韓卡文，石秀蘭，韋立臺(tái)，楊 磊，張群珧，韓瑞宏

（仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院園藝園林學(xué)院，廣東 廣州 510225）

【研究意義】廣東人多耕地少，缺草少糧，導(dǎo)致畜牧業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展很不平穩(wěn)。優(yōu)化畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)，推廣肉牛、肉羊等是廣東草地畜牧業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略?！安荨焙汀胺N”是促發(fā)展關(guān)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(chǎn)量高，是草食家畜優(yōu)質(zhì)飼料和淡水魚類青餌料［1］。雜交狼尾草是廣東省主栽的當(dāng)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(tài)，供青期只在盛夏季節(jié)，11月至翌年3月為空青期，優(yōu)質(zhì)飼草季節(jié)性缺乏成為制約廣東草食畜牧業(yè)發(fā)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(tài)。如何有效利用這些短期閑隙土地種植一年生牧草，發(fā)揮植物間的共生互補(bǔ)作用，補(bǔ)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(jìn)展】為解決飼草季節(jié)供應(yīng)矛盾，美國率先開展飼草生產(chǎn)互補(bǔ)系統(tǒng)研究，即在休眠的多年生暖季型草地上補(bǔ)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(bǔ)播多花黑麥草（ltalian ryegrass），可使放牧?xí)r間從178 d 延長至240 d［3］。我國學(xué)者也進(jìn)行了類似研究，秋季在四川、貴州等地的暖季型草地上補(bǔ)播多花黑麥草、1年生豆科牧草，可明顯提高草地質(zhì)量和產(chǎn)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(bǔ)系統(tǒng)原理類似。建立適宜的冷暖季飼草互補(bǔ)生產(chǎn)系統(tǒng)，均衡飼草供應(yīng)，是目前開展南方牧草生產(chǎn)研究的熱點(diǎn)問題。

【本研究切入點(diǎn)】秋冬季節(jié)在多年生暖季型草地上補(bǔ)播速生型冷季牧草能否成功的關(guān)鍵因素：一是補(bǔ)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(fù)生長。目前有關(guān)雜交狼尾草草地冬季補(bǔ)播方面的研究尚未見報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究以仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院自育品系雜交狼尾草新品系［7］為研究對(duì)象，采用免耕補(bǔ)播技術(shù)在雜交狼尾草行間補(bǔ)播1年生冷季牧草，旨在探究冬季補(bǔ)播不同草種對(duì)雜交狼尾草新品系春季生長狀況的影響，并利用隸屬函數(shù)法分析翌年春季的干草產(chǎn)量及品質(zhì)狀況，以期篩選最佳補(bǔ)播組合，為廣東地區(qū)雜交狼尾草的生產(chǎn)利用提供科學(xué)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于廣州市番禺區(qū)仲愷教學(xué)科研基地，該地屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)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(shí)數(shù)1807.6 h。試驗(yàn)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(jī)質(zhì)含量為28.7 g/kg。試驗(yàn)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(yàn)地區(qū)氣溫和降雨量Fig.1 Temperature and rainfall in the pilot area

1.2 試驗(yàn)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(duì)象，補(bǔ)播草種為豆科箭筈豌豆（Vicia sativa，發(fā)芽率90%)、光葉紫花苕（Vicia villosa，發(fā)芽率90%)，禾本科多花黑麥草（Lolium multi fl orum，發(fā)芽率90%)。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，2017年11月14日補(bǔ)播箭筈豌豆、光葉紫花苕、多花黑麥草，12月7日補(bǔ)播多花黑麥草，以不補(bǔ)播為對(duì)照。采用田間隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理3次重復(fù)，小區(qū)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(jì)算，分別為90、75、25 kg/hm2。

雜交狼尾草新品系試驗(yàn)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(shè)1 m保護(hù)行，區(qū)組間隔1 m。11月11日刈割，留茬高度20 cm，按試驗(yàn)設(shè)計(jì)在刈后草地行間補(bǔ)播草種。播前采用免耕法清除行間雜草，耙松表土；播后適當(dāng)澆水確保田間出苗率，后期進(jìn)行粗放管理，期間未進(jìn)行施肥，以免對(duì)雜交狼尾草越冬不利。

1.4 測(cè)定標(biāo)指及方法

2018年3月28日每小區(qū)隨機(jī)選取代表性雜交狼尾草株叢10叢，測(cè)量株高、葉層高、分蘗數(shù)、冠幅直徑，然后按留茬15 cm刈割，從中隨機(jī)選取10叢測(cè)鮮產(chǎn)，3次重復(fù)［8-9］；65℃烘至恒重，稱干重，以鮮草產(chǎn)量和干物質(zhì)含量計(jì)算干草產(chǎn)量，并換算成每公頃草地干物質(zhì)產(chǎn)量。干鮮比、莖葉比按照國家草品種區(qū)域試驗(yàn)技術(shù)規(guī)程［8］測(cè)量計(jì)算。將測(cè)完莖葉比的干樣混合后送至廣州匯標(biāo)監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行粗養(yǎng)分測(cè)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(cè)定；無氮浸出物 (nitrogen free extract，NFE)含量（%）=100%-粗蛋白質(zhì)%-粗脂肪%-粗纖維%-粗灰分%［10］（式中4 個(gè)指標(biāo)均為建立在干物質(zhì)基礎(chǔ)上的百分含量）。粗蛋白產(chǎn)量 =干草產(chǎn)量×粗蛋白含量%。

不同處理雜交狼尾草新品系干草產(chǎn)量、營養(yǎng)品質(zhì)，采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，根據(jù)以下公式［11］計(jì)算單個(gè)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值，再求各處理的平均隸屬函數(shù)值。

采用EXCEL2013和SPSS21.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)初步整理、統(tǒng)計(jì)分析，用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

中國水利：提高灌溉用水效率、增加灌溉設(shè)施建設(shè)，從而提高糧食生產(chǎn)效率，對(duì)于發(fā)展中國家顯得尤為重要。請(qǐng)您談?wù)勚袊诎l(fā)展高效節(jié)水灌溉、解決糧食安全問題方面取得的成就。

2 結(jié)果與分析

2.1 補(bǔ)播對(duì)雜交狼尾草新品系農(nóng)藝性狀的影響

從圖1、表1可以看出，試驗(yàn)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(bǔ)播箭筈豌豆處理最高（118.57 cm和100.40 cm），其次是補(bǔ)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(xiàn)象，從植株絕對(duì)高度與葉層高度差可間接反映抽穗狀況，補(bǔ)播豆科處理抽穗相對(duì)遲緩。12月補(bǔ)播多花黑麥草處理每叢分蘗數(shù)最多（59個(gè)），CK分蘗數(shù)最少為45個(gè)，各處理間分蘗數(shù)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(biāo)，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(bǔ)播光葉紫花苕組最大，其次是補(bǔ)播箭筈豌豆處理，分別為110.60、107.45 cm，高出CK 76%、71%，補(bǔ)播箭筈豌豆處理、光葉紫花苕處理顯著高于補(bǔ)播多花黑麥草處理及CK。

2.2 補(bǔ)播對(duì)雜交狼尾草新品系生產(chǎn)性能的影響

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

莖葉比是評(píng)價(jià)牧草營養(yǎng)價(jià)值優(yōu)劣指標(biāo)之一，莖葉比越小，牧草的適口性及消化率越好，其營養(yǎng)價(jià)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(bǔ)播光葉紫花苕處理，補(bǔ)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(bǔ)播多花黑麥草處理＞12月補(bǔ)播多花黑麥草處理＞補(bǔ)播光葉紫花苕處理＞補(bǔ)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(yàn)結(jié)果表明，補(bǔ)播豆科牧草處理含水量相對(duì)較高，其次是補(bǔ)播禾本科牧草處理，CK含水量最低。

表2 雜交狼尾草產(chǎn)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(bǔ)播對(duì)雜交狼尾草新品系營養(yǎng)品質(zhì)的影響

由表3可知，不同補(bǔ)播處理組雜交狼尾草新品系的粗蛋白含量表現(xiàn)為：12月補(bǔ)播多花黑麥草處理（8.29%）＞補(bǔ)播光葉紫花苕處理（8.17%）＞ CK（8.04%）＞補(bǔ)播箭筈豌豆處理（6.86%）＞ 11月補(bǔ)播多花黑麥草處理（6.46%）；粗纖維含量表現(xiàn)為：12月補(bǔ)播多花黑麥草處理（41.00%）＞補(bǔ)播箭筈豌豆處理（32.30%）＞CK（31.00%）＞11月補(bǔ)播多花黑麥草處理（29.40%）＞補(bǔ)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(guān)系，本試驗(yàn)中12月補(bǔ)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(shí)粗纖維、粗灰分含量也高于其他處理。

表3 雜交狼尾草營養(yǎng)物質(zhì)含量及產(chǎn)量變化Table3 Changes of contents and yields of crude nutrient components strain of hybrid Pennisetum

單位面積營養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)量能準(zhǔn)確反映飼用植物和種植制度的生產(chǎn)價(jià)值［10,14］。本試驗(yàn)中補(bǔ)播光葉紫花苕處理各營養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)量均位居首位，其中粗蛋白產(chǎn)量高出CK 68%，除了11月補(bǔ)播多花黑麥草處理粗蛋白質(zhì)產(chǎn)量低于CK 0.9%外，其他補(bǔ)播處理粗蛋白產(chǎn)量均高于CK。

2.4 模糊隸屬函數(shù)的綜合評(píng)價(jià)

從營養(yǎng)價(jià)值來看，粗蛋白質(zhì)是牧草中的主要營養(yǎng)物質(zhì)；粗脂肪和無氮浸出物是主要的熱能物質(zhì)；粗灰分為牧草中的礦物質(zhì)，直接影響家畜的生長發(fā)育。因此，這5個(gè)指標(biāo)的測(cè)定值越高，牧草的營養(yǎng)價(jià)值就越高，品質(zhì)越好。粗纖維是主要的能源物質(zhì)之一，但其含量與消化率呈負(fù)相關(guān)，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(shù)值可表示綜合指標(biāo)的相對(duì)優(yōu)劣，平均隸屬函數(shù)值越大，綜合營養(yǎng)品質(zhì)越佳［17］，以此計(jì)算不同處理下干重及營養(yǎng)成分的平均隸屬函數(shù)值。結(jié)果（表4）表明，平均隸屬函數(shù)值以補(bǔ)播光葉紫花苕處理最高（0.8196），其次是11月補(bǔ)播多花黑麥草處理 （0.4546），補(bǔ)播箭筈豌豆處理排第3位（0.3225），數(shù)值最小是12月補(bǔ)播多花黑麥草處理，低于CK。

表4 雜交狼尾草產(chǎn)量與品質(zhì)的隸屬函數(shù)值Table4 The subordinate function value of yield and quality of hybrid Pennisetum

3 討論

3.1 補(bǔ)播對(duì)雜交狼尾草新品系翌年春季產(chǎn)量構(gòu)成的影響

雜交狼尾草溫度大于10℃時(shí)仍能生長。本研究中，2017年11月至2018年3月試驗(yàn)地平均溫度＞12℃，最低溫度＞5℃，11月補(bǔ)播后的灌溉及12月份后降雨增多，不補(bǔ)播的雜交狼尾草新品系冬季仍有緩慢生長，但與補(bǔ)播處理相比生長處于弱勢(shì)。延遲補(bǔ)播時(shí)間對(duì)成功建立冷暖季飼草混播系統(tǒng)有一定影響，本試驗(yàn)在12月份補(bǔ)播多花黑麥草，田間觀察前期多花黑麥草出苗相對(duì)緩慢，難以發(fā)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(duì)促進(jìn)雜交狼尾草株高作用并不明顯，只對(duì)分蘗數(shù)和冠幅的提高有一定作用。各處理中以補(bǔ)播光葉紫花苕處理產(chǎn)量顯著大于其他處理，其他補(bǔ)播處理雖然產(chǎn)草量高于對(duì)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(jié)果類似。

3.2 補(bǔ)播對(duì)雜交狼尾草新品系春季營養(yǎng)品質(zhì)的影響

牧草中的粗蛋白和粗纖維含量是影響牧草營養(yǎng)價(jià)值的最主要因素［20-23］，并且在一定程度上起決定作用，營養(yǎng)價(jià)值高的牧草，粗蛋白質(zhì)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(bǔ)播冷季速生型1年生飼草，對(duì)提高雜交狼尾草單位面積粗蛋白質(zhì)產(chǎn)量有一定促進(jìn)作用。本試驗(yàn)結(jié)果表明，雜交狼尾草新品系養(yǎng)分（粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、粗灰分、無氮浸出物）的單位面積產(chǎn)量均以補(bǔ)播光葉紫花苕處理最高，其中粗蛋白產(chǎn)量高達(dá)0.9681 kg/hm2，高出對(duì)照68%；11月補(bǔ)播多花黑麥草粗蛋白產(chǎn)量低于不補(bǔ)播對(duì)照0.9%。對(duì)照由于干草產(chǎn)量低，因此單位面積粗纖維、粗蛋白產(chǎn)量均較低。

任繼周［21］認(rèn)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(yàn)中12月補(bǔ)播多花黑麥草處理粗蛋白含量最高、達(dá)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(bǔ)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(yǎng)價(jià)值相對(duì)較高；其次是11月補(bǔ)播多花黑麥草處理為29.4%，對(duì)照為31%，補(bǔ)播箭豌豆處理的雜交狼尾草莖葉比最大，莖稈相對(duì)粗壯，粗纖維為32.3%。舒思敏等［4］研究秋季在牛鞭草草地補(bǔ)播光葉紫花苕、豌豆、箭筈豌豆，認(rèn)為也是以補(bǔ)播光葉紫花苕表現(xiàn)好于箭筈豌豆。

3.3 補(bǔ)播對(duì)雜交狼尾草新品系春季生產(chǎn)性能和品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)

優(yōu)質(zhì)飼草生產(chǎn)要產(chǎn)量、品質(zhì)兼顧，營養(yǎng)品質(zhì)包括粗蛋白質(zhì)、粗纖維、粗脂肪等多方面，單一指標(biāo)難以精確評(píng)價(jià)。隸屬函數(shù)法可以消除個(gè)別指標(biāo)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(shù)法對(duì)各補(bǔ)播組合的干草產(chǎn)量、營養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)量進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，在雜交狼尾草草地補(bǔ)播1年生飼草，11月中旬各補(bǔ)播綜合評(píng)價(jià)好于未補(bǔ)播對(duì)照及12月補(bǔ)播處理，以補(bǔ)播光葉紫花苕最好，是最適補(bǔ)播模式；其次是11月中旬補(bǔ)播黑麥草，而補(bǔ)播箭筈豌豆處理排第3位；冬季延遲補(bǔ)播時(shí)間會(huì)造成暖季草春季生產(chǎn)性能下降。

冬季在雜交狼尾草休眠期間補(bǔ)播速生型冷季草種的目的，一是為獲得冬季補(bǔ)播飼草產(chǎn)量，二是在不影響雜交狼尾春季生長的情況下提早收獲優(yōu)質(zhì)雜交狼尾草。本試驗(yàn)只針對(duì)補(bǔ)播后雜交狼尾草春季產(chǎn)量和品質(zhì)進(jìn)行了分析，今后還需對(duì)補(bǔ)播后冷季飼草生產(chǎn)性能的表現(xiàn)及補(bǔ)播對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響作進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

廣東地區(qū)冬季在雜交狼尾草新品系行間補(bǔ)播冷季速生型豆科、禾本科草種，既可增加飼草產(chǎn)量，又可提高單位面積土地利用效率，但只有把握適宜補(bǔ)播時(shí)機(jī)、選擇適宜補(bǔ)播草種才能更好發(fā)揮共生互惠作用。試驗(yàn)結(jié)果表明，雜交狼尾草新品系行間補(bǔ)播光葉紫花苕，對(duì)提高雜交狼尾草干草產(chǎn)量與營養(yǎng)品質(zhì)有顯著效果，綜合評(píng)價(jià)表現(xiàn)最優(yōu)；其次是11月補(bǔ)播多花黑麥草組合、箭筈豌豆組合；而延遲補(bǔ)播時(shí)間對(duì)春季雜交狼尾草產(chǎn)量和品質(zhì)的改善效果不明顯。