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适宜在北疆平原生长的饲用豆科植物猪屎豆引种研究



全 文 :1902 - 1906
11 /2015
草 业 科 学
PRATACULTURAL SCIENCE
32 卷 11 期
Vol. 32,No. 11
DOI:10. 11829 \ j. issn. 1001-0629. 2015-0121
穆尼热·买买提,祖日古丽,田聪,朱忠艳,阿斯娅,蒋晓梅,王玉.适宜在北疆平原生长的饲用豆科植物猪屎豆引种研究[J].
草业科学,2015,32(11) :1902-1906.
MUNIRE Maimaiti,ZURIGULI,TIAN Cong,ZHU Zhong-yan,ASIYA,JIANG Xiao-mei,WANG Yu. The growth evaluation of introduced
leguminous forage Crotalaria alata in plain area of northern Xinjiang[J]. Pratacultural Science,2015,32(11) :1902-1906.
适宜在北疆平原生长的饲用豆科
植物猪屎豆引种研究
穆尼热·买买提1,祖日古丽1,田 聪1,朱忠艳1,
阿斯娅1,蒋晓梅2,王 玉1
(1.新疆畜牧科学院草业研究所,新疆 乌鲁木齐 830000;2.新疆畜牧科学院科研管理合作处,新疆 乌鲁木齐 830000)
摘要:以 2012 年从乌兹别克斯坦引进的一年生豆科饲用植物猪屎豆(Crotalaria alata)为研究对象,2013 年和 2014
年分别在新疆呼图壁和阜康进行了引种试验,对该牧草适应性及农艺性状进行了观测与评价。结果表明,饲用豆
科植物猪屎豆在新疆呼图壁、阜康平原区生长发育良好,根部能发生固氮根瘤,株高可达 180 cm。初花期粗蛋白
质含量最高,可达 23. 02%,粗纤维含量 20. 3%。该植物营养丰富,含有 17 种氨基酸。呼图壁和阜康两处平均鲜
草产量分别为 23 833. 5、21 750. 0 kg·hm -2,种子产量分别为 366、385. 3 kg·hm -2。综合评价认为,引种的猪屎
豆适合在新疆北部平原区种植推广。
关键词:猪屎豆;新疆北部平原区;农艺性状;产量;养分
中图分类号:S816;S548. 022 文献标识码:A 文章编号:1001-0629(2015)11-1902-05*
The growth evaluation of introduced leguminous forage Crotalaria alata
in plain area of northern Xinjiang
MUNIRE Maimaiti1,ZURIGULI1,TIAN Cong1,ZHU Zhong-yan1,
ASIYA1,JIANG Xiao-mei2,WANG Yu1
(1. Institute of Grassland Research,Xinjiang Academy of Animal Science,Urumqi 830000,China
2. Department of Scientific Research Management and Cooperation,Xinjiang Academy of
Animal Science,Urumqi 830000,China)
Abstract:The adaptability and agronomic traits of annual legume forage Crotalaria alatawhich introduced from Uz-
bekistan in 2012 were evaluated in 2013 and 2014 in Hutubi and Fukang of Xinjiang,respectively. The results
showed that C. alatagrew grew well with the plant height of 130 ~ 180 cm and roots had nodules to fix nitrogen.
During early flowering season,the content of crude protein (CP)was the highest which was 23. 02%,the content
of crude fiber (CF)was 20. 3% . The plant was rich in nutrition containing 17 kinds of amino acids. The fresh
yields of forage were 23 833. 5 and 21 750. 0 kg·ha -1 in Hutubi and Fukang,respectively. Seed yields were 366
and 385. 3 kg·ha -1,respectively. Integrative evaluation showed that C. alatais are suitable for extension in north-
* 收稿日期:2015-03-02 接受日期:2015-04-21
基金项目:新疆维吾尔自治区国际科技合作项目———乌兹别克斯坦优良饲草品种引进与筛选(20146016)
通信作者:穆尼热·买买提(1978-) ,女(维吾尔族) ,新疆塔城人,副研究员,本科,研究方向为牧草栽培育种。
E-mail:munire788@ sohu. com
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ern Xinjiang plain area.
Key words:crotalaria alata;northern Xinjiang plain area;agronomic traits;yield;nutrient
Corresponding author:MUNIRE Maimaiti E-mail:munire788@ sohu. com
猪屎豆(Crotalaria alata)为豆科(Leguminosae)
蝶形花亚科(Papilionoideae)猪屎豆属植物。全世界
猪屎豆属植物约有 550 种,在美洲、非洲、大洋洲及
亚洲热带都有分布。其中,非洲热带地区的猪屎豆
种质资源多样性最为丰富,有 400 多种;亚洲有 100
种左右,主要分布在南亚[1]。我国有 37 种 1 个变
种,广布于长江以南及台湾各省(区) ,北方地区如
西藏、河南、河北、山东和辽宁等地也有分布记录。
已有大量文献报道,猪屎豆属植物可用作纤维原料、
固氮肥土的绿肥植物[2],部分种类具有相当的药用
价值[3]。某些猪屎豆种已被应用于公路、矿山边坡
水土保持及生态恢复工程[4],还有一些猪屎豆属植
物可用于饲喂牲畜[5-7]。此外,猪屎豆属植物适应性
强,普遍具有耐贫瘠、耐干旱的特性,是一种应用前
景广阔,具有很大开发利用潜力的植物资源[8]。
目前,关于猪屎豆属植物作为家畜饲用方面的
研究报道主要在国内南方地区,相关研究已经表明,
猪屎豆是一种具有开发利用潜力的饲草资源[8]。
北方地区对猪屎豆属植物的驯化、开发利用鲜有报
道。乌兹别克斯坦科学院植物科学生产中心通过多
年驯化,培育出了饲用价值较高的猪屎豆品种。中
亚地区与我国西北牧区有着相似的气候和地理特
征,为合理利用中亚地区农业种质资源,丰富新疆地
区牧草种质资源多样性。2012 年从乌兹别克斯坦
引进的一年生豆科饲用植物猪屎豆,在新疆北部平
原区开展引种试验,对该植物在新疆北部地区的适
应性及综合农艺性状进行观测与评价,以期为猪屎
豆在我国干旱、半干旱区的推广利用提供参考,为猪
屎豆栽培育种提供科学依据。
1 试验材料与方法
1. 1 材料来源
猪屎豆种子引进自乌兹别克斯坦科学院植物科
学生产中心。种子采集于 2012 年,净度 100%,发
芽率 99%。
1. 2 试验地的自然条件
本研究于 2013 年分别在呼图壁县廿里店镇和
2014 年在新疆阜康草地生态农业试验站开展。呼
图壁县廿里店镇试验站地理位置为 44°1407″ N,
87°0113″ E,海拔 504 m,为平原井灌区;前茬作物
为棉花(Gossypium hirsutum) ,土壤为荒漠化灰钙土。
新疆阜康草地生态农业试验站位于东天山博格达峰
北麓,新疆阜康市以东 17 km处的平原地带,地理坐
标为 87°46 - 88°44E,43°45 - 45°46 N,海拔 550
m,为平原井灌区休耕地,土壤为荒漠化灰钙土。上
述试验地 0 - 30 cm土层条件详见表 1,试验期间气
象资料见表 2。
表 1 试验地土壤养分含量
Table 1 The soil nutrient contents of the trial location
地点
Site
呼图壁
Hutubi
阜康
Fukang
pH 8. 5 7. 8
全盐量 Total salt /g·kg -1 1. 2 13. 8
有机质 Organic matter /g·kg -1 12. 3 34. 8
水解性氮 Hydrolyzable-N /mg·kg -1 88. 4 104. 0
磷 Available P /mg·kg -1 12. 4 20. 9
钾 Available K /mg·kg -1 253. 0 653. 0
1. 3 栽培及管理
试验设计及栽培管理参照《牧草种质资源田间评
价技术规程》NY/T 2127 - 2012。呼图壁县廿里店镇
试验站于 2013 年 4 月 20 日开沟播种,小区面积
2 m ×5 m,播种量 12 kg·hm -2,播种深度 2 ~ 3 cm,
行距 45 cm。阜康草地生态农业试验站于 2014 年 5
月 12日播种,播种 4个小区,其中一个小区用于物候
期观测,其他 3个小区用于产量测定。播前施磷酸二
铵 150 kg·hm -2。整个生长季节人工除草 4 次,浇水
4次 ,浇水方式为滴灌,未施用肥料。
1. 4 测定指标与方法
物候期的观测:从播种开始到枯黄期间,每 10 d
观察记载一次。包括出苗、分枝、现蕾、开花、成熟、
枯黄等时期。
生长速度:出苗后开始测量拉伸高度,每 10 d
测量一次固定 10 株高度,结果以平均值表示。生长
速度 =平均高度 /生长天数 。出苗到停止生长(5 -
7 月中旬)为止总测量 10 次。
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表 2 试验期间观测的气象资料
Table 2 Meteorological data for experimental period
月份
Month
2013 呼图壁 Hutubi in 2013
降水量
Precipitation /
mm
月均温
Average
temperature /℃
≥0 ℃积温
Accumulated
temperature /℃·d
2014 阜康 Fukang in 2014
降水量
Precipitation /
mm
月均温
Average
temperature /℃
≥0 ℃积温
Accumulated
temperature /℃·d
4 月 Apr. 50. 2 12. 6 368. 2 41. 8 11. 9 345. 1
5 月 May. 18. 3 18. 2 565. 0 23. 3 19. 6 610. 0
6 月 Jun. 30. 4 23. 2 717. 5 5. 8 24. 0 722. 0
7 月 Jul. 16. 8 25. 8 800. 0 9. 3 25. 8 802. 0
8 月 Aug. 30. 2 24. 4 755. 0 5. 3 24. 3 745. 5
9 月 Sep. 15. 8 17. 5 526. 5 17. 8 16. 7 522. 0
10 月 Oct. 12. 1 11. 2 336. 4 13. 4 9. 2 245. 2
无霜期 Frost
free period /d 177 162
分枝数:开花期随机抽取 10 株,在每一植株上
取 1 ~ 2 主枝,观测计数主枝上的以及分枝数。结果
以平均值表示。
茎叶比:刈割测产时,从中取不少于 10 株的样
品,将茎、叶分开,待风干后分别称重。X = Wi /Ws;
Wi 为叶重,Ws 为茎重。
干鲜比:刈割期,从收获鲜草中取 500 g,风干或
烘干至含水量 18%以下,计算出干鲜比,其计算公
式如下:
L =Wg /500 × 100% .
式中,L为 干草比率(烘干率),Wg 为鲜草的风干重量。
鲜草产量:初花期全小区刈割测产。
种子产量:种子成熟后,将全小区内植株全部收
获进行脱粒,并将种子风干后称重。
饲用价值测定:2014 年 6 月 20 日阜康试验站
20%植株开花的日期,4 个小区分别取 200 g,共计
800 g样品混合,晾干后,供营养品质分析用。水分
采用烘干法[9]、粗蛋白质采用凯氏定氮法[10]、粗脂
肪采用索氏侵提法[11]、粗纤维采用过滤法[12]、粗灰
分采用高温(600 ℃)灼烧氧化称重[13]、无氮浸出物
按饲料工业语术标准[14]、钙采用原子吸收法[15]、总
磷采用分光光度法[16]。氨基酸含量的分析参考文
献[17],营养价值测定由农业部农产品质量监督检验
测试中心(乌鲁木齐)完成。
1. 5 数据统计
数据经 Excel 初步整理后,采用 DPS v9. 0 软件
对鲜草及种子产量等数据进行方差分析(Duncan 多
重比较)。
2 结果与分析
2. 1 物候期观察
通过两年的种植及试验观测表明(表 3) ,猪屎
豆在新疆呼图壁及阜康两地均能顺利完成生活史,
生育期分别为 115 和 112 d,生长天数分别为 207 和
169 d,花期可长达 90 d,对新疆的干旱、半干旱气候
表现出很好的适应性。
表 3 物候期观测结果
Table 3 The result of phonological observations
地点
Site
呼图壁
Hutubi
阜康
Fukang
出苗期 Emergence mm-dd 04-29 05-22
分枝期 Branching /mm-dd 06-01 06-10
现蕾期 Budding /mm-dd 06-05 06-15
初花期 Early flowering stage /mm-dd 06-17 06-20
结荚期 Fruiting period /mm-dd 07-02 07-15
成熟期 Mature period /mm-dd 08-20 09-10
枯萎期 Withering Period /mm-dd 11-20 11-05
生育期 Growth period /d 115 112
生长天数 Growth days /d 207 169
2. 2 农艺性状
猪屎豆为一年生豆科草本植物,茎秆直立,株高
130 ~ 180 cm,轴根系,根系深度 20 ~ 32 cm。日均生
长速度 1. 72 cm·d -1,分枝数 6 ~ 11 个,茎秆直径
9. 45 ~ 11. 07 mm,花期长,植株 80 ~ 90 cm 时,茎叶
比可达到 1 ∶ 2。初花期茎叶幼嫩,盛花期茎叶比
1∶ 0. 9,随着植株的不断成熟,茎叶比下降,茎秆木
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质化逐渐加重。种子成熟周期不太一致,每荚果含
种子 8 ~ 16 粒,不易裂荚,种子千粒重 27 ~ 30 g。
2013 年呼图壁试验站平均鲜草产量 23 833. 5
kg·hm -2,种子产量 366 kg·hm -2,根部结有很多
呈淡红色圆形或短棒形根瘤(表 4)。2014 年阜康
试验站,平均鲜草产量 21 750. 0 kg·hm -2,种子产
量 385. 3 kg·hm -2,但根部未发现根瘤。多重比较
检验显示,两处试验区域鲜草产量及种子产量差异
不显著(P > 0. 05) ,引种的猪屎豆表现出较好的生
态适应性。
表 4 猪屎豆鲜草及种子产量
Table 4 Fresh grass and seed yield of Crotalaria alata
地点
Site
年份
Year
鲜草产量
Fresh grass yield /kg·hm -2
种子产量
Seed yield /kg·hm -2
干鲜比
Fresh dry ratio /%
呼图壁 Hutubi 2013 23 833. 5 ± 28. 3a 366. 0 ± 8. 6a 24. 5 ± 1. 8a
阜康 Fukang 2014 21 750. 0 ± 21. 9a 385. 3 ± 6. 9a 24. 0 ± 2. 1a
注:同行不同小写字母表示差异显著(P < 0. 05)。
Note:Data within the same row marked with different lower case letters mean significant difference at 0. 05 level.
2. 3 营养成分
牧草营养成分的高低是评价牧草饲用价值的重
要指标之一[18-19]。猪屎豆粗蛋白质含量高,初花期
达 23. 02%,粗纤维含量 20. 3%(表 5)。对猪屎豆
氨基酸组成及含量进行测定,结果显示,该植物地上
部分含有 17 种氨基酸(表 6) ,其中必需氨基酸有 9
种,含有的氨基酸种类丰富。必需氨基酸含量占氨
基酸总量的 40%,氨基酸的组成较平衡,具有较高
饲用价值。
3 讨论与结论
引种的猪屎豆作为一年生植物在新疆呼图壁及
阜康两点均能正常开花结实,完成生育周期。尽管
在阜康播种较晚,猪屎豆仍然能够完成生育周期,在
两地的生育期分别为 115 和 112 d,生长天数分别为
207和169 d。两处平均鲜草产量分别达23 833. 5、
表 5 猪屎豆初花期营养成份表
Table 5 Nutrition compositions on early flowering
season of Crotalaria alata
检测项目
Test items
含量
Content /%
水分 Water content 7. 8
粗蛋白质 Crude protein 23. 02
粗脂肪 Ether extract 11. 2
粗纤维 Crude fiber 20. 3
无氮浸出物 Nitrogen free extract 36. 96
灰分 Ash 10. 8
钙 Ca 1. 42
磷 P 0. 29
表 6 猪屎豆氨基酸组成及含量
Table 6 Amino acid compositions and content
of Crotalaria alata %
氨基酸
Amino acid
含量
Content
氨基酸
Amino acid
含量
Content
天冬氨酸 Asp 2. 83 异亮氨酸* Ile 0. 98
苏氨酸* Thr 0. 89 亮氨酸* Leu 1. 65
丝氨酸 Ser 0. 95 酪氨酸* Tyr 0. 60
谷氨酸 Glu 2. 44 苯丙氨酸* Phe 0. 98
甘氨酸 Gly 0. 98 赖氨酸* Lys 1. 13
丙氨酸 Ala 1. 14 组氨酸 His 0. 65
胱氨酸* Cys 0. 09 精氨酸 Arg 0. 92
缬氨酸* Val 1. 15 脯氨酸 Pro 1. 53
甲硫氨酸* Met 0. 09 总氨基酸 TAA 19. 00
注:* 为 9 种必需氨基酸。
Note:* denotes one of 9 necessary amimo acids
21 750. 0 kg·hm -2,种子产量分别为 366. 0、385. 3
kg·hm -2。幼苗期表现出一定的对高温及干旱环
境的耐受性。对新疆的干旱、半干旱气候表现出很
好的适应性。这与已报道的该种具有适应性强,对
土壤选择不严,耐旱,生长快等特点[20-23]的研究结
论一致。此外,该植物茎秆直立,株高最高达 180
cm,植物生长过程中未发现感染病虫害,抗倒伏性
强。同时,根部能够产生根瘤,使其具备培肥改土和
固氮效应。猪屎豆在阜康站种植时,未观察到根瘤,
这一结果可能与试验地土壤条件有关。猪屎豆属植
物一般种植在新垦农田就会出现根瘤较少或不发生
根瘤现象[24]。导致这一现象也可能与参与结瘤的
微生物种类有关,值得进一步探讨。
通常,牧草中的粗蛋白质含量丰富,粗纤维含量
较低,具有较高的饲用价值,而氨基酸含量的高低及
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种类也是影响牧草的营养品质重要因素,所含的钙
和磷 (粗灰分的主要成分)是家畜所需的最主要矿
物质营养元素[25]。本研究猪屎豆初花期较嫩,粗蛋
白质含量达 23. 02%,粗纤维含量 20. 3%。无氮浸
出物及钙含量较高,分别达 36. 96%、1. 42%,含有
17 种氨基酸,其中必需氨基酸有 9 种,必需氨基酸
含量占氨基酸总量的 40%,氨基酸种类丰富,组成
较平衡。说明初花期该牧草营养丰富,品质较好,配
合其他牧草饲喂家畜,能全面满足家畜生长的营养
需求。
从乌兹别克斯坦引种的猪屎豆已在该国种植推
广,是一种良好的饲料作物。国内学者李丽珍
等[3]、邹知明等[6]、梁应林等[7]、赵琼玲等[8]、吴金
柱等[24]报道在猪屎豆属植物鲜叶和种子化学成分
发现一种有毒生物碱,但陈成立等[5]报道晒干、煮
熟后毒性消失,干叶饲喂牛、羊,及用于草粉拌粗糠
喂兔,适口性尚好,未发现中毒现象。引种的分布于
干旱区猪屎豆可能与我国南方地区的猪屎豆存在种
间差异。本研究引种的猪屎豆适应性强,初花期蛋
白质含量高,纤维化程度轻,是一种适用于干旱、半
干旱区建植栽培草地及改良土壤的一年生饲用植
物。
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