CN109105169A - 一种利用茎节秋播春植扩繁多年生饲草玉米的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于多年生饲草玉米的繁殖方法领域，具体公开了一种利用茎节秋播春植扩繁多年生饲草玉米的方法；该方法在秋季按照每3～5个茎节将多年生饲草玉米的茎秆切成茎段作为种苗，然后在水中浸泡、以及用消毒液浸泡消毒；再置于扩繁圃中进行育苗，搭建拱棚进行越冬，春季温度回升至5℃以上时起苗，移栽种植。本发明方法繁殖系数可达90，比传统的分株繁殖法的繁殖系数18高5倍；其次，本发明方法建植成活率为95％，明显高于分株繁殖法的77％的成活率；此外，用本发明方法种植的多年生饲草玉米的当年生物产量高达95t/hm22，明显高于分株繁殖法的80t/hm2；本发明方法成本低，为多年生饲草玉米的大规模种植提供了保证。
Description
技术领域
本发明属于多年生饲草玉米的扩繁方法领域，具体涉及一种利用茎节秋播春植扩繁多年生饲草玉米的方法。
背景技术
我国以占世界7％的耕地养活着占世界22％的人口，随着人口的不断增加和耕地的减少，粮食问题日益成为人们关注的焦点。特别是我国南方各省区，人多地少，而且山地面积占70％左右，粮食问题更为突出。粮食问题其实很大程度上是饲料粮的问题，随着我国人们生活水平的提高，对肉奶食品的需求显著增长，相应地对饲料粮的需求也进一步增长，饲料粮的紧缺问题也显得更为突出。我国西南地区气候和生态条件特殊，很适合以收获营养体为目的优质饲草的生产。四川农业大学通过独创的新物种玉米异源六倍体而培育的多年生饲草玉米，因其多年生、分蘖多、抗逆性强、生长快、一年可刈割多次和生物产量高等优点为解决我国南方饲料粮的问题提供了一个重要途径。
玉米异源六倍体(Tripsazea creammaize T.)是四川农业大学以引自美国的四倍体玉米(Zea mays L.，2n＝40)和四倍体鸭茅状摩擦禾(或称指状摩擦禾，Tripsacumdactyloides L.，2n＝72)之间的属间杂种F1为母本，以四倍体多年生类玉米(Zeaperennis，2n＝40)为父本杂交育成的包含全套玉米染色体组(20条)、鸭茅状摩擦禾染色体组(36条)和四倍体多年生类玉米染色体组(20条)的属间杂种，是一个自然界不存在的新物种(苏月贵，四川农业大学硕士论文，2009)。该玉米异源六倍体的染色体数为76条，具有多年生，分蘖多，雌性部分可育，花粉高度不育等特点，用玉米、摩擦禾或四倍体多年生类玉米作为父本给其授粉，均可获得杂交后代，因而可以该玉米异源六倍体为桥梁材料，将摩擦禾、四倍体多年生类玉米等玉米近缘属种中的耐涝、耐寒等优良基因转育到玉米中，拓宽玉米的种质基础；也可利用其多年生、分蘖多、一年可刈割多次的特性培育多年生饲草玉米。
多年生饲草玉米是四川农业大学玉米研究所以独创的玉米异源六倍体MTF-1(Tripsazea creammaize T.)或其衍生系为母本，以普通栽培玉米(Zea mays L.)、四倍体多年生类玉米(Zea perennis)或摩擦禾(Tripsacum dactyloides L.)等为父本杂交育成的、以收获茎秆和叶片等营养体为目标的高大直立丛生型全新多年生饲草作物，如玉草5号(品种登记号为：2016007)和玉草6号(品种登记号为：2017001)，就是以MTF-1为母本，以四倍体多年生类玉米为父本杂交育成的多年生饲草玉米，多年生饲草玉米聚合了玉米生物产量高以及摩擦禾、四倍体多年生大刍草的耐寒和多年生特性，它们具有根系发达、分蘖能力强、生长快速、产量高、稳产性能好、品质优、抗病虫害、茎秆鲜嫩多汁、营养丰富和适口性好等优点，是一种极具发展潜力的新型多年生饲草。
因聚合了栽培玉米、指状摩擦禾和四倍体多年生大刍草的染色体，多年生饲草玉米的染色体构成为非整倍体，导致其染色体联会紊乱，致使花粉无育性，难以结实，因而多年生饲草玉米不能通过种子进行繁殖，而只能以茎节扦插或分蔸繁殖等无性繁殖方式进行繁殖。目前生产上常采用分株扩繁等无性繁殖方法进行繁殖。分株扩繁方法固定了杂种优势，确保了多年生饲草玉米品种的纯正。该扩繁方法由老蔸采挖、分株和分株苗建植构成。老蔸采挖和分株过程极其繁琐，劳动强度大。老蔸采挖破坏原有母株和土壤，释放土壤CO2；分株在挖出老蔸上进行，通常按单个分蘖将老蔸手工分离，或分开的小蔸包含2-3个分蘖。分株扩繁其扩繁系数主要取决于植株的分蘖数。以建植当年玉草6号为例，其分蘖数为10-30，因此扩繁系数为10-30。这导致多年生饲草玉米种苗昂贵，而高昂的种苗限制了多年生饲草玉米的推广利用，阻碍了其规模化、商业化进程。如何获得优质种苗，提高扩繁系数，降低种苗成本，已成为多年生饲草玉米产业化亟需解决的问题。
发明内容
针对目前多年生饲草玉米扩繁系数低、种苗成本过高等问题，本发明提供了一种利用茎节秋播春植扩繁多年生饲草玉米的方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种利用茎节秋播春植扩繁多年生饲草玉米的方法，包括如下步骤：
(1)扩繁圃整地开厢：选择土壤疏松、肥沃、向阳的地块作扩繁圃，将扩繁圃犁、耙至土壤疏松、平整；并以1.5～2m宽作厢，两厢间距为50～70cm；
(2)茎秆采收与制种：在9月中旬至10月上旬，除去多年生饲草玉米茎秆叶片和顶端3～5节，然后从距离地面5～10cm的植株基部刈割茎秆；(或先从距离地面5～10cm的植株基部刈割茎秆，然后除去茎秆叶片和顶端3～5节)；挑选无明显病虫害且腋芽完好的茎秆，每间隔3～5个茎节后从最末一节节间中部剪下(即每个茎段包含3～5个茎节)，剪下的茎段切口平直，茎秆不破裂，即为种茎；
(3)浸种消毒：将步骤(2)所得的茎段在水中浸泡12～24h，再用50％多菌灵1000倍稀释液浸泡10～20min；
(4)开沟、播种：按行距15～20cm在步骤(1)所述的厢中开沟，沟深5～10cm；将步骤(3)中浸泡消毒后的茎段按两段并排水平放置充满整个沟内，用下一沟开沟挖起的细碎土壤覆盖上一沟茎段(也可先全部开沟，待播种后统一覆土)，覆土厚度3-5cm，覆土后视土壤墒情灌溉；
(5)除草、覆膜：茎段覆土灌溉后，喷施封闭型除草剂；播种10天后茎节幼芽陆续出土；在昼夜气温下降至5℃时，喷施除草剂防治杂草，并在步骤(4)所述的播种后的厢上搭建拱棚，拱棚用纤维支架或竹片作拱架并覆盖白色塑料薄膜，防止幼苗遭受霜冻；
(6)炼苗：次年昼夜最低气温上升至5℃以上时，揭开拱棚两端薄膜，炼苗5～7天，移栽前2～3天撤走全部塑料薄膜；
(7)建植地整地开沟：在步骤(6)中炼苗的同期进行建植地整地，按照37.5～52.50t/hm2的比例将腐熟厩肥均匀施在建植地表面，犁、耙至土壤疏松、平整；开沟起垄作厢，按照3～4m的宽度作厢、开沟，沟深为25-30cm、沟宽为30～40cm；
(8)起苗：将步骤(6)中炼苗后的茎节苗起苗，起苗后将茎节苗从茎段茎节处剪下，剪掉茎节苗叶片的2/3～3/4、茎节苗根的1/2～2/3；
(9)开穴、定植：按株距0.8～1.2m、行距1.0～1.5m在步骤(7)所述厢中开穴，所述穴的深度为15～20cm；每穴施入磷肥30～40g、钾肥10～15g，覆土厚度为5～10cm，以防烧苗；将步骤(8)所述茎节苗移入穴内，仅根部和茎节苗茎基部覆盖厚度为5-8cm细碎土壤，压实、浇透定根水；
(10)田间管理：按常规方法进行追肥、虫害和杂草防治；
(11)收获：建植当年抽雄始期刈割，第二年及以后视植株长势而定，当株高达1.5m以上即可利用，留茬高度5-10cm，收获物用于青饲或青贮。
上述方法步骤(2)中所述的多年生饲草玉米是指以玉米异源六倍体(Tripsazeacreammaize T.)为母本，以栽培玉米(Zea mays L.)、摩擦禾(Tripsacum dactyloides L.)或四倍体多年生类玉米(Zea perennis)为父本杂交育成的、以收获茎、叶营养体为目标的多年生饲草玉米。
上述方法步骤(2)中所述的多年生饲草玉米是指玉草5号或玉草6号等。玉草5号和玉草6号均已通过四川省草品种审定委员会登记，玉草5号的品种登记号为2016007，玉草6号的品种登记号为2017001。
所述的玉草5号或玉草6号都是以MTF-1为母本，以四倍体多年生类玉米为父本杂交育成的多年生饲草玉米。
玉草5号和玉草6号均已在市场上推广应用，其生物材料可从市场或四川农业大学购买。
上述方法步骤(4)中覆土后是否灌溉视土壤墒情而定，若土壤湿润,则不浇水，若土壤干燥，则灌水至土壤表层5cm处湿润。
上述方法步骤(5)中所述的喷施封闭型除草剂是指按每公顷33％二甲戊灵乳油3.0～4.5L用225～300kg水稀释后，表土喷雾；覆膜前，若扩繁圃出现阔叶型或一年生禾本科杂草，按照每公顷耕杰1.5L加助剂1.5L并兑水450kg喷雾。
上述方法步骤(10)中所述的追肥是指在分蘖期、拔节期以及每次刈割后及时灌溉和追施速效氮肥，按每年20～40kg/hm2氮肥穴施。
上述方法步骤(10)中所述的防治虫害是指用50％辛硫磷乳油的1500倍稀释液防治粘虫、地下害虫；每公顷10％吡虫啉可湿性粉剂300g兑水450kg防治蓟马、蚜虫。
上述方法步骤(10)中所述的防治杂草是指人工除草或每公顷用33％二甲戊灵乳油200～300mL兑水225～300kg喷雾抑制土壤杂草萌发，注意用带防护罩喷头表土喷雾，切勿对苗喷施；在苗期每公顷用1500ml耕杰加助剂1500ml兑水450kg喷雾防治阔叶型或一年生禾本科杂草，切勿将药剂喷施入多年生饲草玉米心叶。
上述方法步骤(11)中所述的抽雄始期是指抽出雄穗植株占植株总数的比例为10～15％的时期。
与现有分株扩繁建植方法相比，本发明的优点和有益效果为：(1)本发明方法繁殖系数高。传统的分株繁殖受母株分蘖数限制，且在分株时老蔸采挖、分株过程均会造成大量分株苗受损，进一步降低了分株扩繁的繁殖系数，若单株留茬后的分蘖均能成苗，分株扩繁繁殖系数也仅为18；而一个分蘖平均茎节数为10个以上，约50％茎节可萌芽，应用本发明方法的繁殖系数可达90，为分株繁殖法的繁殖系数的5倍。(2)本发明方法建植成活率高。传统的分株苗着生在刈割残茬的茎节处或地下茎节处，狭小的空间内返青苗过多致使幼苗细弱，而且分株苗根系多为老根系，导致分株苗建植期成活率低(77％)；本发明利用茎节繁殖产生的茎节苗无论是地上茎叶还是地下根系均发育的更好，建植成活率更高(95％)。(3)本发明茎节苗移栽时间早、生长时间长、生物产量高。茎节苗在春季无霜后便可建植，而此时分株苗刚萌动返青，建植时间相差15天以上；利用本发明方法建植的植株在田间生长期长达近300天，建植当年生物产量平均为95.54t/hm2，明显高于分株繁殖法的80.43t/hm2。(4)本发明通过茎节秋播春植提高了多年生饲草玉米扩繁系数和建植成活率进而降低了种苗生产成本，建植成活率高降低了建植后幼苗管护成本，因此，本发明方法使多年生饲草玉米的繁殖和建植成本大大降低，有利于多年生饲草玉米的大规模推广种植。
附图说明
图1为玉草6号茎节照片。
图2为玉草6号茎节秋播照片。
图3为玉草6号分株苗照片。
图4为玉草6号茎节苗照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但并不局限于此。如无特别说明，实施例中所述方法皆为常规方法。
实施例1本发明多年生饲草玉米茎段秋播春植扩繁对比试验
按照如下方法进行：
(1)2016年9月15日扩繁圃整地开厢：在四川农业大学崇州现代农业研发基地选择土壤疏松、肥沃、向阳的地块作为扩繁圃，将扩繁圃犁、耙至土壤疏松、平整；并以1.5m宽作厢，两厢间距50cm。
(2)2016年9月20日茎秆采收、制种：在四川农业大学崇州现代农业研发基地，在株行距为1m×1.2m密度下建植的当年玉草6号(已于2017年经四川省草品种审定委员会审定通过，可于四川农业大学购买)中随机标记10个单株，用以调查来年单株分株数和单株茎节成苗数。计算方法为：传统分株扩繁的扩繁系数＝单株分株成苗数，本发明的单株扩繁系数＝单株茎段秋播成苗数。将玉草6号除去茎秆叶片和顶端3-5节，留茬5-10cm刈割，挑选无明显病虫害且腋芽完好的茎秆，每间隔3-5个茎节后从最末一节节间中部剪下(即每个茎段包含3-5个茎节)，剪下的茎段切口平直，茎秆不破裂，即为种茎。茎段(见图1)以单株为单位打捆、编号。
(3)种茎消毒：将步骤(2)所得的茎段在水中浸泡24h，再用50％多菌灵1000倍稀释液浸泡10min。
(4)开沟播种：按行距为15cm的距离在步骤(1)所述的厢中开沟，沟深5cm；将步骤(3)中浸泡消毒后的茎段按两段并排水平放置充满整个沟内(见图2)，播种后统一覆土，覆土厚度5cm；浇水湿润至土壤5cm处。不同单株茎段间用插地牌编号。
(5)喷施除草剂防除杂草：按每公顷33％二甲戊灵乳油3750ml兑水300kg表土喷雾，抑制杂草萌发。在2016年12月7日对扩繁圃出现的繁缕、苣荬菜等阔叶型杂草，按每公顷耕杰1500ml加助剂1500ml兑水4.5t后喷雾。施药后用直径7mm玻璃纤维(长2m)做支架并覆盖白色农用塑料薄膜搭建拱棚，防止种苗遭受霜冻。
(6)2017年2月17日整理建植地：在四川农业大学崇州现代农业研发基地进行，按52.5t/hm2的比例将腐熟羊厩肥均匀撒施在建植地表面，犁、耙至土壤疏松、平整。建植地总面积14m×16m，设6个小区，各小区间距2m，面积4m×6m。小区长轴边界处开沟，沟深30cm，沟宽35cm。建植时茎节苗和分株苗随机区组设计，各建植3小区。
(7)2017年2月23日正午将扩繁圃拱棚两端薄膜揭开炼苗，2017年3月2日撤走全部薄膜。
(8)2017年3月5日扩繁圃起苗：先按单株调查秋播茎节成苗数，选择大小一致的150株茎节苗起苗，起苗后将茎节苗(见图3)从种茎处剪下，剪掉茎节苗叶片的2/3～3/4、茎节苗根的1/2～2/3。同时，准备分株苗(见图4)，分株苗源于老蔸采挖，处理同茎节苗。
(9)2017年3月6日春植：按株行距0.8m×1.0m于步骤(6)所述小区中开30穴，穴深15cm。每穴施入30g磷肥和15g钾肥，覆盖厚度为5-8cm的土壤，以防烧苗。再将步骤(8)所述茎节苗移入穴内，在茎节苗的根和茎基部用厚度为5-8cm的细碎土壤覆盖，压实，浇透定根水。
(10)杂草防治：按照4.5L/hm2 33％二甲戊灵乳油兑水300kg喷雾，用带防护罩喷雾器在行间定向喷雾抑制土壤杂草萌发，切不可对苗喷施，4月中旬进行一次人工除草。并在相应小区外围定植茎节苗，用于替换小区内死亡植株，替换时带土移栽确保成活。
(11)2017年3月24日，首先调查已标记10个单株返青植株数。再通过传统分株扩繁法建植玉草6号(除种苗来源不同外，其他建植农艺措施与茎节苗一致)。同样在相应小区周围定植分株苗，用于替换小区内死亡植株。
(12)2017年5月24日，调查植株成活率。成活率(％)＝(成活植株数/栽植植株总数)×100。对小区内死亡植株，挑选小区边界能代表小区内植株生长势的植株，带土移栽后浇透定根水确保补苗植株成活，并移除剩余小区外植株。在2017年9月10日(玉草6号抽雄始期)对两种方法建植的鲜草产量进行测定，除去各小区边行植株，仅计算中间12株产量，面积9.6m2，折算成每公顷鲜草产量。
结果(见表1)分株法单株成苗数和通过本发明茎段秋播单株成苗数见表1，分株繁殖的扩繁系数为12-26个，平均为18.3个；而本发明茎节秋播春植繁殖法的扩繁系数为71-125，平均为99.8个，为分株繁殖法的扩繁系数的5.56倍。分株繁殖法和茎段秋播春植平均建植成活率为77.78％(栽植90株，成活了70株)和95.56％(栽植90株，成活了86株)，本发明茎节秋播春植法的建植成活率显著高于分株繁殖法。
从表2可以看出，分株繁殖法的当年平均鲜草产量为80.43t/hm2，而本发明茎节秋播春植法平均鲜草产量为95.54t/hm2，本发明方法的鲜草产量显著高于分株繁殖法。
综上所述，本发明茎节秋播春植法的繁殖系数、成活率、和建植当年生物产量都显著高于分株扩繁法，相应的本发明方法的生产成本显著低于分株繁殖法，本发明方法克服了分株繁殖法存在的缺点，为多年生饲草玉米的大规模推广种植提供了坚实的基础。
表1 分株繁殖法和本发明茎节繁殖法单株成苗数(个)对比试验结果
| 繁殖方法 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 平均 |
| 分株繁殖法 | 26 | 15 | 15 | 20 | 24 | 21 | 16 | 12 | 16 | 18 | 18.3 |
| 茎节繁殖方法 | 125 | 89 | 94 | 106 | 122 | 108 | 89 | 71 | 90 | 104 | 99.8 |
表2 分株繁殖法和茎节繁殖法建植当年鲜草产量对比试验结果(t/hm2)
| 繁殖方法 | 1 | 2 | 3 | 平均 |
| 分株繁殖法 | 76.56 | 80.67 | 84.06 | 80.43 |
| 茎节繁殖方法 | 93.15 | 97.04 | 96.42 | 95.54 |
Claims (8)
1.一种利用茎节秋播春植扩繁多年生饲草玉米的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)扩繁圃整地开厢：选择土壤疏松、肥沃、向阳的地块作扩繁圃，将扩繁圃犁、耙至土壤疏松、平整；并以1.5～2m宽作厢，两厢间距为50～70cm；
(2)茎秆采收与制种：在9月中旬至10月上旬，除去多年生饲草玉米茎秆叶片和顶端3～5节，然后从距离地面5～10cm的植株基部刈割茎秆；(或先从距离地面5～10cm的植株基部刈割茎秆，然后除去茎秆叶片和顶端3～5节)；挑选无明显病虫害且腋芽完好的茎秆，每间隔3～5个茎节后从最末一节节间中部剪下(即每个茎段包含3～5个茎节)，剪下的茎段切口平直，茎秆不破裂，即为种茎；
(3)浸种消毒：将步骤(2)所得的茎段在水中浸泡12～24h，再用50％多菌灵1000倍稀释液浸泡10～20min；
(4)开沟、播种：按行距15～20cm在步骤(1)所述的厢中开沟，沟深5～10cm；将步骤(3)中浸泡消毒后的茎段按两段并排水平放置充满整个沟内，用下一沟开沟挖起的细碎土壤覆盖上一沟茎段(也可先全部开沟，待播种后统一覆土)，覆土厚度3-5cm，覆土后视土壤墒情灌溉；
(5)除草、覆膜：茎段覆土灌溉后，喷施封闭型除草剂；播种10天后茎节幼芽陆续出土；在昼夜气温下降至5℃时，喷施除草剂防治杂草，并在步骤(4)所述的播种后的厢上搭建拱棚，拱棚用纤维支架或竹片作拱架并覆盖白色塑料薄膜，防止幼苗遭受霜冻；
(6)炼苗：次年昼夜最低气温上升至5℃以上时，揭开拱棚两端薄膜，炼苗5～7天，移栽前2～3天撤走全部塑料薄膜；
(7)建植地整地开沟：在步骤(6)中炼苗的同期进行建植地整地，按照37.5～52.50t/hm2的比例将腐熟厩肥均匀施在建植地表面，犁、耙至土壤疏松、平整；开沟起垄作厢，按照3～4m的宽度作厢、开沟，沟深为25-30cm、沟宽为30～40cm；
(8)起苗：将步骤(6)中炼苗后的茎节苗起苗，起苗后将茎节苗从茎段茎节处剪下，剪掉茎节苗叶片的2/3～3/4、茎节苗根的1/2～2/3；
(9)开穴、定植：按株距0.8～1.2m、行距1.0～1.5m在步骤(7)所述厢中开穴，所述穴的深度为15～20cm；每穴施入磷肥30～40g、钾肥10～15g，覆土厚度为5～10cm，以防烧苗；将步骤(8)所述茎节苗移入穴内，仅根部和茎节苗茎基部覆盖厚度为5-8cm细碎土壤，压实、浇透定根水；
(10)田间管理：按常规方法进行追肥、虫害和杂草防治；
(11)收获：建植当年抽雄始期刈割，第二年及以后视植株长势而定，当株高达1.5m以上即可利用，留茬高度5-10cm，收获物用于青饲或青贮。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其步骤(2)中所述的多年生饲草玉米是指以玉米异源六倍体(Tripsazea creammaize T.)为母本，以栽培玉米(Zea mays L.)、摩擦禾(Tripsacum dactyloides L.)或四倍体多年生类玉米(Zea perennis)为父本杂交育成的、以收获茎、叶营养体为目标的多年生饲草玉米。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其步骤(2)中所述的多年生饲草玉米是指玉草5号或玉草6号等。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其步骤(5)中所述的喷施封闭型除草剂是指按每公顷33％二甲戊灵乳油3.0～4.5L用225～300kg水稀释后，表土喷雾；覆膜前，若扩繁圃出现阔叶型或一年生禾本科杂草，按照每公顷耕杰1.5L加助剂1.5L并兑水450kg喷雾。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其步骤(10)中所述的追肥是指在分蘖期、拔节期以及每次刈割后及时灌溉和追施速效氮肥，按每年20～40kg/hm2氮肥穴施。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其步骤(10)中所述的防治虫害是指用50％辛硫磷乳油的1500倍稀释液防治粘虫、地下害虫；每公顷10％吡虫啉可湿性粉剂300g兑水450kg防治蓟马、蚜虫。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其步骤(10)中所述的防治杂草是指人工除草或每公顷用33％二甲戊灵乳油200～300mL兑水225～300kg喷雾抑制土壤杂草萌发，注意用带防护罩喷头表土喷雾，切勿对苗喷施；在苗期每公顷用1500ml耕杰加助剂1500ml兑水450kg喷雾防治阔叶型或一年生禾本科杂草，切勿将药剂喷施入多年生饲草玉米心叶。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其步骤(11)中所述的抽雄始期是指抽出雄穗植株占植株总数的比例为10～15％的时期。
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