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14个多花黑麦草品种(系)在川西南地区生产性能综合评价

2014-01-02王绍飞罗永聪张新全黄琳凯马啸刘恋

草业学报 2014年6期
关键词:茎叶比产草量草业

王绍飞,罗永聪,张新全,黄琳凯,马啸,刘恋

(四川农业大学草业科学系,四川 雅安625014)

多花黑麦草(Loliummultiflorum)为禾本科黑麦草属一年生牧草,适于生长在气候温暖湿润地区[1-3]。在我国四川、贵州、云南、重庆、江苏、浙江、江西、湖南、湖北、安徽等南方多省(市)均有较大面积的栽培[4]。近年来,随着国家农业产业结构的调整,草食畜牧业快速发展,多花黑麦草因其产量高、冬春季生长旺盛、适应性强、营养价值丰富等优点[5-6],解决了我国南方冬春季家畜饲草不足的问题,在我国南方地区粮草轮作中发挥了极其重要的作用[7-8]。然而,我国多花黑麦草育种工作起步较晚,实际生产过程中使用的多为引进品种,育成品种较少,国内育成品种仅有4个[9],其中杂交育成品种仅有“长江2号”。通过杂交育种,培育出可以表现2个亲本优异特性的新品种,是解决国内多花黑麦草育种模式单一的新思路。为了进一步改良长江流域主推品种长江2号等多花黑麦草,四川农业大学牧草育种课题组将长江2号与西南区筛选的多花黑麦草品种分别进行杂交、回交改良,并对杂种后代进行多年混合选择,选育出了几个多花黑麦草新品系[10-11]。但各品系的实际生产能力如何并不明确,需对其生产性能进行综合评价。

目前国内外对黑麦草生产性能的研究主要集中在生育期、植株生长速度、主要营养成分、产草量及茎叶比等方面,并对黑麦草这些重要性状进行了遗传图谱构建和重要农艺性状分析[12-13]。Sartie等[14]在对黑麦草产量相关性状的表型分析及QTL研究中发现,分蘖数与黑麦草干重呈负相关。赵超鹏等[15]对黑麦草产量与穗数的相关分析结果表明,黑麦草穗数与草产量呈极显著的正相关。张鸭关等[16]对黑麦草等牧草的主要农艺性状与生产性能的灰色关联分析发现,各农艺性状中根系深度对产量的作用最大,株高、茎叶比次之。然而,目前对多花黑麦草在川西南地区生产性能的研究鲜有报道,本试验通过对14个多花黑麦草品种(系)在川西南雅安地区的生产性能进行综合评价,以期筛选适合该地区生态环境的多花黑麦草品种(系),为今后的多花黑麦草育种工作提供基础信息。

1 材料与方法

1.1 试验时间及试验地概况

本试验包括多花黑麦草2个生长周期,时间从2011年9月开始,结束于2013年5月。试验地位于四川农业大学雅安校区牧草试验基地,地理坐标为北纬38°8′,东经103°14′,海拔620m,年均气温16.2℃,极端低温为-3℃,极端高温37.7℃,日均温≥5℃的年积温5770.2℃,日均温≥10℃的年积温5231℃。年均降雨量1774.3 mm,年蒸发量1011.2mm。年均相对湿度79%,年均日照时数1045h,全年无霜期304d。土壤为白垩纪灌口组紫色沙页岩分化的堆积物形成的紫色土,土质粘重,pH值6.5。全量养分N、P、K的含量分别为0.14%,0.25%,2.66%,每kg土速效养分分别为83.1,25.5,97.2mg。

1.2 试验材料及来源

共14个多花黑麦草四倍体品种(系)材料参试(表1),其中5个为国审品种,3个为引进品种,剩余的为四川农业大学草业科学系近几年采用杂交育种结合混合选择方法选育出来的多花黑麦草新品系。

表1 参试多花黑麦草品(系)材料信息Table 1 The informations of the tested L. multiflorummaterials

1.3 试验方法与测定项目

1.3.1 小区设计 试验参考农业部草品种区域试验技术规程设计,随机区组排列,4次重复,其中3个重复用于测定产草量,1个重复用于观察物候期。小区面积15m2(3m×5m),小区间间隔50cm,播种方式为条播。测产小区行距30cm,播种量4g/m2;物候观测小区行距40cm,播种量3g/m2。

1.3.2 观测项目及方法 生育期、生长速度、鲜干草产量、茎叶比等指标参考《草原学与牧草学实习实验指导书》[17]中的方法进行测定,营养成分测定参考张丽英[18]主编的《饲料分析及饲料质量检测技术》中的常规方法进行。

生育期观测:观察苗期生长发育状况和物候期(出苗期、分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、成熟期),生育期均以50%植株进入该生育期为准。

生长速度测定:在每个供试材料中选取10株挂牌标记,每隔15d测量植株自然高度,计算生长速度。

鲜草产草量测定:产草量包括第1次刈割的产量和再生草产量。第1次株高50cm时刈割测产,以后各茬在株高60cm时刈割,留茬高度5~6cm。

干草产草量测定:每次刈割测产后,从每小区随机取3~5把草样,将3个重复的草样混合均匀,取约1000g的样品,剪成3~4cm长,编号称重。先105℃杀青30min,然后置于烘箱中,在60~65℃烘干12h,取出放置室内冷却回潮24h后称重,再放入烘箱在60~65℃下烘干8h,取出放置室内冷却回潮24h后称重,直至2次称重之差不超过2.5g为止。计算各参试品种(系)的干草产量和干鲜比。

茎叶比测定:每次刈割时,均从各参试品种(系)小区中随机称取1kg样品,将茎、叶分开,置入烘箱内,先105℃杀青30min,然后在60~80℃温度下烘至恒重,计算茎叶比,茎叶比=总茎质量/总叶质量,每小区重复3次。

营养成分测定:取第1茬草样,测定各多花黑麦草品种(系)的粗蛋白(CP)、粗纤维(CF)、可溶性碳水化合物(WSC)、酸性洗涤纤维(ADF)以及中性洗涤纤维(NDF)五大主要营养指标。

1.4 田间管理

管理水平参考国家区域试验水平。播种时选择土壤肥力均匀,疏松肥沃的地块,确保1次播种保全苗。苗期要及时中耕除草。施肥采用底肥与追肥相结合的形式,即播种时每小区施45kg厩肥及0.38kg的过磷酸钙作底肥。在每次刈割后,每小区追施160g的尿素(含氮46%)。刈割时留茬高度5cm左右。在生长期间,根据天气状况适时灌溉,同时注意病虫害的防治。

1.5 统计与分析

利用SPSS 17.0软件对测得的指标数据进行统计,分析各指标数据间的差异性显著性。

2 结果与分析

2.1 生育期

对雅安试验基地的供试多花黑麦草材料进行生育期观察发现,播种之后的6~8d内各参试多花黑麦草品种(系)相继出苗。各参试多花黑麦草于10月底到11月初进入分蘖期,次年2月下旬进入拔节期,4月上旬进入生殖生长阶段,4月中下旬进入开花期,5月下旬达到完熟,生育期天数为234~245d(表2),与对照品种相比,各品种(系)生育期无明显差异。

表2 2011-2012年多花黑麦草物候期观测Table 2 Phenology of L. multiflorumobserved in 2011-2012

2.2 植株生长速度

在出苗期到成熟期对供试多花黑麦草品种(系)的生长速度进行研究(表3)。2011年9月下旬到12月中旬,各品种生长较快;12月下旬到次年2月上旬,雅安气温极低,接近0℃,各品种生长较缓慢,其中YA03(0.403cm/d)和YA08(0.398cm/d)生长速度相对较快,与剑宝(0.267cm/d)、阿伯德(0.228cm/d)、杰威(0.274cm/d)差异显著(P<0.05),说明新品系YA03和YA08冬季生长优势显著,具备良好的抗寒性;2月下旬到4月中下旬,在拔节期到抽穗期期间,多花黑麦草进入了快速生长阶段;从开花期开始,生长速率放慢,到完熟期,生长基本停止。所有参试多花黑麦草品种在整个生长期内的平均生长速度差异不显著,以新品系YA08(0.769cm/d)最高,其次为 YA07(0.738 cm/d)和 YA03(0.702cm/d)。

2.3 主要营养成分

测定供试多花黑麦草品种(系)的营养成分(表4),包括粗蛋白(CP)、粗纤维(CF)、可溶性碳水化合物(WSC)、酸性洗涤纤维(ADF)以及中性洗涤纤维(NDF)五大主要营养指标,结果表明,供试多花黑麦草品种(系)的各营养成分含量无显著差异,粗蛋白含量以YA17(22.87%)最高,剑宝次之,YA01最低;可溶性糖含量以YA08(15.06%)最高,特高次之,长江2号最低;干物质含量以特高最高,粗纤维含量以YA03最高,中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量均以YA03含量最高。综合评价各营养指标,YA17的CP含量(22.87%)高于各对照,NDF和ADF也相对较低,WSC高于对照长江2号和杰威,营养品质较好,可能具备更高的消化率和更好的适口性。

表3 参试多花黑麦草品种(系)生长速度Table 3 Growth rate of the tested L. multiflorum cm/d

表4 供试多花黑麦草营养成分含量Table 4 The main nutrient contents of the L. multiflorum %

2.4 形态学性状分析

在抽穗期和开花期对供试多花黑麦草品种(系)的各项形态学特征进行调查,其结果见表5。参试各品种间没有显著性差异,其自然高度变化范围为132.5~162.6cm,其中新品系YA08最高。对供试材料形态学特征进行综合比较发现:新品系YA03长势最好,根系发达,须根密集,分蘖数显著高于亲本剑宝及对照长江2号和阿伯德;YA03拉伸高度达163~174cm,茎粗0.648cm,而对照阿伯德和特高仅有0.485和0.529cm;YA03叶片扁平宽大,旗叶平均长43.57cm,平均宽1.684cm,倒二叶平均长47.74cm,平均宽1.615cm,均高于各对照和其他所有参试品种(系)。

表5 2011-2012年多花黑麦草形态学特征比较Table 5 The main morphological characters of L. multiflorumobserved in 2011-2012

2.5 产草量分析

产草量是衡量牧草生产性能的主要指标。对14个多花黑麦草品种(系)的产量分析结果见表6。鲜草产量中,YA17两年平均产量最高达到136173kg/hm2,长江2号次之,赣选1号最差,参试的各多花黑麦草品种(系)鲜草增长量均未超过对照品种的10%。干草2年平均产量中,各参试材料均达到正常水平没有表现极显著差异,将参试的14个品种(系)按干草产量差异显著可分为3组,较高的1组依次是:YA17、长江2号、特高、YA03、沃土、杰威、绿岛,其中YA17以干草产量15995kg/hm2居首;第2组包括:YA01、赣选1号、YA08、YA06、剑宝、YA07;第3组为阿伯德,产量最低,仅为13041kg/hm2。所有品种被分为3类后,第1类与第3类差异显著,第1类与第2类、第2类与第3类两者之间差异不显著(P<0.05)。

若仅统计前3茬累计产草量,新品系YA03产量优势尤为明显(表6),YA03两年度平均干草产量可达12994kg/hm2,比对照增产11.50%~15.66%,差异均达到显著水平(P<0.05);年度平均鲜草产量为98973kg/hm2,比对照增产9.47%~12.82%。虽然2011-2012年YA03鲜草产量比对照特高增产9.47%,差异不显著(P>0.05),但其两年度干草产量均显著高于长江2号。2011-2013年YA03与对照长江2号相比,干草分别增产11.50%和12.96%,鲜草分别增产10.57%和12.82%,差异均达到显著水平(P<0.05)。若只统计冬春季节第2,3茬产草量,则YA03增产优势更显著,说明YA03具有较好的生产性能,特别是冬春季节生长优势明显,适合于稻-草、玉米-黑麦草等粮草轮作。

2.6 茎叶比

茎叶比是评定牧草、饲料作物品质好坏的标准,茎含量低,叶片比例高说明适口性好,营养物质含量丰富,反之则低[19-20]。对参试的各多花黑麦草品种(系)进行茎叶比测定,其结果见表7。分析发现各品种2年平均茎叶比差异不显著,其中以阿伯德叶量最高(1∶1.86),其次为YA03(1∶1.68),对照特高最低(1∶1.47)。

表7 供试多花黑麦草茎叶比(1∶ X)测定结果Table 7 The stem-leaf ratio(1∶ X)of L. multiflorum

3 讨论与结论

6个多花黑麦草新品系与长江2号、特高和阿伯德等国审品种相比,在生育期方面并无明显差异。而在冬季生长速度方面,新品系YA03(0.403cm/d)和YA08(0.398cm/d)优势显著,具备良好的抗寒性。在产草量方面,新品系YA17产量最高,但各参试材料2年平均增产量均未超过10%,就冬春季节产量而言,新品系YA03干鲜草产量优势明显,对解决我国南方冬春季饲草缺乏等问题有重要意义,适合于稻-草、玉米-黑麦草等粮草轮作[21-22]。从茎叶比分析结果看品种阿伯德(1∶1.86)和新品系 YA03(1∶1.68)的叶量较丰富,叶片宽大,且草质柔嫩,可作为各家畜理想的青饲料和青贮饲料。从多花黑麦草品种(系)的主要营养成分含量分析上看,相互间差异不显著,YA17营养品质相对较好,可能具备更高的消化率和更好的适口性。综上所述,发现新品系YA17和YA03产量高、适应性强,具备很好的丰产能力,特别是YA03冬春季节产量优势尤为明显,叶量丰富,冬季生长速度快,有望选育成新品种,可作为川西南或同类生态区域冬闲田稻-草、玉米-黑麦草等粮草轮作的优良一年生优质牧草。

分析本试验的2年数据发现,同一试验点不同年份间的多花黑麦草生长状况不尽相同,这与衣兰智等[23]在紫花苜蓿上的研究结果相似,说明外界环境对于多花黑麦草的生长状况影响较大。环境因子与多花黑麦草产量的互作关系是今后研究的一个重要内容。因此在今后的育种工作中,应该充分考虑环境对多花黑麦草生长状况的影响。一方面,应综合考虑各种影响多花黑麦草产量的自身因素,如叶宽、株高、分蘖、再生性、茎叶比等,努力拓宽种质资源,积极引进并利用多种类型的优质资源,扩大多花黑麦草适应性和育种水平,以便育成高产优质的多花黑麦草品种[24]。另一方面,不同基因型在不同环境下具有不同的表现,因此育种过程中应尽量在多个不同环境中的多个年份中对育种材料进行选择,从而获得适应性强、品质优良的多花黑麦草新品种。

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