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)

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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。第二年開花之后，行間開始出現(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)。

1 試驗(yàn)地概況

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 材料與方法

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)稱鮮樣重，室內(nèi)自然干燥后，稱干樣重(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，稱干樣重(恒重)，計(jì)算根莖重量百分比。3次重復(fù)。

3 結(jié)果與分析

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日開始返青。從抽穗期開始有所不同，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)根莖冰草的開花期也最晚，一般6月20日至25日開始開花，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，第二年開花后(13/7)，行間開始出現(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)。

4 討論

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。

5 結(jié)論

(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花之后，行間開始出現(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%。

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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