黃土高原半干旱區(qū)狼尾草屬牧草品比試驗

張懷山，趙桂琴，代立蘭，楊世柱，王 平

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學 草業(yè)學院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室/甘肅省草業(yè)工程實驗室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070； 2.中國農(nóng)業(yè)科學院蘭州畜牧與獸藥研究所/農(nóng)業(yè)部蘭州黃土高原生態(tài)環(huán)境重點野外科學觀測試驗站，甘肅 蘭州 730050；3.甘肅省蘭州市農(nóng)業(yè)科技研究推廣中心，甘肅 蘭州 730000)

狼尾草屬(Pennisetum)是禾本科牧草的一個大屬，變種和雜變種在全世界約有140余種，廣泛分布于熱帶、亞熱帶和溫帶地區(qū)[1]。我國是狼尾草資源最為豐富的國家之一，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)記載的狼尾草野生種有15個，廣布于全國10多個省份和地區(qū)，是一種多年生兼具飼用型和生態(tài)型的優(yōu)良牧草[2，3]。國產(chǎn)狼尾草具有春發(fā)早、建植快、與雜草競爭力強等特點，開發(fā)利用國產(chǎn)野生狼尾草資源，對于培育狼尾草屬牧草新品種、擴大優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)狼尾草的栽培利用范圍具有重要的意義。

中國農(nóng)業(yè)科學院蘭州畜牧與獸藥研究所從“八五”期間就開始了對國產(chǎn)野生狼尾草種質(zhì)資源的系統(tǒng)收集、鑒定和引種馴化研究，為選育我國狼尾草屬野生牧草馴化栽培種奠定了良好基礎。2008年開始引種到蘭州大洼山試驗基地進行狼尾草人工馴化及品種選育[4,5]，經(jīng)過多年栽培馴化及種質(zhì)鑒定，初步篩選出適合甘肅黃土高原地區(qū)生長的多年生高產(chǎn)狼尾草野生栽培種(系)4個。其中，品系1號中型狼尾草(Pennisetumlongissimumvar.Intermedium)具產(chǎn)草量高、萌發(fā)力強、易栽培、抗病性強等優(yōu)良特性。為了深入了解品系1號中型狼尾草的特征特性，進行了為期3年的品種對比試驗，旨在豐富當?shù)夭莘N資源，促進甘肅草地畜牧業(yè)的發(fā)展。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗站大洼山位于蘭州市中心南側(cè)7.5 km處，地理位置E 103°45′，N 36°01′，海拔1 750 m，屬蘭州盆地黃河南岸三級階地[6]。土質(zhì)為Ⅲ級自重失陷性黃土，土層深厚，已耕作種植多年，但土壤貧瘠，有機質(zhì)含量<1%。當?shù)睾０? 700 m，年均降水量324.5 m，平均降水天數(shù)75 d；年均溫9.3 ℃，極端高溫39.1 ℃，極端低溫-23.1 ℃，≥0 ℃的活動積溫3 700 ℃，≥10 ℃的活動積溫1 900～2 300 ℃。無霜期169 d，相對濕度58%，蒸發(fā)量1 450.0 mm，日照時數(shù)2 751.4 h。氣候區(qū)域帶屬于我國典型黃土高原半干旱區(qū)[7，8]。

1.2 試驗材料和方法

供試草種為中型狼尾草品系1號，對照品種為甘肅本地產(chǎn)中亞狼尾草(Pennisetumcentrasiaticum)。中亞狼尾草2008年10月采自蘭州市東郊徐家山。

采用隨機區(qū)組排列，每個品種(系)3次重復，共計6個小區(qū)，小區(qū)面積3 m×5 m。

2010年4月28日播種，播前精細整地，條播，播種量為13 kg/hm2(帶剛毛種子)，行距90 cm，覆土深度2～3 cm。施有機肥20 000 kg/hm2或過磷酸鈣200 kg/hm2作底肥，苗期或返青期追施氮肥150 kg/hm2，在分蘗拔節(jié)期追施磷肥112.5 kg/hm2。刈割后再補施氮肥和磷、鈣肥。苗期注意間苗、松土、除雜草，結(jié)合追肥灌水。刈割高度20～25 cm，2010～2012年試驗重復3個生育周期。

1.3 測定項目及方法

測定物候期、主要農(nóng)藝性狀、草產(chǎn)量、營養(yǎng)成分、適口性、抗逆適應性等。農(nóng)藝性狀中生育期、株高、分蘗數(shù)、葉長、葉寬、穗長、莖葉比、草產(chǎn)量均采用常規(guī)方法測定[9]，用常規(guī)方法處理和保存樣品，牧草營養(yǎng)成分粗蛋白、粗纖維、粗灰分、鈣、磷，參照文獻[9，10]的測定方法，3次重復。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件對測定數(shù)據(jù)進行基礎整理，用SPSS 18.0軟件進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 生育期

對2個供試狼尾草品種(系)進行了為期兩年的生育時期觀測(表1)。大洼山試驗區(qū)在4月下旬氣溫回升，維持在15 ℃，待雨后播種，5月中旬出苗，營養(yǎng)生長主要集中在6、7月，8、9、10月則是主要的生殖生長階段。兩年間物候期由于降水、氣溫等非生物因素的影響，存在差異，但生長天數(shù)無明顯變化。中型狼尾草和中亞狼尾草2010年均在播種2周后出苗，隨后的生長過程中，中亞狼尾草各物候期均早于中型狼尾草，提前4～11 d不等。中型狼尾草的營養(yǎng)生長期(出苗—抽穗)和生殖生長期(抽穗—種熟)分別長于中亞狼尾草6 d和3 d，11月末進入枯黃期，生長天數(shù)比中亞狼尾草多8 d。翌年暮春，中亞狼尾草先于中型狼尾草返青，跟第1年相類似，以后各物候期中型狼尾草比中亞狼尾草晚5～13 d。相比第1年，2種狼尾草品種(系)各物候期均有所提前，2種牧草拔節(jié)到抽穗的營養(yǎng)生長時間兩年存在較大差異，中型狼尾草和中亞狼尾草2010年分別為38 d和36 d，2011年分別為63 d和62 d。

表1 供試狼尾草物候期

2.2 農(nóng)藝性狀

株高和分蘗數(shù)是反應禾本科牧草生長性能和生物量產(chǎn)出最重要的2個指標，植株越高、分蘗能力越強，表明牧草生長和生產(chǎn)性能越優(yōu)越。中型狼尾草的株高和分蘗數(shù)均極顯著(P<0.01)高于中亞狼尾草，說明在黃土高原半干旱區(qū)中型狼尾草比中亞狼尾草具有更強的適應能力和生產(chǎn)性能。種植第1年，中型狼尾草平均每株分蘗49個，最多達71個，同時也表現(xiàn)出明顯的株高優(yōu)勢。莖葉比、穗長與葉寬、葉長等是衡量牧草飼用價值的重要農(nóng)藝指標，莖葉比低，葉量豐富，適口性好，飼用價值高；相反，莖葉比高者，葉量少，適口性差，飼用價值較低[11]。中型狼尾草葉長和穗長都顯著(P<0.05)高于中亞狼尾草，前者和后者的莖葉比分別為1∶0.72和1∶0.56，表明中型狼尾草草質(zhì)狀況優(yōu)于中亞狼尾草。與此同時，中型狼尾草生育期也顯著(P<0.05)長于中亞狼尾草，相對較長的營養(yǎng)生長期有利于中型狼尾草積累更多的光合同化物，促進葉片的生長(表2)。

表2 供試狼尾草的農(nóng)藝性狀

注：*表示t檢驗差異顯著(P<0.05)，**表示t檢驗差異極顯著(P<0.01)，下同

2.3 草產(chǎn)量

連續(xù)3年的栽培試驗，不論是鮮草產(chǎn)量還是干草產(chǎn)量，2個供試狼尾草品種(系)間均存在極顯著(P<0.01)的差異，中型狼尾草的3年平均鮮草、干草產(chǎn)量均極顯著高于中亞狼尾草，分別高出59.1%和58.4%(表3)。在蘭州大洼山連續(xù)種植的3年時間里，草產(chǎn)量在不同的年份存在較大差異。2種牧草在種植當年產(chǎn)量均較低，種植第2年產(chǎn)量徒增，中型狼尾草鮮草產(chǎn)量顯著(P<0.05)增加23.3%，達到峰值5.24×104kg/hm2，第3年草產(chǎn)量又有所下降，但仍然顯著(P<0.05)高于種植當年15.1%；相比之下，中亞狼尾草的草產(chǎn)量變化狀況略有不同，隨后的2年里其草產(chǎn)量一直呈上升趨勢，種植第2年草產(chǎn)量顯著(P<0.05)增加26%，第3年增產(chǎn)不顯著(P>0.05)。

表3 供試狼尾草的草產(chǎn)量

注：同行不同小寫字母表示鮮草產(chǎn)量或干草產(chǎn)量3年間差異顯著(P<0.05)，相同小寫字母表示差異不顯著(P>0.05)；**表示2種供試牧草草產(chǎn)量t檢驗差異極顯著(P<0.01)

2.4 營養(yǎng)成分

2011年，在供試狼尾草揚花期進行刈割測產(chǎn)時，分別取2種牧草有代表性的樣本各2.0 kg，將莖、葉分離曬干，按常規(guī)方法對各樣本進行營養(yǎng)成分測定。結(jié)果表明(表4)，中型狼尾草的粗蛋白和磷含量極顯著(P<0.01)高于中亞狼尾草，粗灰分和鈣含量也顯著(P<0.05)高于中亞狼尾草，但其干物質(zhì)和粗纖維含量則相對較低，t檢驗達到顯著水平(P<0.05)。飼草中粗蛋白和粗纖維含量是反映其營養(yǎng)價值的重要指標，單位重量飼草的營養(yǎng)價值與粗蛋白含量呈正相關，與粗纖維含量呈負相關。試驗證明，飼草中粗纖維含量愈高，粗纖維本身消化率愈低，而且也會降低其他物質(zhì)的消化率；另一方面，飼草中粗蛋白營養(yǎng)水平較高時，可以提高反芻家畜對粗纖維的消化率[12]。分析試驗結(jié)果可見，中型狼尾草粗白蛋含量高，粗纖維含量低，從提高家畜消化率的分析看，中型狼尾草是更值得推廣種植的優(yōu)質(zhì)牧草。同時，中型狼尾草相對較高的鈣、磷水平也有利于家畜的生長健康。

表4 供試狼尾草的營養(yǎng)成分

3 討論與結(jié)論

(1)生育期觀測結(jié)果表明，中型狼尾草在黃土高原半干旱區(qū)的生育期比本地中亞狼尾草遲緩，開花期遇到蘭州本地多雨季節(jié)，結(jié)實率大受影響，種植第1年種子成熟度低，霜降以后大部分籽粒未成熟。種植第2年各生育期比第1年提前，種子成熟度較好，但總體結(jié)實率偏低，這與狼尾草屬牧草結(jié)實率低的特點相一致[13]。

(2)對2個供試狼尾草品種(系)主要農(nóng)藝性狀的測定結(jié)果表明，與中亞狼尾草比較，中型狼尾草生物學性狀更加優(yōu)異，植株高大，營養(yǎng)生殖期長，分蘗能力強，葉量豐富，草質(zhì)狀況優(yōu)于中亞狼尾草。

(3)草產(chǎn)量測定結(jié)果表明，2個供試狼尾草品種(系)產(chǎn)量均較高，屬高產(chǎn)牧草類，但二者間存在著極顯著差異，中型狼尾草3年平均鮮草產(chǎn)量達4.79×104kg/hm2，比對照中亞狼尾草增產(chǎn)59.1%；干草產(chǎn)量為1.60×104kg/hm2，比對照增產(chǎn)58.4%。此外，種植第2年，中型狼尾草可以一年2茬，再生能力強。草產(chǎn)量在試驗3年間也存在明顯差異，這可能與氣候環(huán)境變化有關。

(4)對于牧草來說，其植株內(nèi)粗蛋白和粗纖維的含量很大程度上直接影響到該牧草的營養(yǎng)價值和實際利用價值，其次是粗脂肪和粗灰分[14,15]。其中，粗蛋白含量的高低是評價飼用品質(zhì)的主要指標，纖維成分是影響牧草質(zhì)地軟硬、適口性和消化率的重要因子[16-18]。禾本科牧草在牛、羊飼草搭配中主要以提供粗纖維為主，粗蛋白次之[19]。但是，中型狼尾草作為一種高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)飼草型牧草，同樣具有較高的粗蛋白含量，牛、羊?qū)︴r草莖葉的采食率在95 %以上，可以青貯，也可以將干草粉碎與苜蓿、玉米粉等混合成全價配合飼料，是一種值得在黃土高原半干旱區(qū)推廣利用的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)禾本科飼草品種。

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