灌溉對(duì)柱花草和堅(jiān)尼草產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

張明忠，史亮濤，龍會(huì)英，金 杰，紀(jì)中華，何光熊，邵慶勇

(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所,云南 元謀 651300；2.云南省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院，云南 昆明 650224)

柱花草(Stylosanthesguianensis)也稱熱帶苜蓿、巴西苜蓿，豆科植物，原產(chǎn)于非洲熱帶，分布于世界熱帶亞熱帶地區(qū)，我國(guó)于1962年引進(jìn)。柱花草喜溫暖多濕，不耐霜凍，適宜在年降水量700 mm以上、土壤肥力較好的壤土或沙壤土種植。柱花草可作生態(tài)水土保持型牧草，既有較強(qiáng)的固氮能力，能提高土壤肥力，提供有機(jī)肥料，促進(jìn)作物生長(zhǎng),又是高蛋白豆科牧草，其草質(zhì)優(yōu)良，適口性好，宜作冬季牲畜的青飼料及干草粉加工利用的飼料。柱花草侵占性很強(qiáng)，能抑制雜草蔓延，是熱帶地區(qū)建植栽培草地的優(yōu)良品種之一[1-4]。

堅(jiān)尼草(PanicummaximumCIAT 9)屬多年生禾本科牧草，原產(chǎn)于非洲熱帶地區(qū)，根系發(fā)達(dá)，莖稈粗壯光滑，表面有蠟粉，直立，高100～150 cm，葉呈寬線形。從海平面到海拔2 000 m左右的地區(qū)均能生長(zhǎng)，在年降水量1 000～1 800 mm地區(qū)的各類土壤上都可栽培，不耐寒，怕霜凍，耐旱、耐熱性強(qiáng)，不耐澇，蔭蔽度太大則分蘗少，生長(zhǎng)纖細(xì)。堅(jiān)尼草適合作青飼料也可用來(lái)曬制干草、調(diào)制青貯料或放牧利用[5-7]。生態(tài)價(jià)值方面，其種植于梯田、排水溝邊、水渠邊或斜坡地，有保護(hù)梯田、河堤以及防止水土流失和雜草蔓延的作用。

金沙江干熱河谷是水分相當(dāng)缺乏的地區(qū)，水熱供需矛盾十分突出，牧草的品質(zhì)受諸多因素影響，不同的刈割頻率、方式、強(qiáng)度以及與放牧、摘頂?shù)热斯じ蓴_，將對(duì)牧草的群體結(jié)構(gòu)、生理生態(tài)、品質(zhì)、干物質(zhì)分配、生物量和產(chǎn)量以及草地生態(tài)系統(tǒng)等產(chǎn)生不同程度的影響[8-9]。刈割時(shí)期、刈割頻率和留茬高度也是影響草地生態(tài)系統(tǒng)利用和持久性的關(guān)鍵因素，不同刈割時(shí)期和刈割頻率會(huì)影響草地生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)草量和種間競(jìng)爭(zhēng)力[10-11]，也曾有關(guān)于不同生長(zhǎng)時(shí)間刈割對(duì)熱帶牧草產(chǎn)量影響的報(bào)道[12-15]；也有張志新和田迅[16]、呂林有等[17]對(duì)少花蒺藜草(Cenchruspauciflous)在干旱和灌溉下進(jìn)行了分株生物量和繁殖特性的研究，張麗研等[18]研究了灌溉條件下紫花苜蓿(Medicagosativa)的生長(zhǎng)性能，劉建寧等[19]對(duì)高丹草(Sorghumbicolor×S.sudanense)生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)及收割期進(jìn)行了研究，但尚缺乏灌溉條件下刈割對(duì)柱花草和堅(jiān)尼草生物量影響的研究。本研究以金沙江干熱河谷地區(qū)旱季在人工給水補(bǔ)灌條件下對(duì)2種熱帶牧草生物量的研究，通過(guò)水分補(bǔ)充，增加植物對(duì)水分的平衡需求，以求牧草在旱季補(bǔ)水條件下達(dá)到較佳產(chǎn)量，從而探究生長(zhǎng)在干熱河谷地區(qū)牧草的最佳利用效果。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)研究所試驗(yàn)地，處于金沙江元謀干熱河谷區(qū)，該區(qū)氣候干旱，海拔1 088～1 167 m，土地極不平整，土壤凋萎濕度長(zhǎng)達(dá)7～8個(gè)月，是典型的南亞熱帶季風(fēng)河谷干熱氣候，光熱充沛，旱濕季分明，干熱少雨，降水量是蒸發(fā)量的6.4倍，年均氣溫21.9 ℃,極端最高溫42 ℃，極端最低溫-2 ℃，≥12 ℃的持續(xù)天數(shù)349 d，≥10 ℃積溫7 786 ℃·d；年降水量600～800 mm，集中在5-9月；土壤屬干熱燥紅土，土壤貧瘠，中性偏酸[20-21]。

2 材料與方法

2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì) 選擇云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)研究所試驗(yàn)地內(nèi)同一地塊里已經(jīng)種植6個(gè)月的柱花草與堅(jiān)尼草，2個(gè)草種各設(shè)灌溉和對(duì)照2個(gè)處理，每處理3次重復(fù)，每重復(fù)1個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積為2 m×5 m,灌溉與對(duì)照(CK)小區(qū)之間設(shè)1.0 m的保護(hù)行，灌溉處理為小區(qū)刈割后遇旱及時(shí)澆灌，以漫灌為主，并作追肥管理，對(duì)照不灌溉不施肥，自然生長(zhǎng)。

2.2澆灌管理 刈割后，根據(jù)土壤情況擇時(shí)灌溉，要求灌溉均勻，保持土壤水分濕度。為保證小區(qū)內(nèi)牧草良好生長(zhǎng)，隨時(shí)清理小區(qū)內(nèi)的雜草。

2.3測(cè)定指標(biāo) 按柱花草和堅(jiān)尼草產(chǎn)量及對(duì)動(dòng)物的適口性利用要求收割，柱花草植株高度為40～50 cm時(shí)適宜刈割，堅(jiān)尼草高度為50～60 cm時(shí)適宜刈割。刈割前隨機(jī)測(cè)量小區(qū)植株高度，每個(gè)小區(qū)測(cè)定10株，取平均值作為牧草刈割時(shí)的株高；刈割后分別測(cè)量各小區(qū)鮮草產(chǎn)量；然后在各小區(qū)取鮮樣1 kg自然風(fēng)干后稱量，計(jì)算該小區(qū)的干草產(chǎn)量；記錄刈割時(shí)間，待下次植株長(zhǎng)到相應(yīng)高度時(shí)再次刈割，按同樣方法測(cè)定以上指標(biāo)，同時(shí)計(jì)算出各個(gè)牧草的刈割周期。營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定在第2次刈割后(10月份)采樣由農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)測(cè)試中心測(cè)定，其中，粗脂肪按GB/T 6433-2006[22]、粗蛋白質(zhì)按GB/T 6432-1994[23]、粗纖維按GB/T 6434-2006[24]、粗灰分按GB/T 6438-2007[25]檢測(cè)，無(wú)氮浸出物(%)=100%-(水分+粗蛋白+粗脂肪+粗纖維+粗灰分)%。

3 結(jié)果

3.1堅(jiān)尼草產(chǎn)量與生長(zhǎng)周期分析 堅(jiān)尼草首次刈割時(shí)間為2009年9月4日，期間灌溉小區(qū)和對(duì)照小區(qū)平均生長(zhǎng)周期分別為23和35 d，截至2009年12月19日，所有小區(qū)共刈割3次，其中灌溉小區(qū)的鮮、干草生物量平均分別為0.467和0.120 kg/m2；而在無(wú)灌溉處理下鮮、干草生物量平均分別為0.333和0.083 kg/m2，灌溉小區(qū)比不灌溉小區(qū)的生長(zhǎng)周期每次減少12 d(表1)。在旱季灌溉條件下堅(jiān)尼草的鮮、干草生物量比對(duì)照增產(chǎn)40%和45%，而生長(zhǎng)周期縮短34%。堅(jiān)尼草在旱季灌溉條件下，第1茬刈割后鮮草生物量在同周期內(nèi)比對(duì)照有明顯增加，但差異不顯著，而干草生物量差異顯著(P<0.05)；在第2、3茬刈割后鮮、干草生物量均較對(duì)照顯著增加。

3.2柱花草產(chǎn)量與生長(zhǎng)周期分析 柱花草生物量從2009年9月4日起測(cè)定，灌溉小區(qū)的鮮、干草生物產(chǎn)量平均分別為1.302和0.281 kg/m2；而對(duì)照鮮、干草生物量平均分別為1.245和0.200 kg/m2，灌溉小區(qū)比對(duì)照的生長(zhǎng)周期縮短了13 d(表1)。在旱季灌溉條件下柱花草的鮮、干草生物量比對(duì)照增產(chǎn)4.4%和40.5%，生長(zhǎng)周期比對(duì)照縮短27%。柱花草在刈割第1茬時(shí)，鮮、干草生物量與對(duì)照相比差異不顯著(P>0.05)，第2茬鮮草生物量與對(duì)照相比差異也不顯著，但干草生物量與對(duì)照相比差異顯著(P<0.05)。

3.3牧草營(yíng)養(yǎng)成分分析 柱花草和堅(jiān)尼草在灌溉條件下，其粗蛋白、粗脂肪、無(wú)氮浸出物和粗灰分均高于對(duì)照，其中柱花草灌溉條件下比對(duì)照分別高28.4%、78.4%、33.6%和23.7%，而堅(jiān)尼草灌溉條件下比對(duì)照分別高1.6%、2.6%、3.7%和11.5%；2種牧草粗纖維含量低于對(duì)照，分別低62%和93%(表2)。比較來(lái)看,除柱花草的粗纖維含量灌溉與對(duì)照間差異顯著(P<0.05)外，柱花草和堅(jiān)尼草各營(yíng)養(yǎng)成分灌溉與對(duì)照間差異不顯著。

表1 旱季灌溉與不灌溉條件下堅(jiān)尼草和柱花草生長(zhǎng)量測(cè)定

表2 旱季灌溉對(duì)牧草營(yíng)養(yǎng)成分的影響 %

4 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)得出，在云南干熱區(qū)旱季人工灌溉條件下的柱花草和堅(jiān)尼草，達(dá)到刈割時(shí)的生長(zhǎng)周期比在自然條件下生長(zhǎng)的縮短27%和34%；鮮、干草產(chǎn)量也較高，堅(jiān)尼草灌溉處理比對(duì)照產(chǎn)量高40%和45%，而柱花草灌溉處理比對(duì)照高4.4%和40.5%。產(chǎn)量測(cè)定中，堅(jiān)尼草主要以葉為主，而柱花草則以莖葉為主，故在2種牧草產(chǎn)量測(cè)定中，柱花草鮮干比大。水是新陳代謝過(guò)程的反應(yīng)物，光合作用、呼吸作用、有機(jī)物的合成和分解過(guò)程中，都必須有水分的參與；水是植物對(duì)物質(zhì)吸收和運(yùn)輸?shù)娜軇芫S持植物體的正常體溫,在植物體內(nèi)不斷流動(dòng)和葉面蒸騰，能夠順利的散發(fā)葉片的熱量，保證植物即使在炎夏強(qiáng)烈的光照下也不被灼傷。植物的水分一旦失去平衡，就會(huì)打亂植物體正常的生理活動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)能使植物死亡。由于元謀處于干熱區(qū)，該區(qū)具有明顯的干熱少雨的氣候環(huán)境，因此為了縮短飼草的生長(zhǎng)周期，增加產(chǎn)量，進(jìn)行旱季人工灌溉牧草的生物量測(cè)定試驗(yàn)。在保證土壤不受干旱條件的限制，能最大發(fā)揮牧草產(chǎn)能的效益，對(duì)旱季牧草進(jìn)行了人工給水有重要意義。

在營(yíng)養(yǎng)成分方面，灌溉條件下柱花草和堅(jiān)尼草的粗蛋白、粗脂肪、粗灰分等含量均高于對(duì)照，而粗纖維含量降低,這有利于提高動(dòng)物的消化率，增強(qiáng)動(dòng)物適口性。牧草的營(yíng)養(yǎng)成分由蛋白質(zhì)、糖、淀粉和有機(jī)酸等植物組織中的非結(jié)構(gòu)性物質(zhì)和木質(zhì)素、纖維素等不易被消化的物質(zhì)組成。蛋白質(zhì)是維持生命和活動(dòng)所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，也是牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。而粗脂肪也是牧草的主要營(yíng)養(yǎng)成分之一，也是動(dòng)物提供熱能的來(lái)源。試驗(yàn)中的柱花草和堅(jiān)尼草采取灌溉措施后,有利于提高其營(yíng)養(yǎng)成分中粗蛋白、粗脂肪、粗灰分等含量，符合動(dòng)物生長(zhǎng)需食要求。

牧草刈割的高度、強(qiáng)度及刈割時(shí)期會(huì)對(duì)柱花草和堅(jiān)尼草的生長(zhǎng)造成不同程度的影響[26-28]。一般堅(jiān)尼草刈割留茬高度為8～10 cm，有利于其分蘗萌發(fā)；而柱花草的留茬高度為12～15 cm，有利于分枝。堅(jiān)尼草對(duì)施肥反應(yīng)良好，特別是對(duì)氮肥反應(yīng)敏感，施肥后可明顯增加產(chǎn)量。柱花草留茬高度應(yīng)占總高度的50%，如留茬過(guò)低,生長(zhǎng)點(diǎn)被刈割，則可能影響再生能力，甚至枯死，適宜的刈割和留茬高度是柱花草能否獲得高產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。

致謝：云南熱帶作物職業(yè)學(xué)院牛田梅、張麗君同學(xué)在整個(gè)試驗(yàn)中收集了數(shù)據(jù)，特此致謝。

[1]唐燕瓊，胡新文，郭建春.柱花草種質(zhì)遺傳多樣性的ISSR分析[J].草業(yè)學(xué)報(bào)，2009，18(1)：57-64.

[2]唐燕瓊，吳紫云，劉國(guó)道，等.柱花草種質(zhì)資源研究進(jìn)展[J].植物學(xué)報(bào)，2009，44(6)：752-762.

[3]張宣宣，黃佑誼，邱質(zhì)華，等.柱花草生產(chǎn)、加工與開發(fā)利用技術(shù)研究[J].熱帶農(nóng)業(yè)工程,2011,35(1)：4-7.

[4]李世玉，涂旭川，畢玉芬.柱花草高產(chǎn)栽培技術(shù)的研究[J].草業(yè)科學(xué),2006,23(9)：70-74.

[5]韋家少，劉國(guó)道，蔡碧云.刈割周期、施肥量對(duì)堅(jiān)尼草產(chǎn)草量和質(zhì)量的影響[J].草地學(xué)報(bào),2002,10(2)：139-143.

[6]韋家少，蔡碧云，白昌軍.堅(jiān)尼草適應(yīng)性試驗(yàn)研究[J].草業(yè)科學(xué)，2006,23(9)：70-74.

[7]穆鋒海，王梅，陳遠(yuǎn)其，等.牧草營(yíng)養(yǎng)性狀與生物量關(guān)系的研究[J].草業(yè)科學(xué)，2009,26(10)：122-126.

[8]常會(huì)寧，夏景新，李志堅(jiān)．刈割對(duì)羊茅黑麥草葉片凈生長(zhǎng)和凈牧草積累的影響[J]．草地學(xué)報(bào)，1996,4(1):1-6.

[9]孫顯濤,陳曉陽(yáng),賈黎明,等．不同刈割頻度下二色胡枝子根系及地上生物量的研究[J].草業(yè)科學(xué)，2005,22(5):25-28.

[10]包國(guó)章,陸光華,郭繼勛,等．放牧、刈割及摘頂對(duì)亞熱帶人工草地牧草種群的影響[J]．應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2003,14(8):1327-1331.

[11]張永亮，胡自治，趙海新，等．刈割對(duì)混播當(dāng)年產(chǎn)草量及再生速率的影響[J]．草地學(xué)報(bào)，2004,12(4):308-312.

[12]張明忠,朱紅業(yè),馮光恒,等．刈割頻度對(duì)王草再生性能及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2006,19(z)：222-224.

[13]龍會(huì)英，沙毓滄，張映翠,等．元謀干熱河谷熱帶優(yōu)良牧草柱花草引種試驗(yàn)[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006(3)：376-382.

[14]石鳳翎，田青松，玉濤，刈割對(duì)緣毛雀麥3個(gè)品系再生的影響[J].草業(yè)科學(xué),2009，26(9)：90-94.

[15]鄭慶福，楊恒山，趙蘭坡.刈割次數(shù)對(duì)雜交甜高粱草產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].草業(yè)科學(xué),2009，26(2)：76-79.

[16]張志新，田迅.干旱和灌溉條件下少花蒺藜草分株生物量分配特征[J].草業(yè)科學(xué),2011，28(2)：185-188.

[17]呂林有，趙艷，王海新，等.刈割對(duì)入侵植物少花蒺藜草再生生長(zhǎng)及繁殖特性的影響[J].草業(yè)科學(xué),2011，28(1)：100-104.

[18]張麗妍，楊恒山，張宏宇，等.灌溉條件下不同生長(zhǎng)年限紫花苜蓿生長(zhǎng)及生產(chǎn)能力的研究[J].草業(yè)科學(xué),2010，27(1)：85-91.

[19]劉建寧,石永紅,王運(yùn)琦，等.高丹草生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)及收割期的研究[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2011，20(1):31-37.

[20]孔祥庚,莫泰堯.新編云南地州市縣情[M].上海：光明日?qǐng)?bào)出版社，2001.

[21]起樹華.元謀氣象資料[Z].元謀：元謀縣氣象局，2004.

[22]國(guó)家飼料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(北京).GB/T 6433-2006.飼料中粗脂肪的測(cè)定[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2006.

[23]全國(guó)飼料工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會(huì).GB/T 6432-1994.飼料中粗蛋白測(cè)定方法[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1994.

[24]農(nóng)業(yè)部飼料產(chǎn)品監(jiān)測(cè)中心.GB/T 6434-2006.飼料中粗纖維測(cè)定方法[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2006.

[25]農(nóng)業(yè)部飼料質(zhì)量檢驗(yàn)中心(武漢).GB/T-6438-2007.飼料中粗灰分的測(cè)定[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.

[26]覃宗泉，雷會(huì)義，婁秀偉，等.刈割次數(shù)對(duì)熱性草叢草地地面植被的影響[J].草業(yè)科學(xué),2010，27(1)：103-108.

[27]朱玨，張彬，譚支良，等.刈割對(duì)牧草生物量和品質(zhì)影響的研究進(jìn)展[J].草業(yè)科學(xué),2009，26(2)：80-85.

[28]左勝鵬，王會(huì)梅，馬永清，等.刈割擾動(dòng)下半干旱區(qū)豆科牧草種間關(guān)系的反應(yīng)[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2009，18(5):150-159.