(改)五種胡枝子生物學(xué)特性研究

1、5種胡枝子生物學(xué)特性的比較研究摘要：本試驗(yàn)研究5種胡枝子的生物學(xué)特性。試驗(yàn)結(jié)果表明：胡枝子在4月中旬開始返青，10月初種子成熟，牛枝子和尖葉胡枝子需要165 d、達(dá)烏里胡枝子和截葉胡枝子需要161d、陰山胡枝子需要162 d；分枝期、孕蕾期、開花期和結(jié)實(shí)期牛枝子的鮮干比最大，尖葉胡枝子鮮干比最小。 關(guān)鍵詞：胡枝子；生物學(xué)特性胡枝子具有耐貧瘠、耐干旱、耐熱、耐寒冷、耐酸、耐堿、耐鹽、耐重金屬以及耐刈割等優(yōu)良特性，既是荒山荒地造林的先鋒樹種，又是改良退化、沙化草地的先鋒草種；可用于水土保持和土壤改良、污染環(huán)境修復(fù)、飼料、薪炭林、蜜源植物及作為藥用。其適口性好，粗蛋白質(zhì)含量高；返青早、枯黃期晚、綠期

2、長，是改良干旱、半干旱地區(qū)退化草地和建植人工牧地的優(yōu)良飼用型灌木。另一方面胡枝子利用較多的地方是西部土地貧瘠的地方，因此研究其生產(chǎn)性能、營養(yǎng)價值和光合特性等對于生態(tài)建設(shè)及恢復(fù)、發(fā)展這些地區(qū)的經(jīng)濟(jì)等具有重要意義。本試驗(yàn)對5種不同胡枝子從植物學(xué)特征、生產(chǎn)性能、營養(yǎng)價值、光合特性等方面進(jìn)行研究，為胡枝子的開發(fā)利用及種質(zhì)資源創(chuàng)新和保護(hù)提供理論依據(jù)。1試驗(yàn)材料2006年10月收集甘肅省胡枝子屬的5個種，種子來源見表1。收集的種子于2008年4月初種在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院校內(nèi)實(shí)習(xí)基地。實(shí)習(xí)基地海拔1525 m，屬溫帶半干旱大陸性氣候。年均降水量320 mm，年均日照時數(shù)2770 h，年均蒸發(fā)量1664 mm

3、，年均氣溫9.7，最熱月平均氣溫29.1，最冷月平均氣溫-14.9。>0的積溫3800，>10的積溫3200。太陽年總輻射量50.2×102-62.8×108J/m2。試驗(yàn)地平坦，肥力均勻。土壤類型為黃綿土，黃土層較??；土壤有機(jī)質(zhì)含量0.84%，pH值7.5；土壤含鹽量0.25%，有效氮95.05 mg/kg，有效磷7.32 mg/kg，有效鉀182.8 mg/kg。表1材料與來源Tab. 1 Materials and origins used in this study材料Materials來源Origins截葉胡枝子L.cuneata(Dum.-Cours

4、.)G.Don平?jīng)鯬ingLing達(dá)烏里胡枝子L.daurica(Laxm.)Schindl平?jīng)鯬ingLing尖葉胡枝子L.juncea(Linn.f.)Pers平?jīng)鯬ingLing牛枝子L.potaninii V.Vassil平?jīng)鯬ingLing陰山胡枝子L.inschanica (Maxim.)Schindl小隴山XiaoLong Shan2測定指標(biāo)與方法2.1物候期采用常規(guī)方法，對生長2年的材料進(jìn)行觀察。2.2植物學(xué)特征 測定總花梗長度、葉長、葉寬、葉柄長、株高和千粒重，其中總花梗長度、葉長、葉寬、葉柄長、株高的測定每次分別選取 20 株，每株取有10片葉測定，重復(fù) 10 次，千粒重測

5、定采用 GB/T 2930.9- 2001 牧草種子檢驗(yàn)規(guī)程之重量測定。2.3株高與生物量積累用常規(guī)法，從植物生長第二年返青(4月20日)開始，到9月20日結(jié)束，每隔10 d測量株高并取樣1次，每次分別選擇具有代表性的5種胡枝子各10株，然后將地上部分齊地面割下，帶回實(shí)驗(yàn)室，風(fēng)干，稱重。2.4莖葉比與鮮干比在分枝期、孕蕾期、開花期、結(jié)實(shí)期取鮮樣0.25 kg，將莖葉分離，花序和果實(shí)歸葉，自然風(fēng)干后分別稱干重。計算莖葉比和鮮干比。2.5 花序生長特點(diǎn) 采用常規(guī)方法，對生長2年的材料進(jìn)行觀察。2.6 開花習(xí)性 標(biāo)記盛花期10個典型枝條，每個枝條標(biāo)記10個典型花序，從上午6：30開始觀察到下午20：

6、30，每隔1小時記錄開放和閉合的花朵數(shù)，計算出每段時間開花數(shù)及占總開花數(shù)的比率，閉花數(shù)占總開花數(shù)的比率。2.8 結(jié)實(shí)特性在標(biāo)記的10個植株上，分別測定一級分枝和二級分枝花序數(shù)；每株標(biāo)記5個枝條，其中2個一級分枝， 3個二級分枝，每個枝條標(biāo)記10個典型花序，在開花期和結(jié)莢期分別測定花序小花數(shù)、花序結(jié)莢數(shù)、花序成熟莢數(shù)；在10月4日種子成熟后，用袋罩住整株齊地面采回，將莢果及宿存的萼與枝葉分離，測定成熟莢果數(shù)、未成熟莢果數(shù)和宿存的萼數(shù)。觀察地面落莢數(shù)，宿存萼視為成熟莢果。根據(jù)下列公式計算:結(jié)莢率(% )=結(jié)莢數(shù)/開花數(shù)×100成熟率(% )=成熟莢數(shù)/結(jié)莢數(shù)×100保存率(%

7、)=保存莢數(shù)/成熟莢數(shù)×102.9 種子產(chǎn)量采用常規(guī)方法于10月4日測定單株種子產(chǎn)量和群體種子產(chǎn)量，選10株典型植物測其全部種子。群體種子產(chǎn)量測定面積為4m2，重復(fù)3次。2.10 枝條特性在種子成熟期分別選取生長2年的五種胡枝子的20株典型植株，測定其一級分枝(由近地面處根頸產(chǎn)生)、二級分枝(由一級分枝產(chǎn)生)、生殖枝數(shù)、營養(yǎng)枝數(shù)計算生殖枝比率。2.14 數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)用Excel 2003和SPSS13.0處理3 結(jié)果分析3.1物候期 從表2可看出，5種胡枝子4月中旬開始返青，6月下旬開始現(xiàn)蕾，7月下旬至8月中旬為開花期， 8月下旬至9月初為結(jié)實(shí)期，10初種子成熟，從返青到種子成熟，

8、牛枝子和尖葉胡枝子需要165 d、達(dá)烏里胡枝子和截葉胡枝子需要161d、陰山胡枝子需要162 d(見表2)。表25種胡枝子物候期(日/月，天)Tab.2Phonological periods of 5 Lespedeza Species (day/month， day) 返青期Turin green of herbage分枝期 Jointing period孕蕾期Heading period 開花期Flower period結(jié)實(shí)期Fruitperiod成熟期Ripen period生育期Bearing period牛枝子14/48/624/622/726/85/10165達(dá)烏里胡枝子16/4

9、7/626/625/724/84/10161截葉胡枝子15/48/625/621/723/82/10161陰山胡枝子14/49/623/624/727/82/10162尖葉胡枝子15/46/624/622/729/86/101653.2植物學(xué)特征 5種胡枝子的形態(tài)特征明顯不同，其中葉寬、葉柄長、花梗長最顯著（表3）。達(dá)烏里胡枝子和牛枝子最明顯的差異表現(xiàn)在花梗上，牛枝子花梗長1.94cm，而達(dá)烏里胡枝子只有0.14cm，這也是二者之間最明顯的區(qū)別。5種胡枝子之間葉寬、葉柄長和花梗長度有極顯著差異（p<0.01），葉長和千粒重之間有顯著差異（p<0.05），株高之間差異不顯著（p>

10、;0.05） 。表3 5種胡枝子植物學(xué)特征Tab. 3 Botanical characteristics of 5 Lespedeza Species葉寬（cm)葉長(cm)葉柄(cm)花梗長(cm)株高(cm)千粒重(g)牛枝子0.80a2.43a1.39a1.94a86.21a1.99a達(dá)烏里胡枝子0.87a2.51a1.35a0.14c86.53a1.68ab截葉胡枝子0.49b1.88b0.68b0.38b82.20a1.72a陰山胡枝子0.99a2.63a1.47a0.26b86.65a1.51b尖葉胡枝子0.37b2.14ab0.53B0.28b79.00a1.44b注：同一行不

11、同字母表示差異顯著(P<0.05)Note: different letters mean significant differences (p<0.05) 3.3株高的動態(tài)變化五種胡枝子在蘭州地區(qū)一般在4月初萌動， 4月中旬開始返青。返青后，由于氣溫較低生長較慢，到6月底7月初，隨著氣溫的升高和降雨量的增加， 5種胡枝子生表4 5種胡枝子的株高生長動態(tài)(cm,日/月)Tab.4 Dynamic change of the height of 5Lespedeza species20/54/614/624/6 4/714/724/74/814/824/84/9牛枝子18.10 32

12、.55 42.95 54.85 62.80 69.20 74.20 94.20 96.20 99.20 100.20 達(dá)烏里胡枝子15.35 32.55 46.55 65.75 76.60 84.15 91.15 101.15 103.15 104.15 105.15 截葉胡枝子 36.95 59.05 71.75 85.75 93.65 102.75 108.75 122.75 123.75 125.75 126.75 陰山胡枝子35.80 58.85 70.65 77.80 86.75 94.95 98.95 113.95 123.95 125.95 126.95 尖葉胡枝子28.05 4

13、3.05 56.20 68.95 78.80 86.45 92.45 103.45 104.45 105.45 107.45 長加快，到8月4日牛枝子、達(dá)烏里胡枝子、截葉胡枝子、陰山胡枝子和尖葉胡枝子株高達(dá)到最高，分別為94.20cm、101.15cm、122.75cm、113.95cm和103.45cm。截葉胡枝子最高，牛枝子最低，但其差別不是太大，其后處于穩(wěn)定狀態(tài)(表4)。對5種胡枝子株高動態(tài)的回歸分析表明， 5種胡枝子株高均呈對數(shù)增長，其回歸方程（Jackson RB， 1996，）(表5)。表5 5種胡枝子植株高度與生長天數(shù)回歸分析Tab. 5 Regression analysis

14、between the height and grow the days of 5 Lespedeza species植物種回歸方程相關(guān)系數(shù)r牛枝子y = 37.225Ln(x) + 8.44820.9492*達(dá)烏里胡枝子y = 41.684Ln(x) + 8.73930.9806*截葉胡枝子y = 40.143Ln(x) + 32.2780.9859*陰山胡枝子y = 39.267Ln(x) + 29.7530.9645*尖葉胡枝子y = 36.391Ln(x) + 21.6210.9807*注：p <0.01，達(dá)到極顯著相關(guān)水平*mean very significant diffe

15、rences (p<0.01) 3.4地上生物量累積由表6可以看出，尖葉胡枝子和達(dá)烏里胡枝子地上生物量的累積也經(jīng)歷了由慢到快再到慢的過程。從返青(4月中旬)開始，5種胡枝子地上生物量隨著時間的推移緩慢增長，從6月初開始，生物量累積逐漸加快，到7月進(jìn)入快速累積階段，8月初到9月上旬地上生物量累積減慢，基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。5種胡枝子地上生物量最大值均出現(xiàn)在開花期。開花期5種胡枝子中陰山胡枝子地上生物量最大，牛枝子最小。對5種胡枝子地上生物量動態(tài)的回歸分析表明， 5種胡枝子地上生物量均呈對數(shù)增長，其回歸方程（表7）。表6 5種胡枝子地上生物量Tab. 6 Dynamic change of th

16、e above ground biomass of 5Lespedeza species生物量分枝期 Jointing period孕蕾期Heading period 開花期Flower period結(jié)實(shí)期Fruit period牛枝子5.09 15.09 20.97 22.83 達(dá)烏里胡枝子5.89 16.31 22.67 24.58 截葉胡枝子5.30 18.30 24.27 26.27 陰山胡枝子8.73 17.73 26.83 27.27 尖葉胡枝子6.30 16.73 25.97 28.23 表7 5種胡枝子植株高度與生長天數(shù)回歸分析Tab.7Regression analysis

17、between the biomass and grow the days of 5 Lespedeza species植物種回歸方程相關(guān)系數(shù)r牛枝子y = 13.202Ln(x) + 5.50590.9883*達(dá)烏里胡枝子y = 13.934Ln(x) + 6.29210.9883*截葉胡枝子y = 15.551Ln(x) + 6.17940.9786*陰山胡枝子y = 14.355Ln(x) + 8.7350.9647*尖葉胡枝子y = 16.512Ln(x) + 6.18870.9858*注：P <0.01，達(dá)到極顯著相關(guān)水平*mean very significant diffe

18、rences (p<0.01) 3.5莖葉比與鮮干比莖葉比和鮮干比是衡量牧草品質(zhì)的重要指標(biāo)。莖葉比的高低關(guān)系著牧草營養(yǎng)價值的高低和牧草品種的好壞。葉片的比例越高，營養(yǎng)物質(zhì)含量就越多，適口性就越強(qiáng)，牧草的品質(zhì)也就越好。鮮干比是指單位面積內(nèi)牧草鮮草重與干草重的比例，它反映牧草的干物質(zhì)積累程度和利用價值。鮮干比也是評價牧草適口性的重要指標(biāo)，鮮干比高蛋白質(zhì)的含量就高，適口性就越好。牛枝子葉量較大，與其他4種胡枝子相比，分枝期到開花期生長2年的和達(dá)烏里胡枝子莖葉比相近，莖葉比分別為0.40-0.843和0.40-1.04，尖葉胡枝子和截葉鐵掃帚葉量居中(0.57-1.11；0.65-1.10)，陰

19、山胡枝子葉量表85種胡枝子莖葉比Tab.8 Ratio of stem to leaf of 5 Lespedeza Species 植物名Species分枝期 Jointing period孕蕾期Heading period開花期Flower period結(jié)實(shí)期Fruit period牛枝子0.400.420.871.47達(dá)烏里胡枝子0.400.461.042.59截葉胡枝子0.570.611.112.02陰山胡枝子0.650.681.202.05尖葉胡枝子0.460.481.102.57較少，莖葉比為0.65-1.20；結(jié)實(shí)期由于達(dá)烏里胡枝子落葉性較強(qiáng)，葉量明顯下降，莖葉比為2.59，而牛

20、枝子的落葉性較差，葉量較多，莖葉比分別為1.47，截葉胡枝子和陰山胡枝子葉量較少，莖葉比為2.02和2.05(表8)。在孕蕾期，葉量都比較大，因此在此時收割比較好。表9 5種胡枝子不同物候期鮮干比Tab.9 The fresh-dry ratio of different phenophase of 5 Lespedeza Species植物名Species分枝期 Jointing period孕蕾期Heading period開花期Flower period結(jié)實(shí)期Fruit period牛枝子3.093.213.412.98達(dá)烏里胡枝子2.943.062.992.08截葉胡枝子2.953.0

21、72.972.10陰山胡枝子2.592.712.532.21尖葉胡枝子2.382.582.412.25由表9可以看出，5種胡枝子除牛枝子外鮮干比從分枝期到孕蕾期升高，到孕蕾期達(dá)到最大，孕蕾期和開花期差異不顯著，結(jié)實(shí)期鮮干比顯著降低。牛枝子鮮干比到開花期達(dá)到最大，結(jié)實(shí)期顯著下降。分枝期、孕蕾期、開花期和結(jié)實(shí)期牛枝子的鮮干比最大，尖葉胡枝子鮮干比最小。3.6花序生長特點(diǎn)5種胡枝子一級分枝和二級分枝均著生花序，二級分枝花序明顯比一級分枝花序多（表10）。從表中可以看出，5種胡枝子一級分枝上花序數(shù)差別不明顯，而二級分枝上花序差別明顯。一級分枝上截葉胡枝子花序數(shù)最多，陰山胡枝子最少；二級分枝上尖葉胡枝子

22、花序數(shù)最多，陰山胡枝子花序數(shù)最少。每一花序小花數(shù)中牛枝子最多為22.4個，尖葉胡枝子最少為5.3個。表105種胡枝子花序數(shù)量(個/枝)Tab.10 The numbers of florescence of 5 Lespedeza Species (numbers/branch)植物名Species一級花序First order florescence二級花序Second order florescence合計花序小花數(shù)牛枝子114.6589.6704.222.4達(dá)烏里胡枝子104.8594.3698.321.9截葉胡枝子123.6679.8803.46.3陰山胡枝子99.5512.7612.

23、28.6尖葉胡枝子112.4697.8810.25.33.7開花習(xí)性5種胡枝子一般在7月中旬開始開花，牛枝子持續(xù)時間約為11d左右，達(dá)烏胡枝子持續(xù)時間約為14d左右，截葉胡枝子持續(xù)時間約為12d左右，陰山胡枝子持續(xù)時間約為10左右，尖葉胡枝子持續(xù)時間約為11d左右。開花時一般先從中部開始，以此向上和向下開放，頂部花最后開。5種胡枝子中達(dá)烏里胡枝子和牛枝子最早開花，開花最遲的是截葉胡枝子和尖葉胡枝子，陰山胡枝子介于中間。一天內(nèi)觀測結(jié)果表明(圖1)，在晴天，5種胡枝子花從早700左右開始開放， 1030-1130左右達(dá)到高峰，到1230左右絕大部分開放，以后零星開放直到下午1530左右。11:30

24、左右有部分花開始閉合，到1230和16:30出現(xiàn)2個高峰期，隨后閉花數(shù)明顯減少，持續(xù)到1830，僅個別花朵到1930閉合。陰天開花時間向后推遲2-3 h左右，閉合時間提前1-2 h左右，雨天很少開花。有此可得出，在做雜交育種時，人工授粉時間應(yīng)選在開花數(shù)最多的時候即10:30-11:00，此時開花數(shù)最多，11:30時有部分花開始閉合，不利于人工授粉。 圖1 5種胡枝子開花和閉花習(xí)性Fig. 1the blooming and closing characteristics of 5 Lespedeza3.8結(jié)實(shí)特性 5種胡枝子每個莢果均含1粒種子。5種胡枝子中尖葉胡枝子結(jié)莢率較高，達(dá)到90. 5

25、7%，達(dá)烏里胡枝子和牛枝子結(jié)莢率差別不大，分別為最低為76.71%和75.45%，陰山胡枝子和尖葉胡枝子結(jié)莢率差別不大，分別為83.72%和84.13%。種子成熟率以陰山胡枝子較高，達(dá)到84. 72%，牛枝子最小為75.15%。尖葉胡枝子雖然花序開花數(shù)和結(jié)莢數(shù)比牛枝子低4.23倍和3. 5倍，但結(jié)莢率和成熟率卻比牛枝子分別高出15.12%和6. 1%。表11種5生胡枝子的結(jié)實(shí)性Tab. 11the fruit characteristics of 5 Lespedeza species 植物名Species小花Flower結(jié)莢Pod結(jié)莢率(% )Pod rate(% )成熟莢Ripen pod

26、成熟率(% )Ripen rate(% )牛枝子22.416.975.4512.775.15達(dá)烏里胡枝子21.916.876.7113.177.98截葉胡枝子6.35.384.134.483.01陰山胡枝子8.67.283.726.184.72尖葉胡枝子5.34.890.573.981.253.9種子產(chǎn)量 播種當(dāng)年5種胡枝子都能開花結(jié)實(shí)，但種子產(chǎn)量不高。生長第2年，陰山胡枝子單株種子產(chǎn)量和群體種子產(chǎn)量最高分別為3. 89g/株和77.74 kg/畝，牛枝子單株種子產(chǎn)量和群體種子產(chǎn)量最低為0.67 g/株和33.74 kg/畝。（見表12)表12胡枝子種子產(chǎn)量比較Tab.11Comparison

27、 of seed yield of 5 Lespedeza species 植物名Species單株產(chǎn)量（g/株）Single yield(g/plant畝產(chǎn)量（kg/畝）Group yield(kg/畝)牛枝子0.6733.74達(dá)烏里胡枝子1.6039.98截葉胡枝子2.6853.55陰山胡枝子3.8977.74尖葉胡枝子2.9759.363.10 枝條特性由表13可以看出尖葉胡枝子的一級分枝最多為6.3個，達(dá)烏胡枝子的一級分枝最少為3.7，二級分枝截葉胡枝子最多為35.6個，達(dá)烏里胡枝子最少為為19.8個，截葉胡枝子生殖枝最多為31.2個，達(dá)烏里胡枝子最少為16.8個，5種胡枝子生殖枝所占比率基本一致。 (見表13)。表135種胡枝子枝條特性Tab. 13 The seedling character of growth of 5 Lespedeza Species植物名Species一級分枝First order branches二級分枝Second orderBranches生殖枝ReproductiveBranches營養(yǎng)枝Nut