藏北高寒区4种野生披碱草属牧草生产性能及品质差异

魏 巍

(青稞和牦牛种质资源与遗传改良国家重点实验室/西藏自治区农牧科学院草业科学研究所，西藏 拉萨 850000)

披碱草属(Elymus)植物作为西藏高原最为常见的多年生禾本科(Gramineae)种质资源，具有分布范围广，品质优，产量高，抗寒、抗旱、耐盐碱能力强等诸多优良特性。西藏分布的披碱草属资源大多草质柔软，茎叶茂盛，营养价值高，是优质的饲用植物。有研究称该属植物垂穗披碱草分布海拔从几米到5200 m，并且在极端低温-46 ℃都能够安全越冬，在pH值7.0～8.1的碱性土壤上生长发育良好[1]。由此可见，对披碱草属野生植物的开发利用具有重要的经济和生态价值。

迄今为止，有关披碱草属植物的研究较多，主要集中在的植物种质资源、遗传多样性[2]、形态学、生长发育、栽培技术[3]、抗寒旱能力[4]以及光合特性[5]等方面，青海省经过多年的野生驯化并且已培育出4种披碱草属栽培牧草品种。然而在高海拔4500 m以上的区域进行野生披碱草属植物的栽培驯化未见涉猎。本文以西藏不同海拔采集的垂穗披碱草、甘肃天祝收集的麦宾草和栽培品种同德短芒披碱草为材料，开展高寒适应性栽培研究。旨在为高寒区饲草料缺乏和草地恢复重建提供优质种质资源。

表1 种子来源地概况

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验区位于那曲市那曲镇的“藏北高寒草地生态科技园”内，坐标31°26′N，92°01′E，海拔4512 m。该地区年平均气温为-2.2 ℃，极低可达-25 ℃以下；年降水量406.2 mm；年蒸发量为1811.2 mm。≥5 ℃年积温为940.6 ℃(1990-1999年)[6]。降水主要集中在5-9月，无绝对无霜期，土壤类型为高寒草原土，土壤pH7.89，有机质含量2.4 g/kg，为矿质土壤。

1.2 试验设计

实验材料包括西藏采集的垂穗披碱草2份，甘肃天祝采集的野生种麦宾草1份，以及青海提供的青海短芒披碱草(国审品种)1份(表1)。

试验小区采用随机区组设计，小区面积3 m×5 m=15 m2，3次重复，于2015年6月中旬播种，播前施用有机肥335 kg/667m2，深翻，耙平。播种采用人工开沟条播，播深3～5 cm，播量1.5 kg/667m2，行距35 cm，每个小区播种7行，2015年7月中旬除杂草1次，旱作。

图1 不同时期植株高度差异Fig.1 Plant height variation at different growth stages of tested varieties

1.3 测定项目和方法

1.3.1 生产性能测定 于2017年进行数据采集，生育时期以全小区为对象，鉴别标准为50 %植株达到该物候期的日期，主要物候期包括返青期、分蘖期、拔节期、孕穗期、开花期、完熟期。

在6月20日、7月20日和9月10日，选取生长良好且长势一致的植株20株测定植株高度，并随机选取1 m样段，齐地刈割，经自然风干测定质量，折算干草产量。

1.3.2 牧草营养成分测定 采用凯氏定氮法测定粗蛋白(CP)含量，采用范氏洗涤纤维分析法测定中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量，采用索氏脂肪抽提法测定粗脂肪(EE)含量[10]。

1.4 统计方法

Excel2007进行各项指标数据整理及图表的绘制，用SPSS16.0对数据进行方差检验。

2 结果与分析

2.1 不同披碱草属植物生育特征及产量

播种当年生长缓慢，6月初播种，9月10日4种材料处于分蘖期，随后枯黄。第二年5月中旬返青，出苗整齐。3种垂穗披碱草9月中旬种子成熟，生育期110～120 d，麦宾草10月初成熟125～130 d。随着生育期推移，干草产量呈现指数增长的趋势，拟合系数R2均>0.93。4种材料的干草产量存在较大差异(图2)，9月10日测定，E-1、E-2、E-3和E-4分别为64.7、48.7、81.9和129.2 kg/667m2，其中麦宾草(E-4)干草产量显著高于其他3种材料(P<0.05)。

图2 不同时期干草产量的变化Fig.2 Hay yield variation at different growth stages of tested varieties

图3 不同生育时期4种材料CP含量Fig.3 CP content of different growth periods

图4 不同生育时期4种材料NDF含量 Fig.4 NDF content of different growth periods

2.2 不同披碱草属植物营养品质差异

本研究中，不同披碱草属植物分蘖期-成熟期的CP含量介于8.6 %～14.8 %。随着生育期的推移，E-1、E-2和E-3的CP含量均表现出下降的趋势，分别下降了4.00 %，3.57 %和2.63 %。在9月10日，E-1、E-2和E-3进入枯黄期，叶片变黄；麦宾草处于乳熟期，全株青绿色。E-1，E-3的CP含量显著高于E-2(P<0.05，图3)。

NDF和ADF变化如图4～5，不同披碱草属植物分蘖期-成熟期的NDF、ADF含量介于46.3 %～62.2 %、27.2 %～59.6 %，随着生育时期的推移，E-1、E-2和E-3的NDF和ADF含量均有增加。E-1、E-2和E-3的ADF 含量从7月20日到9月10日变化幅度大，3种披碱草分别升高了28.1 %、25.4 %和22.8 %，说明此时3种材料的消化率快速下降。粗脂肪含量如图6，随生育期推移呈现下降的趋势，不同时期不同材料间差异不显著(P>0.05)。

图5 不同生育时期4种材料ADF含量Fig.5 ADF content of different growth periods

图6 不同生育时期4种材料EE含量 Fig.6 EE content of different growth periods

2.3 不同披碱草属植物优劣排序

在4种材料乳熟-完熟期，选取植物的株高、干草产量、粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗脂肪6项指标，通过灰色关联度理论进行生产性能和营养品质的优劣分析，如表2所示，关联度值越大表明该种与设定的“最优材料”越接近，等权排序顺序为E-3>E-4>E-2>E-1，通过加权关联值顺序为E-4>E-2=E-3>E-1。

3 讨论与结论

披碱草属植物作为西藏重要的乡土优势植物之一[7]，在那曲极端恶劣的气候条件下，收集驯化产量高，品质好的披碱草属野生牧草种质资源具有很大的现实意义。李淑娟[8]对采自甘肃、陕西的野生披碱草在高寒区种植不能完成生育期，本研究表明，甘肃野生麦宾草、青海同德短芒披碱草以及西藏野生垂穗披碱草均可完成生育期，说明4种材料有很好的抗寒性和高原适应性，其中麦宾草生育期最长，并且表现出较好的生产性能，待进一步区域验证推广。

表2 供试材料的关联度及排序

粗蛋白和粗脂肪含量越高，牧草的营养价值越好，而酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维值越高，饲料的消化率越差，饲用价值越低。本研究得出，4种材料粗蛋白和粗脂肪随着生育期推移而降低，酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维增加的趋势，说明营养价值在幼嫩期最高，生长中期处于中等，而生长后期最低。严学兵[9]在整个生长季莎草科植物中也得出同样结论。比较材料间粗蛋白含量变化，以同德短芒披碱草下降幅度最低，表明该材料能够较好的维持高蛋白这一性质。本研究通过灰色关联理论避免单一指标对牧草养分优劣的不足。综合分析表明，4种材料间优劣顺序为麦宾草>工布江达垂穗披碱草=同德短芒披碱草>安多垂穗披碱草，麦宾草的产量数据对评价贡献较大。