豆科饲用灌木多花木蓝803在贵州喀斯特山区的生产表现
罗天琼, 莫本田, 王小利, 谭金玉, 龙忠富, 赵明坤
贵州省草业研究所,贵阳 小河 550006
王小利(1977-),男,甘肃镇原人,副研究员,博士,研究方向为牧草育种。E-mail:wangxiaolizhenyuan@126.com

第一作者:罗天琼(1969-),女,贵州独山人,研究员,硕士,研究方向为牧草育种与栽培利用。E-mail:ltq19691102@163.com

摘要

多花木蓝803( Indigofera amblyantha cv. 803)是豆科木蓝属多年生饲用灌木,是贵州省草业研究所利用野生多花木蓝经多年多次单株选择法培育而成的耐旱、耐寒、耐瘠薄、适应性广、产量高的新品种。对其育成品系的生长和生产性能的区域适应性评价表明,多花木蓝803年产干草12.74 t·hm-2,分别比野生多花木蓝和鄂西多花木蓝增产13.75%和16.56%;其种子产量为1.92 t·hm-2,分别比后者增产15.70%和11.60%;其粗蛋白质含量为17.58%~19.04%,是热带和亚热带地区天然草地改良、栽培草地建植的优质豆科饲用灌木,也是控制喀斯特山区水土流失和推进石漠化综合治理进程的优良植物,有较好的推广利用价值。

关键词: 多花木蓝803; 豆科饲用灌木; 生产; 喀斯特山区
中图分类号:S816 文献标志码:A 文章编号:1001-0629(2016)2-0259-09 doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2015-0303
Production performance of leguminous forage shrub Indigofera amblyantha cv. 803 in Guizhou karst mountain area
Luo Tian-qiong, Mo Ben-tian, Wang Xiao-li, Tan Jin-yu, Long Zhong-fu, Zhao Ming-kun
Guizhou Institute of Prataculture, Xiaohe 550006, China
Corresponding author: Wang Xiao-li E-mail: wangxiaolizhenyuan@126.com
Abstract

Indigofera amblyantha Craib cv. 803 is a new legume forage shrub cultivar bred by Guizhou Institute of Prataculture. It was bred from wild I. amblyantha using multiple individual choice method for years. Based on the region adaptive evaluation on the growth and production performance of I. amblyantha cv. 803, the annual hay yield and seed yield of I. amblyantha cv. 803 were 12.74 and 1.92 t·ha-1, respectively, which were 13.75%, 16.56% and 15.70%, 11.60% higher than wild I. amblyantha and I. amblyantha cv. erxi, respectively; the crude protein content varied from 17.58% to 19.04%. It is an excellent leguminous forage shrub for grassland improvement and pasture planting in the tropical and the subtropical area. It is also a good choice to control soil and water loss in the karst mountain and push forward rocky desertification comprehensive management process and can be popularized widely.

Keyword: Indigofera amblyantha cv. 803; leguminous forage shrubs; production; karst mountain area

贵州是全国唯一没有平原支撑的典型喀斯特山区, 水热资源丰富, 雨热同季, 立地条件复杂, 拥有丰富的植物资源, 具有极大的开发利用价值。长期以来, 贵州栽培草地建植中多为红三叶(Trifolium pratense)、白三叶(T. repens)、黑麦草(Lolium spp.)、鸭茅(Dactylis glomerata)、紫花苜蓿(Medicago sativa)等进口草种, 由于其生态适应性较差、病虫害严重、利用年限短等缺点, 严重影响栽培草地的稳定性及持续生产能力。而利用丰富的地方优良牧草资源, 选育具有生态适应性强、高产优质的地方牧草品种, 对推进贵州省草地生态畜牧业的健康发展具有重要意义[1, 2, 3, 4]

多花木蓝(Indigofera amblyantha)为豆科木蓝属饲用灌木, 产于我国海南、广东、福建、湖北、贵州和云南等热带、南亚热带地区, 主要分布于山地、丘陵地带, 是改良岩溶石山区退化草地和人工放牧草地建植优良饲用灌木[5, 6, 7, 8, 9]。至2013年, 我国仅鄂西多花木蓝1个品种通过审定。多花木蓝803(I. amblyantha cv. 803)是贵州省草业研究所于2005年利用采集于贵州省独山县麻万镇葛家坝山坡上的野生多花木蓝种子, 以其种子繁殖群体为原始材料, 利用多次单株选择法、经多年的人工栽培、自然选择和人工选择培育而成的饲用灌木新品种。该品种耐旱、耐瘠薄、抗寒、丰产性能好, 营养价值高; 当年生长较快, 生育期为206 d, 鲜草产量达55.00 t· hm-2, 年可刈割3~4次, 越冬率为95%以上, 越夏率为100%。分枝能力强、嫩枝期适口性好, 适应性强, 种子成熟期较整齐一致, 利用年限长, 是热带和亚热带地区天然草地改良、栽培草地建植的优质豆科饲用灌木之一。同时, 其生物量大, 根系发达, 还是控制喀斯特山区水土流失和推进石漠化综合治理进程的优良植物, 具有广阔的应用前景。

本研究以多花木蓝803为材料, 于2009-2011年, 将多花木蓝803进行品比试验, 2012-2014年在独山、贵阳、望谟和威宁等地进行多年多点适应性试验和示范推广, 主要用于灌丛草地建植、天然草地改良等, 以期为当地养羊业发展提供优质豆科牧草资源, 为喀斯特山区生态环境建设提供优质草被植物资源, 从而推动贵州草地生态畜牧业的快速健康发展。

1 材料与方法
1.1 试验地自然概况

设独山县、贵阳市、望谟县和威宁县4个试验点, 试验地气候、土壤环境信息详见表1表2

表1 试验点地理坐标与气候条件 Table 1 The geographical coordinates and climate conditions of the test sites in this study
表2 试验点土壤条件 Table 2 The soil condition of the test sites in this study
1.2 试验材料

以综合性状表现最好的育成品系多花木蓝803与对照鄂西多花木蓝(国审品种, 登记号93号, I. amblyantha cv. erxi)和野生多花木蓝原始群体进行品系比较试验; 区域试验以多花木蓝803和生产上已推广利用的鄂西多花木蓝为材料。

1.3 试验设计

1.3.1 品比试验 设在贵州省草业研究所独山试验基地内。单因素随机区组设计, 小区面积5 m× 6 m, 重复7次。播前施有机肥2.27 kg· m-2作底肥, 磷肥0.075 kg· m-2作拌种肥。于2009年4月18日播种, 采用条播方式, 行距60 cm, 播种深度2~3 cm, 播种量为3 g· m-2, 播后覆土1~2 cm, 苗期中耕除草1次, 并追施磷肥0.075 kg· m-2, 遇干旱淋水1~2次, 每年刈割3~4次。试验时间2009-2011年。

1.3.2 区域试验 设在独山县、贵阳市、望谟县和威宁县4个试验点。单因素随机区组设计, 重复7次。小区面积6 m× 5 m, 小区间隔80 cm。播种期:独山县为2012年4月15日、贵阳市为2012年4月15日、望谟县为2012年4月10日、威宁县为2012年4月20日。播种方法和田间管理同品比试验。试验时间2012-2014年。

1.4 测定指标和方法

1.4.1 品比试验 于2009-2011年, 对多花木蓝803、野生群体、鄂西多花木蓝生育期、植株高度、鲜干草产量、种子产量、茎叶比和营养成分含量等进行观察记载和测定。即1个重复用作生育期、抗逆性、植株高度观察(生育期和植株高度测定:50%植株达该生育期的日期为记载标准, 在种子完熟期时测定其植株高度); 另外6个重复平均用作鲜草和种子产量测定。于分枝期(播种当年6月20日、生长第2、3年于5月25日)进行产草量、茎叶比测定, 以后每次于植株生长至55~60 cm时刈割测产, 折算其年产量; 测产后每小区取样1 000 g鲜样测风干重, 折算其年产干草量; 种子产量测定于每年90%以上种子达完熟期时, 采收荚果晒干、除荚壳, 称净种子重, 折算其年产种子量[10]。营养成分含量测定于2010年分枝期和初花期进行, 每个品种分别取样500 g, 送贵州大学农产品食品质量安全检测中心, 测定粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、无氮浸出物、粗灰分、钙、磷含量[11, 12, 13]

1.4.2 区域试验 于2012-2014年, 对多花木蓝803和鄂西多花木蓝在4个区域的生长适应性、植株高度进行观察记载, 测定牧草鲜干产量、种子产量, 同时进行丰产性评价。测定方法同品比试验。不同的是牧草产量测定时间为:贵阳点和独山点, 播种当年均于6月20日、生长第2、3年于5月25日进行产草量测产; 威宁点于播种当年7月15日、生长第2、3年于6月20日测产; 望谟点于播种当年6月10日, 生长第2、3年于5月15日测产; 以后每次于植株生长至55~60 cm时刈割测产。丰产性是以4个参试点鲜草及种子平均产量进行评价。

1.5 数据分析

试验数据采用EXCEL软件预处理后, 用DPS软件进行多年多点区域试验方差分析、丰产性及稳定性分析, 多重比较用Duncan新复极差法[14]

2 结果与分析
2.1 品比试验

2.1.1 物候期 3个参试材料播种后第1年, 22 d出苗, 两周后齐苗, 6月下旬分枝, 7月下旬现蕾, 8月份开花, 9月下旬至10月上旬结荚, 11月底至12月上旬种子成熟(表3)。生长第2、3年均在4月中旬返青, 5月中下旬分枝, 6月中下旬现蕾, 6月底至7月份开花, 8月底至9月初结荚, 11月中上旬种子成熟, 生育期为200~217 d, 其中多花木蓝803生育期分别比野生多花木蓝和鄂西多花木蓝短7和8 d, 枯黄期分别早5和8 d。

表3 多花木蓝物候期 Table 3 Phenological phase of Indigofera amblyantha

2.1.2 株高 3个参试材料中, 多花木蓝803三年的平均株高为178.0 cm, 分别比对照野生多花木蓝和鄂西多花木蓝的株高增高36.5%和14.1%。三者平均株高之间差异达显著水平(P< 0.05)(图1)。

图1 不同品种多花木蓝株高比较Fig.1 Comparation of plant height of different Indigofera amblyantha cultivars

2.1.3 牧草和种子产量 3年分枝期牧草鲜干产量测定结果表明, 鄂西多花木蓝和野生多花木蓝的鲜干草产量差异不显著(P> 0.05), 但二者均显著低于多花木蓝803的(P< 0.05)。多花木蓝803鲜草产量分别比野生多花木蓝和鄂西多花木蓝增产15.74%和28.36%, 干草产量分别比鄂西多花木蓝和野生多花木蓝增产13.75%和16.56%(表4)。

表4 多花木蓝的牧草和种子产量 Table 4 The herbage yield and seed yield of Indigofera amblyantha

2009-2010年, 鄂西多花木蓝和野生多花木蓝种子产量差异不显著(P> 0.05), 二者种子产量均低于多花木蓝803的(P< 0.05); 2011年, 三者种子产量差异达显著水平(P< 0.05), 分别为多花木蓝803> 鄂西多花木蓝> 野生多花木蓝。对3年种子产量进行平均, 多花木蓝803年均种子产量为1.92 t· hm-2, 分别比野生多花木蓝和鄂西多花木蓝增产15.66%和11.63%(表4)。

2.1.4 茎叶比

分枝期对参试材料茎叶比的测定结果表明, 多花木蓝803茎叶比较低, 仅为0.45︰1, 鄂西多花木蓝与野生多花木蓝茎叶比接近, 分别为0.53︰1和0.54︰1。多花木蓝803茎叶比较低, 表明其叶量比鄂西和野生多花木蓝丰富, 品质较好。

2.1.5 营养成分

植物养分测定结果表明, 多花木蓝803与野生多花木蓝营养成分含量接近, 而鄂西多花木蓝比多花木蓝803和野生多花木蓝略低0.28~0.50个百分点, 其营养成分间无显著差异(P> 0.05)(表5、6)。分枝期和初花期, 3个多花木蓝的粗蛋白质含量分别为17.32%~17.58%和18.56%~19.04%, 粗脂肪含量分别为3.86%~4.04%和2.95%~3.11%, 粗纤维分别为17.23%~18.16%和24.40%~25.46%, 无氮浸出物含量分别为41.93%~42.23%和35.85%~36.11%, 全磷含量分别为0.350%~0.357%和0.313%~0.325%, 钙含量分别为2.48%~2.54%和1.92%~2.01%。因此, 3个多花木蓝在分枝期至初花期刈割或放牧利用, 蛋白质含量均较高, 营养成分较丰富。

表5 分枝期多花木蓝营养成分 Table 5 The nutrition analysis of Indigofera amblyantha during branch periods
表6 初花期多花木蓝营养成分 Table 6 The nutrition analysis of Indigofera amblyantha during early blooming periods
2.2 区域试验

2.2.1 适应性 多花木蓝803和鄂西多花木蓝在独山、贵阳、望谟3个点均能正常生长和开花结实, 其中贵阳点和独山点物候期基本无差异, 生育期为200~217 d, 而在望谟点生育期为185~197 d, 比独山点和贵阳点短15~20 d; 贵阳点和独山点参试品种平均株高为150~170 cm, 望谟点为180~190 cm; 3个点均能安全越冬和越夏, 越冬率和越夏率均在95%以上。

威宁点参试品种能正常生长和开花, 但不能结实; 能安全越冬, 但越冬率较低, 仅为65%; 其植株较矮, 仅为100 cm左右, 生长势较差, 鲜草产量较低。多花木蓝803和鄂西多花木蓝在不同海拔地区生长, 其生育期不同, 但均集中在6-9月开花, 盛花期为7-8月, 种子成熟期在11月中下旬至12月中旬。

2.2.2 牧草和种子产量 3年4个参试点的牧草产量测定结果显示, 多花木蓝803鲜草和种子产量均显著高于鄂西多花木蓝的(P< 0.05)(表7)。其中, 独山点和望谟点的鲜草产量差异不显著(P> 0.05), 但二者牧草产量显著高于贵阳点的(P< 0.05); 且三者的鲜草产量均显著高于威宁点的(P< 0.05)。独山点、贵阳点、望谟点、威宁点的多花木蓝803鲜草产量比鄂西多花木蓝的分别增产32.42%、35.69%、37.22%和30.53%。两个多花木蓝在4个参试点的种子产量测定结果表明, 独山点、贵阳点和望谟点平均产量差异不显著(P> 0.05), 而在威宁点均不能结籽; 多花木蓝803的种子产量均显著高于鄂西多花木蓝(P< 0.05), 且前者比后者平均增产为独山点13.79%、贵阳点18.19%、望谟点16.76%。

表7 多花木蓝803与鄂西多花木蓝在不同试验区域的牧草和种子产量 Table 7 Herbage and seed yield of Indigofera amblyantha cv. 803 and I. amblyantha cv. erxi in the different test regions

进一步对两个多花木蓝牧草及种子丰产性分析表明:多花木蓝803在4个参试点的稳定性和适应性好, 丰产性能高, 平均鲜草产量为49.89 t· hm-2; 而鄂西多花木蓝的丰产性能低, 稳定性和适应性差, 平均鲜草产量为37.15t· hm-2(表8)。虽然多花木蓝803在威宁点不结实, 但在其它3个参试点的种子产量较高, 因而在4个参试点平均产量仍为1.505 t· hm-2; 而鄂西多花木蓝的种子产量较低, 仅为1.295 t· hm-2

表8 多花木蓝803与鄂西多花木蓝丰产性及稳定性分析 Table 8 Indigofera amblyantha cv. 803 and I. amblyantha cv. erxi of high performance and stability analysis
3 讨论

从近10年的选育情况来看, 多花木蓝803种植当年分枝较少, 开花结实也较少, 种子产量较低。播种后出苗缓慢且前期发芽率相对较低, 出苗历时近1月。其原因可能是种皮较厚不易发芽, 虽播前做了处理, 但对种子的吸水作用仍有阻碍, 这与已发表关于种子硬实性与种子活力关系的研究结果一致[15, 16, 17, 18]。因此, 播种前除做好种子处理外, 还需注意土壤墒情, 最好在雨后播种, 另外, 种子播种深度不宜过深, 1~2 cm为宜。

多花木蓝种子发芽率的高低、出苗快慢及生长发育与温度、光照等密切相关 。由于在贵州易出现“ 倒春寒” 天气, 故多花木蓝803播种太早影响出苗, 甚至不能发芽; 播种太晚影响种子结实。其播种期可适当提前, 以利于生长期间充分利用有效积温, 也可延长当年生长期, 增加根系的物质储存量, 有利于安全越冬。这与程龙等[19]和赵丽丽等[20]研究结果相一致。本研究发现, 多花木蓝803春季应在4月中上旬播种, 秋季应在9月下旬至10月上旬播种, 以利于越冬; 适宜在排水畅通的地块上生长, 不耐水淹, 在水淹地方易烂根。

本研究结果表明, 多花木蓝 803在贵州海拔400~1 600 m地区能完成整个生育周期, 生育期为207 d, 在种植第2、3年后鲜草产量较鄂西多花木蓝和野生多花木蓝提高28.36%和15.74%, 干草产量比鄂西多花木蓝和野生多花木蓝增产13.75%和16.56%, 种子产量分别提高11.6%和15.7%, 表现出很强的生态适应性; 在海拔2 200 m的威宁等地区能正常生长, 但不能开花结实, 且植株生长较矮。

茎叶比是评价牧草品质的重要指标, 在相同条件下, 茎叶比越小, 叶量越丰富, 其适口性越好, 饲用价值越高[21]。多花木蓝803的茎叶比较鄂西多花木蓝低, 说明其叶量丰富, 干物质积累快, 适口性及品质均较好。

4 结论

通过单株多次选择法培育而成的多花木蓝803, 在贵州中部地区, 4月中旬播种, 6月中下旬分枝, 7月下旬至8月初开花, 11月下旬种子成熟, 全年生育期200~209 d。803多花木蓝再生性能好, 牧草和种子产量及营养价值较高, 年可刈割3~4次, 年产干草12.74 t· hm-2, 年产种子1.92 t· hm-2, 粗蛋白质含量17.58%~19.04%。该饲用灌木是喀斯特山区退化草地改良和人工灌丛草地建植的优良灌木之一。适宜于海拔400~1 500 m的南方热带、亚热带季风湿润气候区的山地和丘陵种植。

The authors have declared that no competing interests exist.

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