冬季補播速生型冷季牧草對雜交狼尾草新品系翌年春季產量和品質的影響

韓卡文，石秀蘭，韋立臺，楊 磊，張群珧，韓瑞宏

（仲愷農業工程學院園藝園林學院，廣東 廣州 510225）

【研究意義】廣東人多耕地少，缺草少糧，導致畜牧業生產與發展很不平穩。優化畜牧業結構，推廣肉牛、肉羊等是廣東草地畜牧業發展戰略?！安荨焙汀胺N”是促發展關鍵。雜交狼尾草（Pennisetum americanum×P. purpureum）屬多年生叢生型高大禾本科草本植物，生長快，產量高，是草食家畜優質飼料和淡水魚類青餌料［1］。雜交狼尾草是廣東省主栽的當家草種，僅饒平縣種植面積就有80～93 hm2［2］。但雜交狼尾草屬暖季飼草，秋冬季處于休眠或半休眠狀態，供青期只在盛夏季節，11月至翌年3月為空青期，優質飼草季節性缺乏成為制約廣東草食畜牧業發展的瓶頸。雜交狼尾草種植行距一般45～60 cm，秋季刈割后到翌春約有120～150 d處于休眠階段，行間地塊處于“閑置”狀態。如何有效利用這些短期閑隙土地種植一年生牧草，發揮植物間的共生互補作用，補充冬春季青飼料供給不足的問題,是值得研究的重要問題。

【前人研究進展】為解決飼草季節供應矛盾，美國率先開展飼草生產互補系統研究，即在休眠的多年生暖季型草地上補播1年生冷季型禾草或豆科牧草。有研究在美國Alabama州的海岸狗牙根（Costal Bermudagrass）草地補播多花黑麥草（ltalian ryegrass），可使放牧時間從178 d 延長至240 d［3］。我國學者也進行了類似研究，秋季在四川、貴州等地的暖季型草地上補播多花黑麥草、1年生豆科牧草，可明顯提高草地質量和產量［4-5］。楊中藝等［6］提出了“多花黑麥草-水稻”草田輪作，與互補系統原理類似。建立適宜的冷暖季飼草互補生產系統，均衡飼草供應，是目前開展南方牧草生產研究的熱點問題。

【本研究切入點】秋冬季節在多年生暖季型草地上補播速生型冷季牧草能否成功的關鍵因素：一是補播草種能否成功定植；二是多年生暖季牧草翌年能否順利返青，恢復生長。目前有關雜交狼尾草草地冬季補播方面的研究尚未見報道?！緮M解決的關鍵問題】本研究以仲愷農業工程學院自育品系雜交狼尾草新品系［7］為研究對象，采用免耕補播技術在雜交狼尾草行間補播1年生冷季牧草，旨在探究冬季補播不同草種對雜交狼尾草新品系春季生長狀況的影響，并利用隸屬函數法分析翌年春季的干草產量及品質狀況，以期篩選最佳補播組合，為廣東地區雜交狼尾草的生產利用提供科學指導。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于廣州市番禺區仲愷教學科研基地，該地屬南亞熱帶海洋性季風氣候，年平均氣溫21.8 ℃ ，極端最高氣溫37.2 ℃，極端最低溫-0.4 ℃；年均降水量1 635.6 mm，多集中在4～9月份，無霜期年約352 d；年平均日照時數1807.6 h。試驗地土壤為紅黏土，全氮1.13 g/kg、有效磷28.8 mg/kg 、速效鉀含量為54.8 mg/kg，有機質含量為28.7 g/kg。試驗期間（2017年11月—2018年4月）溫度和降雨量如圖1所示。

圖1 試驗地區氣溫和降雨量Fig.1 Temperature and rainfall in the pilot area

1.2 試驗材料

以2017年6月利用種莖扦插繁殖的雜交狼尾草新品系為研究對象，補播草種為豆科箭筈豌豆（Vicia sativa，發芽率90%)、光葉紫花苕（Vicia villosa，發芽率90%)，禾本科多花黑麥草（Lolium multi fl orum，發芽率90%)。

1.3 試驗方法

試驗設4個處理，2017年11月14日補播箭筈豌豆、光葉紫花苕、多花黑麥草，12月7日補播多花黑麥草，以不補播為對照。采用田間隨機區組設計，每個處理3次重復，小區面積15.6 m2（6 m×2.6 m），條播行距15 cm，播種量按理論最大播種量計算，分別為90、75、25 kg/hm2。

雜交狼尾草新品系試驗地于2017年6月建植，條播，株行距30 cm×60 cm，密度4.5萬株/hm2，四周設1 m保護行，區組間隔1 m。11月11日刈割，留茬高度20 cm，按試驗設計在刈后草地行間補播草種。播前采用免耕法清除行間雜草，耙松表土；播后適當澆水確保田間出苗率，后期進行粗放管理，期間未進行施肥，以免對雜交狼尾草越冬不利。

1.4 測定標指及方法

2018年3月28日每小區隨機選取代表性雜交狼尾草株叢10叢，測量株高、葉層高、分蘗數、冠幅直徑，然后按留茬15 cm刈割，從中隨機選取10叢測鮮產，3次重復［8-9］；65℃烘至恒重，稱干重，以鮮草產量和干物質含量計算干草產量，并換算成每公頃草地干物質產量。干鮮比、莖葉比按照國家草品種區域試驗技術規程［8］測量計算。將測完莖葉比的干樣混合后送至廣州匯標監測中心進行粗養分測定。粗蛋白 (crude protein，CP)、粗纖維 (crude fiber，CF) 、粗脂肪 (ether extract，EE)、粗灰分(Ash)分別按照GB/T6432-1994、GB/T6433-2006、GB/T6434-2006、GB/T6438-2007方法測定；無氮浸出物 (nitrogen free extract，NFE)含量（%）=100%-粗蛋白質%-粗脂肪%-粗纖維%-粗灰分%［10］（式中4 個指標均為建立在干物質基礎上的百分含量）。粗蛋白產量 =干草產量×粗蛋白含量%。

不同處理雜交狼尾草新品系干草產量、營養品質，采用模糊數學隸屬函數法進行綜合評價，根據以下公式［11］計算單個指標的隸屬函數值，再求各處理的平均隸屬函數值。

采用EXCEL2013和SPSS21.0軟件進行數據初步整理、統計分析，用Duncan新復極差法進行差異顯著性檢驗。

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2 結果與分析

2.1 補播對雜交狼尾草新品系農藝性狀的影響

從圖1、表1可以看出，試驗期間平均溫度＞12℃，最低溫度＞5℃，不同處理雜交狼尾草新品系仍有緩慢生長，株高及葉層高度均以補播箭筈豌豆處理最高（118.57 cm和100.40 cm），其次是補播光葉紫花苕處理（114.63 cm和96.30 cm），均顯著高于CK；其他處理與CK無顯著差異。不同處理均有抽穗現象，從植株絕對高度與葉層高度差可間接反映抽穗狀況，補播豆科處理抽穗相對遲緩。12月補播多花黑麥草處理每叢分蘗數最多（59個），CK分蘗數最少為45個，各處理間分蘗數差異不顯著。

表1 雜交狼尾草系株高及草層高度變化Table1 Changes of plant height and grass layer height of hybrid Pennisetum

冠幅是描述禾本科植株葉片密度及生長分散程度的指標，在一定程度上反映了植株生長的特性［12］。不同處理中冠幅直徑以補播光葉紫花苕組最大，其次是補播箭筈豌豆處理，分別為110.60、107.45 cm，高出CK 76%、71%，補播箭筈豌豆處理、光葉紫花苕處理顯著高于補播多花黑麥草處理及CK。

2.2 補播對雜交狼尾草新品系生產性能的影響

補播處理株叢生物量、干草產量均高于CK（表2），從大到小依次為：補播光葉紫花苕組＞補播箭筈豌豆處理＞11月補播多花黑麥草組＞12月補播多花黑麥草處理＞CK，補播光葉紫花苕處理比CK增產4.31 t/hm2，并顯著高于其他處理，補播箭筈豌豆處理、11月補播多花黑麥草處理、12月補播多花黑麥草組分別 比CK增產1.69、1.67、0.38 t/hm2，但差異不顯著。

莖葉比是評價牧草營養價值優劣指標之一，莖葉比越小，牧草的適口性及消化率越好，其營養價值也越高［13］。由表2可知，不同處理間雜交狼尾草新品系莖葉比分布范圍在0.926～1.203之間，新品系葉量最高為補播光葉紫花苕處理，補播箭筈豌豆處理葉量低于CK。干鮮比從大到小依次為：CK＞11月補播多花黑麥草處理＞12月補播多花黑麥草處理＞補播光葉紫花苕處理＞補播箭筈豌豆處理；干鮮比越小說明植株含水量越多，植株越鮮嫩，適口性也越好，本試驗結果表明，補播豆科牧草處理含水量相對較高，其次是補播禾本科牧草處理，CK含水量最低。

表2 雜交狼尾草產草量、莖葉比、干鮮比變化Table2 Changes of grass yield, stem and leaf ratio, dry and fresh weight ratio of hybrid Pennisetum

2.3 補播對雜交狼尾草新品系營養品質的影響

由表3可知，不同補播處理組雜交狼尾草新品系的粗蛋白含量表現為：12月補播多花黑麥草處理（8.29%）＞補播光葉紫花苕處理（8.17%）＞ CK（8.04%）＞補播箭筈豌豆處理（6.86%）＞ 11月補播多花黑麥草處理（6.46%）；粗纖維含量表現為：12月補播多花黑麥草處理（41.00%）＞補播箭筈豌豆處理（32.30%）＞CK（31.00%）＞11月補播多花黑麥草處理（29.40%）＞補播光葉紫花苕處理（28.80%）。牧草粗蛋白、粗纖維含量與植物高度有很大關系，本試驗中12月補播多花黑麥草組雜交狼尾草植株高度最矮，粗蛋白含量最高，但同時粗纖維、粗灰分含量也高于其他處理。

表3 雜交狼尾草營養物質含量及產量變化Table3 Changes of contents and yields of crude nutrient components strain of hybrid Pennisetum

單位面積營養物質產量能準確反映飼用植物和種植制度的生產價值［10,14］。本試驗中補播光葉紫花苕處理各營養物質產量均位居首位，其中粗蛋白產量高出CK 68%，除了11月補播多花黑麥草處理粗蛋白質產量低于CK 0.9%外，其他補播處理粗蛋白產量均高于CK。

2.4 模糊隸屬函數的綜合評價

從營養價值來看，粗蛋白質是牧草中的主要營養物質；粗脂肪和無氮浸出物是主要的熱能物質；粗灰分為牧草中的礦物質，直接影響家畜的生長發育。因此，這5個指標的測定值越高，牧草的營養價值就越高，品質越好。粗纖維是主要的能源物質之一，但其含量與消化率呈負相關，因此在一定程度上粗纖維含量越低越好［15-16］。平均隸屬函數值可表示綜合指標的相對優劣，平均隸屬函數值越大，綜合營養品質越佳［17］，以此計算不同處理下干重及營養成分的平均隸屬函數值。結果（表4）表明，平均隸屬函數值以補播光葉紫花苕處理最高（0.8196），其次是11月補播多花黑麥草處理 （0.4546），補播箭筈豌豆處理排第3位（0.3225），數值最小是12月補播多花黑麥草處理，低于CK。

表4 雜交狼尾草產量與品質的隸屬函數值Table4 The subordinate function value of yield and quality of hybrid Pennisetum

3 討論

3.1 補播對雜交狼尾草新品系翌年春季產量構成的影響

雜交狼尾草溫度大于10℃時仍能生長。本研究中，2017年11月至2018年3月試驗地平均溫度＞12℃，最低溫度＞5℃，11月補播后的灌溉及12月份后降雨增多，不補播的雜交狼尾草新品系冬季仍有緩慢生長，但與補播處理相比生長處于弱勢。延遲補播時間對成功建立冷暖季飼草混播系統有一定影響，本試驗在12月份補播多花黑麥草，田間觀察前期多花黑麥草出苗相對緩慢，難以發揮地面覆蓋作用，隨著溫度升高，春季降雨量增多，后期生長速度較快，對促進雜交狼尾草株高作用并不明顯，只對分蘗數和冠幅的提高有一定作用。各處理中以補播光葉紫花苕處理產量顯著大于其他處理，其他補播處理雖然產草量高于對照，但無顯著差異，這與楊春華等［19］、侯典超等［13］、舒思敏等［4］的研究結果類似。

3.2 補播對雜交狼尾草新品系春季營養品質的影響

牧草中的粗蛋白和粗纖維含量是影響牧草營養價值的最主要因素［20-23］，并且在一定程度上起決定作用，營養價值高的牧草，粗蛋白質含量高，粗纖維含量低。冬季在休眠的雜交狼尾草新品系行間補播冷季速生型1年生飼草，對提高雜交狼尾草單位面積粗蛋白質產量有一定促進作用。本試驗結果表明，雜交狼尾草新品系養分（粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、粗灰分、無氮浸出物）的單位面積產量均以補播光葉紫花苕處理最高，其中粗蛋白產量高達0.9681 kg/hm2，高出對照68%；11月補播多花黑麥草粗蛋白產量低于不補播對照0.9%。對照由于干草產量低，因此單位面積粗纖維、粗蛋白產量均較低。

任繼周［21］認為，粗纖維≤27%為上等牧草，介于27%～34%之間的為中等牧草，≥34%為下等牧草。本試驗中12月補播多花黑麥草處理粗蛋白含量最高、達8.29%，粗纖維含量最高、為41%，而其他處理粗纖維含量介于27%～34%之間，以補播光葉紫花苕處理最低，主要是雜交狼尾草莖葉比最小，葉量多，營養價值相對較高；其次是11月補播多花黑麥草處理為29.4%，對照為31%，補播箭豌豆處理的雜交狼尾草莖葉比最大，莖稈相對粗壯，粗纖維為32.3%。舒思敏等［4］研究秋季在牛鞭草草地補播光葉紫花苕、豌豆、箭筈豌豆，認為也是以補播光葉紫花苕表現好于箭筈豌豆。

3.3 補播對雜交狼尾草新品系春季生產性能和品質的綜合評價

優質飼草生產要產量、品質兼顧，營養品質包括粗蛋白質、粗纖維、粗脂肪等多方面，單一指標難以精確評價。隸屬函數法可以消除個別指標帶來的片面性，使各處理的差異具有可比性［17，22］，因此本研究利用隸屬函數法對各補播組合的干草產量、營養物質產量進行了綜合評價。結果表明，在雜交狼尾草草地補播1年生飼草，11月中旬各補播綜合評價好于未補播對照及12月補播處理，以補播光葉紫花苕最好，是最適補播模式；其次是11月中旬補播黑麥草，而補播箭筈豌豆處理排第3位；冬季延遲補播時間會造成暖季草春季生產性能下降。

冬季在雜交狼尾草休眠期間補播速生型冷季草種的目的，一是為獲得冬季補播飼草產量，二是在不影響雜交狼尾春季生長的情況下提早收獲優質雜交狼尾草。本試驗只針對補播后雜交狼尾草春季產量和品質進行了分析，今后還需對補播后冷季飼草生產性能的表現及補播對土壤理化性質的影響作進一步研究。

4 結論

廣東地區冬季在雜交狼尾草新品系行間補播冷季速生型豆科、禾本科草種，既可增加飼草產量，又可提高單位面積土地利用效率，但只有把握適宜補播時機、選擇適宜補播草種才能更好發揮共生互惠作用。試驗結果表明，雜交狼尾草新品系行間補播光葉紫花苕，對提高雜交狼尾草干草產量與營養品質有顯著效果，綜合評價表現最優；其次是11月補播多花黑麥草組合、箭筈豌豆組合；而延遲補播時間對春季雜交狼尾草產量和品質的改善效果不明顯。