賈倩民+陳彥云+韓潤燕+陳科元+仇紅燕

摘要：從美國和中國內(nèi)蒙古引進4種多年生禾本科牧草，對其在寧夏鹽池縣次生鹽堿地的適應性、生長發(fā)育、生產(chǎn)性能及品質(zhì)進行了詳細的比較，目的是篩選出適宜該地區(qū)種植的優(yōu)良牧草。結(jié)果表明：垂穗披堿草與沙生冰草的適應性強，生長發(fā)育良好，干草產(chǎn)量高，分別為249.88 g/m2和215.65 g/m2，顯著高于藍莖冰草和細莖披堿草（P<0.05），且品質(zhì)較好，可作為寧夏鹽池次生鹽堿地推廣種植的優(yōu)良牧草；藍莖冰草苗期適應性較弱，但生長后期表現(xiàn)出較強的抗旱性，須采取保護措施提高保苗率，才可在當?shù)赝茝V種植；細莖披堿草適應性很弱，產(chǎn)量低且品質(zhì)也差，不宜在當?shù)胤N植。

關鍵詞：寧夏鹽池；次生鹽堿地；禾本科牧草；適應性；生長發(fā)育

中圖分類號： S543.01文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）02-0167-04

收稿日期：2013-09-11

基金項目：國家科技支撐計劃（編號：2011BAC07B03）。

作者簡介：賈倩民（1985—），男，河南商丘人，碩士研究生，研究方向為植物生理生態(tài)。E-mail：nxdxjqm@163.com。

通信作者：陳彥云，研究員，主要從事植物生理研究與教學工作。E-mail：nxchenyy@163.com。鹽堿地是鹽土與堿土以及各類鹽化、堿化土壤的總稱，其土體含有較多的鹽堿成分，使大多數(shù)植物的生長受到不同程度的抑制，甚至不能成活[1]。寧夏回族自治區(qū)可耕地中，約有1/6為鹽堿地，且鹽漬化面積在不斷增加[2-3]。鹽池縣位于寧夏東部干早半干旱區(qū)，自然環(huán)境惡劣，降水稀少，蒸發(fā)強烈，風蝕嚴重，加之過度放牧、濫墾亂采、灌溉管理不善等人為因素，造成該地區(qū)大面積土地退化、沙化，土壤次生鹽堿化加劇[4-6]，自然生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱，嚴重制約著當?shù)亟?jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展[7]。篩選、培育和種植耐鹽堿植物，是改良利用鹽堿地的有效措施之一[8-10]。牧草具有適應性廣、抗鹽性強等特性，是鹽堿地種植的主要作物[11-12]；但不同牧草的耐鹽堿能力不同。本試驗從國內(nèi)外引進4種多年生禾本科牧草，對其適應性、生長發(fā)育、生產(chǎn)性能及品質(zhì)進行了比較，旨在篩選出適合次生鹽堿地種植的優(yōu)良牧草，為發(fā)展草地畜牧業(yè)、改良鹽堿地和改善生態(tài)環(huán)境提供科學依據(jù)。

1材料和方法

1.1試驗區(qū)概況

試驗區(qū)位于寧夏回族自治區(qū)東部鹽池縣，北緯37°04′～38°10′，東經(jīng)106°30′～107°41′，該縣北與毛烏素沙漠相連，南靠黃土高原，是半干旱區(qū)向干旱區(qū)的過渡地帶。氣候?qū)儆诘湫椭袦貛Т箨懶詺夂?，年均氣?.1 ℃，極端最高與最低氣溫分別為38.1 ℃和-29.6 ℃，≥10 ℃的年積溫2949.9 ℃，年降水量280 mm，7～9月較集中，年蒸發(fā)量2 710 mm，無霜期162 d。試驗地為棄耕9年的鹽堿地，土壤類型為風沙土，表層土壤（0～20 cm）有機質(zhì)含量0.62%，全鹽含量7.02 g/kg，pH值8.65。灌溉用水為地下水，含鹽量高，水質(zhì)較差。

1.2試驗方法

（1）供試草種：藍莖冰草（Agropyron smithii）、沙生冰草（A. desertotrum）、垂穗披堿草（Elymus nutans）和細莖披堿草（E.rachycaulum），試驗牧草種子來源、品質(zhì)及播種量見表1。（2）試驗設計：試驗設4個處理，3次重復，共12個小區(qū)，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積9 m2（3 m×3 m）。（3）播種方式及田間管理：2012年5月18日播種，4種牧草均條播，行距30 cm，播深2～3 cm。試驗期間采用相同的管理措施，于播種前（5月16日）、全苗后（6月10日）各灌溉1次，不施肥，常規(guī)除草，嚴禁放牧。

1.3測定內(nèi)容及方法

1.3.1物候期觀測按播種期、分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期、開花期、完熟期、枯黃期測記，有50%的植株進入某一物候期的日期定為該牧草處在這一物候期。

1.3.2出苗率、保苗率及越冬率的測定各小區(qū)選取代表性樣條1 m，全苗后測定出苗數(shù)，于出苗期末、拔節(jié)期前再次測定幼苗數(shù)，次年返青后（2013年4月12日）測定返青數(shù)，重復3次，計算出苗率、保苗率、越冬率。計算公式為：保苗率=幼苗數(shù)/出苗數(shù)×100%；越冬率=返青數(shù)/幼苗數(shù)×100%。

1.3.3株高和分蘗數(shù)的測定各小區(qū)在全苗后固定選取有代表性的植株10株，每15 d測量1次絕對高度（將植株拉直，從地面至植株最高部位的高度），取平均值，繪制株高變化動態(tài)。于生長末期（2012年9月12日）測定每株牧草的分蘗數(shù)，取平均數(shù)。

1.3.4莖葉比、鮮干比及鮮草產(chǎn)量的測定各小區(qū)于牧草生長后期選取1 m2樣方刈割（不留茬），收割后稱其牧草鮮重作為鮮草產(chǎn)量；再將牧草莖、葉分離，分別稱其莖和葉的鮮重，烘干后稱量莖和葉的干重，計算莖葉比、鮮干比。計算公式為：莖葉比=莖鮮重/葉鮮重；鮮干比=牧草鮮重/（莖干重+葉干重）。

1.3.5根長、根冠比和生物量的測定 在牧草生長后期，各小區(qū)選取代表性植株樣方0.2 m2（0.5 m×0.4 m），挖取完整植株，測量根長，烘干后測量地下根系干重作為根系質(zhì)量，地上植株干重作為干草產(chǎn)量，重復3次，計算根冠比和生物量。計算公式為：根冠比=地下根系干重/地上植株干重；生物量=根質(zhì)量+干草產(chǎn)量。

1.3.6營養(yǎng)成分的測定牧草生長后期的烘干樣品（莖和葉）粉碎后進行常規(guī)分析，測定粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、粗灰分含量[13]。

1.4數(shù)據(jù)分析

各指標數(shù)據(jù)采用Excel軟件處理及繪圖，方差分析利用SPSS軟件用Duncans法進行檢驗。

2結(jié)果與分析

2.1牧草的適應性

2.1.1物候期牧草的物候期見表2。在次生鹽堿地上4種牧草均能正常出苗，2個冰草品種出苗較早，另2個披堿草品種出苗較晚，出苗最遲的細莖披堿草與出苗最早的藍莖冰草相差5 d。種植當年，垂穗披堿草分蘗、拔節(jié)最早。細莖披堿草分蘗最晚，且生長停留在分蘗期，沒有拔節(jié)。4種牧草中只有垂穗披堿草抽穗，約有20%的植株開花，但種子沒有成熟。藍莖冰草和沙生冰草大多數(shù)停留在分蘗至拔節(jié)期。endprint

2.1.2出苗率播種前灌溉的條件下，4種牧草出苗率（表3）均超過75%，都能正常出苗。出苗率大小為垂穗披堿草>沙生冰草>藍莖冰草>細莖披堿草。對出苗率用Duncans法進行方差分析，結(jié)果得出，各品種間差異不顯著（P>0.05）。

2.1.3保苗率保苗率可反映牧草苗期在當?shù)氐倪m應情況，保苗率越高牧草苗期的適應性越強。由于5月下旬至6月上旬天氣炎熱，降雨極少，4種牧草的保苗率（表3）都在75%以下。保苗率大小為垂穗披堿草>沙生冰草>藍莖冰草>細莖披堿草，其中垂穗披堿草與藍莖冰草、細莖披堿草差異顯著（P<0.05），與沙生冰草差異不顯著（P>0.05），表明垂穗披堿草苗期適應性最強，沙生冰草次之，細莖披堿草最差。藍莖冰草和細莖披堿草苗期有大量植株死亡，保苗率較低，說明苗期它們在鹽堿地的適應性較差。

2.1.4越冬率牧草的越冬率受低溫、干旱、土壤等因素的影響，越冬率的高低直接關系到牧草的適應能力。4種牧草的越冬率（表3）大小為垂穗披堿草>藍莖冰草>沙生冰草>細莖披堿草，其中垂穗披堿草、藍莖冰草和沙生冰草間差異均不顯著（P>0.05），但均顯著（P<0.05）高于細莖披堿草，表明這3種牧草在次生鹽堿地的越冬能力較強，細莖披堿草越冬率低于70%，越冬能力較差。

2.1.5根冠比在土壤干旱條件下，抗旱植物會增加根的重量，降低地上部分的生長量，增大根冠比，根冠比越大說明植物的抗旱性越強。4種牧草的根冠比（表4）大小為藍莖冰草>沙生冰草>垂穗披堿草>細莖披堿草。其中藍莖冰草較其他3種牧草差異顯著（P<0.05），垂穗披堿草和沙生冰草差異不顯著（P>0.05），但均顯著（P<0.05）高于細莖披堿草。表明在牧草生長后期，就根冠比而言，藍莖冰草抗旱能力最強，其次是垂穗披堿草和沙生冰草，細莖披堿草抗旱能力最弱。

2.2牧草的生長發(fā)育

2.2.1株高變化4種牧草的株高變化見圖1。出苗后藍莖冰草生長最快，沙生冰草次之，垂穗披堿草和細莖披堿草生長較慢。8月6日藍莖冰草和沙生冰草的株高分別為33.6 cm和29.5 cm，分別占其最終株高的80.6%和80.1%，株高已基本形成，而此時垂穗披堿草和細莖披堿草株高較低。8月21日之后，垂穗披堿草株高增幅較大，其他3種牧草增幅較小。藍莖冰草和沙生冰草的株高變化相似，生長速度高峰均出現(xiàn)在7月7—22日，而垂穗披堿草和細莖披堿草的株高變化相似，生長速度高峰均出現(xiàn)在7月22日至8月6日。種植當年4種牧草的最終株高（表4）大小為垂穗披堿草>藍莖冰草>沙生冰草>細莖披堿草，垂穗披堿草和藍莖冰草差異不顯著（P>0.05），但兩者均顯著（P<0.05）高于沙生冰草和細莖披堿草，細莖披堿草最終株高為28.20 cm，顯著（P<0.05）低于其他3個品種。

2.2.2根長根的入土深度已被認為是抗旱的一個重要特征[14]，干旱情況下，植物根系入土越深，其抗旱性越強。4種牧草的根長（表4）大小為藍莖冰草>垂穗披堿草>沙生冰草>細莖披堿草，其中藍莖冰草根長顯著（P<0.05）高于其他3個品種；垂穗披堿草和沙生冰草差異不顯著，兩者均顯著

（P<0.05）高于細莖披堿草。表明就根長而言，藍莖冰草生長后期抗旱性最強，其次是垂穗披堿草和沙生冰草，細莖披堿草抗旱性最弱。

2.2.3分蘗數(shù)禾本科牧草的分蘗在一定程度上影響其生長發(fā)育、抗逆性及產(chǎn)量的高低[15]。4種牧草的分蘗數(shù)大小（表4）依次為藍莖冰草>垂穗披堿草>沙生冰草>細莖披堿草，其中藍莖冰草為每株7.85個，與其他3種牧草差異顯著（P<0.05），垂穗披堿草顯著高于沙生冰草和細莖披堿草（P<0.05），沙生冰草和細莖披堿草差異不顯著（P>0.05）。

2.3生產(chǎn)性能

2.3.1鮮草產(chǎn)量4個牧草品種的鮮草產(chǎn)量大小為垂穗披堿草>藍莖冰草>沙生冰草>細莖披堿草，其中垂穗披堿草鮮草產(chǎn)量達732.16 g/m2，顯著高于其他3種牧草（P<0.05），藍莖冰草和沙生冰草差異不顯著（P>0.05），但兩者均顯著高于細莖披堿草（P<0.05）。細莖披堿草生長情況較差，鮮草產(chǎn)量只有310.71 g/m2（表5）。由此表明，垂穗披堿草在當?shù)夭粌H適應性最強，生產(chǎn)性能也最高，其次是藍莖冰草和沙生冰草，細莖披堿草適應性及生產(chǎn)性能均最差。

2.3.2干草產(chǎn)量干草產(chǎn)量大小為垂穗披堿草>沙生冰草>藍莖冰草>細莖披堿草，各牧草品種差異顯著（P<0.05）。其中垂穗披堿草干草產(chǎn)量最高，為249.88 g/m2，其次是沙生冰草和藍莖冰草，細莖披堿草最低，干草產(chǎn)量只有99.91 g/m2（表5）。

2.3.3根系質(zhì)量根系的分布和質(zhì)量由于影響到植物擁有地下空間的大小和對土壤營養(yǎng)及水分的利用，直接影響到地上部分產(chǎn)量的高低，尤其是干旱半干旱地區(qū)土地生產(chǎn)力高低的主要決定因素[16-17]。4個牧草品種的根系質(zhì)量大小為垂穗披堿草>藍莖冰草>沙生冰草>細莖披堿草，其中垂穗披堿草和藍莖冰草差異不顯著（P>0.05），但兩者均顯著高于沙生冰草和細莖披堿草（P<0.05），細莖披堿草根系質(zhì)量最小，只有54.96 g/m2，顯著低于其他3個牧草品種（P<005）（表5）。

2.3.4生物量生物量大小為垂穗披堿草>沙生冰草>藍莖冰草>細莖披堿草，與干草產(chǎn)量大小順序表現(xiàn)一致，同樣是垂穗披堿草生物量最高，顯著高于其他3個牧草品種（P<005），沙生冰草和藍莖冰草差異不顯著（P>0.05），兩者均顯著高于細莖披堿草（P<0.05）（表5）。

2.4牧草品質(zhì)

2.4.1鮮干比牧草鮮重與干重的比值稱為鮮干比，它與牧草品質(zhì)呈正相關，鮮干比越高，蛋白質(zhì)的含量就越高，適口性就越好[18-19]。4個牧草品種的鮮干比大小為藍莖冰草>細莖披堿草>垂穗披堿草>沙生冰草，其中藍莖冰草的鮮干比為3.3，與細莖披堿草差異不顯著（P>0.05），但顯著高于垂穗披堿草和沙生冰草 （P<0.05），細莖披堿草、垂穗披堿草和沙生冰草間差異均不顯著（P>0.05）（表6）。表明美國進口的藍莖冰草適口性最好，其次是細莖披堿草，從內(nèi)蒙古引進的垂穗披堿草和沙生冰草適口性較差。endprint

2.4.2莖葉比莖葉比大小可反映牧草品質(zhì)的高低，莖葉比越小，牧草的葉含量越高，品質(zhì)就越好[20]。4個牧草品種的莖葉比大小為沙生冰草>垂穗披堿草>細莖披堿草>藍莖冰草，其中藍莖冰草的莖葉比為0.55，與細莖披堿草差異不顯著（P>0.05），與沙生冰草和垂穗披堿草差異顯著（P<005），沙生冰草莖葉比最大，與垂穗披堿草差異不顯著（P>005），與細莖披堿草差異顯著（P<0.05）（表6）。以上表明：美國進口的藍莖冰草和細莖披堿草葉含量高，品質(zhì)較好；國內(nèi)品種沙生冰草和垂穗披堿草葉含量少，品質(zhì)略差。

表64種牧草的鮮干比、莖葉比和營養(yǎng)成分含量

2.4.3營養(yǎng)成分4個牧草品種均在生長后期取樣，營養(yǎng)成份含量見表6。粗蛋白含量大小為藍莖冰草>沙生冰草>垂穗披堿草>細莖披堿草，其中藍莖冰草粗蛋白含量顯著高于其他3個牧草品種（P<0.05），沙生冰草與垂穗披堿草差異不顯著（P>0.05），與細莖披堿草差異顯著（P<0.05），2個披堿草品種間差異不顯著（P>0.05）。粗纖維含量大小為垂穗披堿草>細莖披堿草>沙生冰草>藍莖冰草，其中垂穗披堿草和藍莖冰草差異顯著（P<0.05），其他牧草品種間差異均不顯著（P>0.05）。粗脂肪含量大小為垂穗披堿草>沙生冰草>細莖披堿草>藍莖冰草，各品種間差異不顯著（P>005）。粗灰分含量大小為藍莖冰草>沙生冰草>細莖披堿草>垂穗披堿草，其中藍莖冰草與其他3個牧草品種差異顯著（P<0.05），沙生冰草與細莖披堿草差異不顯著（P>005），與垂穗披堿草差異顯著（P<0.05）。

3討論

3.1適應性和生長發(fā)育

鹽池縣位于寧夏東部干早半干旱區(qū)，降雨極少，且灌溉條件差，夏季高溫，冬季嚴寒干旱，春季風大沙多，試驗地土壤鹽漬化較為嚴重，這都限制了牧草的正常生長和越冬。在播種前地下水灌溉的條件下，4種牧草出苗率差別不大（P>005），但因6月上旬降雨極少，保苗率都在75%以下且牧草間差別較大。垂穗披堿草和沙生冰草苗期的適應性較強，這與成紅等的研究結(jié)果[21]相一致。藍莖冰草和細莖披堿草苗期適應性較差，尤其是細莖披堿草，全苗后有大量幼苗枯黃死亡，致使保苗率在60%以下。4種牧草中細莖披堿草的越冬率只有67%，越冬能力較差，其他3個品種都在75%以上，越冬能力較強。在次生鹽堿地種植當年，4種牧草都未完成生活史，大多數(shù)生長停留在分蘗至拔節(jié)期，只有垂穗披堿草抽穗，少數(shù)開花但種子未完熟，細莖披堿草生長停留在分蘗，生長發(fā)育受到限制。4種牧草出苗后的株高增長較快，生長速度高峰都出現(xiàn)在7月中下旬，在8月21日都基本完成其株高生長的90%以上。藍莖冰草植株較高，分蘗數(shù)最多，根長最長，生長狀況最好，并且它的根長大于株高，為42.66 cm，根冠比最大，生長后期表現(xiàn)出較強的抗旱性，這與常根柱等的研究結(jié)果[22]相似。垂穗披堿草株高最大，分蘗數(shù)較多，生長狀況僅次于藍莖冰草。沙生冰草苗期生長較快，但最終株高不及垂穗披堿草和藍莖冰草，根長較短，分蘗數(shù)較少，種植當年生長發(fā)育狀況一般。細莖披堿草株高最低，根長最短，分蘗數(shù)最少，生長發(fā)育狀況較差。

3.2生產(chǎn)性能和品質(zhì)

由于試驗區(qū)土壤鹽堿化程度高且養(yǎng)分貧瘠，種植當年4種牧草產(chǎn)量普遍較低。其中，垂穗披堿草的干草產(chǎn)量和生物量都顯著高于其他牧草，生產(chǎn)性能最好。沙生冰草的干草產(chǎn)量和生物量次于垂穗披堿草，生產(chǎn)性能較好。藍莖冰草由于保苗率較低，干草產(chǎn)量和生物量低于沙生冰草，生產(chǎn)性能一般。細莖披堿草不僅適應性最差，生產(chǎn)性能也很差。從整體看，2種美國進口的牧草適口性好，葉含量高，品質(zhì)優(yōu)于國內(nèi)同類品種，但在該地區(qū)生長發(fā)育受到限制，適應性及干草產(chǎn)量不及國內(nèi)品種。

4結(jié)論

在寧夏干旱半干旱區(qū)垂穗披堿草與沙生冰草的適應性較強，可作為次生鹽堿地大面積推廣種植的牧草材料。美國進口的藍莖冰草苗期適應性較差，但生長后期表現(xiàn)出較強的抗旱性，須采取保護措施提高保苗率，才可在當?shù)卮竺娣e種植。細莖披堿草適應性很差，不宜種植。

種植當年，垂穗披堿草與沙生冰草生長發(fā)育良好，干草產(chǎn)量高，品質(zhì)較好，可作為寧夏干旱半干旱區(qū)的優(yōu)良飼料來源。細莖披堿草生長狀況較差，產(chǎn)量低且品質(zhì)差，不能作為飼料來源。藍莖冰草品質(zhì)最好，但苗期適應性較差，在次生鹽堿地，是否可通過遮陰、施肥和增加灌溉等措施來提高牧草的適應性及產(chǎn)量有待進一步研究。

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[9]Jacoby B. Mechanisms involved in salt tolerance by plants[M]//Pessarakli M. Handbook of plant and crop stress. New York：Marcel Dekker，1993：97-123.

[10]李志丹，干友民，澤柏，等. 牧草改良鹽漬化土壤理化性質(zhì)研究進展[J]. 草業(yè)科學，2004，21（6）：17-21.

[11]謝振宇，楊光穗. 牧草耐鹽性研究進展[J]. 草業(yè)科學，2003，20（8）：11-17.

[12]程云輝，周衛(wèi)星，王永霞，等. 沿海灘涂鹽漬化地上幾種耐鹽牧草的篩選試驗[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2003（3）：61-63.

[13]楊勝. 飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)[M]. 北京：北京農(nóng)業(yè)大學出版社，1993：1-63.

[14]蘇日古嘎. 禾本科牧草抗旱、耐寒、耐貧瘠特性比較研究[D]. 呼和浩特：內(nèi)蒙古師范大學，2007.

[15]李淑娟，周青平，顏紅波，等. 4種披堿草屬野生牧草在高寒地區(qū)農(nóng)藝性狀及生產(chǎn)性能的評價[J]. 草原與草坪，2007（2）：34-36.

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[19]李建偉，陳本建，張利平，等. 高寒山區(qū)6種多年生牧草生長發(fā)育特性研究[J]. 草原與草坪，2011，31（6）：69-74.

[20]楊紅善，常根柱，周學輝，等. 美國引進苜蓿品種半濕潤區(qū)栽培試驗[J]. 草業(yè)學報，2010，19（1）：121-127.

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