班镁光,李显刚,周泽英,蒙兴明,杨应文
(1.黔南州饲草饲料工作站,贵州 都匀 558000;2.贵州大学 动物科技学院,贵州 贵阳 550000;3.都匀市饲草饲料工作站,贵州 都匀 558000)
禾本科与豆科的混播草地,成本低,产量高,营养搭配丰富,适口性好,家畜喜食,一方面不仅可改善草地生态系统氮素营养平衡、促进草地动物蛋白质的形成,提高草地质量或产量,另一方面还可提高土壤肥力[1]。因此,豆禾混播草地往往成为许多地区人工草地建植的首选类型[2],但混播草地往往由于组合不当或管理不善,加上资源环境的限制,经常出现牧草生长不良,种间竞争激烈、群落稳定性差、抗干扰能力弱等一系列问题,从而影响其生产性能;合理的品种组合是实现产量和组分双重稳定的前提,也是维系稳定性的主要途径[3,4]。因此,找到适宜当地的组合及混播比例进行牧草生产,从农业生产和家畜考虑,不仅可以缓解草地畜牧业的草畜矛盾,为退化草地的恢复提供条件,同时可以保持生态平衡,有效防止水土流失,促进牧民增收,使现代生态畜牧业可持续发展。
一年生黑麦草、燕麦、光叶紫花苕和箭筈豌豆4种一年生牧草(表1),因其适应性广、品质好等优点被广泛种植,但其单播往往不能实现产草量最大化[5,6]。目前,国内对这4种牧草的禾豆混播研究已较多,且研究结果表明,混播后不仅产草量较单播高,而且对品质也有较好的影响,利用方式也更加多样化[7-10]。
目前,有关这4种牧草的混播试验研究在黔南地区未见报到,为此,在禾豆混播条件下,通过观察和测定禾豆牧草的生育期、株高、产草量等生物学特性,旨在初步筛选出较适宜黔南生境的禾豆混播组合,为发展本地人工混播刈割草地提供参考依据。
试验地位于贵州省都匀市北面甘塘镇,黔南民族职业技术学院校园内,试验区年平均气温16.1℃,年均降水量1 431.1 mm,无霜期300 d,海拔997 m。最冷的1月日平均气温5.6℃,夏无酷暑,最热7月日平均气温24.8℃,属于中亚热带季风湿润气候区,有利于农作物生长和农业的立体布局。地貌类型复杂,以低山、低中山地貌为主,丘陵、盆地相间分布,地势平坦、土地肥沃,是都匀市主要的农业耕作区之一。试验地土壤的pH 5.89~6.53,全氮1.70 g/kg,有效磷15.70 mg/kg,速效钾 130.00 mg/kg,有机质含量31.17 g/kg。
供试牧草由贵州省农委草地站提供,选取2种常见豆科牧草和2种禾本科牧草分别两两组合混播,共4个处理,每个处理设4个重复,以接近生产实际条件下进行组合筛选试验(表1)。
试验小区面积3 m×4 m,各牧草均于2013年11月9日同时播种,统一施底肥(复合肥750 kg/hm2),养护水平一致,每个组合重复4次,其中一个组合用于出苗-开花期观察和分蘖/分枝数测定,各小区随机排列。第1次刈割时间为拔节/分枝期,后隔12~19 d刈割1次(大约在拔节/分枝期),并适当追肥(复合肥375 kg/hm2)。
1.4.1 物候期观察 以各牧草50%比例进入某一时期记为该牧草的物候期时间。
表1 供试牧草基本情况Table 1 The basic inforamtion of forages
1.4.2 混播牧草分蘖/分枝数测定 在混播牧草组合中,当禾本科牧草在抽穗期、豆科牧草在孕穗期时,分别随机选取5株牧草进行分蘖数的测定。
1.4.3 高度 每次刈割时先从各小区随机选取同种牧草10株,用钢卷尺测量其自然高度,计算平均值。
1.4.4 草产量 每次刈割时,随机选取1 m×1 m样方对混播牧草进行刈割,分别称取禾本科与豆科牧草的鲜重,留茬高度2~5 cm。
1.4.5 干鲜比与茎叶比 在混播牧草组合中,当禾本科牧草在拔节期、豆科牧草在分枝期时,分别称取1 kg鲜重,将茎叶分开,在121℃烘干箱中烘至恒重,分别称重,计算禾本科牧草与豆科牧草的干鲜比、茎叶比和组合的干鲜比与茎叶比。
数据采用Excel 2003进行整理,用SPSS 16.0统计软件对相关数据进行分析。
表2 牧草的物候期Table 2 The phonological period of four mixed sowing
试验表明,各牧草组合一年生黑麦草、箭筈豌豆、光叶紫花苕的生育期基本相同,而燕麦的开花期较早,表现在3月中旬之后,燕麦的开花期比其他牧草提前15 d(表2)。
一年生黑麦草与箭筈豌豆或光叶紫花苕的混播,光叶紫花苕提前15 d进入分枝期,且比箭筈豌豆提早1 1d进入开花期,一年生黑麦草的生育期没有大的变化;燕麦与箭筈豌豆或光叶紫花苕的混播,燕麦的生育期没有改变,光叶紫花苕的各个生育期比箭筈豌豆早,提前约7 d。一年生黑麦草与燕麦比较,燕麦抽穗和开花期均较一年生黑麦草早,分别提前约13 d和15 d。
4种组合,燕麦、光叶紫花苕的生育期比箭筈豌豆、一年生黑麦草短。生育期长短顺序为:箭筈豌豆>光叶紫花苕,一年生黑麦草>燕麦。
一年生黑麦草与光叶紫花苕、箭筈豌豆的组合,一年生黑麦草的分蘖数分别达到8.53、7.70个/株,死亡率分别为1.56%和3.77%;光叶紫花苕和箭筈豌豆的分枝数分别是6、5个/株,死亡率分别为2.82%和10.34%。燕麦与光叶紫花苕、箭筈豌豆的组合,燕麦的分蘖数分别为9、8.67个/株,死亡率分别为1.35%和1.58%。;光叶紫花苕和箭筈豌豆的分枝数分别是5.8、4.73个/株,死亡率分别为3.33%和14.67%(表3)。
结果表明,禾本科分蘖数高低组合顺序为:燕麦+光叶>燕麦+筈豆>一黑+光叶>一黑+筈豆;豆科分枝数高低组合顺序是:一黑+光叶>燕麦+光叶>一黑+筈豆>燕麦+筈豆。禾本科分蘖数死亡率由低到高为:燕麦+光叶<一黑+光叶<燕麦+筈豆<一黑+筈豆。豆科分枝数死亡率由低到高为:一黑+光叶<燕麦+光叶<一黑+筈豆<燕麦+筈豆。
表3 牧草在抽穗、孕蕾期的分蘖/分枝数Table 3 The tiller number or the number of branches of four mixed sowing at the heading stage or bud stage
牧草的生长高度变化反映牧草的生长速度。供试4组合牧草各茬次高度及其变化状况见表4和图1。
表4 牧草组合刈割茬次高度Table 4 The information of each cutting height of four mixed sowing cm
第1茬禾本科牧草进入拔节期、豆科牧草开始分蘖时,光叶、筈豆分别与一黑的组合,筈豆和光叶的株高均比与其燕麦组合的高,其余茬次株高差异不显著(表4)。
结果表明,4组合各茬次株高变化率相似,第2茬与第6茬时,均较前一茬的株高低,且株高变化率较大。第2茬与第5茬,一黑分别与光叶、筈豆的组合,除一黑与光叶组合一黑第3茬株高比第2茬高、光叶第5茬株高较第4茬高外,各牧草株高均较前一茬低,即呈缓慢下降趋势。第2茬与第5茬间,燕麦分别与光叶、筈豆的组合中,燕麦和箭筈株高的变化率呈现先小后高的趋势,但株高呈逐渐降低趋势;光叶株高变化率呈现先小后高再小的趋势,但株高第3茬较第2茬高,后逐渐降低。光叶的混播组合,在第2茬与第5茬间,光叶的株高变化率呈现先小后大再小的趋势,一黑和燕麦的株高变化率呈现先小后大趋势;但在光叶与燕麦的组合,光叶第3茬株高较第2茬高;光叶与一黑的组合,光叶第5茬株高较第4茬高。箭筈参与的混播组合中,在第2茬与第5茬间,一黑和燕麦的株高变化率呈现先小后大趋势;但在箭筈与一黑的组合,箭筈株高变化率呈现先小后大再小的趋势;箭筈与燕麦的组合,箭筈株高变化率呈现先小后大的趋势。
光叶、筈豆与一黑的组合草产量,一黑+光叶组合草产量除第3茬比一黑+筈豆组合低外,其余茬次草产量均高于一黑+筈豆组合(表5);一黑+光叶组合总鲜草产量到达281 685.50 kg/hm2,比一黑+筈豆组合总 鲜 草 产 量 (264 686.40 kg/hm2)高 16 999.1 kg/hm2,差异极显著(P<0.01)。
图1 各组合牧草较前茬的株高变化率Fig.1 The change rate of height of four mixed sowing compared with the previous crop of times
表5 各组合刈割茬次鲜草产量Table 5 The mowing times and grass yield of mixed sowing
光叶紫花苕、箭筈豌豆分别与燕麦的组合鲜草产量,除燕麦+筈豆组合鲜草产量在第2、3茬次约高于燕麦+光叶组合草产量外,其余茬次草产量均低于燕麦+光叶组合草产量;燕麦+光叶组合总草产量达到226 334.04 kg/hm2,比燕麦+筈豆组合总草产量(208 004.46 kg/hm2)高18 329.58 kg/hm2,差异极显著(P<0.01)。
综合分析4种组合的鲜草产量可知,一黑+光叶组合总草产量最高、燕麦+筈豆组合总草产量最低,各组合总年草产量表现为一黑+光叶>一黑+筈豆>燕麦+光叶>燕麦+筈豆,且各组间总草产量达到极显著差异(P<0.01)。
2.4.1 混播牧草的干鲜比 光叶、筈豆分别与一黑的组合中,一黑的干鲜比分别为0.094和0.10,基本相同;而筈豆的干鲜比(0.15)是光叶(0.105)的0.3倍(表6)。光叶、筈豆与燕麦的组合中,燕麦的干鲜比分别为0.11和0.10;而筈豆的干鲜比为0.16,比光叶干鲜比(0.09)高7%。各组合一黑与光叶的干鲜比为0.097,为最小;燕麦+筈豆的干鲜比最大,为0.128,4个组合间的干鲜比差异不显著(P<0.01)。
综合分析,鲜草中一年生黑麦草和燕麦的含水量基本相同,箭筈豌豆有机质含量较光叶紫花苕高。
2.4.2 混播牧草组合的茎叶比 一黑+筈豆,光叶与燕麦、筈豆与燕麦的组合茎叶比分别为1.269,1.280和1.303,一黑与光叶的组合茎叶比最小,仅为1.205,小于前几个组合,但与其余组合间均为达到极显著差异(P<0.01),说明一黑与光叶的组合,叶量大,可食用价值较高(表7)。
表6 牧草干鲜比Table 6 The ratio of hay/fresh of four mixed sowing
表7 牧草茎叶比Table 7 The ratio of stem/leaf of four mixed sowing
牧草生产中,禾豆组合在生长中相互促进,表现为豆科利用根部的根瘤菌固定空气中的氮,为禾本科牧草提供氮素,禾本科牧草为豆科牧草起到支撑作用,豆科牧草不至于倒伏、茎叶败坏,能很好的改善牧草的品质[11,12]。不同组合,禾本科牧草和豆科具有一次函数的关系,起到相互促进作用,适时对草地进行刈割,更有利于豆科牧草的生长[13-16]。研究表明,一年生黑麦草与箭筈豌豆的生育期分别较燕麦和光叶紫花苕长,该组合更适合于作刈割性牧草利用。牧草的产量是刈割草地最重要的指标之一,实际生产中,通过施肥,除草等措施保证刈割牧草的最大产量,是刈割草地所追求的目标[17]。混播牧草的产量是多种因素影响的综合表现,如果只根据单一的指标来评价牧草的产量,不能客观的反应牧草的优劣性[18]。因此,只有结合营养价值,适口性等指标的综合评价分析才能客观地反应牧草的优劣性[19]。分蘖数表示牧草的再生性与扩展能力和恢复能力,一般来讲,分蘖数越多,扩展性越强,恢复能力越强。分蘖能力强弱表现在其地表枝条密度的高低,而枝条密度是衡量牧草对环境适应能力的标准,也是评价其质量优劣的重要指标。因此,禾豆混播草地实际生产中,应适当加大豆科的播种比例,减少禾本科牧草播种量。试验的禾豆混播最适宜比例,有待进一步研究。牧草含水量是评定牧草产量和质量的重要指标之一。准确、快速地测定牧草的含水量对确定牧草刈割期、估测牧草产量、评价牧草质量、安全保存牧草等具有重要的实用价值及现实意义[20]。干鲜比越大,说明牧草的含水量越小,有机质积累越多,生物量越高。其次,牧草叶量的大小对其品质、适口性和采食率都有较大的影响。叶片的比例越高,营养物质含量就越高,适口性就越强,牧草的品质也就越好[21]。同时,适宜比例的禾豆混播牧草是合理密度的保证,密度合理,抑制杂草的生长,克服种间激烈的竞争,维护群落的稳定性,特别是在多年生放牧草地中,能有效提高草地的抵抗能力[22]。研究中豆科牧草的死亡分枝数大于禾本科的分蘖数,可能供试豆科牧草的播种比例小,生长速度慢,不能更好的利用阳光进行光合作用。
供试的一年生黑麦草、燕麦、光叶紫花苕和箭筈豌豆4种牧草及其组合均能在黔南地区推广种植。4组合的最优混播比例有待进一步研究。从草产量看,一年生黑麦草与光叶紫花苕组合总鲜草产量最高,达281 685.50 kg/hm2,适宜作为黔南地区刈割型牧草地种植利用。
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