摘要:果園中種植1年生禾本科植物鼠茅,不僅可以改善土壤的物理化學性狀,而且可以有效抑制夏季雜草的生長,改善果實品質,適合作為果園覆蓋物栽培,有重要的引種和推廣價值。本文綜述鼠茅的形態(tài)特征、對環(huán)境條件的要求、栽培管理技術、在果樹生產中的作用、經濟價值和應用前景,提出幾個需進一步研究和亟待解決的問題。
關鍵詞:鼠茅;形態(tài)特征;栽培技術;研究現狀;應用前景
中圖分類號:$545 文獻標識碼:B 文章編號:1002—2910(2009)04—0011—05
鼠茅(Vulpia myuros c.Gmelin)(原Festucamyuros L.),又名鼠尾狐茅,為1年生禾本科鼠茅屬草本植物。鼠茅原產于亞洲和歐洲,廣泛分布于亞洲、歐洲、美洲和非洲,主要分布區(qū)域為北美退化草原,屬于草原雜草。鼠茅在我國主要分布在江蘇、浙江、江西、廣西、西藏及臺灣等地,其生態(tài)適應性廣,在海拔160—4200m的路邊、山坡、沙灘、石縫及溝邊都可生長。果園內栽培鼠茅不僅可以改善土壤的理化性狀,而且可以有效抑制夏季雜草的生長,提高果品產量和品質,是一種很好的果園覆蓋作物,其在生產中的利用價值已經吸引了越來越多的研究者關注。本文對鼠茅的形態(tài)特征、對環(huán)境條件的要求、栽培管理技術、在農業(yè)生產中的作用及應用前景進行綜述。
1 鼠茅的形態(tài)學特征
鼠茅根、莖、葉、花的形式態(tài)。
1.1 根系
鼠茅根系為須根系。主根不發(fā)達,由莖基部節(jié)上產生大量的不定根,這些不定根繼續(xù)分枝,形成須狀根系,入土較直而淺。
1.2 莖和葉
莖稈直立,細弱,光滑,高20—60cm,莖粗約1mm,具3—4節(jié)。葉鞘光滑無毛,疏松裹莖,長于節(jié)間;葉舌長0.2~0.5mm,土黃色;葉片內卷,蔥綠色,長7~11cm、寬1—2mm,葉面被茸毛,背面無毛。
1.3 花果和種子
花序為圓錐花序,狹窄,基部通常為葉鞘所包裹或稍露出,長10~20cm、寬約1cm,分枝單生而偏于主軸之一側,扁平或具三棱,棱邊粗糙。小穗長8~10mm(芒除外);小穗軸節(jié)間長約1mm,被微毛;柄短,具兩穎,穎先端尖,邊緣膜質。第1穎微小,鱗片狀三角形,具1脈,長約1mm;第2穎狹窄,長3—4.5mm。小穗成熟時自穎之上脫落,內含4~5朵小花。小花外稃草質、線狀披針形,背部近圓形,粗糙或邊緣具較長的毛,具五脈,邊脈僅位于下部,第1外稃長約6mm,先端延伸成細長而粗糙的芒,芒長13~18mm;內稃透明膜質,比外稃稍短,具二脊,脊上有短纖毛,其背面有1段小穗軸,長約0.8mm。雄蕊1枚,花藥長0.4~lmm;雌蕊柱頭二裂、羽毛狀。
種子為穎果,線形,長約4mm,果皮紅棕色,背面拱圓,腹面有1條深溝,胚體微小,長約占果體的1/8。穎果千粒重0.61g,每克約1640粒。花果期4~6月。
2 鼠茅對環(huán)境條件的要求
鼠茅喜溫暖,35℃高溫下也可正常生長;耐寒力中等,可以忍受冰凍,安全越冬。鼠茅屬于長日照植物,較耐陰,每天有4小時的光照即可滿足生長的需要,適合在果園中種植。其耐旱性很強,年降水量250mm時可正常生長。鼠茅在淺薄、貧瘠和干旱的土壤或砂質土壤均可生長,耐酸堿,適宜生長的pH值為5.9-7.6,pH值4.5時也可生長。對鹽分的耐性較低。
3 栽培管理技術
3.1 播種
鼠茅采用播種繁殖。其種子需經后熟才能發(fā)芽。當年的新種子不經冬眠也可以發(fā)芽,冬眠后發(fā)芽率提高。陳種子已經完成后熟。種子發(fā)芽的溫度為15—35度,最適溫度為20℃左右。鼠茅生育期為秋、冬和春天,最適宜的播種時間在10月1日至11月15日。耐密植,可撒播或者條播,撒播每666.7m2用種1kg,條播0.5kg。作覆蓋物栽培,撒播每666.7m2用種0.75kg,條播0.5kg。鼠茅還可以進行水培,水培時每666.7m2用種0.75kg。由于體積較小和形狀的原因,種子經常粘在一起。種殼是一種很好的攪拌器,可避免在播種機中粘在一起,利于播種。
3.2 肥水管理
播種前疏松土壤,每666.7m2施3~4kg氮肥即可滿足鼠茅生長的需求。鼠茅耐旱性很強,年降水量達到250mm時可不澆水,年降水量低于250mm時可適量澆水。
3.3 收割與脫粒
鼠茅生長速度快,生長周期短(4~6個月左右),與大多數的草相比,是一種早熟的草。種子形成前可以進行頻繁的收割。為了收獲種子,從種子形成到成熟過程中不能再收割。每666.7m2可產生種子100~200kg,種子壽命較長。脫粒是收割時的一個難題,經常在種子稍微發(fā)點綠色時用收割機收割脫粒。目前日本出現了一種新的脫粒機(flail—vac harvester.Allis Chalmers All—Crop,Model 72),正在試用中。鼠茅種子不經脫粒,也可以發(fā)芽、生長。
鼠茅抗病蟲害的能力強,不易感染病蟲害。
4 鼠茅在果樹生產中的作用
目前,對鼠茅研究較多的有日本、美國、澳大利亞等國,研究的側重點各不相同。歸納起來,鼠茅的作用主要有以下幾方面。
4.1 用于果園生物控草
目前研究鼠茅草最多的是日本。鼠茅廣泛分布于日本的北海道、本州、四國和九州等地。以前果園生草覆蓋主要是從水土保持、增加土壤有機質、改良土壤的物理化學性狀,從而提高果實產量和品質的角度進行考慮,鼠茅出現后,則主要從控制果園雜草的生長、促進果園生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的角度,對果園生草栽培進行研究和探索。2007年,我們引種到常熟市,當年11月上旬播種于梨園和葡萄園,2008年夏季控草效果達80%以上,幾乎不需進行除草。
自從Miller發(fā)現鼠茅是一種自己播種繁殖的草,適合在果園和葡萄園中做覆蓋物栽培以來,越來越多的研究由此展開。MeyerH6J以及Gu發(fā)現,在杏樹園中種植鼠茅的效果優(yōu)于雀麥草,是杏樹最佳的覆蓋作物。Motosugi等調查了果園覆蓋栽培作物對桃樹幼苗以及果園有害物的生長和存活的影響,發(fā)現雀麥草、馬鞭草和鼠茅作為果園覆蓋栽培作物,桃樹幼苗的死亡率升高,但是鼠茅對進入開花結果期的桃樹沒有影響。Motosugi和Terashima研究了3種冬季一年生草(鼠茅、毛苕子、黑麥草)做覆蓋作物對嫁接葡萄生長的影響,發(fā)現與毛苕子和黑麥草相比,鼠茅的死亡植株可抑制夏季雜草的生長。Shibata研究發(fā)現,鼠茅植株高50cm左右時開始萎焉、枯黃,自然倒伏在土壤中,并且于6月初死亡;倒伏在果園中的鼠茅死亡植株,在8月中旬前會抑制其他雜草的生長,整個夏季不需要割草,節(jié)省了勞動力。另外,由于鼠茅植株較矮、耐干旱、喜蔭、可抑制果園線蟲的繁殖,因此是果園中的1種新的受歡迎的覆蓋栽培草種。Min通過對鼠茅腐解物分析,明確了鼠茅腐解物中含有多種水溶性物質,這些物質對雜草生長具有抑制作用。
4.2 促進果樹養(yǎng)分運輸,改善果品品質
Motosugi和Terashima采用同位素示蹤的方法發(fā)現矮化葡萄藤覆蓋栽培鼠茅,葡萄藤中的氮素會向鼠茅運輸。但是鼠茅容易感染AM真菌,AM真菌可以調節(jié)矮化葡萄藤和鼠茅之間氮素的運輸,促進鼠茅中的氮素向葡萄藤中運輸,從而促進葡萄藤的生長。進一步的研究發(fā)現,鼠茅菌根感染率很高,可促進AM真菌和柑桔的生長,改善柑桔的品質。西南農業(yè)大學楊曉紅教授于2000年將鼠茅引種到奉節(jié)縣坡地果園,播種前每千克土接種100個重慶桔園土著AM真菌消毒孢子,發(fā)現生長兩個月后的鼠茅,菌根感染率50%左右,且能提高柑桔的產量和品質。
4.3 降低果園土壤次生鹽漬化
Motosugi和Terashima研究了3種冬季一年生草(鼠茅、毛苕子、黑麥草)充當覆蓋作物對嫁接葡萄生長的影響,發(fā)現在3種覆蓋物區(qū)域,8月份葡萄枝蔓葉片中氮和磷的含量均降低,但是不會出現營養(yǎng)不足的癥狀,且鼠茅的死亡植株不會給果園的管理帶來不便。Ishika—wa等采用同位素示蹤的方法,研究了氮素在柑桔以及覆蓋栽培作物鼠茅之間的運輸,發(fā)現春季施用氮肥,覆蓋栽培鼠茅區(qū)域的柑桔吸收Nt5的速率顯著降低,比不覆蓋栽培鼠茅的區(qū)域低約47%,尤其在新展開的葉片中特別明顯。鼠茅吸收的氮素大約是柑桔的兩倍。比較覆蓋栽培區(qū)和清耕區(qū)氮素的利用率,發(fā)現清耕區(qū)氮素的利用率為35.3%,而覆蓋栽培區(qū)柑桔氮素利用率為16.7%,鼠茅的氮素利用率為51.6%,是清耕區(qū)的1.5倍左右。可見,鼠茅可有效降低果園中過剩的肥料,避免了果園土壤次生鹽漬化的發(fā)生。
4.4 穩(wěn)定土壤的結構
由于鼠茅具有須根系的特點,可以提高易受侵蝕土壤的穩(wěn)定性。澳大利亞各地均采用鼠茅來穩(wěn)定土壤的結構,防止水土流失,從而預防其他物質的侵蝕,提高土壤肥力,為其他物種的生存提供條件。Meyer以及Gu發(fā)現,在杏樹園中種植鼠茅可以提高土壤的水分滲透性。Shibata研究發(fā)現,倒伏在果園的鼠茅植株或死亡株,類似蓋在果園土表的一層有機地罩,可以減少灼日對土壤的強烈直接輻射,從而降低土溫、減少水分蒸發(fā)、提高柑桔和葡萄對熱和旱的忍耐力,使樹體安全度過炎夏。另外,倒伏在果園中的鼠茅死亡植株經發(fā)酵和分解后,可以補充土壤中的有機物,改良土壤的物理化學性質。
4.5 有利于植物群落演替和植被修復
20世紀以來,隨著人口的劇增和經濟的飛速發(fā)展,自然濕地愈來愈多地受到人類的干擾,導致濕地面積減縮、生物多樣性降低。針對普遍存在的濕地退化狀況,近一二十年來世界各國都在采取積極的措施進行濕地生態(tài)恢復的研究與實踐,濕地生態(tài)系統(tǒng)的恢復與重建己成為世界性的研究熱點。鼠茅在濕地生態(tài)恢復中有重要的作用,在我國江西和內江濕地不同演替階段種群生態(tài)位寬度中分別為0.1073和0.1428。對于一個生態(tài)系統(tǒng),鼠茅扮演著重要的角色,作為生產者,它具有能量固定、轉化、貯存和調節(jié)區(qū)域環(huán)境的功能,是維持生態(tài)平衡的杠桿;相對無機環(huán)境而言,它是生命物質;對于動物和人類而言,它又是一個環(huán)境要素。
5 鼠茅的經濟價值和應用前景
5.1 經濟價值
鼠茅在入夏時易倒伏,倒伏的地上部可抑制夏季雜草的生長,可節(jié)省果園管理的人力和物力。另外,由于鼠茅有很高的菌根感染率,而AM真菌可促進果樹的生長發(fā)育,提高果實品質和產量,因此將鼠茅作為覆蓋栽培作物將會取得很好的經濟效益。
5.2 應用前景
鼠茅耐密植,產量高,種子繁殖容易,商品種子便宜;發(fā)芽溫度適應范圍廣,溫室中基本上可以周年播種,大田中春、秋播種均可,且植株生長快,生長周期短(4個月左右),引種的成功率高,具有廣泛的應用前景。對我國的沙漠以及丘陵和坡地,鼠茅是一種優(yōu)良的水土保持植物。
我國華南、華北、華東、華中等廣大地區(qū)的葡萄、桃、杏、梨、柑桔等果樹的栽培面積越來越大,設施果樹的栽培面積也在不斷增加。但是也存在很多問題,如:雜草對養(yǎng)分的競爭、設施連作障礙以及根結線蟲的危害等。目前生產上利用鐵滅克、草甘膦等效果雖較好,但是成本高,且劇毒,易造成環(huán)境污染,破壞土壤生物區(qū)系。秋季播種的鼠茅不僅可以抑制第2年夏季果園雜草的生長,而且感染AM真菌后可以促進營養(yǎng)物質向果樹的運輸,抑制根結線蟲的繁殖,提高果實品質,因此,在我國大規(guī)模推廣鼠茅作為果園覆蓋栽培是可行的。
6 展望
鼠茅生長速度快,會蔓延和入侵其他區(qū)域和栽培作物,尤其是冬小麥的田地。如果不進行適當的管理,會替代原有的植被。因此。如何有效地利用鼠茅,又防止其大規(guī)模入侵對農作物造成生態(tài)侵害,使之向有利于農業(yè)生產的方向發(fā)展,是首先要解決的問題。
鼠茅可抑制夏季雜草的生長,這種作用是由于地上部腐解物的化感作用抑制了其他雜草的生長,但有效成分仍不明確,需要進一步研究。鼠茅作為果園的覆蓋物栽培時,AM真菌可調節(jié)鼠茅與果樹之間氮、磷的運輸,是否可以調節(jié)其他營養(yǎng)成分的運輸還不明確,也是亟待解決的問題。