高寒區(qū)不同豇豆品種生長特性及飼用品質(zhì)研究

馮鈺 邢寶龍

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)高寒區(qū)作物研究所，037008，山西大同）

豇豆[Vigna unguiculata（Linn.）Walp.]為豆科豇豆屬一年生草本植物，廣泛分布于熱帶及亞熱帶地區(qū)，公元前1000年由野生豇豆馴化而成，作為糧食和飼料作物廣泛種植，現(xiàn)已成為熱帶及亞熱帶地區(qū)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中不可或缺的一部分[1]，其豆莢經(jīng)常作為蔬菜食用，籽粒中蛋白質(zhì)（20.5%～31.7%）和碳水化合物（56%～67%）含量豐富[2]，具有多種必需氨基酸[3]。豇豆植株富含多種維生素及微量元素，可增強(qiáng)免疫系統(tǒng)，提高機(jī)體免疫力[4-5]。豇豆具有十分高效的固氮能力，可有效改善種植區(qū)土壤肥力[6]。在豆類抗氧化能力方面，豇豆具有較高的過氧化氫清除能力[7]。

同時(shí)，豇豆在家畜飼料中具有舉足輕重的地位。Corea等[8]研究表明，飼料中添加豇豆可以增加奶牛干物質(zhì)采食量比值，顯著提高干物質(zhì)、有機(jī)物、粗蛋白和中性洗滌纖維總消化率，有效降低飼料成本，提高收益。Ayan等[9]研究表明，盡管一些豇豆品種不是飼草專用型的，但從其產(chǎn)量和品質(zhì)來看，均可作為重要的牧草作物，并且可以在牧草產(chǎn)量很低的夏秋季節(jié)通過割草或放牧來填補(bǔ)牧草缺口。目前，國內(nèi)有關(guān)豇豆的研究多為品種選育[10]和引種栽培等[11-13]，對高寒區(qū)種植豇豆的研究也非飼用方面，故本試驗(yàn)以豇豆為試驗(yàn)對象，探究其生育期、生長性狀及飼用養(yǎng)分品質(zhì)，為豇豆高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和飼用價(jià)值方面提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況與試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2019年山西農(nóng)業(yè)大學(xué)高寒區(qū)作物研究所試驗(yàn)基地進(jìn)行，試驗(yàn)地為鹽堿地，沙壤土，前茬種植黍子，肥力中等。海拔1500m，年均氣溫6.4℃，最高氣溫21.9℃，歷年極端最低氣溫-30.3℃，2019年5月10日機(jī)械整地，翻地深30cm。試驗(yàn)豇豆品種9個(gè)，以當(dāng)?shù)胤N植的品豇dt2018-6為對照組，其余8個(gè)品種均由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)高寒區(qū)作物研究所命名并提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)小區(qū)面積10m2，每個(gè)小區(qū)種4行，行距40cm，株距30cm，人工播種，每行留苗34株，每個(gè)小區(qū)留苗136株，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次。施用氮磷鉀復(fù)合肥3000kg/hm2，5月18日播種，6月8日間苗，6月14日定苗。中耕除草3次：第1次6月15日，第2次7月8日，第3次7月25日。7月20日追施尿素75kg/hm2。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 生育期 分別記錄播種、出苗、分枝、現(xiàn)蕾、初花、結(jié)莢和成熟日期。

1.3.2 田間出苗率 出苗10d后記錄小區(qū)苗數(shù)，計(jì)算田間出苗率。

1.3.3 指標(biāo)測定 在試驗(yàn)小區(qū)去除邊行，以“Z”字型連續(xù)挖取10株，測定生長狀況，用卷尺測量株高和莢長，記錄主莖分枝數(shù)和節(jié)數(shù)、莢數(shù)和莢粒數(shù)。分別在供試品種的幼苗期、抽蔓期和結(jié)莢期取樣，稱重法測定鮮重并計(jì)算鮮草產(chǎn)量，烘干法測定干重，計(jì)算干物質(zhì)含量和鮮干比，干草產(chǎn)量由鮮草產(chǎn)量和鮮干比計(jì)算得出。

1.3.4 養(yǎng)分測定 現(xiàn)蕾期、結(jié)莢期和成熟期分別取樣烘干，過40目篩，測定粗蛋白、粗脂肪、粗灰分（Ash）、酸性洗滌纖維（ADF）、中性洗滌纖維（NDF）和可溶性碳水化合物（WSC）含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS進(jìn)行單因素方差分析，采用鄧肯法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種豇豆生育期比較

田間試驗(yàn)結(jié)果（表1）表明，試驗(yàn)所選豇豆品種均能完成生育過程，供試品種從出苗到現(xiàn)蕾平均47d，從出苗到成熟平均98d，生育天數(shù)最短的為品豇dt2018-6，最長的為品豇dt2018-10。出苗最早的為JD-01，最晚的為品豇dt2018-10。從播種到分枝平均33d，最長44d，最短21d；分枝到現(xiàn)蕾平均25d，最短13d，最長34d；結(jié)莢到成熟平均25d，最短17d，最長32d。

表1 不同品種豇豆生育期比較Table 1 Comparison of growth period of different varieties of cowpea 月-日 month-day

2.2 不同品種豇豆田間出苗率和苗數(shù)比較

由圖1可知，不同品種豇豆田間出苗率和苗數(shù)均存在顯著差異，最高為品豇dt2018-9，出苗率達(dá)92.3%，顯著高于對照組（P＜0.05），最低為品豇dt2018-8，為47.6%。平均出苗率為67.6%，出苗率在85%以上的有品豇dt2018-9和JD-02，二者無顯著差異。苗數(shù)為134.3萬～191.1萬/hm2，品豇dt2018-9、JD-01、品豇dt2018-13、JD-02、品豇dt2018-10與對照組差異顯著（P＜0.05），品豇dt2018-7、品豇dt2018-5與對照組之間存在差異但不顯著，品豇dt2018-8與對照組苗數(shù)無顯著差異。

圖1 田間出苗率與苗數(shù)Fig.1 Field emergence rate and number of seedlings

2.3 不同品種豇豆植株長勢和豆莢性狀比較

對不同品種豇豆測定其長勢和豆莢性狀（表2）發(fā)現(xiàn)，不同品種豇豆間株高、主莖節(jié)數(shù)和單株莢數(shù)存在顯著差異（P＜0.05）。株高方面，品豇dt2018-5、品豇dt2018-9、品豇dt2018-8和品豇dt2018-10均顯著高于對照組，其中株高最高的品種為品豇dt2018-5，其余品種均顯著低于對照組（P＜0.05）。主莖節(jié)數(shù)方面，除JD-02、品豇dt2018-10和對照組三者之間存在顯著差異（P＜0.05）外，其他品種間差異不顯著。不同品種間單株莢數(shù)也不同，單株莢數(shù)最多的為品豇dt2018-5，其次為JD-02，二者存在差異但不顯著，但品豇dt2018-5與對照組間存在顯著差異（P＜0.05）；單株莢數(shù)最少的為品豇dt2018-10，與對照組之間無顯著差異。主莖分枝數(shù)、莢長、莢粒數(shù)與百粒重各品種間無差異。

表2 不同品種豇豆株高與豆莢性狀Table 2 Plant height and pod traits of different varieties of cowpea

2.4 不同生育期干草產(chǎn)量及鮮草產(chǎn)量

由表3可知，幼苗期、抽蔓期和結(jié)莢期不同品種間的鮮草和干草產(chǎn)量差異顯著（P＜0.05）。幼苗期品豇dt201018-5干草和鮮草產(chǎn)量均最高，分別為174和1321kg/hm2，分別比對照組高89.1%和79.5%，品豇dt2018-10干草產(chǎn)量和鮮草產(chǎn)量均最低，分別為43和313kg/hm2，與其他8個(gè)品種存在顯著差異（P＜0.05）。鮮干比品種間差異顯著（P＜0.05），JD-01最高，為8.96，dt2018-5鮮干比為7.58，低于對照但差異不顯著（P＞0.05）。

表3 不同生育期干草產(chǎn)量及鮮草產(chǎn)量Table 3 Hay yield and fresh yield in different growth periods kg/hm2

抽蔓期品豇dt2018-7的干草產(chǎn)量最高，達(dá)372kg/hm2，比對照組增加113.8%，其次為品豇dt2018-5，產(chǎn)量343kg/hm2，與對照組差異顯著（P＜0.05）。品豇dt2018-5鮮草產(chǎn)量最高，達(dá)2343kg/hm2，其次為dt2018-7，產(chǎn)量2305kg/hm2，二者間無顯著差異。抽蔓期干草和鮮草產(chǎn)量最低的均為品豇dt-2018-10，與其他8個(gè)品種差異顯著（P＜0.05）。品豇dt2018-8和JD-02鮮干比最高，二者無顯著差異。

結(jié)莢期以品豇dt2018-5干草和鮮草產(chǎn)量最高，分別達(dá)到496和2661kg/hm2，分別比對照高142.0%和111.2%，但品豇dt2018-5的鮮干比顯著低于對照組（P＜0.05）。干草和鮮草產(chǎn)量最低的均為品豇dt-2018-10，分別為156和921kg/hm2，與對照組差異顯著（P＜0.05）。

2.5 不同生育期養(yǎng)分分析

對高寒區(qū)種植的9個(gè)品種豇豆養(yǎng)分分析（表4）可知，在現(xiàn)蕾期、結(jié)莢期和成熟期3個(gè)生育期間，9個(gè)豇豆品種養(yǎng)分平均占比存在顯著差異（P＜0.05）。其中NDF、WSC和粗脂肪含量呈增長態(tài)勢，結(jié)莢期比現(xiàn)蕾期分別增加11.1%、20.3%和15.4%；成熟期比結(jié)莢期分別增加22.3%、4.2%和33.3%。粗蛋白和NDF含量成熟期與現(xiàn)蕾期、結(jié)莢期存在顯著差異（P＜0.05），而現(xiàn)蕾期與結(jié)莢期無顯著差異；WSC和粗脂肪含量中，3個(gè)生育期之間無顯著差異。干物質(zhì)、ADF和粗灰分含量在3個(gè)生育期間無顯著差異，其中干物質(zhì)和粗灰分含量變化為先增加后減少的趨勢，ADF含量為先減少再增加的趨勢。

表4 不同生育期養(yǎng)分分析Table 4 Nutrition constituent in different growth periods %

豇豆作為飼料的最佳收獲時(shí)間為結(jié)莢期，對其養(yǎng)分含量分析表明，粗蛋白和干物質(zhì)含量最高的豇豆品種為JD-01，分別比對照組高22.6和18.9個(gè)百分點(diǎn)。干物質(zhì)和粗蛋白含量最低的為品豇dt2018-10，分別比對照組低8.1和5.3個(gè)百分點(diǎn)。粗脂肪含量排序?yàn)槠肤鴇t2018-8＞品豇dt2018-5＞品豇dt2018-13、品豇dt2018-9＞品豇dt2018-10＞品豇dt2018-7、JD-01＞品豇dt2018-6＞JD-02。對照組ADF含量最高，比其他品種高0.4～16.5個(gè)百分點(diǎn)，最低為JD-01，品豇dt2018-10 NDF含量最高，比其他品種高13.1～44.1個(gè)百分點(diǎn)，最低為JD-01。品豇dt2018-7、JD-01和品豇dt2018-8 WSC含量均高于對照組，分別高2.2、6.7和2.6個(gè)百分點(diǎn)，品豇dt2018-9、品豇dt2018-5、品豇dt2018-13、JD-02和品豇dt2018-10低于對照組，分別低3.5、1.9、3.1、3.9和24.8個(gè)百分點(diǎn)。除品豇dt2018-7和JD-01粗灰分低于對照組外，其他品種均高于對照組。

3 討論

供試豇豆因品種不同，生長天數(shù)也存在差異，豇豆種植平均33d進(jìn)入分枝期，在高寒牧區(qū)，家畜飼料大多以燕麥和青貯玉米為主，且一般在8月中下旬收獲，而豇豆從種植開始約1個(gè)月（6月上旬）即可進(jìn)行刈割，可彌補(bǔ)春末夏初時(shí)飼料短缺的狀況。

在株高與豆莢性狀中，不同品種基因型不同，表型也不同，但豇豆的株型與結(jié)莢位置在不同環(huán)境下表現(xiàn)較為穩(wěn)定，而株高、莢長及粒重因環(huán)境的影響變化較大[1]，本試驗(yàn)選高寒區(qū)為種植地，對不同品種的豇豆株高與豆莢性狀分析發(fā)現(xiàn)，9個(gè)品種中株高、主莖節(jié)數(shù)和單株莢數(shù)存在差異，而莢長與百粒重之間無顯著差異。株高方面，品豇dt2018-5株高最高，其次為品豇dt2018-8。主莖節(jié)數(shù)多，則植株細(xì)胞的分裂能力較強(qiáng)，能更好地適應(yīng)環(huán)境，供試品種中主莖節(jié)數(shù)最多的為JD-02，且與品豇dt2018-9、品豇dt2018-5、JD-01、品豇dt2018-13和品豇dt2018-8間無顯著差異。單株莢數(shù)是單株產(chǎn)量大小的重要影響因子[14]，單株莢數(shù)最多的品種為品豇dt2018-5，且與品豇dt2018-9、品豇dt2018-13和JD-02間無顯著差異。就植株的生長性狀而言，品豇dt2018-5、品豇dt2018-8和JD-02在高寒區(qū)種植表現(xiàn)優(yōu)良。結(jié)合豇豆產(chǎn)量來看，不同品種不同生育期鮮、干產(chǎn)量之間也存在差異，隨著生育期的發(fā)展，不同品種不論干草產(chǎn)量還是鮮草產(chǎn)量均為逐漸增加趨勢，在開花結(jié)莢期產(chǎn)量達(dá)到最大，故作為飼料收獲應(yīng)選在結(jié)莢期，這與李春燕等[15]的研究結(jié)果相一致。但綜合趨勢來看，干草產(chǎn)量中JD-01的增長趨勢更明顯，鮮草產(chǎn)量中JD-02的增長趨勢更明顯。就產(chǎn)量來看，干草和鮮草產(chǎn)量最高的均是JD-01。

對不同品種豇豆的營養(yǎng)分析表明，在結(jié)莢期干物質(zhì)含量最高，但與成熟期和現(xiàn)蕾期無顯著差異。而結(jié)莢期的粗灰分含量略高于現(xiàn)蕾期和成熟期，粗灰分含量高，一方面可能由于取樣時(shí)無法將附著于根上的泥土清理干凈，從而導(dǎo)致一定誤差存在；另一方面可能由于高寒地區(qū)的光照、溫度和水分等環(huán)境因子影響，從而導(dǎo)致豇豆品質(zhì)存在差異。在供試品種中，JD-01在干物質(zhì)與粗灰分方面表現(xiàn)最優(yōu)。飼料粗蛋白含量高，能更好地為家畜提供營養(yǎng)，有研究[3]表明，豇豆蛋白在體外具有與大豆蛋白相似的消化率，相比現(xiàn)蕾期和成熟期，結(jié)莢期豇豆粗蛋白含量最高，且本試驗(yàn)測定豇豆的粗蛋白含量在其他豇豆品種測定值范圍內(nèi)[16]。其中，JD-01、品豇dt2018-5和品豇dt2018-7粗蛋白含量較高。ADF和NDF含量高低直接影響飼料的可利用率和適口性，本試驗(yàn)中，ADF含量在不同生育期無顯著差異，而NDF含量隨生育期增長而不同，在成熟期差異顯著（P＜0.05），這是因?yàn)殡S著豇豆植株的成熟，木質(zhì)化逐漸嚴(yán)重而導(dǎo)致。其中，JD-01的ADF和NDF含量最低。隨生育期推移，豇豆粗脂肪與WSC含量占比增加，但差異不顯著，可能因?yàn)殡S著豇豆植株的生長，更多的物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)移，并且一部分轉(zhuǎn)化為脂肪，碳水化合物也進(jìn)一步積累，為籽粒的成熟作準(zhǔn)備，品豇dt2018-5的粗脂肪含量高于其他品種，JD-01的WSC含量高于其他品種。

4 結(jié)論

綜上所述，試驗(yàn)品種在高寒區(qū)種植均能完成生育期，且作為飼草種植最佳收獲期為結(jié)莢期。其中以品豇dt2018-5、JD-01和品豇dt2018-9在飼用品質(zhì)與產(chǎn)量方面表現(xiàn)良好，故這3個(gè)品種可作為該地區(qū)優(yōu)質(zhì)豇豆推廣品種。