草地生產系統領域的研究熱點

范玉革

摘要：草地生產系統包括多個領域和分支，就目前發展來看荒漠化和草畜生產率低下是生態和經濟可持續發展急需解決的重要問題。在國家對草地生產系統研究的支持下，對所涵蓋的各個分支研究進行回顧與展望，提出草地生產系統領域需要解決的一些問題及學科發展的新方向，豐富草地生產系統領域的研究內容。

關鍵詞：草地；生態環境；可持續發展；草地多功能性

中圖分類號：S812

文獻標識碼：A

文章編號：2095-9737（2018）08-0008-02

1 草畜生產系統

草畜生產的核心是植物生產和動物生產，而草畜平衡則是兩個生產系統的核心問題[1]。國內外就草畜平衡問題開展了大量的研究工作。在國外草畜發達的國家，如澳大利亞、美國、新西蘭等地，都對此進行了系統深入的研究。早在20世紀70年代，在新西蘭就采取了增加肥料供應和載畜量等措施；20世紀80年代時則采取改變生產時間和飼料管理結合的形式，減輕對飼料的依賴以達到草畜平衡[2]；近年來，最大限度的提高草地利用率和家畜轉化率，如調整泌乳期、人工補草等，使之趨于平衡狀態。在國內，尤其是北方，如甘肅、青海、新疆等地，主要根據牧草的生長特點和動態規律來調整載畜量，盡量使牧草的供求關系平衡[3]。這種草畜生產方式對提高畜群和牧草轉化率具有積極和持續意義。

2 草坪和草坪草的價值與保護

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、運動草坪、固土護坡草坪、飛機場草坪、環境保護草坪等。草坪草也因種類、生長地域不同而分為暖季型、冷季型和過渡型草坪草[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，適當的選用和引進草坪草新品種可提高其抗逆性和抗病性，是保持草坪的質地、密度、色澤，改善草坪質量的根本途徑[5]。因此本研究領域還有以下及方面的研究熱點。

草坪種質資源調查、引種評價和選育研究。①草坪科技進步是現代草坪業繁榮與發展的基礎和核心，草坪草資源調查、引種評價和選育利用一直是草坪科學研究與關注的重要內容。②草坪引種評價：從少數地區和單位單一、分散研究到不同地區和單位相結合，開展多點、系統和綜合性的品種適應性評價，明確主要引進品種的適應范圍，劃分并明確不同區域的生態特征及其相適應的草種類型。③草坪草選育和育種技術新應用。

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，培育具有更強抗旱、抗寒、耐熱、耐陰、耐磨損以及對特定病蟲害、雜草具有明顯抵抗能力的品種，作為本土型節水和環保型草坪草新品種。

3 植物品種改良

改良品種是在已有的種質資源中，經過個體變異，從中擇優，在某一性狀或幾個性狀上有較為突出的表現，一般其綜合性狀良好，再經過系統選育而成的新品種[6]。這不僅是生產所需的對當地條件具有廣泛適應性的品種，也是育種中寶貴的原始材料[7]。

品種改良多是由于所生長地域環境條件的惡化，導致原有品種無法適應。如在澳大利亞南部，由于土壤鹽漬化嚴重，致使現有草種無法適應環境的變化，強烈需求引進或培育更為適宜的草種。在品種改良中生物技術的融入也是當下熱點，如良種快速繁育，可通過組織培養技術，加快對植物的繁育，此技術不僅取材廣泛，而且可在短期內獲得大量的持有優良性狀的脫毒脫菌種苗[8]。通過基因工程，利用分子技術輔助育種，可縮短育種周期，獲取目標性強的新品種。尤其通過轉基因技術，利用基因槍或農桿菌介導法可明顯提高轉化成功率。對于多年生豆科牧草，選擇匹配率高的根瘤菌，以提高養分利用率，減輕生態環境的污染，也是改良項目的重點。尤其近年來，由于育種過程較長，為縮短其育種周期，加快育種速度，較為提倡加代選育，及惡劣環境苗圃的選育。在常規育種與分子育種相結合，田間試驗與室內試驗相結合的條件下，航天育種也是育種行業的新起之秀，也將成為育種的重中之重。

4 種子科學和技術

種子在人類的生命和生活中占據著至關重要的位置，是人類的主要生活資料，同時也是農業生產資料，甚至是農業科技進步的重要載體。在科技發達的今天，人類糧食仍來自于種子。在追求作物產量和品質的時候，研究種子的發展和品種的更替乃是其根本途徑。從最早人們利用經驗只從外表觀察發展到利用顯微鏡等試驗工具再到種子的研究向細胞水平和生理生化方向發展[9]。新西蘭學者通過對鄉土種子和商用種子繁殖的對比，成功的以鄉土種子來生產新草。在國內對于種子的研究多集中于選擇、檢驗和加工的發生與發展，對于國內外種子繁殖、系統定量定性分析和種子科學及產業的發展對比研究較少，這也將是種子科學和技術發展的方向和研究的熱點[10]。如法國學者通過有性生殖對牧草的動態研究和牧草對管理的響應及改造探索，同時討論提高牧草傳粉率和種子庫影響的方法。

5 飼草質量、保護和利用

畜牧業的發展是國家農業發展的基礎和保障，隨著國家從二元結構到三元結構的調整，牧草在農業生產中已占重要地位，尤其在畜牧業較為發達的國家牧草質量的重要作用更為突出[11]。隨著人們生活水平和消費能力的提高，對畜產品的需求量及質量的要求越來越高。這種供求關系給農牧業帶來了革新變化，追宗溯源其飼草的產量和品質則是畜產品的終極保障。其中優質的豆科牧草將成為畜牧業發展的戰略保障資源，是解決奶業發展中蛋白飼料資源短缺的重要途徑，也是促進我國奶業發展因素之一。因此對飼草的保護、合理利用及提高產量，改善品質一直是研究的熱點。但就目前國內的發展來看，我國草地資源的合理開發和高效利用仍沒達到預期目標。尤其近年來，國內外對牧草的需求量不斷增加，但我國牧草產業的發展水平，牧草的產量和質量相比于國外的發展還有一定距離，在國際市場的競爭力較弱[12]。牧草產業應不斷向區域化和規模化推進，同時應根據地域特性形成加工優勢產業。從栽培角度分析，可以形成草田輪作和間作系統、互補飼草系統、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量和品質一直是研究的重點，在追求產量和品質的同時如何提高肥料利用率也是研究的難點。如巴西以C4牧草為例，混合群落制備的青貯營養價值優于單播，同時還關注了植物次級代謝產物的保護。如氮在瘤胃混合物中可能具有一定的優勢地位，瘤胃細胞受損時，不飽和脂肪酸不易被氫化。從營養價值來看，瑞典農業大學報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照增加20%，并展示了該品種的飼用價值和應用前景。

6 入侵植物種

人眼全球，生物多樣性與人類生活息息相關，它不僅給人類提供豐富的自然資源，在人類生存環境中也起著不可替代的作用，為保持自然平衡保駕護航。但目前生物入侵迅速增加，嚴重威脅了本地的生物多樣性，對生態和經濟造成損失，給我們賴以生存的環境甚至生產和安全都帶來了巨大壓力[13]。因此對于生物入侵的預防、機制、管理防治等方面的研究具有重要的現實意義。

近年來，北美大平原仍然面臨著鄉土種的脆弱性，值得注意的是，中國北方也面臨如此問題，因此在植物物種引進的同時應評估盡量降低生態風險。目前入侵中國的草本植物總數已達800多種，仍有半數以上的物種入侵性尚不明確，對于入侵植物種多集中于機制的研究，至今約有20種以上的假說[14]。但關于入侵物種和本地物種在養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競爭和種間競爭對物種影響的差異及程度的研究還不夠系統全面。尤其在注重可持續發展的今天，分子技術和模型構建在相關研究中也是值得思考與應用的。

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