不同栽培方式下C4牧草在沿海灘涂的生產(chǎn)性能評價

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)性能評價

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，從分蘗期到開花期等不同生育期分4次進行取樣，分別測定株高、單株葉面積等形態(tài)指標，及單株干重和干物質(zhì)含量等產(chǎn)量性狀，并分別測定莖、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

我國有大量的沿海灘涂土地資源有待開發(fā)。其中江蘇沿海灘涂總面積近70萬hm2，占全國的1/4，居沿海各省市之首，相當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，牧草粗飼料出現(xiàn)嚴重短缺。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，牧草種植也能有效改善灘涂地區(qū)的土壤條件，促進灘涂綜合開發(fā)。

C4牧草具有較強的抗逆性，在沿海灘涂地區(qū)種植具有較大優(yōu)勢。沿海灘涂地區(qū)土壤鹽分含量高，對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的關(guān)鍵因素。C4植物能生長在相對于C3植物來說更為嚴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，開發(fā)干旱、半干旱及灘涂地區(qū)的土地資源，進而提高作物產(chǎn)量來滿足人口增加的需要成為當務之急[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年從美國引進我國，具有明顯的雜種優(yōu)勢，草產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)良、抗逆性強，對土壤要求不高等優(yōu)點。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，適應性廣等雜交優(yōu)勢，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，在我國因物候期不同表現(xiàn)為多年生和一年生。具有抗病蟲、耐肥水、喜高溫，再生性能強，草產(chǎn)量大、飼用價值高等優(yōu)點。

不同栽培措施對牧草的生長發(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)不同栽培方式對作物生產(chǎn)性能影響的報道[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，在不同生育期動態(tài)取樣，測定產(chǎn)量、形態(tài)指標性狀，并分別測定莖葉的飼用品質(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)土地資源開發(fā)、增加牧草生產(chǎn)提供理論指導。

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氣候，再生能力強，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氣候，在18~35℃時生長迅速，再生能力強，其種子凈度為98%，種子純度為99%。

1.2　試驗地概況

試驗田設(shè)在江蘇省鹽城市金海農(nóng)場，北緯31°56′-33°36′，東經(jīng)120°13′-120°56′， 屬于亞熱帶與暖溫帶的過渡地帶，四季分明，氣溫適中，雨量充沛。年平均氣溫14.1℃，無霜期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。土壤有機質(zhì)含量8.0 g/kg左右。

1.3　試驗設(shè)計與田間管理

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復。設(shè)置4個栽培方式處理：對照(CK)；覆膜(B1)；起壟(B2)；覆膜+起壟(B3)。對照和覆膜的行株距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。覆膜+起壟小區(qū)每壟單獨覆膜，四周和壟面用泥土壓實。

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　測定內(nèi)容及方法

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

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

1.4.2干物質(zhì)含量和產(chǎn)量測定取小區(qū)中間長勢一致的10株進行測定。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，計算干物質(zhì)含量及單株干物質(zhì)產(chǎn)量。干草粉碎過1 mm篩，測定飼用品質(zhì)相關(guān)性狀。

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

1.5　數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)用Excel作圖處理，采用SAS 8.2統(tǒng)計軟件進行方差分析，并用LSD法進行多重比較。

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)性狀指標見表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，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。對雜交狼尾草、高丹草和墨西哥玉米來說，B1、B2、B3三種處理在不同取樣時間的單株葉面積均極顯著高于CK (P<0.01)，其中B3處理在不同取樣時間的單株葉面積最高。但在不同取樣時間的增加幅度3種牧草不一致。對雜交狼尾草來說，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。對高丹草來說，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)，增加幅度達到2000%，此后不同栽培方式的單株葉面積增加幅度都較小。對墨西哥玉米來說，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3種牧草來說，在不同栽培方式下隨著取樣時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。對雜交狼尾草來說，B3處理的株高在各個取樣時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)，對墨西哥玉米來說，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字母表示差異顯著(P<0.05)，大寫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，但不同牧草品種在不同栽培方式下的增加幅度不一致。對雜交狼尾草、高丹草和墨西哥玉米來說，B1，B2和B3處理在不同取樣時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)。但不同取樣時間的增加幅度3種牧草差異較大。對雜交狼尾草和高丹草來說，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)。對墨西哥玉米來說，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3種牧草來說，在不同處理下隨著取樣時間的推遲干物質(zhì)含量都顯著增加(P<0.05)，大部分取樣時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間的全株飼用品質(zhì)性狀見圖1。對雜交狼尾草而言，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。隨著取樣時間的推遲，CK的WSC含量呈下降趨勢，在9月3日取樣時最低，B2和B3處理也在9月3日取樣時最低，B1處理在9月24日取樣時WSC含量最低。對高丹草而言，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間的推遲，全株WSC含量呈增加趨勢，9月24日取樣的WSC含量各處理均達到最高，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　相同時間小寫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間的推遲，全株WSC含量呈現(xiàn)“V”型變化趨勢，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3個處理的WSC含量均高于CK，第3次取樣時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含量隨著取樣時間的推遲均呈下降趨勢。對雜交狼尾草來說，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B1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)。對高丹草來說，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。對墨西哥玉米來說，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含量均隨著取樣時間的推遲呈現(xiàn)上升趨勢，其中ADF的變化幅度大于NDF。同一取樣時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隨著取樣時間的推遲均呈下降趨勢，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次取樣時間莖葉(或葉莖)差值的飼用成分見圖2。對雜交狼尾草而言，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次取樣時間莖葉WSC含量的差值均達顯著差異(P<0.05)，B3的莖葉差值WSC含量最高。對高丹草而言CK和B1處理莖中的WSC含量高于葉片，且隨著取樣時間的推遲，差異幅度顯著增大，B2和B3處理第1次取樣時莖中的WSC含量低于葉片，其他3次取樣時都高于葉片，不同處理均以最后1次取樣莖葉差值的WSC最大。對墨西哥玉米而言，所有處理在4次取樣時莖稈中的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次取樣時間內(nèi)莖葉中的NDF和ADF含量差異規(guī)律不一。對雜交狼尾草而言，CK在第1和第4次取樣時莖的NDF含量高于葉片，而第2和3次取樣時莖的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。而對高丹草和墨西哥玉米來說，不同處理4次取樣時間莖中的NDF含量均低于葉片。3種牧草不同處理4次取樣時間莖葉NDF含量的差值均差異顯著(P<0.05)。對雜交狼尾草而言，CK和B3處理4次取樣時莖的ADF含量均高于葉片，B1和B2處理在第2次采樣時莖中的ADF含量低于葉，其余3次都高于葉片。對高丹草而言，B3處理4次取樣時莖的ADF含量均高于葉片，CK、B1和B2處理在第2次采樣時莖中的ADF含量低于葉，其余3次都高于葉片。對墨西哥玉米來說，所有處理在第1和2次取樣時莖中的ADF含量均低于葉片，而第3和4次取樣時莖的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次取樣時間莖葉IVDMD的差值均達顯著差異(P<0.05)，B2處理前兩次取樣時莖的IVDMD高于葉，但后兩次取樣則低于葉，對于高丹草而言，所有處理在第1和2次取樣時莖的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間莖葉IVDMD的差值均達顯著差異(P<0.05)。而墨西哥玉米不同處理4次取樣時莖的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，促進作物生長。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)合起來的“溝畦覆蓋”技術(shù)，將使“膜下低鹽帶”的土壤鹽分進一步降低[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。對雜交狼尾草、高丹草和墨西哥玉米來說，覆膜、起壟、覆膜+起壟3種栽培方式在不同取樣時間的單株干重均顯著高于對照，其中覆膜+起壟栽培方式下在不同取樣時間的單株干重最高。

對雜交狼尾草而言，7月24日取樣的全株WSC含量對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，對照組最低。對高丹草而言，全株WSC含量不同處理間以對照組和覆膜處理的最高，最低的是起壟處理。對墨西哥玉米而言，第3次取樣時覆膜+起壟處理的最低，但各處理間差異不顯著(P>0.05)，第4次取樣時起壟處理的WSC含量最高，其次是對照，覆膜和覆膜+起壟間的差異不顯著(P>0.05)。對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)。肖強等[19]對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。Chiy和Phillips[20]研究了添加鈉對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含量隨著取樣時間的推遲均呈下降趨勢。對雜交狼尾草來說，第1次取樣的CP含量3個處理均高于對照，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)。對高丹草來說，不同取樣時間的CP含量均以起壟處理最高，其他處理間差異不顯著(P>0.05)。對墨西哥玉米來說，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)。對于高丹草和墨西哥玉米來說，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(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行營養(yǎng)生長，不能進入生殖生長，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，對照組和覆膜處理，WSC基本處于持續(xù)下降趨勢，僅起壟和覆膜+起壟處理在第4次取樣時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)不能進入生殖生長，在4次取樣過程中株高持續(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養(yǎng)性生長，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照能顯著改善土壤水分含量，促進牧草生長，因此起壟、覆膜+起壟兩種栽培方式下第4次取樣時糖分出現(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)，而且在整個生育過程中葉量持續(xù)大幅增加。由于新葉片的生長需要消耗大量的糖分，導致大量的光合產(chǎn)物都被用來合成蛋白，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

生長階段是影響牧草成分和營養(yǎng)價值的重要因素。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，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，高丹草和墨西哥玉米分別處于拔節(jié)期，而第3次取樣時，高丹草處于孕穗期，第4次取樣時高丹草分別處于開花期，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，但不同牧草品種在不同栽培方式下的增加幅度不一致。對雜交狼尾草和高丹草來說，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。對墨西哥玉米來說，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，隨著取樣時間的推遲，3種牧草中WSC含量的最高值出現(xiàn)的時期不一致，對雜交狼尾草而言，7月24日取樣的全株可溶性糖(WSC)含量各處理組均是最高，隨著取樣時間的推遲而下降；對高丹草而言，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間的推遲，全株WSC含量呈增加趨勢，9月24日取樣的WSC含量各處理均達到最高。對墨西哥玉米而言，不同栽培方式下隨著取樣時間的推遲，全株WSC含量呈現(xiàn)“V”型變化趨勢，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。牧草幼苗生長開始后新葉出現(xiàn)時WSC含量下降，而后很快增加，一年內(nèi)可能出現(xiàn)一個或多個峰值，峰值的出現(xiàn)因環(huán)境而異[24]。通常禾本科牧草在開花前WSC的含量最高[25]。

不同栽培方式下3種牧草全株CP含量隨著取樣時間的推遲均呈下降趨勢。不同栽培方式下3種牧草全株NDF和ADF含量均隨著取樣時間的推遲呈現(xiàn)上升趨勢，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隨著取樣時間的推遲均呈下降趨勢，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；耐鹽能力強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，雜交狼尾草和高丹草合理的取樣時間應為9月3日，高丹草處于抽穗期，墨西哥玉米應在9月24日(開花期)。

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。

Reference：

[1]Xu X H, Chen G. The reclamation and sustainable development of Jiangsu coastal area. Journal of Hehai University (Philosophy and Social Science), 2002, (12): 26-28.

[2]Biehler K, Fock H. Evidence for the contribution of the Mehler-peroxidase reaction in dissipating excess electrons in drought stressed wheat. Plant Physiology, 1996, 112: 265-272.

[3]Taiz L, Zeiger E. Plant Physiology. California: The Benjamin/Cammings Publishing Company Inc, 1991.

[4]Raven P H, Evert R F, Eichhorn S E. Biology of Plants(5th edn). New York: Worth Publishers, 1992.

[5]Cushman J C, Bohnert H J. Genomics approaches to plant stress. Current Opinion in Plant Biology, 2000, 3: 117-124.

[6]Hibberd J M, Sheehy J E, Langdale J A. Using C4photosynthesis to increase the yield of rice-rationale and feasibility. Current Opinion in Plant Biology, 2008, 11: 228-231.

[7]Ji Z H, Chen X Q, Luo Y B,etal. Flora of China. Beijing: Science Press, 1999: 68.

[8]Zhan Q W, Lin P, Li J,etal. Research and prospect of hybrid between sorghum (Sorghumbigolor) and smut (Sorghumsudanense). Acta Prataculturae Sinica, 2001, 10(6): 56-61.

[9]Wu C Q, Wu B R, Guo S P,etal. The of introduction of feeding zea mexicana varieties and the evaluation of ecological climates. Grassland of China, 1990, 11: 33-36.

[10]Liang F, Tian C Y, Tian M M,etal. Effect of nitrogen topdressing on the growth ofSuaedasalsaand the improvement of saline soil. Acta Prataculturae Sinica, 2013, 22(3): 234-240.

[11]Liang F, Tian C Y, Zhang H. The impacts of N fertilization and clipping on the growth and salt accumulation ofSalicorniaeuropaea. Acta Prataculturae Sinica, 2012, 21(2): 99-105.

[12]Jin H Y, Zhu E, Lin T J,etal. Effects of agronomic practices on the soil maturation of the Pudong coastal beach reclamation area. Acta Agriculturae Shanghai, 2012, 28(4): 93-96.

[13]Hong L Z, Wang M W, Liu C,etal. Effect of fertilizing N and P on the growth and quality ofKosteletzkyavirginicaL. in the coastal area of North Jiangsu Province. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2011, 40(5): 59-61,73.

[14]Ning Y W, Cao B G, Ma H B,etal. Effects of nitrogen application rate on dry matter accumulation，nitrogen efficiency, and potassium and sodium uptake of sweet potato (Ipomoeabatatas) in coastal North Jiangsu Province.Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2012, 20(8): 982-987.

[15]Zhang W J, Ding C L, Shen Y X,etal.Effect of cultivation measures on forage production and quality of forage grasses in coastal beach areas. Acta Agrestia Sinica, 2012, 20(2): 318-323.

[16]Yang S. Feed Analysis and Quality Detection Technology. Beijing: Beijing Agriculture Press, 1993: 58-63.

[17]Goto I, Minson D J. Prediction of the dry matter digestibility of tropical grasses using a pepsin-cellulase essay. Animal Feed Science and Technology, 1977, 2(3): 247-253.

[18]Zhang P T, Ji C L, Liu R X,etal. The principle and cultivation techniques of film coverage and precision seeding of cotton in coastal saline-alkali soil in Jiangsu Province.China Cotton, 2012, 39(4): 8-10.

[19]Xiao Q, Zheng H L, Chen Y,etal. Effects of salinity on the growth and proline, soluble sugar and protein contents ofSpartinaalterniflora. Chinese Journal of Ecology, 2005, 24(4): 373-376.

[20]Chiy P C, Phillips C C. Effects of sodium fertilizer on the distribution of trace elements, toxic metals and water-soluble carbohydrates in grass and clover fractions. Journal of the Science of Food and Agriculture, 1999, 79: 2017-2024.

[21]Willenbrink J. Mechanismen des zuckertransports durch membranen bei beta vulgaris. Kal Brief, 1983, 16: 585-594.

[22]Dong C F, Ding C L, Xu N X,etal. A study on the harvest time of different rice (Oryzasativa) varieties for grain-straw dual use. Acta Prataculturae Sinica, 2014, 23(1): 65-72.

[23]Bai Y F, Xu Z X, Duan C Q,etal. A study on the distribution of carbohydrate reserves in the plants of typical steppe. Grassland of China, 1996, 1: 7-9.

[24]Chun W B, Kim D A, Dark J M. Effect of nitrogen fertilization during early growth duration on the total water-soluble carbohydrate, nitrate and crude protein coment in orchardgrass. Proceeding of the XV International Grassland Congress. Kyoto, Japan, 1985:504-505.

[25]Gonzalez B, Boucaud J, Salette J,etal. Fructan and cryoprotection in regrass (LoliumperenneL.). New Phytologist, 1990, 115(2): 319-323.

[26]Xu N X, Gu H R, Ding C L,etal. A study of salt tolerance and feeding quality of Italian ryegrass varieties under salinized-soil conditions. Acta Prataculturae Sinica, 2013, 22(4): 89-98.

參考文獻:

[1]徐向紅, 陳剛. 論江蘇沿海灘涂圍墾與可持續(xù)發(fā)展. 河海大學學報(哲學社會科學版), 2002, (12): 26-28.

[7]吉占和, 陳心啟, 羅毅波, 等. 中國植物志. 北京: 科學出版社, 1999:68.

[8]詹秋文, 林平, 李軍, 等. 高粱-蘇丹草雜交種研究與利用前景. 草業(yè)學報, 2001, 10(6): 56-61.

[9]鄔春清, 吳秉仁, 郭松平, 等. 墨西哥飼用玉米引種及生態(tài)氣候評價. 中國草地, 1990, 11: 33-36.

[10]梁飛, 田長彥, 田明明, 等. 追施氮肥對鹽地堿蓬生長及其改良鹽漬土效果研究.草業(yè)學報, 2013, 22(3): 234-240.

[11]梁飛, 田長彥, 張慧. 施氮和刈割對鹽角草生長及鹽分累積的影響.草業(yè)學報, 2012, 21(2): 99-105.

[12]金海洋, 朱恩, 林天杰, 等. 不同農(nóng)藝措施對浦東濱海灘涂墾區(qū)土壤熟化的影響. 上海農(nóng)業(yè)學報, 2012, 28(4): 93-96.

[13]洪立洲,王茂文,劉沖, 等. 氮、磷肥對蘇北沿海灘涂海濱錦葵生長及品質(zhì)的影響. 河南農(nóng)業(yè)科學, 2011, 40(5): 59-61,73.

[14]寧運旺, 曹炳閣, 馬洪波, 等. 氮肥用量對濱海灘涂區(qū)甘薯干物質(zhì)積累、氮素效率和鉀鈉吸收的影響. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報, 2012, 20(8): 982-987.

[15]張文潔, 丁成龍, 沈益新, 等. 沿海灘涂地區(qū)不同栽培措施對禾本科牧草產(chǎn)量及品質(zhì)的影響. 草地學報, 2012, 20(2): 318-323.

[16]楊勝.飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù). 北京: 北京農(nóng)業(yè)出版社, 1993: 58-63.

[18]張培通, 紀從亮, 劉瑞顯, 等. 江蘇沿海灘涂鹽堿地地膜棉精播高產(chǎn)栽培技術(shù)及其原理. 中國棉花, 2012, 39(4): 8-10.

[19]肖強, 鄭海雷, 陳瑤, 等. 鹽度對互花米草生長及脯氨酸、 可溶性糖和蛋白質(zhì)含量的影響. 生態(tài)學雜志, 2005, 24(4): 373-376.

[22]董臣飛, 丁成龍, 許能祥, 等. 不同水稻品種谷草雙優(yōu)收獲期研究. 草業(yè)學報, 2014, 23(1): 65-72.

[23]白永飛, 許志信, 段淳清, 等. 典型草原主要牧草植株貯藏碳水化合物分布部位的研究.中國草地, 1996, 1: 7-9.

[26]許能祥, 顧洪如, 丁成龍, 等. 多花黑麥草耐鹽性及其在鹽土條件下飼用品質(zhì)的研究. 草業(yè)學報, 2013, 22(4): 89-98.

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

基金項目：國家科技支撐計劃(2011BAD17B02-04)，公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201303061)和國家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系鹽城綜合試驗站項目(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)性能評價. 草業(yè)學報， 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.