范玉革

摘要：草地生產(chǎn)系統(tǒng)包括多個(gè)領(lǐng)域和分支，就目前發(fā)展來(lái)看荒漠化和草畜生產(chǎn)率低下是生態(tài)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展急需解決的重要問(wèn)題。在國(guó)家對(duì)草地生產(chǎn)系統(tǒng)研究的支持下，對(duì)所涵蓋的各個(gè)分支研究進(jìn)行回顧與展望，提出草地生產(chǎn)系統(tǒng)領(lǐng)域需要解決的一些問(wèn)題及學(xué)科發(fā)展的新方向，豐富草地生產(chǎn)系統(tǒng)領(lǐng)域的研究?jī)?nèi)容。

關(guān)鍵詞：草地；生態(tài)環(huán)境；可持續(xù)發(fā)展；草地多功能性

中圖分類號(hào)：S812

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-9737（2018）08-0008-02

1 草畜生產(chǎn)系統(tǒng)

草畜生產(chǎn)的核心是植物生產(chǎn)和動(dòng)物生產(chǎn)，而草畜平衡則是兩個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的核心問(wèn)題[1]。國(guó)內(nèi)外就草畜平衡問(wèn)題開(kāi)展了大量的研究工作。在國(guó)外草畜發(fā)達(dá)的國(guó)家，如澳大利亞、美國(guó)、新西蘭等地，都對(duì)此進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。早在20世紀(jì)70年代，在新西蘭就采取了增加肥料供應(yīng)和載畜量等措施；20世紀(jì)80年代時(shí)則采取改變生產(chǎn)時(shí)間和飼料管理結(jié)合的形式，減輕對(duì)飼料的依賴以達(dá)到草畜平衡[2]；近年來(lái)，最大限度的提高草地利用率和家畜轉(zhuǎn)化率，如調(diào)整泌乳期、人工補(bǔ)草等，使之趨于平衡狀態(tài)。在國(guó)內(nèi)，尤其是北方，如甘肅、青海、新疆等地，主要根據(jù)牧草的生長(zhǎng)特點(diǎn)和動(dòng)態(tài)規(guī)律來(lái)調(diào)整載畜量，盡量使牧草的供求關(guān)系平衡[3]。這種草畜生產(chǎn)方式對(duì)提高畜群和牧草轉(zhuǎn)化率具有積極和持續(xù)意義。

2 草坪和草坪草的價(jià)值與保護(hù)

草坪因其功能和用途不同，一般可將其分為休憩草坪、觀賞草坪、運(yùn)動(dòng)草坪、固土護(hù)坡草坪、飛機(jī)場(chǎng)草坪、環(huán)境保護(hù)草坪等。草坪草也因種類、生長(zhǎng)地域不同而分為暖季型、冷季型和過(guò)渡型草坪草[4]。而草坪草的選擇也因其草坪的類型不同而各異。在草坪建植時(shí)，適當(dāng)?shù)倪x用和引進(jìn)草坪草新品種可提高其抗逆性和抗病性，是保持草坪的質(zhì)地、密度、色澤，改善草坪質(zhì)量的根本途徑[5]。因此本研究領(lǐng)域還有以下及方面的研究熱點(diǎn)。

草坪種質(zhì)資源調(diào)查、引種評(píng)價(jià)和選育研究。①草坪科技進(jìn)步是現(xiàn)代草坪業(yè)繁榮與發(fā)展的基礎(chǔ)和核心，草坪草資源調(diào)查、引種評(píng)價(jià)和選育利用一直是草坪科學(xué)研究與關(guān)注的重要內(nèi)容。②草坪引種評(píng)價(jià)：從少數(shù)地區(qū)和單位單一、分散研究到不同地區(qū)和單位相結(jié)合，開(kāi)展多點(diǎn)、系統(tǒng)和綜合性的品種適應(yīng)性評(píng)價(jià)，明確主要引進(jìn)品種的適應(yīng)范圍，劃分并明確不同區(qū)域的生態(tài)特征及其相適應(yīng)的草種類型。③草坪草選育和育種技術(shù)新應(yīng)用。

本土與野生地被植物資源研究與利用。充分利用本土草坪草資源，培育具有更強(qiáng)抗旱、抗寒、耐熱、耐陰、耐磨損以及對(duì)特定病蟲(chóng)害、雜草具有明顯抵抗能力的品種，作為本土型節(jié)水和環(huán)保型草坪草新品種。

3 植物品種改良

改良品種是在已有的種質(zhì)資源中，經(jīng)過(guò)個(gè)體變異，從中擇優(yōu)，在某一性狀或幾個(gè)性狀上有較為突出的表現(xiàn)，一般其綜合性狀良好，再經(jīng)過(guò)系統(tǒng)選育而成的新品種[6]。這不僅是生產(chǎn)所需的對(duì)當(dāng)?shù)貤l件具有廣泛適應(yīng)性的品種，也是育種中寶貴的原始材料[7]。

品種改良多是由于所生長(zhǎng)地域環(huán)境條件的惡化，導(dǎo)致原有品種無(wú)法適應(yīng)。如在澳大利亞南部，由于土壤鹽漬化嚴(yán)重，致使現(xiàn)有草種無(wú)法適應(yīng)環(huán)境的變化，強(qiáng)烈需求引進(jìn)或培育更為適宜的草種。在品種改良中生物技術(shù)的融入也是當(dāng)下熱點(diǎn)，如良種快速繁育，可通過(guò)組織培養(yǎng)技術(shù)，加快對(duì)植物的繁育，此技術(shù)不僅取材廣泛，而且可在短期內(nèi)獲得大量的持有優(yōu)良性狀的脫毒脫菌種苗[8]。通過(guò)基因工程，利用分子技術(shù)輔助育種，可縮短育種周期，獲取目標(biāo)性強(qiáng)的新品種。尤其通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，利用基因槍或農(nóng)桿菌介導(dǎo)法可明顯提高轉(zhuǎn)化成功率。對(duì)于多年生豆科牧草，選擇匹配率高的根瘤菌，以提高養(yǎng)分利用率，減輕生態(tài)環(huán)境的污染，也是改良項(xiàng)目的重點(diǎn)。尤其近年來(lái)，由于育種過(guò)程較長(zhǎng)，為縮短其育種周期，加快育種速度，較為提倡加代選育，及惡劣環(huán)境苗圃的選育。在常規(guī)育種與分子育種相結(jié)合，田間試驗(yàn)與室內(nèi)試驗(yàn)相結(jié)合的條件下，航天育種也是育種行業(yè)的新起之秀，也將成為育種的重中之重。

4 種子科學(xué)和技術(shù)

種子在人類的生命和生活中占據(jù)著至關(guān)重要的位置，是人類的主要生活資料，同時(shí)也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，甚至是農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步的重要載體。在科技發(fā)達(dá)的今天，人類糧食仍來(lái)自于種子。在追求作物產(chǎn)量和品質(zhì)的時(shí)候，研究種子的發(fā)展和品種的更替乃是其根本途徑。從最早人們利用經(jīng)驗(yàn)只從外表觀察發(fā)展到利用顯微鏡等試驗(yàn)工具再到種子的研究向細(xì)胞水平和生理生化方向發(fā)展[9]。新西蘭學(xué)者通過(guò)對(duì)鄉(xiāng)土種子和商用種子繁殖的對(duì)比，成功的以鄉(xiāng)土種子來(lái)生產(chǎn)新草。在國(guó)內(nèi)對(duì)于種子的研究多集中于選擇、檢驗(yàn)和加工的發(fā)生與發(fā)展，對(duì)于國(guó)內(nèi)外種子繁殖、系統(tǒng)定量定性分析和種子科學(xué)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)比研究較少，這也將是種子科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的方向和研究的熱點(diǎn)[10]。如法國(guó)學(xué)者通過(guò)有性生殖對(duì)牧草的動(dòng)態(tài)研究和牧草對(duì)管理的響應(yīng)及改造探索，同時(shí)討論提高牧草傳粉率和種子庫(kù)影響的方法。

5 飼草質(zhì)量、保護(hù)和利用

畜牧業(yè)的發(fā)展是國(guó)家農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和保障，隨著國(guó)家從二元結(jié)構(gòu)到三元結(jié)構(gòu)的調(diào)整，牧草在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已占重要地位，尤其在畜牧業(yè)較為發(fā)達(dá)的國(guó)家牧草質(zhì)量的重要作用更為突出[11]。隨著人們生活水平和消費(fèi)能力的提高，對(duì)畜產(chǎn)品的需求量及質(zhì)量的要求越來(lái)越高。這種供求關(guān)系給農(nóng)牧業(yè)帶來(lái)了革新變化，追宗溯源其飼草的產(chǎn)量和品質(zhì)則是畜產(chǎn)品的終極保障。其中優(yōu)質(zhì)的豆科牧草將成為畜牧業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略保障資源，是解決奶業(yè)發(fā)展中蛋白飼料資源短缺的重要途徑，也是促進(jìn)我國(guó)奶業(yè)發(fā)展因素之一。因此對(duì)飼草的保護(hù)、合理利用及提高產(chǎn)量，改善品質(zhì)一直是研究的熱點(diǎn)。但就目前國(guó)內(nèi)的發(fā)展來(lái)看，我國(guó)草地資源的合理開(kāi)發(fā)和高效利用仍沒(méi)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。尤其近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)牧草的需求量不斷增加，但我國(guó)牧草產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平，牧草的產(chǎn)量和質(zhì)量相比于國(guó)外的發(fā)展還有一定距離，在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力較弱[12]。牧草產(chǎn)業(yè)應(yīng)不斷向區(qū)域化和規(guī)?；七M(jìn)，同時(shí)應(yīng)根據(jù)地域特性形成加工優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)。從栽培角度分析，可以形成草田輪作和間作系統(tǒng)、互補(bǔ)飼草系統(tǒng)、林間草地和果園種草等種植模式。在有限的種植地如何提高產(chǎn)量和品質(zhì)一直是研究的重點(diǎn)，在追求產(chǎn)量和品質(zhì)的同時(shí)如何提高肥料利用率也是研究的難點(diǎn)。如巴西以C4牧草為例，混合群落制備的青貯營(yíng)養(yǎng)價(jià)值優(yōu)于單播，同時(shí)還關(guān)注了植物次級(jí)代謝產(chǎn)物的保護(hù)。如氮在瘤胃混合物中可能具有一定的優(yōu)勢(shì)地位，瘤胃細(xì)胞受損時(shí)，不飽和脂肪酸不易被氫化。從營(yíng)養(yǎng)價(jià)值來(lái)看，瑞典農(nóng)業(yè)大學(xué)報(bào)告了多年生黑麥草第一次刈割草中可溶性碳水化合物含量比對(duì)照增加20%，并展示了該品種的飼用價(jià)值和應(yīng)用前景。

6 入侵植物種

人眼全球，生物多樣性與人類生活息息相關(guān)，它不僅給人類提供豐富的自然資源，在人類生存環(huán)境中也起著不可替代的作用，為保持自然平衡保駕護(hù)航。但目前生物入侵迅速增加，嚴(yán)重威脅了本地的生物多樣性，對(duì)生態(tài)和經(jīng)濟(jì)造成損失，給我們賴以生存的環(huán)境甚至生產(chǎn)和安全都帶來(lái)了巨大壓力[13]。因此對(duì)于生物入侵的預(yù)防、機(jī)制、管理防治等方面的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

近年來(lái)，北美大平原仍然面臨著鄉(xiāng)土種的脆弱性，值得注意的是，中國(guó)北方也面臨如此問(wèn)題，因此在植物物種引進(jìn)的同時(shí)應(yīng)評(píng)估盡量降低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。目前入侵中國(guó)的草本植物總數(shù)已達(dá)800多種，仍有半數(shù)以上的物種入侵性尚不明確，對(duì)于入侵植物種多集中于機(jī)制的研究，至今約有20種以上的假說(shuō)[14]。但關(guān)于入侵物種和本地物種在養(yǎng)分變化和繁殖壓力的交互作用下不同性能的研究以及種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)和種間競(jìng)爭(zhēng)對(duì)物種影響的差異及程度的研究還不夠系統(tǒng)全面。尤其在注重可持續(xù)發(fā)展的今天，分子技術(shù)和模型構(gòu)建在相關(guān)研究中也是值得思考與應(yīng)用的。

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