王紹飛,羅永聰,張新全,黃琳凱,馬嘯,劉戀
(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科學(xué)系,四川 雅安625014)
多花黑麥草(Loliummultiflorum)為禾本科黑麥草屬一年生牧草,適于生長在氣候溫暖濕潤地區(qū)[1-3]。在我國四川、貴州、云南、重慶、江蘇、浙江、江西、湖南、湖北、安徽等南方多省(市)均有較大面積的栽培[4]。近年來,隨著國家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,草食畜牧業(yè)快速發(fā)展,多花黑麥草因其產(chǎn)量高、冬春季生長旺盛、適應(yīng)性強(qiáng)、營養(yǎng)價(jià)值豐富等優(yōu)點(diǎn)[5-6],解決了我國南方冬春季家畜飼草不足的問題,在我國南方地區(qū)糧草輪作中發(fā)揮了極其重要的作用[7-8]。然而,我國多花黑麥草育種工作起步較晚,實(shí)際生產(chǎn)過程中使用的多為引進(jìn)品種,育成品種較少,國內(nèi)育成品種僅有4個(gè)[9],其中雜交育成品種僅有“長江2號(hào)”。通過雜交育種,培育出可以表現(xiàn)2個(gè)親本優(yōu)異特性的新品種,是解決國內(nèi)多花黑麥草育種模式單一的新思路。為了進(jìn)一步改良長江流域主推品種長江2號(hào)等多花黑麥草,四川農(nóng)業(yè)大學(xué)牧草育種課題組將長江2號(hào)與西南區(qū)篩選的多花黑麥草品種分別進(jìn)行雜交、回交改良,并對雜種后代進(jìn)行多年混合選擇,選育出了幾個(gè)多花黑麥草新品系[10-11]。但各品系的實(shí)際生產(chǎn)能力如何并不明確,需對其生產(chǎn)性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。
目前國內(nèi)外對黑麥草生產(chǎn)性能的研究主要集中在生育期、植株生長速度、主要營養(yǎng)成分、產(chǎn)草量及莖葉比等方面,并對黑麥草這些重要性狀進(jìn)行了遺傳圖譜構(gòu)建和重要農(nóng)藝性狀分析[12-13]。Sartie等[14]在對黑麥草產(chǎn)量相關(guān)性狀的表型分析及QTL研究中發(fā)現(xiàn),分蘗數(shù)與黑麥草干重呈負(fù)相關(guān)。趙超鵬等[15]對黑麥草產(chǎn)量與穗數(shù)的相關(guān)分析結(jié)果表明,黑麥草穗數(shù)與草產(chǎn)量呈極顯著的正相關(guān)。張鴨關(guān)等[16]對黑麥草等牧草的主要農(nóng)藝性狀與生產(chǎn)性能的灰色關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn),各農(nóng)藝性狀中根系深度對產(chǎn)量的作用最大,株高、莖葉比次之。然而,目前對多花黑麥草在川西南地區(qū)生產(chǎn)性能的研究鮮有報(bào)道,本試驗(yàn)通過對14個(gè)多花黑麥草品種(系)在川西南雅安地區(qū)的生產(chǎn)性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),以期篩選適合該地區(qū)生態(tài)環(huán)境的多花黑麥草品種(系),為今后的多花黑麥草育種工作提供基礎(chǔ)信息。
本試驗(yàn)包括多花黑麥草2個(gè)生長周期,時(shí)間從2011年9月開始,結(jié)束于2013年5月。試驗(yàn)地位于四川農(nóng)業(yè)大學(xué)雅安校區(qū)牧草試驗(yàn)基地,地理坐標(biāo)為北緯38°8′,東經(jīng)103°14′,海拔620m,年均氣溫16.2℃,極端低溫為-3℃,極端高溫37.7℃,日均溫≥5℃的年積溫5770.2℃,日均溫≥10℃的年積溫5231℃。年均降雨量1774.3 mm,年蒸發(fā)量1011.2mm。年均相對濕度79%,年均日照時(shí)數(shù)1045h,全年無霜期304d。土壤為白堊紀(jì)灌口組紫色沙頁巖分化的堆積物形成的紫色土,土質(zhì)粘重,pH值6.5。全量養(yǎng)分N、P、K的含量分別為0.14%,0.25%,2.66%,每kg土速效養(yǎng)分分別為83.1,25.5,97.2mg。
共14個(gè)多花黑麥草四倍體品種(系)材料參試(表1),其中5個(gè)為國審品種,3個(gè)為引進(jìn)品種,剩余的為四川農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科學(xué)系近幾年采用雜交育種結(jié)合混合選擇方法選育出來的多花黑麥草新品系。
表1 參試多花黑麥草品(系)材料信息Table 1 The informations of the tested L. multiflorummaterials
1.3.1 小區(qū)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)參考農(nóng)業(yè)部草品種區(qū)域試驗(yàn)技術(shù)規(guī)程設(shè)計(jì),隨機(jī)區(qū)組排列,4次重復(fù),其中3個(gè)重復(fù)用于測定產(chǎn)草量,1個(gè)重復(fù)用于觀察物候期。小區(qū)面積15m2(3m×5m),小區(qū)間間隔50cm,播種方式為條播。測產(chǎn)小區(qū)行距30cm,播種量4g/m2;物候觀測小區(qū)行距40cm,播種量3g/m2。
1.3.2 觀測項(xiàng)目及方法 生育期、生長速度、鮮干草產(chǎn)量、莖葉比等指標(biāo)參考《草原學(xué)與牧草學(xué)實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》[17]中的方法進(jìn)行測定,營養(yǎng)成分測定參考張麗英[18]主編的《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》中的常規(guī)方法進(jìn)行。
生育期觀測:觀察苗期生長發(fā)育狀況和物候期(出苗期、分蘗期、拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、開花期、成熟期),生育期均以50%植株進(jìn)入該生育期為準(zhǔn)。
生長速度測定:在每個(gè)供試材料中選取10株掛牌標(biāo)記,每隔15d測量植株自然高度,計(jì)算生長速度。
鮮草產(chǎn)草量測定:產(chǎn)草量包括第1次刈割的產(chǎn)量和再生草產(chǎn)量。第1次株高50cm時(shí)刈割測產(chǎn),以后各茬在株高60cm時(shí)刈割,留茬高度5~6cm。
干草產(chǎn)草量測定:每次刈割測產(chǎn)后,從每小區(qū)隨機(jī)取3~5把草樣,將3個(gè)重復(fù)的草樣混合均勻,取約1000g的樣品,剪成3~4cm長,編號(hào)稱重。先105℃殺青30min,然后置于烘箱中,在60~65℃烘干12h,取出放置室內(nèi)冷卻回潮24h后稱重,再放入烘箱在60~65℃下烘干8h,取出放置室內(nèi)冷卻回潮24h后稱重,直至2次稱重之差不超過2.5g為止。計(jì)算各參試品種(系)的干草產(chǎn)量和干鮮比。
莖葉比測定:每次刈割時(shí),均從各參試品種(系)小區(qū)中隨機(jī)稱取1kg樣品,將莖、葉分開,置入烘箱內(nèi),先105℃殺青30min,然后在60~80℃溫度下烘至恒重,計(jì)算莖葉比,莖葉比=總莖質(zhì)量/總?cè)~質(zhì)量,每小區(qū)重復(fù)3次。
營養(yǎng)成分測定:取第1茬草樣,測定各多花黑麥草品種(系)的粗蛋白(CP)、粗纖維(CF)、可溶性碳水化合物(WSC)、酸性洗滌纖維(ADF)以及中性洗滌纖維(NDF)五大主要營養(yǎng)指標(biāo)。
管理水平參考國家區(qū)域試驗(yàn)水平。播種時(shí)選擇土壤肥力均勻,疏松肥沃的地塊,確保1次播種保全苗。苗期要及時(shí)中耕除草。施肥采用底肥與追肥相結(jié)合的形式,即播種時(shí)每小區(qū)施45kg廄肥及0.38kg的過磷酸鈣作底肥。在每次刈割后,每小區(qū)追施160g的尿素(含氮46%)。刈割時(shí)留茬高度5cm左右。在生長期間,根據(jù)天氣狀況適時(shí)灌溉,同時(shí)注意病蟲害的防治。
利用SPSS 17.0軟件對測得的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),分析各指標(biāo)數(shù)據(jù)間的差異性顯著性。
對雅安試驗(yàn)基地的供試多花黑麥草材料進(jìn)行生育期觀察發(fā)現(xiàn),播種之后的6~8d內(nèi)各參試多花黑麥草品種(系)相繼出苗。各參試多花黑麥草于10月底到11月初進(jìn)入分蘗期,次年2月下旬進(jìn)入拔節(jié)期,4月上旬進(jìn)入生殖生長階段,4月中下旬進(jìn)入開花期,5月下旬達(dá)到完熟,生育期天數(shù)為234~245d(表2),與對照品種相比,各品種(系)生育期無明顯差異。
表2 2011-2012年多花黑麥草物候期觀測Table 2 Phenology of L. multiflorumobserved in 2011-2012
在出苗期到成熟期對供試多花黑麥草品種(系)的生長速度進(jìn)行研究(表3)。2011年9月下旬到12月中旬,各品種生長較快;12月下旬到次年2月上旬,雅安氣溫極低,接近0℃,各品種生長較緩慢,其中YA03(0.403cm/d)和YA08(0.398cm/d)生長速度相對較快,與劍寶(0.267cm/d)、阿伯德(0.228cm/d)、杰威(0.274cm/d)差異顯著(P<0.05),說明新品系YA03和YA08冬季生長優(yōu)勢顯著,具備良好的抗寒性;2月下旬到4月中下旬,在拔節(jié)期到抽穗期期間,多花黑麥草進(jìn)入了快速生長階段;從開花期開始,生長速率放慢,到完熟期,生長基本停止。所有參試多花黑麥草品種在整個(gè)生長期內(nèi)的平均生長速度差異不顯著,以新品系YA08(0.769cm/d)最高,其次為 YA07(0.738 cm/d)和 YA03(0.702cm/d)。
測定供試多花黑麥草品種(系)的營養(yǎng)成分(表4),包括粗蛋白(CP)、粗纖維(CF)、可溶性碳水化合物(WSC)、酸性洗滌纖維(ADF)以及中性洗滌纖維(NDF)五大主要營養(yǎng)指標(biāo),結(jié)果表明,供試多花黑麥草品種(系)的各營養(yǎng)成分含量無顯著差異,粗蛋白含量以YA17(22.87%)最高,劍寶次之,YA01最低;可溶性糖含量以YA08(15.06%)最高,特高次之,長江2號(hào)最低;干物質(zhì)含量以特高最高,粗纖維含量以YA03最高,中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量均以YA03含量最高。綜合評(píng)價(jià)各營養(yǎng)指標(biāo),YA17的CP含量(22.87%)高于各對照,NDF和ADF也相對較低,WSC高于對照長江2號(hào)和杰威,營養(yǎng)品質(zhì)較好,可能具備更高的消化率和更好的適口性。
表3 參試多花黑麥草品種(系)生長速度Table 3 Growth rate of the tested L. multiflorum cm/d
表4 供試多花黑麥草營養(yǎng)成分含量Table 4 The main nutrient contents of the L. multiflorum %
在抽穗期和開花期對供試多花黑麥草品種(系)的各項(xiàng)形態(tài)學(xué)特征進(jìn)行調(diào)查,其結(jié)果見表5。參試各品種間沒有顯著性差異,其自然高度變化范圍為132.5~162.6cm,其中新品系YA08最高。對供試材料形態(tài)學(xué)特征進(jìn)行綜合比較發(fā)現(xiàn):新品系YA03長勢最好,根系發(fā)達(dá),須根密集,分蘗數(shù)顯著高于親本劍寶及對照長江2號(hào)和阿伯德;YA03拉伸高度達(dá)163~174cm,莖粗0.648cm,而對照阿伯德和特高僅有0.485和0.529cm;YA03葉片扁平寬大,旗葉平均長43.57cm,平均寬1.684cm,倒二葉平均長47.74cm,平均寬1.615cm,均高于各對照和其他所有參試品種(系)。
表5 2011-2012年多花黑麥草形態(tài)學(xué)特征比較Table 5 The main morphological characters of L. multiflorumobserved in 2011-2012
產(chǎn)草量是衡量牧草生產(chǎn)性能的主要指標(biāo)。對14個(gè)多花黑麥草品種(系)的產(chǎn)量分析結(jié)果見表6。鮮草產(chǎn)量中,YA17兩年平均產(chǎn)量最高達(dá)到136173kg/hm2,長江2號(hào)次之,贛選1號(hào)最差,參試的各多花黑麥草品種(系)鮮草增長量均未超過對照品種的10%。干草2年平均產(chǎn)量中,各參試材料均達(dá)到正常水平?jīng)]有表現(xiàn)極顯著差異,將參試的14個(gè)品種(系)按干草產(chǎn)量差異顯著可分為3組,較高的1組依次是:YA17、長江2號(hào)、特高、YA03、沃土、杰威、綠島,其中YA17以干草產(chǎn)量15995kg/hm2居首;第2組包括:YA01、贛選1號(hào)、YA08、YA06、劍寶、YA07;第3組為阿伯德,產(chǎn)量最低,僅為13041kg/hm2。所有品種被分為3類后,第1類與第3類差異顯著,第1類與第2類、第2類與第3類兩者之間差異不顯著(P<0.05)。
若僅統(tǒng)計(jì)前3茬累計(jì)產(chǎn)草量,新品系YA03產(chǎn)量優(yōu)勢尤為明顯(表6),YA03兩年度平均干草產(chǎn)量可達(dá)12994kg/hm2,比對照增產(chǎn)11.50%~15.66%,差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05);年度平均鮮草產(chǎn)量為98973kg/hm2,比對照增產(chǎn)9.47%~12.82%。雖然2011-2012年YA03鮮草產(chǎn)量比對照特高增產(chǎn)9.47%,差異不顯著(P>0.05),但其兩年度干草產(chǎn)量均顯著高于長江2號(hào)。2011-2013年YA03與對照長江2號(hào)相比,干草分別增產(chǎn)11.50%和12.96%,鮮草分別增產(chǎn)10.57%和12.82%,差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)。若只統(tǒng)計(jì)冬春季節(jié)第2,3茬產(chǎn)草量,則YA03增產(chǎn)優(yōu)勢更顯著,說明YA03具有較好的生產(chǎn)性能,特別是冬春季節(jié)生長優(yōu)勢明顯,適合于稻-草、玉米-黑麥草等糧草輪作。
莖葉比是評(píng)定牧草、飼料作物品質(zhì)好壞的標(biāo)準(zhǔn),莖含量低,葉片比例高說明適口性好,營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富,反之則低[19-20]。對參試的各多花黑麥草品種(系)進(jìn)行莖葉比測定,其結(jié)果見表7。分析發(fā)現(xiàn)各品種2年平均莖葉比差異不顯著,其中以阿伯德葉量最高(1∶1.86),其次為YA03(1∶1.68),對照特高最低(1∶1.47)。
表7 供試多花黑麥草莖葉比(1∶ X)測定結(jié)果Table 7 The stem-leaf ratio(1∶ X)of L. multiflorum
6個(gè)多花黑麥草新品系與長江2號(hào)、特高和阿伯德等國審品種相比,在生育期方面并無明顯差異。而在冬季生長速度方面,新品系YA03(0.403cm/d)和YA08(0.398cm/d)優(yōu)勢顯著,具備良好的抗寒性。在產(chǎn)草量方面,新品系YA17產(chǎn)量最高,但各參試材料2年平均增產(chǎn)量均未超過10%,就冬春季節(jié)產(chǎn)量而言,新品系YA03干鮮草產(chǎn)量優(yōu)勢明顯,對解決我國南方冬春季飼草缺乏等問題有重要意義,適合于稻-草、玉米-黑麥草等糧草輪作[21-22]。從莖葉比分析結(jié)果看品種阿伯德(1∶1.86)和新品系 YA03(1∶1.68)的葉量較豐富,葉片寬大,且草質(zhì)柔嫩,可作為各家畜理想的青飼料和青貯飼料。從多花黑麥草品種(系)的主要營養(yǎng)成分含量分析上看,相互間差異不顯著,YA17營養(yǎng)品質(zhì)相對較好,可能具備更高的消化率和更好的適口性。綜上所述,發(fā)現(xiàn)新品系YA17和YA03產(chǎn)量高、適應(yīng)性強(qiáng),具備很好的豐產(chǎn)能力,特別是YA03冬春季節(jié)產(chǎn)量優(yōu)勢尤為明顯,葉量豐富,冬季生長速度快,有望選育成新品種,可作為川西南或同類生態(tài)區(qū)域冬閑田稻-草、玉米-黑麥草等糧草輪作的優(yōu)良一年生優(yōu)質(zhì)牧草。
分析本試驗(yàn)的2年數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),同一試驗(yàn)點(diǎn)不同年份間的多花黑麥草生長狀況不盡相同,這與衣蘭智等[23]在紫花苜蓿上的研究結(jié)果相似,說明外界環(huán)境對于多花黑麥草的生長狀況影響較大。環(huán)境因子與多花黑麥草產(chǎn)量的互作關(guān)系是今后研究的一個(gè)重要內(nèi)容。因此在今后的育種工作中,應(yīng)該充分考慮環(huán)境對多花黑麥草生長狀況的影響。一方面,應(yīng)綜合考慮各種影響多花黑麥草產(chǎn)量的自身因素,如葉寬、株高、分蘗、再生性、莖葉比等,努力拓寬種質(zhì)資源,積極引進(jìn)并利用多種類型的優(yōu)質(zhì)資源,擴(kuò)大多花黑麥草適應(yīng)性和育種水平,以便育成高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的多花黑麥草品種[24]。另一方面,不同基因型在不同環(huán)境下具有不同的表現(xiàn),因此育種過程中應(yīng)盡量在多個(gè)不同環(huán)境中的多個(gè)年份中對育種材料進(jìn)行選擇,從而獲得適應(yīng)性強(qiáng)、品質(zhì)優(yōu)良的多花黑麥草新品種。
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