5個(gè)葦狀羊茅品種在川中丘陵地區(qū)生產(chǎn)性能綜合評(píng)價(jià)

張 帆， 李小梅， 宋 鑫， 張 東， 關(guān) 皓， 張新全， 閆艷紅

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院草業(yè)科學(xué)系， 四川 成都 611130)

葦狀羊茅(FestucaarundinaceSchreb.)是一種重要的多年生牧草，屬禾本科羊茅屬(FestucaL.)，也稱狐茅屬[1]。該牧草是適應(yīng)性最廣泛的植物之一，其抗逆性強(qiáng)、耐瘠薄、抗病性好、再生能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、供青期長(zhǎng)、產(chǎn)量高、適口性好、營(yíng)養(yǎng)豐富且易加工儲(chǔ)藏，被眾多草食動(dòng)物喜食的冷季型牧草[2]，是發(fā)展草業(yè)不可缺少的草種[3]。四川中部丘陵區(qū)土地利用以農(nóng)用地為主，占該地區(qū)土地總面積的86.98%，其中具有開墾潛力的荒草地、葦?shù)亍┩抗灿? 269公頃，占未利用地面積的35.03%[4]。該地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，降水量少，春旱和伏旱嚴(yán)重，坡地面積和坡度變幅較大且利用率較低，丘陵地區(qū)地勢(shì)不適合機(jī)械化的大耕作模式，傳統(tǒng)種植業(yè)不適合在該區(qū)發(fā)展。故在丘陵地區(qū)大多以林業(yè)和畜牧業(yè)為主要經(jīng)營(yíng)對(duì)象[5]，給改造基礎(chǔ)條件、做大產(chǎn)業(yè)規(guī)模、農(nóng)業(yè)機(jī)械化等都提出更高的要求[6]。因地制宜發(fā)展當(dāng)?shù)噩F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，種植適宜的多年生牧草，不僅可為家畜提供優(yōu)良飼草，還節(jié)約農(nóng)村勞動(dòng)力，培肥地力改善生態(tài)環(huán)境[7]。

葦狀羊茅在丘陵地區(qū)人工草地培育中表現(xiàn)良好，能安全越冬和越夏，是建立高產(chǎn)人工草地新興的優(yōu)良草種[8]。周芝昕等[9]在低山丘陵地區(qū)葦狀羊茅單播草地300畝，以及葦狀羊茅與多年生黑麥草、紅三葉、白三葉4種牧草混播草地1萬(wàn)畝，結(jié)果表明，葦狀羊茅耐放牧、再生性好、競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，在混播草地中能與白三葉抗衡，在豆、禾混播草地能長(zhǎng)期保持穩(wěn)定的比例，為目前低山丘陵引種材料中適應(yīng)性最好的禾本科牧草，同時(shí)被推薦為理想的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)草坪草。郭孝和張莉[10]調(diào)查表明，葦狀羊茅在河南省人工草地的培育中表現(xiàn)極佳，是豫西北黃土丘陵，太行山地及豫東平原地區(qū)的主要草種。綜上所述，葦狀羊茅在我國(guó)中部、南部及北部地區(qū)均有很好的適應(yīng)性，無(wú)論作為牧草還是草坪草，都值得推廣利用。然而，葦狀羊茅在四川中部丘陵地區(qū)生產(chǎn)性能的研究少有報(bào)道。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)5個(gè)葦狀羊茅品種在川中丘陵區(qū)的生產(chǎn)性能進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，以期篩選出適合該區(qū)生態(tài)環(huán)境的葦狀羊茅品種，為川中丘陵區(qū)適宜牧草品種的篩選提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為不同需求育種工作的開展及牧草推廣提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概括

試驗(yàn)地位于四川省遂寧市的船山區(qū)河沙鎮(zhèn)和大英縣天保鎮(zhèn)。遂寧市地處四川盆地中部的丘陵低山地區(qū)，介于東經(jīng)105°03′26″～06°59′49″，北緯30°10′50″～31°10′50″之間，地形西北高東南低，呈波狀緩傾，溪溝縱橫。地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，褶皺平緩。地貌類型單一，屬中生代侏羅紀(jì)巖層，經(jīng)流水侵蝕、切割、堆積形成的侵蝕丘陵地貌。丘陵約占全市總面積的70%，海拔高度在300～600 m之間，多年年平均氣溫為16.7～17.4℃，年極端最高氣溫39.5～40.4℃，年均日照1 380小時(shí)，無(wú)霜期297天，年降雨量907～993 mm；森林覆蓋率高達(dá) 33.5%[11]。

表1 試驗(yàn)地基礎(chǔ)理化性狀Table 1 The basic physicochemical properties of the experimental field /g·kg-1

1.2 試驗(yàn)材料

供試5種葦狀羊茅品種均為國(guó)外引進(jìn)品種，分別為‘城堡’(‘Chengbao’)、‘科瑞’(‘Kerui’)、‘馬丁’(‘Martin’) 、‘美食家’(‘Meishijia’)、‘金剛’(‘Jingang’) 。其中金剛為綠草園種業(yè)引進(jìn)，其他均由丹農(nóng)種子公司引進(jìn)。

1.3 試驗(yàn)方法與測(cè)定項(xiàng)目

1.3.1試驗(yàn)設(shè)計(jì) 兩區(qū)試點(diǎn)均采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，5個(gè)品種，4次重復(fù)，共20個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積15 m2(5 m×3 m)，小區(qū)間間距50 cm，走道1 m，四周設(shè)保護(hù)行1 m。其中3個(gè)重復(fù)用于測(cè)定草產(chǎn)量，1個(gè)重復(fù)用于觀察物候期，播種方式采用條播，測(cè)產(chǎn)小區(qū)行距30 cm，播種量為3 g·m-2，物候觀測(cè)小區(qū)行距40 cm，播種量2 g·m-2。

1.3.2測(cè)定項(xiàng)目與方法 生育期 、生長(zhǎng)速度 、干草產(chǎn)量指標(biāo)參考 《草原學(xué)與牧草學(xué)實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》[12]中的方法進(jìn)行測(cè)定，營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定參考張麗英[13]主編的《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)》中的常規(guī)方法進(jìn)行。

生育期觀察：觀察不同品種葦狀羊茅進(jìn)入不同生育期的時(shí)間生長(zhǎng)發(fā)育狀況，記錄出苗期、分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期、開花期、完熟期，均以50%植株進(jìn)入該生育期為準(zhǔn)[14]。

生長(zhǎng)狀況測(cè)定：包括生長(zhǎng)速度、株高和分蘗數(shù)的測(cè)定。在每個(gè)供試材料中選取10株掛牌標(biāo)記，每隔15 d測(cè)量植株自然高度，計(jì)算冬季生長(zhǎng)速度和全生育期平均生長(zhǎng)速度。春季第1次抽穗期測(cè)量株高(從地面至植株最高部位的絕對(duì)高度)，在最后一次割草時(shí)數(shù)取分蘗數(shù)，計(jì)算平均株高和分蘗數(shù)。

干草產(chǎn)量測(cè)定：于抽穗期和成熟期對(duì)每個(gè)小區(qū)進(jìn)行刈割，第1次刈割株高為50 cm，第2次株高為60 cm時(shí)刈割，留茬高度5 cm ，每次刈割后測(cè)定各小區(qū)鮮草產(chǎn)量。再?gòu)拿啃^(qū)隨機(jī)取3～5束草樣，將3個(gè)重復(fù)的草樣混合均勻，取約1 000 g的樣品，剪成3～4 cm長(zhǎng)，編號(hào)稱重。先105℃殺青30 min，然后置于烘箱中，調(diào)至65℃烘72 h，取出放在干燥器中冷卻至常溫稱重，然后再放入烘箱在60～65℃下烘12 h，取出放置室內(nèi)冷卻24 h后稱重，直至兩次稱重之差不超過(guò)2.0 g為止，并計(jì)算干草產(chǎn)量。

營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定：在2016年4月對(duì)兩試點(diǎn)參試品種進(jìn)行第1茬采樣。烘干稱重后將兩試點(diǎn)草樣混合，用粉草機(jī)粉碎，并過(guò)40目篩，裝入密封袋，用于測(cè)定各品質(zhì)指標(biāo)。葦狀羊茅品種莖葉中粗蛋白(crude protein, CP)含量采用凱氏定氮法進(jìn)行測(cè)定[15]，中性洗滌纖維(neutral detergent fiber, NDF)和酸性洗滌纖維(acid detergent fiber, ADF)含量采用范式纖維測(cè)定法測(cè)定[16]，可溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate, WSC)采用蒽酮-硫酸比色法測(cè)定[17]。

1.4 田間管理

管理水平參考國(guó)家區(qū)域試驗(yàn)規(guī)程，試驗(yàn)地選擇土壤肥力均勻，疏松肥沃的地塊，確保1次播種保全苗。試驗(yàn)期間進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹懈?，每次刈割時(shí)留茬5 cm，刈割之后都要追施1次肥料，每次追施的量按照設(shè)定：氮肥150 kg·hm-2，磷肥50 kg·hm-2，鉀肥50 kg·hm-2進(jìn)行追肥。

1.5 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理分析，采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行單因素方差分析[18]，并用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 物候期

由表2可知，5個(gè)葦狀羊茅品種在兩個(gè)試點(diǎn)的物候期和生育期天數(shù)均無(wú)顯著差異，在播種后7～12 d相繼出苗，各參試葦狀羊茅于11月中上旬進(jìn)入分蘗期，次年2月底返青，3月中旬進(jìn)入拔節(jié)期，4月底至5月初進(jìn)入抽穗期、開花期，6月中旬進(jìn)入成熟期，生育期天數(shù)為243～247 d。

表2 5個(gè)葦狀羊茅品種物候期的觀測(cè)(2015—2016)Table 2 Phenological phases of 5 F.arundinace Schreb. varieties in 2015—2016/Month-Day

2.2 植株生長(zhǎng)速度

由表3可見，5個(gè)葦狀羊茅品種的冬季生長(zhǎng)速度和全生育期生長(zhǎng)速度的差異均達(dá)顯著水平(P<0.05)?！迫稹趦稍圏c(diǎn)的冬季平均生長(zhǎng)速度均最快，分別為0.363 cm·d-1和0.355 cm·d-1，‘馬丁’次之，分別為0.345 cm·d-1和0.318 cm·d-1，顯著高于其它品種(P<0.05)。整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)兩試點(diǎn)的平均生長(zhǎng)速度均以‘科瑞’最快，分別為0.567 cm·d-1和0.561 cm·d-1，其次為‘馬丁’，分別為0.512 cm·d-1和0.484 cm·d-1，顯著高于其它各品種(P<0.05)。

表3 5個(gè)葦狀羊茅品種的生長(zhǎng)速度Table 3 Growth rate of the 5 tested F.arundinace Schreb. Varieties/cm·d-1

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同

Note: Values in the same column with different small letters are significant difference at the 0.05 level. The same as below

2.3 株高及分蘗數(shù)

由表4可見，5個(gè)葦狀羊茅品種的株高和分蘗數(shù)的差異均達(dá)顯著水平(P<0.05)?！迫稹趦稍圏c(diǎn)的株高均最高，分別為126.86 cm和121.03 cm，顯著高于其它品種(P<0.05)，其次為‘馬丁’和‘金剛’?！朗臣摇诤由虫?zhèn)的分蘗數(shù)最高，為每株61.40個(gè)，‘科瑞’次之，為每株60.80個(gè)，‘城堡’和‘金剛’的分蘗數(shù)無(wú)顯著性差異，‘馬丁’分蘗數(shù)最低，為每株52.30個(gè)；‘金剛’在天保鎮(zhèn)的分蘗數(shù)最高，為每株62.30個(gè)，‘美食家’次之，為每株57.50個(gè)，‘城堡’分蘗數(shù)最低，為每株39.10個(gè)。

表4 5個(gè)葦狀羊茅品種株高及分蘗數(shù)Table 4 The tiller number and plant height of 5 F.arundinacea Schreb.Varieties

2.4 干草產(chǎn)量

由表5可知，‘科瑞’在兩試點(diǎn)干草產(chǎn)量均最高，總產(chǎn)草量分別為9 458 kg·hm-2和8 227 kg·hm-2，顯著高于其它品種(P<0.05)；其次為‘金剛’，分別為8 275 kg·hm-2和6 685 kg·hm-2，‘馬丁’和‘美食家’的干草產(chǎn)量無(wú)顯著性差異；‘城堡’在兩試點(diǎn)的產(chǎn)量均最低，較科瑞低33.87%和25.97%。

表5 5個(gè)葦狀羊茅品種的干草產(chǎn)量Table 5 The hay yield of 5 F.arundinace Schreb.Varieties/ kg·hm-2

2.5 營(yíng)養(yǎng)成分

由表6可知，5個(gè)葦狀羊茅品種的CP含量、WSC含量和NDF含量和產(chǎn)量均有顯著性差異(P<0.05)。‘美食家’的CP含量最高，為17.23%，其次為‘科瑞’為15.22%，‘馬丁’最低，較‘美食家’低5.21%；WSC含量以‘美食家’最高，為11.72%，其次為‘科瑞’和‘金剛’次之，三者間無(wú)顯著性差異；‘美食家’與‘科瑞’的NDF和ADF含量無(wú)顯著性差異，均顯著低于其他品種。從產(chǎn)草量與各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)綜合分析得出，‘科瑞’的CP產(chǎn)量最高，為1 345 kg·hm-2，其次為‘美食家’和‘金剛’，分別為1 174 kg·hm-2和 1 079 kg·hm-2；‘科瑞’的WSC產(chǎn)量最高，為887 kg·hm-2，其次為‘美食家’和‘金剛’，分別為798 kg·hm-2和793 kg·hm-2；三者的NDF和ADF產(chǎn)量均顯著低于‘城堡’和‘馬丁’，營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)較好具備更高的消化率和更好的適口性。

表6 兩試點(diǎn)5個(gè)葦狀羊茅品種第1茬植株的營(yíng)養(yǎng)成分Table 6 The main nutritional content of the 5 F.arundinacea Schreb. at the first cutting in the two test sites

3 討論與結(jié)論

3.1 生育期和產(chǎn)量

葦狀羊茅的物候期反映了其在一年中生長(zhǎng)發(fā)育的規(guī)律性變化，是葦狀羊茅系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中形成的遺傳特性，受氣象、溫度等環(huán)境因素影響較大[19]。該研究結(jié)果表明，供試的5個(gè)葦狀羊茅品種在遂寧市船山區(qū)河沙鎮(zhèn)和大英縣天保鎮(zhèn)種植均表現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)性，物候期和生育期天數(shù)無(wú)顯著差異。在冬季生長(zhǎng)速度方面，冬季遂寧溫度接近0℃時(shí)，各品種生長(zhǎng)速度較慢但均能安全越冬，具備良好的抗寒性；所有參試葦狀羊茅品種在整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)的平均生長(zhǎng)速度差異顯著(P<0.05)，以‘科瑞’最快，‘馬丁’次之。隨著氣溫的升高,葦狀羊茅生長(zhǎng)速度加快,尤其在抽穗前后生長(zhǎng)最快，揚(yáng)花后生長(zhǎng)又趨于緩慢并能安全越夏，與師尚禮和李錦華[20]對(duì)葦狀羊茅的適應(yīng)性研究結(jié)果相一致。遂寧地區(qū)夏季易高溫干旱,因此能夠順利越夏非常重要。該研究結(jié)果表明,葦狀羊茅抗寒、耐熱和耐干旱,在夏季38℃的高溫下仍能生長(zhǎng)良好，這與蔡曉華[21]在安康地區(qū)對(duì)葦狀羊茅的生長(zhǎng)適應(yīng)性研究和劉玉紅等[22]在紅池壩牧草引種試驗(yàn)研究相一致。

株高是反映葦狀羊茅生長(zhǎng)發(fā)育狀況和產(chǎn)量潛力的重要指標(biāo)之一，植物的株高是由遺傳特性決定的，但也受環(huán)境因素的影響[23]。葦狀羊茅各品種之間由于各自的遺傳特性和生長(zhǎng)發(fā)育階段的差異以及對(duì)環(huán)境條件的反應(yīng)不同，表現(xiàn)出植株生長(zhǎng)速度的差異[24-25]，‘科瑞’的株高顯著高于其它品種(P<0.05)，‘馬丁’其次，‘美食家’和‘金剛’差異不顯著；由于兩試點(diǎn)的地勢(shì)差異，河沙鎮(zhèn)參試葦狀羊茅植株普遍高于天保鎮(zhèn)參試葦狀羊茅品種(P<0.05)。產(chǎn)草量與牧草的株高正相關(guān)，產(chǎn)草量是評(píng)定一個(gè)牧草品種優(yōu)劣的重要標(biāo)準(zhǔn)。不同的產(chǎn)草量特性可以反映不同品種的生產(chǎn)性能及適應(yīng)性[26]。研究結(jié)果表明，‘科瑞’在兩個(gè)試驗(yàn)地的草產(chǎn)量均高于其它品種(P<0.05)，其次為‘金剛’。孫萬(wàn)斌[27]指出株高通常與牧草的產(chǎn)量呈正相關(guān)，相對(duì)而言株高越高，通常具有的生產(chǎn)潛力越大，與本試驗(yàn)研究結(jié)果相似。從兩個(gè)試點(diǎn)牧草產(chǎn)量來(lái)看，船山區(qū)河沙鎮(zhèn)的供試品種第二茬草產(chǎn)量普遍高于大英縣天保鎮(zhèn)的供試品種第二茬草產(chǎn)量，這由于兩個(gè)試點(diǎn)地勢(shì)存在一定的差異，河沙鎮(zhèn)試點(diǎn)地勢(shì)平坦，天保鎮(zhèn)試點(diǎn)呈坡地，肥料下流導(dǎo)致坡上坡下牧草長(zhǎng)勢(shì)不均勻，影響草產(chǎn)量和其它生長(zhǎng)表型。與楊盛婷等[28]在鴨茅上和衣蘭智等[29]在紫花苜蓿上的研究結(jié)果相似，說(shuō)明外界環(huán)境對(duì)葦狀羊茅的生長(zhǎng)狀況影響較大。環(huán)境因子與葦狀羊茅草產(chǎn)量的互作關(guān)系是今后研究的一個(gè)重要內(nèi)容。

3.2 供試葦狀羊茅品種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

營(yíng)養(yǎng)價(jià)值作為評(píng)價(jià)牧草利用價(jià)值高低的主要指標(biāo)之一，是牧草質(zhì)量的重要組成部分[30-31]。從葦狀羊茅品種在兩試點(diǎn)的總產(chǎn)草量與各主要營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)綜合分析得出，各參試品種相互差異顯著(P<0.05)，‘科瑞’的CP和WSC產(chǎn)量高；‘美食家’NDF和ADF產(chǎn)量較低，其次為‘科瑞’，說(shuō)明二者具備更高的消化率和更好的適口性。易顯鳳[32]等對(duì)3種葦狀羊茅在廣西的適應(yīng)性試驗(yàn)研究得出參試葦狀羊茅營(yíng)養(yǎng)豐富，草質(zhì)柔軟、適口性好。綜上所述，‘科瑞’和‘金剛’產(chǎn)量高、適應(yīng)性強(qiáng)，具備很好的豐產(chǎn)能力，‘美食家’CP產(chǎn)量最高，NDF和ADF產(chǎn)量低，生長(zhǎng)能力強(qiáng)，再生性好，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高。因此，‘科瑞’、‘金剛’和‘美食家’可作為川中丘陵地區(qū)或同類生態(tài)區(qū)域的多年生優(yōu)質(zhì)牧草。