天祝高寒地区甘引1号黑麦+燕麦混播试验研究
2016-09-02富新年潘正武孟祥君曹永林李春涛张起荣甘肃省天祝县草原工作站甘肃天祝73399甘肃省草原技术推广总站
富新年,潘正武,*,孟祥君,曹永林,李春涛,张起荣(.甘肃省天祝县草原工作站,甘肃天祝73399;.甘肃省草原技术推广总站)
天祝高寒地区甘引1号黑麦+燕麦混播试验研究
富新年1,潘正武1,*,孟祥君2,曹永林1,李春涛1,张起荣1
(1.甘肃省天祝县草原工作站,甘肃天祝733299;2.甘肃省草原技术推广总站)
在天祝县高寒地区进行甘引1号黑麦与燕麦的混播试验,结果表明,混播比单播表现出更大的生物优越性,其甘引1号黑麦50%+燕麦50%的混播草地鲜草产量达48 140kg/hm2,比甘引1号黑麦和燕麦单播增产18.95%和22.97%。
甘引1号黑麦;燕麦;混播
天祝县位于甘肃省中部,河西走廊和祁连山东端,属青藏高原区,海拔在2 040~4 873m之间,介于大陆性高原季风气候和温带大陆性半干旱气候之间;作为甘肃省九大重点牧区之一,天祝县因地处高寒地区,气候寒冷,种植的牧草品种单一,营养价值低,饲草料短缺,尤其冬春季节饲草不足,已成为制约高寒牧区草原畜牧业可持续发展的瓶颈。甘引1号黑麦(Secale cereale L.‘ganyin No1’)是甘肃省草原技术推广总站和天祝县草原工作站立足当地生态气候条件,以冬牧70黑麦(Secale cereale cv.Wintergrazer-70)为亲本,针对高寒地区栽培牧草生产共同选育而成的耐寒、抗旱、优质、高产的一年生黑麦新品种,并通过甘肃省草品种审定委员会审定登记(甘审GCS004号)。目前,国内外对高寒地区建立牧草混播人工草地已有了大量的研究,结果表明,混播人工草地中各群落组分并非直接竞争,对时间、空间、营养资源的利用及相互作用更趋向于协同、互补;黑麦(Secale cereal L.)、燕麦(Avena sativa L.)与豌豆、红三叶等豆科牧草混播,不仅可以提高牧草产量,也可改善牧草品质,而甘引1号黑麦与燕麦混播的研究尚未报道。
因此,本研究以禾本科甘引1号黑麦和燕麦为种质材料,研究其在天祝县的混播增产效益,为高寒地区建立优质高产的一年生混播人工草地提供可靠的理论依据,同时对大面积推广种植具有十分重要的意义。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为甘引1号黑麦(Secale cereale L.‘ganyin No1’)和燕麦(Avena sativa L.),由甘肃省草原技术推广总站提供。
1.2 试验地概况
试验选择在天祝县抓喜秀龙乡国家级高寒牧草示范园区,位于天祝县抓喜秀龙乡岔西滩村,37°9′51.9″N、102°51′10.7″E,海拔2 980m,气候寒冷潮湿,昼夜温差较大,日照强,雨热同步。年均温-0.1℃,全年≥0℃积温为1 300℃左右,年降水量416mm,主要集中于7~9月,无绝对无霜期,生长期120~140d,土壤类型为高山草甸土,土层厚度40~80cm。pH=8.07,有机质10.31%,全N 0.04%,速效P为16.4mg·kg-1,速效K为149 mg·kg-1。
试验地位于天祝县松山镇天祝羊场,地理坐标为Ν37°13′,Ε102°23′,海拔2677m,属大陆性冷温半干旱气候,年平均气温-0.1℃,最冷月(1月)平均气温为-11.8℃最热月(7月)气温为23.6℃,极端气温-29.1℃,≧0℃年积温1380℃左右,年日照时数2663.3h,年降水量265.5mm,年蒸发量1 592mm,无绝对无霜期,土壤为粟钙土,土层厚度0.7~1.1m,pΗ=7.81。
1.3 试验方法
试验采取随机区组设计,各小区面积为18m2(3m×6m),3次重复,试验地实行统一管理。共设3个处理,即1(甘引1号黑麦单播),2(甘引1号黑麦50%+燕麦50%),3(燕麦单播),混播比例按种子数量计算,且混播与单播密度相同,于5月15日播种(人工条播)。
1.4 观测内容
1.4.1 物候期 采用目测法,记录出苗期、分蘖期、拔节期、抽穗期、开花期、成熟期。各生育期记录标准以50%植株进入某生育期为准。
1.4.2 高度、茎叶比测定 株高:测定从地面至植株顶部的绝对高度,各生育期测定一次,随机取10株,取平均值。
茎叶比:随机从每个小区取3~5把草样,将3个重复的草样混合均匀,取1kg鲜重,将茎、叶分开,自然风干至重量恒定,称重计算。
1.4.3 草产量、鲜干比测定 在甘引1号黑麦开花期进行刈割,各小区取样1m2称鲜重,3次重复。每个重复取样200g,65℃下烘干24h,测定其干重,计算鲜干比。
1.5 数据处理
利用Excel2007、DPS 6.55进行数据统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同混播组合草产量及鲜干比
衡量草地生产能力的最重要的指标就是草产量,不仅体现草地的经济价值,也反应了植物群落光合产物积累的大小。从表1可以看出,甘引1号黑麦50%+燕麦50%的混播草地(处理2)草产量最高,为4 8140kg/hm2,明显高于其他处理。相比较甘引1号黑麦(处理1)和燕麦单播(处理3)的草产量增加了18.95%和22.97%。鲜干比不仅反映了牧草干物质积累程度,也是评价适口性的重要指标。由表2可以看出,随着生长期的延伸,不同处理的鲜干比逐渐减小。同一生育期,燕麦的鲜干比最大(处理3),适口性最好,而甘引1号黑麦单播最小(处理1)。由此说明,混播草地中燕麦的比例决定了牧草的含水量,混播比例越大,鲜干比越大,适口性越好。研究表明,甘引1号黑麦与燕麦的混播,其两组植物群落对资源的利用并非直接竞争,而是具有一定的时空互补性,协同性。
表1 不同处理草产量及其SSR测验
表2 不同生育期鲜干比
2.2 不同混播组合青干草的茎叶比
茎叶比是评价牧草品质的主要指标。茎叶比越大,牧草品质越差;反之,茎叶比越小,品质越好,家畜的适口性和消化率随之增加。从表3可以看出,一方面,各处理的茎叶比随着植物的生长呈上升趋势,拔节期茎叶比最小,开花期最大,尤其在抽穗期至开花期茎叶比增幅最大。这是因为随着植物的生长发育,叶面积增大,将大部分光合营养物质输送到茎,以满足其营养生长。另一方面,茎叶比随着燕麦混播比例的增大而提高,其原因在于燕麦的叶层和叶片数明显多于甘引1号黑麦。
表3 不同处理茎叶比动态变化
2.3 混播组合株高变化
植株株高是草地群落的重要表征参数,也是反应牧草生长状况和草产量的重要指标之一。从图1可以看出,混播组合中的甘引1号黑麦和燕麦的株高相比较于单播均有所提高。甘引1号黑麦和燕麦的生长曲线相对一致,营养生长(拔节期至开花期)速率快,株高变化大,进入生殖生长后(开花期至成熟期),速率放缓,且甘引1号黑麦的生长速率、生长量明显快于(高于)燕麦。由此说明,混播比单播表现出更大的生物优越性。
图1 不同处理株高动态变化
3 讨论与结论
本研究以甘引1号黑麦和燕麦种质为材料,产量、鲜干比、茎叶比以及株高等主要农艺性状为指标,探索其混播增产效益。结果表明,甘引1号黑麦50%+燕麦50%的混播草地鲜草产量达48 140 kg/hm\+2,比甘引1号黑麦和燕麦单播增产18.95%和22.97%,且混播组合的株高、茎叶比和鲜干比相较于甘引1号黑麦和燕麦单播,其生物量、品质表现出更大的优越性,且甘引1号黑麦和燕麦的生长速率相对一致。研究表明,一年生混播人工草地各群落组分对时空、资源的利用并非完全直接竞争,在很大程度上存在着协同促进效应,优化了资源配置,提高了对光照、养分、水分的利用率。甘引1号黑麦茎杆粗壮且直立,叶量小,生长迅速,形成了较高的植物冠层,而燕麦叶量丰富,草层相对较低。将其二者混播,一方面,甘引1号黑麦较高的植物冠层为燕麦的生长提供了一定的通透性和光照结构,提高了光能利用率,牧草产量积累迅速,同时,燕麦丰富的叶量和营养价值,极大地提高了牧草的品质和家畜的适口性。
因此,甘引1号黑麦与燕麦的混播人工草地,不仅可以提高高寒地区牧草的生产能力,改善日益突出的草畜、生态矛盾,也可大幅度提高牧草的营养饲用价值,为天祝县畜牧业转型发展提供可靠的饲草料保障,同时也为高寒地区建立优质、高产人工草地提供了有效的发展模式。
[1] 郭雅婧,薛冉,李春涛,姬万忠,韩天虎,郭正刚,沈禹颖.青藏高原草畜供求的月际平衡模式研究[J].中国草地学报,2014(2):29-34.
[2] 富新年,潘正武,李春涛,曹永林,孔宪华,姬万忠.天祝引种苜蓿形态变异分析[J].草业科学,2013,30(9):1407-1411.
[3] 马春晖,韩建国,李鸿祥,毛培胜,戎郁萍.冬牧70+箭筈豌豆混播草地生物量、品质及种间竞争的动态研究[J].草业学报,1999,8(4):56-64.
[4] Tsvetanova K.Comparative examination of different companion crops under the condition of northern Bulgaria[J],Rasteniev dni-Nauki,1995,32(5):202-204.
[5] Jeon B T,Lee S M,Mo on S H.Studies on the mixed cropping with forage rye(Secale cereale)and red clover(Trifolium pratense)[J].Journal of Grassland Science,1996,16(3):199-207.
[6] 韩志林,车敦仁,周青平.青海东部牧区不同山地燕麦与箭舌豌豆混播试验初报[J].青海畜牧兽医杂志,1992,22(4):18-19.
[7] 周青平,王柳英.箭舌豌豆与燕麦混播的产量与草群结构的初步研究[J].青海草业,1992,(4):37-40.
[8] 杜灵敏,张显耻,聂青平.高寒牧区豌豆与燕麦混播组合的研究[J].青海畜牧兽医杂志,1991,21(6):18-19.
[9] 戴国荣.一年生青刈禾、豆草混播试验[J].青海畜牧兽医杂志,1991,21(4):3-4.
[10] 徐长林,张普金.高寒牧区燕麦与豌豆混播组合的研究[J].草业科学,1989,6(5):31-33.
[11] 常根柱.燕麦与箭舌豌豆在甘肃卓尼的混播试验[J].草业科学,1991,(6):37-41.
[12] Moreira N.The effect of seed rate and nitrogen fertilizer on the yield nutritive value of oat-vetch mixture [J].Journal of Agricultural Science,1989,112(1):57-66.
[13] Robinson R G.Oat-pea or oat-vetch mixtures for forage or seed[J].Agronomy Journal,1960,52(4):546-549.
[14] 杜国祯,王刚,赵松龄.两种一年生植物在替代试验中的相互竞争关系[J].草业学报,1993,2(1):6-14.
[15] 毛凯,周寿荣,王四敏.箭舌豌豆混播黑麦草生物量和种间竞争的研究[J].草地学报,1997,5(1):8-14.
[16] 姬万忠.高寒地区燕麦与箭筈豌豆混播增产效益研究[J].中国草地学报,2008,30(5):106-109.
[17] 王得利,滕星,王涌鑫.放牧条件下人工草地植物高度的异质性变化[J].东北师大学报(自然科学版),2003,35(1):102-1091.
[18] 石培春,陈亚南,石国亮,孔广超,李卫华.混播条件下两个新疆小黑麦的竞争能力[J].种子,2011,30(3):95-100.
[19] 曹仲华.西藏农区箭筈豌豆与一年生禾草混种效应的研究[D].杨凌,西北农林科技大学,硕士毕业论文,2007.
The Study for Mix-Sowinng of Secale cereale L.‘ganyin No1’and Avena sativa L.to the Apline Area in Tianzhu County
FU Xin-nian1,PAN Zheng-wu1*,MENG Xiang-jun2,CAO Yong-lin1,LI Chun-tao1,ZHANG Qi-rong1
(1.Tianzhu Grassland Working Station,Tianzhu Gansu 733299 China;2.Gansu Grassland Technical Extension Station)
The mix-sowing test of Secale cereale L.‘ganyin No1’and Avena sativa L.in apline area in tianzhu county was studied in this paper.The results showed that mix-sowing had greater biological superiority than single-sowing.The most suitable treatment of mixture was 50%Secale cereale L.‘ganyin No1’+50%Avena sativa L.,the forge yield was 48140 kg/hm2,the yield was increased by 18.95%and 22.97%than the single culture of Secale cereale L.‘ganyin No1’and Avena sativa L.respectively.
Secale cereale L.‘ganyin No1’;Avena sativa L.;mix-sowing
S 512.5
A
1004-6704(2016)03-0014-03
2015-09-17
甘肃省农业科技创新项目(GNCX_2013_51)
富新年(1986-),男,甘肃民勤人,硕士,主要从事牧草种质资源与饲料加工技术推广,E-mail:fuxinnian125@163.com。
* 潘正武(1964-),男,甘肃天祝人,本科,高级畜牧师,主要从事牧草种质资源育种与推广,E-mail:gspzw@163.com。