狼尾草属野生种及其利用价值研究

张怀山,周学辉,乔国华,张满,王春梅

(中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所,兰州 730050)

狼尾草属(Pennisetum Rich)为一年生或多年生禾草,主要分布于热带、亚热带地区,少数种类分布在温带地区,全世界约有130种,多产于非洲。我国狼尾草属野生种及野生近缘植物的种类,在《中国植物志》上记载有11种2变种(包括引进种)[1],1991年《植物研究》上发表了一个狼尾草新种——宝鸡狼尾草(Pennisetum baojiense Tong,sp.nov.)[2],2004年《西北植物学报》发表了一个青海狼尾草新变种——青海白草(Pennisetum centrasiaticum Tzve1.var.Qinghaiensis Wu.)[3]。至此,我国狼尾草属已发现并发表的包括常见种、引进种以及新发现种、新发现变种共计12种3变种(包括4个引进种)。中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所从上世纪90年代开始在云南昆明和甘肃兰州两地进行狼尾草属野生种的引种驯化研究,其中9个多年生狼尾草野生种、变种表现出极其优良的品质特性与利用价值。

1 中亚狼尾草(Pennisetum centrasiaticum Tzvel.)

中亚地区常见种,又称白草、中亚白草、昭巴拉格(蒙)[4-5]。

生态分布:主要分布在我国黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北、山西、陕西、甘肃、青海、四川(西北部)、云南(北部)、西藏等省区,生长于海拔800～4 600 m 的向阳坡地、河岸沙质地、撂荒地、沙丘间洼地等。原模式标本采自印度西部。

特征特性:多年生。根茎型较高大禾草,具横走根茎。秆直立,单生或丛生,株高50～120 cm。叶片条形,长10～40 cm,宽5～12 mm 。穗状圆锥花序,长10～20 cm,宽5～10 mm;小穗卵状披针形,单生或2～3枚簇生,长5～7 mm;花药顶端无毛,花柱近基部联合。颖果长圆形,长 2.5 mm。4月底返青,花期7—8月,9月结实,生育期150～160 d。细胞染色体2n=18。

利用价值:据采自甘肃省定西县种子在甘肃兰州地区的引种结果,第1年干草产量2 035 kg/hm2,第2年干草产量3 920.8 kg/hm2。茎叶比52∶49,种子千粒重0.8 g。营养成分:拔节孕穗期粗蛋白含量10.05%,赖氨酸含量0.46%。茎叶柔软,为各种家畜所喜食,结实后适口性有所下降,调制的干草仍为家畜乐食。比较耐旱,叶子老龄期有黑色釉斑,但不影响其草质和适口性,是有栽培前途的本地产优良饲用牧草,可通过进一步驯化培育,提高生长高度和叶量,培育成旱作刈割、放牧、生态兼用型牧草。

2 兰坪狼尾草(Pennisetum centrasiaticum Tzvel.var.lanpingense S.L.Chen et Y.X.Jin)

陈守良、金岳杏先生发表命名的中亚狼尾草新变种。

生态分布:主要分布在云南、四川及西藏等省区,生长在海拔2 000～3 000 m的山坡、路旁及水沟边。原模式标本采自云南兰坪。

特征特性:多年生。须根系,秆直立,丛生型。与中亚狼尾草相比,植株纤细,株高90～117 cm,叶片狭小,长10～18 cm,宽3～5 mm,圆锥花序狭窄,宽约 5 mm,小穗排列稀疏,刚毛稀少。5月上旬返青,开花较早,花期7—8月,9月结实,生育期 140～150 d。细胞染色体2n=18。

利用价值:据采自云南省祥云县种子在云南昆明地区的引种结果,干草产量8 512.3 kg/hm2;在甘肃兰州地区引种结果,水肥条件下干草产量 1.09万kg/hm2。茎叶比64∶36,种子千粒重0.82 g。拔节孕穗期粗蛋白15.20%,赖氨酸0.41%。茎叶柔软,叶片细小,适口性比宽叶中亚狼尾草稍差,调制的干草仍为家畜乐食。比较耐旱、耐瘠薄、耐热、耐盐碱,无病虫害,营养价值高。经过人工驯化栽培,可培育成良好的饲草或保持水土的生态草。

3 长序狼尾草(Pennisetum longissimum S.L.Chen et Y.X.Jin)

陈守良、金岳杏先生1984年发表命名的新种,与中亚狼尾草近似,但无横走地下根[6]。

生态分布:主要分布在我国贵州、云南、四川、陕西、甘肃等省区,生长在海拔500～2 000 m的中等偏湿的山坡、路旁、地埂。原模式标本采自贵州。

特征特性:多年生疏丛型中、高禾草。须根系,无根茎或有时有极短之根茎。秆直立,较粗壮,株高150～180 cm,茎节 8～14个。叶片线形,长15～65 cm,宽8～15 mm。穗状圆锥花序圆柱形,长10～24 cm,宽5～10 mm(刚毛除外);小穗单生,或2～3枚簇生,披针形,长4～8mm,刚毛坚硬、直挺,颜色深紫到暗棕色;花柱基部联合,上部2裂,柱头羽毛状,紫色。本种为喜暖中生—湿中生植物,花期7—9月,10月种子成熟,生育期175～180 d。细胞染色体:2n=36。

利用价值:据采自云南省丘北县种子在云南昆明地区引种结果,第1年干草产量8 790 kg/hm2,第2年干草产量1.21×104kg/hm2,1年可刈割2茬;在甘肃兰州地区引种结果表明,水肥条件下,当年干草产量1.36×104kg/hm2。茎叶比70∶30,种子千粒重1.8 g。营养成分:拔节孕穗期粗蛋白15.06%,赖氨酸0.37%。结实率低,种子无明显后熟性或休眠性,易建植,再生性和分蘖力都很强。比较耐旱、耐瘠薄,无病虫害。适口性良好,牛、羊喜食嫩枝,干草可加工作精饲料。上世纪40年代,本种曾为牧草育种的先驱之一叶培忠教授在甘肃天水地区栽培驯化多年[7],可作为优良饲料,也可作为保持水土的生态草。

4 中型狼尾草(Pennisetum longissimum S.L.Chen et Y.X.Jin var.intermedium S.L.Chen et Y.X.Jin)

陈守良、金岳杏先生1984年发表命名的长序狼尾草新变种,介于中亚狼尾草与长序狼尾草之间[6]。

生态分布:主要分布在我国云南、四川、贵州、湖南、陕西、甘肃、青海等省,海拔 500～2 000 m,较为干燥的山坡、路旁、田埂。原模式标本采自四川西昌县。

特征特性:多年生疏丛型中、高草,须根系具横走根茎。秆直立,高120～185 cm,茎节通常 8～10个,每茎叶片数6～8片。叶片线形,长10～50 cm,宽6～12 mm。穗状圆锥花序,柱形,穗长13～20 cm,宽5～8 mm(刚毛除外),花序主轴多少有毛,小穗单生,有时2～3枚簇生,刚毛较粗壮,暗紫色,老后黄褐色,长 10～15 mm。花药桔黄色,花柱基部联合,上部2裂,柱头羽毛状,于小穗顶端伸出。本种为喜暖旱中生—中生植物,适应我国亚热带、部分温带地区干湿季节变化明显的气候环境。花果期在7—10月,生育期150～165 d。细胞染色体:2n=36。

利用价值:据采自云南省祥云县种子在云南昆明地区引种结果,第1年干草产量7 425 kg/hm2,第2年干草产量1.07×104kg/hm2,1年可刈割2～3茬;在甘肃兰州地区引种结果表明,水肥条件下,当年干草产量1.95×104kg/hm2。茎叶比65∶35,种子千粒重1.8 g。拔节孕穗期粗蛋白18.36%,赖氨酸1.16%。种子成熟后无明显休眠期,易建植,并很快形成群落,抑制其他杂草入侵,早熟,再生性和分蘖力都很强[8]。比较耐旱、耐瘠薄,无病虫害。适口性良好,牛、羊喜食嫩枝,干草可加工作精饲料。该品种营养价值高,粗蛋白含量赶上或超过苜蓿品种,抗逆性(抗寒、抗旱、耐热)优于长穗、乾宁狼尾草,经栽培驯化后,可成为优良饲用牧草和保持水土生态牧草。

5 四川狼尾草(Pennisetum sichuanense S.L.Chen et Y.X.Jin)

陈守良、金岳杏先生发表命名的新种。

生态分布:特产四川,多生于海拔2 000～3 000 m的河岸、山坡上。原模式标本采自四川得荣县。

特征特性:多年生单生或丛生植物。根茎短,秆直立,株高70～85 cm 。叶片线形,长15～60 cm,宽4～7.5 mm,单株叶片数5～7个。圆锥花序紧密,长14～19 cm,宽6～9 mm;顶端呈一束刺毛,刚毛稀少,长 3～5 mm;小穗单生 ,卵状披针形,长 4～ 6 mm;花药顶端无毫毛,花柱基部联合。花果期8—11月,生育期180～185 d。

利用价值:据采自四川省峨边县种子在云南昆明地区引种结果,干草产量9 500 kg/hm2;在甘肃兰州地区引种结果,水肥条件下干草产量1.15万kg/hm2。茎叶比61∶39,种子千粒重1.09 g。营养成分:拔节孕穗期粗蛋白含量16.3%,赖氨酸含量0.90%。种子成熟后无明显休眠期,易建植,与杂草竞争力强。比较耐旱、耐瘠薄,无病虫害。适口性良好,牛、羊喜食嫩枝,干草可加工作精饲料,是良好的饲用牧草。

6 乾宁狼尾草(Pennisetum qianningense S.L.Zhong)

钟世理先生1982年发表命名的新种[9]。

生态分布:主要分布于我国四川的西部、云南的中部,生长在海拔410～3 200 m的干旱河谷或山坡。原模式标本采自四川乾宁县。

特征特性:多年生疏丛型禾草。具根茎,秆直立,株高90～180 cm。叶片线性,长10～63 cm,宽 4～18 mm,每茎叶片数 7～9个。圆锥花序,疏松排列,长 10～17 cm,宽7～20 mm(刚毛除外);小穗通常单生,披针形,长5～6 mm;刚毛分内外层排列,紫色或淡褐色;花药黄褐色,花柱基部联合,上部二裂,柱头羽毛状,褐色,于小穗顶端伸出。本种为喜暖、喜温中植物,花果期6—10月,生育期120～140 d。细胞染色体:2n=36。

利用价值:据采自云南省昆明市东郊种子在昆明当地栽种结果,第1年干草产量6 990 kg/hm2,第2年干草产量1.37×104kg/hm2;在甘肃兰州地区引种结果表明,水肥条件下,当年干草产量 1.80×104kg/hm2。茎叶比61∶39,种子千粒重1.41 g。拔节孕穗期粗蛋白22.58%,赖氨酸0.64%。种子成熟后无明显休眠期,易建植,再生性和分蘖力都很强。比较抗旱、耐渍,无病虫害。适口性良好,牛、羊喜食嫩枝,干草可加工作精饲料,是亚热带温暖地区的优良禾本科牧草。

7 陕西狼尾草(Pennisetum shaanxiense S.L.Chen et Y.X.Jin)

陈守良、金岳杏先生1984年发表命名的新种[6]。

生态分布:主要分布在陕西、甘肃等省,生长于海拔500～1 100 m的山坡路边。原模式标本采自陕西略阳县。

特征特性:多年生。秆直立或稍倾斜,高90～158 cm。叶片线形,长10～50 cm,宽5～15 mm,两面近光滑,边缘粗糙。圆锥花序长15～30 cm,宽1.5～2 cm;刚毛紫色,长 1～3 cm;小穗通常单生,卵状披针形,长5～6 mm;花药顶端无毫毛,花柱基部联合。花果期7—11月,生育期180～190 d。

利用价值:据采自陕西省凤县种子在云南昆明地区引种结果,干草产量8 719.25 kg/hm2;在甘肃兰州地区引种结果,水肥条件下干草产量1.07万kg/hm2。茎叶比39∶61,种子千粒重1.41 g。拔节孕穗期粗蛋白14.26%,赖氨酸0.91%。种子成熟后无明显休眠期,易建植,再生性和分蘖力都很强。比较抗旱、耐瘠薄,无病虫害。适口性良好,牛、羊喜食嫩枝,干草可加工作精饲料。

8 西藏狼尾草(Pennisetum lanatum Klotz.)

1862年发现,1960年定名的西藏西部常见种[1]。

生态分布:主要分布在我国西藏西部,生长于海拔7 000～9 000 m的较干燥的山坡上。

特征特性:多年生。根茎粗壮,蔓延而分枝。株高60～110 cm。叶片扁平,线形,长10～45 cm,宽4～13 mm,无毛或被短刺毛。穗状圆锥花序,长5～15 cm,宽1.5～2.5 cm;刚毛暗淡绿色,长5～15 mm,通常两层,生长柔毛而呈羽毛状;小穗通常单生,卵状披针形,长4～5 mm;花药顶端无毫毛,花柱基部联合。颖果长圆形,长约 2.5mm。花果期 8—10月,生育期180～185 d。细胞染色体:2n=36。

利用价值:据采自西藏自治区达孜县种子在云南昆明地区的引种结果,干草产量4 180.02 kg/hm2;在甘肃兰州地区引种结果,水肥条件下干草产量7 219.33 kg/hm2。茎叶比39∶61,种子千粒重0.95 g。拔节孕穗期粗蛋白16.10%,赖氨酸0.49%。种子成熟后无明显休眠期,易建植,再生性和分蘖力都很强。抗旱、耐瘠薄,无病虫害。草质柔软,适口性良好,牛、羊喜食嫩枝,干草可加工作精饲料。

9 宝鸡狼尾草(Pennisetum baojiense Tong,sp.nov.)

同文轩先生1992年发表命名的新种[2]。

生态分布:特产陕西,适应暖温带半湿润气候,多生长于海拔500～1 500 m的山坡、河岸、路边。原模式标本采自陕西宝鸡西南川陕公路边。

特征特性:多年生草本。须根系发达,具短根茎,秆近基部半直立或斜生,上部直立或略向外倾斜,株高80～130 cm,茎节通常8～9个。叶片线形,长10～40 cm,宽7～12 mm。穗状圆锥花序,长20～32 cm,宽7～15 mm(刚毛除外);小穗通常单生,或2～3枚簇生,披针形,长5～7 mm;雄蕊3枚,花药顶端无毫毛;花柱基部联合,上部二裂。花果期为8—10月,生育期170～180 d。细胞染色体:2n=36。

利用价值:据采自陕西省宝鸡市种子在甘肃兰州地区引种结果,水肥条件下干草产量8 100 kg/hm2。茎叶比59∶41,种子千粒重1.15 g。拔节孕穗期粗蛋白17.10%,赖氨酸1.15%。种子无休眠性,可直接用于播种。耐旱、耐寒、耐瘠薄,无病虫害,抗倒伏,营养价值高,是一种良好的饲用和生态牧草。

[1]中国科学院中国植物委员会.中国植物志[M].北京:科学出版社,1995:362-373.

[2]同文轩.中国狼尾草属一新种[J].植物研究,1992,12(4):339-341.

[3]吴玉虎.青海狼尾草属一新变种[J].西北植物学报,2004,24(6):1117-1118.

[4]陈山.中国草地饲用植物资源[M].沈阳:辽宁民族出版社,1994:387.

[5]任继周.草业大辞典[M].北京:中国农业出版社,2008:111,641,1002,1046,1047.

[6]陈守良,金岳杏.狗尾草亚属与蒺藜草亚属新分类群[J].植物研究,1984,4(1):65-68.

[7]黄文惠.我的启蒙教师——叶培忠[J].中国草原与牧草,1984(2):69-71.

[8]卢欣石,申玉龙.狼尾草属野生种在黄土高原地区适应性观察与分析[J].草业科学,1991,8(3):33-36.

[9]钟世理.四川禾草5个新种[J].西南农学院学报,1982(4):75-76.