李亞嬌，馬培杰，吳佳海，牟瓊，覃濤英，王曉強(qiáng)，馬寧，張蓉，李德芳，朗永祥，吳有松，田應(yīng)學(xué)，韓永芬*

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院草業(yè)研究所，貴州 貴陽 550006；2.貴州金農(nóng)富平生態(tài)農(nóng)牧科技有限公司，貴州 松桃 554100；3.松桃苗族自治縣山地生態(tài)畜牧業(yè)發(fā)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(yè)大省，青貯玉米種植已經(jīng)供過于求，自2015年以來，貴州作為國家玉米調(diào)減的主要試點(diǎn)區(qū)域之一，面臨著玉米價(jià)值鏈轉(zhuǎn)型升級(jí)。貴州地區(qū)青貯玉米品種眾多且營養(yǎng)價(jià)值不一，作為食品、飼料、工業(yè)原料兼用作物，在保證其產(chǎn)量穩(wěn)定的情況下，如何改良青貯玉米群體生理機(jī)制，挑選適宜貴州地區(qū)種植的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)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(shí)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(qū)，現(xiàn)已引種于貴州成為主要的牧草飼料作物之一[1]。同時(shí)拉巴豆的固氮能力可改善田間理化性狀，經(jīng)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(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的又一重要因素，因其對(duì)作物資源的充分利用、優(yōu)勢互補(bǔ)、增產(chǎn)增效等應(yīng)用特點(diǎn)，近年來在我國迅速發(fā)展成為一種新型的種植模式被廣泛推廣和應(yīng)用，但是植株的高矮搭配成為進(jìn)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(jīng)濟(jì)效益，這種高低搭配的種植模式，充分利用了農(nóng)田空間，使土壤營養(yǎng)元素得以充分釋放，改善土壤結(jié)構(gòu)，其退耕還林還草還可改善周邊生態(tài)環(huán)境，使生態(tài)具有可持續(xù)性，在增加農(nóng)民增收增產(chǎn)的同時(shí)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(zhì)消化率也較高，易于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)青貯飼料[7]。

對(duì)作物農(nóng)藝性狀的研究有利于區(qū)分不同作物不同品種間表型、形態(tài)差異及種緣聯(lián)系，是培植新的作物品種、識(shí)別不同植物類型或種的重要標(biāo)識(shí)[8-9]。劉景輝等[10]研究結(jié)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(jié)果不一致。大豆與玉米套作，各大豆品種的莖干重、節(jié)間粗度均低于單作，而節(jié)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(duì)作物的青貯發(fā)酵品質(zhì)、作物生產(chǎn)性能和作物根系環(huán)境等方面的研究[13]，但在貴州地區(qū)對(duì)于重要的、可產(chǎn)業(yè)化的牧草資源研究仍顯不足，而關(guān)于套作不同行數(shù)拉巴豆對(duì)不同品種青貯玉米的產(chǎn)量、植株性狀和品質(zhì)作用的研究鮮見報(bào)到。

本研究采用兩種青貯玉米(鄭青貯1號(hào)、豫青貯23)和拉巴豆為研究材料，在貴州松桃縣九江鄉(xiāng)試驗(yàn)地進(jìn)行了隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)。對(duì)青貯玉米株高、葉片數(shù)、葉長、葉寬、穗數(shù)、穗長、產(chǎn)量等植株性狀進(jìn)行了方差分析、相關(guān)分析以及變異系數(shù)、極差等指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)分析，研究不同套種模式對(duì)不同青貯玉米的影響，旨在為貴州畜牧業(yè)的發(fā)展提供優(yōu)良的牧草飼料資源。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在貴州省草業(yè)研究所試驗(yàn)基地，位于銅仁市松桃九江鄉(xiāng)，試驗(yàn)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(zhì)地為黑棕壤土，表層腐殖質(zhì)積聚，呈弱酸性，有機(jī)質(zhì)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(yàn)設(shè)計(jì)與施肥管理

本試驗(yàn)采用二因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)品種和套種行數(shù)2個(gè)因素，其中玉米品種有2個(gè)，分別為：鄭青貯1號(hào)、豫青貯23；兩種玉米行距間套種拉巴豆行數(shù)各設(shè)3個(gè)水平，分別為：鄭青貯1號(hào)不套作(A1)、一行鄭青貯1號(hào)+一行拉巴豆(A2)、一行鄭青貯1號(hào)+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(gè)處理，各4次重復(fù)，共計(jì)24個(gè)小區(qū)。小區(qū)面積為5 m×6 m=30 m2，共播種10行，小區(qū)間走道和重復(fù)間走道均設(shè)為1 m，四周設(shè)1 m的保護(hù)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(yàn)區(qū)總面積為1075 m2(即0.11 hm2=1.61畝)。

1.3 供試牧草品種和指標(biāo)測定方法

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

植株性狀：于青貯玉米乳熟期進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，測定包括株高、葉片數(shù)、葉長、葉寬、穗數(shù)、穗長6項(xiàng)農(nóng)藝性狀。每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10株進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

產(chǎn)量：青貯玉米抽穗后，測定每個(gè)小區(qū)的青貯玉米全株鮮重產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

圖1 不同處理下不同品種青貯玉米產(chǎn)量Fig.1 The yield of different varieties of silage maize under different treatments A1: 鄭青貯1號(hào)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(hào)+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(hào)+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(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)各指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 套種拉巴豆對(duì)不同品種青貯玉米產(chǎn)量的影響

不同套種處理下，鄭青貯1號(hào)產(chǎn)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(chǎn)14266.67和19850.00 kg·hm-2，增幅分別為29.47%、55.92%。處理A2比A1增產(chǎn)5583.33 kg·hm-2，增幅為20.42%。從A2到A3的增產(chǎn)幅度比A1到A2的增產(chǎn)幅度高44.32%(圖1)。

不同套種處理下，豫青貯23產(chǎn)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(chǎn)13396.81和21924.60 kg·hm-2，增幅分別為21.60%、40.99%。處理A5比A4增產(chǎn)8527.78 kg·hm-2，增幅為15.94%。從A5到A6的增產(chǎn)幅度比A4到A5的增產(chǎn)幅度高35.51%。套種拉巴豆行數(shù)或許還有上升的空間。豫青貯23產(chǎn)量比鄭青貯1號(hào)產(chǎn)量不套種拉巴豆時(shí)高17986.11 kg·hm-2，套種一行拉巴豆時(shí)高19263.89 kg·hm-2，套種兩行拉巴豆時(shí)高20060.71 kg·hm-2。

2.2 套種拉巴豆對(duì)不同品種青貯玉米農(nóng)藝性狀的影響

不同套種處理后，隨著套種行數(shù)的增加，鄭青貯1號(hào)的葉片數(shù)、葉寬、穗數(shù)呈減小的趨勢，且各處理間差異顯著(表1)，各性狀A(yù)1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(shí)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(shí)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(shù)的增加，豫青貯23的葉片數(shù)、葉長呈減小的趨勢，且葉片數(shù)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(shù)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(shù)A4和A5無差異，A6比A4和A5顯著增大39.13%。穗長在A4時(shí)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(shí)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(xiàn)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(nóng)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(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的相關(guān)關(guān)系

采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)青貯玉米的產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀進(jìn)行相關(guān)分析。鄭青貯1號(hào)結(jié)果表明(表2)：產(chǎn)量與葉片數(shù)、穗數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，與葉寬呈顯著負(fù)相關(guān)，與穗長呈極顯著正相關(guān)；葉片數(shù)與穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與穗長呈顯著負(fù)相關(guān)；葉寬與穗數(shù)呈顯著正相關(guān)；其他性狀之間無顯著相關(guān)性。

表2 不同處理下鄭青貯1號(hào)產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的相關(guān)關(guān)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(jié)果表明(表3)：產(chǎn)量與葉長呈極顯著負(fù)相關(guān)，與穗長呈顯著負(fù)相關(guān)，與葉寬呈極顯著正相關(guān)，與穗數(shù)呈顯著正相關(guān)；株高與葉寬呈顯著正相關(guān)，與穗長呈極顯著負(fù)相關(guān)；葉長與葉寬呈極顯著負(fù)相關(guān)，與穗長呈極顯著正相關(guān)；葉寬與穗數(shù)呈顯著正相關(guān)，與穗長呈極顯著負(fù)相關(guān)；其他性狀之間無顯著相關(guān)性。兩種青貯玉米品種的產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的相關(guān)關(guān)系差異較大。

2.4 不同處理下不同品種青貯玉米產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的變異

不同套種處理后，鄭青貯1號(hào)產(chǎn)量、葉片數(shù)和穗數(shù)3個(gè)性狀變異較大，變異系數(shù)達(dá)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(chǎn)量、穗數(shù)和穗長3個(gè)性狀變異較大，變異系數(shù)達(dá)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(hào)與豫青貯23的變異較大的性狀不盡相同，兩個(gè)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(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的相關(guān)關(guān)系Table 3 Correlation between yield and agronomic traits of Yu silage 23 under different treatments

表4 鄭青貯1號(hào)產(chǎn)量和農(nóng)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(chǎn)量和農(nóng)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(duì)不同品種青貯玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響

不同套種處理下，鄭青貯1號(hào)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(hào)在不套種拉巴豆時(shí)增收9500.74元·hm-2，套種一行拉巴豆時(shí)增收10349.72元·hm-2，套種兩行拉巴豆時(shí)增收9329.26元·hm-2。

3 討論

3.1 套種拉巴豆對(duì)不同品種青貯玉米產(chǎn)量的影響

間作可以提高田間水分、熱量、光照、空間、時(shí)間與土壤的利用率，作物在生長的同時(shí)可降低病蟲害的發(fā)生及促進(jìn)產(chǎn)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(nóng)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(shí)也互相有著競爭關(guān)系[16-17]。

李晶等[18]通過對(duì)黑龍江不同品種的青貯玉米株距間點(diǎn)播半野生大豆的研究表明，所有混播模式的產(chǎn)量均比清播青貯玉米的產(chǎn)量高?？苊骺频萚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(chǎn)量高26%。本實(shí)驗(yàn)研究表明，套種拉巴豆比單播青貯玉米的產(chǎn)量顯著增加，與前人的研究結(jié)論一致，且拉巴豆套種行數(shù)越多青貯玉米產(chǎn)量越高，但因葉片數(shù)、葉寬、穗數(shù)、葉長有減小趨勢，因此套種拉巴豆的行數(shù)不宜過多。本實(shí)驗(yàn)中豫青貯23各處理間的產(chǎn)量顯著高于鄭青貯1號(hào)，建議豫青貯23可以作為重點(diǎn)推廣品種。

3.2 套種拉巴豆對(duì)不同品種青貯玉米農(nóng)藝性狀的影響

當(dāng)農(nóng)作物與在生長空間上適宜的其他植物套種時(shí)，其套種模式產(chǎn)生的對(duì)農(nóng)作物的農(nóng)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(nóng)藝性狀的改變有利于作物產(chǎn)量的提高，需要在田間試驗(yàn)和生產(chǎn)中多次驗(yàn)證[20]。劉興艷[11]研究結(jié)果表明，在采用玉米-大豆間作種植時(shí)，玉米穗長、穗粒數(shù)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(shí)，玉米的干物質(zhì)積累、株高、穗粗、葉綠素均高于單作，關(guān)于間作模式下的玉米株高，與劉興艷[11]結(jié)果相反。李植等[22]研究結(jié)果表明，間作玉米株高、葉面積、穗長、行粒數(shù)均高于單播，差異顯著，穗數(shù)、穗行數(shù)和百粒重差異不顯著。

在本實(shí)驗(yàn)中，隨著套種行數(shù)的增加，各農(nóng)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(jié)果一致，且套種一行拉巴豆時(shí)株高最大，套種兩行拉巴豆時(shí)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(xiàn)相反的變化趨勢。不同套種處理后，鄭青貯1號(hào)產(chǎn)量升高，青貯玉米穗長也隨之升高，但穗數(shù)、葉寬隨之降低，且鄭青貯1號(hào)產(chǎn)量、葉片數(shù)和穗數(shù)3個(gè)性狀變異較大；豫青貯23產(chǎn)量升高，葉寬、穗數(shù)也隨之升高，但葉長、穗長隨之降低，且豫青貯23產(chǎn)量、穗數(shù)和穗長3個(gè)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(jìn)一步研究的空間。兩個(gè)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(duì)不同品種青貯玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響

在“農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革”的背景下，貴州地區(qū)實(shí)施“糧改飼”項(xiàng)目幫扶活動(dòng)。以前農(nóng)戶種植糧食作物玉米收入10000元·hm-2左右，現(xiàn)今改種為青貯玉米，與各地區(qū)牧場基地建立良好的合作關(guān)系就近銷售，青貯玉米收入最高達(dá)24000元·hm-2[23]。本實(shí)驗(yàn)中套種兩行拉巴豆的鄭青貯1號(hào)收入最高達(dá)29335.50元·hm-2，可實(shí)現(xiàn)農(nóng)民增收5335.50元·hm-2。豫青貯23收入最高達(dá)38664.76元·hm-2，可實(shí)現(xiàn)農(nóng)民增收14664.76元·hm-2。兩種青貯玉米均可實(shí)現(xiàn)農(nóng)民較大幅度的增收，但豫青貯23的經(jīng)濟(jì)效益要優(yōu)于鄭青貯1號(hào)。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)中，通過套種拉巴豆行數(shù)的增加，兩種青貯玉米品種產(chǎn)量、農(nóng)藝性狀均有改良的趨勢，單從產(chǎn)量以及能取得的經(jīng)濟(jì)收益來看，青貯玉米及最佳套種選擇應(yīng)為：豫青貯23套種兩行拉巴豆。但本實(shí)驗(yàn)中農(nóng)藝性狀的改良對(duì)青貯玉米的飼用品質(zhì)有正向或者反向的影響，還需在今后的試驗(yàn)中對(duì)套種處理做進(jìn)一步的研究分析和改良。