杂交狼尾草新品系人工种群构件及生物量动态变化

1、杂交狼尾草新品系人工种群构件及生物量动态变化目录杂交狼尾草新品系人工种群构件及生物量动态变化1第一章 杂交狼尾草植物学基本特性41.1 杂交狼尾草植物学特性41.2 杂交狼尾草的优良特性51.2.1 一次种植，多年利用51.2.2 产量高，质量好51.2.3 再生能力强，耐刈割61.2.4 适应性强，播种区域广61.2.5 抗逆性强61.2.6 利用期长，应用范围广，养殖效益明显71.2.7 覆盖快，拦截泥沙能力强72材料与方法82. 1试验地概况82. 2试验设计82.3单位面积叶面积92. 4地上生物量92. 5茎叶比92. 6数据处理93 结果与分析93. 1分粟数动态变化93. 2叶数

2、量、叶面积、叶生物量动态变化103. 3茎生物量动态变化123. 4地上生物量与茎叶比动态变化134讨论134. 1典型克隆植物的可塑性134. 2种群构件的生长阶段与发育状况144. 3杂交狼尾草人工草地种群构件结构与数量变化145结论14摘要:测定杂交狼尾草(Hemarthria compressa)人工割草地不同生长时期种群构件数量与分布、生物量结构变化，结果表明:在生育期内种群分粟数呈现双“s“形变化，在再生初期与开花期二级分粟数量大于一级分粟，决定产量的一级分粟在株高50 cm时，数量达最大值3640粟/cm，到孕穗期(株高约80 cm)降为2840粟/;单粟与叶片数均呈双“s”形变

3、化;单粟叶而积呈“厂”形变化，而叶而积呈现出典型的双“s“形变化;单粟和叶片生物量分别呈n，和双“s”形变化;茎的数量与分粟数变化一致，单粟和茎生物量并非同步呈双“s”形变化;地上生物量在生育期内呈" s“形变化;牧草质量呈“直线”形下降.绪论：包括以下种：美洲狼尾草（御谷）、象草、杂交狼尾草、王草（皇草或皇竹草）等。狼尾草属植物根系发达，密集，多数为须根系，有些种具短根系，大多具直立茎，分蘖能力强，再生性好，生长快，生物产量高。狼尾草属植物叶片平展，叶片数较多。狼尾草属植物喜温暖、湿润的气候条件；不耐低温、霜冻；对土壤的要求不高，但中性、肥沃的软壤土生长最佳，在高水肥条件下，产量优

4、势可以充分发挥。狼尾草属牧草抵御病虫害能力强，一般无病虫害。象草叶片长且宽，叶量大，叶面有毛，叶缘有硬刚毛，草质较粗糙，适口性稍差；王草又叫皇草、皇竹草。王草是杂交狼尾草的反交种。是相同亲本配制的3倍体种间杂种，母本是象草，父本是美洲狼尾草。其形态特征、生物学特性和杂交狼尾草相似，都为多年生，高大繁茂，分蘖力强，产量较高；皇竹草和杂交狼尾草不同的是，皇竹草植株形态偏向于象草，茎秆更粗壮，叶片刚毛更多，草质粗糙，营养价值较差，拔节期粗蛋白含量约占干物质的8%；杂交狼尾草叶片相对较光滑，质地柔软，营养价值较高，对家畜的适口性也高于皇竹草。 由于象草较高大，多数品种叶/ 茎比低，表面有毛，质地粗糙，

5、适口性欠佳， 消化率相对较低， 限制了应用。矮生多蘖型象草（包括优质矮象草和台湾甜象草）具有较高的叶/ 茎比，分蘖多，叶量大，茎鞘幼嫩，植株的含水率较高，表现出饲草鲜嫩，具有较好的饲用价值，可以直接作为畜禽的青绿饲料， 但是产量较低。植株高大型普通象草生物产量高，茎杆粗壮，叶/ 茎比低，叶量相对较少，茎所占的比例较高，且表面有毛。此类象草具有光合效率高、生物产量高的特性，可以作为生物质能源植物开发利用，不宜做牧草。为改善象草饲草品质，兼顾象草的高产以及美洲狼尾草的高品质优质，通过杂交育种手段育成杂交狼尾草。杂交狼尾草不仅产量高, 而且叶/ 茎比以及分蘖均较高，是优质的饲料型牧草。第一章 杂交狼

6、尾草植物学基本特性 1.1 杂交狼尾草植物学特性 多年生。须根系，根深而密集，耐旱抗涝能力强。单株可形成众多分枝，越培土、越刈割，分枝越多，最高可达200条分枝。播种5-7天后出苗，温度高、肥水充足，植株迅速生长，再生能力强，可不断刈割与利用。杂交狼尾草生长临界温度为10-15，因而在热带和亚热带，一年四季生长，全年产草，草地可连续利用多年。种子发芽的适宜28-30，早春必须在地温稳定在15以上时播种，不宜太早。最适意的生长季节是夏季，日均温度25-30，生长最快。杂交狼尾草对速效肥料反应十分敏感，尤其氮肥，建议用量40kg/亩。有机肥对其增产效果不明显。杂交狼尾草为多年生，可连续刈割8年，每

7、年刈割5-8次，亩产鲜草12-15吨/年。在南方高温地区，播种后30天即可长到1.2 米，可第一次刈割。每次刈割后建议雨后按10kg/亩尿素施肥，促进幼芽生长。杂交狼尾草鲜嫩多汁，牛、羊、马、兔、鱼等喜食，营养价值高、产量高，耐旱抗涝粗放管理，多年生一次种植可连续使用8年，随着这几年的推广，已逐渐成为南方养殖业的首选高产高品种牧草品种。1.2 杂交狼尾草的优良特性1.2.1 一次种植，多年利用杂交狼尾草为多年生禾本科牧草，具有一次种植、多年利用的特性。用作牧草时，通常至少可以利用5年以上，有的可长达1015年，甚至更长。但同大多数的多年生牧草一样，杂交狼尾草一般在种植后的第2、3年产量最高，以

8、后产量逐年降低，所以为了获得持续高产、稳产，在实际生产中，往往在第45年后需雨后翻耙牧草田一次，来获得高产。1.2.2 产量高，质量好杂交狼尾草充分融合了象草高产和美洲狼尾草适口性好的特点，杂种优势十分明显。第一，产量高。当用于饲养牛、羊等草食型大家畜时，杂交狼尾草在种植后的第一年鲜草产量即达1000015000kg/666.7m2，有的甚至可高达 20000 kg/666.7m2，第2、3年的产量比第一年的产量更高，平均每年可增产30%-50%；用于养猪、禽、兔、鱼时，第一年鲜草产量为60008000 kg/666.7m2，同样第二、三年的产量比第一年的产量更高，平均每年可增产20%-30%

9、。第二，品质好。与象草相比，杂交狼尾草的营养更丰富，其中粗蛋白含量可达13.18%(肥水条件好时，粗蛋白含量更高，可达15% 以上)、粗脂肪2.7%、粗纤维28.4%；而象草通常分别只有9.41%、2.0%和29%。第三，适口性好，饲喂安全。杂交狼尾草的茎叶柔嫩，叶鞘外面光滑无毛，草质厚且柔软可口，各种畜、禽、鱼等均喜食，鲜草利用率可达90%以上；而象草的叶鞘外面有毛，草质薄且粗硬，适口性差，利用率低。第四，叶量丰富，茎叶比值小。杂交狼尾草茎细、叶多，叶量丰富，单株分蘖级通常可达20个，多次刈割后，分蘖数可成倍增加；光、肥、水条件充足时，单株分蘖高达200个以上。另据测定，杂交狼尾草鲜草的茎叶

10、比为0.84，而象草为1.01。1.2.3 再生能力强，耐刈割杂交狼尾草的再生能力极强，且非常耐刈割，一般一个月左右就可割草一次，年可割草68次，用于喂猪、兔、禽、鱼时，当株高达到6080cm时便可刈割，刈割时间缩短，刈割次数更多。1.2.4 适应性强，播种区域广杂交狼尾草的适应性很强，播种区域也很广，一般在海拔800m以下、最低温05以上的山地、丘陵、台地、平原和沿海均可栽培，同时杂交狼尾草对土壤要求也不严，在各类土壤上均可生长。但温暖湿润的气候和肥沃的沙质土壤最适宜其生长，利于获得高产。1.2.5 抗逆性强（1）抗旱、抗倒伏。杂交狼尾草根深密集，须根发达，根系主要集中在0-30cm的土壤层

11、中，非常耐干旱，同时抗倒伏性能也很强。（2）抗寒又耐热。杂交狼尾草原产于热带、亚热带地区，所以温暖湿润的气候极利于其生长，在日平均气温达15以上时开始生长，2535时生长最快，同时能耐40以上的高温和10以下的低温以及短时间的轻霜。一般在气温低于10时，生长明显受抑制，但是当其它夏秋季牧草在78停止生长时，它仍然能缓慢生长。在我省杂交狼尾草一般可以自然越冬，但个别地区如果0气温时间持续过长，也会发生冻害甚至被冻死，所以这些地区要用薄膜保护好芽苗越冬。（3）抗病虫害能力强，便于管理。杂交狼尾草具有非常强的抗病虫害能力，据相关资料报道，杂交狼尾草自引进我国大面积种植后，多年以来未发现有明显的病虫危

12、害。（4）耐盐碱性强。据试验表明，杂交狼尾草在氯盐含量达0.3%的土壤上生长良好，在氯盐含量0.5%的土壤上仍立苗不死，这一特性极利于其在盐碱地上的种植。1.2.6 利用期长，应用范围广，养殖效益明显在我省，杂交狼尾草在三月份播种后，一般五月份即可开始利用，可以持续利用至十二月，利用期长达七至八个月。用杂交狼尾草所建植的草地，可直接用于放牧或刈割鲜草。割下来的鲜草可直接用于青饲或青贮。用杂交狼尾草可以饲养各种畜、禽、鱼等，应用范围极广，同时它还表现出高效转化和高创效益的突出优势，养殖效益明显。据饶平县农业局郑臣忠等人测算，用杂交狼尾草饲喂奶牛，与饲喂杂草相比，一头奶牛在一个泌乳期可增加产奶量3

13、50kg左右，降低成本400元；用杂交狼尾草养鱼，鱼的生长快，而且饲喂安全、节省劳力；与包菜饲喂相比，用杂交狼尾草养鹅，鹅的增重明显，可以提前出栏，利润高，同时还可以替代部分饲料粮，起到节粮的作用。近年来，杂交狼尾草在养猪方面的应用倍受养猪人士的关注和青睐，应用范围越来越广，用杂交狼尾草养猪不仅可以减轻养猪场环境污染，而且还能提高养猪效益。例如厦门国戎生物经济研究所，在福建农林大学和中国农科院专家教授们的指导下，通过多年的试验和探讨，取得了对“优质生态猪生产技术”的成功研究，该技术主要以“猪沼草”工程模式为中心，以杂交狼尾草为主要青饲料进行养猪，利用猪的排泄物生产沼气，沼液用于培肥土壤和促进杂

14、交狼尾草的生长，形成了一个良性的循环利用系统。利用该技术所生产的生态猪肉，在市面上，虽然价格比一般猪肉高20%30%，内脏、排骨等比普通猪肉高50%，但生态猪肉还是以其卫生、健康、营养和味道鲜美等特性而赢得了广大消费者的青睐，社会反响很大。1.2.7 覆盖快，拦截泥沙能力强杂交狼尾草不仅是一种优良的牧草，而且是一种优良的生态、水保型草种。杂交狼尾草生长快、根深密集、须根发达，可以快速覆盖地面并有效拦截泥沙。 2材料与方法2. 1试验地概况试验地位于四川省雅安市青衣江流域二级阶地后缘四川农业大学草学系基地(北纬38 08，东经10314)，海拔620 m，北亚热带湿润季风气候区。年均气温16.

15、2 摄氏度，最热月(7月)均温25. 3 摄氏度，最冷月(1月)均温6. 1摄氏度，极端最高气温3 7. 7 摄氏度。年降水量1774. 3mm，年蒸发量1011. 2 mm，相对湿度79%。日照时数1039.6 h，年无霜期304 d>10摄氏度，年积温5231 摄氏度。紫色土，pH6.22. 2试验设计以广益杂交狼尾草为材料，用源于同一分粟，带2节的健壮茎节，按40株/亩营养体繁殖建立种群，小区面积为3亩，重复3次于2005年6月中旬，在生长第三年夏季开始试验测定，从相对株高10 cm开始，每长高10 cm为一个营养生长阶段，至70 cm，进入生殖生长阶段后，按照孕穗期、抽穗期、开花

16、期、成熟期分别测定，共11次，分别标记为1 11表1 不同施肥量对狼尾草的影响2.3单位面积叶面积用直尺直接测定法计算单叶面积(叶面积=叶长叶宽/1. 2)，取30次测定的平均值;单位面积叶面积=单叶面积单位面积叶数量2. 4地上生物量 将C O.Sm地上部分齐地面割，茎叶分别在烘干，称重，单位面积叶、茎生物量与分粟数的比分别为单粟叶、茎生物量，重复5次;单位面积叶与茎生物量的和为单位面积种群地上生物量2. 5茎叶比 取代表性草样500 g，将茎(包括花序与叶鞘工叶分开，烘干到恒重后称重，计算茎叶重的比值2. 6数据处理 利用SAS统计软件进行数据分析与处理，Excel制作相关的图表3 结果与

17、分析3. 1分粟数动态变化 杂交狼尾草种群分粟数由两种分粟类型共同组成(图1)，其数量与比例在整个生育期内不断变化，一级分粟主要决定种群生物量种群分粟数在生育期内呈现双“s'形变化，生长卜9阶段分粟组成主要为一级分粟，数量达3640粟/亩，到孕穗期(株高约80 cm)降为2840粟/甫，进入抽穗期和开花期，在花序轴下方的节上，产生了二级分粟，使种群分粟数增加到8063粟/3. 2叶数量、叶面积、叶生物量动态变化 单粟叶片数在株高30y 50 cm增加最快，在株高70 cm时达到无性生长阶段最大值13. 2片糜，进入有性生长后下部叶片老化死亡，随着二级分粟的出现叶片数快速增加(图2而种群

18、叶片数是由单粟叶数与分粟数共同决定，在株高50 cm时达到增加无性生长阶段最大值44772片/亩，而后随着分粟数下降而下降，到抽穗期为32376片/亩，下降率达27.7%。而到成熟期由于二级分粟的出现叶片数达134596片/,可见无论单粟还是种群的叶片数都是呈现出双“s'形变化图一 生长期分粟数动态变化图2 生长期叶片动态变化单粟叶面积与单粟叶数一样，在株高30-50 cm增加最快，在株高70 cm时达到最大值11. 24 (图3但进入有性生长后，虽然下部叶片老化死亡和二级分粟产生新叶片，但单粟叶面积值相对稳定而种群叶面积在株高60 cm时，达到增加无性生长阶段最大值473932.8

19、c甫/亩，而后随着分粟数而下降，到抽穗期为363582. 5 c亩/亩，下降率达22. 3'Io。而到开花期、成熟期由于二级分粟的出现种群叶面积快速增加。可见单粟叶面积呈现为“厂”形变化，而种群叶面积呈现出典型的双“S'形变化.图3 生长期叶面积变化单粟叶片生物量呈“n形变化，株高2(?J 40 cm增加最快，在株高60 cm时达到最大值1. 28 g/糜，随着株高增加下部叶片逐渐干枯，进入生殖生长后，上部叶片从叶尖开始枯黄，尤其到开花期成熟期，虽然二级分粟上有新叶片产生，但老叶老化快速，致使单粟叶片生物量下降(图4飞而种群叶生物量在株高50 cm时达到最大值4440. 8 g

20、 /亩，在抽穗期降到3464.8 g /亩，下降率达22%，这是分粟数减少和单粟叶片老化共同作用的结果。图4 生长期叶生物量3. 3茎生物量动态变化 单粟茎生物量增加最快出现在株高10- 20 cm阶段，在株高80 cm时达最大值2.218糜;而种群茎生物量在20-' 30 cm阶段增加最快，在70 cm时达最大值6857.6 g /亩(图5两者并非同步增加，也非同时达到最大值，可见种群茎生物量是分粟数与单粟生物量藕。合作用的结果由营养生长转为生殖生长后，由于单粟生物量积累的降低与弱小分粟的死亡，种群茎生物量表现为持续下降。图5 生长期茎生物量变化3. 4地上生物量与茎叶比动态变化 种

21、群地上生物量呈现“s'形变化，而茎叶比在整个生活期几乎近“直线”形增加(图6飞株高从50到60cm,生物量由10046.4 g /亩增到10880 g /亩，增幅为8. 3 0%，而茎叶比由1. 26增到1. 50，增幅为19. 03% ,而株高从60到70 cm，产量由10880 g /亩降到10870. 4g/亩，而茎叶比由1. 50增到1. 71图6 生长期地上生物量与茎叶比动态变化4讨论4. 1典型克隆植物的可塑性典型克隆植物具有较强的表型可塑性，其构件不断更新与增加，不断向垂直、水平扩展，增加其占据的空间范围，以获取更多的资源杂交狼尾草在营养生长阶段，决定牧草产量的有效一级分

22、粟数量远远大于二级分粟，来扩大其生存空间，而在再生初期与开花期产生大量短寿命的二级分粟，以增加有限空间内的光合面积，为一级分粟的产生、开花与种子发育提供便捷的光合产恤分粟形,数量及生长易受包括水分、温度、肥力、光照等环境因子的影响，也与植株年龄、利用年限和生长季节有很大的关系!应该深入研究适宜分粟形成与发育的环境因子，为建设高产优质人工草地提供依据。4. 2种群构件的生长阶段与发育状况种群构件变化不仅反映了种群的生长阶段与发育状况，也是种群的营养繁殖策略的直接表现资源分配原理认为，在资源有限的条件下，植物的繁殖、生长和维持三个基本功能之间存在竞争t31，牧草生产者希望获得更多的青绿营养体，延缓

23、或推迟生殖生长，所以应当深入研究营养繁殖策略，加快促进种群构件形成发育技术措施的研发，制定严谨的草地利用方案和采用合理的管理技术措施。4. 3杂交狼尾草人工草地种群构件结构与数量变化杂交狼尾草人工草地不仅种群构件结构与数量变化，构件的功能也随着生育期而变化，有研究表明在密度为40株/cm自然高度为80 cm的杂交狼尾草人工草地，光合有效辐射以19. 841 mol速度增减， 0-40 cm光合贡献率仅为12. 19%，而55-y 75 cm,聚集了40. 89%叶片数和56. 88%光合贡献率，导致下层叶片的老化与死亡、茎的纤维化和木质化，所以在低于80 cm时利用才能保证牧草的产量与质量，这

24、与本试验的结果一致所以选择合适的利用时间，保持下层光合功能叶片的数量与比例，是保证牧草高产优质的关键技术。5结论种群分粟数在生育期内呈现双“g形变化，营养生长期数量达3640粟/亩，到孕穗期降为2840粟/亩，进入抽穗期和开花期，分粟数增加到8063粟/亩。单粟与种群叶片数均呈双“s'形变化;单粟叶面积呈“厂”形变化，而种群叶面积呈典型的双“s'形变化;单粟和种群叶片生物量分别呈“ri”形和双“s”形变化;种群叶生物量在株高50 cm时达4440.8 g /亩，在抽穗期降到3464.8 g /亩，下降率达22%单粟和种群茎生物量并非同步呈双”s”形变化而种群茎生物量在30 cm

25、阶段增加最快，在70 cm时达最大值6857.6 g /种群地上生物量呈现“g形变化，而茎叶比在整个生活期几乎近“直线”形增加，株高60 cm时是利用的最佳时期参考文献1 武菊英, 滕文军, 袁小环, 等. 几种狼尾草观赏植物在北京地区的生长特性J. 武汉植物学研究, 2009, 27(6): 661-666.2 陈志彤, 何水林, 黄毅斌. 狼尾草属牧草研究进展J. 草地学报, 2010, 18(5): 740-748.3 袁小环, 滕文军, 武菊英. 新型地被植物-观赏草C. 2006.4 徐柱. 世界禾草属志-计算机自动分类描述M. 北京市: 中国农业科技出版社. 1999. 548-5

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