野生疏花針茅馴化及生產(chǎn)性能研究

施建軍，張德罡，馬玉壽，洪紱曾，3，王彥龍，楊時(shí)海，董全民，李世雄

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)學(xué)院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室/中－美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070；2.青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院，青海 西寧 810016；3.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 草地研究所，北京 100193）

疏花針茅（Stipapenicillata）是針茅屬牧草。在我國(guó)分布于西藏、青海、四川、甘肅和陜西。主要生長(zhǎng)于高山草原和河谷陽(yáng)坡草地，是青藏高原分布較多的一個(gè)種，優(yōu)勢(shì)群落呈點(diǎn)片狀分布在海拔3 100～4 500 m的干燥山坡、礫石草地［1］。疏花針茅為多年生密叢禾草，稈直立，叢生，野生狀態(tài)下株高30～60cm，具1～2節(jié)，基部宿存枯葉鞘。葉鞘微粗糙，葉舌披針形，頂端急尖，長(zhǎng)3～7mm，葉片縱卷呈線形，上面粗糙，下面光滑，長(zhǎng)10～20cm。圓錐花序開(kāi)展，長(zhǎng)15～25cm，分枝孿生，葉間具枕，下部裸露，上部疏生小穗2～4枚，小穗柄長(zhǎng)1～4cm，小穗綠色或紫色，穎披針形，長(zhǎng)8～10mm，外稃長(zhǎng)5～7mm，芒二回膝曲，第1芒柱長(zhǎng)3～7mm，第2芒柱長(zhǎng)4～5mm，均具長(zhǎng)3～4mm的白色柔毛，芒針長(zhǎng)7～18mm，粗糙無(wú)毛。穎果長(zhǎng)圓柱形，具縱長(zhǎng)淺腹溝。

疏花針茅是適合高寒草原荒漠化和高寒草甸黑土灘化治理中建立人工草地的牧草與生態(tài)兼用型草種，具有非常好的栽培馴化前景［2，3］。目前，該草種在其他地區(qū)的引種馴化和選育尚未見(jiàn)報(bào)道。項(xiàng)目組于2002年在青海省瑪沁縣海拔4 000m的陽(yáng)坡采集到該草種后，進(jìn)行引種馴化研究，旨在通過(guò)進(jìn)一步馴化將該草種應(yīng)用于三江源自然保護(hù)區(qū)乃至整個(gè)青藏高原的生態(tài)環(huán)境保護(hù)與治理之中［4－7］。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于大武鎮(zhèn)以西2km處的果洛藏族自治州瑪沁縣大武鎮(zhèn)一大隊(duì)，地理位置為N 34°27.859′，E 100°12.727′，海拔3 756m，年均溫－3.9℃，最冷月1月的平均氣溫為－12.6℃，最熱月7月的平均氣溫為9.7℃，牧草生長(zhǎng)季為156d，無(wú)絕對(duì)無(wú)霜期，年均降水量為513.2mm。試驗(yàn)區(qū)為高寒草甸嚴(yán)重退化后形成的“黑土型”退化草地，其優(yōu)勢(shì)種為鵝絨委陵菜（Potentilla artserina）、甘肅馬先嵩（Pedicularis kan－suensis）、黃花棘豆（Oxytropis ochrocephala）、黃帚橐吾（Ligularia virgaurea）和烏頭（Aconitumsp.）等，土壤為高山草甸土。

1.2 試驗(yàn)方法

種子是2002年在青海省瑪沁縣海拔4 000m的陽(yáng)坡采集的野生牧草種子，手工清選斷芒，2003年3月室內(nèi)發(fā)芽實(shí)驗(yàn)測(cè)定發(fā)芽率為65%，千粒質(zhì)量1.28 g，凈度90%。

1.2.1 播種 2003年6月6月播種，3次重復(fù)，小區(qū)面積為2m×3m，播量1.5g/m2，條播，每小區(qū)播7行，播深2～3cm，行距30cm，區(qū)間距50cm，以112.5 kg/hm2磷酸二銨作底肥。

1.2.2 物候期與生長(zhǎng)高度觀測(cè) 播種第1年從出苗期開(kāi)始，第2、3年從返青期開(kāi)始，每3d觀測(cè)1次牧草生育階段，自6月1日起，每10d測(cè)定1次牧草高度，依生長(zhǎng)情況隨機(jī)測(cè)定20株的自然株高，平均值作為小區(qū)整體生長(zhǎng)高度。自第4年起，每10d觀測(cè)1次牧草生育階段，測(cè)株高和小區(qū)蓋度。每年于返青期測(cè)定越冬率。

1.2.3 產(chǎn)量 2003年9月5日測(cè)定，每小區(qū)取1m樣條兩行，齊地面剪下剔除雜草后稱重；2004、2005年8月22日測(cè)定，2006～2008年8月20日測(cè)定，每小區(qū)取半?yún)^(qū)3m2留茬5cm割下，剔除雜草后稱重，取500g在65℃下烘24h稱重，折算單位面積干草產(chǎn)量。

1.2.4 營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定 將風(fēng)干樣按各指標(biāo)要求過(guò)篩，測(cè)定以下各指標(biāo)：粗灰分用干燒法；粗蛋白用凱氏半微量定氮法；粗脂肪用索氏提取法；全磷用分光光度法。

2 結(jié)果與分析

2.1 物候期觀測(cè)

疏花針茅的馴化栽培物候節(jié)律變化為栽培第1年，播種后19d齊苗，生長(zhǎng)23d達(dá)到分蘗期，分蘗期～拔節(jié)期15d，之后至9月上旬一直處于拔節(jié)期，到9月下旬凍干時(shí)約5%植株孕穗期。次年4月22日返青，越冬率98%，6月下旬孕穗期，孕穗期至抽穗期22d，抽穗至開(kāi)花19d，開(kāi)花至成熟期28d，全生育期136d。整個(gè)生育期生殖生長(zhǎng)不整齊，至8月22日達(dá)到孕穗及孕穗以上的生殖枝占50%，在此期間和之后不斷有植株孕穗，半?yún)^(qū)觀測(cè)至9月下旬，停止生長(zhǎng)達(dá)到孕穗及孕穗以上的生殖枝占65%。抽穗越早的植株最終籽粒飽滿度高，后期抽穗植株沒(méi)有完成灌漿。第2年開(kāi)始，返青時(shí)間一致，物候期逐步提前。2006年后，各物候期穩(wěn)定，整個(gè)生育期125d，比2004年縮短11d。越冬率隨栽培年限增加逐步提高，第3年開(kāi)始均達(dá)到100%（表1）。

2.2 生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)觀測(cè)

疏花針茅次年返青前期生長(zhǎng)緩慢，整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)基本為線性增長(zhǎng)，斜率0.45，線性擬合表明拔節(jié)后期生長(zhǎng)較快，第2個(gè)生長(zhǎng)高峰在8月至9月上旬，此期是疏花針茅生殖生長(zhǎng)的抽穗與開(kāi)花混合期，草層高度明顯提高。至9月25日牧草停止生長(zhǎng)疏花針茅平均草層高度56.5cm，高于當(dāng)?shù)匾吧郝?4.8cm（圖1）。

表1 疏花針茅物候期Table 1 Phenological stages 月－日

由于試驗(yàn)采用的是寬行播種，返青時(shí)的植被覆蓋度只有39%，隨著地上植株的發(fā)育，7月上旬其蓋度可達(dá)到50%，此后隨牧草生長(zhǎng)速度加快，蓋度也快速增加，8月上旬隨生長(zhǎng)速度減緩植被蓋度趨于穩(wěn)定，至9月初達(dá)到95%。2005年和2006年8月下旬蓋度達(dá)到98%和95%。

播種當(dāng)年分蘗2～3個(gè)/株，第2、3年可達(dá)到5～32個(gè)/株，說(shuō)明疏花針茅在不同生境中均具有極強(qiáng)的無(wú)性繁殖能力。從分蘗期到成熟期，牧草在生長(zhǎng)前期分蘗數(shù)呈遞增動(dòng)態(tài)，至7月20日抽穗分蘗數(shù)達(dá)最大值，之后至9月初分蘗數(shù)呈遞減動(dòng)態(tài)。

2.3 營(yíng)養(yǎng)成分

抽穗期疏花針茅粗蛋白質(zhì)占干重的10.13%，粗脂肪占干重的3.40%（圖2），分別高于同區(qū)栽培的垂穗披堿草的9.18%和2.36%。在返青至抽穗之前莖葉柔軟，適口性好，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，各種家畜較喜食，是當(dāng)?shù)厣笙募静墒车闹饕敛葜?。灌漿后，莖稈變硬，采食程度降低。

圖1 2004年疏花針茅生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)Fig.1 Growth dynamics in 2004

圖2 2004年疏花針茅營(yíng)養(yǎng)成分Fig.2 Nutrient contents in 2004

2.4 生產(chǎn)性能

栽培當(dāng)年牧草地上生物量積累較低，2cm以上基本無(wú)產(chǎn)量。第2年（2004年）8月24日單位面積鮮草產(chǎn)量為1 160g/m2，干草產(chǎn)量為516.2g/m2，種子產(chǎn)量為8.6g/m2。鮮干比2.25∶1，莖葉比1∶0.46。第3年（2005年）干草產(chǎn)量達(dá)到1 126.9g/m2，種子產(chǎn)量為50.2g/m2。2006年草產(chǎn)量和種子產(chǎn)量開(kāi)始下降，但仍高于2004年，莖葉比趨于穩(wěn)定。2007年草產(chǎn)量低于2004年，2008年進(jìn)一步下降，表明疏花針茅產(chǎn)量高峰期在栽種后第3、4年。

表2 疏花針茅生產(chǎn)性能Table 2 Productivity of s.penicillata

3 小結(jié)

針茅屬植物是典型草原優(yōu)勢(shì)種之一，內(nèi)蒙草原上的大針茅型草原、貝加爾針茅型草原、短花針茅型草原等，環(huán)青海湖的紫花針茅型草原是當(dāng)?shù)氐膬?yōu)良草原。青藏高原高寒草原的退化被認(rèn)為是災(zāi)難性的，選擇在高寒草原分布較廣的疏花針茅進(jìn)行栽培馴化，研究其生長(zhǎng)生產(chǎn)特性，為下一步的大面積栽培和種子生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

結(jié)果表明，疏花針茅種植第2年完成生殖生長(zhǎng)，第3年物候期穩(wěn)定，與野生疏花針茅物候期接近。疏花針茅粗蛋白質(zhì)含量較高，返青至抽穗之前，莖葉柔軟，葉量豐富，各種家畜較喜食。疏花針茅第3年生產(chǎn)性能最高，干草產(chǎn)量達(dá)到1 126.9g/m2，種子產(chǎn)量達(dá)到50.2 g/m2，產(chǎn)量高峰在第3、4年，2006年牧草產(chǎn)量下降。疏花針茅抗寒性和抗旱性強(qiáng)，返青早，分蘗多，適于在高寒區(qū)建立刈牧與生態(tài)兼用型人工草地。對(duì)疏花針茅的進(jìn)一步馴化研究與擴(kuò)繁生產(chǎn)，有利于緩解三江源區(qū)高寒草原地區(qū)適宜草種極度缺乏的嚴(yán)峻局面，促進(jìn)該地區(qū)草地生態(tài)環(huán)境恢復(fù)和草地畜牧業(yè)發(fā)展。

［1］劉尚武.青海植物志（第4卷）［M］.西寧：青海人民出版社，1999：87－91.

［2］吳玉虎，梅麗娟.黃河源區(qū)植物資源及其環(huán)境［M］.西寧：青海人民出版社，2001：154－155.

［3］吳玉虎.多年生牧草引種試驗(yàn) ［J］.中國(guó)草原，1983，15（1）：67－69.

［4］施建軍，李青云，李發(fā)吉，等.高寒牧區(qū)多年生禾草引種試驗(yàn)初報(bào)［J］.青海畜牧獸醫(yī)雜志，2003（3）：12－13.

［5］馬玉壽，李有福，來(lái)得珍，等.草地早熟禾栽培馴化研究初報(bào)［J］.青海畜牧獸醫(yī)雜志，2003（3）：6－7.

［6］張蓉，豆衛(wèi)，高占琪，等.高寒地區(qū)紅豆草苜蓿不同栽培模式生產(chǎn)性能比較研究［J］.草原與草坪，2011，31（1）：8－11.

［7］施建軍，馬玉壽，董全民，等.“黑土型”退化草地優(yōu)良牧草篩選試驗(yàn)［J］.草地學(xué)報(bào)，2007，15（6）：543－549.