滇西翅果菊的饲用潜力评价

2019-03-15 05:56李世平张美艳罗在仁薛世明黄梅芬侯洁琼吴文荣欧阳青
草业科学 2019年2期
关键词:滇西饲草牧草

李世平,张美艳,罗在仁,薛世明,黄梅芬,侯洁琼,吴文荣,欧阳青,钟 声

(1. 云南省草地动物科学研究院,云南 昆明 650212;2. 盈江县畜牧站,云南 德宏 679300)

草种质资源是经过自然选择和人工培育获得的重要植物资源,我国拥有十分丰富的乡土草种质资源。优良乡土草种质既是现代草牧业生产、草地生态建设和新品种选育的重要物质基础,也是解决我国牧草品种资源不足和帮助农牧民脱贫的重要途径[1-3]。据前期的牧草种质资源调查工作已知,我国被子植物中可饲用野生牧草资源有6 262种,分属177科1 391属,其中等级为优和良的牧草共计1 165种[4]。云南地处我国西南边陲,气候类型多样,包括北热带、北亚热带、南亚热带、暖温带等7个气候带,草地类型多样,孕育了丰富多样的草种质资源,是我国乡土草种质资源较为丰富的省份之一,具有发展草牧业的潜在条件[5-8]。据调查,云南拥有3 200多种草种质资源,其中禾本科有370 种,豆科有280 种,占到全国已知可饲用植物种质资源的 50% 以上[7, 9]。

据统计,近10年(2007-2017年)全国审定登记草品种196个,其中地方品种18个,野生栽培种60个,分别占总登记草品种的9.2%和30.6%[10],且每年约有40%的草种需要从国外进口,我国育成的牧草品种数量上的不足将会是导致我国在牧草相关贸易竞争中处于不利地位的主要原因之一[11-12]。草种业的形势十分紧迫,因此,加强草种质资源的鉴定和评价工作,特别是加快优良乡土草种质资源的驯化选育是缓解草种进口压力,提升优良草种供给能力和促进草牧业健康发展的重要途径[1, 9, 13-15]。

据报道,云南德宏傣族景颇族自治州具有丰富多样的野生饲用植物草种质,其中禾本科有145种,豆科有102种,菊科有103种[16]。云南省近10年国家审定登记品种仅有23个,其中野生栽培种和地方品种仅有8个,所占比重较小[10]。今后需进一步加强对优异乡土草种质资源的选育驯化工作,让这些优异的乡土草种质在我国的草地生态建设和草牧业可持续发展中发挥重要作用。

滇西翅果菊 (Pterocypsela indica ‘Dianxi’)是菊科翅果菊属的一年生草本植物,是云南德宏傣族景颇族自治州当地长期栽培利用的优良地方草种质资源。该草种质常被农户用于季节性闲置耕地的粮(果)草间作、套作和轮作,但其饲用潜力并不清楚。为科学评价该乡土草种质的饲用潜力和栽培利用前景,本研究以蒙早苦荬菜(Lactuca indica ‘Mengzao’)为对照,开展连续两个生产周期的品种比较试验,以期为该优良草种质的进一步推广利用提供科学依据,从而有效利用云南季节性闲置耕地、缓解草畜季节矛盾。

1 材料与方法

1.1 材料来源

滇西翅果菊和蒙早苦荬菜,其中蒙早苦荬菜为对照品种,由内蒙古农业大学提供,是1989年国家草品种审定委员会审定的育成品种,该品种已在云南进行多年的推广利用。滇西翅果菊采自云南德宏傣族景颇族自治州盈江县,与蒙早苦荬菜同为菊科饲草。

1.2 试验地概况

德宏傣族景颇族自治州盈江县地处云南西部地区,地理坐标为 97°31′- 98°15′ E,24°24′- 25°20′N。属低纬度南亚热带地区,自然气候优越,温热湿润,雨量充沛,日照长,霜期短。年均降水量1 500 mm,其中70%的降水量集中在6-8月。年均气温18~21 ℃,极端最高温36~37 ℃,极端最低温-1.2 ℃,最冷月(1月)平均气温11.8 ℃,最热月(8月)平均气温23.8 ℃。试验地海拔880 m,试验土壤 0-20 cm 土壤有机质含量 22.41 g·kg-1,全氮含量 1.24 g·kg-1,全磷含量 0.32 g·kg-1,全钾含量18.57 g·kg-1,速效氮含量 139.5 mg·kg-1,速效磷含量 27.6 mg·kg-1,速效钾含量 93 mg·kg-1,土壤 pH 5.51。

1.3 试验方法

试验连续进行两个生产周期观测。试验小区随机排列,小区面积 3 m × 5 m = 15 m2,试验地四周设1 m保护行。每个供试品种4次重复,其中1个重复用于生长发育及结实性观测,其他3个重复用于饲草产量测定。采用育苗移栽,株间距20 cm,行间距30 cm。试验地采用全翻耕整地,每个小区施农家肥50 kg作基肥,试验期间不进行追肥和灌溉处理。移栽后进行苗期和中耕除杂,对缺苗及时补栽。

1.4 观测指标

1.4.1 物候期

每周观测一次,以50%的植株出现该物候时为准。

1.4.2 饲草产量和再生产量测定

刈割测产时间(1月10日-5月10日),采用全测产(整个小区),留茬高度5 cm,第一次刈割在1月10日,之后每月10日进行刈割测产。先测定鲜草产量,再随机取鲜样1 000 g进行茎叶分离,测定茎叶比(鲜重),并将分离的茎、叶置于65 ℃烘箱,烘至恒重,测定茎叶比(干重)。另取鲜样500 g,置于65 ℃烘箱中,烘至恒重,测定干重。

1.4.3 营养品质测定

取第一次刈割和种子成熟后的植株样品,在65 ℃下烘干,将样品粉碎,装入自封袋中用于测定干物质 (dry matter, DM)、粗蛋白 (crude protein, CP)、粗脂肪 (ether extract, EE)、无氮浸出物 (nitrogen free extract, NFE)、粗纤维 (crude fiber, CF)、中性洗涤纤维 (neutral detergent fiber, NDF)、酸性洗涤纤维 (acid detergent fiber, ADF)、 灰 分 (crude ash, CA)、 钙(Ca)和磷(P),采用常规养分测定方法进行测定[16]。

1.4.4 发芽率和千粒重

发芽率:取净种子50粒,纸上发芽,4次重复。发芽床湿润后5 ℃预冷7 d,再放入20 ℃光照培养箱内,每天光照8 h,黑暗16 h。分别在第5天和第12天进行初次和末次计数,统计正常发芽的种苗数,计算正常发芽种苗所占百分率[17]。

千粒重:从经过脱粒、清选的净种子数中随机选取200粒种子称量,设8次重复,计算平均质量后乘以5[18]。

1.5 统计分析

利用SPSS 20.0 统计软件进行方差分析,多重比较采用 Duncan 法 (P = 0.05,P = 0.01),用 Origin Pro 9.0 软件作图。

2 结果与分析

2.1 供试牧草品种的生育期比较

两个品种苗期区别明显,其中,滇西翅果菊叶为全缘,蒙早苦荬菜叶为羽状深裂(图1)。滇西翅果菊与蒙早苦荬菜播种至出苗时间一致(表1),滇西翅果菊抽苔期比蒙早苦荬菜平均晚4 d,始花期晚13 d,盛花期晚5 d。蒙早苦荬菜种子不能成熟。滇西翅果菊的全生育期202~206 d,种子结实性好,两年平均种子产量94.75 kg·hm-2,种子千粒重1.185 g,发芽率 93.5%。

2.2 饲草产量

滇西翅果菊一个生产周期内可刈割5次,鲜草总产量平均达 62.6 t·hm-2,干物质产量 8.48 t·hm-2,极显著高于对照品种(P<0.01)(表2)。对照品种蒙早苦荬菜一个生产周期内仅能刈割3次,鲜草产量 19.3 t·hm-2,干物质产量 2.38 t·hm-2。每个生长周期,第一次刈割的滇西翅果菊的干草和鲜草产量与对照蒙早苦荬菜差异不显著(P > 0.05);而刈割第2次和第3次时,滇西翅果菊的鲜草和干物质产量均极显著高于蒙早苦荬菜(P<0.01)。两个生产周期内,滇西翅果菊平均年干草产量和鲜草产量均极显著高于蒙早苦荬菜(P<0.01),分别是蒙早苦荬菜的3.56倍和3.24倍。表明,滇西翅果菊的饲草产量显著优于蒙早苦荬菜。

图1 滇西翅果菊(左)与蒙早苦荬菜(右)营养期形态特征差异Figure 1 Differences in morphological characteristics between ‘Dianxi’ (left) and ‘Mengzao’ (right) during the vegetative period

表1 两个牧草的物候期和种子产量Table 1 Growth period and seed yield of two varieties

表2 两个品种连续两个生产周期的饲草产量Table 2 Forage yield of two varieties in two continuous growth cycle

2.3 饲草品质

2.3.1 茎叶比

滇西翅果菊除第5次刈割茎秆所占比例高于叶片之外(表3),其余4次刈割的茎叶比均是叶片所占比例均远高于茎秆所占比例,说明滇西翅果菊在整个生产周期内多次刈割均能保持较丰富的叶量。与蒙早苦荬菜相比,前3次刈割滇西翅果菊的叶量均较蒙早苦荬菜丰富。

表3 两个品种的茎叶比Table 3 The ratio of stem and leaves of two varieties

2.3.2 营养品质

营养期两个品种营养品质较为接近,粗蛋白含量均超过21%(表4),粗纤维含量均不足15%,即两个品种均有较高的营养价值。由于蒙早苦荬菜不能正常结实(表1),故果后期只采样分析了滇西翅果菊一个品种,结果表明,滇西翅果菊进入果后期的粗蛋白含量仍可高达11.75%,粗纤维含量39.52%,其营养价值明显优于德宏当地主栽热带禾本科牧草营养期的营养价值。

表4 两个品种的营养品质Table 4 Nutrition composition of two varieties in the experiment

2.4 饲草均衡供应性

两个品种连续两个生产周期各次刈割的饲草日平均生长速率如图2所示。滇西翅果菊第1次刈割(1月10日)日平均生长速率略高于蒙早苦荬菜,其第2次(2月10日)及以后各次刈割饲草日均生长速率均显著高于蒙早苦荬菜(P<0.05)。从饲草供应均衡性角度分析,滇西翅果菊第1次刈割和最后一次刈割的饲草日平均生长速率较低,生长旺盛时期的第2、第3和第4次刈割日平均生长速率相近;蒙早苦荬菜3次刈割日平均生长速率相近,均保持较低的生长速率。即从日平均生长速率角度分析,两个品种在生产周期内多次刈割时均没有明显的生长高峰期,即饲草均衡供应性均较好。此外,滇西翅果菊第5次刈割日平均生长速率远低于前几次刈割,说明第4次刈割(4月10日)以后当地自然气候条件已不太适合滇西翅果菊生长。即从耕地填闲种植或草田轮作,兼顾饲草产量和后作生产角度考虑,滇西翅果菊在盈江当地以1月初刈割利用至4月上中旬为宜。该时间段与蒙早苦荬菜在盈江当地的生长时间(10月初播种,次年4月上旬生长利用结束)较为一致。

图2 两个草品种不同刈割次数的日平均生长速度Figure 2 The average growth speed per day of two varieties under different cutting times

3 讨论

野生草种质是植物育种的重要物质基础,乡土草的驯化选育是解决我国草品种短缺的捷径之一[1, 19]。草种质资源的营养品质是评价草种质饲用潜力的重要指标之一,尤其是粗蛋白和粗纤维含量等指标,是评价草种质饲用品质的关键指标[20-22]。粗蛋白含量较高,表明营养价值较高。本研究中,滇西翅果菊营养期的粗蛋白含量达21.46%,略高于豆科牧草落花生(Arachis hypogaea)的粗蛋白含量[21],高于山蚂蝗属部分草种质的粗蛋白含量[23-24]。滇西翅果菊进入果后期粗蛋白有所下降,达11.75%,但仍高于西双版纳地区禾本科牧草成熟期的粗蛋白含量,其中弓果黍(Cyrtococcum patens)10.93%、类芦(Neyraudia reynaudiana)7.62%、大黍(Panicum maximum)7.06%、薏苡(Coix lacryma-jobi)7.00%、光高粱(Sorghum nitidum)4.07%和扭黄茅(Heteropogon contortus)3.82%[25]。报道得出,较高的粗纤维含量可能会影响饲草的适口性[26],本研究中的滇西翅果菊粗纤维含量为14.35%~39.52%,略高于豆科牧草落花生[21](19.56%~22.33%)和禾本科五节芒(Miscanthus floridulus)33.10%、糙野青茅(Deyeuxia scabrescens)35.30%、大黍 33.63%、薏苡 32.00%、鼠尾粟(Sporobolus fertilis)30.49%、皱叶狗尾草(Setaria plicata)39.00%、狗牙根(Cynodon dactylon)26.83%;低于禾本科光高粱43.57%、芒(Miscanthus sinensis)45.29%、扭黄茅46.87%[25],这表明滇西翅果菊具有较好的适口性。

茎叶比是评价牧草营养品质的重要指标之一,在同等条件下,茎叶比越小,表明叶量较为丰富,适口性也会更好[27]。对15个苦荬菜新品种(系)在川西南地区的农艺性状评价得出,川引1号、品系L5-4的茎叶比分别为0.55和0.52[28]。对波叶山蚂蝗(Desmodium sequax)、喜马拉雅葛藤(Pueraria thomsonii)、多花木兰(Indigofera amblyatha)和圆叶舞草(Codariocalyx gyroides)等10种优良豆科饲用灌木的营养价值进行评定研究表明,波叶山蚂蝗、喜马拉雅葛藤和多花木兰的茎叶比分别为0.452、0.556和1.136,粗蛋白分别为18.47%、18.27%和20.33%[29]。在广西进行4种豆科灌木饲料营养评价研究得出,圆叶舞草、山毛豆(Tephrosia candida)、多花木兰、木豆(Cajanus indica)生长第一年的茎叶比分别为0.595、0.588、0.926和0.893[30]。本研究中,滇西翅果菊前4次刈割的茎叶比在0.197~0.376,而滇西翅果菊第5次刈割的茎叶比为1.282,5次刈割的茎叶比平均为0.502,较川引1号苦荬菜、喜马拉雅葛藤、圆叶舞草、山毛豆、多花木兰等的茎叶比小,与波叶山蚂蝗的茎叶比较为接近。综合粗蛋白、粗纤维和茎叶比等指标,表明滇西翅果菊具有较高的饲用潜力。

云南种质资源多样,具有发展高效草牧业的优势条件[5-8],但由于冬春季干旱降水少,饲草产量较低,饲草存在全年供应不均衡的问题,且蛋白饲草供应不足[31]。本研究中的滇西翅果菊播种期在10月份,次年4月份进入成熟期,1个生长周期可刈割利用5次,正可以解决云南热区饲草全年供应均衡的问题,可作为冬闲田和草田轮作的优选草种。

4 结论

本研究对乡土草种质滇西翅果菊的生育期、饲草产量、饲草均衡供应性进行观测,并对其茎叶比、营养品质进行测定,以评价其在云南热区的饲用潜力,结果表明滇西翅果菊在云南德宏州等热区有很好的适应性,全生育期202~206 d,种子结实性能好,平均种子产量为94.75 kg·hm-2;其连续两个生产周期内的饲草产量均显著高于对照品种蒙早苦荬菜(P<0.05),其年均干草产量是蒙早苦荬菜的3.56倍,一个生产周期内可多次刈割利用,且再生性和饲草均衡供应性均较好,营养价值高,该生长期的粗蛋白含量高达21.46%,表明滇西翅果菊在云南热区乃至南方热区草地建植和草地改良中具有较大的开发利用前景。

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