熱帶豆科飼用灌木引種篩選研究

摘要：根據貴州種草養羊對飼用灌木的要求，應用模糊評分法對搜集和引進的20份飼用灌木的可飼生物量、種子產量、粗蛋白質、粗纖維、消化率、抗逆性、土壤容重、土壤有機質等主要性狀進行了綜合評估。結果表明，在參試的12個飼用灌木中，以紫穗槐最好，多花木藍和白刺花次之，山毛豆最差，其他8個飼用灌木居中。因此，多花木藍、羽葉決明、豬屎豆、柴穗槐、后刺花等在貴州種植具有較好的適應性、較高產量及飼用價值，可大面積推廣應用，為貴州發展飼用灌木養羊選擇提供科學依據。

關鍵詞：熱帶；豆科飼用灌木；引種；篩選

中圖分類號：S54 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）09-2179-06

貴州屬于典型的喀斯特山區，全省喀斯特面積為10.9萬km2，占全省國土面積的61.62%，且貴州山高坡陡，可用耕地少，人均耕地面積僅為446.89 m2，因此，發展大農業空間小。但貴州氣候溫和，雨量充沛，雨熱同季，優良飼用灌草資源豐富，對于發展利用植物營養體的草地畜牧業有著天然的優越條件，其市場前景廣闊。2001年，貴州省扶貧辦以晴隆為試點，把扶貧開發與生態建設有機結合起來，實施種草養羊項目，創造了“晴隆模式”，取得了顯著成效。近年來，貴州省農業科技發展規劃已把種草養畜、發展草地生態畜牧業和石漠化綜合治理作為重要工作之一；2011年貴州省種草養羊扶貧項目縣已達43個，石漠化綜合試點縣達78個[1，2]。但由于人工草地存在對水肥管理水平要求較高等原因，導致其退化快，生產性能不穩定，生態防護功能降低，不僅給草地經濟效益帶來嚴重影響，也不利于石漠化綜合治理的實施；加上山羊天生喜食灌木的習性（灌木采食量一般占全部采食量的50%～85%），僅依靠種植牧草已不能滿足當前種草養羊及石漠化綜合治理發展的需求。

貴州有飼用植物1 800余種，其中木本植物占相當大的比例，許多飼用灌木屬于常綠植物，粗蛋白質和總能含量高，礦物質、維生素含量豐富，在傳統養羊生產系統中占重要地位[4]。但是，目前針對貴州省尤其是低熱河谷地區飼用灌木研究利用極少，為充分發揮飼用灌木在貴州省低熱河谷地區種草養羊及石漠化治理中的作用，2008～2011年開展了熱帶豆科飼用灌木的引種篩選試驗，以期為低熱河谷地區飼用灌木引種及開發利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地自然概況

試驗地為貴州省草業研究所獨山基地，位于N 25°51′38″，E 107°33′26″，海拔951 m，年均氣溫15 ℃，極端高溫34 ℃，極端低溫-8 ℃；年均相對濕度82%。土壤為黃壤土，pH為5.97，有機質為1.698%、全氮為0.21%、水解氮為156.98 mg/kg干土、速效鉀為110.20 mg/kg干土，土壤總體肥力水平為中等。

1.2 供試材料及來源

項目共收集引進飼用灌木20份，2007～2008年通過對其生長情況、越冬夏率、病蟲害發生情況、可牧性等的初步觀測后，于2009年篩選出其中13份進入正試。各飼用灌木名稱及來源見表1。

1.3 試驗設計

采用隨機區組排列，小區面積5 m×6 m=30 m2，重復3次。云南羊蹄甲、羽葉決明、大翼豆采用條播，行距為50 cm ；其余10個品種采用穴播，株行距為50 cm×60 cm。施鈣鎂磷肥750 kg/hm2，有機肥30 t/hm2，2009年4月18日播種，每公頃播種量分別為：多花木藍18 kg、云南羊蹄甲15 kg、羽葉決明11.25 kg、豬屎豆15 kg、山毛豆30 kg、木豆37.5 kg、圓葉舞草12 kg、紫穗槐30 kg、白刺花45 kg、大翼豆15 kg、美國合萌7.5 kg、胡枝子15 kg。

1.4 施肥管理

苗期中耕除草，當植株長到10 cm左右時，施復合肥150 kg/hm2作提苗肥；當植株長到50 cm（云南羊蹄甲、大翼豆和羽葉決明）至70 cm（其他10種）時，開始刈割，刈割后松土，并施復合肥225 kg/hm2，以促進其再生。

1.5 觀察記載內容及方法

1.5.1 生育期觀察記載 生育期記載時間以不漏測任何一個生育期為原則，播種后2～4 d觀察1次，目測法測定。播種期：實際播種日期記載，以年/月/日表示；出苗期：有50%的幼苗出土后為出苗期，以年/月/日表示；分枝期：有50%的植株主莖長出側枝時記載為分枝期，以年/月/日表示；現蕾期：有50%的花蕾出現時為現蕾期，以年/月/日表示；開花期：有20%植株開花為初花期；80%的植株開花為盛花期，以年/月/日表示；結莢期：有20%植株出現綠色莢果時為結莢初期；80%的植株出現綠色莢果時為結莢盛期，以年/月/日表示；成熟期：莢果脫綠變色，變成原品種固有色澤和大小、種子成熟堅硬為成熟，有80%種子成熟時為成熟期，以年/月/日表示；枯黃期：當植株的葉片達2/3枯黃時為枯黃期，以年/月/日表示；生育天數：由出苗至種子成熟的天數記載為生育天數；株高：于出苗期、分枝期、開花期及成熟期等生育期測定，每小區測定5株，計算比較各品種生長高度。每小區留10 m2作為物候期觀察用。

1.5.2 產量測定

1）鮮干草產量測定：當植株長到50～70 cm時，開始刈割，留茬高度為20 cm，測產面積為15 m2。刈割后松土并施肥，以后植株再生長至50～70 cm時繼續測產。計算小區鮮草產量和年總產量。每次測產后每小區取樣1 000 g風干稱重，折算小區干草產量和年干草產量。

2）種子產量測定：當種子達到蠟熟期時，將莢果摘下測定其鮮重，然后將莢果曬干，除去莢殼，稱其凈種子重量。每小區測產面積為15 m2，將其小區產量折算成公頃產量。

1.6 營養成分分析

在分枝期和開花期，12個品種分別取樣500 g，裝入布袋，室內風干、粉碎、混合均勻，放入樣品瓶，貼上標簽備用。測定干物質含水量、粗蛋白質、粗脂肪、粗灰分、無氮浸出物、粗纖維、鈣和磷等營養成分。

1.7 樣品體外消化率測定

采用改進的體外產氣方法，具體步驟及緩沖液的配制參照丁學智等[5]和郭彥軍等[6]的方法進行。稱取約0.2 g樣品，倒入已知重量的5 cm×3 cm尼龍袋中，袋內放入注射器，密封。抽取晨飼前黑山羊瘤胃液，取312.5 mL過濾后的瘤胃液加入裝有1 000 mL蒸餾水并經38 ℃水浴預熱的真空容器中，然后加入250 mL預先配制好的經38 ℃水浴預熱的緩沖液，并持續通入CO2約10 min。取30 mL這種瘤胃液和緩沖液的混合物加入第一個注射器中，排凈注射器中的空氣，并用密封針頭封閉注射器，保持真空狀態，然后在38 ℃水浴搖床中培養。在發酵開始后96 h內讀取不同時間的產氣量。為防止注射器內壓強過大影響，在48 h時統一排氣一次。

樣本體外干物質消化率（IVDMD）（%DM）=100×（樣本重量—殘渣重量）/樣本重量

1.8 抗逆性觀測

2009～2010年通過對參試灌木病蟲害發生情況、生長適應性、耐旱、耐寒性等性能的綜合觀測情況進行綜合評估，以1～10級分級表示，其中1級為最差，10級為最好。

1.9 土壤理化性狀測定

2010年7月20日在樣地內挖土壤剖面，在0～40 cm層次用環刀和鋁盒均勻取樣。用環刀浸水法測定土壤容重，用重鉻酸鉀法測定土壤有機質含量，以收獲玉米后的裸地為對照。

2 結果與分析

2.1 物候期

由表2可知，2009年4月18日播種，播后19～37 d出苗，其中豬屎豆、圓葉舞草和白刺花等因種子硬實性問題出苗少且較晚，37 d后才出苗，其他9個品種19～24 d出苗；出苗后34～56 d分枝，其中分枝較早的豬屎豆、白刺花和美國合萌，為31～34 d，較晚的是木豆、圓葉舞草和達烏里胡枝子53～56 d才分枝；分枝后25～89 d參試9個品種現蕾，其中7月下旬現蕾的有多花木藍、云南羊蹄甲、羽葉決明、美國合萌、大翼豆，9月下旬現蕾的是豬屎豆、木豆、圓葉舞草，山毛豆10月上旬才現蕾，而達烏里胡枝子、白刺花和紫穗槐分枝后265～304 d才現蕾；現蕾后13～28 d進入盛花期，其中當年8月中上旬開花的是多花木藍 、云南羊蹄甲、羽葉決明、美國合萌和大翼豆，當年9月下旬～10月上旬開花的是豬屎豆、木豆、圓葉舞草、美國合萌，山毛豆于11月上旬才達初花期，而達烏里胡枝子、白刺花和紫穗槐于次年3月下旬至5月中旬才達盛花期；花期后41～137 d才成熟，其中9月底～10月上旬成熟的是羽葉決明、云南羊蹄甲、美國合萌、達烏里胡枝子、紫穗槐和白刺花，11月中下旬～12月上旬成熟的為多花木藍、木豆、大翼豆，而山毛豆和圓葉舞草不能進入成熟期。

參試12個品種中，多花木藍、達烏里胡枝子、紫穗槐、云南羊蹄甲、羽葉決明、豬屎豆、大翼豆當年均能完成整個生育期，而圓葉舞草和山毛豆僅達現蕾初期，可能是貴州11月下旬的氣溫達不到種子成熟所需積溫而致，白刺花、達烏里胡枝子和紫穗槐種植當年不現蕾開花，次年才現蕾開花。另外，豬屎豆在7～8月高溫多濕天氣易出現爛根枯死現象。紫穗槐、白刺花、多花木藍、美國合萌、達烏里胡枝子均能安全越冬，抗寒性好，開春后生長良好；其余7個品種不能安全越冬，霜凍后即凍死，須來年重播。

2.2 不同生育期株高及生長速度

由表3可知，在出苗期，參試品種除多花木藍（0.26 cm/d）、紫穗槐（0.21 cm/d）和大翼豆（0.27 cm/d）生長較快外，其余9個品種生長速度均較慢，僅為0.05～0.11 cm/d；分枝期生長速度較快的是多花木藍、豬屎豆、木豆、圓葉舞草，為1.92～2.26 cm/d，而其余8個品種為0.52～1.74 cm/d；開花期生長速度較快的是木豆、多花木藍、白刺花、紫穗槐、大翼豆、美國合萌和圓葉舞草，為1.02～2.13 cm/d，生長速度較慢的是云南羊蹄甲、豬屎豆和達烏里胡枝子僅為0.31～0.81 cm/d；成熟期生長速度下降到0.26～0.98 cm/d，其中美國合萌僅為0.26 cm/d。

2.3 營養成分分析及體外消化率測定

2.3.1 營養成分分析 牧草適時刈割可兼顧高產和優質，同時促進下茬草的再生長。由表4可知，在初花期刈割的，粗蛋白質含量為15.21%～25.59%，其中豬屎豆最高為25.59%，圓葉舞草最低為15.21%，粗蛋白質含量在19%以上的有多花木藍、羽葉決明、豬屎豆、紫穗槐、達烏里胡枝子、白刺花等。

粗脂肪含量較高的為木豆和美國合萌，為10.71%～11.82%，粗脂肪含量較低的為紫穗槐、白刺花和達烏里胡枝子，為2.42%～2.73%。粗纖維含量較高的是大翼豆、美國合萌、木豆、達烏里胡枝子等，為29.42%～37.28%，粗纖維含量較低的是羽葉決明、紫穗槐和圓葉舞草，為16.54%～19.26%。

鈣含量較高的是多花木藍、達烏里胡枝子和白刺花，為2.01%～4.11%，較低的是木豆和豬屎豆為0.96%～1.02%。磷含量較高的是圓葉舞草、山毛豆和羽葉決明等，為0.36%～0.41%，磷含量較低的是白刺花、大翼豆和美國合萌，為0.21%～0.24%。

在初花期刈割的參試12個品種中，粗蛋白質含量較高的是豬屎豆、羽葉決明、紫穗槐、白刺花和多花木藍，為19.06%～25.59%；粗脂肪含量較高的是木豆、羽葉決明、美國合萌和山毛豆，為5.26%～10.71%；粗纖維含量較低的品種為羽葉決明、紫穗槐、圓葉舞草和豬屎豆等，為16.54%～20.61%；無氮浸出物含量較高的為紫穗槐、白刺花和羽葉決明，為41.18%～59.09%；粗灰分含量較高的是多花木藍、圓葉舞草和大翼豆，為7.80%～8.51%；鈣含量較高的是多花木藍、達烏里胡枝子和白刺花，為2.01%～4.11%；磷含量較高的是圓葉舞草、山毛豆和羽葉決明等，為0.36%～0.41%。

2.3.2 體外消化率測定 由表4可知，體外消化率在同一時期的不同飼用灌木間差異較明顯。即在初花期測定的12個參試品種中，體外消化率含量較高的品種為大翼豆、木豆、豬屎豆、紫穗槐、多花木藍、白刺花、達烏里胡枝子、山毛豆、云南羊蹄甲，為60.28%～88.00%；體外消化率含量較低的是美國合萌、羽葉決明和圓葉舞草，為53.26%～55.39%。

2.4 生物產量及抗逆性

2.4.1 鮮草產量及種子產量 由表5可知，2009年4月18日播種至2010年12月30日止，12個參試豆科飼用灌木可刈割3～4次，其鮮草產量為7.76～56.82 t/hm2之間，其中多花木藍鮮草產量最高，為56.82 t/hm2；而山毛豆產量最低，為7.76 t/hm2；紫穗槐、白刺花和美國合萌產量居中，為43.67～46.01 t/hm2。

12個參試品種中，多花木藍、羽葉決明、豬屎豆、木豆、云南羊蹄甲、豬屎豆、紫穗槐、胡枝子、白刺花、大翼豆和美國合萌等10個品種能正常的開花結實，完成整個生育周期，而山毛豆和圓葉舞草能夠開花，但不能結實。種子產量高低順序為多花木藍、木豆、羽葉決明、白刺花、美國合萌、紫穗槐、豬屎豆、大翼豆、云南羊蹄甲。

2.4.2 抗逆性測定 參試12個品種中，能夠自然越冬、正常開花結實，完成整個生育周期的品種為多花木藍、紫穗槐、達烏里胡枝子、白刺花和美國合萌；不能自然越冬，但能正常開花結實的品種為羽葉決明、云南羊蹄甲、大翼豆、豬屎豆和木豆，次年必須重新播種；而山毛豆和圓葉舞草不能自然越冬和正常開花結實。參試品種中，抗旱耐瘠薄性較強的品種為白刺花、多花木藍、胡枝子、紫穗槐和美國合萌，其抗逆性達8～10級（表5）。

2.5 種植不同飼用灌木對土壤容重及有機質含量的影響

由表6可知，種植飼用灌木區的土壤有機質含量均比對照區（裸地）高，容重均比對照區（裸地）要低，這主要是因為灌木根系和枯枝落葉腐爛后，增加了土壤腐殖質，改善了土壤理化性狀。參試灌木對土壤有機質的影響，以種植多花木藍、紫穗槐、大翼豆、白刺花的較高，以圓葉舞草最低；對改善土壤團粒結構的作用從大到小的順序為大翼豆、紫穗槐、白刺花、多花木藍、云南羊蹄甲、山毛豆、豬屎豆、美國合萌、木豆、達烏里胡枝子、圓葉舞草。

2.6 不同飼用灌木的綜合評價

由于僅靠單項指標來衡量不同牧草品質優劣是不全面的，因此，有必要對不同飼用灌木的經濟、生態效能進行綜合評價。本研究根據種草養羊和飼用灌木的要求，按經濟效益、生態效益并重的原則，篩選出鮮草產量、種子產量、粗蛋白含量、粗纖維、體外消化率、抗逆性、土壤容重、土壤有機質等8個經濟和生態指標進行模糊評分。將各品種的單項性狀指標按順序排名并評分，共有12個品種，對某一性狀指標最優的品種排第1名評12分，依次排列下去，最差的品種排1分；對某一性狀指標有幾個品種排名相同的，取幾個品種應占名次分數的平均值，依次類推，若第i個品種第j個指標為qij，則第i個品種的綜合值Q=∑λjqij（I=1，2，…，n），其中λj是第j個指標的權重（各性狀的權重值是應用層次分析法，根據1～9個比率極度法，并結合本研究對牧草的要求，構造AHP判斷矩陣，用解最大特征根及其相應特征向量的方法，編制程序在微機上求解，結果如表7。

根據各指標數據，如對鮮草產量而言，多花木藍最高，計12分，紫穗槐次之，計11分…，山毛豆最低，評1分（粗纖維、土壤容重的數值越大得分越低）。

由各參試草種模糊評分的評價結果可知，多花木藍、羽葉決明、豬屎豆、紫穗槐、白刺花、達烏里胡枝子等模糊綜合評價值較高，達7.792～11.365，表明其飼用價值及生產性能綜合性狀較好，是該地區種草養畜及生態建設用優良飼用灌木，可大面積推廣應用。

3 小結與討論

本試驗結果表明，多花木藍、紫穗槐、白刺花、達烏里胡枝子、羽葉決明、云南羊蹄甲、豬屎豆、大翼豆、美國合萌等在貴州可正常生長，且具有一定可飼生物產量和較高的飼用價值，可用于當前種草養羊、灌叢草地建植及邊坡綠化等方面大力推廣應用。

不同類型的飼用灌木其總體功能差異較大，本研究采用生態、經濟、社會效益并重的原則，利用模糊評分法進行貴州適生灌木篩選。結果表明，多花木藍、羽葉決明、豬屎豆、白刺花、紫穗槐等飼用灌木總體性能較好，是該地區優良的飼用灌木，可大面積推廣應用。

貴州立地條件復雜，生態類型多樣。不同生態條件及不同利用需求，對飼用灌木的需求也千差萬別，但由于時間和條件限制，許多問題還有待進一步研究。

參考文獻：

[1] 黃 黔.巖溶地區發展生態畜牧業的潛力、問題和支撐體系[J].草業科學，2008，25（9）：14-18.

[2] 雷元靜.黃丘三副區坡耕地保土保水農牧結合種植模式研究[J].中國水土保持，1991（10）：10-14.

[3] 羅天瓊，莫本田，龍忠富，等.幾種熱帶豆科飼用灌木在貴州南部地區的生態適應性研究[J].熱帶作物學報，2001，32（7）：1372-1380.

[4] 李小華，李永勝，曾曉房，等，非洲山毛豆和山毛豆資源的研究與利用[J].仲愷農業技術學院學報，2008（4）：72-75.

[5] 丁學智，龍瑞軍，陽秋林，等.體外產氣法評定天祝幾種高山植物的抗營養因子及飼用潛力[J].草業學報，2007，16（1）：35-39.

[6] 郭彥軍，龍瑞軍，張德罡，等.利用體外產氣法測定高山牧草和灌木的干物質降解率[J].草業學報，2003，12（2）：54-60.