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        蠶豆花莢期疏枝飼用和肥用成分分析

        2022-03-22 10:02:02劉彩玲李程勛葉紅云何春梅王利民黃毅斌李愛(ài)萍曾承傳
        關(guān)鍵詞:花莢疏枝蠶豆

        劉彩玲,李程勛,葉紅云,3,何春梅,王利民,黃毅斌 ,李愛(ài)萍,曾承傳

        (1. 福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所,福建 福州 350013;2. 福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所,福建 福州350013;3. 福建農(nóng)林大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,福建 福州 350002;4. 福建閩紫種業(yè)有限公司,福建 福州 350013)

        0 引言

        【研究意義】蠶豆(Vicia fabaL.)是南方重要的冬種豆科作物,福建全省蠶豆年播種面積約0.67 萬(wàn)hm2,因其具有高蛋白、低脂肪、富淀粉的特點(diǎn),是重要的糧食、蔬菜、副食、飼草、綠肥和養(yǎng)地作物[1-2]。疏枝是指在蠶豆花莢期通過(guò)控制無(wú)效生物量來(lái)實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)的田間管理措施[1,2-4],在田間管理過(guò)程中,大多疏枝被農(nóng)戶棄之田頭,存在著資源浪費(fèi)、污染環(huán)境等問(wèn)題。充分利用這些疏枝,不僅能解決田間疏枝落葉堆積問(wèn)題,還可以提高蠶豆資源的利用率?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前關(guān)于蠶豆疏枝的研究大部分聚焦在對(duì)產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的影響。李愛(ài)萍等[2,4]發(fā)現(xiàn)疏枝可提高產(chǎn)量、改善青莢外觀品質(zhì)。宋度林[5]發(fā)現(xiàn)通過(guò)疏枝可提高大粒型蠶豆3粒莢的比例,提高蠶豆商品性。付福全等[6]發(fā)現(xiàn)蠶豆花莢期對(duì)氮、磷、鉀3種養(yǎng)分的吸收量占總吸收量的50%左右,莖葉中積累大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)尚未完全轉(zhuǎn)化。也有學(xué)者對(duì)青莢收獲后的青梗養(yǎng)分和利用方式進(jìn)行探討。研究發(fā)現(xiàn)利用蠶豆秸稈喂養(yǎng)能有效改善魚(yú)肉品質(zhì)[7],提高豬肉品質(zhì)和屠宰率[8],增加奶牛產(chǎn)奶量[9]。若作為綠肥還田能夠改善土壤理化性質(zhì),提高土壤養(yǎng)分含量。其中土壤有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀含量分別提高11.94%、54.17%、29.63%、17.78%,土壤鹽分以及pH值分別降低7.76%和1.62%[10-11]。由此推測(cè)花莢期蠶豆疏枝同樣具有較高的營(yíng)養(yǎng)成分,加上蠶豆花莢期是生理活動(dòng)最旺盛時(shí)期,是營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)并進(jìn)階段,養(yǎng)分主要供給地上部生長(zhǎng),進(jìn)一步說(shuō)明了疏枝具有探索營(yíng)養(yǎng)成分研究?jī)r(jià)值?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】但關(guān)于花莢期蠶豆疏枝的養(yǎng)分含量、品質(zhì)成分及其利用還有待深入探討。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】在福建地區(qū)通過(guò)收集花莢期蠶豆疏枝并測(cè)定其養(yǎng)分含量和品質(zhì)成分,探討花莢期蠶豆疏枝作為飼草和綠肥應(yīng)用的價(jià)值,以期篩選出花莢期營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、品質(zhì)好的蠶豆品種,探索提高蠶豆花莢期疏枝綜合利用價(jià)值的有效途徑。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)地概況

        試驗(yàn)地位于福建省連江縣馬鼻鎮(zhèn)館讀村(119°38′25″E,26°21′27″N),前茬作物是花椰菜(Brassica oleraceaL.var. botrytisL.)。成土母質(zhì)為低丘紅壤坡積物,土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì):pH 5.76,有機(jī) 質(zhì)24.6 g·kg-1,堿 解 氮140.07 mg·kg-1,速 效 磷95.79 mg·kg-1,速效鉀211.40 mg·kg-1。

        1.2 試驗(yàn)方法

        試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),參試品種(系)共11個(gè)(表1),于2018年11月5日播種。每個(gè)品種重復(fù)3次,共計(jì)33個(gè)小區(qū),每個(gè)品種小區(qū)面積18 m2,試驗(yàn)地周圍設(shè)保護(hù)行或保護(hù)區(qū)。在花莢期進(jìn)行疏枝,并采集疏枝的枝條進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)成分、品質(zhì)含量等的分析。田間管理參照《大粒青蠶豆人工春化及栽培技術(shù)規(guī)程》[12]?;ㄇv期每小區(qū)隨機(jī)選取3份蠶豆疏枝樣品烘干至恒重,計(jì)算鮮干比和干草產(chǎn)量。并測(cè)定植株肥用成分指標(biāo):氮(Nitrogen,N)、磷(Phosphorus,P)、鉀(Potassium,K)、有 機(jī) 質(zhì)(Soil organic matter,SOM);肥用指標(biāo)測(cè)定參照魯如坤的方法[13]。飼用成分指標(biāo):粗蛋白(Crude protein,CP)、粗脂肪(Ether extract,EE)、粗纖維(Crude fiber,CF)、粗灰分(Ash)、中性洗滌性纖維(Neutral detergent fiber,NDF)、酸性洗滌性纖維(Acid detergent fiber,ADF)和酸性洗滌木質(zhì)素(Acid detergent lignin,ADL);飼用指標(biāo)測(cè)定參照楊勝[14]的方法。另外取花莢期蠶豆單株地上部和地下部進(jìn)行稱重,測(cè)定莖葉比、根冠比。

        表 1 參試11份蠶豆種質(zhì)資源Table 1 Eleven varieties of broad bean plants

        1.3 計(jì)算公式

        相對(duì)飼用價(jià)值(Relative feed value,RFV)=(88.9-0.779×ADF)×(120/NDF)/1.29[15];

        養(yǎng) 分 截 獲 量(Nutrient accumulate)=NC×DM[16],NC(Nutrient content)為養(yǎng)分含量,DM(Dry matter)為干物質(zhì)產(chǎn)量。

        1.4 數(shù)據(jù)處理

        采用Excel 2007對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,用平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤表示測(cè)定結(jié)果,采用SPSS 19.0軟件對(duì)不同品種各個(gè)參數(shù)進(jìn)行單因素方差分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 作為飼草利用的營(yíng)養(yǎng)成分分析

        結(jié)果(表2)表明不同蠶豆品種(系)疏枝營(yíng)養(yǎng)成分均略有差異,其中陵西一寸粗蛋白含量顯著高于其余參試品種(系)(P<0.05),通蠶鮮10號(hào)粗脂肪含量顯著高于I1(P<0.05)、通09-110-1、陵西一寸;陵西一寸粗纖維含量顯著低于I1、I2、I4、通蠶鮮7號(hào)、日本大白皮、通09-110-1(P<0.05);I1、I3、通蠶鮮6號(hào)、通蠶鮮8號(hào)粗灰分均低于13.0%,其中I3含量最低。

        表 2 不同蠶豆品種(系)疏枝營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)含量比較Table 2 Nutritional quality of branches from varieties of broad beans

        2.2 飼用價(jià)值和品質(zhì)分析

        不同蠶豆品種(系)疏枝洗滌纖維素含量及相對(duì)飼用價(jià)值呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律變化(表3),即洗滌纖維含量越低,蠶豆疏枝的飼用價(jià)值就越高。由相對(duì)飼用價(jià)值可知,11個(gè)蠶豆品種(系)飼草的品質(zhì)順序?yàn)橥ㄐQ鮮6號(hào)>陵西一寸>I3>通蠶鮮8號(hào)>通蠶鮮10號(hào)>通蠶鮮7號(hào)>通09-110-1>日本大白皮>I2>I1>I4。

        飼草的粗蛋白和纖維素含量是品質(zhì)評(píng)價(jià)的兩大考慮因素,飼草品質(zhì)等級(jí)劃分參考豆科牧草的等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)[17]。參試蠶豆疏枝粗蛋白含量為19.33%~26.13%(表2),品質(zhì)為一級(jí)以上;I3、通蠶鮮6號(hào)、通蠶鮮8號(hào)、通蠶鮮10號(hào)、陵西一寸酸性洗滌纖維素含量為35.20%~37.97%(表3),介于一級(jí)和二級(jí)之間,其余品種介于二級(jí)到三級(jí)之間;I3、通蠶鮮6號(hào)、通蠶鮮7號(hào)、通蠶鮮8號(hào)、通蠶鮮10號(hào)、陵西一寸中性洗滌性纖維素為47.70%~51.53%(表3),介于二級(jí)和三級(jí)之間,其余品種為三級(jí)到四級(jí)之間。綜合評(píng)價(jià)可知,I3、通蠶鮮6號(hào)、通蠶鮮8號(hào)、通蠶鮮10號(hào)、陵西一寸屬于二級(jí)偏上水平,通蠶鮮7號(hào)屬于二級(jí)偏下水平,I1、I2、I4、通09-110-1、日本大白皮屬于四級(jí)偏上水平。

        表 3 不同蠶豆品種(系)疏枝飼用價(jià)值比較Table 3 Feeding value of pruned branches from broad bean plants

        2.3 農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量、品質(zhì)的相關(guān)性

        比較不同蠶豆品種(系)疏枝產(chǎn)量可知(表4),I1、I2、I4、通蠶鮮8號(hào)、通09-110-1花莢期疏枝干物質(zhì)產(chǎn)量均大于2.0 kg·hm-2。其中,通09-110-1干物質(zhì)產(chǎn)量最高,為2.54 kg·hm-2,顯著高于通蠶鮮7號(hào)和通蠶鮮10號(hào)(P<0.05)。另外,不同蠶豆品種(系)間花莢期莖葉比、鮮干比、根冠比均有差異。根冠比與干物質(zhì)產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01),莖葉比與飼用價(jià)值呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05)(表5)。

        表 4 不同蠶豆品種(系)農(nóng)藝性狀差異比較Table 4 Agronomical characteristics of varieties of broad bean plants

        表 5 農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量、品質(zhì)的相關(guān)系數(shù)Table 5 Correlation coefficient between yield and agronomical characteristic of broad bean varieties

        2.4 作為綠肥利用的養(yǎng)分分析

        結(jié)果(表6)表明,不同蠶豆品種間蠶豆花莢期疏枝養(yǎng)分截獲量均有差異。其中,氮養(yǎng)分截獲量大于60 kg·hm-2的品種為I2、I4、通蠶鮮8號(hào)、通09-110-1、陵西一寸;磷養(yǎng)分截獲量大于10 kg·hm-2的品種為I4、通蠶鮮8號(hào)、通09-110-1;鉀養(yǎng)分截獲量多于90 kg·hm-2的品種為I2、I4、通蠶鮮8號(hào)、通09-110-1;有機(jī)質(zhì)截獲量多于1.5 t·hm-2的品種為I2和通09-110-1。

        表 6 不同蠶豆品種(系)疏枝養(yǎng)分截獲量比較Table 6 Nutrient uptakes of pruned branches from broad bean plants

        3 討論與結(jié)論

        3.1 蠶豆花莢期疏枝作為飼草作物的價(jià)值

        蠶豆花莢期是莖、葉生長(zhǎng)速度的最快期,莖葉占植株總重的87%,一般可達(dá)40~50 d。莖葉中積累大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)尚未完全轉(zhuǎn)化[1],采收疏枝作飼草投喂牲畜具有較好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值;經(jīng)過(guò)牲畜過(guò)腹還田,還可作為優(yōu)質(zhì)畜肥。研究發(fā)現(xiàn)蠶豆鮮草的N、K含量都超過(guò)了素有“牧草之王”的紫花苜蓿[18],其秸稈的蛋白質(zhì)含量及蛋白質(zhì)消化率高于水稻、玉米、高粱、大豆等作物,鈣和鎂含量更是高于蠶豆莢果[3,19-20]。這些結(jié)果都為蠶豆莖葉可作為飼草提供了科學(xué)依據(jù)。相對(duì)飼用價(jià)值是當(dāng)前飼草銷售市場(chǎng)及飼草品質(zhì)檢測(cè)技術(shù)的重要載體,飼用價(jià)值越高,品質(zhì)越好[16],蛋白質(zhì)與纖維含量是品質(zhì)評(píng)價(jià)最主要的指標(biāo)[21]。另外,飼草以收獲植株地上部的莖、葉等生物量為主。因此,莖葉比和鮮干比也是衡量品質(zhì)的重要指標(biāo)。葉片比例越高,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量就越多;鮮干比高蛋白質(zhì)的含量就高,適口性就越好[22-23]。本研究發(fā)現(xiàn),根據(jù)相對(duì)飼用價(jià)值花莢期蠶豆疏枝作為飼草的品質(zhì)排序?yàn)橥ㄐQ鮮6號(hào)>陵西一寸>I3>通蠶鮮8號(hào)>通蠶鮮10號(hào)>通蠶鮮7號(hào)>通09-110-1>日本大白皮>I2>I1>I4。由等級(jí)劃分評(píng)價(jià)可知,I3、通蠶鮮6號(hào)、通蠶鮮8號(hào)、通蠶鮮10號(hào)、陵西一寸屬于二級(jí)偏上水平,通蠶鮮7號(hào)屬于二級(jí)偏下水平,I1、I2、I4、通09-110-1、日本大白皮屬于四級(jí)偏上水平。與相對(duì)飼用價(jià)值分析結(jié)果一致;另外,依據(jù)莖葉比和鮮干比可知莖葉比越小,鮮干比越大,飼草品質(zhì)越優(yōu),進(jìn)一步驗(yàn)證了該結(jié)果。綜上,I3、通蠶鮮6號(hào)、通蠶鮮8號(hào)、通蠶鮮10號(hào)、陵西一寸具有較好的飼用價(jià)值。

        3.2 花莢期蠶豆疏枝作為綠肥作物的價(jià)值

        蠶豆是重要的用地養(yǎng)地作物,除了借助根瘤菌的固氮作用外,其莖、葉、根殘還原于土壤,可增加土壤有機(jī)質(zhì),改善土壤結(jié)構(gòu)。蠶豆花莢期莖葉含水量較高,作為綠肥極易腐熟[1]。目前生產(chǎn)上已有將鮮莖葉作綠肥的習(xí)慣[24-25],據(jù)分析,每1 000 kg蠶豆鮮莖葉翻壓回田相當(dāng)于提供55.4 kg硫酸銨、16.8 kg過(guò)磷酸鈣、18.0 kg硫酸鉀[1]。每667 m2還田蠶豆秸稈1 500 kg,可減少20%~30%化肥施用量[26-27]。這些結(jié)果都說(shuō)明了蠶豆是養(yǎng)分完全、無(wú)污染的有機(jī)肥源。本研究中,干物質(zhì)產(chǎn)量與根冠比呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,花莢期是莖、葉生長(zhǎng)速度的最快期,根的同化物質(zhì)速率降低,導(dǎo)致根冠比與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系[28-29]。因由結(jié)果可知,I1、I2、I4、通蠶鮮8號(hào)、通09-110-1干物質(zhì)產(chǎn)量均大于2.0 kg·hm-2,結(jié)合莖葉比和根冠比數(shù)據(jù)可知,產(chǎn)量較高的品種地上部質(zhì)量較大,主要取決于莖稈的重量。另外,從養(yǎng)分截獲量來(lái)看,不同蠶豆品種(系)間養(yǎng)分截獲量差異較明顯,N、P、K截獲量含量為43.79~75.20 kg·hm-2、6.52~13.95 kg·hm-2、61.91~120.69 kg·hm-2,翻壓回田里可提供相當(dāng)于34.09~98.82 kg氮、8.50~14.21 kg磷、80.73~128.63 kg鉀的養(yǎng)分含量。I2、I4、通蠶鮮8號(hào)、通09-110-1養(yǎng)分截獲量高于其余品種,翻壓回田可為土壤提供更多的肥效。

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