于肖夏，姜志艷，于 卓，馬艷紅，云錦鳳，蘇 和，張志成(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019)

四倍體雜交冰草新品種
——蒙雜冰草1號(hào)的選育

于肖夏，姜志艷，于 卓，馬艷紅，云錦鳳，蘇 和，張志成
(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019)

將二倍體航道冰草(Agropyroncristatumcv. Fairway)與蒙古冰草(Agropyronmongolicum)進(jìn)行種間遠(yuǎn)緣雜交獲得的雜交種F1代種子，利用秋水仙堿誘導(dǎo)染色體加倍，通過(guò)選育得到四倍體雜交冰草優(yōu)良新品系SZB-02，經(jīng)品比、區(qū)域和生產(chǎn)試驗(yàn)，歷時(shí)13年育成四倍體蒙雜冰草1號(hào)新品種。該品種為多年生疏叢型禾本科草本植物，須根系、植株生長(zhǎng)整齊、葉長(zhǎng)披針形、穗型較寬大。蒙雜冰草1號(hào)產(chǎn)量較高，年刈割兩次的鮮草總產(chǎn)量平均為25 938.35 kg·hm-2，干草產(chǎn)量平均為9 552.33 kg·hm-2，種子產(chǎn)量平均為802.37 kg·hm-2。其開花期粗蛋白質(zhì)含量高達(dá)16.13%，并富含粗脂肪、無(wú)氮浸出物、鈣和磷等營(yíng)養(yǎng)成分，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高；草質(zhì)柔軟、葉量大、適口性好，可青飼、放牧、調(diào)制干草等；發(fā)育前期耐低溫能力強(qiáng)，生態(tài)適應(yīng)性廣，適宜于在≥10 ℃有效積溫≥2 200 ℃·d的地區(qū)推廣種植。

航道冰草；蒙古冰草；四倍體蒙雜冰草1號(hào)；選育；產(chǎn)量；營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)

冰草(Agropyroncristatum)是放牧和刈割兼用的多年生禾本科牧草。國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究表明，冰草飼用價(jià)值高，在干旱、半干旱地區(qū)的栽培草地建植中有巨大的利用潛力[1-5]。美國(guó)是世界上冰草種植面積最大的國(guó)家，但其本土并沒(méi)有冰草屬植物的分布，20世紀(jì)初，美國(guó)從前蘇聯(lián)引種冰草成功，30年代開始進(jìn)行大面積推廣，現(xiàn)已育成冰草品種12個(gè)，主要用于美國(guó)中、西部干旱地區(qū)低產(chǎn)退化蒿屬及灌木叢草地的改良[6-9]。目前，我國(guó)育成的冰草新品種較少，遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要，選育適合于我國(guó)干旱半干旱地區(qū)種植的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗逆性強(qiáng)的冰草新品種實(shí)屬必要。

為培育冰草新品種，近年來(lái)將引自美國(guó)的具有優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)特性的二倍體航道冰草(Agropyroncristatumcv. Fairway，2n=2x=14，染色體組P1P1)與產(chǎn)自內(nèi)蒙古的抗旱、抗寒性強(qiáng)的蒙古冰草(A.mongolicum，2n=2x=14，染色體組PP)相組配，進(jìn)行種間遠(yuǎn)緣雜交，成功獲得了種間雜種F1代[10-11]。觀察發(fā)現(xiàn)，該種間雜種F1的染色體數(shù)目均為14條，開放授粉條件下其花粉可育率和自然結(jié)實(shí)率很低，分別為26.73%和5.30%，雜種優(yōu)勢(shì)很明顯，具有重要的育種利用價(jià)值[12-13]。為克服雜種F1育性低、創(chuàng)造四倍體雜交冰草新種質(zhì)，利用秋水仙堿溶液處理航道冰草×蒙古冰草二倍體雜種F1萌發(fā)的種子，獲得了雜交冰草染色體加倍植株(四倍體，2n=4x=28，P1P1PP)，并套袋自交得到了加倍植株的后代群體(F1～F3)[14]。研究表明，加倍植株及其后代育性高，其花粉可育率和自然結(jié)實(shí)率分別在78%和62%以上，超親優(yōu)勢(shì)明顯(HP=35.72%)[15-18]。通過(guò)多年選育試驗(yàn)，得到了一個(gè)利用價(jià)值高的四倍體雜交冰草新品系SZB-02[19-20]，經(jīng)品比試驗(yàn)、區(qū)域試驗(yàn)及生產(chǎn)試驗(yàn)，于2012年2月通過(guò)了內(nèi)蒙古草品種審定委員會(huì)審定，命名為“蒙雜冰草1號(hào)”新品種(登記號(hào)：N001)。本研究重點(diǎn)分析“蒙雜冰草1號(hào)”的選育方法與過(guò)程、營(yíng)養(yǎng)成分、主要生產(chǎn)性能以及栽培技術(shù)要點(diǎn)，旨在為該新品種的推廣利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 育種材料來(lái)源及其主要特性

蒙雜冰草1號(hào)(Agropyroncristatumcv. Fairway×Agropyronmongolicumcv. Mengza No.1)，是航道冰草與蒙古冰草種間遠(yuǎn)緣雜交F1經(jīng)染色體加倍育成的四倍體冰草新品種，株高99.80～100.09 cm ，原品系代號(hào)SZB-02。其母本航道冰草引自美國(guó)，是一個(gè)經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的栽培種，株高約71.40 cm，根系發(fā)達(dá)，穗型小、扁穗花序、較緊密，莖葉鮮草蛋白質(zhì)含量較高，分蘗性和再生性強(qiáng)，葉量豐富，產(chǎn)草和產(chǎn)籽量高，具抗倒伏特性[14]；父本是產(chǎn)于內(nèi)蒙古草原的野生草種蒙古冰草，其莖稈直立、疏叢型，基部稍彎曲，株高75～90 cm，葉片窄披針形，穗狀花序，小穗稀疏斜上排列穗軸兩側(cè)，分蘗數(shù)多，青綠期長(zhǎng)，莖葉柔軟，適口性好，具有強(qiáng)的抗旱、抗寒、耐風(fēng)沙、耐瘠薄等特性，但其葉量少、產(chǎn)草量較低、種子成熟期不一致[15]。二倍體種間雜種F1雜種優(yōu)勢(shì)明顯，但結(jié)實(shí)率極低，僅為5.3%。利用秋水仙堿誘導(dǎo)F1萌發(fā)種子獲得的染色體加倍植株及其后代育性高，超親優(yōu)勢(shì)明顯。

1.2 試驗(yàn)地自然概況

1.2.1 呼和浩特試驗(yàn)點(diǎn) 呼和浩特市位于40°49′ N、111°41′ E，海拔1 063 m，年平均氣溫5.4 ℃，≥10 ℃年有效積溫2 915 ℃·d，年均降水量400 mm左右，無(wú)霜期135～145 d，沙壤質(zhì)暗栗鈣土，pH 7.8～8.2，肥力適中，地下水灌溉[21-23]。

1.2.2 通遼市科左中旗試驗(yàn)點(diǎn) 通遼市科左中旗位于43°32′-44°32′ N，121°08′-123°32′ E，海拔高259.3 m，全年最高氣溫35.8 ℃，最低氣溫-25.1 ℃，年平均氣溫7.1 ℃，無(wú)霜期202 d，全年日照2 891.7 h，降水量269.7 mm，土壤為壤質(zhì)土，pH 7.5～8.2，肥力中等，地下水灌溉。

1.2.3 鄂爾多斯市達(dá)旗真金種業(yè)試驗(yàn)點(diǎn)

鄂爾多斯市達(dá)旗真金種業(yè)科技園位于40°24′N、110°01′ E，海拔1 110 m，年均降水量300 mm，該區(qū)≥10 ℃有效積溫2 900～3 200 ℃·d，無(wú)霜期130～146 d，土壤為壤質(zhì)土，pH 7.3～8.3，肥力中等，地下水灌溉[21-23]。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及其產(chǎn)量測(cè)定 在各試驗(yàn)點(diǎn)選擇地勢(shì)平坦、肥力均勻、排水良好的土地，小區(qū)布局采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，6次重復(fù)，其中3個(gè)小區(qū)用于種子產(chǎn)量測(cè)試，3個(gè)小區(qū)用于鮮草和干草產(chǎn)量測(cè)試，收草每年刈割兩次[21-23]。品比試驗(yàn)、區(qū)域試驗(yàn)及生產(chǎn)試驗(yàn)的小區(qū)面積分別為40、120和360 m2。對(duì)照品種均為親本航道冰草(CK1)和蒙古冰草(CK2)。刈割留茬5～7 cm，每次刈割后灌水，并施尿素7 kg·667 m-2。

1.3.2 營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定 隨機(jī)取各供試材料開花期的整株鮮樣，60 ℃恒溫箱中烘干、粉碎，委托內(nèi)蒙古農(nóng)牧漁業(yè)生物實(shí)驗(yàn)研究中心測(cè)定常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分[21-23]。粗蛋白含量根據(jù)GB/T6432-1994標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定，粗脂肪含量根據(jù)GB/T6433-2006標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定，粗纖維根據(jù)GB/T6434-2006標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定，酸性洗滌纖維根據(jù)NY/T1459-2007標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定，中性洗滌纖維根據(jù)GB/T20806-2006標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定，無(wú)氮浸出物根據(jù)GB/T6435-2006標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定，粗灰分根據(jù)GB/T6438-2006標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定，鈣根據(jù)GB/T6437-2006標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定，磷根據(jù)GB/T6437-2002標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定，各指標(biāo)均重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 蒙雜冰草1號(hào)生產(chǎn)性能

2.1.1 品比試驗(yàn) 蒙雜冰草1號(hào)刈割兩次的平均鮮草總產(chǎn)量為25 938.35 kg·hm-2，分別較對(duì)照航道冰草和蒙古冰草平均增產(chǎn)24.99%和36.16%，差異極顯著(P<0.01)；干草產(chǎn)量平均為9 552.33 kg·hm-2，分別較對(duì)照航道冰草和蒙古冰草平均增產(chǎn)25.81%和36.28%，差異極顯著(P<0.01)；種子產(chǎn)量平均為802.37 kg·hm-2，分別較對(duì)照對(duì)照航道冰草和蒙古冰草平均增產(chǎn)16.12%和18.74%，差異極顯著(P<0.01)(表1)。

2.1.2 區(qū)域試驗(yàn) 區(qū)域試驗(yàn)于2009和2010年分別在3個(gè)不同地區(qū)進(jìn)行，與參試的其他兩個(gè)材料相比，蒙雜冰草1號(hào)的兩次刈割鮮草總產(chǎn)量最高，平均為24 690.97 kg·hm-2，分別較對(duì)照航道冰草和蒙古冰草平均增產(chǎn)25.09%和34.97%，差異極顯著(P<0.01)(表2)。另外，田間觀察可知，蒙雜冰草1號(hào)能適應(yīng)3個(gè)地區(qū)的氣候條件，能正常生長(zhǎng)發(fā)育，其青綠期可持續(xù)到深秋下霜前，且生長(zhǎng)季內(nèi)在各試驗(yàn)區(qū)均未發(fā)現(xiàn)病蟲危害癥狀及倒伏現(xiàn)象。

2.1.3 生產(chǎn)試驗(yàn) 生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果表明，2010-2011年蒙雜冰草1號(hào)的平均鮮草產(chǎn)量、干草產(chǎn)量和種子產(chǎn)量分別為24 902.06、9 258.22和771.33 kg·hm-2，較對(duì)照航道冰草和蒙古冰草增產(chǎn)值均達(dá)到了極顯著水平(P<0.01)(表3)，顯示出很高的生產(chǎn)性能。

2.2 蒙雜冰草1號(hào)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)

營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)是衡量牧草飼用價(jià)值高低的重要指標(biāo)，一般飼草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)高，其飼用價(jià)值就高[24]。在開花期四倍體蒙雜冰草1號(hào)的粗蛋白和粗脂肪含量分別為16.13%和3.21%，明顯高于親本蒙古冰草，而略低于親本航道冰草(表4)。蒙雜冰草1號(hào)粗纖維含量為31.32%，略低于親本蒙古冰草，而高于航道冰草。蒙雜冰草1號(hào)的無(wú)氮浸出物、鈣和磷的含量均較高，分別為38.16%、0.27%和0.27%。

2.3 栽培利用技術(shù)要點(diǎn)

2009-2011年，在對(duì)蒙雜冰草1號(hào)進(jìn)行區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)過(guò)程中，確立了該品種的栽培利用技術(shù)，其要點(diǎn)如下：

適宜播種期 蒙雜冰草1號(hào)可在春季、夏秋季播種。春季白天氣溫在10 ℃左右即可播種，內(nèi)蒙古中西部地區(qū)，一般3月底至4月初播種，適當(dāng)早播有利于促進(jìn)分蘗和提高抗寒性。夏秋季播種應(yīng)在7月15日至8月10日完成，以利于幼苗越冬。

播種方法和適宜播種量 蒙雜冰草1號(hào)收草用最好采取條播方式，行距35～40 cm，播種量30 kg·hm-2；制種用可采取條播或育苗移栽兩種方式，行距60～70cm，播種量22.5kg·hm-2，播深2～3 cm，播后及時(shí)鎮(zhèn)壓。

表1 品種比較試驗(yàn)產(chǎn)量Table 1 Yield in variety comparison test

注：T測(cè)驗(yàn)，* 顯著差異(P<0.05)，** 極顯著差異(P<0.01)。下同。

Note: * and ** mean significant difference byTtest at 0.05 and 0.01 level, respectively. The same below.

表2 區(qū)域試驗(yàn)鮮草產(chǎn)量Table 2 Fresh grass yield in regional test kg·hm-2

表3 生產(chǎn)試驗(yàn)產(chǎn)草量及種子產(chǎn)量Table 3 Grass and seed yield in production test kg·hm-2

表4 供試材料開花期的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分Table 4 Conventional nutritional composition of the tested materials in anthesis %

管理與利用 蒙雜冰草1號(hào)在苗期生長(zhǎng)較為緩慢，容易受雜草危害，需特別注意除草。施肥根據(jù)土壤肥力狀況，可施化肥和有機(jī)肥，化肥應(yīng)以N肥為主，適當(dāng)配施P、K肥。種肥施二銨225～300 kg·hm-2，追肥施尿素150～225 kg·hm-2，基肥施有機(jī)肥30～45 t·hm-2，刈割后應(yīng)灌水和施肥。

蒙雜冰草1號(hào)自栽培第2年開始年可刈割利用兩次，第1次青刈在盛花期為宜，此時(shí)刈割再生草產(chǎn)量高，且鮮草營(yíng)養(yǎng)豐富，適口性好，刈割利用適宜留茬高度5～7 cm。第2次刈割，應(yīng)在深秋下霜前完成，可作青飼或曬制優(yōu)質(zhì)干草。放牧利用應(yīng)在拔節(jié)期進(jìn)行。

種子收獲與貯藏 在內(nèi)蒙古地區(qū)，新品種蒙雜冰草1號(hào)的種子在7月底至8月初成熟，注意及時(shí)收獲，防止種子落粒，可采用人工收割或聯(lián)合收割機(jī)直接收獲。收獲后，晾曬2～3 d，進(jìn)行脫粒與清選。種子貯存安全水分應(yīng)保持在14%以下。 3 結(jié)論

蒙雜冰草1號(hào)產(chǎn)量較高，年刈割兩次的鮮草總產(chǎn)量平均為25 938.35 kg·hm-2，干草產(chǎn)量平均為9 552.33 kg·hm-2，種子產(chǎn)量平均為802.37 kg·hm-2，可大面積推廣利用。

蒙雜冰草1號(hào)開花期粗蛋白質(zhì)含量高達(dá)16.13%，并富含粗脂肪、無(wú)氮浸出物、鈣和磷等營(yíng)養(yǎng)成分，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高；草質(zhì)柔軟、葉量大、適口性好，可青飼、放牧、調(diào)制干草、加工草粉等，是飼養(yǎng)牛、羊等家畜的優(yōu)等飼草。

田間觀察蒙雜冰草1號(hào)發(fā)育前期耐低溫能力強(qiáng)，生態(tài)適應(yīng)性廣，能在沙土、壤土、沙壤土、黑鈣土等不同土質(zhì)的土壤中良好地生長(zhǎng)。該品種適宜種植于≥10 ℃有效積溫2 200 ℃·d以上的地區(qū)，因而在內(nèi)蒙古及其毗鄰省區(qū)均可種植?？稍谖覈?guó)北方年降水量≥250 mm的地區(qū)旱作栽培利用。

致謝：該論文是第二屆全國(guó)草業(yè)生物技術(shù)大會(huì)評(píng)選出的優(yōu)秀論文，并得到中國(guó)草業(yè)生物技術(shù)專業(yè)委員會(huì)提供的版面費(fèi)支持。

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(責(zé)任編輯 張瑾)

The new variety breeding of tetraploid hybrid wheatgrass——Mengza No.1

YU Xiao-xia, JIANG Zhi-yan, YU Zhuo, MA Yan-hong, YUN Jin-feng, SU He, ZHANG Zhi-cheng
(Agronomy College, Inner Mongolia Agriculture University, Huhhot 010019, China)

The superior tetraploid hybrid wheatgrass variety SZB-02 was selected from colchicine induced chromosome doubling F1hybrids after widely crossing ofAgropyroncristatumcv. Fairway andAgropyronmongolicum. And then, the new variety of tetraploid hybrid wheatgrass-Mengza No.1 was obtained after a series of tests including varieties comparison, regional and production which lasted 13 years. Mengza No.1 is a perennial gramineous herb with fibrous root system, regular plant growth, lanceolate leaf length, and wide panicle type. The fresh grass yield, dry grass yield and seed yield of Mengza No.1 with twice mowing per year was 25 938.35 kg·hm-2, 9 552.33 kg·hm-2and 802.37 kg·hm-2, respectively, which suggest that this variety has relatively high grass yield. Mengza No.1 has crude protein content of 16.13 % in anthesis, and is rich in nutritional composition such as crude fat, nitrogen free extract, calcium and phosphorus. It also has characteristics of soft texture, high leaf yield and good palatability which can be used for green fodder, graze and hay. It has strong resistance to low temperature in earlier development stage and wide ecological adaptability, which is suitable to be applied in the areas with the effective accumulated temperature more than 2 200 ℃·d (≥10 ℃).

A.cristatumcv. Fairway;A.mongolicum; tetraploid Mengza No.1 wheatgrass; breeding; yield; nutritional quality

YU Zhuo E-mail: yuzhuo58@sina.com

10.11829j.issn.1001-0629.2014-0378

2014-08-13 接受日期：2015-01-29

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(31172254)

于肖夏(1985-)，女，內(nèi)蒙古呼和浩特人，講師，博士，主要從事飼用作物及馬鈴薯遺傳育種研究。E-mail:yuxiaoxia1985@sina.com

于卓(1958-)，男，內(nèi)蒙古托克托縣人，教授，博士，主要從事飼用作物及馬鈴薯遺傳育種研究。E-mail:yuzhuo58@sina.com

S543+.903

A

1001-0629(2015)05-0738-07*

于肖夏，姜志艷，于卓,馬艷紅，云錦鳳，蘇和，張志成.四倍體雜交冰草新品種——蒙雜冰草1號(hào)的選育[J].草業(yè)科學(xué),2015,32(5):738-744.

YU Xiao-xia,JIANG Zhi-yan,YU Zhuo,MA Yan-hong,YUN Jin-feng,SU He,ZHANG Zhi-cheng.The new variety breeding of tetraploid hybrid wheatgrass——Mengza No.1[J].Pratacultural Science，2015,32(5)：738-744.