全 文 :2011年第8期 总第189期2011年第8期 总第189期CAOYE YU XUMU 草业与畜牧 CAOYE YU XUMU草业与畜牧 牧草科学
扁穗牛鞭草 (Hemarthria compressa)由于产草量
高、叶片多、草质柔嫩、营养丰富,多作为饲养家畜
的优质牧草,在中国南方草地畜牧业系统中具有重要
作用,但其主要缺点是冷季生长速率较慢,甚至停止
生长,秋季随着气温降低,生长缓慢,几乎无产量。
采用“豆科-禾本科”混播系统和“暖季型-冷季型”
互补系统,是提高扁穗牛鞭草草地牧草产量、质量、
土壤地力和全年供青的有效方法[1]。大量试验表明,
采用免耕补播技术将冷季型一年生禾草或豆草补播在
暖季型草地上,可使产草量和营养价值提高[2~11]。扁
穗牛鞭草草地秋季补播多花黑麦草、黑麦、小黑麦等
牧草或作物后,草地产草量和牧草营养价值得到不同
程度的提高[1,12,13]。本试验通过秋季在扁穗牛鞭草草地
上补播冷季型一年生豆科牧草,探索补播后草地产草
量和营养价值的变化,从而为生产实践提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
秋季补播一年生豆科牧草对扁穗牛鞭草
产量和质量的影响
石庆岗,舒思敏,杨春华*,何凌斐
(四川农业大学草业科学系,四川 雅安 625014)
摘 要:本试验以光叶紫花苕、箭筈豌豆和豌豆为材料,秋季补播于扁穗牛鞭草草地上,通过对补播草种物候期的
观察、草地产草量的测定和牧草化学成分的分析,研究其对扁穗牛鞭草牧草产量和质量的影响。结果表明,3个补播草
种的出苗时间基本一致(6~7d),成熟期相近,均在五月中旬;在整个试验过程中,补播处理的产草量均高于对照,补
播箭筈豌豆对草地产草量提高最大;随着刈割次数的增加,牧草粗蛋白含量降低,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量增
加,而光叶紫花苕和箭筈豌豆在提高牧草品质方面表现较好。综合分析,秋季在扁穗牛鞭草草地上补播光叶紫花苕、箭
筈豌豆和豌豆后,全年干草产量分别为12.32、13.97、12.98 t/hm2,与对照相比,分别提高了36.1%、54.4%、43.4%,并
且补播一年生豆科牧草可明显提高春季牧草品质(P<0.05)。
关键词:扁穗牛鞭草;补播;豆科;产量;质量
收稿日期:2011-05-16
基金项目:四川农业大学大学生科研兴趣培养计划项目支持
作者简介:石庆岗(1987-),男,河南林州人,在读本科生。
*通讯作者
中图分类号:S54.04 文献标识码:A 文章编号:1673-8403(2011)08-0017-05
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2011年第8期 总第189期2011年第8期 总第189期CAOYE YU XUMU 草业与畜牧 CAOYE YU XUMU草业与畜牧牧草科学
试验在四川省雅安市青衣江流域,二级阶地后
缘,四川农业大学草学系基地内进行。该地区位于
北纬38°8′,东经103°14′,海拔600m,属北亚热
带湿润季风气候区。年均气温 16.2℃,最热月(7
月) 均温 25.3℃,最冷月 (1 月) 均温 6.1℃,
极端最高气温 37.7℃,年降水量 1 774.3mm,年
蒸发量 1 011.2mm,相对湿度 79%,年日照时数
1 039.6h,年无霜期304d,≥10℃年积温5 231℃。
试验地土壤系白垩纪灌口组紫色沙页岩风化的
堆积物形成的紫色土,土壤有机质含量 14.62g/kg,
全氮含量 1.91g/kg,全磷含量 0.06g/kg,全钾含量
11.58g/kg,速效氮含量 100.63mg/kg,速效磷含量
4.73mg/kg,速效钾含量338.24mg/kg,pH值为6.2。
1.2 试验材料
以“雅安”扁穗牛鞭草为研究对象,2009年5月
进行无性系扦插繁殖,插条具有3~4个节的匍匐茎,
长约 10~20cm。种植前均匀施入有机肥(腐熟的牛
粪),并清除杂草。补播豆科牧草种情况见表1。
表1 补播豆科草种的纯净度和发芽率
草种名称
光叶紫花苕(Vicia villosa L.)
箭筈豌豆(Vicia sativa L.)
豌豆(Pisum sativum L.)
来源
金种燎原
种子公司
雅安种子公司
净度
98
98
97
发芽率
98
98
80
%
草种名称
光叶紫花苕
箭筈豌豆
豌 豆
出苗期
2009.10.16
2009.10.16
2009.10.17
分枝期
2009.10.28
2009.10.28
2009.10.28
现蕾期
2010.02.28
2010.02.28
2010.02.27
开花期
2010.03.05
2010.03.20
2010.03.01
结荚期
2010.03.14
2010.03.28
2010.03.08
成熟期
2010.05.16
2010.05.17
2010.05.15
表2 物候期观测结果
1.3 试验方法
试验采用单因素完全随机区组设计,以补播豆科
草作为因素,共3个处理和1个对照(不补播),每个
处理4次重复,1个重复用于观察物候期,3个小区用
于测产和化学分析,小区面积5m2(2.5m×2m),小区
间距 0.5m。2009年 10月初,按照试验设计进行补
播。播种前清除杂草,施入基肥。光叶紫花苕、箭筈
豌豆和豌豆的理论播种量分别为60~75kg/hm2、60~
75kg/hm2、45~75kg/hm2。鉴于扁穗牛鞭草对与其混
播的豆科牧草通常有化感作用[14~16],且两种不同的草
混播时常具有竞争作用[17]。因此,为了使补播成功和
保证试验的顺利进行,3个材料均采用最大理论播种
量进行补播。
1.4 测定项目及方法
1.4.1 补播草种物候期观察:在补播草种出苗期、分
枝期、现蕾期、开花期、结荚期和成熟期进行观察,
并记录日期。每个物候期的确定以80%的植株处于该
时期为标准。
1.4.2 产草量测定:随机取 0.25m2(0.5m×0.5m)样
方进行测定。光叶紫花苕、箭筈豌豆和豌豆分别在初
花期刈割,留茬5cm。刈割后,分离出各种牧草和杂
草,测定各种草的鲜重。各处理分别取样500g,将扁
穗牛鞭草和补播牧草的茎(包括花序)和叶(包括叶
鞘)分开,置入烘箱内,105℃杀青 30min后,在
65℃~70℃恒温下烘 48h,取出冷却至恒重后称量。
计算鲜干比、茎叶比和干草产量,并换算成每公顷产
草量。
1.4.3 牧草化学成分测定:每次刈割的混合样品,粉
碎过40目筛,测定营养成分含量。粗蛋白质(CP)含量
采用凯氏定氮法测定;粗脂肪(EE)含量采用索氏浸
提法测定;中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维
(ADF)含量采用范氏法测定;钙(Ca)含量采用高
锰酸钾法测定;磷(P)含量采用钼黄比色法测定。
1.5 数据处理
采用Excel和SPSS软件对数据进行处理和分析。
2 结果与分析
2.1 补播草种物候期(见表2)
由表2可知,3个豆科牧草草种补播后分别在6~
7d内出苗,补播当年均处于营养生长阶段,翌年春天
进行生殖生长。3个补播草种现蕾期相近,但豌豆的
开花期分别比光叶紫花苕、箭筈豌豆早 32d和 47d。
光叶紫花苕、箭筈豌豆和豌豆从开花到结荚的时间分
别为9d、8d和7d。从果荚成熟期来看,三者趋于一
致,均在5月中旬左右。
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表3 不同补播处理对牧草产量和特性的影响
处 理
光叶紫花苕
箭筈豌豆
豌 豆
对 照
干草产量
14/3
2.99Bb
4.69Aa
3.15Bb
0.16Cc
19/6
5.06
4.91
5.11
4.90
20/8
4.27
4.46
4.72
3.99
鲜干比
14/3
10.54
9.14
10.24
6.73
9/6
4.30
4.82
3.33
3.72
20/8
4.20
4.03
3.56
3.62
茎叶比
14/3
0.62Bb
0.78Aa
0.50Bc
0.12Cd
19/6
2.67
2.66
2.67
2.72
20/8
2.64
2.68
2.58
2.57
注:同列大写字母不同表示不同处理间差异极显著(P<0.01),同列小写字母不同表示不同处理间差异显著(P<0.05),下同。
t/hm2
2.2 不同补播处理对牧草总产量、鲜干比和茎叶比的
影响(见表3)
补播小区春季(3月)产草量主要由补播草种构
成,夏季6月和8月的产草量则主要由扁穗牛鞭草构
成。由表3可知,春季补播豆科牧草的小区,其产草量
极显著高于对照(P<0.01),各处理产草量依次排序
为:箭筈豌豆(4.69 t/hm2)>豌豆(3.15 t/ hm2)>光
叶紫花苕(2.99 t/ hm2)>对照(0.16 t/ hm2);夏季 2
次刈割(6月和 8月),各处理与对照的干草产量均
差异不显著;但是,从全年产草量来看,补播光叶
紫花苕、箭筈豌豆和豌豆的处理组分别比对照提高
了 36.1%、54.4%和 43.4%。另外,从 3月、6月和 8
月的牧草鲜干比来看,每次刈割时3个补播处理与对
照差异均不显著,但可以看出豆科牧草含水量较
高。从茎叶比来看,3月刈割时,箭筈豌豆、光叶紫
花苕和豌豆的茎叶比分别为0.78、0.62和0.50,均极
显著大于对照(P<0.01),而 6月和 8月刈割时,3
个补播处理的茎叶比与对照差异均不显著,说明豆
科牧草叶量丰富。
2.3 不同补播处理对牧草营养成分的影响(见表4)
“扁穗牛鞭草-豆科牧草”补播系统中牧草的营养
成分随着生长季节和刈割时间不同而变化。春季(3
月)刈割时由补播草种构成,粗蛋白质含量高,夏季
(6月和8月)刈割时由扁穗牛鞭草构成,中性洗涤纤
维和酸性洗涤纤维含量高。
由表4可知,春季(3月)刈割牧草的粗蛋白质
(CP)含量极显著高于对照(P<0.01),光叶紫花苕和
箭筈豌豆的蛋白质含量相近,各处理蛋白质含量依次
排序为:光叶紫花苕 (32.42%) >箭筈豌豆
(28.30%)>豌豆(23.39%)>对照(12.92%)。6月
刈割时,补播光叶紫花苕的小区牧草蛋白质含量明显
高于其他3个处理(P<0.05),其他两个补播处理与
对照差异不显著。8月刈割时,3个补播小区牧草粗蛋
白质含量明显高于对照,而彼此却差异不显著。说明
秋季在扁穗牛鞭草草地补播一年生豆科牧草时,其对
牧草粗蛋白质含量的影响主要集中在前两次收获时,
并且,光叶紫花苕和箭筈豌豆对提高扁穗牛鞭草草地
春季牧草蛋白质含量具有明显作用。
春季刈割时除箭筈豌豆外,其他两个处理的中性
洗涤纤维(NDF)含量低于对照,依次排序为:箭筈
豌豆(41.23%)>对照(40.90%)>光叶紫花苕
(37.70%)>豌豆(32.48%),光叶紫花苕和豌豆的中
性洗涤纤维含量明显低于对照(P<0.05)。6月和8月
刈割时,各处理与对照之间的中性洗涤纤维含量差异
均不显著。说明在扁穗牛鞭草返青后其迅速占领资源
和空间,且补播豆科牧草由于再生能力很弱,所以扁
穗牛鞭草很快成为群落的优势种和建群种,夏季刈割
时以扁穗牛鞭草为主。从酸性洗涤纤维(ADF)来
看,3月刈割时,3个补播处理的含量明显低于对照,
各处理排序依次为:对照(30.46%)>光叶紫花苕
(28.28% ) > 箭 筈 豌 豆 (27.47% ) > 豌 豆
(20.02%);而在6月刈割时,各补播处理的酸性洗涤
纤维含量均明显高于对照,但在8月刈割时,各处理
的酸性洗涤纤维含量非常接近,差异不显著。说明随
着刈割次数的增加,补播的一年生豆科牧草对草地饲
草的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量的影响逐渐减
小。
另外,从牧草粗脂肪含量来看,春季刈割时补播
处理明显低于对照,但在夏季的两次刈割时,粗脂肪
含量与对照相当,差异不显著。而牧草的钙和磷含量
变化更小,3次刈割各处理之间几乎无明显差异。
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表4 不同补播处理对牧草营养成分的影响 %
处理
光叶紫花苕
箭筈豌豆
豌豆
对照
光叶紫花苕
箭筈豌豆
豌豆
对照
光叶紫花苕
箭筈豌豆
豌豆
对照
CP
3月14日
32.42Aa
28.30Ab
23.39Bc
12.92Cd
6月19日
7.32Aa
6.28ABb
5.16Bb
5.64ABb
8月20日
6.36Aa
6.12ABa
5.86Bab
5.75Bb
EE
5.90Bb
4.87Bc
5.56Bbc
8.12Aa
8.07
7.79
7.02
8.25
8.01ABab
7.45BCbc
7.32Bc
8.26Aa
NDF
37.70Aab
41.23Aa
32.48Ab
40.90Aa
65.49
67.4
67.96
67.07
64.32
66.25
65.78
64.18
ADF
28.28Ab
27.47Ab
20.02Bc
30.46Aa
43.71Aa
43.77Aa
45.15Aa
37.74Bb
40.36b
42.69ab
44.57a
41.66ab
Ca
0.732
0.6845
0.8259
0.6556
0.2305Cc
0.2931ABab
0.3092Aa
0.2734Bb
0.2336B
0.2546B
0.2905A
0.2505B
P
1.4170a
1.2528ab
1.2334ab
0.9895b
0.4361
0.4355
0.3956
0.441
0.4231
0.4463
0.4026
0.4158
3 讨论
物候期直接影响牧草刈割时间的确定和产草量的
高低,因此本试验对补播牧草物候期进行了观察。结
果发现,10月上旬在海拔约650m的地区补播3个一
年生豆科牧草后,3个草种播种当年均处于营养生长
阶段,分枝较多,生长茂盛,翌年随着气温逐渐升高
而迅速进入生殖生长阶段。而赵庭辉等[18]8月下旬在
海拔2 830m的地区播种光叶紫花苕后,该草种依然在
翌年三月上旬现蕾。说明补播的一年生豆科牧草从分
枝到现蕾的时间较长,这有利于牧草的青饲利用。虽
然一年生豆科牧草的再生性较差,但是生产草时冬前
可刈割1次,开春后刈割1~2次[19]。
牧草补播系统增产的主要原因在于充分利用了光
能和有限的资源。扁穗牛鞭草本身产草量较高,但是
实际产草量只局限在气温较高的季节,而在10月至翌
年的4月几乎不产草 [1]。因此秋季在扁穗牛鞭草草地
上补播一年生牧草是必要的。研究表明,秋季可在扁
穗牛鞭草草地上补播黑麦、小黑麦、多花黑麦草、光
叶紫花苕、埃及白三叶等牧草或作物[1,12,13],这些牧草
或作物均在不同程度上提高了冬春季的草地产草量。
本试验研究表明,秋季在扁穗牛鞭草草地上补播光叶
紫花苕、箭筈豌豆和豌豆后,有效地提高了春季和全
年的草地产草量,同时由于豆科牧草的加入而提高了
春季牧草的营养价值。
扁穗牛鞭草在全部刈割后,随栽植时间的延长和
刈割次数的增加,土壤整体供肥能力下降[14,20]。而豆
科牧草因可与根瘤菌共生而具有生物固氮作用。秋季
将豆科牧草补播于扁穗牛鞭草草地不仅可以在冬春季
节为家畜提供一定量的青绿饲草,而且可能对改善土
壤结构、增加土壤氮素、培肥地力等具有积极作用,
以此来促进翌年扁穗牛鞭草的生长,从而增加全年产
草量和延长草地使用年限。本试验中夏季两次刈割
时,补播处理的干草产量均略高于对照;而从全年产
草量来看,补播处理也高于对照。但是这可能是由于
春季豆科牧草的增产效应所形成的,而秋季补播一年
生豆科牧草对改善草地土壤结构,增加土壤肥力,延
长草地使用年限等方面的作用有待进一步的研究。另
外,在进行补播时,适宜的播种量和播种日期对牧草
产量和原有草地的影响较大,播种量过大可能会造成
扁穗牛鞭草因冬春季过度遮荫而枯萎或死亡,播种量
过小则无法达到提高冬春季牧草产量的目的,而播种
日期可能对牧草利用时间和可刈割次数有影响,所以
这方面的研究工作也有待开展。
4 结论
秋季在扁穗牛鞭草草地上补播光叶紫花苕、箭筈
豌豆和豌豆可不同程度地提高春季和全年的草地产草
量,同时提高春季的牧草营养价值。从全年产草量来
看,补播光叶紫花苕、箭筈豌豆和豌豆的处理组分别
比对照提高了36.1%、54.4%、43.4%。
参考文献
[1]何峰,万里强,白静仁,等.多年生暖季型草地冬季补播互补系
20
2011年第8期 总第189期2011年第8期 总第189期CAOYE YU XUMU 草业与畜牧 CAOYE YU XUMU草业与畜牧 牧草科学
统[J].草地学报,2006,14(3):274-279.
[2]宋彩荣,王宁,彭文栋,等.补播对草地植被影响效果的研究进
展[J].牧草与饲料科学,2005,(6):32-34.
[3]Charles S, Steve L. Managing annual winter grasses in south
and southwest Texas[M]. Texas: Texas State Publications,
1999, 0422-0425.
[4]Sims P L, Gillen R L, Springer T L, Goldman J J. Thirty years
of native rangeland and native rangeland complementary
forage systems research[A].In:Proceedings 2nd National
Conference on grazing lands [C].TN:Nashville, 2004,
684-692.
[5]Hill M J. Direct drilling Tall fescue (Festuca arundinacea
Schreb) Prairie grass (Bromus cartharticus Vahl) and Italian
ryegrass (Lolium multiflorum Lam) into Kikuyu and Paspalum
pasture[J].Australian Journal of Experimental Agriculture,
1985,(20):27-31.
[6]Mullen B F, Macfarlane D C. The effect of band2seeding
legumes into paragrass (Brachiaria mutica) on pasture
production , sustainability and animal productivity in Vanuatu
[J]. Tropical Grasslands, 1998,(32):34-40.
[7]Hirata M , Pakiding W. Dynamics in tiller weight and its
association with herbage mass and tiller density in a bahiagrass
( Paspalum notatum) pasture under cattle grazing[J].Tropical
Grasslands, 2002,(36):24-32.
[8]魏振凯,解大志,王辉,等.工程与生物措施结合改良碱化草地
效果[J].中国草地,1996,(2):17-19.
[9]Chrissie L. Grass overseeding gives tired leys lift[J].Farmers
Weekly,2005,143(3):43.
[10]刘法涛.百脉根补播草地效果[J].国外畜牧学—草原与牧
草,1994,(1):44.
[11]陈亚明.退化嵩草型高山草地补播豆科牧草的研究[J].草业
学报,1999,8(2):71-75.
[12]傅鲜桃,杨春华,陈灵鸷.扁穗牛鞭草草地高效饲草生产系
统研究[J].热带亚热带植物学报,2008,16(2):134-139.
[13]杨春华,李向林,张新全,等.秋季补播多花黑麦草对扁穗牛
鞭草草地产量、质量和植物组成的影响[J].草业学报,2004,
13(6):80-86.
[14]胡宗达,叶充,胡庭兴,等.扁穗牛鞭草对土壤理化性质的影
响研究[J].草业学报,2008,17(3):17-22.
[15]杨春华,李向林,张新全,等.扁穗牛鞭草组织浸出液对潜在
混生种萌发及幼苗的影响[J]. 草业学报,2006, 15(5):
38-44.
[16]徐胜,张新全,吴彦奇.扁穗牛鞭草研究与应用概况[J].中国
草地,2001,23(4):53-57.
[17]何峰,李向林,万里强.刈割方式对扁穗牛鞭草与白三叶混
播草地竞争的研究[J].中国草地学报,2007,29(4):61-65.
[18]赵庭辉,涂蓉,王国学,等.高海拔地区光叶紫花苕的生产性
能及适应性研究[J].当代畜牧,2010,(2): 40-42.
[19]陈国祥,傅平,敖学成,等.凉山光叶紫花苕生物性状与影响
草种生产因素的分析[J].草业科学,2006, 23(3): 30-35.
[20]胡宗达,叶充,胡庭兴.扁穗牛鞭草生长状况及其对土壤养
分的影响[J].水土保持研究,2008, 15(2): 120-123.
Effect of Overseeding Annual Legumes in Autumn on Yield
and Quality of Whipgrass
SHI Qing-gang,SHU Si-min, YANG Chun-hua*, HE Ling-fei
(Department of Grassland Science, Sichuan Agriculture University, Ya’an 625014,China)
Abstract: The object of this experiment was to discuss the effect of the three annual legumes (Vicia villosa L.,
Vicia sativa L. and Pisum sativum L.) on the yield and quality of whipgrass when they were overseeded into whipgrass
sward in autumn by observing the growth states of these oversown annual legumes and measuring the yield and chemical
components of forage. The results showed that the oversown legumes all germinated in 6-7 days and their autumn were
in the middle of May. During the period of experiment, all these treatments of overseeding legumes had a higher yield of
forage than that of the control and Vicia villosa L. had a good better ability to improve the yield. But with the increasing
of harvest time, the crude protein concentration decreased and neutral detergent fiber (NDF) and acid detergent fiber
(ADF) concentration increased, and Vicia villosa L. and Vicia sativa L. were both good at improving the quality of forage.
To sum up, compared with the control, the treatment of overseeding annual legumes in autumn increased by 36.1%、
54.4%、43.4% respectively and it was obviously to improve the forage quality in spring(P<0.05).
Key words: Whipgrass; Overseed; Legume; Yield; Quality
21