高寒區不同豇豆品種生長特性及飼用品質研究

馮鈺 邢寶龍

（山西農業大學高寒區作物研究所，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，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，現已成為熱帶及亞熱帶地區農業系統中不可或缺的一部分[1]，其豆莢經常作為蔬菜食用，籽粒中蛋白質（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，可增強免疫系統，提高機體免疫力[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，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采食量比值，顯著提高干物質、有機物、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，但從其產量和品質來看，均可作為重要的牧草作物，并且可以在牧草產量很低的夏秋季節通過割草或放牧來填補牧草缺口。目前，國內有關豇豆的研究多為品種選育[10]和引種栽培等[11-13]，對高寒區種植豇豆的研究也非飼用方面，故本試驗以豇豆為試驗對象，探究其生育期、生長性狀及飼用養分品質，為豇豆高產優質和飼用價值方面提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況與試驗材料

試驗于2019年山西農業大學高寒區作物研究所試驗基地進行，試驗地為鹽堿地，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日機械整地，翻地深30cm。試驗豇豆品種9個，以當地種植的品豇dt2018-6為對照組，其余8個品種均由山西農業大學高寒區作物研究所命名并提供。

1.2 試驗設計

試驗小區面積10m2，每個小區種4行，行距40cm，株距30cm，人工播種，每行留苗34株，每個小區留苗136株，隨機區組設計，重復3次。施用氮磷鉀復合肥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 測定項目與方法

1.3.1 生育期 分別記錄播種、出苗、分枝、現蕾、初花、結莢和成熟日期。

1.3.2 田間出苗率 出苗10d后記錄小區苗數，計算田間出苗率。

1.3.3 指標測定 在試驗小區去除邊行，以“Z”字型連續挖取10株，測定生長狀況，用卷尺測量株高和莢長，記錄主莖分枝數和節數、莢數和莢粒數。分別在供試品種的幼苗期、抽蔓期和結莢期取樣，稱重法測定鮮重并計算鮮草產量，烘干法測定干重，計算干物質含量和鮮干比，干草產量由鮮草產量和鮮干比計算得出。

1.3.4 養分測定 現蕾期、結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 數據處理

使用SPSS進行單因素方差分析，采用鄧肯法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同品種豇豆生育期比較

田間試驗結果（表1）表明，試驗所選豇豆品種均能完成生育過程，供試品種從出苗到現蕾平均47d，從出苗到成熟平均98d，生育天數最短的為品豇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；分枝到現蕾平均25d，最短13d，最長34d；結莢到成熟平均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比較

由圖1可知，不同品種豇豆田間出苗率和苗數均存在顯著差異，最高為品豇dt2018-9，出苗率達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與對照組苗數無顯著差異。

圖1 田間出苗率與苗數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）發現，不同品種豇豆間株高、主莖節數和單株莢數存在顯著差異（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）。主莖節數方面，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也不同，單株莢數最多的為品豇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）；單株莢數最少的為品豇dt2018-10，與對照組之間無顯著差異。主莖分枝數、莢長、莢粒數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 不同生育期干草產量及鮮草產量

由表3可知，幼苗期、抽蔓期和結莢期不同品種間的鮮草和干草產量差異顯著（P＜0.05）。幼苗期品豇dt201018-5干草和鮮草產量均最高，分別為174和1321kg/hm2，分別比對照組高89.1%和79.5%，品豇dt2018-10干草產量和鮮草產量均最低，分別為43和313kg/hm2，與其他8個品種存在顯著差異（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 不同生育期干草產量及鮮草產量Table 3 Hay yield and fresh yield in different growth periods kg/hm2

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

結莢期以品豇dt2018-5干草和鮮草產量最高，分別達到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 不同生育期養分分析

對高寒區種植的9個品種豇豆養分分析（表4）可知，在現蕾期、結莢期和成熟期3個生育期間，9個豇豆品種養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勢，結莢期比現蕾期分別增加11.1%、20.3%和15.4%；成熟期比結莢期分別增加22.3%、4.2%和33.3%。粗蛋白和NDF含量成熟期與現蕾期、結莢期存在顯著差異（P＜0.05），而現蕾期與結莢期無顯著差異；WSC和粗脂肪含量中，3個生育期之間無顯著差異。干物質、ADF和粗灰分含量在3個生育期間無顯著差異，其中干物質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 不同生育期養分分析Table 4 Nutrition constituent in different growth periods %

豇豆作為飼料的最佳收獲時間為結莢期，對其養分含量分析表明，粗蛋白和干物質含量最高的豇豆品種為JD-01，分別比對照組高22.6和18.9個百分點。干物質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個百分點。粗脂肪含量排序為品豇dt2018-8＞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個百分點，最低為JD-01，品豇dt2018-10 NDF含量最高，比其他品種高13.1～44.1個百分點，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個百分點，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個百分點。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，生長天數也存在差異，豇豆種植平均33d進入分枝期，在高寒牧區，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個月（6月上旬）即可進行刈割，可彌補春末夏初時飼料短缺的狀況。

在株高與豆莢性狀中，不同品種基因型不同，表型也不同，但豇豆的株型與結莢位置在不同環境下表現較為穩定，而株高、莢長及粒重因環境的影響變化較大[1]，本試驗選高寒區為種植地，對不同品種的豇豆株高與豆莢性狀分析發現，9個品種中株高、主莖節數和單株莢數存在差異，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。主莖節數多，則植株細胞的分裂能力較強，能更好地適應環境，供試品種中主莖節數最多的為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。單株莢數是單株產量大小的重要影響因子[14]，單株莢數最多的品種為品豇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在高寒區種植表現優良。結合豇豆產量來看，不同品種不同生育期鮮、干產量之間也存在差異，隨著生育期的發展，不同品種不論干草產量還是鮮草產量均為逐漸增加趨勢，在開花結莢期產量達到最大，故作為飼料收獲應選在結莢期，這與李春燕等[15]的研究結果相一致。但綜合趨勢來看，干草產量中JD-01的增長趨勢更明顯，鮮草產量中JD-02的增長趨勢更明顯。就產量來看，干草和鮮草產量最高的均是JD-01。

對不同品種豇豆的營養分析表明，在結莢期干物質含量最高，但與成熟期和現蕾期無顯著差異。而結莢期的粗灰分含量略高于現蕾期和成熟期，粗灰分含量高，一方面可能由于取樣時無法將附著于根上的泥土清理干凈，從而導致一定誤差存在；另一方面可能由于高寒地區的光照、溫度和水分等環境因子影響，從而導致豇豆品質存在差異。在供試品種中，JD-01在干物質與粗灰分方面表現最優。飼料粗蛋白含量高，能更好地為家畜提供營養，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，相比現蕾期和成熟期，結莢期豇豆粗蛋白含量最高，且本試驗測定豇豆的粗蛋白含量在其他豇豆品種測定值范圍內[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），這是因為隨著豇豆植株的成熟，木質化逐漸嚴重而導致。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，可能因為隨著豇豆植株的生長，更多的物質向籽粒轉移，并且一部分轉化為脂肪，碳水化合物也進一步積累，為籽粒的成熟作準備，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 結論

綜上所述，試驗品種在高寒區種植均能完成生育期，且作為飼草種植最佳收獲期為結莢期。其中以品豇dt2018-5、JD-01和品豇dt2018-9在飼用品質與產量方面表現良好，故這3個品種可作為該地區優質豇豆推廣品種。