張 暉,鄧 琳,李珊珊,崔 育,曾憲煌,張 斌,陳 平,李永泉,周 勝*

(1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院,廣東廣州 510225;2.廣東粵雄林業(yè)投資有限責(zé)任公司,廣東韶關(guān) 512400)

目前,我國牧草產(chǎn)業(yè)與畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國家相比差距很大。在畜牧業(yè)生產(chǎn)發(fā)達(dá)國家,牧草屬于作物生產(chǎn)的重要組成部分,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)重要地位。另一方面,我國居民膳食結(jié)構(gòu)持續(xù)升級,優(yōu)質(zhì)動(dòng)物蛋白需求增大,牧草需求剛性增加。在有限的土地資源如何生產(chǎn)更多的牧草蛋白資源已成為行業(yè)面臨的重大問題。除了要繼續(xù)加強(qiáng)牧草種質(zhì)資源創(chuàng)新外[1],還要向森林要食物。目前,全國以林下種植、養(yǎng)殖、采集等為主的林下經(jīng)濟(jì)年產(chǎn)值超9 000億元。國家林業(yè)和草原局印發(fā)的《林草產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2025年)》指出,重點(diǎn)發(fā)展林下中藥材、林下食用菌、林下養(yǎng)殖及林下采集加工等,引導(dǎo)加工企業(yè)向林下種植養(yǎng)殖集中區(qū)延伸。在林下、山地種植牧草使“向森林要食物”成為問題解決的方法。過去,通過茶園或果園套種豆科牧草[2]、禾本科牧草[3]均顯示有效防止或減少水土流失和地力衰退[4-6],提高產(chǎn)品品質(zhì)[7],豆科牧草的根系可促進(jìn)土壤水穩(wěn)性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,提高土壤的滲透與保水能力[8]。研究表明,在桉樹林下套種糙毛假地豆(Desmodiumheterocarpon)可有效抑制雜草,并對土壤條件有改善作用[9],林下種植牧草對家禽雞、鵝的生產(chǎn)性能均有促進(jìn)作用[10-12]。不同林地的立地條件,環(huán)境因子均對牧草的生長產(chǎn)生影響,其中土壤的結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)成分以及理化性質(zhì)均會對牧草的品質(zhì)產(chǎn)生影響。為篩選適合于廣東省韶關(guān)市紅壤地區(qū)[13-14]林下種植的牧草,筆者通過實(shí)地播種,優(yōu)選適合該林地土壤和氣候環(huán)境下種植的牧草,以期為更好地推廣林下牧草提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況韶關(guān)市位于廣東省北部,地處112°53′～114°45′E,23°53′～25°31′N,全境直線距離東西長186.3 km,南北為173.4 km。該區(qū)氣候?qū)倌蟻啛釒駶櫺?具有潮濕、溫暖、多雨、雨季和旱季明顯等特點(diǎn)?？傮w地勢北高南低,山巒起伏,以中低山為主。河流主要屬珠江水系北江流域,北江以湞江為干流,主要支流有武江、墨江、錦江、翁江、南水。土壤包括紅壤、赤紅壤、紫色土等六大土類,其中紅壤分布面積最廣[12]。試驗(yàn)地土壤理化指標(biāo):pH 4.60±0.04,電導(dǎo)率(67.83±1.64)μS/cm,鹽含量(0.13±0.06) ng/L,總氮(18.00±0.00) mg/kg,總磷(24.33±0.58)mg/kg,總鉀(58.00±1.00) mg/kg。

1.2 材料采用的牧草包括山毛豆、木豆、甜象草、大葉菊苣、糖蜜草和晚熟狼尾草。種子采購于鄭州開元草業(yè)科技有限公司。

1.3 種植方法試驗(yàn)于2022年3月在廣東韶關(guān)開展,2022年12月結(jié)束,牧草種子按一定的播種密度(糖蜜草1 g/m2,木豆5 g/m2,大葉菊苣1 g/m2,山毛豆5 g/m2,晚熟狼尾草15 g/m2,甜象草6 g/m2)于3 m×3 m經(jīng)修整過的山地進(jìn)行撒播。分別于播種后90 d測量株高,并對其中的1 m×1 m面積上的牧草進(jìn)行收割以預(yù)估產(chǎn)量,采集牧草樣品用于營養(yǎng)指標(biāo)分析,在180 d對牧草再次測定株高。

1.4 牧草營養(yǎng)成分分析采集的牧草樣品帶回實(shí)驗(yàn)室自然低溫烘干,計(jì)算其含水率,并粉碎、密封備用。牧草營養(yǎng)指標(biāo)分析包括粗脂肪、粗蛋白、粗纖維、灰分測定。其中采用石油醚索氏提取法測定粗脂肪含量;采用凱氏定氮法測定粗蛋白含量;采用酸堿分次水解消煮法測定粗纖維含量;采用灰化法進(jìn)行測定灰分含量。

1.5 數(shù)據(jù)分析采用SPSS 23.0對測定指標(biāo)進(jìn)行單因素方差分析和DUNCAN檢驗(yàn),并使用Sigmaplot 14.0軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 株高比較由圖1可見,在播種90 d,晚熟狼尾草的株高達(dá)到250 cm,為6種牧草中最高,甜象草次之,為180 cm。豆科植物山毛豆和木豆株高分別為120和150 cm,糖蜜草高度為90 cm,大葉菊苣最小,僅28 cm。播種180 d除了晚熟狼尾草株高沒有大變化,仍為250 cm,其他牧草株高均有不同程度增加,其中甜象草株高較播種90 d增加了122%,達(dá)到400 cm;山毛豆和木豆則分別增加了75%和100%,分別為210和300 cm;大葉菊苣的株高為45 cm,而糖蜜草株高增加到105 cm。

注:不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicate difference between treatments(P<0.05).圖1 牧草株高比較Fig.1 Comparison of forage height

2.2 含水率比較從圖2可見,在6種牧草中含水率最高的是大葉菊苣(81.4%),甜象草(77.7%)次之。糖蜜草、山毛豆、木豆3種牧草含水率接近,分別為71.8%、70.7%和69.1%。晚熟狼尾草最小,僅64.5%。

注:不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicate difference between treatments(P<0.05).圖2 牧草含水率比較Fig.2 Comparison of forage water content

2.3 產(chǎn)量比較從圖3可見,鮮重產(chǎn)量較高的是晚熟狼尾草和甜象草,播種90 d產(chǎn)量分別達(dá)到172 470和176 415 kg/hm2;而山毛豆較木豆產(chǎn)量要高77%,產(chǎn)量為21 480 kg/hm2,大葉菊苣與木豆相似,只比木豆多4%;糖蜜草為6種牧草中鮮重最低的,僅11 370 kg/hm2。從干重來看,甜象草最高,達(dá)136 995 kg/hm2,其次是晚熟狼尾草111 180 kg/hm2;豆科的山毛豆產(chǎn)量是木豆的1.8倍,木豆的干草產(chǎn)量與糖蜜草差異不大,后者為8 160 kg/hm2;大葉菊苣的鮮草含水率最高,但其干草產(chǎn)量僅有10 290 kg/hm2。

注:不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicate difference between treatments(P<0.05).圖3 牧草產(chǎn)量比較Fig.3 Comparison of forage yield

2.4 粗蛋白含量比較從圖4可知,2種豆科植物的粗蛋白含量顯著高于另外4種牧草,山毛豆的粗蛋白含量為17.0%,高于木豆的15.3%,兩者之間差異顯著(P<0.05)。甜象草的粗蛋白(8.8%)與大葉菊苣(9.3%)差異不顯著(P>0.05),糖蜜草粗蛋白含量最低,僅4.5%,比晚熟狼尾草的粗蛋白含量低13%。

注:不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicate significant difference in statistics(P<0.05).圖4 牧草粗蛋白含量比較Fig.4 Comparison of crude protein content of forage

2.5 粗脂肪含量比較從圖5可知,木豆的粗脂肪含量最高,為4.1%,顯著高于山毛豆(P<0.05)。大葉菊苣的粗脂肪含量僅次于木豆,為3.5%,其與山毛豆的粗脂肪含量差異顯著(P<0.05),甜象草的粗脂肪含量為大葉菊苣的50%。糖蜜草和晚熟狼尾草間粗脂肪含量相同,均為1.2%。

注:不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicate significant difference in statistics(P<0.05).圖5 牧草粗脂肪含量比較Fig.5 Comparison of crude fat content of forage

2.6 粗纖維含量比較在粗纖維含量比較中(圖6),山毛豆的粗纖維含量最高,達(dá)到372.7 g/kg,其次為晚熟狼尾草(352.0 g/kg)和糖蜜草(349.3 g/kg),且三者間差異不顯著(P>0.05)。木豆的粗纖維含量最低,僅212.7 g/kg,為同屬豆科山毛豆的57%。大葉菊苣的粗纖維含量為214.0 g/kg,與木豆差異不顯著(P>0.05)。甜象草的粗纖維含量為295.3 g/kg,介于6種牧草中間。

注:不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicate significant difference in statistics(P<0.05).圖6 牧草粗纖維含量比較Fig.6 Comparison of crude fibre of forage

2.7 灰分含量比較從圖7可見,大葉菊苣的灰分含量為6種牧草中最高,達(dá)11.6%,且顯著高于另外5種牧草(P<0.05)。排在第2的是甜象草,其灰分含量只有大葉菊苣的79%,灰分含量為9.17%。糖蜜草的灰分含量與甜象草差異不顯著(P>0.05),灰分含量為8.05%;與山毛豆(7.10%)、晚熟狼尾草(6.73%)差異不顯著(P>0.05)。木豆的灰分最低,僅5.70%,只有大葉菊苣的49%。

注:不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicate significant difference in statistics(P<0.05).圖7 牧草灰分含量比較Fig.7 Comparison of ash content of forage

3 結(jié)論與討論

目前,我國飼草料需求與供給總體上趨于平衡,但是不同區(qū)域間飼草需求和供給存在明顯差異[15],預(yù)計(jì)2035年我國優(yōu)質(zhì)干草需求總量為4 815萬t,需要優(yōu)質(zhì)飼草種植面積約為535萬hm2[16]。而南方山地多,氣候變化相對緩和,有利于牧草的生產(chǎn)。大力開展林草復(fù)合經(jīng)營是實(shí)現(xiàn)我國草業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要措施之一,也是改善生態(tài)環(huán)境的有效途徑之一[17]。

廣東是一個(gè)山地丘陵多的省份,而丘陵地大部分為紅壤[18],粵北韶關(guān)地區(qū)紅壤分布面積最廣,其次為黃壤、水稻土和石灰土[13]。林地紅壤類土壤的導(dǎo)水性、持水能力和供水能力一般均較低[19],肥力也是相對瘠薄。

林地由于在管理上沒有果園、水田的精耕細(xì)作,在管理上屬于粗放型。同種牧草在不同立地條件下的生產(chǎn)性能有很大差異。該試驗(yàn)中禾本科牧草晚熟狼尾草在播種90 d的株高達(dá)到250 cm,甜象草(180 cm)次之。如果從林地來看,對于一般的油茶林(樹高200 cm),或者初植的人工林來說并不適合。豆科植物山毛豆(120 cm)較木豆(150 cm)矮30 cm,其對成年的油茶林來說影響相對要小于甜象草或晚熟狼尾草。播種90 d糖蜜草高度為90 cm,播種180 d為105 cm。株高最低的是大葉菊苣,播種180 d為45 cm。對牧草株高要求高的林地均能較好適應(yīng),一般林地面積都比較大,牧草株高過大過快生長易對樹高較矮的目的經(jīng)濟(jì)樹種產(chǎn)生影響,這需要結(jié)合生產(chǎn)需要對牧草進(jìn)行定期刈割。如果作為林下牧草種植,則應(yīng)該選擇株高較矮的牧草進(jìn)行替代種植,如大葉菊苣和糖蜜草。

牧草的株高與產(chǎn)量呈正相關(guān),禾本科牧草的產(chǎn)量最高,播種90 d晚熟狼尾草和甜象草鮮草產(chǎn)量分別達(dá)到了172 470和176 415 kg/hm2,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于另外4種牧草。山毛豆較木豆產(chǎn)量要高77%,鮮草產(chǎn)量為21 480 kg/hm2。甜象草和晚熟狼尾草干草產(chǎn)量分別達(dá)到136 995和111 180 kg/hm2。山毛豆(21 480 kg/hm2)是木豆的1.8倍,糖蜜草產(chǎn)量為11 370 kg/hm2。2種豆科植物的粗蛋白和粗脂肪含量顯著高于2種禾本科牧草。木豆的粗纖維和灰分含量均為6種牧草中最低。

綜合來看,山毛豆、糖蜜草、大葉菊苣更適合作為林下牧草種植,特別是對于粗放管理的林地,其有利于減少對幼齡林生長的影響。禾本科的甜象草和狼尾草更適合大面積單一種植,并配合周期性的釗割,以減少與目的樹種產(chǎn)生光照、水分等競爭。目前,南方研究林下牧草種植的不多,白昌軍等[20]篩選出適合海南人工桉樹(Eucalyptus)林 下 間 作 的 柱 花 草(Stylosanthesguianensis)熱研10號和熱研2號等;梁英彩等[21]篩選出山毛豆(Tephrosiacandida)作為桉樹幼林期最佳林下間種牧草,其產(chǎn)量高、質(zhì)量好、耐陰性強(qiáng),且易形成覆蓋率較高的草層,與該試驗(yàn)中得出的山毛豆作為韶關(guān)地區(qū)林下種植的結(jié)果一致。極端低溫對粵北地區(qū)林下種植牧草的影響的研究還有待于進(jìn)一步研究。