羅天瓊,張 瑜,莫本田,龍忠富
(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院草業(yè)研究所,貴陽 550025;2.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所,貴陽 550005)
豆科牧草因蛋白質(zhì)含量高、適口性好、適應(yīng)性強(qiáng),能固定大氣中氮素,提高土壤肥力,可兼作綠肥和蜜源植物,是草地畜牧業(yè)發(fā)展中重要的飼草類型。近年來,貴州省草地畜牧業(yè)發(fā)展較快,對優(yōu)質(zhì)豆科牧草需求量大,在政策與市場的趨動(dòng)下,其種植面積逐年增加,優(yōu)良草種供不應(yīng)求。且貴州省氣候類型屬于高原季風(fēng)濕潤氣候,大部分地區(qū)氣候溫和,冬無嚴(yán)寒,夏無酷暑,四季分明,常年雨量充沛,特別利于營養(yǎng)體植物生長。但因高溫多濕氣候明顯,土壤黏性重,透氣性差,不利于豆科牧草生長,易發(fā)生根腐病、白娟病、病毒病等。因而,適宜種植的優(yōu)良豆科牧草品種少,限制了豆科牧草在貴州省喀斯特山區(qū)的推廣利用,制約了貴州省草地生態(tài)畜牧業(yè)的快速健康發(fā)展。
木豆(Cajanus cajan)為豆科木豆屬多年生常綠直立小灌木,又名樹黃豆、鴿豆、柳豆等,廣泛分布于非洲和亞洲的熱帶和亞熱帶地區(qū),是世界六大食用豆類之一,也是惟一的木本食用豆類,是印度等國家的主要食用豆類作物。木豆全身是寶,其青子粒是優(yōu)質(zhì)美味蔬菜;成熟子??捎米骷Z食或飼料;嫩枝、干鮮葉是草食動(dòng)物的優(yōu)質(zhì)飼料;干莖桿是優(yōu)質(zhì)薪柴、建筑材料及造紙?jiān)希婚_花期可放養(yǎng)蜜蜂,成株可放養(yǎng)紫膠蟲生產(chǎn)紫膠;木豆根系發(fā)達(dá),具有固氮作用,對丘陵地區(qū)退耕還林、荒山荒坡和石漠化山區(qū)生態(tài)恢復(fù)與重建具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)價(jià)值[1-9]。
本研究從廣西壯族自治區(qū)畜牧研究所與云南省林業(yè)和草原科學(xué)院引進(jìn)3 份木豆及貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院草業(yè)研究所前期雜交試驗(yàn)中篩選的23 份表現(xiàn)特異材料,從中篩選適宜貴州省種植的優(yōu)良品種,為豐富貴州省中低海拔地區(qū)豆科牧草種質(zhì)資源,解決因品種資源匱乏導(dǎo)致的飼草產(chǎn)量低、品質(zhì)差、種源不足等提供技術(shù)支撐,對貴州省草地畜牧業(yè)持續(xù)健康發(fā)展具有重要作用。
試驗(yàn)地位于貴州省草業(yè)研究所獨(dú)山基地,地處貴州省獨(dú)山縣麻萬鎮(zhèn)石牛坡村,東經(jīng)107°33′、北緯25°51′,海拔970 m,年平均氣溫15 ℃,年降雨量1 346 mm,極端高溫34 ℃、極端低溫-8 ℃,≥10 ℃年積溫4 538 ℃,無霜期271 d、年日照時(shí)數(shù)1 337 h,年均相對溫度82%;土壤條件為黃棕壤、pH 5.97、有機(jī)質(zhì)1.698%,全氮0.21%,水解氮156.98 mg/kg,速效磷18.3 mg/kg、速效鉀110.20 mg/kg、肥力中等。
供試木豆品種如表1 所示。播種時(shí)間分別為2019年4月15日和2020年4月10日。
表1 供試木豆品種名稱及來源
試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列,小區(qū)面積15 m2(3 m×5 m),行距60 cm,株距50 cm,每小區(qū)8 行、每行6株,共計(jì)48 株,播種量為每穴5 粒種子,重復(fù)6 次,其中3 個(gè)重復(fù)用于物候期和種子產(chǎn)量測定,3 個(gè)重復(fù)用于牧草產(chǎn)量測定,試驗(yàn)地四周設(shè)1 m 保護(hù)行,區(qū)組間距70 cm。田間施肥管理為施農(nóng)家肥30 t/hm2、磷肥225 kg/hm2作為底肥;苗期及時(shí)中耕除雜;每次刈割利用后及時(shí)追施磷肥225 kg/hm2。注意排除田間積水,避免爛根。
2.3.1 物候期 觀察植株苗期至枯黃期的生長發(fā)育情況,包括出苗期、分枝期、現(xiàn)蕾期、初花期、結(jié)莢期、成熟期、枯黃期等。其中10%植株開花為初花期,50%植株開花為盛花期,60%莢果變?yōu)楹稚珵槌墒炱?,其他各時(shí)期均以50%植株達(dá)到該時(shí)期為準(zhǔn),計(jì)算其生育期。
2.3.2 成熟期株高 每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取10 株,測量地面到植株最高部位的高度,求其平均值。
2.3.3 病蟲害測定 于苗期、開花結(jié)莢期及種子成熟期分別調(diào)查植株及種子遭受病蟲侵害情況[10,11]。
2.3.4 一級分枝數(shù) 每小區(qū)中選擇有代表性植株20 株,調(diào)查單株一級分枝數(shù),計(jì)算其平均值。
2.3.5 莖葉比 于孕蕾期稱取牧草樣品250 g,將莖、葉(葉包括葉片、葉柄、托葉、花蕾4 部分)分開,分別稱取其重量,計(jì)算莖與葉比重。
2.3.6 鮮干草產(chǎn)量 鮮草產(chǎn)量測定:第一次測產(chǎn)時(shí)間為孕蕾期,再生草于植株高45~50 cm 時(shí)測產(chǎn),測產(chǎn)時(shí)刈割全區(qū),折算其年產(chǎn)鮮草量。
2.3.7 種子產(chǎn)量測定 待小區(qū)種子達(dá)完熟期時(shí),采收種子測產(chǎn),折算其年產(chǎn)種量。
數(shù)據(jù)采用Excel 2007 和DPS7.50 軟件分析處理。
分 別 于2019年4月15日 和2020年4月10日 播種,不同生育期進(jìn)行觀察記載兩年,所有參試品種在獨(dú)山基地種植,均能正常開花結(jié)實(shí),完成整個(gè)生育周期。參試品種在4月中上旬播種,播種后10 d 即可出苗。進(jìn)入分枝期后,早熟品種201511、201512、201514、201515、201516、201517、201518、201517-3度-1、201517-3度-2、201515-1、201515-2、201515-3、201501-1、201501-3、201501-3-2 15 份材料于6月中下旬分枝,6月下旬至7月中上旬現(xiàn)蕾,8月中下旬達(dá)盛花期,8月下旬至9月上旬結(jié)莢,9月中下旬種子成熟,成熟期株高為124~286 cm,整個(gè)生育期為168~182 d;中晚熟品種引進(jìn)棕黃色、引進(jìn)米黃色、云南豆湯色、201501、201502、201503、201504、201505、201507、201508、201510、201513 12 份材料于6月下旬至7月中上旬分枝,8月中下旬至9月上旬現(xiàn)蕾,9月至10月上旬進(jìn)入盛花期,其中云南豆湯色和201503 于10月上旬才達(dá)盛花期,9月下旬至11月上旬結(jié)莢,成熟期為10月下旬至11月下旬,成熟期株高為165~248 cm,整個(gè)生育期為188~226 d(表2)。
表2 參試木豆品種2019—2020年物候期情況
3.2.1 病害發(fā)生情況
1)木豆根腐病(Fusarium undunButtlum)。所有參試品種均易發(fā)生根腐病。該病在整個(gè)生育期都易感染,其癥狀是首先根系感染發(fā)病,然后從植株基部向上蔓延形成一條紫帶(幼嫩植株不易看到紫帶),植株感病后樹勢衰弱,枝葉低垂,葉片浮腫,葉脈清晰可見,葉色退綠翻黃,新生小葉和主枝梢部逐漸枯死,切開主莖或枝條,可見木質(zhì)部呈黑褐色,主要發(fā)生在苗期,發(fā)病率達(dá)20%~30%,治愈率很低。
2)木豆莖枯?。≒hytophthoraBlight)。所有參試品種中有少數(shù)排水條件不好的地塊易發(fā)生,該病一般發(fā)生在雨季、高溫干旱或干濕交替的情況下易發(fā)生,其癥狀為感病植株葉片呈水漬狀病斑,莖和葉柄呈紅褐色至黑褐色,病斑在主莖上呈環(huán)繞狀,其邊緣會(huì)產(chǎn)生膨大囊狀愈傷癭,上部逐漸干枯,病原感染莖、葉,但不感染根系,主要原因是土壤排水不良造成的,發(fā)病率達(dá)3%~10%,治愈率很低。
3)木豆不育花葉病(Storility mosaic)。該病常發(fā)生在種植豆科牧草多年的地塊,所有參試品種有部分植株會(huì)發(fā)生該病。主要發(fā)病期一般在種植后40~60 d 前發(fā)病,即感病植株不能開花結(jié)實(shí),其癥狀為嫩葉的葉脈透明枝葉叢生,節(jié)間變短,葉片縮小,有亮綠色或黑綠色斑點(diǎn)。該病早期會(huì)導(dǎo)致植株完全不育,往往還伴隨白粉病的發(fā)生,尤其在旱季發(fā)生較重,且越靠近老梢,白粉病花葉病越重,一般發(fā)病率達(dá)5%~10%。
3.2.2 蟲害發(fā)生情況
1)豆莢野螟(Maruca testulalisGeyer)。所有參試品種均易發(fā)生該病。即豆莢野螟幼蟲危害葉、芽、花和果實(shí)并織成蜘蛛網(wǎng)絲,藏于網(wǎng)內(nèi)取食危害,也鉆蛀于莢內(nèi)取食嫩豆粒。在貴州省1年發(fā)生5~6 代。成蟲晝伏夜出,有趨光性,卵散產(chǎn)在嫩芽、花蕾或葉柄上,幼蟲孵化后蛀花危害,一般3 齡幼蟲大部分鉆蛀嫩豆莢,4~5 齡幼蟲在豆莢中取食危害,蛀入孔可見蟲糞,幼蟲可多次轉(zhuǎn)莢危害,老熟幼蟲在植株陰蔽處,土表或淺土中鉆繭化蛹,一般產(chǎn)量損失達(dá)30%。
2)豆黑莢蠅(Melanagromyza chalcosomaSpendect)。所有參試品種在出苗期和分枝初期葉片較嫩時(shí)易發(fā)生。豆黑莢蠅主要寄生在木豆的幼嫩枝條上吸取葉液,被害植株停止生長,葉片萎縮而陸續(xù)脫落。在排水條件差的情況下,常引起煙煤病,形成污穢葉子。該蟲吸食汁液量大,植株水分流失嚴(yán)重,使木豆生長不良,樹勢衰退,發(fā)芽數(shù)減少甚至整個(gè)枝條枯死,是危害較大的蟲害之一。
3)綠豆象(Callosobruchus chinensis Linnacus)。所有參試品種均易發(fā)生。綠豆象危害老熟及收獲儲(chǔ)藏后的種子,莢外壁可明顯看出圓孔及白色卵,受害種子表面有卵及圓孔可識(shí)別。其成蟲在豆莢或種子上產(chǎn)卵,在卵附著的基部鉆入豆莢或種子內(nèi)吃食化蛹,成蟲從幼蟲鉆入形成的規(guī)則圓孔爬出,4~5 周完成1 代,生活史的時(shí)間長短受溫度和濕度影響較明顯。
通過2年的一級分枝數(shù)測定,結(jié)果(表3)表明,參試材料中201501、201507、201513、201514、201517、201501-1、201501-3、201501-3-2、引進(jìn)米黃色9 份材料的一級分枝數(shù)為8.0~13.5 個(gè),其中201514 和201517 的一級分枝數(shù)最少,為8.0~9.0 個(gè);其他17 個(gè)材料的一級分枝數(shù)為15.0~26.5 個(gè),其中201502 和引進(jìn)棕黃色的一級分枝數(shù)最高,為26.0~26.5 個(gè)。
表3 一級分枝數(shù)調(diào)查結(jié)果 (單位:個(gè))
在孕蕾期分別對各參試材料進(jìn)行莖葉比測定,表明莖葉比在2.50∶1.00~2.88∶1.00 的材料分別為云南豆湯色、201510、201501、201501-1、201512、201502、201516、201501-3 8 份材料;莖葉比在2.92∶1.00~3.25∶1.00 的材料為201501-3-2、201515-2、201515-1、201517-3 度-1、201517、201514、201511、201505、201504、201503、引進(jìn)米黃色、引進(jìn)棕黃色等12 份材料;莖葉比在3.35∶1.00~3.45∶1.00 的材料分別為201515-3、201517-1 度-2、201513 3 份材料。莖葉比較低的8 份材料云南豆湯色、201510、201501、 201501-1、 201512、 201502、 201516、201501-3 的葉含量較豐富;莖葉比含量較高的201515-3、201517-1 度-2、201513 的其葉含量相對較低(表4)。
表4 莖葉比測定結(jié)果
2019—2020年分別在孕蕾期進(jìn)行第一次刈割,以后再生草長至45~50 cm 時(shí)進(jìn)行測產(chǎn),則每年可刈割3 次。參試26 個(gè)材料兩年平均鮮草產(chǎn)量在56.06~67.18 t/hm2,其中鮮草產(chǎn)量較高的材料分別是201510、201505、201502、201508、201516,其鮮草產(chǎn)量在65.41~67.18 t/hm2之間;鮮草產(chǎn)量最低的材料分別是201512、201513、云南豆湯色、2021515-1、引進(jìn)米黃色和引進(jìn)棕黃色,其鮮草產(chǎn)量在56.06~62.00 t/hm2之間;其他15 個(gè)材料的鮮草產(chǎn)量在62.20~65.18 t/hm2之間(表5)。
表5 2019—2020年木豆鮮草產(chǎn)量測定結(jié)果
續(xù)表5
通過對參試26 份材料的鮮草產(chǎn)量進(jìn)行差異顯著性分 析表明,201510、201505、201502、201508、201516、201517、201517-3 度-1、201518、201507、201501-1、201501-1、201501-3、201503、201514 14個(gè)材料之間差異不顯著,與201501-3-2、201515-2、201515-3 和引進(jìn)棕黃色4 份材料之間差異達(dá)顯著水平,與引進(jìn)米黃色、201515-1、云南豆湯色、201513和201512 5 份材料之間差異達(dá)極顯著水平;201504、201501、201511、201517-1度-2、201501-3-2、201515-2、201515-3、引進(jìn)棕黃色、201515-1、云南豆湯色10 個(gè)材料之間差異不顯著,與201513 和201512 2 個(gè)材料之間差異達(dá)顯著水平。
2019—2020年分別對26 份參試材料進(jìn)行種子產(chǎn)量的測定。結(jié)果表明,26 份參試材料均能正常開花結(jié)實(shí),完成整個(gè)生育周期,2年平均種子產(chǎn)量在1 841.33~4 221.58 kg/hm2。其中種子產(chǎn)量較高的分別是201516、引進(jìn)料黃色、201511、201507、201517 5 份材料,其種子產(chǎn)量在3 252.45~4 221.58 kg/hm2之間;種子產(chǎn)量最低的分別是云南豆湯色、201513、201512、201501、201501-1 5 份材料,其種子產(chǎn)量在1 841.33~2 627.57 kg/hm2之間;其他16 個(gè)材料的種子產(chǎn)量在2 658.33~3 236.33 kg/hm2之間(表6)。通過對26 份參試材料的種子產(chǎn)量進(jìn)行差異顯著性分析表明,201516 與其他25 份材料之間差異達(dá)極顯著水平;引進(jìn)米黃色、201511、201507、201517、201517-3 度-1、引進(jìn)棕黃色、201508、201518 8 個(gè)材料之間差異不顯著,與201503、201515-3、201515-2、201515-1、201501-3、201504、201501-3-2、201502、201501-01、201501 10 個(gè)材料之間差異達(dá)顯著水平,與201512、201513 和云南豆湯色3 個(gè)材料之間差異達(dá)極顯著水平;201503、201515-3、201515-2、201515-1、201501 -3、201504、201501-3-2、201502、201501-01、201501 10 個(gè)材料之間差異不顯著,與201512、201513 和云南豆湯色3 個(gè)材料之間差異達(dá)顯著水平。
表6 2019—2020年木豆種子產(chǎn)量
續(xù)表6
26 份參試材料在貴州省獨(dú)山縣麻萬鎮(zhèn)石牛坡村基地種植2年均能正常開花結(jié)莢完成整個(gè)生育周期。其中,早熟品種201511、201512、201514、201515、201516、201517、201518、201517-3 度-1、201517-3 度-2、201515-1、201515-2、201515-3、201501-1、201501-3、201501-3-2 15 份材料于6月中下旬分枝,8月中下旬達(dá)盛花期,9月中下旬種子成熟期,成熟期株高為124~286 cm,整個(gè)生育期為168~182 d;中晚熟品種引進(jìn)棕黃色、引進(jìn)米黃色、云南豆湯色、201501、201502、201503、201504、201505、201507、201508、201510、201513 12 份材料于6月下旬至7月中上旬分枝,9月至10月上旬進(jìn)入盛花期,成熟期為10月下旬至11月下旬,成熟期株高為165~248 cm,整個(gè)生育期為188~226 d。
參試26 個(gè)材料在獨(dú)山種植,整個(gè)生育期均易感染根腐病,排水條件不良的小區(qū)易感染莖枯病,種植豆科牧草多年的小區(qū)易感染不育花葉??;豆黑莢蠅在苗期和分枝期易發(fā)生,豆莢野螟在整個(gè)生育期均易發(fā)生,綠豆象在開花、結(jié)莢及種子成熟及貯藏期均發(fā)生。以上病蟲害均很難防治,因其繁殖能力強(qiáng)、速度快,無法根治。
參試材料中,201502 和引進(jìn)棕黃色2 份材料的一級分枝數(shù)較多達(dá)26.0~26.5 個(gè),15 份材料的一級分枝數(shù)在15.0~25.0 個(gè),9 份材料的一級分枝數(shù)較少,僅為8.0~13.5 個(gè)。
孕蕾期各參試材料莖葉比在2.50∶1.00~3.45∶1.00 之間,其中莖葉比2.50∶1.00~2.88∶1.00 之間的材料分別為云南豆湯色、201510、201501、201501-1、201512、201502、201516、201501-3 8份材料;莖葉比在3.35∶1.00~3.45∶1.00 的材料分別為201515-3、201517-1 度-2、201513 3 份材料。
參試26份材料平均鮮草產(chǎn)量在56.06~67.18 t/hm2,其中鮮草產(chǎn)量65.41~67.18 t/hm2之間的材料分別是201510、201505、201502、201508、201516 5 份材料;其鮮草產(chǎn)量較低在56.06~62.00 t/hm2之間的分別是201512、201513、云南豆湯色、2021515-1、引進(jìn)米黃色和引進(jìn)棕黃色6 份材料。
參試26 份材料平均種子產(chǎn)量在1 841.33~4 221.58 kg/hm2,其中種子產(chǎn)量較高,在3 252.45~4 221.58 kg/hm2之間的材料分別是201516、引進(jìn)料黃色、201511、201507、201517 5 份材料;種子產(chǎn)量較低在1 841.33~2 627.57 kg/hm2之間的材料分別是云南豆湯色、201513、201512、201501、201501-1 5 份材料。
通過引種篩選試驗(yàn),提出了適宜作牧草刈割利用的材料分別為201510、201505、201502、201508、201516 5份材料,其鮮草產(chǎn)量可達(dá)65.41~67.18 t/hm2;適宜作種子生產(chǎn)利用的材料為201516、引進(jìn)料黃色、201511、201507、201517 5 份材料,其種子產(chǎn)量可達(dá)3 252.45~4 221.58 kg/hm2;其中,201516 可作牧草及種子生產(chǎn)兼用型品種,為生產(chǎn)上不同用途的推廣利用提供了優(yōu)良品種。