新麦草新品系生物学特性及生产性能研究.pdf
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1、收稿日期:2006 - 03 - 13 ;修回日期:2006 - 06 - 16 基金项目:科技部 “863” 计划(2002AA241101) ;内蒙古科技厅 草业虚拟院攻关项目(20040601) 作者简介:云锦凤(1941 - ) , 女(蒙古族 ) , 教授,博士生导师, 中国草学会理事长,40年来一直从事牧草育种的教学和科研工作, 已发表论文80余篇,出版教材及专著5部1 文章编号:167325021(2006)0520001207 新麦草新品系生物学特性及生产性能研究 云锦凤1,王 勇1,徐春波2,云 岚1 (1 1 内蒙古农业大学生态环境学院,内蒙古 呼和浩特 010019 ;
2、21 中国农业科学院草原研究所,内蒙古 呼和浩特 010010) 摘要:对新麦草新品系及对照山丹新麦草的物候期、 生长速度、 草层结构、 开花习性、 产量性状等生物学特性和 生产性能的研究结果表明,该品系具有抗寒、 耐旱性强、 返青早、 生长发育快、 青绿持续期长、 分蘖多、 须根系发达、 开 花整齐和产量高等优良特点,适宜于干旱半干旱地区栽培,具有很好的推广种植前景。 关键词:新麦草新品系;山丹新麦草;生物学特性;生产性能 中图分类号:S543 文献标识码:A 新麦草属(PsathyrostachysNevski)是禾本科 (Gramineae)小麦族( Triticeae)中较小的一个属,
3、全世 界约10种1 ,3,主要分布于欧亚地区的草原及半荒漠 地区。新麦草原产于中亚和西伯利亚4,在我国自然 分布区位于天山、 阿尔泰山和青藏高原等地。我国现 有4个新麦草野生种,另外还有育成的品种 山丹 新麦草和紫泥泉新麦草,均登记为野生栽培种。北美 在新麦草育种上做了大量工作,美国和加拿大目前已 育成新品种7个,主要用于干旱及半干旱地区永久草 地的补播和人工旱作放牧场的建设2。 为了提高新麦草的产量和品质,从20世纪80 年代初我们进行了新麦草新品种的选育,1984年从 美国农业部农业研究局牧草饲料作物研究所引入原 始材料Bozoisky ,采用单株种植和混合选择选出新 品系P8401 ,1
4、9941996年与国外新麦草新品种进 行品比试验,20012004年又与山丹新麦草进行了 品比试验。多年的试验研究及栽培实践表明,新麦 草新品系在试验区表现出返青早、 产量高、 生长发育 快、 青绿持续期长、 分蘖多、 基部叶量丰富、 须根系发 达、 抗逆性强、 长寿命等特点,适宜在干旱半干旱地 区栽培种植,具有很好的推广应用价值。现就该品 系在呼和浩特地区的生长发育情况、 生物学特性及 生产性能进行报道,为新品种审定登记、 科研、 生产 提供基础依据5。 1 研究材料及方法 试验在呼和浩特市内蒙古农业大学牧草试验站 进行。研究材料为新麦草新品系(Psathyrostachys juncea)
5、 ,对照为山丹新麦草Psathyrostachys j un2 cea(Fisch1) Nevski cv1Shandan 。对比试验,三 次重复,2002年7月27日播种,条播,行距60cm , 播量18175kg/ hm2,小区面积10m2 (2m 5m) 。 2 观测内容及方法 211 物候期及生长速度 新品系及对照各生育期均以50 %植株进入该 物候期计。返青后定株10株,每隔10d记录垂直高 度、 叶片长度。于每个生育期选取50cm样线测定 枝条数量,三次重复。 212 草层及根系结构 在花期测定草层结构,自地面起每10cm一层, 每层2030cm2,分别测量各层的生物量及茎、 叶、
6、 花序重量,三次重复。地面下每10cm一层分别测 量植株每层根系的重量,三次重复。 213 开花习性 采取整体、 定株、 定穗、 定花的方法观察整体、 一 日、 一穗开花动态,同时记录当时的温度和湿度情 况。 214 穗部性状 成熟期采集一米样线内全部成熟穗,测定穗长、 穗宽、 穗重、 每穗小穗数、 每穗种子粒数、 单穗种子净 重等指标,五次重复。 215 产量性状 于不同生育期测定鲜草产量,同时测茎叶比,每 1 第28卷 第5期 Vol128 No15 中 国 草 地 学 报 Chinese Journal of Grassland 2006年9月 Sept. 2006 次刈割留茬5cm ,
7、三次重复。成熟期测定种子产量, 五次重复。 3 结果与分析 311 物候期 新麦草新品系不同年度间生育期相差不大,前后 不到5d ,这可能与春天返青时温度高低有关。在呼和 浩特地区,生育期平均100105d。新品系前期生长迅 速,从返青到孕穗需要4050d ,为生育期的2/ 5;后期 生长较为缓慢,从抽穗到成熟约需5055d完成当年 生活周期。开花始于5月底6月初,持续1015d ,这 一时期是进行杂交的最适时期,但由于开花时间比其 它牧草早,因而花期与其它牧草不遇。盛花后一周左 右开始结实,整个结实期需20 30d( 表 1) 。 表1 新麦草新品系与山丹新麦草不同年度物候期比较(月/日)
8、Table 1 Compare with phenophase on 2 kinds of Russian wildryes in difference years ( month/ day) 年 度 Year 品 种 Variety 返青/出苗 Turning - green stage 分蘖 Tillering stage 拔节 Jointing stage 孕穗 Booting stage 抽穗 Heating stage 开花 Blooming stage 结实 Mature stage 枯黄 Scorch stage 生育 天数 Procreate days(d) 2002新麦草新品
9、系8/ 108/ 189/ 15始 (第1年)山丹新麦草8/ 98/ 169/ 10始 2003新麦草新品系3/ 194/ 204/ 215/ 15/ 25/ 85/ 95/ 145/ 155/ 316/ 16/ 96/ 107/ 3 11/ 111/ 17106 (第2年)山丹新麦草3/ 204/ 204/ 215/ 35/ 45/ 115/ 125/ 16 5/ 175/ 316/ 16/ 126/ 137/ 3 10/ 2611/ 14105 2004新麦草新品系3/ 244/ 104/ 114/ 204/ 215/ 15/ 25/ 105/ 115/ 245/ 256/ 36/ 47/
10、 311/ 311/ 15101 (第3年)山丹新麦草3/ 264/ 134/ 144/ 224/ 235/ 25/ 35/ 105/ 115/ 245/ 256/ 36/ 47/ 311/ 111/ 1399 通过三年的物候期观测发现,新麦草新品系各 物候期较山丹新麦草均提前24d。新品系从播种 到出苗历时5d ,较对照早1d ,这种特性不仅出现在 同一年度,也表现于不同年限间。在相同气候、 水肥 条件下,新麦草较其它禾本科牧草如冰草、 披碱草、 老芒麦等具有返青早、 成熟快等特点,返青早于其它 牧草约710d ,种子成熟则早20d左右,整个物候 期在100105d。 312 生长速度 新品
11、系及山丹新麦草生长速度在整个生育期呈 “S” 型曲线(图 1) 。返青至拔节期生长缓慢,此时期 为根及分蘖芽旺盛生长期;抽穗期后生长速度加快, 盛花期后则转为生殖生长期,营养生长变缓;结实期 到种子成熟,营养生长基本停止,茎叶储藏的营养物 质用以供应种子发育。总体来看,新品系在生育期 各阶段的生长速度均快于山丹新麦草。在整个生长 季内,四年生新品系的生长速率为1144cm ,三年生 新品系为1121cm ,而三年生山丹新麦草为0191cm。 图1 新麦草新品系、 山丹新麦草生长速度曲线 Fig11 The growth speed curves of 2 kinds of Russian wi
12、ldryes 2 中国草地学报 2006年 第28卷 第5期 当栽培条件相同时,单位面积产草量很大程度 取决于品种的株高、 叶量及分蘖数量。孕穗及抽穗 期是禾本科牧草利用的最佳时期,抽穗期的株高在 供试品种之间差异较大,2003年新品系绝对高度为 29122cm ,比对照山丹新麦草高10171cm ,相对增幅 为57186 %; 2004年 度 为58119cm ,增 幅 为 26167 %。 叶片是为植株提供营养的重要器官,同时也是 牧草被家畜利用的主要部分,因此叶片的生长快慢 对于牧草的生产价值具有重要意义。新品系叶片生 长速率,在前期日均较山丹新麦草快01307cm ,中期 为01121
13、cm ,后期为01125cm。整个生长季山丹新 麦草日均叶子长度 增加0141cm ,新品 系 增 加 015cm。叶片宽度两品种差别甚微,新品系略优于 山丹新麦草(见表 2) 。 表2 新麦草新品系与山丹新麦草叶部生长速率(cm/ d)比较 T able 2 The leaves growth speed of 2 Russian wildrye varieties (cm/ d) 项 目 Item 品 种 Variety 时 期 Period 前期生长 (返青分蘖) Early Period 中期生长 (抽穗开花) Middle Period 后期生长 (开花成熟) Last Period
14、 叶 长 三年生新麦草新品系017840134301128 三年生山丹新麦草014770122201003 叶 宽 三年生新麦草新品系010030100201000 三年生山丹新麦草010030100101000 枝条数是鲜草产量的主要决定因子之一。从图 2可知,新麦草新品系在花期枝条数多于对照28 74个,增幅为10 %26 %。另外,新品系四年生植 株枝条数高出二年生植株1615 % ,说明随年限增加 新品系枝条数目也相应增加。 图2 新麦草新品系与山丹新麦草枝条数量比较 Fig12 Comparision of number of branches on 2 Russian wildry
15、es varieties 313 草层结构及根层结构 31311 草层结构 新麦草新品系结实期草层结构如图3。从图3 可见,结实期地上部分总生物量主要集中在距离地面 30cm层内。叶层主要集中于植株下部,最高密度位 于地上1020cm内。花序多集中于上部,90 120cm层内花序最多。地上3080cm内生物量以茎 为主,茎重由下层至上层递减。从草层结构可以看 出,新麦草新品系为典型的下繁禾草。新麦草为喜光 植物,基部的叶层生物量堆积势必会影响植物体叶片 光合作用,从而影响新麦草的生长发育,因此适当稀 植将有利于枝条特别是生殖枝的生长发育。 31312 根层结构 新麦草根系为须根系,具有短而强壮
16、的根茎,根 系发达并具有沙套。在距地面030cm土层中,0 10cm土层地下生物量占到整个地下生物量的 79137 %(包括根系和土表下的茎基部分及分蘖芽, 见图36 ) , 地下050cm层内生物量为总生物量的 97167 % ,70cm以下的生物量非常少。图3表明,四 年生新品系的根系主要分布于土表下050cm范 围内,最深可达地下100cm ,这十分有利于吸收土壤 水分和营养。 3 云锦凤 王 勇 徐春波 云 岚 新麦草新品系生物学特性及生产性能研究 图3 新麦草新品系地上地下生物量层次结构图 Fig13 The biomass structure of new strain above
17、 and under ground 314 开花习性 3月底返青后,经过70d左右进入花期(一般为 5月下旬至6月上旬 ) , 开花比较整齐,整个花期延 续15d左右,盛花期约为7d7。新品系生殖枝条发 育不同步,在7月初结实收获时仍有少量孕穗期的 枝条。 31411 一日开花动态 通过观察发现,在晴朗、 无风的条件下新麦草新 品系从上午9点到下午19点都有开花,但上午开花 较少,开花时间主要集中下午1230到1530。 开花适宜温度为3235,相对湿度在20 %36 % 之间(见图 4) 。阴雨天开花推迟,阴雨天过后开花 才可能发生,并且是集中开放。如果花期遇到连阴 雨天气,则明显地影响开花
18、授粉及种子产量。 图4 新麦草新品系单一花序一日内开花动态 Fig14 The dynamic of blooming on a spike of the new strain heat a day 31412 单穗开花动态 新麦草新品系为紧密的穗状花序,每穗3035 节,每节24小穗,每小穗23花,开花时一穗顺 序是中部先开,再由穗中部向两端开放。其上的小 花依据穗轴上着生位置顺次开放,即靠近穗轴的小 花先开放8。 31413 小花的开放 小花开放时,内外稃首先张开,当外稃张开15 度左右时,可见红紫色花药;外稃角度达到45度左 右时,经35s花药下垂,借助风开始散粉,雄蕊完 全伸出垂落约需
19、1min左右;内外稃张开后约10min 左右开始闭合,30min完全闭合,完成开花整个过 程。开花全程大约需要35min。 315 穗部性状 测定结果(表 3) 表明,不同年限新麦草新品系 的穗长、 穗宽基本没有差别,说明新品系在相同栽培 4 中国草地学报 2006年 第28卷 第5期 条件下穗部形态较一致。从单穗种子净重来看,四 年生新品系较三年生增重0108g ,增幅18 % ,这可能 是四年生种子产量较三年生植株有较大幅度提高的 主要原因之一。 表3 新麦草新品系与山丹新麦草穗部主要性状比较(单穗) Table 3 Comparision of major characteristics
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- 麦草 品系 生物学 特性 生产 性能 研究
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