李淑娟,李长慧,张英,唐永鹏,梁秀槿(青海大学农牧学院,青海西宁810016)
西宁地区新引1号东方山羊豆引种试验
李淑娟,李长慧,张英,唐永鹏,梁秀槿
(青海大学农牧学院,青海西宁810016)
针对青海省豆科牧草短缺的现状,引进优良牧草品种新引1号东方山羊豆(Galega orientalis cv.Xinyin No.1)进行引种栽培研究。结果表明,新引1号东方山羊豆在西宁地区能完成生育周期,可正常结实,生长发育快;干草产量达13 414 kg·hm-2,粗蛋白质含量20.28%,具较高的营养价值;抗寒能力强,越冬率为100%;茎叶比1∶1.58,叶量丰富,适口性好,适应性强,符合引进品种的目标要求,适宜在西宁地区推广种植。
新引1号东方山羊豆;物候期;农艺性状;生产性能;营养成分
李淑娟,李长慧,张英,唐永鹏,梁秀槿.西宁地区新引1号东方山羊豆引种试验[J].草业科学,2015,32(8) : 1289-1295.
LI Shu-juan,LI Chang-hui,ZHANG Ying,TANG Yong-peng,LIANG Xiu-jin.Study on introduction of Galega orientalis cv.Xinyin No.1 to Xining area[J].Pratacultural Science,2015,32(8) : 1289-1295.
接受日期: 2015-06-23
东方山羊豆(Galega orientalis)为豆科山羊豆属的多年生优质牧草。近年来该牧草在俄罗斯和东欧一些国家被广泛推广,生长发育良好,饲用品质不次于紫花苜蓿(Medicago sativa)[1-4]。因其具有高产优质、抗逆性强的特点,在我国也倍受关注,相继在新疆北部,黑龙江西部,甘肃的西峰、定西、景泰等地[2,5-10]进行引种,发现东方山羊豆在当地适应性好,可进行推广栽培,是改善当前牧草种质资源缺乏的重要草种。
新引1号东方山羊豆(G.orientalis cv.Xinyin No.1)是由新疆畜牧科学院的张清斌等[11-12]从俄罗斯高加索地区和哈萨克斯坦引进东方山羊豆进行驯化选育并通过审定登记的牧草新品种。张清斌等[11]对该品种进行栽培技术、选育利用、抗逆性、营养成分、适口性等方面的研究,发现新引1号东方山羊豆是一种高产优质、适口性好、抗寒耐旱、家畜喜食的新兴牧草,尤其值得肯定的是该品种在冬季有稳定积雪的-30℃低温下能安全越冬,表现出很强的抗寒性。这一特点为将该品种引种到高寒地区提供了重要依据。
本研究首次将新引1号东方山羊豆从新疆引入西宁地区种植,并对其适应性和生产性能进行研究,以确定该牧草在青海省引种利用的可行性,旨在丰富青海省高寒牧区豆科饲草资源,为当地选择利用优良豆科牧草品种提供科学依据,这对于促进高效优质畜牧业和草业持续发展具有重要意义。
1.1试验地概况
试验区设在西宁市城北区青海大学农牧学院草业科学系试验田,属青藏高原寒温带,为典型高原大陆性气候,地理坐标36°43' N,101°45' E。海拔2 200 m,日照时间长,辐射量大,冬季长而寒冷,夏季短暂凉爽,年均温约4.7℃,极端最低气温-18.9℃,≥10℃的积温为2 051.3℃·d;年均蒸发量1 035 mm,年降水量370 mm,多集中于7―9月份。平均无霜期90~120 d;土壤为黑钙土,土层薄、质地良好,主要自然灾害为冰雹、霜冻。
1.2试验设计和小区管理
供试材料新引1号东方山羊豆由新疆畜牧科学院提供。对照为抗寒性较强的敖汉苜蓿(Medicago sativa cv.Aohan)。
试验采用随机区组排列,小区面积3 m×5 m,3次重复,条播,行距30 cm,播深1~2 cm。供试材料分别于2013年5月4日播种。播前对新引1号东方山羊豆种子进行打磨处理以打破硬实,播后镇压。播种量为15 kg·hm-2。
精细整地,以尿素和磷酸二铵作为基肥,其中尿素(N 46%) 60 kg·hm-2,磷酸二铵(N 18%,P2O546%) 90 kg·hm-2。在牧草生长早期,即牧草分枝以前,进行浅锄,在牧草分枝盛期,杂草根系入土较深,实行深锄,抑制杂草生长。在生长第1年的分枝期灌水一次,整个生长期内未追肥。
1.3观测项目及测定方法
1.3.1物候期采取定株与目测相结合的方法在出苗(返青)期、分枝期、现蕾期、开花期、成熟期等全生长期进行物候期观测,每3~5 d观测一次。物候期目测以50%植株进入某物候期为标准。
1.3.2植株高度和生长速度在种植当年与生长第2年,每小区随机定株10株测绝对高度,取其平均值即为植株高度,每3~5 d测定一次;每次测定后计算日平均生长速度。
1.3.3茎叶比、越冬率及抗病性茎叶比按常规法、风干法测定。越冬率采用样段法测定,即每小区中取长1 m的样段,在越冬前及翌年返青后计算样段中植株总数及返青数,统计越冬率,重复3次。
在全生育期观察供试牧草有无病害及发生病害后对其生长的影响。
1.3.4地下生物量及根系分布根系分布的测定采用壕沟法,即在种植当年的分枝期、枯黄期及第2年的结实期,每小区随机选取6株将地上部分割掉,挖取根系,先进行根系形态的测定,包括根蘖(分枝)数、主根长度、根颈直径、根颈以下1 cm处的主根直径,然后对根系自上而下每10 cm分段,65℃下烘干至恒重,称单株干重。
1.3.5牧草产量及种子产量在种植当年测定牧草的产草量;种植翌年的牧草刈割3茬,第1茬在现蕾期,第2、3茬以株高达到50 cm为标准。在每小区取1 m2样方刈割(留茬高度分别为5、5和10 cm),于105℃风干下杀青30 min,65℃下烘干至恒重,计算单位面积干草产量,3次重复;于牧草成熟期取1 m2样方进行种子产量的测定,3次重复。
1.3.6营养成分在牧草现蕾期结合测产进行粉碎过筛取样。采用烘干称量法测定干物质、凯氏定氮法分析粗蛋白、油重法测定粗脂肪、酸碱洗涤法测定粗纤维、燃烧法测定粗灰分、络合滴定法测定钙、比色法测定磷等营养成分的含量[13]。
1.4数据处理
采用Excel2003和SPSS16.0进行数据统计分析。
2.1物候期
新引1号东方山羊豆在播种当年的6月2日出苗,从播种至出苗历时28 d,6月27日进入分枝期,10月27日进入枯黄期,生长天数145 d;在种植翌年,新引1号东方山羊豆4月16日返青,5月9日进入分枝期,6月19日为现蕾期,7月3日为开花期,8 月20日为成熟期,生育期124 d,生长天数182 d,生长期较长。敖汉苜蓿在播种当年的5月20日出苗,从播种至出苗历时16 d,生长当年可开花,但不能结实,生长天数150 d;在种植翌年于4月12日返青,5 月14日进入分枝期,7月5日为现蕾期,8月6日为开花期,但直至生长期结束时仅有小部分植株结荚,种子不能成熟,即大多数植株未完成整个生育期(表1)。
表1 新引1号东方山羊豆的物候期Table 1 The phonological phase of Galegaorientalis cv.Xinyin No.1
图1 新引1号东方山羊豆生长动态曲线Fig.1 Growth dynamic curve of Galega orientalis cv.Xinyin No.1
2.2植株高度和生长速度
敖汉苜蓿当年株高最高可达53.78 cm,日均增长量0.51 cm·d-1,在种植第2年的日均增长量为0.48 cm·d-1(图1)。新引1号东方山羊豆在播种当年株高最高可达42.88 cm,平均增长量0.43 cm·d-1,当年生长相对缓慢,但在第2年进入生长盛期,尤其在7月份由于水热资源丰富,生长速度明显加快,在60 d的时间里株高增加至74.68 cm,日均增长量1.25 cm·d-1,后期逐渐趋于平稳,生长动态总体上呈“S”型曲线。生长第2年的株高平均增长量为0.75 cm·d-1,较第1年提高74.4%,较敖汉苜蓿提高56.25%,说明新引1号东方山羊豆在西宁地区长势良好,生态适应性较敖汉苜蓿强。
2.3茎叶比、越冬率和抗病性
新引1号东方山羊豆茎叶比比敖汉苜蓿低,可见其品质较好(表2)。在不采取越冬措施情况下,新引1号东方山羊豆和敖汉苜蓿越冬率均为100%,说明新引1号东方山羊豆具有较强的抗寒性,在西宁地区能够安全越冬。
新引1号东方山羊豆在全生育期未发生病害,生长态势良好;敖汉苜蓿在种植当年的7月下旬发生霜霉病,一直保持到生长结束。新引1号东方山羊豆具有较强的抗病性。
表2 2种牧草的茎叶比、越冬率及抗病性Table 2 Stem/leaf rate and overwintering rate and disease resistance of two forages
2.4地下生物量及根系分布
通过根系的取样研究发现,新引1号东方山羊豆为根蘖型牧草,根量主要分布于0-20 cm的土层内,水平根上的根蘖苗向四周呈辐射分布,单株伸展范围较大。在一年内的各个生长发育阶段,其地下水平根上均有膨大部位和根蘖芽。在植株生长当年的分枝期主根长度为29.420 cm,根蘖数为16.850个,在生长第2年主根长度达54.895 cm,根蘖数达51.180个,是第1年的3倍(表3)。敖汉苜蓿为直根型,根系主要分布于0-50 cm的土层内,在50 cm以下的土层内仍有分布。生长当年开花期主根长度为42.690 cm,至第2年根系长度可达169.080 cm,说明主根生长快,根系入土深,但这种根系不具备自我更新繁衍能力。两种牧草在垂直方向上根系生物量变化随土层深度增加而减少(图2),新引1号东方山羊豆单株根系干质量为78.26 g,对照敖汉苜蓿为18.16 g,新引1号东方山羊豆较敖汉苜蓿高330.94%。
表3 2种牧草根系各项指标的比较Table 3 Comparison of root indicators of two forages
新引1号东方山羊豆的根颈直径在生长当年和生长第2年均显著高于对照敖汉苜蓿(P<0.05),但二者的主根直径在不同年度差异均不显著(P>0.05)。从根颈直径以及单株根系干质量来看,新引1号东方山羊豆地下部分较敖汉苜蓿发达,尤其在水平伸展方向上扩展范围大,可以为植株提供更多的营养物质,有利于其越冬及返青(表3)。
2.5牧草产量和种子产量
新引1号东方山羊豆在播种当年产量较低,第2年产量大幅增加(表4)。在种植第2年的整个生育期可以刈割收获3次草,第1次刈割时间为6月中旬,第2次刈割时间为7月中下旬,第3次刈割时间为9月上旬。9月上旬刈割后到10月初,新引1号东方山羊豆仍有一定的生长量,但不宜再次刈割,否则会影响下一年度的返青和产量。生长1年的新引1号东方山羊豆干草产量5 302 kg·hm-2,第2年干草产量13 414 kg·hm-2,比对照品种敖汉苜蓿分别高23.8%和38.5%,两品种之间均差异显著(P <0.05)。
新引1号东方山羊豆在生长第2年的种子产量为198.5 kg·hm-2,且种子饱满;敖汉苜蓿在建植第2年进入生殖生长阶段,仅极少部分结实且种子不能成熟。
2.6营养成分
新引1号东方山羊豆在现蕾期的粗蛋白含量为20.28%,与敖汉苜蓿接近;粗纤维含量较敖汉苜蓿低7.25%,NDF、ADF含量适中(表5)。可见,新引1号东方山羊豆的营养价值较高,与敖汉苜蓿相当,两品种间各营养成分均无明显差异。
表4 2种牧草干草产量Table 4 The hay yield of two forages kg·hm-2
从两年的种植情况来看,新引1号东方山羊豆发育类型为冬性,种植当年仅有少量植株能开花结果,大多数植株处于分枝期。播种后出苗缓慢且前期发芽率相对较低,出苗历时近1个月。究其原因可能主要是种皮较厚不易发芽,虽然做了播前处理,但对吸水仍有阻滞。因此,播种前除了做好种子处理工作,还要注意土壤墒情,最好在雨后播种。另外,因种子较小,播深不易过深,1~2 cm为宜。
在西宁地区易出现春季“倒春寒”的低温天气,播种太早影响出苗,甚至几乎不能发芽。播种太晚影响结实。就物候期因素而言,新引1号东方山羊豆的播种期可以稍微提前,正确安排播期,以便在生长期间可充分利用有效积温,同时,可延长当年生长期,增加根系的物质储存量,有利于安全越冬。结合本研究结果,新引1号东方山羊豆在西宁地区的适宜播期应安排在4月下旬至5月下旬。张清斌等[14]的研究表明,新引1号东方山羊豆在新疆春播、秋播均可。
新引1号东方山羊豆在西宁地区能完成生育期,生育期124 d,在种植第2年生长速度较敖汉苜蓿高56.25%,表现出很强的生态适应性。
茎叶比是评价牧草品质的重要指标,在相同的条件下,茎叶比越小,叶量越丰富,其适口性越好,饲用价值越高[15]。新引1号东方山羊豆茎叶比较敖汉苜蓿低,说明其叶量丰富,干物质积累快,适口性及品质均较好。
研究表明,植物根系是吸收、转化和贮存养分的器官,其生长发育状况直接影响地上部分的生物量[16-19]。根系形态影响豆科植物固氮、水分利用效率及抗旱性,尤其对植物的生产性能和持久性起关键作用。新引1号东方山羊豆与敖汉苜蓿相比根颈直径、单株根系干重均较大,除具有垂直而粗状的主根外,在主根上还生出许多侧生水平根,侧根上有距离不等的膨大根蘖节,这些根蘖节可以形成新芽继而长出地面形成新的枝条。这一根系特性有利于栽培草地的自我繁衍与更新,丰产期较长,说明该植物具有获得高产的潜力。
表5 2种牧草的营养成分Table 5 Nutrient content of two forages %
新引1号东方山羊豆在现蕾期的粗蛋白、粗脂肪含量均较高,粗纤维含量相对较低,NDF、ADF含量适中。穆尼热等[20]对生长于新疆的新引1号东方山羊豆进行营养成分分析表明,现蕾期其粗蛋白含量24.95%,粗纤维含量25.48%,粗蛋白及粗纤维含量均较西宁地区高,这可能是由于该品种生长环境差异所造成的结果。
新引1号东方山羊豆在种植第2年的干草产量可达13 414 kg·hm-2,比对照提高38.5%;种子产量为198.5 kg·hm-2,这一结果与张清斌等[11]报道的该品种在新疆呼图壁的产量比较,产草量低13.4%,种子产量低2.87%,可能是由于新疆有效积温及气温日较差均比西宁相对较大的缘故。气温日较差大的地区,白天日照充足,太阳辐射强、气温高,有利于植物的光合作用,可以制造、积累较多的营养物质,有利于干物质的积累。据文献报道,随着生长年限的增长,新引1号东方山羊豆产草量和产种量都有显著的增加,再生性能良好[11-12,14]。在本研究中,由于受试验年限的限制,只进行了两年测产,后续的产量、牧草再生性能以及栽培草地稳定性等有待于持续研究。
新引1号东方山羊豆在西宁地区能完成生育周期,可正常结实;生长发育快,产草量高,营养丰富,现蕾期粗蛋白含量达20.28%,具有较高的饲用价值。新引1号东方山羊豆茎叶比1∶1.58,叶量丰富,适口性好,耐寒抗病能力较强,能很好地适应本地区高寒干旱的气候条件,是适宜在西宁及同类地区推广种植的优良豆科牧草。
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(责任编辑王芳)
Study on introduction of Galega orientalis cv.Xinyin No.1 to Xining area
LI Shu-juan,LI Chang-hui,ZHANG Ying,TANG Yong-peng,LIANG Xiu-jin
(Agriculture and Animal Husbandry Collage,Qinghai University,Xining 810016,China)
Based on the special natural conditions in Qinghai Province and the shortage of leguminous forage grass,the good forage variety Galega orientalis cv.Xinyin No.1 was introduced from Xinjiang and the following cultivation and evaluation were conducted.The results showed that Xinyin No.1 can finish life cycle and normally fruit and rapidly grow which had hay yield of 13 414 kg·ha-1,crude protein content of 20.28% at the squaring period,stemleaf ratio of 1∶1.58 and overwintering rate of 100%.These results suggested that Xinyin No.1 had good cold resistance,fast growth,high nutritional value and strong adaptability which can meet the demands of Xining regions.The experiment provided scientific basis for choosing and utilizing good leguminous forage grass varieties,and provided excellent grass varieties for the development of forage industry in Xining and similar stockbreeding areas.
Galega orientalis cv.Xinyin No.1; phonological phase; agronomic traits; production performance; nutrient
LI Shu-juan E-mail: lsjqhu@163.com
S541; S502.2
A
1001-0629(2015) 08-1289-07*
10.11829j.issn.1001-0629.2015-0487
2014-10-29
青海大学中青年基金项目(2012-QNT-6) ;青海大学综合实力提升工程——高原生态修复国际合作创新团队项目(4056050601)
李淑娟(1967-)女,青海贵德人,教授,硕士,主要从事牧草栽培及育种方面的教学与研究。E-mail: lsjqhu@163.com