洞庭湖區(qū)不同品種紫花苜蓿的混播效應(yīng)

陳 菲，穆 麟，文昭竹，張志飛，魏仲珊

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128； 2.湖南德人牧業(yè)科技有限公司，湖南 常德 415921)

紫花苜蓿(Medicagosativa)是多年生優(yōu)質(zhì)豆科牧草，具有適應(yīng)廣、產(chǎn)量高、營(yíng)養(yǎng)豐富、飼用價(jià)值高的特點(diǎn)，是多種家畜的優(yōu)質(zhì)飼料，素有“牧草之王”的美稱，是發(fā)展畜牧業(yè)的基礎(chǔ)。近年來我國(guó)對(duì)優(yōu)質(zhì)苜蓿需求量大幅增加[1-2]，因此提高苜蓿的產(chǎn)草量和品質(zhì)刻不容緩。合理混播是提高牧草產(chǎn)草量和抗逆性的重要措施[3]，紫花苜蓿與扁穗牛鞭草(Hemarthriacompressa)[4]、無芒雀麥(Bromusinermis)[5]以及其他禾本科[6-8]的混播試驗(yàn)研究較多，但紫花苜蓿品種間的混播試驗(yàn)尚不多見。

合理的品種間混播由于不同品種共生而起到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)作用，可提高植株的抗倒伏能力[9]和品質(zhì)[10]，表現(xiàn)出穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)[11]。紫花苜蓿品種較多，特別是近年來大量的國(guó)外高秋眠級(jí)紫花苜蓿新品種引入國(guó)內(nèi)，為南方苜蓿種植提供了可能性[12]。高秋眠級(jí)紫花苜蓿雖然具有全年生長(zhǎng)力旺盛的特點(diǎn)，可滿足南方年有效積溫高的特性，但其對(duì)土壤酸度敏感，不耐熱、濕、澇和黏重土壤，這些特點(diǎn)使其在南方地區(qū)的推廣種植仍存在較大難度[13]。紫花苜蓿是異花授粉的雜合體，目前生產(chǎn)上考慮到花期一致利于收割等因素，主要以單一紫花苜蓿品種種植為主。南方地區(qū)特別是多雨季節(jié)，紫花苜蓿的收割標(biāo)準(zhǔn)往往需要結(jié)合株高、生育期以及收割期的氣象資料來判斷，確保雨季前收割，減少雨季倒伏、霉變的危害。因此，探討不同品種混播或許可以找到新的紫花苜蓿種植模式。品種間混播能有效提高牧草的產(chǎn)量，但不同混播品種與比例的增產(chǎn)效應(yīng)不一樣。本研究以4個(gè)高秋眠級(jí)紫花苜蓿品種為試驗(yàn)材料，按不同比例混合播種，探討苜蓿品種間混播對(duì)產(chǎn)量、品質(zhì)、根系及株高等指標(biāo)的影響，以期為實(shí)現(xiàn)紫花苜蓿品種間混播增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于湖南省常德市西湖管理區(qū)紫花苜蓿引種試驗(yàn)基地(112°03′46″ E，29°07′04″ N)，地勢(shì)平坦，土壤屬于優(yōu)質(zhì)潮土，土層深厚肥沃，中性偏弱堿性。降水量豐沛，年均降水量1 415.9 mm，最高可達(dá)2 000 mm；≥10 ℃有效積溫3 000 ℃·d以上。6-8月是全年高溫期，最高氣溫一般維持在30 ℃以上，最低氣溫不低于20 ℃[14]，年均氣溫17.0 ℃。

1.2 牧草品種及混播組合

試驗(yàn)材料為4個(gè)美國(guó)牧草資源公司育成品種：WL712品種(秋眠級(jí)10.2，A)、WL903品種(秋眠級(jí)9.5，B)、WL656品種(秋眠級(jí)9.3，C)、WL525品種(秋眠級(jí)8.2，D)。WL525是2009年通過全國(guó)牧草品種審定委員會(huì)審定的引進(jìn)品種，在我國(guó)南方地區(qū)種植面積較廣，WL903和WL712在洞庭湖區(qū)表現(xiàn)出較好的耐熱性，WL656刈割后的再生植株長(zhǎng)勢(shì)和鮮草產(chǎn)量較為突出[14]。將A、B、C、D品種按照不同比例進(jìn)行混合播種，播種量為30 kg·hm-2(表1)。試驗(yàn)地里有灌溉設(shè)施。試驗(yàn)前利用翻耕機(jī)械翻地整平，底肥施用復(fù)合肥(NPK15-15-15)300 kg·hm-2。生長(zhǎng)期內(nèi)實(shí)行粗放管理。

表1 各品種以及混播組合及其播種量Tab1e 1 Mixed sowing combination and seeding quantity

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素完全隨機(jī)布局。于2016年3月2日播種，條播，行距20 cm，10個(gè)處理，每處理4次重復(fù)，3 m×3 m，小區(qū)間隔40 cm。分別于2016年5月21日進(jìn)行全年第1茬刈割，6月30日進(jìn)行第2茬刈割，8月12日進(jìn)行第3茬刈割，10月6日進(jìn)行第4茬刈割，12月9日進(jìn)行第5茬刈割。刈割標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合生育期與躲避雨天的氣象數(shù)據(jù)而確定，前4茬于50%以上的品種進(jìn)入初花期時(shí)進(jìn)行刈割，最后一茬50%以上品種株高在40 cm以上時(shí)進(jìn)行刈割。刈割時(shí)進(jìn)行測(cè)產(chǎn)及相關(guān)生長(zhǎng)性能測(cè)定。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

產(chǎn)量：每個(gè)品種隨機(jī)取樣1.0 m2刈割，留茬高度約5 cm，測(cè)定鮮草重量，重復(fù)3次；取100 g鮮草帶回實(shí)驗(yàn)室，105 ℃殺青15 min后，65 ℃烘干至恒重，測(cè)定干草重量，重復(fù)3次。干草粉碎后用于品質(zhì)測(cè)定。品質(zhì)：用凱氏定氮法測(cè)定粗蛋白含量，采用范氏的洗滌纖維分析法測(cè)定中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維，重復(fù)3次。株高：測(cè)產(chǎn)前，測(cè)量其自然高度(cm)，10次重復(fù)，取平均值。根頸分枝數(shù)：從根頸直接長(zhǎng)出的分枝數(shù)(個(gè))，10次重復(fù)，取平均值。根頸直徑：用直尺直接測(cè)量分枝基部根頸處直徑(mm)，10次重復(fù)，取平均值。根頸芽數(shù)：從根頸直接長(zhǎng)出的芽數(shù)(個(gè))，10次重復(fù)，取平均值。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用DPS軟件對(duì)產(chǎn)量、粗蛋白含量、中性洗滌纖維含量、酸性洗滌纖維含量、株高等指標(biāo)進(jìn)行單因素方差分析，用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤來表示測(cè)定結(jié)果。采用Excel處理數(shù)據(jù)并制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 各品種單播及其混播組合間生長(zhǎng)指標(biāo)比較

2.1.1株高 各品種單播及其混播組合間在各茬次的株高差異明顯(圖1)。在6個(gè)混播組合中，B∶D=1∶2和C∶D=1∶4組合在前3茬中的株高較為突出，株高最低的是B∶D=1∶4，其在第3茬顯著低于其他品種配比組合(P<0.05)。第1茬和第5茬的整體株高總體高于第2、3、4茬。各品種單播和混播組合之間沒有出現(xiàn)規(guī)律性的變化，說明品種混播對(duì)各品種株高影響不大。

2.1.2根頸分枝數(shù) 隨著刈割茬次的增多，各品種單播及其混播組合間整體根頸分枝數(shù)明顯增多，各品種單播及其混播組間根頸分枝數(shù)差異顯著(P<0.05)(圖2)。第3茬刈割時(shí)，D品種，A∶D=1∶2組合和A∶D=1∶4組合根頸分枝數(shù)較多。第4茬刈割時(shí)，A品種，A∶D=1∶2組合和A∶D=1∶4組合根頸分枝數(shù)較多。第5茬刈割時(shí)，A∶D=1∶2組合的根頸分枝數(shù)最多，顯著高于除C∶D=1∶2外的其他品種組合(P<0.05)，其次為C∶D=1∶2組合。

圖1 各苜蓿品種單播及其混播組合間株高比較Fig. 1 Comparison of plant height among different alfalfa varieties and mixed combinations

不同小寫字母表示同茬次不同混播處理間差異顯著(P<0.05);A,B,C,D分別表示W(wǎng)L712、WL903、WL656和WL525。下同。

Different lowercase letters for the same crop indicate significant difference between different varieties and mixed combinations at the 0.05 level. A, B, C, D indicate alfalfa varieties of WL712, WL903, WL656, and WL525, respectively; similarly for the following figures.

圖2 各苜蓿品種單播及其混播組合間根頸分枝數(shù)比較Fig. 2 Comparison of number of root neck branches among different alfalfa varieties and mixed combinations

2.1.3根頸芽數(shù) 從根頸芽數(shù)來看，在前4茬中，隨著茬次的增多，各品種單播及其混播組間整體根頸芽數(shù)呈增多趨勢(shì)，第5茬無明顯規(guī)律(圖3)。各品種單播及其混播組合間根頸芽數(shù)差異明顯。第1茬中C∶D=1∶4和第5茬中B∶D=1∶2組合刈割時(shí)在該茬次中根頸芽數(shù)最多，第2、3、4茬刈割時(shí)多數(shù)品種單播的根頸芽數(shù)多于品種混播。

2.1.4根頸直徑 隨著茬次的增多，各品種單播及其混播組間整體根頸直徑呈增大趨勢(shì)，各品種單播及其混播組間根頸直徑差異明顯(圖4)。第1茬刈割時(shí)單播和混播品種間的根頸直徑整體偏小，第2茬以后根頸直徑顯著增加，第2茬刈割時(shí)單播A品種的根頸直徑最大，顯著高于除單播D外的其余處理(P<0.05)；第3、4茬刈割時(shí)C∶D=1∶4組合根頸直徑最大?？梢奀∶D=1∶4組合隨著刈割茬次增加，在根頸直徑增加方面表現(xiàn)優(yōu)勢(shì)。

2.2 各品種單播及其混播組合間產(chǎn)量及品質(zhì)比較

2.2.1干草產(chǎn)量和總粗蛋白產(chǎn)量 各品種單播及其混播組合間的總干草產(chǎn)量在12.27～15.85 t·hm-2(表2)。D品種單播的總干草量最多，達(dá)15.85 t·hm-2，與C∶D=1∶4和A∶D=1∶2組合差異不顯著(P>0.05)，但顯著高于其他品種單播和混播組合(P<0.05)。B∶D=1∶2組合的總干草產(chǎn)量最低，只有12.27 t·hm-2。隨著刈割次數(shù)的增多，單茬干草產(chǎn)量呈減少的趨勢(shì)，第1茬的干草產(chǎn)量明顯高于其他茬的干草產(chǎn)量。從總粗蛋白產(chǎn)量來看，各品種單播及混播組合間的粗蛋白產(chǎn)量間差異顯著(P<0.05)，D品種單播的總粗蛋白產(chǎn)量最多，達(dá)3.48 t·hm-2，與C∶D=1∶4和A∶D=1∶2組合總產(chǎn)量差異不顯著，但顯著高于其他品種單播和混播組合總產(chǎn)量(P<0.05)。

圖3 各苜蓿品種單播及其混播組合間根頸芽數(shù)比較Fig. 3 Comparison of the root neck bud number among different alfalfa varieties and mixed combinations

圖4 各苜蓿品種單播及其混播組合間根頸直徑比較Fig. 4 Comparison of root neck diameter among different alfalfa varieties and mixed combinations

2.2.2品質(zhì) 各品種單播及其混播組合間全年平均粗蛋白含量差異顯著(P<0.05)(表3)，單播C品種全年粗蛋白平均含量顯著高于其他品種單播和混播組合(P<0.05)，高達(dá)22.65%。混播組合中A∶D=1∶4和B∶D=1∶4粗蛋白全年平均含量較高，分別為22.18%和22.23%；B∶D=1∶2和C∶D=1∶2組合顯著低于其他品種單播和混播組合，分別為21.36%和21.38%。

表2 各苜蓿品種單播及其混播組合間產(chǎn)量比較Tab1e 2 Comparison of yields among different alfalfa varieties and mixed combinations t·hm-2

同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

Different lowercase letters with in the same column indicate significant difference at the 0.05 level; similarly for the following tables.

表3 各苜蓿品種單播及其混播組合間粗蛋白含量比較Tab1e 3 Comparison of crude protein content among different alfalfa varieties and mixed combinations %

單播A品種的全年平均中性洗滌纖維含量顯著高于單播B、B∶D=1∶2、C∶D=1∶2和A∶D=1∶4外的其他品種單播和混播組合，高達(dá)41.77%；C品種和C∶D=1∶4組合中性洗滌纖維含量較低，分別為37.72%和38.47%。單播A品種和C∶D=1∶2組合的全年平均酸性洗滌纖維含量顯著高于其他品種單播和混播組合(P<0.05)，分別是30.07%和29.44%，其次是單播B品種和B∶D=1∶2組合，分別為28.67%和27.80%。其他品種及混播組合酸性洗滌纖維含量均較低。

中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量隨著刈割茬次的增加最終減少，第5茬的中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量明顯低于前4茬(表4，表5)。

表4 各苜蓿品種單播及其混播組合間中性洗滌纖維含量比較Tab1e 4 Comparison of neutral detergent fiber content among different alfalfa varieties and mixed combinations %

表5 各苜蓿品種單播及其混播組合間酸性洗滌纖維含量Tab1e 5 Comparison of acid detergent fiber content among different alfalfa varieties and mixed combinations %

3 討論

3.1 混播對(duì)紫花苜蓿生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

產(chǎn)量是衡量牧草生產(chǎn)性能和經(jīng)濟(jì)性能的重要指標(biāo)[15]。許多研究者發(fā)現(xiàn)合理的品種間混播較單播增產(chǎn)。研究表明,高油玉米(Zeamays)與普通玉米混合種植，在雌穗期及青貯蠟熟前期進(jìn)行收獲，生物產(chǎn)量均較普通玉米提高30%以上[16]。在黑龍江省北部積溫較低地區(qū)進(jìn)行玉米的混播試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)中晚熟玉米和早熟玉米以2∶1混播，鮮草產(chǎn)量最高[17]。對(duì)春小麥(Triticumaestivum)品種間混播進(jìn)行研究，試驗(yàn)表明，與單播相比，品種間混播具有增產(chǎn)作用，但不同混播比例的增產(chǎn)效應(yīng)不同[18]。對(duì)牧草種間混播試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，混播較單播增產(chǎn)[19]。結(jié)合前人的研究結(jié)果來看，品種間混播能有效提高牧草的產(chǎn)量，但不同混播品種與比例的增產(chǎn)效應(yīng)不一樣。在本研究中，WL656∶WL525=1∶4和WL712∶WL525=1∶2混播組合的全年干草產(chǎn)量和粗蛋白產(chǎn)量較單播品種WL525沒有顯著增加，但比其他品種單播產(chǎn)量要高。有研究表明，粗壯的根頸有利于萌芽發(fā)枝，生長(zhǎng)更多的枝條[20]。植株的再生性、抗旱性、抗寒性[21]以及抗病蟲害等與根頸密切相關(guān)，根頸是苜蓿產(chǎn)生分枝的重要部位，也是聯(lián)系地上部和根系的關(guān)鍵部位[22]，同時(shí)也是吸收、運(yùn)輸、儲(chǔ)存養(yǎng)分和水分的重要器官，直接影響苜蓿生產(chǎn)性能和可持續(xù)利用[23]。本研究從第3茬開始，品種混播組合的根頸直徑和根頸分枝數(shù)都優(yōu)于品種單播，關(guān)于這個(gè)現(xiàn)象能否說明多次刈割后品種混播優(yōu)于品種單播還有待更多試驗(yàn)驗(yàn)證。

3.2 混播對(duì)紫花苜蓿品質(zhì)的影響

粗蛋白、中性洗滌纖維以及酸性洗滌纖維素含量可反映牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。將不同生育期的青貯玉米品種以混播方式進(jìn)行種植，結(jié)果表明，混播對(duì)于各品種玉米農(nóng)藝性狀影響不顯著，混播顯著提高干物質(zhì)產(chǎn)量和飼用品質(zhì)[24]。對(duì)不同混播方式對(duì)豆禾混播草地生產(chǎn)性能的影響進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，各混播處理粗蛋白質(zhì)含量均顯著高于單播[25]。對(duì)不同混播比例下的燕麥(Avenasativa)與箭筈豌豆(Viciasativa)的草地生產(chǎn)性能的評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，各混播比例粗蛋白含量顯著高于單播燕麥，而顯著低于單播箭筈豌豆[26]。汪建來等[27]將4個(gè)小麥品種混播以后發(fā)現(xiàn)，混播群體的品質(zhì)指標(biāo)雖沒超過參與混播的優(yōu)質(zhì)品種，但卻比參與品種混播中品質(zhì)較次品種的品質(zhì)要好，品質(zhì)性狀得到互補(bǔ)和改進(jìn)。這與本研究研究結(jié)果相似，混播組合的粗蛋白含量沒有高于單播的WL525，但卻比參與品種混播中的其他品種單播要高，且中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的含量都有所減少。另外，本次研究?jī)H對(duì)一年齡的苜蓿品種混播結(jié)果進(jìn)行了評(píng)價(jià)，初步確定適合進(jìn)一步追蹤研究的紫花苜蓿品種間混播組合，今后還應(yīng)繼續(xù)對(duì)表現(xiàn)較好的品種間混播組合進(jìn)行跟蹤調(diào)查。

4 結(jié)論

單播WL525在粗蛋白產(chǎn)量及其他生長(zhǎng)指標(biāo)方面都較其他品種單播好。WL656∶WL525=1∶4和WL712∶WL525=1∶2混播組合的粗蛋白產(chǎn)量與單播WL525間沒有顯著差異，但高于其他品種單播，且無論從其總干草量或者營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)以及全年生長(zhǎng)情況而言都較其他組合好，是可以進(jìn)一步追蹤研究的品種間混播組合。雖然混播組合的株高沒有顯著提高，但混播組合的洗滌纖維含量整體低于品種單播，且根頸分枝數(shù)、根頸直徑等生長(zhǎng)指標(biāo)都優(yōu)于品種單播。綜合而言，不同比例紫花苜蓿品種間混播可提高牧草品質(zhì)，促進(jìn)根系生長(zhǎng)。