元謀干熱河谷豆科牧草的引種試驗

龍會英,張 德,朱紅業,金 杰,史亮濤,張明忠

(1.云南省農業科學院熱區生態農業研究所，云南 元謀 651300；2.云南省農業科學院科研管理處，云南 昆明 650231)

氣候干熱和土壤嚴重退化是元謀干熱河谷區的主要特點。該區降水與光熱失調，水分蒸發量為降水量的6倍。植被為南亞熱帶樹灌草叢，優勢草為扭黃茅(Heteropogoncontortus)和孔穎草(Bothriochloapertusa)。長期過度放牧以及自然環境自身的脆弱性等因素致使自然草被退化加劇，水土流失頻繁發生且日趨嚴重，植被難以恢復，嚴重制約了元謀乃至整個長江流域的可持續發展。草地植物是組成草地的物質基礎，是發展畜牧業的重要資源和培育草地良種的基因庫，也是草地生態環境最直觀的表現。禾本科草和灌木資源是元謀干熱河谷的主要自然覆蓋植被[1]，在干熱河谷區乃至整個長江流域的生態環境治理與恢復、畜牧業發展中扮演著重要的角色[2]。但豆科草本植物稀少、土壤貧瘠造成退化土地系統生產力低。豆科植物的共生固氮作用相當于給系統施用了氮肥，在天然草地土壤氮素循環中具有重要意義[3]，是該地區氮素的潛在供給庫，可增加生態系統生產力。豆科草本植物對土壤化學特性的改良優于喬木林，0～50 cm土層草地的有機質含量分別比荒地高32.3%，全氮含量高42.9%[4]。果園間種豆科牧草能抑制果園雜草生長,提高土壤肥力，促進果樹生長[5]。因此，云南省農業科學院熱區生態農業研究所從海南、昆明和保山引進豆科牧草。本研究觀測所引進豆科牧草的生育期、生產價值等指標，旨在篩選出適應云南干熱河谷種植的抗逆性強、產量高的優良牧草。

1 材料與方法

1.1 試驗地自然條件 試驗區位于金沙江干熱河谷典型區云南省元謀縣干熱河谷，海拔1 120 m，多年年均氣溫21.9 ℃，最熱月(5月)均溫27.1 ℃，最冷月(12月)均溫14.9 ℃，極端最高溫42 ℃，極端最低溫-1.3 ℃，≥0 ℃年積溫8 003 ℃·d。全年降水量614 mm，降水主要集中在5-10月；年蒸發量3 911 mm；年相對濕度53%；年干燥度2.08，旱季可達16.20；年均太陽總幅射量640.58 kJ/cm2，年均日照時數2 670 h，日均7.3 h，日照率為60%。試驗樣地選擇在云南省農業科學院熱區生態農業研究所退化旱坡地雨養型經濟林植被恢復區，面積0.13 hm2，土壤為燥紅土，土壤貧瘠，中性偏酸。樣地0～20 cm土層中全氮含量0.063%，有機質含量0.683%，速效磷含量6.025 mg/kg，速效鉀含量93.65 mg/kg，pH值6.695；20～40 cm土層中全氮含量0.060%，有機質含量0.528%，速效磷含量2.925 mg/kg，速效鉀含量67.95 mg/kg，pH值6.815。

表1 試驗材料及來源

1.2試驗材料及來源 詳見表1。

1.3試驗設計 采用隨機區組設計排列，4個重復，其中重復1用作物候觀測，重復2、重復3用作產量測定，重復4用作采收種子。小區面積2 m×5 m，小區間隔1 m，重復距間隔2 m，種植密度0.8 m×0.8 m，種植成活后雨養栽培。

1.4觀測內容與方法

1.4.1生育期觀察 試驗于2003年5月育苗，8月移栽，2004-2005年觀測生育期。生育期調查是對各參試材料進行物候觀察，了解其移栽時間(實際移栽幼苗的時間)、現蕾期(50%植株出現花蕾)、初花期(10%植株開花)、盛花期(80%植株開花)、結莢期(50%以上的莢果出現)、成熟期(60%種子成熟)和枯黃期(50%植株葉片發黃和落葉的時間)。

1.4.2干草產量測定 于2004年6月首次刈割測定產草量，灌木型豆科牧草的刈割留茬高度為50～60 cm，藤蔓豆科牧草的刈割高度為20～30 cm。2006年10月測產結束，每次測產時采樣測定干物質率，將鮮草產量換算為干草產量。

1.4.3干鮮比、莖葉比調查標準及方法 每次測產時，從各試驗小區取0.4 kg鮮草，束成小捆，系好標簽，掛在風干架上，室內自然風干后稱其干質量，測定干鮮比。

每次測產取樣0.4 kg鮮草，將莖葉分離后分別稱量并計算其莖葉比[7]，其中，豆科牧草的葉包括小葉柄[8]。

1.4.4適口性 參照文獻[9]的方法，在試驗的第2年營養期進行刈割，把16種草放在地上，用當地的黑山羊開展適口性試驗，觀察羊對草的喜食程度,分別記為，5：特別喜食的植物，在草中首先挑食；4：喜食植物，但不從草中挑食；3：經常采食，但愛食程度不如前兩類；2：不喜食，采食不多，前3種植物缺乏時才被采食；1：不愿采食，只有在不得已的情況下才采食。

1.4.5種植豆科牧草樣地土壤養分 試驗地在種植牧草前“S”型采集土壤樣品，土壤養分測定數據由農業部農產品質量監督檢驗測試中心(昆明)提供。其中，全氮按GB/T7173標準進行檢測，單位為%；速效磷(以P計)、速效鉀(以K計)按ICP法進行檢測，單位為mg/kg；有機質按GB/T9834標準進行檢測，單位為%；pH值按GB/T7859標準進行檢測。

1.4.6抗逆性 抗寒性、抗病蟲性測定方法參照文獻[9]。

1)抗寒性調查標準和方法：臨冬前各小區測定其植株數目，翌年返青后再測定存活植株數目，計算越冬率。

2)抗旱性調查標準和方法：用越旱率評價。

3)抗病蟲性調查標準和方法：病害采用直接測定法，蟲害采用詳細調查法。

1.5數據來源與處理 采用Microsoft Excel軟件對數據進行計算和處理。手持GPS測定儀測定試驗地海拔，試驗地種植前的土壤養分測定數據及牧草營養成分測定數據由農業部農產品質量監督檢驗測試中心(昆明)提供，氣象要素由元謀縣氣象局提供。

2 結果與分析

2.1 生育期 牧草生育期是指牧草生長發育過程中，形態上發生顯著變化的各時期。牧草在不同的發育時期，不僅形態上有顯著變化，而且對環境條件的要求也可能不同[10]。2004年開始對各參試材料的生育期進行觀測，至2005年2月結束。由于元謀干熱河谷的高溫干旱，氣候差異性導致從海南(濕熱區)引進的蝴碟豆屬、大葉千斤拔屬及卵葉山螞蝗種質均不能完成生育期(表2)。種質不同其生育期有較大差異，2004年觀測表明，合歡草屬、銀合歡屬生殖生長早于其他屬，而且能夠完成整個生育期。在2005年的觀測中發現，銀合歡屬可一年兩熟，第1次2-4月開花，4-6月成熟；第2次8-11月開花，11月-翌年1月成熟；帚狀合歡草出現年內多次開花結實現象，可以作為景觀樹種；提那羅新羅頓豆營養期長，生殖生長期晚，而且種子成熟較一致，是一種適應該區種植的優質牧草。

2.2草產量 本研究全部采用育苗移栽，2003年5月9日育苗，8月4日移栽大田，2004年6月進行首次刈割，至2006年10月結束，合計測產9次，各牧草產量見表3。總體看，所有參試材料均有一定草產量，由于灌木型牧草耐旱，無論是雨季還是旱季生長量均較大。平均飼草產量高的牧草是銀合歡K636，干草產量為26 933.9 kg/hm2；其次是新銀合歡，干草產量為24 882.6 kg/hm2。除銀合歡屬外，其他灌木型牧草中產量較高是帚狀金合歡，產量為14 377.2 kg/hm2，木田菁干產量為10 559.8 kg/hm2。飼草產量最低的牧草是卵葉山螞蝗，平均干草產量920.8 kg/hm2，在整個刈割次數中，卵葉山螞蝗僅刈割5次。可能是因為林下及灌木下栽培，豆科藤蔓牧草產量均低。豆科藤蔓牧草中產量最高的為提那羅新羅頓豆，平均干草產量為10 010.2 kg/hm2；最低的鋪地木藍，平均干草產量3 690.0 kg/hm2。年度增產性表明一個草種的增產性和持續性，本研究中年度增產性高的牧草為銀合歡屬和帚狀合歡草(表3)。

表2 2004-2005年各參試材料的主要生育期

表3 各參試材料的干草產量、干鮮比和莖葉比

干鮮比是單位面積內牧草干草量與鮮草量的比值，其值的大小反映了牧草中水分含量的高低，干鮮比越大，牧草中水分含量越低，干草量越高，參試材料的干鮮比在0.27～0.38，干鮮比最高的飼草是蝴蝶豆15160，為0.38；其次是金合歡9439，為0.37；干鮮比高說明該品種干物質積累性能較好，水分含量低，可作為曬制干草的材料。干鮮比最低的牧草是提那羅新羅頓豆，為0.27，表明提那羅新羅頓豆水分含量高，草質柔嫩，牛、羊喜食，是直接飼喂牲畜的優良牧草。

莖葉比能夠較好地反映牧草的適口性及品質，是牧草評價中的一項重要指標，莖葉比的高低直接決定牧草營養價值的高低與牧草品質的好壞。莖葉比低，表明葉量大，纖維含量較低，營養價值高，利用價值也高。參試材料中，莖葉比大于1的草種是蝴蝶豆15160、卵葉山螞蝗、帚狀金合歡，表明這些牧草的莖量大于葉，草柔嫩度較差一些。

2.3營養成分與適口性 適口性試驗結果表明，羊對所有參試材料均采食。其中，提那羅新羅頓豆、銀合歡屬、大葉千斤拔 CAIT 17400羊喜食，羊對這些草的喜食程度為5，可作為優質鮮食牧草；帚狀合歡草、金合歡、卵葉山螞蝗、克拉豆(TPRC)18516羊較喜食，羊對這些草的喜食程度為4；蝴蝶豆屬由于葉質粗糙一些，羊對這些草的喜食程度為3。

經測定，各參試品種中，粗蛋白含量較高者為灌木狀豆科牧草金合歡9439、新銀合歡及木田菁，分別為28.15%、22.47%和18.78%；粗脂肪以金合歡9439、提那羅新羅頓豆和克拉豆(TPRC)18516為最高，分別為13.43%、4.77%和4.44%，進一步表明灌木狀豆科牧草的營養成分較高(表4)。

2.4抗逆性 經2004年12月-2005年3月(在元謀為旱季)初步調查，參試材料中除了大果蝴碟豆越旱率和越冬率為60%外，其他均為100%，進一步說明參試材料中除了大果蝴碟豆耐旱性較弱外，其他材料均耐旱耐寒。由于冬春氣溫較高，氣候條件非常有利于飛虱越冬和繁殖，每公頃用20%異丙威乳油150～200 mL加水675 kg噴霧，可進行防治。銀合歡蟲害還有銀合歡木虱(Heteropsyllacubona)，主要危害銀合歡嫩枝、嫩葉、老葉主脈兩側，受害的葉及嫩枝畸型卷曲，可采用綜合防治方法，其中銀合歡K636可抗木虱。提那羅新羅頓豆局部偶有低于5%的葉斑病等輕度發生，由于其葉質柔嫩，有蝗蟲(Locusta)和蚜蟲輕度啃食嫩葉，一般不傷害莖和根，不會出現植株死亡。克拉豆花期易受薊馬、螟蛾危害，造成花而不實現象，用4.5%高效氯氰菊酯乳油2 000×稀釋液的保花效果較好。

表4 各參試材料營養成分測定

3 結論

1)參試材料中除了大果蝴碟豆耐旱性較弱外，其他材料均耐旱耐寒，能夠在該地區抗旱、越冬。由于該地區的高溫干旱，氣候差異性導致從海南(濕熱區)引進的蝴碟豆屬、大葉千斤拔屬及卵葉山螞蝗種質均不能完成生育期，這與劉國道等[11]的研究較一致。種質差異其生育期也存在較大差異，合歡草屬、銀合歡屬生殖生長早于其他屬，而且能夠完成整個生育期，銀合歡屬一年兩熟，帚狀合歡草出現年內多次開花結實現象，可以作為景觀樹種。提那羅新羅頓豆營養期長，生殖生長期晚，而且種子成熟較一致，是一種適應該區種植的優質牧草[10]。

2)總體看，所有參試材料均有一定草產量。由于灌木耐旱、適應性強、對土壤要求不嚴的緣故[12-13]，無論是雨季還是旱季生長量均較大；其次為新銀合歡。可能是因為林下及灌木下栽培，豆科藤蔓牧草產量均低，豆科藤蔓牧草中產量最高的是提那羅新羅頓豆，產量最低的牧草是鋪地木藍，年度增產性高的牧草為銀合歡屬和帚狀合歡草。

3)參試材料中，干鮮比較高的為蝴蝶豆15160、金合歡9439，可作為曬制干草的材料。干鮮比最低的牧草為提那羅新羅頓豆，水分含量高，草質柔嫩，羊喜食，是直接飼喂牲畜的優良牧草。參試材料中，莖葉比大于1的草種是蝴蝶豆15160、卵葉山螞蝗、帚狀金合歡，表明這些牧草的莖多于葉，適口性較差，如蝴蝶豆屬由于葉質粗糙一些，羊對該屬草的喜食程度為3。適口性較好的材料為提那羅新羅頓豆、銀合歡屬、大葉千斤拔 CAIT 17400，羊喜食，可以作為優質鮮食牧草。在營養成分中，粗蛋白含量排列前3名是金合歡9439、新銀合歡及木田菁，表明灌木狀豆科牧草是營養成分較高的優良牧草。

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