蒙农根茎冰草新品系生长发育特性及生产性能研究

春 兰，张 众，云锦凤，巩 青

(内蒙古农业大学生态环境学院，内蒙古呼和浩特 010019)



蒙农根茎冰草新品系生长发育特性及生产性能研究

春 兰，张 众*，云锦凤，巩 青

(内蒙古农业大学生态环境学院，内蒙古呼和浩特 010019)

2011～2015年，在内蒙古农业大学牧草试验地，对蒙农根茎冰草新品系(Agropyron michnoi Roshev.)生长发育特性及生产性能进行了试验研究。结果表明：新品系返青早，枯黄晚，青绿期长达229d，干草产量可达8753.1kg/hm2；生育期为130d，潜在种子产量4815.4kg/hm2，表现种子产量364.8kg/hm2。第二年开花之后，行间开始出现根茎苗，逐渐形成密闭草群，地面枝条密度五年平均值为3956.6个/m2。随生长年限延长，地下根茎呈增长趋势，生长第五年根茎总长度达到87.4m/m2，根茎重量达到51.6g/m2。该品系是北方寒冷干旱区人工草地建设的良好材料。

根茎冰草；生长发育；生产性能

冰草属(AgropyronGaertn.)为禾本科小麦族多年生草本植物，属于草原旱生植物类群，具有极强的抗寒、耐旱特性，分布于温带和亚极带地区，主要出现在欧亚大陆草原区，集中分布于前苏联、蒙古人民共和国和中国等一些欧亚国家〔1〕。冰草属牧草返青早，枯黄晚，青绿持续期长，冬季保存率高，茎叶柔软，适口性好，各种家畜均喜食。近些年来，国内外十分重视冰草品种的培育，至1998年北美共育成冰草品种12个，主要用于北部大平原、西部草原区的人工草地建设〔2〕。我国拥有丰富的冰草种质资源，二十世纪60年代开始进行了冰草的引种和新品种培育，至今已审定登记国家级冰草品种5个，即内蒙沙芦草〔3〕、诺丹沙生冰草〔4〕、蒙农杂种冰草〔5〕、蒙农1号蒙古冰草〔6〕和杜尔伯特扁穗冰草〔7〕。根茎冰草(A.michnoiRoshev.)，别名米氏冰草，为冰草属多年生根茎型或根茎-疏丛型草本，属无性系植物，主要分布在草原及荒漠草原地区〔8、9、10、11〕。2002年从内蒙古锡林郭勒盟天然草地采集野生根茎冰草种子，经过多年小区栽培驯化选育，获得一个根茎发达，生长发育特性良好的新品系，定名为蒙农根茎冰草。本试验的目的是通过多年连续田间小区品比试验观测，了解蒙农根茎冰草生长发育特性及生产性能，为新品种培育和推广奠定基础。

1 试验地概况

田间试验在内蒙古呼和浩特内蒙古农业大学牧草试验地内进行。该地处于东经111°41′，北纬40°49′，海拔1063m，属于典型大陆性气候，春季多风、少雨、易干旱，夏季温热、湿润，秋季凉爽、干燥，冬季严寒、多雪；年均气温5.4℃，7月份最热，极端最高气温36.9℃，1月份最冷，极端最低气温-33℃，≥10℃时的年积温2915℃，年均降水量约400mm，主要集中在7～9月份，年均蒸发量1760mm，无霜期135d。土壤为砂质栗钙土，pH7.0～7.5，土壤肥力良好。

2 材料与方法

2.1 试验材料

供试冰草材料为蒙农根茎冰草新品系A.michnoiRoshev. cv. Mengnong。对照品种为蒙农杂种冰草A.cristatum×A.desertorumcv. Hycrest-Mengnong、蒙农1号蒙古冰草A.mongolicumKeng. cv. Mengnong No.1。种子均来源于内蒙古农业大学生态环境学院。

2.2 小区种植管理

选择土壤条件均匀一致的小区，随机区组排列，小区面积18m2(9m×2m)，3次重复，即每个材料播种3个小区。2011年8月31日，进行人工开沟条播，行距40cm，每行长度9m，播种深度2cm。每小区共播种5行，总行长9m×5m=45m。设计理论出苗数为150苗/m。播前灌水1次，待地面干燥后进行播种，出苗后随时拔除杂草，生长期间不再进行人工灌水。

2.3 观测内容与方法

(1)物候期

播种后连续观察记载出苗期(返青期)、分蘖期、抽穗期、开花期、根茎苗期、种熟期和枯黄期，统计生育期和青绿期。

(2)株高与草产量

于抽穗期选择长度为1m的样行或1m2的样方(蒙农根茎冰草2013-2015年)，测量植株自然高度，10次重复。留茬3cm剪割，及时称鲜样重，室内自然干燥后，称干样重(恒重)，折合干草产量(kg/hm2)，3次重复。

(3)种子产量及其构成因子

在开花结实期间，选择长度为1m的样行或1m2的样方(蒙农根茎冰草2013-2015年)，统计生殖枝数(3次重复)。选取10个样穗，统计小穗数、小花数、种子数。室内自然干燥后，测定种子千粒重(恒重)，计算潜在种子产量、表现种子产量。

潜在种子产量=生殖枝数×小穗数/穗×小花数/小穗×单粒种子重量

表现种子产量=生殖枝数×种子数/穗×单粒种子重量

结实率=种子数/小花数×100%

(4)枝条密度及地下根系发育状况

于播种当年枯黄期和以后各年果后营养期，选择样行长度1m，两边宽度各20cm，共计0.4m2的样方，调查枝条数量，计算枝条密度(个/m2)；挖取20cm深度的根系，洗净泥土稍干后，用剪刀剪下根茎，测算根茎长度(m/m2)和节间长度(cm)，在室内自然干燥后，称干样重(恒重)，计算根茎重量百分比。3次重复。

3 结果与分析

3.1 物候期

2011～2015年，三个冰草材料的田间物候期观测结果列表1和表2。

表1 2011年物候期观测结果(日/月)

表2 2012-2015年物候期观测结果(日/月-年)

由表1可以看出，三个冰草材料在8月31日播种后，当年物候期的表现几乎一致。播后4～5d开始出苗，出苗后11～13d进入分蘖，播种当年均不能抽穗，11月10日开始枯黄，青绿期稍有差异，蒙农根茎冰草和蒙农杂种冰草一致，均为73d，比蒙农1号蒙古冰草长2d。

由表2可以看出，三个冰草材料从生长第二年到第五年返青期表现一致，3月17～25日开始返青。从抽穗期开始有所不同，蒙农根茎冰草抽穗最晚，一般5月22日至6月9日抽穗，比蒙农杂种冰草晚3-4d，比蒙农1号蒙古冰草晚5-6d。蒙农根茎冰草的开花期也最晚，一般6月20日至25日开始开花，比蒙农杂种冰草晚2-4d，比蒙农1号蒙古冰草晚6-7d。蒙农根茎冰草的种熟期也最晚，生育期为129d，一般7月22日至8月1日种子达到完熟，比蒙农杂种冰草晚4d，比蒙农1号蒙古冰草晚6d。蒙农根茎冰草和蒙农杂种冰草的青绿期相等，均为221d，一般10月24日至11月1日枯黄，比蒙农1号蒙古冰草晚4d。另外，蒙农根茎冰草与其他两个材料不同，第二年开花后(13/7)，行间开始出现根茎苗，之后呈连续发生状态，由地下根茎节不断发生根茎苗，最终小区形成密闭的草群。

总结物候期的观测结果发现，与其他两个材料相比，蒙农根茎冰草是一个较为晚熟，且具有地下根茎的冰草材料。

3.2 株高与草产量

三个冰草材料株高与草产量的测定结果列表3。

表3 三个冰草材料株高与干草产量的比较

注:不同小写字母之间差异显著(P<0.05)，下同。

Note: The different small letters indicate significant in same column (P<0.05)

植株高度是影响草产量的重要因子。表3数据显示，三个冰草材料抽穗期5年株高平均值有所差异，蒙农杂种冰草最高(84.5cm)，其次是蒙农根茎冰草(82.5cm)，蒙农1号蒙古冰草最低(76.8cm)，与最高的蒙农杂种冰草相差7.7cm，差异分别达到显著和极显著水平。干草产量平均值也不同，蒙农根茎冰草最大(8728.1kg/hm2)，其次是蒙农杂种冰草(7444.1kg/hm2)，蒙农1号蒙古冰草最低(6257.8kg/hm2)，最高的蒙农根茎冰草与对照相比增产28.74%,差异均达到极显著水平。三个冰草材料各年度的株高和干草产量呈不规律的增长趋势。出现这种结果的原因，除与材料的本质性能有关外，也与有效降雨量的多少有关。蒙农1号蒙古冰草茎细叶小，植株较矮，产草量较小；蒙农杂种冰草具有较好的杂种优势，株高叶大，生长旺盛，产草量较高；作为新品系的蒙农根茎冰草茎粗叶大，生长旺盛，特别是根茎形成之后，行间不断出现根茎苗，小区内的植株由原来的条播行状，变成了密闭状草群，产草量表现出较大幅度的提高。

3.3 种子产量及其构成因子

2012-2015年三个冰草材料种子产量及其构成因子的测定结果的平均值列表4。

表4 种子产量及其构成因子的比较

注：小写英文字母表示P<0.05水平差异显著性。

生殖枝数、小穗数/穗、小花数/小穗是构成潜在种子产量的主要因子，而生殖枝数和种子数/穗是构成表现种子产量的主要因子。由表4可以看出，三个冰草材料四年各项指标测定计算结果的平均值均表现出较大的差异。潜在种子产量和表现种子产量均以蒙农杂种冰草为最大，分别达到7276.5kg/hm2和1134.0kg/hm2，其次是蒙农根茎冰草，分别达到4815.4kg/hm2和364.8kg/hm2，蒙农1号蒙古冰草最小，分别为2592.0kg/hm2和276.0kg/hm2。蒙农杂种冰草生殖枝数量大，结实率高，千粒重也较大，具有良好的种子生产性能。蒙农1号蒙古冰草生殖枝数量和结实率均排第二位，但因千粒重较小，导致种子产量的计算结果值排列第3位。蒙农根茎冰草新品系营养生长旺盛，具有晚熟特性，虽然小穗数较多，千粒重也较大，但因生殖枝数较少，结实率较低，表现出较差的种子生产性能，这可能与地下根茎发达，营养生长旺盛有关。同时，种子产量及其构成因子数量的多少也与生长发育期间的水分条件有关。

3.4 枝条密度及地下根系发育状况

三个冰草材料枝条密度及根系重量的测定结果列表5和表6。

表5 三个冰草材料枝条密度及根系重量的比较

注: 同小写字母之间差异显著(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，三个供试冰草材料枝条密度5年的观测值均表现出极显著差异。播种当年蒙农杂种冰草表现出了较强的分蘖能力，枯黄前枝条密度最大，达到589个/m2；其次是蒙农根茎冰草为446个/m2；蒙农1号蒙古冰草分蘖能力较差，只有366个/m2。从第二年开始枝条密度的排序发生了巨大变化，并保持到第五年。由于蒙农根茎冰草出现了根茎苗，导致其枝条密度不断增加，连续4年位列第一，其次是蒙农杂种冰草，蒙农1号蒙古冰草一直位列第三。

由表5还可以看出，三个供试冰草材料根系重量5年的观测值，均以蒙农根茎冰草和蒙农杂种冰草根系重量较大，平均分别为505.9g/m2和439.3g/m2，无显著差异；其次为蒙农1号蒙古冰草，根系重量平均为322.7g/m2，与前二者的显著差异均达到极显著水平。

表6 蒙农根茎冰草地下根茎发育状况

由表6可以看出，蒙农根茎冰草播种第二年开始形成地下根茎，单位面积根茎总长度6.7m/m2，根茎重量为1.7g/m2，根茎重量占根系重量的百分比为1.1%。之后，各年度各项指标均呈递增趋势。到2015年，根茎总长度、根茎重量及其百分比分别到达87.4m/m2、51.6g/m2和4.1%。表明，随生长年限延长，蒙农根茎冰草地下根茎愈来愈发达。

4 讨论

生殖枝数和小花数是构成潜在种子产量的主要因子，而生殖枝数和种子数是构成表现种子产量的主要因子。三个冰草材料四年测算的潜在种子产量与表现种子产量的结果值均表现出较大的差异。蒙农根茎冰草新品系营养生长旺盛，具有晚熟特性，虽然小花数较多，千粒重也较大，但单位面积种子产量较低。这与前人研究报道的冰草普遍存在着结实率低、种子产量不高的现象相一致〔12～14〕。

本试验中蒙农根茎冰草随生长年限的增长，根茎数量、总长度、根茎重量均呈递增趋势，小区内的植株由原来的条播行状，变成了密闭状草群。这与郑红梅〔15〕的有关根茎冰草混生种群数量动态进行研究结果一致。

5 结论

(1)蒙农根茎冰草新品系返青早，枯黄晚，青绿期长。一般在3月中旬返青，11月初枯黄，青绿期可达229d。与蒙农杂种冰草和蒙农1号蒙古冰草表现一致。新品系生育期为130d，比蒙农杂种冰草和蒙农1号蒙古冰草种熟期晚4-6d。

(2)蒙农根茎冰草新品系植株高大，产草量较高，四年平均干草产量8753.1kg/hm2，比蒙农1号蒙古冰草高39.88%，比蒙农杂种冰草17.58%。

(3)蒙农根茎冰草新品系潜在种子产量较高(4815.4kg/hm2)，表现种子产量较低(364.8kg/hm2)。高于蒙农1号蒙古冰草，低于蒙农杂种冰草。

(4)蒙农根茎冰草新品系第二年开花之后，行间开始出现根茎苗，逐渐形成密闭草群。地面枝条密度五年平均值为3956.6个/m2，显著高于蒙农杂种冰草和蒙农1号蒙古冰草。

(5)蒙农根茎冰草新品系根系发达，具有地下根茎。五年根系重量平均值为505.9g/m2，大于蒙农杂种冰草439.3g/m2和蒙农1号蒙古冰草322.7g/m2。生长第五年根茎总长度达到87.4m/m2；根茎重量达到51.6g/m2，占根系重量的4.1%。

〔1〕云锦风,米福贵.冰草属牧草的种类和分布.中国草地,1989,3:7-8.

〔2〕云锦凤.牧草及饲料作物育种学〔J〕.中国农业出版社.2001:249-252.

〔3〕云锦凤,米福贵.干旱地区的一种优良牧草一蒙古冰草〔J〕.内蒙古草业,1990(2):70-71.

〔4〕云锦凤,米福贵,林栋.冰草在内蒙古中西部地区的产量试验〔J〕.中国草地,1990:55-56.

〔5〕张众,云锦凤,李艳萍.蒙农杂种冰草种子田追肥效应初探〔J〕.内蒙古农业大学学报,2006,27(4):2-5.

〔6〕云锦凤,张众,于卓,解新民,包金刚.蒙古冰草新品系的选育.中国草地,2005(6):7-12.

〔7〕李红,罗新义,杨伟光,高海娟,黄新育,杨曌,毛小涛.杜尔伯特扁穗冰草生产性能试验研究〔J〕.草地学报,2010,18(1):132-136.

〔8〕内蒙古植物志编委会.内蒙古植物志(第五卷).内蒙古人民出版社,1994:137.

〔9〕陈世鐄,齐智鑫.冰草属植物生态地理分布和根系类型的研究〔J〕.内蒙古草业,2005,17(4):1-5.

〔10〕陈世璜.内蒙古植物根系类型.内蒙古人民出版社,1986:68-69.

〔11〕胡宝忠,刘娣.无性系植物种群的研究进展.草业科学,1999,16(3):62-67.

〔12〕李立会,黄玉.冰草属研究进展〔J〕.遗传,1993,15(1):45-48.

〔13〕李景欣,云锦凤.环境条件对冰草穗部形状的影响〔J〕.内蒙古民族大学学报(自然科学版),2004(5):222-227.

〔14〕殷国梅,陈世鐄.冰草属植物无性繁殖特性的研究〔J〕.内蒙古草业,2003(2):7-10.

〔15〕郑红梅.羊草和根茎冰草两个混生实验种群的数量动态及其结构研究〔J〕.东北师范大学硕士论文,2008

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

内蒙古自然科学基金项目

春 兰(1988-)，女，蒙古族，内蒙古通辽市人，硕士，主要从事饲草料栽培与生产加工研究。

张 众drzhzh@126.com