不同一年生牧草在毛烏素沙地的適應(yīng)性評價

房永雨，伊風(fēng)艷，史志丹，郭呈宇，呼木吉勒圖，金 山，丁海君

（1.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；2.烏審旗林業(yè)和草原局，內(nèi)蒙古 烏審旗 017300）

毛烏素沙地是我國四大沙地之一， 面積超過4 萬km2，海拔1 000～1 600 m，屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候［1］。 毛烏素沙地并非自古沙化嚴(yán)重，一千年前也曾水草豐美［2］，有研究表明與其他沙區(qū)相比，毛烏素沙區(qū)降水及地下水資源豐富， 有較好的植物生長條件。經(jīng)過多年的綜合手段治理，實現(xiàn)了從“沙進(jìn)人退”到“人進(jìn)沙退”良好生態(tài)治理成效［3-4］。目前針對毛烏素沙地的研究多集中在植物資源調(diào)查、地上植物耗水特征等方面［5-7］，但針對毛烏素沙地生態(tài)經(jīng)濟(jì)型植物資源開發(fā)程度不高和產(chǎn)業(yè)化利用率低等問題研究鮮有報道。 本研究在毛烏素沙地腹地內(nèi)蒙古鄂爾多斯市烏審旗開展巨菌草、飼用甜高粱、飼用玉米等12 份牧草品種引種評價試驗，為篩選適應(yīng)當(dāng)?shù)氐膬?yōu)質(zhì)、推廣價值高的優(yōu)良青貯飼料用牧草品種提供科學(xué)依據(jù)， 也為該地區(qū)構(gòu)建集“種養(yǎng)加農(nóng)工貿(mào)”為一體的沙產(chǎn)業(yè)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗時間及試驗地概況

本試驗于2022 年5—10 月進(jìn)行。試驗地位于鄂爾多斯市烏審旗國有林木育苗基地（108°44′32″E，38°26′39″N）， 海拔1 339 m。 屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫6.5 ℃，年降水量300～400 mm，降雨多集中于7 月和8 月， 年蒸發(fā)量2 000～2 700 mm，全年日照2 200～2 900 h，無霜期110～153 d。 試驗區(qū)土壤屬沙壤土，有機(jī)質(zhì)含量1.93 g/kg，全氮含量0.34%， 速效磷含量6.21 mg/kg， 速效鉀含量183.30 mg/kg，pH 值7.10。 試驗區(qū)地勢平坦，肥力分布均等，有灌溉設(shè)施。

1.2 試驗材料及來源

本試驗選用10 種一年生禾本科牧草和2 種一年生豆科牧草。

10 種禾本科牧草：2 種菌草品種（綠洲1 號、巨菌草） 購自儋州牧春綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司； 飼草谷子由內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院作物研究所提供；2 種飼用玉米品種（東陵白、河南科大）、2 種飼用甜高粱品種（綠巨人、大力士）、3 種高丹草品種（巨浪、皖草、高丹8 代）。

2 種豆科牧草：一年生草木樨、春箭筈豌豆由內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院草原研究所牧草育種研究室提供。

1.3 試驗設(shè)計

12 種一年生牧草采取完全隨機(jī)區(qū)組排列種植，每個品種牧草設(shè)置3 次重復(fù)，每個重復(fù)1 個試驗小區(qū)，共36 個試驗小區(qū)，每個試驗小區(qū)的面積為100 m2（10 m×10 m），試驗小區(qū)周圍設(shè)置2 m 寬的保護(hù)小區(qū)。 播種前施入磷酸二銨450 kg/hm2、尿素150 kg/hm2作基肥。 綠洲1 號和巨菌草播種種苗，以株或芽為計量單位，其他牧草飼料作物播種種子，以kg 為計量單位，各品種的播種量和播種方式見表1。 播種后及時灌溉1 次，出苗后噴灌1次，苗期封壟前鋤草1 次，集中除草后噴灌1 次，相同措施管理各試驗小區(qū)。

表1 各牧草品種的播種量和播種方式

1.4 測定指標(biāo)和方法

1.4.1 物候期觀測

根據(jù)不同作物觀測播種期、出苗期、分蘗期、拔節(jié)期/分支期、孕穗期、抽穗期/抽雄期、開花期/吐絲期、乳熟期/結(jié)莢期、成熟期、收獲期。 某一生育期的判斷標(biāo)準(zhǔn)為群體中50%的植株達(dá)到某一時期。

1.4.2 鮮草產(chǎn)量

菌草品種、飼用甜高粱品種、高丹草品種巨浪在收獲期進(jìn)行刈割，留茬高度8 cm；高丹草品種皖草和高丹8 代、飼用玉米品種、飼草谷子品種在籽實的乳熟期進(jìn)行刈割，留茬高度8 cm；一年生草木樨在初花期刈割，留茬高度5 cm；春箭筈豌豆在結(jié)莢期刈割，留茬高度5 cm。采用五點法在每個試驗小區(qū)取10 m2的樣品。3 個重復(fù)試驗小區(qū)取平均值折合成公頃鮮草產(chǎn)量。

1.4.3 株高

在測量鮮草產(chǎn)量時， 在每個試驗小區(qū)隨機(jī)選取20 株測量自地面到頂端生長點的自然高度。

1.4.4 干物質(zhì)含量和干草產(chǎn)量

測定鮮草產(chǎn)量時，將鮮樣切小段平鋪，放入鼓風(fēng)干燥箱，105 ℃殺青1 h，65 ℃烘干72 h 以上，恒重時稱重，計算干物質(zhì)含量和干草產(chǎn)量。

1.4.5 莖葉比

測定鮮草產(chǎn)量時，隨機(jī)取5 株植株，剝離莖和葉，分別稱重，計算莖葉比。

1.4.6 營養(yǎng)物質(zhì)含量

將測定干物質(zhì)含量的樣品磨碎， 送唐山科博蘭谷飼料檢測技術(shù)服務(wù)公司進(jìn)行粗蛋白、粗脂肪、酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維等營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的含量測定。 粗蛋白產(chǎn)量=干草產(chǎn)量×粗蛋白含量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2016 軟件的STDEV.P 函數(shù)進(jìn)行方差計算；應(yīng)用DPS 18.10 軟件，采用最小顯著差數(shù)法（LSD 法），對生產(chǎn)性能指標(biāo)、營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)、粗蛋白產(chǎn)量進(jìn)行不同品種間的多重比較。

利用SPSS 22.0 統(tǒng)計學(xué)軟件將株高、 鮮草產(chǎn)量、干草產(chǎn)量、莖葉比、粗蛋白含量、粗脂肪含量、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、粗灰分含量、總可消化養(yǎng)分、相對飼料價值、相對飼料品質(zhì)等12 個性狀指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析。

隸屬函數(shù)分析參考王鵬等［8］報道的方法，其中，正向指標(biāo)性狀包括：株高、鮮草產(chǎn)量、干草產(chǎn)量、粗蛋白含量、粗脂肪含量、總可消化養(yǎng)分、相對飼料價值、相對飼料品質(zhì)，負(fù)向指標(biāo)性狀包括：莖葉比、酸性洗滌纖維含量、中性洗滌纖維含量、粗灰分含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 物候期分析

各牧草品種于2022 年5 月29 日全部播種完畢，種植后觀察物候期。 綠洲1 號種植即為種苗，生長良好，其他各牧草品種出苗良好，均在播種后5～12 d 內(nèi)出苗，分蘗期/分支期多發(fā)生在6 月下旬至7 月中旬（見表2）。2 個菌草品種（綠洲1 號、巨菌草）、2 個飼用甜高粱品種（綠巨人、大力士）和1個高丹草品種（巨浪）均能進(jìn)行營養(yǎng)生長但不能收獲種子，無法完成生育周期，枯黃期均在10 月初，因此，收獲期定于9 月下旬。 其他7 個品種均能收獲種子，完成生育周期，其中，春箭筈豌豆生育期最短，為91 d；東陵白生育期最長，為127 d。 但引進(jìn)牧草的目的是作為青貯飼料， 而非利用種子部分，只要地上部分產(chǎn)量營養(yǎng)豐富即有應(yīng)用意義。

表2 各牧草品種物候期

2.2 生產(chǎn)性能分析

由表3 可知，各牧草品種株高幅度在63.7 cm～280.7 cm：巨菌草、綠巨人、大力士的株高較高，顯著（P<0.05）高于其他牧草品種；春箭筈豌豆株高最低，顯著（P<0.05）低于其他牧草品種；總體來看， 株高指標(biāo)排序為菌草品種>飼用甜高粱品種>高丹草品種>飼用玉米品種>一年生草木樨>飼草谷子>春箭筈豌豆。

表3 各牧草品種生產(chǎn)性能指標(biāo)

巨菌草的鮮草產(chǎn)量最高，為135 619.4 kg/hm2，顯著（P<0.05）高于除綠巨人外的其他牧草品種；其次為綠巨人，鮮草產(chǎn)量為123 219.4 kg/hm2，顯著（P<0.05） 高于除巨菌草和綠洲1 號外的其他牧草品種； 綠洲1 號、 巨浪的每公頃鮮草產(chǎn)量大于100 t； 每公頃鮮草產(chǎn)量低于50 t 的牧草品種有飼草谷子、一年生草木樨、春箭筈豌豆，其鮮草產(chǎn)量分別為42 624.3、48 244.5、37 500.2 kg/hm2。

豆科牧草一年生草木樨的干物質(zhì)含量最低，為17.1%；飼草谷子的干物質(zhì)含量最高，為26.4%，與其他牧草品種差異顯著（P<0.05）。 綠洲1 號、河南科大、皖草、高丹8 代的干物質(zhì)含量差異不顯著（P>0.05）；巨菌草、綠巨人、大力士、巨浪、皖草、春箭筈豌豆干物質(zhì)含量無顯著（P>0.05）差異。

各牧草品種干草產(chǎn)量表現(xiàn)與鮮草產(chǎn)量相似，巨菌草的干草產(chǎn)量最高，為27 530.8 kg/hm2，顯著（P<0.05）高于其他牧草品種；其次為綠洲1 號和綠巨人，干草產(chǎn)量分別為24 975.6、24 274.2 kg/hm2，顯著（P<0.05）高于其他牧草品種；春箭筈豌豆干草產(chǎn)量最低，為7 762.5 kg/hm2，與一年生草木樨干草產(chǎn)量差異不顯著（P>0.05）。 雖然一年生草木樨的鮮草產(chǎn)量顯著（P<0.05）高于飼草谷子，但一年生草木樨的干物質(zhì)含量顯著（P<0.05）低于飼草谷子， 最終結(jié)果是一年生草木樨的干草產(chǎn)量顯著（P<0.05）低于飼草谷子。

各牧草莖葉比范圍為0.54～4.51，其中，高丹8代的莖葉比顯著（P<0.05）高于其他牧草品種，飼草谷子和一年生草木樨的莖葉比小于1，顯著（P<0.05）低于其他牧草品種。 禾本科牧草品種飼用谷子和豆科牧草品種一年生草木樨葉量非常豐富，飼用價值高。

2.3 營養(yǎng)品質(zhì)分析

由表4 可知，2 種豆科牧草品種（一年生草木樨、春箭筈豌豆）的粗蛋白含量顯著（P<0.05）高于其他禾本科牧草品種，其中，一年生草木樨的粗蛋白含量高達(dá)22.35%，皖草粗蛋白含量最低，與大力士粗蛋白含量無顯著差異； 巨菌草的粗蛋白含量為9.05%，顯著（P<0.05）高于其他禾本科牧草品種。 各牧草品種的粗脂肪含量在1.94%～3.72%，飼用玉米東陵白的粗脂肪含量最高， 為3.72%；2 種飼用甜高粱品種（綠巨人、大力士）和3 高丹草品種（巨浪、皖草、高丹8 代）的粗脂肪含量無顯著（P>0.05）差異。 菌草品種綠洲1 號的酸性洗滌纖維含量和中性洗滌纖維含量均為最高，2 種豆科牧草品種（一年生草木樨、春箭筈豌豆）的酸性洗滌纖維含量和中性洗滌纖維含量均顯著（P<0.05）低于其他禾本科牧草品種。 各牧草品種總可消化養(yǎng)分含量在54.4%～59.6%，均大于50%，其中，飼用玉米品種河南科大、飼用甜高粱品種大力士、高丹草品種巨浪和豆科牧草春箭筈豌豆總可消化養(yǎng)分含量較高。 2 種豆科牧草品種一年生草木樨和春箭筈豌豆的相對飼料價值分別為117.5、123.8，均大于110，顯著（P<0.05）高于其他禾本科牧草品種，2 種飼用玉米品種的相對飼料價值均較高。 除綠洲1 號和飼草谷子的相對飼料品質(zhì)低于100，其他牧草品種均大于100， 豆科牧草品種一年生草木樨的相對飼料品質(zhì)最高，為120.5，顯著（P<0.05）高于其他牧草品種。

表4 各牧草品種營養(yǎng)品質(zhì)

由圖1 可知，粗蛋白產(chǎn)量最高的為巨菌草，顯著（P<0.05）高于其他牧草品種；其次為綠洲1 號、一年生草木樨，顯著（P<0.05）高于其他牧草品種；2 種飼用玉米品種（東陵白、河南科大）的粗蛋白產(chǎn)量與綠巨人、巨浪無顯著（P>0.05）差異；皖草的粗蛋白產(chǎn)量最低，顯著（P<0.05）低于其他牧草品種。

圖1 各牧草品種粗蛋白產(chǎn)量情況

2.4 主要性狀的相關(guān)性分析

由表5 可知，在66 個相關(guān)系數(shù)中，表現(xiàn)正相關(guān)的性狀有31 對，占總數(shù)的46.97%，其中，正相關(guān)性達(dá)極顯著的有6 對， 正相關(guān)性達(dá)顯著的有5對，兩者占總數(shù)的16.67%；表現(xiàn)負(fù)相關(guān)的性狀有35 對，占總數(shù)的53.03%，其中，負(fù)相關(guān)性達(dá)極顯著的有5 對，負(fù)相關(guān)性達(dá)顯著的有5 對，兩者占總數(shù)的15.15%。 株高與鮮草產(chǎn)量、干草產(chǎn)量呈極顯著（P<0.01）正相關(guān)，與中性洗滌纖維含量呈顯著（P<0.05）正相關(guān)，與粗蛋白含量、相對飼料價值呈顯著（P<0.05）負(fù)相關(guān)；干草產(chǎn)量與酸性洗滌纖維含量、中性洗滌纖維含量呈顯著（P<0.05）正相關(guān)，與粗蛋白含量、相對飼料價值呈顯著（P<0.05）負(fù)相關(guān)；相對飼料品質(zhì)與酸性洗滌纖維含量、中性洗滌纖維含量分別呈極顯著（P<0.01）和顯著（P<0.05）負(fù)相關(guān)， 與總可消化養(yǎng)分含量和相對飼料價值呈顯著（P<0.05）正相關(guān)。

2.5 隸屬函數(shù)分析

通過隸屬函數(shù)法對引進(jìn)的各牧草品種進(jìn)行綜合評價， 由表6 可知， 平均隸屬函數(shù)值在0.189～0.587， 巨菌草排名最高， 平均隸屬函數(shù)值為0.587；其余依次是一年生草木樨、巨浪、河南科大、春箭筈豌豆、東陵白、大力士、綠巨人、皖草、綠洲1 號、高丹8 代、飼草谷子；總體來看，巨菌草、2種豆科牧草品種（一年生草木樨、箭筈豌豆）、高丹草品種巨浪和2 個飼用玉米品種排在前50%，綜合優(yōu)良性高。3 討論

表6 各牧草品種主要性狀隸屬函數(shù)值

3.1 引種品種的物候期和刈割時期

牧草物候期受植物內(nèi)在遺傳因素、 生長環(huán)境及田間管理措施等多種因素的影響［9］。 本研究中引種的牧草品種不同， 所以物候期和生育周期都不同，其中只有2 個飼用玉米品種（東陵白、河南科大）、2 個高丹草品種（皖草、高丹8 代）、飼草谷子、草木樨、春箭筈豌豆共7 個牧草品種能夠完成生育期。2 個菌草品種（綠洲1 號、巨菌草）、2 個飼用甜高粱品種（綠巨人、大力士）和1 個高丹草品種（巨浪）均能進(jìn)行營養(yǎng)生長但不能收獲種子，無法完成整個生育周期。菌草原產(chǎn)于非洲，由林占熺教授引進(jìn)國內(nèi)種植，抗寒能力差，冬季氣溫在0 ℃以下地區(qū)種植時莖稈和宿根不能露地越冬［10-11］，因此，在北方基本無法完成越冬。 綠巨人、大力士和巨浪3 個品種均為晚熟品種， 在烏審旗的9 月底時最多到抽穗期，這與杜晶等［12］、李茜等［13］研究的結(jié)果較為一致。

本研究引進(jìn)牧草的目的是作為青貯飼料，而非利用種子部分，只要地上部分產(chǎn)量高、營養(yǎng)豐富即有其應(yīng)用意義，因此，對不同牧草選擇適宜的刈割期十分重要。 一般豆科牧草的適宜刈割期為現(xiàn)蕾期到開花期，此時的草產(chǎn)量最高，營養(yǎng)品質(zhì)較高［14-15］。 本引種試驗中的豆科牧草一年生草木樨選擇在初花期，而馬春暉等［16］研究表明，春箭筈豌豆適宜刈割期為植株下部豆莢全充滿時的結(jié)莢期，而非開花期，本試驗的春箭筈豌豆刈割時期選擇在結(jié)莢期。王太行等［17］研究表明，在乳熟期刈割飼用甜高粱比較合適， 由于本試驗引種的飼用甜高粱綠巨人一直不抽穗， 大力士生育達(dá)到抽穗期后，天氣轉(zhuǎn)冷，植株停止生長，葉片慢慢失綠變黃，故刈割期只能選擇在抽穗期。 與之類似情況，2 個菌草品種一直進(jìn)行營養(yǎng)生長， 高丹草品種巨浪到抽穗期后也因氣候原因停止生長， 故這幾種牧草品種的收獲期都選擇在地上生物量較高時的9 月下旬收獲。 陳茜午等［18］研究刈割期、行距交互作用下對谷草生長及飼用品質(zhì)的影響，在灌漿末期20 cm 行距下的谷草可以維持產(chǎn)量和品質(zhì)上的相對平衡，本試驗選在9 月5 日收獲飼草谷子，正值處于灌漿末期。 2 個飼用玉米品種（東陵白、河南科大）和2 個高丹草品種（皖草、高丹8 代）均能完成整個生育周期，有研究表明飼用玉米收獲選在乳熟期至蠟熟期、高丹草在乳熟期刈割較為適合［19-21］，本引種試驗綜合觀察4 個品種的乳熟期的生長情況，定于9 月上中旬進(jìn)行刈割。本試驗根據(jù)文獻(xiàn)和觀察選擇較為合適的刈割時期， 對于引進(jìn)的牧草品種的最適宜刈割時期還有待進(jìn)一步研究。

3.2 引種品種的草產(chǎn)量與營養(yǎng)品質(zhì)

牧草的產(chǎn)量和品質(zhì)是決定種植效益的關(guān)鍵因素。本研究結(jié)果顯示，鮮草產(chǎn)量最高的牧草品種為巨菌草，約為136 t/hm2，這與張欽語等［22］在貴州省畢節(jié)市獲得的巨菌草種植第1 年產(chǎn)量數(shù)據(jù)較為一致，但在南方，越冬后產(chǎn)量還會有大幅度提高，說明菌草在北方的利用價值還未發(fā)揮到最大。 本研究中引種品種的株高與鮮草和干草產(chǎn)量極顯著相關(guān)，2 種豆科牧草品種的株高顯著低于其他10 種禾本科牧草， 相應(yīng)的干草產(chǎn)量也顯著低于禾本科牧草，但粗蛋白含量顯著高于禾本科牧草，粗蛋白產(chǎn)量排名靠前，這與馬春暉等［16］研究一致。 粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量等指標(biāo)是影響牧草營養(yǎng)和經(jīng)濟(jì)價值的重要指標(biāo)，其綜合表現(xiàn)是選擇理想型牧草的重要因素。中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、粗灰分含量越高，牧草采食和消化率低、適口性越差；莖葉比高，葉量不豐富，整體營養(yǎng)和適口性降低［23-25］，因此，在做隸屬函數(shù)分析時將其作為負(fù)向指標(biāo)進(jìn)行處理。 本試驗結(jié)合產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)等各項指標(biāo)利用隸屬函數(shù)分析， 除飼草谷子外， 隸屬函數(shù)值在0.417～0.587，巨菌草得分最高，但2 種豆科牧草的平均得分還是高于其他禾本科牧草的平均得分。

3.3 種植管理方式

各牧草品種除種植方式不同外， 其他管理環(huán)節(jié)大致相同。除菌草品種外，其他牧草品種均用種子播種，相應(yīng)的播種設(shè)備也比較成熟。菌草播種可利用的機(jī)械設(shè)備還不完善，仍需人工種植，另外在毛烏素沙區(qū)菌草無法保留草種以及完成越冬，每年種植仍需從海南省等南方地區(qū)購買增加了成本。由于菌草的多年利用價值潛力較大，所以后續(xù)應(yīng)針對在毛烏素沙區(qū)進(jìn)行菌草越冬保種技術(shù)和機(jī)械化種植技術(shù)研發(fā)。

4 結(jié)論

本研究在毛烏素沙地腹地烏審旗引種了12份牧草品種，其均能完成營養(yǎng)期生長，可作為青貯飼料收獲并得到較高產(chǎn)量。 綜合產(chǎn)量指標(biāo)和營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)，在毛烏素沙地種植巨菌草、一年生草木樨、高丹草品種巨浪具有較大的開發(fā)應(yīng)用價值，適宜推廣。