宁镇丘陵地区假俭草资源坪用特性初探
2011-04-25顾洪如沈益新
梁 琼,顾洪如,沈益新
(1.南京农业大学动物科技学院,江苏 南京 210095;2.江苏省农业科学院畜牧研究所,江苏 南京 210014)
假俭草(Eremochloaophiuroides)植株低矮、茎叶密集、成坪后平整美观、绿期长[1],广泛分布于长江以南各省区,是我国特有的优良草坪草种之一。假俭草常野生于低山林缘空旷地、河岸或冲积地块、旱田田岸或边角地块。假俭草不仅适应性广,而且耐践踏,再生能力强,是理想的放牧牧草和草坪草[2]。近年来国外学者对假俭草的耐阴性、耐寒性、耐旱性、育种和遗传变异等方面进行了一系列的研究[3-6]。目前,假俭草在美国东南部已被大量用于建植草坪[7]。国内对假俭草的研究起步较晚,主要集中在抗寒性、抗旱性、耐阴性、栽培管理以及种子萌发等方面[8]。刘建秀等[9]收集了一些中国野生假俭草种质,并对主要性状的变异进行了分析。白史且等[10]对采自四川、重庆、广东、湖南、湖北、江西和江苏等地的15份假俭草种质资源进行观测分析,结果表明,株高、匍匐茎长度以及叶长等形态指标变异较大。据野外观察,宁镇丘陵地区的假俭草自然分布广泛,并形成低矮、密集、平整、翠绿美观的草地,但目前对该地区假俭草种质资源的研究报道较少。研究该地区野生假俭草的生长特性,对该草种的合理开发利用及丰富该地区的草坪种类,促进草坪业的发展具有重要意义。本研究对采集于宁镇丘陵地区的8份野生假俭草的生长特性、越冬性和开花特性进行观测和分析,并对草坪质量进行评价,为假俭草品种选育提供依据。
1 材料与方法
1.1试验地概况 试验地设在江苏省农业科学院试验园区,地处长江中下游地区,32°32′ N、118°48′ E,属亚热带季风气候区,年平均温度15.7 ℃,年均降水量1 100 mm左右,全年无霜期220~240 d,≥10 ℃年积温约4 800 ℃·d。试验地土壤肥力中等,地力均匀。
1.2试验材料 供试材料共11份,其中海南、广东和四川的假俭草材料为对照。试验材料的地理分布见表1。
1.3试验设计 试验材料于2009年6月移植至试验地内,试验材料均选择生长健壮植株,取其含顶端的茎段为扦插材料。每份材料移植1个小区,小区面积2 m×4 m,小区间隔0.5 m。待植株材料生长定根即开始试验,整个试验过程进行常规管理。
表1 供试材料的地理分布
1.4观测项目与方法 试验期间观测各种质材料的生物学特性和坪用性状,定株测量植株生长情况。
匍匐茎生长速度(cm/d):每小区定10个匍匐茎,以两次匍匐茎观测值之差除以生长天数计算。
主茎分枝(枝/d):每小区定10个匍匐茎,以匍匐主茎分枝数两次观测值之差除以生长天数计算。
植株质地:随机采集完全展开的健康叶片10片,测其长、宽。
绿色期:根据返青期和枯黄期的时间计算出绿色期。用100个方格的1 m2正方形样方框随机取样,统计返青或枯黄的格数,记录百分数和日期,以草坪返青或枯黄50%以上的日期作为返青期或枯黄期。
相对电导率(REC):采用电导率仪法[11]。先将处理过的叶片用去离子水冲洗3次,用洁净滤纸吸干表面水分,然后剪成0.5 cm的小段,准确称取0.5 g,装入具塞试管,加25 mL去离子水,真空抽气10 min,振荡,加塞,在室温下静置1 h,3次重复。用电导率仪测得电导率值E1,然后沸水浴10 min,冷却后测得电导率值E2。
REC=E1/E2×100%。
越冬率:入冬前(秋季最后一次修剪时)以10 cm×10 cm的铁丝样方取样确定其分枝数;完全返青后以同样的方法确定其分枝数。
越冬率=返青后分枝数/冬前分枝数×100%。
叶色、均一性、覆盖度采用目测法,评分标准参见刘建秀[12]的综合评价标准进行9级评分,1级为小区内草坪草基本枯死,9级为完全绿色草坪状态,其中盖度、颜色、质地、均一性权重系数分别为0.5、0.2、0.2、0.1。
1.5数据分析 采用Excel和SAS(Ver. 8.2)软件对数据进行统计分析。
2 结果与分析
2.1生长特性
2.1.1匍匐茎生长速度及主茎分枝数 假俭草的匍匐茎生长迅速,侵占能力强[1]。不同来源地的假俭草匍匐茎生长速度存在明显差异(表2),生长速度超过或等于对照E13的为E01、E07、E08、E11和E12,其余的都比对照E04、E06和E13生长慢。宁镇丘陵地区的假俭草中,E11与E05、E09、E10,E12与E05、E10之间存在显著差异(P<0.05);E10与E01、E07、E08、E11、E12之间存在极显著差异(P<0.01);E01、E07、E08、E09、E12间无显著差异(P>0.05)。E10生长速度最慢,仅有1.61 cm/d;而作为对照的E04生长速度最快,达到了3.40 cm/d,比E10生长速度快一倍。
不同来源地的假俭草匍匐主茎分枝数差异较小,均在0.6~0.7 枝/d,只有材料E07显著高于E10(P<0.05)(表2)。据田间观察,假俭草的分枝能力很强,而且侵占性也较强,能较快地覆盖地面,从而很好地抑制杂草的生长。
表2 不同来源地假俭草的生长特性比较
2.1.2叶片质地 叶片长度、宽度在不同来源地假俭草间均存在显著差异(表2)。E01的叶片最宽,达4.5 mm;E12的叶片最窄,仅为3.5 mm。E05的叶片最长,达3.46 cm;而E08的叶片最短,仅为1.81 cm。从测量结果可以看出,E01植株叶片质地最差。宁镇丘陵地区的假俭草叶片质地存在显著差异,其中叶片宽度在4.0 mm以下的仅有E08、E09、E12,而其他材料的叶片宽度均在4.0 mm以上。
2.2越冬性
2.2.1绿色期 不同来源地的假俭草种质间绿色期存在明显不同(表3)。其中,E10返青最早,2010年4月12日开始返青;E09,E05,E01、E08和E12,E07和E11的开始返青时间分别为2010年4月21日、22日、23日、26日;而对照E04、E06返青最晚,为2010年5月24日,E13开始返青时间为4月26日。各野生假俭草枯黄时间相近,均在2009年11月下旬,枯黄期集中于11月20-30日。宁镇丘陵地区假俭草的绿色期均超过200 d。E10是返青最早、枯黄最晚的材料,因此,绿色期也最长,达到232 d,比E04和E06的绿色期长52 d,比E13的长20 d。E07的绿色期最短,只有208 d,比E04和E06的绿色期长28 d。
表3 不同来源地假俭草的物候期
2.2.2相对电导率 所有野生假俭草材料随着温度的降低,REC逐渐上升,但各自上升的幅度不一致(表4)。各野生假俭草材料不同温度间的REC差异显著(P<0.05)。在最低温度为16 ℃的2009年10月10日,E05的REC值最高,E11的最低,两者相差28%;当最低温度只有6 ℃的2009年11月3日,宁镇丘陵地区的假俭草的叶片REC值之间存在显著差异,能够保持在50%以下的有E09、E10、E11、E12,说明它们的耐寒能力较强。在温度不断下降的过程中,E10、E12的叶片REC值都保持一个比较平稳变化的趋势,这可能同其具有较强的抗寒能力相关。
2.2.3越冬率 宁镇丘陵地区的假俭草材料的越冬率在不同材料间有差异(表4)。其中E10的越冬率最高,达到了25%,除对照材料的E04、E06返青率(2010年4月4日)极低外,其他材料均在13%以上。因此,E04、E06在南京地区不能很好越冬,将会影响整个草坪景观。
表4 不同来源地及不同采样时间假俭草的相对电导率及越冬率 %
2.3开花特性 各个野生假俭草的开花特性有着明显的差异。宁镇丘陵地区的假俭草E01、E05、E07、E08、E09、E10、E11、E12均抽穗开花,但抽穗时间不一致,分别为2010年6月27日、6月30日、7月4日、7月7日、7月5日、6月25日和7月22日;而E04、E06并未抽穗(表3)。假俭草的花穗颜色也有差异,E10的是黄绿色,其他材料的花穗是紫红色。
2.4草坪质量评价 不同假俭草材料的草坪质量评价各不相同。E11、E12的盖度高,色泽鲜绿,质地较细,均一性好,具有较好的草坪质量;E05、E09次之;E10的盖度达到8.0分,均一性7.8分,但叶色只有5.0分,质地只有4.7分,其质量评价最低。综合评价,宁镇丘陵地区假俭草的草坪质量均比E06的高,E01、E07和E10比E13差(表5)。
表5 草坪质量评价分值
3 讨论与结论
1) 宁镇丘陵地区假俭草形态差异很大,具有显著的形态多样性。试验表明,宁镇丘陵地区的假俭草的匍匐茎生长速度、主茎分枝数、叶片长度及质地都有显著差异。匍匐茎生长速度最快和最慢的分别是E11和E10,两者相差0.85 cm/d;E07和E10的匍匐主茎分枝数有显著差异;E12的叶片质地最好。对于假俭草种质资源生态型的多样化,白史且等[10]认为可能与其生境的多样化有关。宁镇丘陵地区假俭草种质资源在匍匐茎生长、叶片长度等形态上表现出明显的变异,这与刘学诗和刘建秀[13]对中国东部假俭草种质资源外部性状和形态类型的研究结果相似。
2) 宁镇丘陵地区野生假俭草间的越冬特性有显著差异。宁镇丘陵地区野生假俭草间的绿色期有很大差异,最长(E10)与最短(E07)的相差长达24 d。本研究中,相对于海南和广东地区的假俭草,宁镇丘陵地区假俭草的青绿期较长,表明高纬度地区的材料,返青期越早,青绿期越长。我国假俭草种质资源抗寒性变异较大[14],从试验结果和田间观察来看,E10的越冬性明显好于宁镇丘陵地区的其他几个假俭草材料。
3) 宁镇丘陵地区假俭草的开花特性有较大差异。宗俊勤等[15]对中国野生假俭草的生育物候期变异分析中,发现孕穗期变异最大,且随纬度的增加而提前。宁镇丘陵地区假俭草比E04、E06抽穗时间要早,但是抽穗时间不一致,这是由植物对光周期及周围环境的反应决定的[16]。
本研究中,宁镇丘陵地区的假俭草在形态和生理生态上均具有差异,其坪用特性也存在较大差异。郑轶琦等[17]对假俭草杂交后代部分外部性状的遗传分析表明,假俭草的5个外部性状(叶片长度、节间长度、草层高度、节间直径、叶片宽度)都有不同程度的变异。假俭草是一种多用途草坪草,适合建植不同类型的草坪。宁镇丘陵地区地处长江下游流域,生境多样化,形成假俭草生态型的多样化,表明假俭草对生境变化敏感,表型可塑性大,环境适应能力强。刘金平和王艳[18]研究野生葎草(Humulusscandens)在南充地区的性状时,发现不同葎草种群构件性状与数量都表现出差异。从草坪质量评价上看,宁镇地区假俭草的综合评价分数除E10为6.7分外,其他均在7.0分以上。虽然E10综合评价成绩不高,但是其越冬性好,青绿期长,适合作为运动场草坪和观赏草坪。E11、E12拥有较好草坪质量,适合建植绿地草坪。宁镇地区假俭草种质资源丰富,坪用特性变异大,具有显著的基因多样性,是进行该地区优质品种选育、驯化的重要基因资源。
[1]郭成宝,陈卫宇,闫美玲,等.假俭草的坪用性状研究[J].广东农业科学,2005(5):37-38.
[2]陈志宏,李晓芳,贠旭疆,等.我国草种质资源的多样性及其保护[J].草业科学,2009,26(5):1-6.
[3]Johnson W J,Dickens R.Centipedegrass cold tolerance as affected by environmental factors[J].Agronomy Journal,1976,68(1):83-85.
[4]Hook J E,Hanna W W.Drought resistance in centipedegrass cultivars[J].Hortscience,1994,29 (12):1528-1531.
[5]Weaver K R.DNA amplification fingerprinting and hybridization analysis of centipedegrass[J].Crop Science,1995,35(3):881-885.
[6]Wells D W,Constantin R J.Turfgrass compared indense shade[J].Louisiana Agriculture,1983,26(4):22-23.
[7]Hanna W W.Centipedegrass diversity and vulnerability[J].Crop Science,1995,35:332-334.
[8]王晖,周守标,刘量.中国野生假俭草的研究现状[J].生物学杂志,2004,21(1):3-5.
[9]刘建秀,朱雪花,郭爱桂,等.中国假俭草种质资源主要性状变异及其形态类型[J].草地学报,2004,12(3):183-188.
[10]白史且,苟文龙,张新全,等.假俭草种群变异和生态特性的研究[J].北京林业大学学报,2002,24(4):97-101.
[11]李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京:高等教育出版社,2000:195-197.
[12]刘建秀.草坪坪用价值综合评价体系的探讨Ⅰ.评价体系的建立[J].中国草地,1998(1):44-47.
[13]刘学诗,刘建秀.中国东部假俭草种质资源多样性初步研究Ⅱ.外部性状变异及其形态类型[J].安徽农业大学学报,2004,31(1):15-21.
[14]宣继萍,郭海林,刘建秀,等.中国假俭草种质资源抗寒性初步鉴定[J].草业学报,2003,12(6):110-114.
[15]宗俊勤,郭爱桂,刘建秀.中国假俭草种质资源物候期的变异分析[J].中国草地学报,2006,28(6):61-67.
[16]刘学诗,刘建秀.中国东部假俭草种质资源多样性初步研究Ⅰ.物候期变异及其规律[J].中国农学通报,2004,20(5):180-182,186.
[17]郑轶琦,符心童,郭海林,等.假俭草杂交后代部分外部性状的遗传分析[J].草业学报,2009,18(6):264-269.
[18]刘金平,王艳.南充地区野生葎草构件性状多样性分析[J].草业科学,2009,26(8):68-71.