MT－1象草新品系与Mott矮象草形态特征及产量性状的比较

李有涵，唐 然，朱琼华，卢小良，解新明

（华南农业大学农学院草业科学系，广东 广州510642）

象草（Pennisetum purpureum）是禾本科狼尾草属多年生草本植物。20世纪30年代从缅甸引入我国广东、四川等省试种。象草再生能力突出［1］，光合能力较强［2］，具有抗逆性强、适应性广、利用年限长等特点［3］，在我国南方地区得到广泛应用。Mott象草（P．purpureumcv．Mott）又称矮象草，是20世纪70年代由美国科学家育成的象草品种。我国于1987年从美国引进，并于1994年由广西畜牧研究所在我国登记注册［4］。Mott象草适应性与抗逆性强、粗蛋白含量与消化率高、叶量大、动物利用增产效果显著［5］，既可青饲又可青贮［6］，可用于饲喂猪、牛、鹅、鱼［7］，是亚热带地区的优质牧草。

考虑到Mott象草产量不是很高［8］，在1999年，华南农业大学南方草业中心从 Mott象草种群中分离出一变异株系，进而选育出了MT－1象草新品系（P．purpureumcv．MT－1）。目前，针对 MT－1象草新品系与Mott象草的比较研究主要集中在象草种质资源遗传关系［9－10］、外稃形态特征［11］、木质素合成关键酶活性［12］以及木质素含量［13］等方面。针对MT－1象草新品系与Mott象草形态特征及产量性状的基础性研究尚未见报道。本研究分别于2007－2009年每年的营养生长期和生殖生长期，对MT－1象草新品系和Mott象草的形态特征进行比较，在构件水平上对MT－1象草新品系和Mott象草的各构件生物产量、株丛产量进行了分析，旨在为MT－1象草新品系的评价及推广应用提供理论依据。

1 材料与方法

1．1 试验地自然概况 试验地位于华南农业大学增城宁西实验基地，地理坐标23°14′N，113°38′E，属亚热带季风气候。年平均气温21．6℃，最热月为7月，月平均气温29．4℃，极端最高气温38．6℃；最冷月为1月，月平均气温13．3℃，极端最低气温－1．9℃。全年积温7 910．9℃·d，年平均降水量为1 967．8mm，年平均太阳辐射值为4 367．2～4 597．3MJ·m－2，年平均日照时数为1 707．2h。

1．2 研究方法 本研究以 MT－1象草新品系和Mott象草为试验材料，于2006年3月种植于试验基地，采用随机区组设计，3次重复。每个小区内种植3行，每行9株，株距和行距均是1m，小区间距1．5m。在每年3、5和8月分别施用尿素50 kg·hm－2，每年4月施三元复合肥（N∶P2O5∶K2O＝1 5∶6∶8）90kg·hm－2一次。于2007－2009年，分别在每年的6月（营养生长期）和12月（生殖生长期）进行刈割，留茬高度10cm。取样对象为各小区中间行的7个株丛，每个株丛中各取1分株，共计21个分株。取材时测量分株的株高（cm）以及株丛的分蘖数。丛径（cm）仅在2008和2009年进行测定，测量刈割后留茬截面3个不同角度的径向直径，取平均值。在室内将分株的叶片（鲜叶片和叶鞘）、枯死叶（枯黄的叶片和叶鞘）、茎秆、花序构件进行分离，80℃下烘干至质量不变后测定分株各构件生物量（g）。利用分株的干鲜比和株丛鲜质量估计出株丛的生物量（g），利用株丛生物量估算出象草生物产量（kg·hm－2）。

1．3 数据处理 利用Excel 2007软件对试验数据进行统计，并绘制图表。利用SPSS 17．0软件进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2．1 象草品种（系）形态特征的比较 对于株高来说，MT－1象草的株高极显著高于 Mott象草（P＜0．01）（图1）。在营养生长期，Mott株高为155．15～156．38cm，而 MT－1的株高为264．95～317．52cm，是 Mott株高的1．71～2．03倍；在生殖生长期，Mott株高最高为185．62cm，而MT－1株高最低为378．29cm，MT－1株高是 Mott的2．15～2．54倍。MT－1象草生殖生长期的株高均高于营养生长期，不同生长期间株高的落差最小为60．77 cm，最大可达116．65cm。而2009年Mott象草生殖生长期株高低于营养生长期，这与MT－1象草株高的变化规律不一致。从2007到2009年，MT－1的株高在各个生长期内均有一定的起伏变化；而Mott营养生长期株高3年间没有显著差异（P＞0．05），但生殖生长期株高却是逐年显著（P＜0．05）降低的。

对于分蘖数来说，MT－1象草与Mott象草分蘖数有一定的差异（图2）。营养生长期，除2009年外，MT－1分蘖数均低于Mott。在2007年营养生长期，Mott分蘖数极显著高于 MT－1（P＜0．01），分蘖数差距达10．00个；生殖生长期，MT－1分蘖数均低于 Mott，Mott分蘖数最高可达40．00个，而 MT－1最高仅可达34．14个。从营养生长期到生殖生长期的过程中，Mott象草生殖生长期分蘖数有所增长，比营养生长期分蘖数多1．47～6．03个；然而，MT－1象草分蘖数变化并没有表现出明显的规律。从2007到2009年，Mott分蘖数均无显著差异（P＞0．05）；然而，MT－1的分蘖数则逐年增加，在2009年分蘖数达到最大，为39．10个（营养生长期）和34．14个（生殖生长期）。

MT－1象草丛径极显著高于 Mott象草（P＜0．01）（图3）。2008年营养生长期2个品种（系）丛径差距最小，为6．35cm；2009年生殖生长期2个品种（系）丛径差距最大，为15．56cm。从营养生长到生殖生长的过程中，2个象草品种（系）的丛径均有所增加。与营养生长期丛径相比，MT－1生殖生长期丛径增加了22．99%（2008年）和12．49%（2009年）；Mott生殖生长期丛径增加了15．00%（2008年）和8．82%（2009年），MT－1象草丛径的增长幅度高于Mott象草。从2008到2009年，2个象草品种（系）丛径均有明显增长。与2008年相比，2009年MT－1丛径增加了26．85%（营养生长期）和16．02%（生殖生长期）；Mott丛径增加了18．34%（营养生长期）和11．98%（生殖生长期），MT－1象草年度间丛径的增长幅度高于Mott象草。

图1 不同生长期MT－1与Mott象草株高的动态及差异Fig．1 Dynamics and differences of plant height MT－1and Mott in different growth periods

图2 不同生长期MT－1与Mott象草分蘖数动态及差异Fig．2 Dynamics and differences of tiller number of MT－1and Mott in different growth periods

2．2 象草品种（系）产量性状的比较

2．2．1 不同生长期象草品种（系）构件生物量差异MT－1与Mott象草在植株形态上有明显差异，这导致2个象草品种（系）在若干构件生物量上有明显的差别（表1）。在叶构件生物量方面，MT－1营养生长期叶生物量极显著高于 Mott（P＜0．01），MT－1营养生长期叶生物量是 Mott的1．33～1．61倍。在生殖生长期，MT－1叶生物量则低于 Mott，在2007和2008年，2个品种（系）叶生物量的差异达显著水平（P＜0．05），MT－1叶生物量是 Mott象草的0．74～0．98倍。与营养生长期相比，2个象草品种（系）的叶生物量在生殖生长期明显降低。MT－1生殖生长期叶生物量仅为营养生长期的24．32%～41．56%；Mott生殖生长期叶生物量为营养生长期的41．21%～66．95%。这表明，MT－1生殖生长期叶生物量的下降程度比Mott大。在各年度间，MT－1叶生物量均逐年增长；Mott营养生长期叶生物量差异不显著，但生殖生长期叶生物量逐年增长。

图3 不同生长期MT－1与Mott象草丛径动态及差异Fig．3 Dynamics and differences of clump diameters of MT－1and Mott in different growth periods

在枯叶构件生物量方面，MT－1象草枯叶生物量极显著高于 Mott象草（P＜0．01）（表1）。MT－1营养生长期枯叶生物量是Mott的2．09～3．99倍，生殖生长期枯叶生物量是Mott的1．51～2．24倍。相对于营养生长期，2个象草品种（系）枯叶生物量在生殖生长期明显增加。MT－1生殖生长期枯叶生物量为营养生长期的1．32～2．85倍；Mott生殖生长期枯叶生物量为营养生长期的2．35～4．04倍。与MT－1相比，Mott生殖生长期枯叶生物量有较大的增长幅度。各年度间，MT－1与Mott象草枯叶生物量有一定的波动，没有表现出增长或降低的趋势。

对于茎秆构件生物量，MT－1象草极显著高于Mott象草（P＜0．01）（表1）。在营养生长期，MT－1茎秆生物量在63．04～86．43g，是 Mott的3．39～4．35倍；在生殖生长期，MT－1茎秆生物量在90．55～96．11g，是 Mott的2．95～4．28倍。2个象草品种（系）生殖生长期茎秆生物量均高于营养生长期。MT－1生殖生长期茎秆生物量是营养生长期的1．11～1．44倍；Mott生殖生长期茎秆生物量是营养生长期的1．13～1．54倍。可见，从营养生长期到生殖生长期的过程中，2个象草品种（系）茎秆生物量的增长比率相近。各年度间，MT－1与Mott象草茎秆生物量有一定起伏波动，但Mott生殖生长期茎秆生物量有逐步降低的趋势。

表1 不同生长期MT－1和Mott象草各构件生物量Table 1 Modular biomass of MT－1and Mott in different growth periods g

MT－1象草花序生物量极显著的高于Mott象草（P＜0．01），MT－1花序生物量在0．72～2．84g，是 Mott的4．37～36．00倍（表1）。各年度间，MT－1花序生物量呈现“低―高―低”型变化；而Mott花序生物量逐年降低，这表明Mott象草有抽穗能力降低或成熟期延迟的趋势。

MT－1象草单株生物量亦极显著高于Mott象草（P＜0．01）（表1）。在营养生长期，MT－1单株生物量在101．62～133．07g之间，而 Mott仅在38．72～47．89g；在生殖生长期，MT－1单株生物量在122．06～130．26g，而 Mott仅在43．24～58．38 g。在2007和2008年，从营养生长期到生殖生长期，2个象草品种（系）单株生物量有所增长，但在2009年，2个品种（系）生殖生长期单株生物量有所下降。各年度间，MT－1与Mott象草单株生物量有一定起伏变化，没有明显的增长或降低趋势。

2．2．2 不同生长期象草品种（系）的叶茎比及生物产量 叶茎比能够一定程度上反映牧草的质量。MT－1象草的叶茎比极显著低于 Mott象草（P＜0．01）（图 4）。在营养生长期，MT－1 叶茎比为0．41～0．56，仅为 Mott的36．28%～39．82%；在生殖生长期 MT－1叶茎比为0．08～0．16，仅为 Mott的18．37%～26．67%。2个象草品种（系）生殖生长期叶茎比有明显的降低。MT－1生殖生长期叶茎比为营养生长期的16．07%～39．02%；Mott生殖生长期叶茎比为营养生长期的26．55%～60．18%。这说明，MT－1象草的叶茎比在生殖生长期的下降幅度高于Mott象草。各年度间，MT－1与 Mott象草叶茎比有相似的变化趋势。2个象草品种（系）营养生长期叶茎比年度间均呈现“低―高―低”型变化；生殖生长期，2个品种（系）叶茎比年度间均为逐年增长，其中Mott叶茎比为显著的阶梯式增长。

MT－1象草株丛产量高于 Mott象草，除2009年生殖生长期外，2个品种（系）的差异均达到显著（P＜0．05）或极显著水平（P＜0．01）（图5）。在营养生长期，MT－1株丛产量是 Mott象草的1．42～1．84倍；在生殖生长期，MT－1株丛产量是 Mott的1．07～1．87倍。2个象草品种（系）生殖生长期的株丛产量均高于营养生长期。MT－1生殖生长期株丛产量是营养生长期的1．08～2．57倍；Mott生殖生长期株丛产量是营养生长期的1．32～1．94倍。2个象草品种（系）营养生长期株丛产量年度间均表现为“高―低―高”型变化；而对于生殖生长期的株丛产量，MT－1株丛产量年度间稳步增长；Mott株丛产量则在2009年有一个突增。

图4 不同生长期MT－1和Mott象草叶茎比动态及差异Fig．4 Dynamics and differences of leaf to culm ratio of MT－1and Mott in different growth periods

图5 不同生长期MT－1和Mott象草株丛生物量动态及差异Fig．5 Dynamics and differences of bunch biomass of MT－1and Mott in different growth periods

利用2个象草品种（系）的株丛生物量估算了象草的生物产量。经过估算，3年间，MT－1生物产量能达到8 743．10～23 496．30kg·hm－2（营养生长期）和18 522．00～25 342．30kg·hm－2（生殖生长期）。而 Mott生物产量仅为6 173．20～12 725．50 kg·hm－2（营养生长期）和12 028．50～23 581．10 kg·hm－2（生殖生长期）。

3 讨论

3．1 MT－1象草新品系与Mott象草植株形态的差异 株高、分蘖数以及丛径是象草植株的最主要形态性状。MT－1象草新品系是从Mott象草群体中的一个变异株系繁育而来的，与Mott象草有相似的叶片质地和叶片被毛的特征［11］，也有相似的木质素的组成和含量［13］。然而，MT－1与 Mott象草在株高和丛径上有明显的差异。MT－1的株高远高于 Mott，MT－1营养生长期株高是 Mott的1．71～2．03倍，生殖生长期株高是 Mott的2．15～2．54倍。据推测，MT－1象草新品系可能是由Mott象草自交偶然得到的杂种后代，在株高上有返祖特征［9，13］。丛径是无性系种群利用营养繁殖方式占据生态空间大小的一个重要指标［14］。与Mott象草相比，MT－1象草丛径更大。在本研究中，MT－1与Mott象草丛径差距最小为6．35cm，最大为15．56 cm。这表明，MT－1象草植株整体能够占据更大的生态空间，并且利用营养物质的能力更强。除2009年营养生长期外，MT－1的分蘖数均比Mott少，但2个品种（系）分蘖数的差别只在2007年2个生长期和2008年生殖生长期达到显著差异（P＜0．05）。在王草（P．purpureum×P．typhoideumcv．Reyan No．4）、MT－1、Mott、N51（P．purpureumcv．N51）等狼尾草属牧草的比较研究中，在6个品种（系）间，MT－1分蘖数最少，且与Mott分蘖数没有显著差异（P＞0．05）［8］。这表明，MT－1象草新品系分蘖数与Mott象草相近，但Mott分蘖数相对更多一些。

MT－1与Mott象草株高、丛径、分蘖数在数量的动态变化上存在差异。从营养生长期到生殖生长期的过程中，MT－1株高和丛径都有明显的增长，而分蘖数没有明显的变化规律；Mott分蘖数和丛径有明显的增长，而株高没有明显的变化规律。在2007到2009年，年度间动态变化过程中，MT－1分蘖数和丛径都逐年增长，而株高则有一定的起伏变化；Mott分蘖数3年间都没有显著差异、丛径呈逐年增长、株高总体上趋于稳定，但稍有下降。由此可见，在不同的生长阶段或是不同的生长年龄，MT－1和Mott象草丛径的变化规律一致，都是在不断地扩大丛径，以此不断的扩大植株所占的生态空间。另外，MT－1丛径的增长幅度大于Mott，年度间分蘖数也有一定增加，说明MT－1象草侵占生态空间的能力更强，并且随着种植年度的增加在不断加强。MT－1和Mott象草株高和分蘖数没有一致的变化规律，说明MT－1象草新品系已形成与Mott象草不同的生长规律。

3．2 MT－1象草新品系与Mott象草产量性状的差异 植株的产量性状影响了植株的总生物量以及植株的生产特点。本研究在构件水平上对2个象草品种（系）的产量性状进行了分析。MT－1的叶生物量（营养生长期）、枯叶生物量、茎秆生物量、花序生物量、单株生物量均极显著高于 Mott（P＜0．01），MT－1象草有着更丰富的叶片、茎秆生物产量。在生殖生长期，MT－1叶生物量低于Mott。这表明，Mott象草在生殖生长期仍就维持了一个相对较高的叶生物量；而相对于营养生长期，MT－1象草在生殖生长期叶生物量的下降程度较大。MT－1的花序生物量是 Mott的4．37～36．00倍，并且 Mott花序生物量逐步降低，这表明，MT－1象草的抽穗能力要远强于Mott象草，并且Mott象草成熟期晚于MT－1象草［12］。

MT－1象草的叶茎比极显著低于 Mott象草（P＜0．01）。在生殖生长期叶茎比的下降程度也高于Mott象草。MT－1并不具备Mott高叶茎比的特点。MT－1株丛产量高于 Mott，在营养生长期，MT－1株丛产量是 Mott的1．42～1．84倍；在生殖生长期，MT－1株丛产量是 Mott的1．07～1．87倍。单次刈割的情况下，MT－1生物产量为8 743．10～25 342．30kg·hm－2，而 Mott生 物 产 量 仅 为6 173．20～23 581．10kg·hm－2。从2007到2009年，MT－1和 Mott象草的年生物量产量分别为31 246．50～48 838．60和18 201．70～36 306．60 kg·hm－2。由此可见，在一个粗放的管理水平下，每年2次刈割，MT－1仍旧能有一个较高的生物产量。综合以上性状，Mott具有植株较矮、叶茎比高、分蘖多、产量较低的特点，属于矮生多蘖型象草［15］。而MT－1象草新品系具有叶茎比较低、叶量相对较少、植株高大、产量高等特点，属于植株高大型象草［15］。总之，从产量性状来看，MT－1叶、茎秆及生物产量较大，克服Mott产量较低的缺点。

4 结论

MT－1象草是从Mott象草种群中选育出的新品系，但MT－1与Mott在形态特征和产量性状上有较大差异。MT－1株高和丛径极显著高于 Mott（P＜0．01），而分蘖数低于 Mott。在不同生长期或年度间，2个象草品种（系）丛径均在不断增长，其中MT－1丛径增长幅度更大。MT－1叶生物量（营养生长期）、枯叶生物量、茎秆生物量、花序生物量和单株生物量均极显著高于 Mott，MT－1有丰富的叶和茎秆生物量。Mott叶茎比极显著高于 MT－1，但二者叶茎比各年度间有相似的变化规律。MT－1株丛产量高于 Mott，在营养生长期，MT－1株丛产量是Mott的1．42～1．84倍；在生殖生长期，MT－1株丛产量是 Mott的1．07～1．87倍。从2007到2009年，MT－1和 Mott象草的年生物产量分别为31 246．50～48 838．60和18 201．70～36 306．60 kg·hm－2。MT－1象草新品系已克服Mott象草产量较低的缺点。

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