不同品種青貯玉米與拉巴豆套種對青貯玉米農藝性狀及產量的影響

李亞嬌，馬培杰，吳佳海，牟瓊，覃濤英，王曉強，馬寧，張蓉，李德芳，朗永祥，吳有松，田應學，韓永芬*

(1.貴州省農業科學院草業研究所，貴州 貴陽 550006；2.貴州金農富平生態農牧科技有限公司，貴州 松桃 554100；3.松桃苗族自治縣山地生態畜牧業發展中心，貴州 松桃 554100)

青貯玉米(Zeamays)作為全國"糧改飼"政策的主推作物，已在貴州廣泛種植。但近年來貴州作為畜牧業大省，青貯玉米種植已經供過于求，自2015年以來，貴州作為國家玉米調減的主要試點區域之一，面臨著玉米價值鏈轉型升級。貴州地區青貯玉米品種眾多且營養價值不一，作為食品、飼料、工業原料兼用作物，在保證其產量穩定的情況下，如何改良青貯玉米群體生理機制，挑選適宜貴州地區種植的高產優質青貯玉米，選擇性的套種豆科牧草是有效的途徑之一。拉巴豆(Dolichoslablab)是一種多年生豆科牧草，普遍播種于夏季5-7月，但在秋季的長勢仍然旺盛、晚熟特性明顯，因其在盛花期時消化率較高，維生素及蛋白含量豐富，適宜生長于亞熱帶地區，現已引種于貴州成為主要的牧草飼料作物之一[1]。同時拉巴豆的固氮能力可改善田間理化性狀，經常被用作輪茬作物、間套作模式植物來提升土壤利用率[2]。

間作套種是現代農業可持續發展的又一重要因素，因其對作物資源的充分利用、優勢互補、增產增效等應用特點，近年來在我國迅速發展成為一種新型的種植模式被廣泛推廣和應用，但是植株的高矮搭配成為進行這種模式的首要條件[3]。常見的高矮搭配套種模式有果園套種牧草[4]，玉米套種蔬菜或番薯類作物等[5]。李建剛等[6]研究表明林園、果園與豆科牧草、十字花科植物間作，與清種作物相比可帶來顯著的長期經濟效益，這種高低搭配的種植模式，充分利用了農田空間，使土壤營養元素得以充分釋放，改善土壤結構，其退耕還林還草還可改善周邊生態環境，使生態具有可持續性，在增加農民增收增產的同時亦可減少田間管理投入及成本。玉米與豇豆(Vignaunguniculata)間作能顯著提高作物生物量和粗蛋白含量，且干物質消化率也較高，易于生產優質青貯飼料[7]。

對作物農藝性狀的研究有利于區分不同作物不同品種間表型、形態差異及種緣聯系，是培植新的作物品種、識別不同植物類型或種的重要標識[8-9]。劉景輝等[10]研究結果表明大豆(Glycinemax)與玉米間作，單作玉米的株高低于間作玉米，但與劉興艷[11]研究結果不一致。大豆與玉米套作，各大豆品種的莖干重、節間粗度均低于單作，而節間長度高于單作[12]。近年來，禾本科和豆科牧草的間套作模式研究多偏重于收獲后對作物的青貯發酵品質、作物生產性能和作物根系環境等方面的研究[13]，但在貴州地區對于重要的、可產業化的牧草資源研究仍顯不足，而關于套作不同行數拉巴豆對不同品種青貯玉米的產量、植株性狀和品質作用的研究鮮見報到。

本研究采用兩種青貯玉米(鄭青貯1號、豫青貯23)和拉巴豆為研究材料，在貴州松桃縣九江鄉試驗地進行了隨機區組試驗。對青貯玉米株高、葉片數、葉長、葉寬、穗數、穗長、產量等植株性狀進行了方差分析、相關分析以及變異系數、極差等指標的統計分析，研究不同套種模式對不同青貯玉米的影響，旨在為貴州畜牧業的發展提供優良的牧草飼料資源。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設在貴州省草業研究所試驗基地，位于銅仁市松桃九江鄉，試驗用材料于2017年5月10日開始種植，2017年8月1日采樣加收獲。地形主要為低山，土壤質地為黑棕壤土，表層腐殖質積聚，呈弱酸性，有機質含量足夠，土壤肥力中等，其前茬作物為甜象草(Pennisetumpurpureum)。全年平均降水1377.8 mm，降水大多集中在4-8月，全年≥12 ℃有效積溫為4344 ℃，年平均溫度為16 ℃，極端低溫和極端高溫分別為2和38 ℃，無霜期約280 d。

1.2 試驗設計與施肥管理

本試驗采用二因素隨機區組試驗設計，設品種和套種行數2個因素，其中玉米品種有2個，分別為：鄭青貯1號、豫青貯23；兩種玉米行距間套種拉巴豆行數各設3個水平，分別為：鄭青貯1號不套作(A1)、一行鄭青貯1號+一行拉巴豆(A2)、一行鄭青貯1號+兩行拉巴豆(A3)、豫青貯23不套作(A4)、一行豫青貯23+一行拉巴豆(A5)、一行豫青貯23+兩行拉巴豆(A6)。6個處理，各4次重復，共計24個小區。小區面積為5 m×6 m=30 m2，共播種10行，小區間走道和重復間走道均設為1 m，四周設1 m的保護行，行距60 cm，株距35 cm，每行14株，種植密度為4.6萬株·hm-2。試驗區總面積為1075 m2(即0.11 hm2=1.61畝)。

1.3 供試牧草品種和指標測定方法

供試青貯玉米材料為豫青貯23和鄭青貯1號，拉巴豆材料為潤高拉巴豆，分別購買于河南省大京九種業有限公司和百綠國際草業公司(北京)。

植株性狀：于青貯玉米乳熟期進行數據采集，測定包括株高、葉片數、葉長、葉寬、穗數、穗長6項農藝性狀。每個小區隨機選取10株進行統計。

產量：青貯玉米抽穗后，測定每個小區的青貯玉米全株鮮重產量。

1.4 數據分析

圖1 不同處理下不同品種青貯玉米產量Fig.1 The yield of different varieties of silage maize under different treatments A1: 鄭青貯1號不套種 No intercropping of Zheng Silage No.1；A4: 豫青貯23不套種 No intercropping of Yu Silage 23；A2: 一行鄭青貯1號+一行拉巴豆 a row of Zheng Silage No.1+a row of D. lablab；A5: 一行豫青貯23+一行拉巴豆 a row of Yu Silage 23+a row of D. lablab；A3: 一行鄭青貯1號+兩行拉巴豆 a row of Zheng Silage No.1+two rows of D. lablab；A6: 一行豫青貯23+兩行拉巴豆 a row of Yu Silage 23+two rows of D. lablab；不同字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)，下同。Values with different letters show significant differences among different treatments at 0.05 level. The same below.

采用Excel 2010 和SPSS 19.0 統計分析軟件對各指標數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 套種拉巴豆對不同品種青貯玉米產量的影響

不同套種處理下，鄭青貯1號產量變幅為35500.00～55350.00 kg·hm-2，各處理間差異顯著(P<0.05)(圖1)。處理A3比A2和A1分別增產14266.67和19850.00 kg·hm-2，增幅分別為29.47%、55.92%。處理A2比A1增產5583.33 kg·hm-2，增幅為20.42%。從A2到A3的增產幅度比A1到A2的增產幅度高44.32%(圖1)。

不同套種處理下，豫青貯23產量變幅為53486.11～75410.71 kg·hm-2，各處理間差異顯著(P<0.05)。處理A6比A5和A4分別增產13396.81和21924.60 kg·hm-2，增幅分別為21.60%、40.99%。處理A5比A4增產8527.78 kg·hm-2，增幅為15.94%。從A5到A6的增產幅度比A4到A5的增產幅度高35.51%。套種拉巴豆行數或許還有上升的空間。豫青貯23產量比鄭青貯1號產量不套種拉巴豆時高17986.11 kg·hm-2，套種一行拉巴豆時高19263.89 kg·hm-2，套種兩行拉巴豆時高20060.71 kg·hm-2。

2.2 套種拉巴豆對不同品種青貯玉米農藝性狀的影響

不同套種處理后，隨著套種行數的增加，鄭青貯1號的葉片數、葉寬、穗數呈減小的趨勢，且各處理間差異顯著(表1)，各性狀A1比A3分別增大30.30%、9.23%、94.44%。葉長呈增大的趨勢但差異不顯著。穗長在A3時最大，且顯著高于A2和A1，A3比A2和A1分別增長14.69%、11.03%。株高在A2時最大，且各處理間差異顯著，A2比A1和A3分別增高6.67%、1.21%。

不同套種處理后，隨著套種行數的增加，豫青貯23的葉片數、葉長呈減小的趨勢，且葉片數差異不顯著，葉長在不套種與套種之間差異顯著，A4比A6增大9.34%。葉寬、穗數呈增大的趨勢，葉寬在不套種與套種之間差異顯著，A6比A4增大18.15%，其中穗數A4和A5無差異，A6比A4和A5顯著增大39.13%。穗長在A4時最大，且顯著高于A5和A6，A4比A5和A6分別增長51.07%、44.61%。株高在A5時最大，且各處理間差異顯著，A5比A4和A6分別增高7.07%、2.45%。兩種青貯玉米品種除株高變化趨勢相同，其余性狀變化趨勢均有較大差異，且均呈現變化趨勢相反的方向。

表1 不同處理下不同品種青貯玉米農藝性狀Table 1 Agronomic characters of different varieties of silage maize under different treatments

2.3 不同處理下不同品種青貯玉米產量與農藝性狀的相關關系

采用SPSS統計軟件對青貯玉米的產量和農藝性狀進行相關分析。鄭青貯1號結果表明(表2)：產量與葉片數、穗數呈極顯著負相關，與葉寬呈顯著負相關，與穗長呈極顯著正相關；葉片數與穗數呈極顯著正相關，與穗長呈顯著負相關；葉寬與穗數呈顯著正相關；其他性狀之間無顯著相關性。

表2 不同處理下鄭青貯1號產量與農藝性狀的相關關系Table 2 Correlation between yield and agronomic traits of Zheng silage No.1 under different treatments

注：*、**分別表示0.05、0.01水平差異顯著，下同。

Note： The * and ** indicate significant differences at 0.05 and 0.01 level, respectively. The same below.

豫青貯23結果表明(表3)：產量與葉長呈極顯著負相關，與穗長呈顯著負相關，與葉寬呈極顯著正相關，與穗數呈顯著正相關；株高與葉寬呈顯著正相關，與穗長呈極顯著負相關；葉長與葉寬呈極顯著負相關，與穗長呈極顯著正相關；葉寬與穗數呈顯著正相關，與穗長呈極顯著負相關；其他性狀之間無顯著相關性。兩種青貯玉米品種的產量與農藝性狀的相關關系差異較大。

2.4 不同處理下不同品種青貯玉米產量與農藝性狀的變異

不同套種處理后，鄭青貯1號產量、葉片數和穗數3個性狀變異較大，變異系數達到了10%以上(表4)，而其他性狀的變異幅度在3.40%～7.27%。豫青貯23產量、穗數和穗長3個性狀變異較大，變異系數達到了10%以上(表5)，而其他性狀的變異幅度在1.15%～8.43%。鄭青貯1號與豫青貯23的變異較大的性狀不盡相同，兩個青貯玉米品種之間的差異性較大。

表3 不同處理下豫青貯23產量與農藝性狀的相關關系Table 3 Correlation between yield and agronomic traits of Yu silage 23 under different treatments

表4 鄭青貯1號產量和農藝性狀的變異Table 4 Variation of yield and agronomic traits in Zheng silage No.1

表5 豫青貯23產量和農藝性狀的變異Table 5 Variation of yield and agronomic traits in Yu silage 23

2.5 套種拉巴豆對不同品種青貯玉米經濟效益的影響

不同套種處理下，鄭青貯1號收入變幅為18815.00～29335.50元·hm-2(表6)。處理A3比A2和A1分別增收6678.00和10520.50元·hm-2。處理A2比A1增收3842.50元·hm-2。豫青貯23收入變幅為28315.74～38664.76元·hm-2。處理A6比A5和A4分別增收5657.54和10934.02元·hm-2。處理A5比A4增收4691.48 元·hm-2。豫青貯23比鄭青貯1號在不套種拉巴豆時增收9500.74元·hm-2，套種一行拉巴豆時增收10349.72元·hm-2，套種兩行拉巴豆時增收9329.26元·hm-2。

3 討論

3.1 套種拉巴豆對不同品種青貯玉米產量的影響

間作可以提高田間水分、熱量、光照、空間、時間與土壤的利用率，作物在生長的同時可降低病蟲害的發生及促進產量的提高[14-15]。藥用植物、馬鈴薯(Solanumtuberosum)與禾本科、豆科植物間作，使農田植物密度增大，充分利用田間資源、緩解作物輪作障礙的同時也互相有著競爭關系[16-17]。

李晶等[18]通過對黑龍江不同品種的青貯玉米株距間點播半野生大豆的研究表明，所有混播模式的產量均比清播青貯玉米的產量高。寇明科等[19]研究表明，燕麥(Avenasativa)清播比燕麥+箭筈豌豆(Viciasativa)混播模式的鮮草產量高26%。本實驗研究表明，套種拉巴豆比單播青貯玉米的產量顯著增加，與前人的研究結論一致，且拉巴豆套種行數越多青貯玉米產量越高，但因葉片數、葉寬、穗數、葉長有減小趨勢，因此套種拉巴豆的行數不宜過多。本實驗中豫青貯23各處理間的產量顯著高于鄭青貯1號，建議豫青貯23可以作為重點推廣品種。

3.2 套種拉巴豆對不同品種青貯玉米農藝性狀的影響

當農作物與在生長空間上適宜的其他植物套種時，其套種模式產生的對農作物的農藝性狀的影響多是有利的、正向的，但具體選用何種植物或什么樣的套種方式使農藝性狀的改變有利于作物產量的提高，需要在田間試驗和生產中多次驗證[20]。劉興艷[11]研究結果表明，在采用玉米-大豆間作種植時，玉米穗長、穗粒數等都比單作有所增長，但株高比單作有所下降。王曉維等[21]的研究表明，在采用玉米-大豆間作種植時，玉米的干物質積累、株高、穗粗、葉綠素均高于單作，關于間作模式下的玉米株高，與劉興艷[11]結果相反。李植等[22]研究結果表明，間作玉米株高、葉面積、穗長、行粒數均高于單播，差異顯著，穗數、穗行數和百粒重差異不顯著。

在本實驗中，隨著套種行數的增加，各農藝性狀之間差異顯著但趨勢不一，兩種青貯玉米品種的株高均為套種大于單作，與前人[21-22]研究結果一致，且套種一行拉巴豆時株高最大，套種兩行拉巴豆時次之。其他各性狀均有正向和反向的改變，但在兩品種之間均呈現相反的變化趨勢。不同套種處理后，鄭青貯1號產量升高，青貯玉米穗長也隨之升高，但穗數、葉寬隨之降低，且鄭青貯1號產量、葉片數和穗數3個性狀變異較大；豫青貯23產量升高，葉寬、穗數也隨之升高，但葉長、穗長隨之降低，且豫青貯23產量、穗數和穗長3個性狀變異較大，而兩種青貯玉米的其他性狀在各處理間的差異較小，這些性狀還有待進一步研究的空間。兩個品種變異較大的性狀也有所不同，說明品種間的差異較大。

3.3 套種拉巴豆對不同品種青貯玉米經濟效益的影響

在“農業供給側結構改革”的背景下，貴州地區實施“糧改飼”項目幫扶活動。以前農戶種植糧食作物玉米收入10000元·hm-2左右，現今改種為青貯玉米，與各地區牧場基地建立良好的合作關系就近銷售，青貯玉米收入最高達24000元·hm-2[23]。本實驗中套種兩行拉巴豆的鄭青貯1號收入最高達29335.50元·hm-2，可實現農民增收5335.50元·hm-2。豫青貯23收入最高達38664.76元·hm-2，可實現農民增收14664.76元·hm-2。兩種青貯玉米均可實現農民較大幅度的增收，但豫青貯23的經濟效益要優于鄭青貯1號。

4 結論

本試驗中，通過套種拉巴豆行數的增加，兩種青貯玉米品種產量、農藝性狀均有改良的趨勢，單從產量以及能取得的經濟收益來看，青貯玉米及最佳套種選擇應為：豫青貯23套種兩行拉巴豆。但本實驗中農藝性狀的改良對青貯玉米的飼用品質有正向或者反向的影響，還需在今后的試驗中對套種處理做進一步的研究分析和改良。