野生疏花针茅驯化及生产性能研究

施建军，张德罡，马玉寿，洪绂曾，3，王彦龙，杨时海，董全民，李世雄

（1.甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中－美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州 730070；2.青海省畜牧兽医科学院，青海 西宁 810016；3.中国农业大学 草地研究所，北京 100193）

疏花针茅（Stipapenicillata）是针茅属牧草。在我国分布于西藏、青海、四川、甘肃和陕西。主要生长于高山草原和河谷阳坡草地，是青藏高原分布较多的一个种，优势群落呈点片状分布在海拔3 100～4 500 m的干燥山坡、砾石草地［1］。疏花针茅为多年生密丛禾草，秆直立，丛生，野生状态下株高30～60cm，具1～2节，基部宿存枯叶鞘。叶鞘微粗糙，叶舌披针形，顶端急尖，长3～7mm，叶片纵卷呈线形，上面粗糙，下面光滑，长10～20cm。圆锥花序开展，长15～25cm，分枝孪生，叶间具枕，下部裸露，上部疏生小穗2～4枚，小穗柄长1～4cm，小穗绿色或紫色，颖披针形，长8～10mm，外稃长5～7mm，芒二回膝曲，第1芒柱长3～7mm，第2芒柱长4～5mm，均具长3～4mm的白色柔毛，芒针长7～18mm，粗糙无毛。颖果长圆柱形，具纵长浅腹沟。

疏花针茅是适合高寒草原荒漠化和高寒草甸黑土滩化治理中建立人工草地的牧草与生态兼用型草种，具有非常好的栽培驯化前景［2，3］。目前，该草种在其他地区的引种驯化和选育尚未见报道。项目组于2002年在青海省玛沁县海拔4 000m的阳坡采集到该草种后，进行引种驯化研究，旨在通过进一步驯化将该草种应用于三江源自然保护区乃至整个青藏高原的生态环境保护与治理之中［4－7］。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地位于大武镇以西2km处的果洛藏族自治州玛沁县大武镇一大队，地理位置为N 34°27.859′，E 100°12.727′，海拔3 756m，年均温－3.9℃，最冷月1月的平均气温为－12.6℃，最热月7月的平均气温为9.7℃，牧草生长季为156d，无绝对无霜期，年均降水量为513.2mm。试验区为高寒草甸严重退化后形成的“黑土型”退化草地，其优势种为鹅绒委陵菜（Potentilla artserina）、甘肃马先嵩（Pedicularis kan－suensis）、黄花棘豆（Oxytropis ochrocephala）、黄帚橐吾（Ligularia virgaurea）和乌头（Aconitumsp.）等，土壤为高山草甸土。

1.2 试验方法

种子是2002年在青海省玛沁县海拔4 000m的阳坡采集的野生牧草种子，手工清选断芒，2003年3月室内发芽实验测定发芽率为65%，千粒质量1.28 g，净度90%。

1.2.1 播种 2003年6月6月播种，3次重复，小区面积为2m×3m，播量1.5g/m2，条播，每小区播7行，播深2～3cm，行距30cm，区间距50cm，以112.5 kg/hm2磷酸二铵作底肥。

1.2.2 物候期与生长高度观测 播种第1年从出苗期开始，第2、3年从返青期开始，每3d观测1次牧草生育阶段，自6月1日起，每10d测定1次牧草高度，依生长情况随机测定20株的自然株高，平均值作为小区整体生长高度。自第4年起，每10d观测1次牧草生育阶段，测株高和小区盖度。每年于返青期测定越冬率。

1.2.3 产量 2003年9月5日测定，每小区取1m样条两行，齐地面剪下剔除杂草后称重；2004、2005年8月22日测定，2006～2008年8月20日测定，每小区取半区3m2留茬5cm割下，剔除杂草后称重，取500g在65℃下烘24h称重，折算单位面积干草产量。

1.2.4 营养成分测定 将风干样按各指标要求过筛，测定以下各指标：粗灰分用干烧法；粗蛋白用凯氏半微量定氮法；粗脂肪用索氏提取法；全磷用分光光度法。

2 结果与分析

2.1 物候期观测

疏花针茅的驯化栽培物候节律变化为栽培第1年，播种后19d齐苗，生长23d达到分蘖期，分蘖期～拔节期15d，之后至9月上旬一直处于拔节期，到9月下旬冻干时约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，抽穗至开花19d，开花至成熟期28d，全生育期136d。整个生育期生殖生长不整齐，至8月22日达到孕穗及孕穗以上的生殖枝占50%，在此期间和之后不断有植株孕穗，半区观测至9月下旬，停止生长达到孕穗及孕穗以上的生殖枝占65%。抽穗越早的植株最终籽粒饱满度高，后期抽穗植株没有完成灌浆。第2年开始，返青时间一致，物候期逐步提前。2006年后，各物候期稳定，整个生育期125d，比2004年缩短11d。越冬率随栽培年限增加逐步提高，第3年开始均达到100%（表1）。

2.2 生长动态观测

疏花针茅次年返青前期生长缓慢，整个生长期内基本为线性增长，斜率0.45，线性拟合表明拔节后期生长较快，第2个生长高峰在8月至9月上旬，此期是疏花针茅生殖生长的抽穗与开花混合期，草层高度明显提高。至9月25日牧草停止生长疏花针茅平均草层高度56.5cm，高于当地野生群落44.8cm（图1）。

表1 疏花针茅物候期Table 1 Phenological stages 月－日

由于试验采用的是宽行播种，返青时的植被覆盖度只有39%，随着地上植株的发育，7月上旬其盖度可达到50%，此后随牧草生长速度加快，盖度也快速增加，8月上旬随生长速度减缓植被盖度趋于稳定，至9月初达到95%。2005年和2006年8月下旬盖度达到98%和95%。

播种当年分蘖2～3个/株，第2、3年可达到5～32个/株，说明疏花针茅在不同生境中均具有极强的无性繁殖能力。从分蘖期到成熟期，牧草在生长前期分蘖数呈递增动态，至7月20日抽穗分蘖数达最大值，之后至9月初分蘖数呈递减动态。

2.3 营养成分

抽穗期疏花针茅粗蛋白质占干重的10.13%，粗脂肪占干重的3.40%（图2），分别高于同区栽培的垂穗披碱草的9.18%和2.36%。在返青至抽穗之前茎叶柔软，适口性好，营养价值较高，各种家畜较喜食，是当地牲畜夏季采食的主要牧草之一。灌浆后，茎秆变硬，采食程度降低。

图1 2004年疏花针茅生长动态Fig.1 Growth dynamics in 2004

图2 2004年疏花针茅营养成分Fig.2 Nutrient contents in 2004

2.4 生产性能

栽培当年牧草地上生物量积累较低，2cm以上基本无产量。第2年（2004年）8月24日单位面积鲜草产量为1 160g/m2，干草产量为516.2g/m2，种子产量为8.6g/m2。鲜干比2.25∶1，茎叶比1∶0.46。第3年（2005年）干草产量达到1 126.9g/m2，种子产量为50.2g/m2。2006年草产量和种子产量开始下降，但仍高于2004年，茎叶比趋于稳定。2007年草产量低于2004年，2008年进一步下降，表明疏花针茅产量高峰期在栽种后第3、4年。

表2 疏花针茅生产性能Table 2 Productivity of s.penicillata

3 小结

针茅属植物是典型草原优势种之一，内蒙草原上的大针茅型草原、贝加尔针茅型草原、短花针茅型草原等，环青海湖的紫花针茅型草原是当地的优良草原。青藏高原高寒草原的退化被认为是灾难性的，选择在高寒草原分布较广的疏花针茅进行栽培驯化，研究其生长生产特性，为下一步的大面积栽培和种子生产奠定基础。

结果表明，疏花针茅种植第2年完成生殖生长，第3年物候期稳定，与野生疏花针茅物候期接近。疏花针茅粗蛋白质含量较高，返青至抽穗之前，茎叶柔软，叶量丰富，各种家畜较喜食。疏花针茅第3年生产性能最高，干草产量达到1 126.9g/m2，种子产量达到50.2 g/m2，产量高峰在第3、4年，2006年牧草产量下降。疏花针茅抗寒性和抗旱性强，返青早，分蘖多，适于在高寒区建立刈牧与生态兼用型人工草地。对疏花针茅的进一步驯化研究与扩繁生产，有利于缓解三江源区高寒草原地区适宜草种极度缺乏的严峻局面，促进该地区草地生态环境恢复和草地畜牧业发展。

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

［2］吴玉虎，梅丽娟.黄河源区植物资源及其环境［M］.西宁：青海人民出版社，2001：154－155.

［3］吴玉虎.多年生牧草引种试验 ［J］.中国草原，1983，15（1）：67－69.

［4］施建军，李青云，李发吉，等.高寒牧区多年生禾草引种试验初报［J］.青海畜牧兽医杂志，2003（3）：12－13.

［5］马玉寿，李有福，来得珍，等.草地早熟禾栽培驯化研究初报［J］.青海畜牧兽医杂志，2003（3）：6－7.

［6］张蓉，豆卫，高占琪，等.高寒地区红豆草苜蓿不同栽培模式生产性能比较研究［J］.草原与草坪，2011，31（1）：8－11.

［7］施建军，马玉寿，董全民，等.“黑土型”退化草地优良牧草筛选试验［J］.草地学报，2007，15（6）：543－549.