不同栽培方式下C4牧草在沿海灘涂的生產(chǎn)性能評(píng)價(jià)

許能祥，丁成龍，董臣飛，張文潔，程云輝，顧洪如

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所，江蘇 南京 210014)

不同栽培方式下C4牧草在沿海灘涂的生產(chǎn)性能評(píng)價(jià)

許能祥，丁成龍，董臣飛，張文潔，程云輝，顧洪如*

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所，江蘇 南京 210014)

摘要：本研究利用雜交狼尾草、高丹草和墨西哥玉米3種不同類型的C4牧草在江蘇沿海灘涂進(jìn)行種植，采取覆膜、起壟、覆膜+起壟等3種栽培方式，從分蘗期到開(kāi)花期等不同生育期分4次進(jìn)行取樣，分別測(cè)定株高、單株葉面積等形態(tài)指標(biāo)，及單株干重和干物質(zhì)含量等產(chǎn)量性狀，并分別測(cè)定莖、葉及全株飼用品質(zhì)(可溶性碳水化合物，粗蛋白，中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、干物質(zhì)體外消化率)。結(jié)果表明，覆膜、起壟、覆膜+起壟3種栽培方式均能有效增加牧草產(chǎn)量、改善牧草飼用品質(zhì)，其中以覆膜+起壟方式改善效果最顯著；雜交狼尾草和高丹草在9月3日收割能獲得最優(yōu)的產(chǎn)量和品質(zhì)，墨西哥玉米則在9月24日收獲飼用品質(zhì)最好、產(chǎn)量最高。墨西哥玉米和高丹草飼草中可溶性碳水化合物(WSC)含量顯著高于雜交狼尾草；高丹草和墨西哥玉米植株體內(nèi)WSC主要集中于莖稈，且兩者莖中WSC含量明顯高于葉中的含量，而雜交狼尾草莖中的WSC含量稍高于葉片。本研究的結(jié)果明確了不同栽培方式下3種C4牧草生產(chǎn)性能的差異，為加快灘涂種草開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：C4牧草；栽培方式；產(chǎn)量；飼用品質(zhì)；沿海灘涂

我國(guó)有大量的沿海灘涂土地資源有待開(kāi)發(fā)。其中江蘇沿海灘涂總面積近70萬(wàn)hm2，占全國(guó)的1/4，居沿海各省市之首，相當(dāng)于全省土地總面積的6.5%，并以每年1300 hm2的速度繼續(xù)向外淤漲。越來(lái)越多的灘涂土地未被有效利用，并且鹽漬化程度不斷加重。近年來(lái)江蘇省草食畜牧業(yè)快速發(fā)展，但人多地少，缺乏大型草場(chǎng)，牧草粗飼料出現(xiàn)嚴(yán)重短缺。如何發(fā)展本地的飼草資源是亟待解決的難題。如果能在沿海灘涂地區(qū)進(jìn)行大規(guī)模的牧草種植將能有效緩解粗飼料短缺的矛盾，同時(shí)，牧草種植也能有效改善灘涂地區(qū)的土壤條件，促進(jìn)灘涂綜合開(kāi)發(fā)。

C4牧草具有較強(qiáng)的抗逆性，在沿海灘涂地區(qū)種植具有較大優(yōu)勢(shì)。沿海灘涂地區(qū)土壤鹽分含量高，對(duì)植物形成生理性干旱脅迫及鹽離子毒害。干旱脅迫是限制植物生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素。C4植物能生長(zhǎng)在相對(duì)于C3植物來(lái)說(shuō)更為嚴(yán)酷的高溫和干旱地區(qū)，早期的研究把C4途徑歸結(jié)為植物在溫暖、強(qiáng)光、水分有限的情況下的產(chǎn)物[3-4]。因此合理利用已有C4植物資源，開(kāi)發(fā)干旱、半干旱及灘涂地區(qū)的土地資源，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量來(lái)滿足人口增加的需要成為當(dāng)務(wù)之急[5-6]。墨西哥玉米(Zeamexicana)、高丹草(Sorghumbicolor×Sorghumsudanense)和雜交狼尾草(Pennisetumamericanum×P.purpureum)是在江蘇地區(qū)重要的C4牧草。雜交狼尾草是以美洲狼尾草為母本, 象草為父本的雜交種, 于1981年從美國(guó)引進(jìn)我國(guó)，具有明顯的雜種優(yōu)勢(shì)，草產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)良、抗逆性強(qiáng)，對(duì)土壤要求不高等優(yōu)點(diǎn)。高丹草是高粱(Sorghumbicolor)和蘇丹草(Sorghumsudanense)雜交形成的一年生禾本科飼料作物，具有再生性能強(qiáng)，適應(yīng)性廣等雜交優(yōu)勢(shì)，莖葉柔軟，飼草品質(zhì)優(yōu)，在畜牧業(yè)生產(chǎn)上有著廣闊的開(kāi)發(fā)利用前景。墨西哥玉米是墨西哥發(fā)現(xiàn)的多年生大芻草新類型，在我國(guó)因物候期不同表現(xiàn)為多年生和一年生。具有抗病蟲(chóng)、耐肥水、喜高溫，再生性能強(qiáng)，草產(chǎn)量大、飼用價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)。

不同栽培措施對(duì)牧草的生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量品質(zhì)具有重要影響。沿海灘涂地區(qū)的栽培措施主要是“降鹽保墑”。通過(guò)栽培措施改善灘涂地的水肥條件主要有工程措施如深溝高壟、降漬排鹽，水利措施如“三溝”配套、納淡洗鹽配備區(qū)域性的灌排工程，還有生物措施如植被覆蓋、扣青培肥等。雖然目前有部分關(guān)于沿海灘涂地區(qū)不同栽培方式對(duì)作物生產(chǎn)性能影響的報(bào)道[10-4]，但牧草，尤其是C4牧草在沿海灘涂地區(qū)不同栽培方式下，其產(chǎn)量和飼用品質(zhì)的表現(xiàn)報(bào)道較少[15]。因此本研究選用雜交狼尾草、高丹草和墨西哥玉米等3種C4牧草，設(shè)定了覆膜、起壟、覆膜+起壟3種栽培方式，在不同生育期動(dòng)態(tài)取樣，測(cè)定產(chǎn)量、形態(tài)指標(biāo)性狀，并分別測(cè)定莖葉的飼用品質(zhì)及全株飼用品質(zhì)，明確沿海灘涂地區(qū)3種C4牧草在不同栽培方式下、不同取樣時(shí)間生產(chǎn)性能的表現(xiàn)及其莖葉飼用品質(zhì)的差異，為加快沿海灘涂地區(qū)土地資源開(kāi)發(fā)、增加牧草生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。

1材料與方法

1.1　供試材料

供試的3種C4牧草分別是雜交狼尾草、“大力士”高丹草和“8493”墨西哥玉米。雜交狼尾草喜溫暖濕潤(rùn)氣候，再生能力強(qiáng)，耐旱，抗倒伏，其種子凈度為97%，種子純度為95%。高丹草適宜生長(zhǎng)溫度為24~33℃，再生能力一般，含糖量較高，適宜青貯，其種子凈度為98%，種子純度為99%。墨西哥玉米喜溫暖濕潤(rùn)氣候，在18~35℃時(shí)生長(zhǎng)迅速，再生能力強(qiáng)，其種子凈度為98%，種子純度為99%。

1.2　試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)田設(shè)在江蘇省鹽城市金海農(nóng)場(chǎng)，北緯31°56′-33°36′，東經(jīng)120°13′-120°56′， 屬于亞熱帶與暖溫帶的過(guò)渡地帶，四季分明，氣溫適中，雨量充沛。年平均氣溫14.1℃，無(wú)霜期213 d，常年降水量1042.2 mm左右，日照2238.9 h。土壤為沖積鹽土類，潮鹽土亞類，表層多為中度鹽漬化土，全鹽含量為0.4%左右，土壤略呈堿性，pH值8.4左右。土壤有機(jī)質(zhì)含量8.0 g/kg左右。

1.3　試驗(yàn)設(shè)計(jì)與田間管理

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。設(shè)置4個(gè)栽培方式處理：對(duì)照(CK)；覆膜(B1)；起壟(B2)；覆膜+起壟(B3)。對(duì)照和覆膜的行株距35 cm×40 cm，每小區(qū)10行，每行10株。起壟和覆膜+起壟每小區(qū)5壟，壟高20 cm，壟寬35 cm，壟間距35 cm，每壟2行，每行10株。覆膜小區(qū)蓋上薄膜后，四周和畦面均用泥土壓實(shí)。覆膜+起壟小區(qū)每壟單獨(dú)覆膜，四周和壟面用泥土壓實(shí)。

高丹草和墨西哥玉米2012年6月17日穴播。雜交狼尾草2012年5月5日育苗，6月17日移栽。其中覆膜播種或移栽的具體方法是先用工具在薄膜上開(kāi)孔，直徑2～3 cm，然后將種子播入孔中，最后覆土。播種或移栽15 d后追施尿素225 kg/hm2，并拔除小區(qū)內(nèi)雜草。分別于7月24日，8月13日，9月3日和9月24日取樣。

1.4　測(cè)定內(nèi)容及方法

1.4.1農(nóng)藝性狀測(cè)定株高測(cè)定：測(cè)量植株由地面到頂部三張葉片都達(dá)到的高度。每小區(qū)取10株進(jìn)行株高測(cè)定。

單株葉面積測(cè)定：將每株的葉片完整剪下，采用葉面積儀進(jìn)行測(cè)定(葉面積儀規(guī)格型號(hào)：YMJ-C), 每小區(qū)取10株進(jìn)行測(cè)定。

1.4.2干物質(zhì)含量和產(chǎn)量測(cè)定取小區(qū)中間長(zhǎng)勢(shì)一致的10株進(jìn)行測(cè)定。每株莖葉分離，稱重后置于烘箱內(nèi)105℃殺青30 min，然后保持75℃烘48 h至恒重后稱重，計(jì)算干物質(zhì)含量及單株干物質(zhì)產(chǎn)量。干草粉碎過(guò)1 mm篩，測(cè)定飼用品質(zhì)相關(guān)性狀。

1.4.3飼用品質(zhì)相關(guān)性狀的測(cè)定可溶性碳水化合物(water-soluble carbohydrate, WSC)采用蒽酮-硫酸比色法測(cè)定[16]；粗蛋白(crude protein, CP)采用凱氏定氮法測(cè)定[16]；中性洗滌纖維(neutral-detergent fiber, NDF)和酸性洗滌纖維(acid-detergent fiber, ADF)采用范氏纖維測(cè)定法測(cè)定[16]；干物質(zhì)體外消化率(invitroorganic matter digestibility, IVDMD)采用Goto兩步法測(cè)定[17]。

1.5　數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel作圖處理，采用SAS 8.2統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，并用LSD法進(jìn)行多重比較。

2結(jié)果與分析

2.1　3種C4牧草在不同栽培方式下的形態(tài)性狀

雜交狼尾草、高丹草和墨西哥玉米在不同栽培方式下的單株葉面積、株高等形態(tài)性狀指標(biāo)見(jiàn)表1。從7月24日第1次取樣，到9月24日第4次取樣，隨著取樣時(shí)間的推遲，雜交狼尾草、高丹草和墨西哥玉米的單株葉面積都呈現(xiàn)顯著增加趨勢(shì)，但不同牧草品種在不同栽培方式下單株葉面積增加幅度不一致。對(duì)雜交狼尾草、高丹草和墨西哥玉米來(lái)說(shuō)，B1、B2、B3三種處理在不同取樣時(shí)間的單株葉面積均極顯著高于CK (P<0.01)，其中B3處理在不同取樣時(shí)間的單株葉面積最高。但在不同取樣時(shí)間的增加幅度3種牧草不一致。對(duì)雜交狼尾草來(lái)說(shuō)，8月13日和9月3日取樣的葉面積較上次均極顯著增加(P<0.01)，而9月3日到9月24日取樣的單株葉面積增加幅度最小，其中B1處理9月3日取樣的單株葉面積較8月13日增加幅度最大。對(duì)高丹草來(lái)說(shuō)，不同栽培方式下，8月13日取樣的單株葉面積極顯著高于7月24日(P<0.01)，增加幅度達(dá)到2000%，此后不同栽培方式的單株葉面積增加幅度都較小。對(duì)墨西哥玉米來(lái)說(shuō)，不同處理9月3日取樣的單株葉面積極顯著高于8月13日(P<0.01)，8月13日取樣的較7月24日小幅增加，9月24日取樣的單株葉面積和9月3日差異不顯著(P>0.05)。

對(duì)3種牧草來(lái)說(shuō)，在不同栽培方式下隨著取樣時(shí)間的推遲株高都顯著增加，但不同栽培方式下的株高差異不一。前期取樣高丹草的增加幅度較大，后期取樣雜交狼尾草和墨西哥玉米增加幅度較大。對(duì)雜交狼尾草來(lái)說(shuō)，B3處理的株高在各個(gè)取樣時(shí)間都極顯著高于其他處理(P<0.01)，B1和B2處理均高于CK。而高丹草B3處理均極顯著高于CK (P<0.01)，對(duì)墨西哥玉米來(lái)說(shuō)，B1和B3處理7月24日、8月13日和9月24日的株高均分別顯著高于CK (P<0.05)，9月3日各處理間差異不顯著(P>0.05)。

表1　3種C4牧草在不同栽培方式下的形態(tài)性狀

注：同一種類同列不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)，大寫(xiě)字母表示差異極顯著(P<0.01)。下同。

Note: Means of the same species in the same column with different lowercase letters mean significantly different at 0.05 level, and with different capital letters mean significantly different at 0.01 level. The same below.

2.2　3種C4牧草在不同栽培方式下的產(chǎn)量性狀

雜交狼尾草、蘇丹草和墨西哥玉米在不同栽培方式下的單株干重、干物質(zhì)含量等產(chǎn)量性狀見(jiàn)表2。從7月24日第1次取樣，到9月24日第4次取樣，隨著取樣時(shí)間的推遲，雜交狼尾草、高丹草和墨西哥玉米的單株干重都呈現(xiàn)顯著增加趨勢(shì)，但不同牧草品種在不同栽培方式下的增加幅度不一致。對(duì)雜交狼尾草、高丹草和墨西哥玉米來(lái)說(shuō)，B1，B2和B3處理在不同取樣時(shí)間的單株干重均顯著高于CK (P<0.05)，其中9月3日和9月24日取樣各品種的B1、B2和B3處理均極顯著高于CK (P<0.01)。但不同取樣時(shí)間的增加幅度3種牧草差異較大。對(duì)雜交狼尾草和高丹草來(lái)說(shuō)，8月13日到9月3日取樣的單株干重增產(chǎn)幅度最大，為766.58%和144.60%，而9月24日與9月3日取樣的單株干重差異不顯著(P>0.05)。對(duì)墨西哥玉米來(lái)說(shuō)，不同處理8月13日的單株干重較7月24日增加不顯著(P>0.05)，但9月3日取樣的單株干重極顯著高于8月13日(P<0.01)，9月24日取樣的單株干重較9月3日也顯著增加(P<0.05)。

表2　3種C4牧草在不同栽培方式下的產(chǎn)量性狀

對(duì)3種牧草來(lái)說(shuō)，在不同處理下隨著取樣時(shí)間的推遲干物質(zhì)含量都顯著增加(P<0.05)，大部分取樣時(shí)間不同處理間差異不顯著(P>0.05)。

2.3　3種C4牧草在不同栽培方式下的飼用品質(zhì)

3種牧草在不同栽培方式下不同取樣時(shí)間的全株飼用品質(zhì)性狀見(jiàn)圖1。對(duì)雜交狼尾草而言，7月24日取樣的WSC含量CK和B1處理最高，顯著高于B2和B3處理(P<0.05)，分別為4.77%和4.66%，B3處理最低，為3.80%，顯著低于其他處理(P<0.05)；8月13日取樣的B2處理最高，為4.26%，其次是CK和B3處理，B1處理最低，為3.01%，CK與各處理差異均不顯著(P>0.05)；9月3日取樣的B1處理最高，為3.75%，顯著高于CK和其他處理(P<0.05)， B3處理最低，為1.70%；9月24日取樣的是B2最高，為3.58%，其次是B3處理，B2和B3處理均顯著高于CK (P<0.05)，CK最低。隨著取樣時(shí)間的推遲，CK的WSC含量呈下降趨勢(shì)，在9月3日取樣時(shí)最低，B2和B3處理也在9月3日取樣時(shí)最低，B1處理在9月24日取樣時(shí)WSC含量最低。對(duì)高丹草而言，7月24日，CK 的WSC含量顯著低于其他各處理(P<0.05)，B3處理的WSC含量最高；8月13日，B1和B3處理的WSC含量顯著高于CK (P<0.05)；9月3日B1和B3處理的WSC含量顯著高于CK和B2(P<0.05)，B2處理含量最低；9月24日，B2處理的WSC含量顯著高于CK和B1處理(P<0.05)。高丹草除B2處理在9月3日取樣的WSC含量低于上次取樣外，其他處理都是隨著取樣時(shí)間的推遲，全株WSC含量呈增加趨勢(shì)，9月24日取樣的WSC含量各處理均達(dá)到最高，不同處理間以CK和B1處理的最高，為10.87%和10.65%， 最低的是B2處理，為7.55%。對(duì)墨西哥玉米而言，7月24日和8月13日，CK的WSC含量顯著低于其他各處理(P<0.05)；9月3日，CK與各處理差異均不顯著(P>0.05)；9月24日，CK的WSC含量顯著低于B2，而顯著高于

圖1　3種C4牧草在不同栽培方式下的飼用品質(zhì)Fig.1　The feeding quality of three C4 forage grass species under different cultivation methods　相同時(shí)間小寫(xiě)字母不同表示差異顯著(P<0.05)。1,2,3,4 分別代表7月24日，8月13日，9月3日和9月24日。下同。In the same time different lowercase letters mean significantly different at P<0.05 level. 1,2, 3, 4 indicates 24th July, 13th August, 3rd September, and 24rd September, respectively. The same below.

B1和B3處理(P<0.05)。墨西哥玉米不同栽培方式下隨著取樣時(shí)間的推遲，全株WSC含量呈現(xiàn)“V”型變化趨勢(shì)，即先下降，后回升。8月13日取樣的WSC含量顯著低于7月24日取樣的含量，9月3日取樣的含量最低，而在9月24日取樣的WSC含量出現(xiàn)大幅回升。其中第1次和第2次取樣時(shí)3個(gè)處理的WSC含量均高于CK，第3次取樣時(shí)B3處理的最低，但各處理間差異不顯著(P>0.05)，第4次取樣時(shí)B2處理的WSC含量最高，其次是CK，B1和B3處理間的差異不顯著(P>0.05)。3種牧草中，4次取樣的高丹草和墨西哥玉米的WSC含量顯著高于雜交狼尾草(P<0.05)。

不同栽培方式下3種牧草全株CP含量隨著取樣時(shí)間的推遲均呈下降趨勢(shì)。對(duì)雜交狼尾草來(lái)說(shuō)，7月24日， B2和B3處理的CP含量均顯著高于CK (P<0.05)，其中B3處理最高，為16.28%，而B(niǎo)1與CK差異不顯著(P>0.05)；8月13日，B2處理的CP含量顯著高于CK (P<0.05)，B1和B3處理與CK差異不顯著(P>0.05)；9月3日和9月24日，CK的CP含量和B2與B3處理差異不顯著(P>0.05)。對(duì)高丹草來(lái)說(shuō)，7月24日，B2處理的CP含量顯著高于CK (P<0.05)，B1和B3處理與CK差異不顯著(P>0.05)；7月24日和8月13日，CK與各處理差異不顯著(P>0.05)；9月24日，CK均低于各處理(P<0.05)，B3處理最高。對(duì)墨西哥玉米來(lái)說(shuō)，7月24日，CK的CP含量與各處理差異不顯著(P>0.05)，其他3次取樣B3處理均顯著高于CK (P<0.05)。3種牧草中，第3次和第4次取樣的雜交狼尾草和墨西哥玉米的CP含量顯著高于高丹草(P<0.05)。

不同栽培方式下3種牧草全株NDF和ADF含量均隨著取樣時(shí)間的推遲呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其中ADF的變化幅度大于NDF。同一取樣時(shí)間的不同處理間的差異大部分不顯著(P>0.05)。

不同栽培方式下3種牧草全株IVDMD隨著取樣時(shí)間的推遲均呈下降趨勢(shì)，但第3次取樣和第4次取樣的差異不顯著(P>0.05)，同一取樣時(shí)間不同處理間的差異大部分不顯著(P>0.05)，到生育后期，3種牧草3個(gè)處理的IVDMD下降幅度較CK小。

2.4　3種C4牧草在不同栽培方式下的莖葉飼用品質(zhì)

3種牧草在不同處理4次取樣時(shí)間莖葉(或葉莖)差值的飼用成分見(jiàn)圖2。對(duì)雜交狼尾草而言，CK在4次取樣莖中的WSC含量均高于葉片，B1和B3處理在第1次取樣時(shí)莖中的WSC含量低于葉片，后3次取樣則高于葉片，B2處理在第3次取樣時(shí)莖中的WSC含量低于葉片，其余3次取樣均高于葉片，4次取樣時(shí)間莖葉WSC含量的差值均達(dá)顯著差異(P<0.05)，B3的莖葉差值WSC含量最高。對(duì)高丹草而言CK和B1處理莖中的WSC含量高于葉片，且隨著取樣時(shí)間的推遲，差異幅度顯著增大，B2和B3處理第1次取樣時(shí)莖中的WSC含量低于葉片，其他3次取樣時(shí)都高于葉片，不同處理均以最后1次取樣莖葉差值的WSC最大。對(duì)墨西哥玉米而言，所有處理在4次取樣時(shí)莖稈中的WSC含量均高于葉片。

3種牧草不同處理4次取樣時(shí)間內(nèi)葉片的CP含量均高于莖。3種牧草在不同處理4次取樣時(shí)間內(nèi)莖葉中的NDF和ADF含量差異規(guī)律不一。對(duì)雜交狼尾草而言，CK在第1和第4次取樣時(shí)莖的NDF含量高于葉片，而第2和3次取樣時(shí)莖的NDF含量低于葉片，B1處理前3次取樣莖的NDF含量均低于葉片，第4次取樣時(shí)莖的含量高于葉片，B2處理4次取樣莖的含量都高于葉片，B3處理只有第3次取樣莖低于葉，其他3次取樣均高于葉。而對(duì)高丹草和墨西哥玉米來(lái)說(shuō)，不同處理4次取樣時(shí)間莖中的NDF含量均低于葉片。3種牧草不同處理4次取樣時(shí)間莖葉NDF含量的差值均差異顯著(P<0.05)。對(duì)雜交狼尾草而言，CK和B3處理4次取樣時(shí)莖的ADF含量均高于葉片，B1和B2處理在第2次采樣時(shí)莖中的ADF含量低于葉，其余3次都高于葉片。對(duì)高丹草而言，B3處理4次取樣時(shí)莖的ADF含量均高于葉片，CK、B1和B2處理在第2次采樣時(shí)莖中的ADF含量低于葉，其余3次都高于葉片。對(duì)墨西哥玉米來(lái)說(shuō)，所有處理在第1和2次取樣時(shí)莖中的ADF含量均低于葉片，而第3和4次取樣時(shí)莖的ADF含量均高于葉。雜交狼尾草的CK、B1和B3處理在4次取樣間莖的IVDMD均高于葉，且不同處理4次取樣時(shí)間莖葉IVDMD的差值均達(dá)顯著差異(P<0.05)，B2處理前兩次取樣時(shí)莖的IVDMD高于葉，但后兩次取樣則低于葉，對(duì)于高丹草而言，所有處理在第1和2次取樣時(shí)莖的IVDMD顯著高于葉(P<0.05)，而后兩次取樣則全部低于葉，且不同栽培方式下不同時(shí)間莖葉IVDMD的差值均達(dá)顯著差異(P<0.05)。而墨西哥玉米不同處理4次取樣時(shí)莖的IVDMD均高于葉。

圖2　3種C4牧草在不同栽培方式下的莖葉飼用品質(zhì)Fig.2　The feeding quality of stem and leaf of three C4 forage grass species under different cultivation methods

3討論

3.1　不同栽培方式對(duì)牧草產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

在沿海灘涂地區(qū)，各種栽培措施的主要目的是降鹽保墑，促進(jìn)作物生長(zhǎng)。利用地膜覆蓋形成“膜下低鹽帶”，提高出苗率和加快前期發(fā)苗，為提高單株生產(chǎn)能力奠定基礎(chǔ)。田間鹽分在0.4%左右的鹽堿地，地膜平鋪覆蓋后，膜下鹽分一般可以降低0.10%～0.15%。將地膜覆蓋與培小高壟結(jié)合起來(lái)的“溝畦覆蓋”技術(shù)，將使“膜下低鹽帶”的土壤鹽分進(jìn)一步降低[18]。張文潔等[15]的結(jié)果表明在沿海灘涂地區(qū)采用覆秸稈與添加保水劑處理均能有效改善牧草產(chǎn)量和飼用品質(zhì)。本研究的結(jié)論與之一致，但不同牧草品種在不同栽培方式下的增加幅度不同。對(duì)雜交狼尾草、高丹草和墨西哥玉米來(lái)說(shuō)，覆膜、起壟、覆膜+起壟3種栽培方式在不同取樣時(shí)間的單株干重均顯著高于對(duì)照，其中覆膜+起壟栽培方式下在不同取樣時(shí)間的單株干重最高。

對(duì)雜交狼尾草而言，7月24日取樣的全株WSC含量對(duì)照組和覆膜處理最高，分別為4.77%和4.66%，覆膜+起壟處理最低，為3.80%，但處理間差異不顯著(P>0.05)；8月13日取樣的起壟處理最高，為4.26%，其次是對(duì)照和覆膜+起壟，覆膜處理最低；9月3日取樣的覆膜處理最高，為3.75%，極顯著高于對(duì)照，覆膜和覆膜+起壟(P<0.01)，覆膜+起壟處理最低，為1.70%；9月24日取樣的是起壟處理最高，為3.58%，其次是覆膜+起壟，覆膜，對(duì)照組最低。對(duì)高丹草而言，全株WSC含量不同處理間以對(duì)照組和覆膜處理的最高，最低的是起壟處理。對(duì)墨西哥玉米而言，第3次取樣時(shí)覆膜+起壟處理的最低，但各處理間差異不顯著(P>0.05)，第4次取樣時(shí)起壟處理的WSC含量最高，其次是對(duì)照，覆膜和覆膜+起壟間的差異不顯著(P>0.05)。對(duì)于不同栽培方式下牧草糖分含量的差異可能與不同栽培方式下土壤鹽分濃度有關(guān)。肖強(qiáng)等[19]對(duì)不同鹽濃度溶液培養(yǎng)的互花米草(Spartinaalterniflora)研究表明，在高鹽度(5%)海水下，互花米草葉片中可溶性糖含量隨鹽濃度增加總體上呈上升趨勢(shì)。Chiy和Phillips[20]研究了添加鈉對(duì)多年生黑麥草的影響，發(fā)現(xiàn)鈉鹽使多年生黑麥草WSC含量增加。表明鈉可以刺激液泡膜上的 ATP酶活性，來(lái)增加蔗糖含量[21]，或者在喜鈉植物中激活淀粉合成酶增加WSC的含量。

不同栽培方式下3種牧草全株CP含量隨著取樣時(shí)間的推遲均呈下降趨勢(shì)。對(duì)雜交狼尾草來(lái)說(shuō)，第1次取樣的CP含量3個(gè)處理均高于對(duì)照，其中覆膜+起壟處理最高，為16.28%，各處理間差異顯著(P<0.05)；第4次取樣的CP含量起壟和覆膜+起壟最高，但各處理間差異不顯著(P>0.05)。對(duì)高丹草來(lái)說(shuō)，不同取樣時(shí)間的CP含量均以起壟處理最高，其他處理間差異不顯著(P>0.05)。對(duì)墨西哥玉米來(lái)說(shuō)，4次取樣均以覆膜+起壟處理的CP含量最高，以覆膜處理最低。3種牧草中，第3次和第4次取樣的雜交狼尾草和墨西哥玉米的CP含量顯著高于高丹草。

3.2　3種C4牧草中糖分含量的差異

雜交狼尾草、高丹草和墨西哥玉米雖然都是C4牧草，但因其生育特性不同，其飼用品質(zhì)的差異極顯著(圖1)。對(duì)于高丹草和墨西哥玉米來(lái)說(shuō)，因其在江蘇沿海地區(qū)可正常抽穗灌漿生產(chǎn)種子，其植株光合產(chǎn)物的變化規(guī)律與常規(guī)的糧食作物類似，莖稈中儲(chǔ)藏了大量可溶性碳水化合物，植株中的糖分含量在籽粒灌漿前后呈現(xiàn)典型的“V”型變化趨勢(shì)(圖1)，抽穗前莖稈是多余光合產(chǎn)物的主要貯存部位，而籽粒開(kāi)花灌漿后，莖稈中貯存糖分大量轉(zhuǎn)移到籽粒，而在籽粒完成灌漿后多余的光合產(chǎn)物又有部分重新貯存在莖稈中[22]。而雜交狼尾草在江蘇沿海地區(qū)的自然條件下只能進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，不能進(jìn)入生殖生長(zhǎng)，其體內(nèi)的糖分變化與可收獲籽粒的禾本科作物可能不同。在本研究中，雜交狼尾草在4次取樣中，對(duì)照組和覆膜處理，WSC基本處于持續(xù)下降趨勢(shì)，僅起壟和覆膜+起壟處理在第4次取樣時(shí)WSC含量較第3次取樣出現(xiàn)小幅回升，其原因可能是雜交狼尾草在鹽城地區(qū)不能進(jìn)入生殖生長(zhǎng)，在4次取樣過(guò)程中株高持續(xù)大幅增加(表1)，前期的光合產(chǎn)物主要用于株高的增加和葉量的增多等營(yíng)養(yǎng)性生長(zhǎng)，由于合成蛋白需要消耗糖分，因此植株中的糖分持續(xù)下降。覆膜，以及覆膜+起壟的栽培方式較對(duì)照能顯著改善土壤水分含量，促進(jìn)牧草生長(zhǎng)，因此起壟、覆膜+起壟兩種栽培方式下第4次取樣時(shí)糖分出現(xiàn)小幅回升。3種牧草中，高丹草和墨西哥玉米中的WSC含量顯著高于雜交狼尾草(圖1)。

3.3　不同品種C4牧草莖葉飼用品質(zhì)的差異

雜交狼尾草莖葉中糖分含量的差異與高丹草和墨西哥玉米不同，高丹草和墨西哥玉米莖稈是植株主要的糖分貯存部位，莖葉中的WSC含量差異較大，而雜交狼尾草中莖中的WSC含量雖然也高于葉片，但其差異幅度不如墨西哥玉米和高丹草顯著(圖2)。原因可能是雜交狼尾草葉量豐富，單株葉面積極顯著高于墨西哥玉米和高丹草(表1)，而且在整個(gè)生育過(guò)程中葉量持續(xù)大幅增加。由于新葉片的生長(zhǎng)需要消耗大量的糖分，導(dǎo)致大量的光合產(chǎn)物都被用來(lái)合成蛋白，使莖稈中貯存的糖分較少。豐富的葉量也使得雜交狼尾草的粗蛋白含量，尤其是在后兩次取樣時(shí)都顯著高于高丹草(圖1)。牧草中的WSC在體內(nèi)并不均勻分配，植物的各個(gè)器官都可以貯藏養(yǎng)分，但根系(包括根莖、鱗莖等地下莖)和莖基部(包括根頸和分蘗節(jié))是碳水化合物的主要貯藏器官[23]。

3種牧草雖然都是葉中的NDF含量高于莖，但是雜交狼尾草莖葉NDF含量的差異幅度小于高丹草和墨西哥玉米。莖葉中ADF的差異情況也不一致，雜交狼尾草和高丹草莖中的ADF含量顯著高于葉片，而墨西哥玉米莖葉中的ADF含量差異幅度小，而且起壟和覆膜+起壟處理莖中的ADF含量顯著低于葉片。這可能與3種牧草的組織結(jié)構(gòu)有關(guān)。雜交狼尾草和高丹草莖稈粗硬，質(zhì)地致密，莖稈中的薄壁組織含量低，烘干后莖稈中空發(fā)生嚴(yán)重形變，而墨西哥玉米莖稈外表皮薄脆，而且莖稈中間充滿薄壁組織，即使烘干后依然飽滿。這可能是其纖維素和木質(zhì)素含量差異的原因。

3.4　不同栽培方式下3種C4牧草在不同生育期生產(chǎn)性能的差異

生長(zhǎng)階段是影響牧草成分和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要因素。隨著生育期的推遲，3種C4牧草的產(chǎn)量和飼用品質(zhì)呈現(xiàn)類似的變化規(guī)律。第1次7月24日取樣時(shí)，高丹草和墨西哥玉米分別處于分蘗期，第2次8月3日取樣時(shí)，高丹草和墨西哥玉米分別處于拔節(jié)期，而第3次取樣時(shí)，高丹草處于孕穗期，第4次取樣時(shí)高丹草分別處于開(kāi)花期，墨西哥玉米處于抽穗期。隨著生育期的推遲，雜交狼尾草的單株干物質(zhì)產(chǎn)量升高，隨著取樣時(shí)間的推遲，雜交狼尾草、高丹草和墨西哥玉米的單株干重都呈現(xiàn)顯著增加趨勢(shì)，但不同牧草品種在不同栽培方式下的增加幅度不一致。對(duì)雜交狼尾草和高丹草來(lái)說(shuō)，8月13日到9月3日取樣的單株干重增產(chǎn)幅度最大，最高為766.58%和144.60%，而9月24日到9月3日取樣的單株干重差異不顯著。對(duì)墨西哥玉米來(lái)說(shuō)，不同栽培方式下8月13日的單株干重較7月24日增加不顯著，但9月3日取樣的單株干重極顯著高于8月13日，9月24日取樣的單株干重較9月3日也增加顯著。糖分和粗蛋白是牧草最主要的可消化養(yǎng)分，隨著取樣時(shí)間的推遲，3種牧草中WSC含量的最高值出現(xiàn)的時(shí)期不一致，對(duì)雜交狼尾草而言，7月24日取樣的全株可溶性糖(WSC)含量各處理組均是最高，隨著取樣時(shí)間的推遲而下降；對(duì)高丹草而言，除B2處理在9月3日取樣的WSC含量低于上次取樣外，其他處理都是隨著取樣時(shí)間的推遲，全株WSC含量呈增加趨勢(shì)，9月24日取樣的WSC含量各處理均達(dá)到最高。對(duì)墨西哥玉米而言，不同栽培方式下隨著取樣時(shí)間的推遲，全株WSC含量呈現(xiàn)“V”型變化趨勢(shì)，即先下降，后回升。8月13日取樣的WSC含量顯著低于7月24日取樣的含量，9月3日取樣的含量最低，而在9月24日取樣的WSC含量出現(xiàn)大幅回升。牧草幼苗生長(zhǎng)開(kāi)始后新葉出現(xiàn)時(shí)WSC含量下降，而后很快增加，一年內(nèi)可能出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)峰值，峰值的出現(xiàn)因環(huán)境而異[24]。通常禾本科牧草在開(kāi)花前WSC的含量最高[25]。

不同栽培方式下3種牧草全株CP含量隨著取樣時(shí)間的推遲均呈下降趨勢(shì)。不同栽培方式下3種牧草全株NDF和ADF含量均隨著取樣時(shí)間的推遲呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其中ADF的上升幅度要顯著高于NDF。不同栽培方式下3種牧草全株IVDMD隨著取樣時(shí)間的推遲均呈下降趨勢(shì)，但第3次取樣和第4次取樣的差異不顯著。許能祥等[26]研究也表明沿海灘涂地區(qū)禾本科牧草隨著生育期的推遲，地上部植株的CP含量和IVDMD下降，而NDF和ADF則呈上升趨勢(shì)；耐鹽能力強(qiáng)的禾本科牧草飼用品質(zhì)隨生育期的推移下降較耐鹽能力弱的品種緩慢。綜合牧草的產(chǎn)量及飼用品質(zhì)的變化趨勢(shì)，雜交狼尾草和高丹草合理的取樣時(shí)間應(yīng)為9月3日，高丹草處于抽穗期，墨西哥玉米應(yīng)在9月24日(開(kāi)花期)。

4結(jié)論

覆膜、起壟、覆膜+起壟3種栽培方式均能有效增加牧草產(chǎn)量、改善牧草飼用品質(zhì)，其中以覆膜+起壟方式改善效果最顯著；雜交狼尾草和高丹草在9月3日收割能獲得最優(yōu)的產(chǎn)量和品質(zhì)，墨西哥玉米則在9月24日收獲飼用品質(zhì)和產(chǎn)量最佳；墨西哥玉米和高丹草中的WSC含量顯著高于雜交狼尾草；高丹草和墨西哥玉米莖稈是植株主要的糖分貯存部位，莖葉中的WSC含量差異較大，而雜交狼尾草中莖中的WSC含量雖然也高于葉片，但其差異幅度不如墨西哥玉米和高丹草顯著。

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Evaluation of the production performance of C4forage grass species under different cultivation methods in the coastal shoal

XU Nengxiang, DING Chenglong, DONG Chenfei, ZHANG Wenjie, CHENG Yunhui, GU Hongru*

InstituteofAnimalScience,JiangsuAcademyofAgriculturalSciences,Nanjing210014,China

Abstract:The production performance of three C4forage grass species (Pennisetum hybrid, Sorghum-Sudan hybrid and Zea mexicana) has been investigated under different cultivation methods in the coastal shoal at Jinhai farm in Yancheng, Jiangsu province. Three cultivation methods were set: film mulching, ridge forming, and film mulching plus ridge forming. The growth period was sampled at four intervals (24 July, 13 August, 3 September, 24 September). The analysis included leaf area, plant height, grass yield and traits related to feed quality such as water soluble carbohydrates, crude protein, neutral detergent fiber, acid detergent fiber and the in vitro digestibility of dry matter. The film mulching plus ridge forming method was the most significant in terms of improving grass yield and feed quality. The Pennisetum and Sorghum-Sudan hybrids returned the best yield and quality when harvested on 3 September, while Z. mexicana yield and quality were highest when harvested on 24 September. The water soluble carbohydrates content of the Sorghum-Sudan hybrid and Z. mexicana was significantly higher than that of the Pennisetum hybrid. The plant stems rather than the leaves were the main organ of carbohydrate storage for the Sorghum-Sudan hybrid and Z. mexicana. For the Pennisetum hybrid the water soluble carbohydrates content was also higher in the stems than in the leaves, but not to such a relatively high degree.

Key words:C4forage grass; cultivation methods; yield; feed quality; coastal shoal

*通訊作者

Corresponding author. E-mail:guhongru@aliyun.com

作者簡(jiǎn)介：許能祥(1976-)，男，江蘇句容人，碩士，助理研究員。E-mail:xunengxiang97@aliyun.com

基金項(xiàng)目：國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2011BAD17B02-04)，公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201303061)和國(guó)家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系鹽城綜合試驗(yàn)站項(xiàng)目(CARS-35-31)資助。

*收稿日期：2013-12-30；改回日期：2014-02-25

DOI：10.11686/cyxb20150202

http://cyxb.lzu.edu.cn

許能祥， 丁成龍， 董臣飛， 張文潔， 程云輝， 顧洪如. 不同栽培方式下C4牧草在沿海灘涂的生產(chǎn)性能評(píng)價(jià). 草業(yè)學(xué)報(bào)， 2015， 24(2)：11-21.

Xu N X, Ding C L, Dong C F, Zhang W J, Cheng Y H,Gu H R. Evaluation of the production performance of C4forage grass species under different cultivation methods in the coastal shoal. Acta Prataculturae Sinica， 2015， 24(2)：11-21.