草量較高,四年平均干草產(chǎn)量8753.1kg/hm2,比蒙農(nóng)1號(hào)蒙古冰草高39.88%,比蒙農(nóng)雜種冰草17.58%。
(3)蒙農(nóng)根莖冰草新品系潛在種子產(chǎn)量較高(4815.4kg/hm2),表現(xiàn)種子產(chǎn)量較低(364.8kg/hm2)。高于蒙農(nóng)1號(hào)蒙古冰草,低于蒙農(nóng)雜種冰草。
(4)蒙農(nóng)根莖冰草新品系第二年開(kāi)花之后,行間開(kāi)始出現(xiàn)根莖苗,逐漸形成密閉草群。地面枝條密度五年平均值為3956.6個(gè)/m2,顯著高于蒙農(nóng)雜種冰草和蒙農(nóng)1號(hào)蒙古冰草。
(5)蒙農(nóng)根莖冰草新品系根系發(fā)達(dá),具有地下根莖。五年根系重量平均值為505.9g/m2,大于蒙農(nóng)雜種冰草439.3g/m2和蒙農(nóng)1號(hào)蒙古冰草322.7g/m2。生長(zhǎng)第五年根莖總長(zhǎng)度達(dá)到87.4m/m2;根莖重量達(dá)到51.6g/m2,占根系重量的4.1%。
〔1〕云錦風(fēng),米福貴.冰草屬牧草的種類(lèi)和分布.中國(guó)草地,1989,3:7-8.
〔2〕云錦鳳.牧草及飼料作物育種學(xué)〔J〕.中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社.2001:249-252.
〔3〕云錦鳳,米福貴.干旱地區(qū)的一種優(yōu)良牧草一蒙古冰草〔J〕.內(nèi)蒙古草業(yè),1990(2):70-71.
〔4〕云錦鳳,米福貴,林棟.冰草在內(nèi)蒙古中西部地區(qū)的產(chǎn)量試驗(yàn)〔J〕.中國(guó)草地,1990:55-56.
〔5〕張眾,云錦鳳,李艷萍.蒙農(nóng)雜種冰草種子田追肥效應(yīng)初探〔J〕.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,27(4):2-5.
〔6〕云錦鳳,張眾,于卓,解新民,包金剛.蒙古冰草新品系的選育.中國(guó)草地,2005(6):7-12.
〔7〕李紅,羅新義,楊偉光,高海娟,黃新育,楊曌,毛小濤.杜爾伯特扁穗冰草生產(chǎn)性能試驗(yàn)研究〔J〕.草地學(xué)報(bào),2010,18(1):132-136.
〔8〕內(nèi)蒙古植物志編委會(huì).內(nèi)蒙古植物志(第五卷).內(nèi)蒙古人民出版社,1994:137.
〔9〕陳世鐄,齊智鑫.冰草屬植物生態(tài)地理分布和根系類(lèi)型的研究〔J〕.內(nèi)蒙古草業(yè),2005,17(4):1-5.
〔10〕陳世璜.內(nèi)蒙古植物根系類(lèi)型.內(nèi)蒙古人民出版社,1986:68-69.
〔11〕胡寶忠,劉娣.無(wú)性系植物種群的研究進(jìn)展.草業(yè)科學(xué),1999,16(3):62-67.
〔12〕李立會(huì),黃玉.冰草屬研究進(jìn)展〔J〕.遺傳,1993,15(1):45-48.
〔13〕李景欣,云錦鳳.環(huán)境條件對(duì)冰草穗部形狀的影響〔J〕.內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004(5):222-227.
〔14〕殷國(guó)梅,陳世鐄.冰草屬植物無(wú)性繁殖特性的研究〔J〕.內(nèi)蒙古草業(yè),2003(2):7-10.
〔15〕鄭紅梅.羊草和根莖冰草兩個(gè)混生實(shí)驗(yàn)種群的數(shù)量動(dòng)態(tài)及其結(jié)構(gòu)研究〔J〕.東北師范大學(xué)碩士論文,2008
A Study on the Growth Characteristics and Performance of a New Strain ofAgropyronmichnoiRoshev
Chun Lan,Zhang Zhong*,Yun Jin Feng,Gong Qing
Inner Mongolia Agricultural University ,Ecology and Environmental Science college Huhhot 010019,China
The study on the growth characteristics and productive performance of a new strain ofAgropyronmichnoiRoshev was conducted in the forage experiment field of Inner Mongolia Agriculture from 2011 to 2015. The results showed that: The green period was 229d. The hay yield reached to 8753.1 kg/hm2. The Potential seed yield was 4815. 4 kg/hm2. The Presentation seed yield was 364.8 kg/hm2。The rhizome length and weight increased in the 5 years. The new strain can be used to cultivating artificial grassland in cold and drought area at northern China.
AgropyronmichnoiRoshev;growth and development; productive performance
S543+.9
A
2095—5952(2016)02—0028—05
2016-04-10
內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金項(xiàng)目
春 蘭(1988-),女,蒙古族,內(nèi)蒙古通遼市人,碩士,主要從事飼草料栽培與生產(chǎn)加工研究。
張 眾drzhzh@126.com