元謀干熱河谷豆科牧草的引種試驗

龍會英,張 德,朱紅業(yè),金 杰,史亮濤,張明忠

(1.云南省農(nóng)業(yè)科學院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所，云南 元謀 651300；2.云南省農(nóng)業(yè)科學院科研管理處，云南 昆明 650231)

氣候干熱和土壤嚴重退化是元謀干熱河谷區(qū)的主要特點。該區(qū)降水與光熱失調(diào)，水分蒸發(fā)量為降水量的6倍。植被為南亞熱帶樹灌草叢，優(yōu)勢草為扭黃茅(Heteropogoncontortus)和孔穎草(Bothriochloapertusa)。長期過度放牧以及自然環(huán)境自身的脆弱性等因素致使自然草被退化加劇，水土流失頻繁發(fā)生且日趨嚴重，植被難以恢復，嚴重制約了元謀乃至整個長江流域的可持續(xù)發(fā)展。草地植物是組成草地的物質(zhì)基礎，是發(fā)展畜牧業(yè)的重要資源和培育草地良種的基因庫，也是草地生態(tài)環(huán)境最直觀的表現(xiàn)。禾本科草和灌木資源是元謀干熱河谷的主要自然覆蓋植被[1]，在干熱河谷區(qū)乃至整個長江流域的生態(tài)環(huán)境治理與恢復、畜牧業(yè)發(fā)展中扮演著重要的角色[2]。但豆科草本植物稀少、土壤貧瘠造成退化土地系統(tǒng)生產(chǎn)力低。豆科植物的共生固氮作用相當于給系統(tǒng)施用了氮肥，在天然草地土壤氮素循環(huán)中具有重要意義[3]，是該地區(qū)氮素的潛在供給庫，可增加生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力。豆科草本植物對土壤化學特性的改良優(yōu)于喬木林，0～50 cm土層草地的有機質(zhì)含量分別比荒地高32.3%，全氮含量高42.9%[4]。果園間種豆科牧草能抑制果園雜草生長,提高土壤肥力，促進果樹生長[5]。因此，云南省農(nóng)業(yè)科學院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所從海南、昆明和保山引進豆科牧草。本研究觀測所引進豆科牧草的生育期、生產(chǎn)價值等指標，旨在篩選出適應云南干熱河谷種植的抗逆性強、產(chǎn)量高的優(yōu)良牧草。

1 材料與方法

1.1 試驗地自然條件 試驗區(qū)位于金沙江干熱河谷典型區(qū)云南省元謀縣干熱河谷，海拔1 120 m，多年年均氣溫21.9 ℃，最熱月(5月)均溫27.1 ℃，最冷月(12月)均溫14.9 ℃，極端最高溫42 ℃，極端最低溫-1.3 ℃，≥0 ℃年積溫8 003 ℃·d。全年降水量614 mm，降水主要集中在5-10月；年蒸發(fā)量3 911 mm；年相對濕度53%；年干燥度2.08，旱季可達16.20；年均太陽總幅射量640.58 kJ/cm2，年均日照時數(shù)2 670 h，日均7.3 h，日照率為60%。試驗樣地選擇在云南省農(nóng)業(yè)科學院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所退化旱坡地雨養(yǎng)型經(jīng)濟林植被恢復區(qū)，面積0.13 hm2，土壤為燥紅土，土壤貧瘠，中性偏酸。樣地0～20 cm土層中全氮含量0.063%，有機質(zhì)含量0.683%，速效磷含量6.025 mg/kg，速效鉀含量93.65 mg/kg，pH值6.695；20～40 cm土層中全氮含量0.060%，有機質(zhì)含量0.528%，速效磷含量2.925 mg/kg，速效鉀含量67.95 mg/kg，pH值6.815。

表1 試驗材料及來源

1.2試驗材料及來源 詳見表1。

1.3試驗設計 采用隨機區(qū)組設計排列，4個重復，其中重復1用作物候觀測，重復2、重復3用作產(chǎn)量測定，重復4用作采收種子。小區(qū)面積2 m×5 m，小區(qū)間隔1 m，重復距間隔2 m，種植密度0.8 m×0.8 m，種植成活后雨養(yǎng)栽培。

1.4觀測內(nèi)容與方法

1.4.1生育期觀察 試驗于2003年5月育苗，8月移栽，2004-2005年觀測生育期。生育期調(diào)查是對各參試材料進行物候觀察，了解其移栽時間(實際移栽幼苗的時間)、現(xiàn)蕾期(50%植株出現(xiàn)花蕾)、初花期(10%植株開花)、盛花期(80%植株開花)、結(jié)莢期(50%以上的莢果出現(xiàn))、成熟期(60%種子成熟)和枯黃期(50%植株葉片發(fā)黃和落葉的時間)。

1.4.2干草產(chǎn)量測定 于2004年6月首次刈割測定產(chǎn)草量，灌木型豆科牧草的刈割留茬高度為50～60 cm，藤蔓豆科牧草的刈割高度為20～30 cm。2006年10月測產(chǎn)結(jié)束，每次測產(chǎn)時采樣測定干物質(zhì)率，將鮮草產(chǎn)量換算為干草產(chǎn)量。

1.4.3干鮮比、莖葉比調(diào)查標準及方法 每次測產(chǎn)時，從各試驗小區(qū)取0.4 kg鮮草，束成小捆，系好標簽，掛在風干架上，室內(nèi)自然風干后稱其干質(zhì)量，測定干鮮比。

每次測產(chǎn)取樣0.4 kg鮮草，將莖葉分離后分別稱量并計算其莖葉比[7]，其中，豆科牧草的葉包括小葉柄[8]。

1.4.4適口性 參照文獻[9]的方法，在試驗的第2年營養(yǎng)期進行刈割，把16種草放在地上，用當?shù)氐暮谏窖蜷_展適口性試驗，觀察羊?qū)Σ莸南彩吵潭?分別記為，5：特別喜食的植物，在草中首先挑食；4：喜食植物，但不從草中挑食；3：經(jīng)常采食，但愛食程度不如前兩類；2：不喜食，采食不多，前3種植物缺乏時才被采食；1：不愿采食，只有在不得已的情況下才采食。

1.4.5種植豆科牧草樣地土壤養(yǎng)分 試驗地在種植牧草前“S”型采集土壤樣品，土壤養(yǎng)分測定數(shù)據(jù)由農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(昆明)提供。其中，全氮按GB/T7173標準進行檢測，單位為%；速效磷(以P計)、速效鉀(以K計)按ICP法進行檢測，單位為mg/kg；有機質(zhì)按GB/T9834標準進行檢測，單位為%；pH值按GB/T7859標準進行檢測。

1.4.6抗逆性 抗寒性、抗病蟲性測定方法參照文獻[9]。

1)抗寒性調(diào)查標準和方法：臨冬前各小區(qū)測定其植株數(shù)目，翌年返青后再測定存活植株數(shù)目，計算越冬率。

2)抗旱性調(diào)查標準和方法：用越旱率評價。

3)抗病蟲性調(diào)查標準和方法：病害采用直接測定法，蟲害采用詳細調(diào)查法。

1.5數(shù)據(jù)來源與處理 采用Microsoft Excel軟件對數(shù)據(jù)進行計算和處理。手持GPS測定儀測定試驗地海拔，試驗地種植前的土壤養(yǎng)分測定數(shù)據(jù)及牧草營養(yǎng)成分測定數(shù)據(jù)由農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(昆明)提供，氣象要素由元謀縣氣象局提供。

2 結(jié)果與分析

2.1 生育期 牧草生育期是指牧草生長發(fā)育過程中，形態(tài)上發(fā)生顯著變化的各時期。牧草在不同的發(fā)育時期，不僅形態(tài)上有顯著變化，而且對環(huán)境條件的要求也可能不同[10]。2004年開始對各參試材料的生育期進行觀測，至2005年2月結(jié)束。由于元謀干熱河谷的高溫干旱，氣候差異性導致從海南(濕熱區(qū))引進的蝴碟豆屬、大葉千斤拔屬及卵葉山螞蝗種質(zhì)均不能完成生育期(表2)。種質(zhì)不同其生育期有較大差異，2004年觀測表明，合歡草屬、銀合歡屬生殖生長早于其他屬，而且能夠完成整個生育期。在2005年的觀測中發(fā)現(xiàn)，銀合歡屬可一年兩熟，第1次2-4月開花，4-6月成熟；第2次8-11月開花，11月-翌年1月成熟；帚狀合歡草出現(xiàn)年內(nèi)多次開花結(jié)實現(xiàn)象，可以作為景觀樹種；提那羅新羅頓豆營養(yǎng)期長，生殖生長期晚，而且種子成熟較一致，是一種適應該區(qū)種植的優(yōu)質(zhì)牧草。

2.2草產(chǎn)量 本研究全部采用育苗移栽，2003年5月9日育苗，8月4日移栽大田，2004年6月進行首次刈割，至2006年10月結(jié)束，合計測產(chǎn)9次，各牧草產(chǎn)量見表3。總體看，所有參試材料均有一定草產(chǎn)量，由于灌木型牧草耐旱，無論是雨季還是旱季生長量均較大。平均飼草產(chǎn)量高的牧草是銀合歡K636，干草產(chǎn)量為26 933.9 kg/hm2；其次是新銀合歡，干草產(chǎn)量為24 882.6 kg/hm2。除銀合歡屬外，其他灌木型牧草中產(chǎn)量較高是帚狀金合歡，產(chǎn)量為14 377.2 kg/hm2，木田菁干產(chǎn)量為10 559.8 kg/hm2。飼草產(chǎn)量最低的牧草是卵葉山螞蝗，平均干草產(chǎn)量920.8 kg/hm2，在整個刈割次數(shù)中，卵葉山螞蝗僅刈割5次。可能是因為林下及灌木下栽培，豆科藤蔓牧草產(chǎn)量均低。豆科藤蔓牧草中產(chǎn)量最高的為提那羅新羅頓豆，平均干草產(chǎn)量為10 010.2 kg/hm2；最低的鋪地木藍，平均干草產(chǎn)量3 690.0 kg/hm2。年度增產(chǎn)性表明一個草種的增產(chǎn)性和持續(xù)性，本研究中年度增產(chǎn)性高的牧草為銀合歡屬和帚狀合歡草(表3)。

表2 2004-2005年各參試材料的主要生育期

表3 各參試材料的干草產(chǎn)量、干鮮比和莖葉比

干鮮比是單位面積內(nèi)牧草干草量與鮮草量的比值，其值的大小反映了牧草中水分含量的高低，干鮮比越大，牧草中水分含量越低，干草量越高，參試材料的干鮮比在0.27～0.38，干鮮比最高的飼草是蝴蝶豆15160，為0.38；其次是金合歡9439，為0.37；干鮮比高說明該品種干物質(zhì)積累性能較好，水分含量低，可作為曬制干草的材料。干鮮比最低的牧草是提那羅新羅頓豆，為0.27，表明提那羅新羅頓豆水分含量高，草質(zhì)柔嫩，牛、羊喜食，是直接飼喂牲畜的優(yōu)良牧草。

莖葉比能夠較好地反映牧草的適口性及品質(zhì)，是牧草評價中的一項重要指標，莖葉比的高低直接決定牧草營養(yǎng)價值的高低與牧草品質(zhì)的好壞。莖葉比低，表明葉量大，纖維含量較低，營養(yǎng)價值高，利用價值也高。參試材料中，莖葉比大于1的草種是蝴蝶豆15160、卵葉山螞蝗、帚狀金合歡，表明這些牧草的莖量大于葉，草柔嫩度較差一些。

2.3營養(yǎng)成分與適口性 適口性試驗結(jié)果表明，羊?qū)λ袇⒃嚥牧暇墒场Ｆ渲校崮橇_新羅頓豆、銀合歡屬、大葉千斤拔 CAIT 17400羊喜食，羊?qū)@些草的喜食程度為5，可作為優(yōu)質(zhì)鮮食牧草；帚狀合歡草、金合歡、卵葉山螞蝗、克拉豆(TPRC)18516羊較喜食，羊?qū)@些草的喜食程度為4；蝴蝶豆屬由于葉質(zhì)粗糙一些，羊?qū)@些草的喜食程度為3。

經(jīng)測定，各參試品種中，粗蛋白含量較高者為灌木狀豆科牧草金合歡9439、新銀合歡及木田菁，分別為28.15%、22.47%和18.78%；粗脂肪以金合歡9439、提那羅新羅頓豆和克拉豆(TPRC)18516為最高，分別為13.43%、4.77%和4.44%，進一步表明灌木狀豆科牧草的營養(yǎng)成分較高(表4)。

2.4抗逆性 經(jīng)2004年12月-2005年3月(在元謀為旱季)初步調(diào)查，參試材料中除了大果蝴碟豆越旱率和越冬率為60%外，其他均為100%，進一步說明參試材料中除了大果蝴碟豆耐旱性較弱外，其他材料均耐旱耐寒。由于冬春氣溫較高，氣候條件非常有利于飛虱越冬和繁殖，每公頃用20%異丙威乳油150～200 mL加水675 kg噴霧，可進行防治。銀合歡蟲害還有銀合歡木虱(Heteropsyllacubona)，主要危害銀合歡嫩枝、嫩葉、老葉主脈兩側(cè)，受害的葉及嫩枝畸型卷曲，可采用綜合防治方法，其中銀合歡K636可抗木虱。提那羅新羅頓豆局部偶有低于5%的葉斑病等輕度發(fā)生，由于其葉質(zhì)柔嫩，有蝗蟲(Locusta)和蚜蟲輕度啃食嫩葉，一般不傷害莖和根，不會出現(xiàn)植株死亡。克拉豆花期易受薊馬、螟蛾危害，造成花而不實現(xiàn)象，用4.5%高效氯氰菊酯乳油2 000×稀釋液的保花效果較好。

表4 各參試材料營養(yǎng)成分測定

3 結(jié)論

1)參試材料中除了大果蝴碟豆耐旱性較弱外，其他材料均耐旱耐寒，能夠在該地區(qū)抗旱、越冬。由于該地區(qū)的高溫干旱，氣候差異性導致從海南(濕熱區(qū))引進的蝴碟豆屬、大葉千斤拔屬及卵葉山螞蝗種質(zhì)均不能完成生育期，這與劉國道等[11]的研究較一致。種質(zhì)差異其生育期也存在較大差異，合歡草屬、銀合歡屬生殖生長早于其他屬，而且能夠完成整個生育期，銀合歡屬一年兩熟，帚狀合歡草出現(xiàn)年內(nèi)多次開花結(jié)實現(xiàn)象，可以作為景觀樹種。提那羅新羅頓豆營養(yǎng)期長，生殖生長期晚，而且種子成熟較一致，是一種適應該區(qū)種植的優(yōu)質(zhì)牧草[10]。

2)總體看，所有參試材料均有一定草產(chǎn)量。由于灌木耐旱、適應性強、對土壤要求不嚴的緣故[12-13]，無論是雨季還是旱季生長量均較大；其次為新銀合歡。可能是因為林下及灌木下栽培，豆科藤蔓牧草產(chǎn)量均低，豆科藤蔓牧草中產(chǎn)量最高的是提那羅新羅頓豆，產(chǎn)量最低的牧草是鋪地木藍，年度增產(chǎn)性高的牧草為銀合歡屬和帚狀合歡草。

3)參試材料中，干鮮比較高的為蝴蝶豆15160、金合歡9439，可作為曬制干草的材料。干鮮比最低的牧草為提那羅新羅頓豆，水分含量高，草質(zhì)柔嫩，羊喜食，是直接飼喂牲畜的優(yōu)良牧草。參試材料中，莖葉比大于1的草種是蝴蝶豆15160、卵葉山螞蝗、帚狀金合歡，表明這些牧草的莖多于葉，適口性較差，如蝴蝶豆屬由于葉質(zhì)粗糙一些，羊?qū)υ搶俨莸南彩吵潭葹?。適口性較好的材料為提那羅新羅頓豆、銀合歡屬、大葉千斤拔 CAIT 17400，羊喜食，可以作為優(yōu)質(zhì)鮮食牧草。在營養(yǎng)成分中，粗蛋白含量排列前3名是金合歡9439、新銀合歡及木田菁，表明灌木狀豆科牧草是營養(yǎng)成分較高的優(yōu)良牧草。

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