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，祖日古丽，田聪，朱忠艳，阿斯娅，蒋晓梅，王玉

( 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)

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°14'07″ N，87°01'13″ 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°44'E，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

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。

表2 试验期间观测的气象资料Table 2 Meteorological data for experimental period

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:

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

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

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、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。

表5 猪屎豆初花期营养成份表Table 5 Nutrition compositions on early flowering season of Crotalaria alata

表6 猪屎豆氨基酸组成及含量Table 6 Amino acid compositions and content of Crotalaria alata %

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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