不同饲草型大豆品种在黄淮海地区的生长与品质表现

2020-04-16姜慧新王兆凤柏杉杉宋希亮宋继成陈为峰

家畜生态学报 2020年3期

姜慧新，王兆凤，柏杉杉，宋希亮，宋继成，陈为峰

(1.山东省畜牧总站，山东济南 250022；2.山东农业大学，山东泰安 271018；3.山东晟益牧业有限公司，山东济南 250121)

饲草型大豆(Glycinemax)是一种以收获植株营养体为主的一年生豆科作物，适时刈割后加工调制成的草产品具有粗蛋白含量高、氨基酸含量丰富、适口性好的特点，是畜禽的优质饲草[1]。同时，饲草型大豆根部着生根瘤，寄生其中的根瘤菌具有固氮功能，在提高土壤肥力方面发挥着积极作用[2]。黄淮海地区位于温带季风气候半湿润半干旱区域，夏季雨热同期，苜蓿(MedicagoSativaL.)、红豆草(OnobrychisviciaefoliaScop)等喜温凉气候的豆科牧草生长受阻，晒制干草困难[3-4]，因此，筛选适宜该地区夏季短期栽培的饲用豆科饲草，构建“小麦(TriticumaestivumL.)+饲草型大豆”、“燕麦(AvenasativaL.)+饲草型大豆”等轮作模式，是深入推进“粮改饲”、丰富优质饲草供给的可行模式。

本研究以培育新品种“鲁饲大豆2号” (Glycinemax'Lusi NO.2 '，LD 2)和“鲁饲大豆3号” (Glycinemax'Lusi NO.3 '，LD3)作为试验对象，黄河三角洲野生大豆(GlycinesojaSieb. Et Zucc.，HWD)、鲁豆10号(Glycinemax'Lu NO.10'，LD10)以及延边东方野豌豆(ViciajaponicaA. Gray 'Yanbian'，YWD)和牡丹江秣食豆(GlycinemaxL. Merr. 'Mudanjiang'，MD)为对照，分析比较了不同品种的生长与品质特性及对土壤的改良效果，为新品种的推广应用提供试验数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于黄淮海区域中部的国家草品种区域试验站(泰安)(N36°10'15''，E117°8'55'')，海拔131 m，平原，暗棕壤，地下水位2 m。土壤有机质含量为7.10 g/kg，全氮0.67 g/kg，有效磷37.39 mg/kg，有效钾55.87 mg/kg。前茬作物是夏玉米(ZeamaysL.)，试验期间(2017年5月～9月)当地月降雨量和月均温见图1。

1.2 试验材料

参试品种6个，分别为鲁豆10号(LD10)、野生大豆(HWD)、鲁饲大豆2号(LD2)、鲁饲大豆3号(LD3)、延边东方野豌豆(YWD)和牡丹江秣食豆(MD)，各参试品种种子基本情况见表1。

1.3 试验设计

随机区组设计，4个重复，小区面积为5 m×3 m，间隔0.5 m，试验组四周设1 m保护行。LD10采用人工穴播，行距60 cm，株距30 cm，每穴两粒，播深3 cm～4 cm，每小区5行；其它5个品种采用条播，行距50 cm，播深3 cm～4 cm，每个小区 6行。为提高发芽率，HWD种子播种前在碾钵里用石英砂研磨至种皮发亮。

表1 参试品种百粒重、发芽率和播种量Table 1 Hundred-seed weight, germination rateand seeding rate of the test varieties

1.4 田间管理

播前每小区施磷酸二铵(含N18%、P2O546%)150 g作为基肥，出苗后常规田间管理，试验期间人工除草4次，根据土壤墒情进行多次灌溉。

1.5 测定项目

1.5.1 植株生长指标和产量测产前，LD10、LD2、LD3和MD 4个供试品种每小区连续刈割10株，称重，测量株高，记录主茎分枝数。取约1 kg植株(2株以上)，铡短，装袋，65 ℃ 烘干，测定干物质含量。取5整株，分开叶(包含花)、茎、荚，65 ℃ 烘干，测茎、叶和荚百分比；粉碎，测定饲草养分含量。HWD和YWD刈割1 m2，测干物质含量，取其中10株观测株高、主茎分枝数和茎叶百分比。

2017年9月1日测产，各小区全部刈割，称鲜重，计算出每公顷鲜草产量，用干物质含量折算出每公顷干草产量。

1.5.2 饲草养分含量粉样103 ℃下烘干，按照标准GB/T 6432-1994、DB37/T 2968-2017、DB37/T 2969-2017和GB/T 20805-2006测定粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)以及酸性洗涤木质素(ADL)含量。

1.5.3 土壤养分含量 2017年9月2日，按5点法取0～20 cm、20～40 cm土样，混合，分样，取约1.0 kg土样。去根、茎、石块等杂物，自然风干，磨细，装袋。按标准HJ 717-2014、HJ 704-2014、NY/T 889-2004和NY/T 1121.6-2006测定土壤中全氮、速效磷、速效钾和有机质含量。同时取周边未种植地块的土样作为对照(CK)。

1.6 数据处理

数据采用SPSS(IBM SPSS Statistics 21)软件进行统计分析，不同品种间的多重比较采用Duncan氏法进行，相关系数采用Pearson法计算与分析。

2 结果与分析

2.1 生长性状

由表2可见，各品种株高差异极大，从高到低依次为HWD和MD、LD3和LD2、LD10及YWD，其中HWD和MD显著高于其它4个品种(P<0.05)，LD3和LD2显著高于LD10和YWD(P<0.05)，YWD最矮(P<0.05)。不同参试品种的主茎分枝数也表现出了明显的差异性，其中LD3、LD2、YWD和LD10差异不显著(P>0.05)，但均显著高于MD和HWD(P<0.05)。同时，各参试品种的单株干重差异显著，其中干重LD2、MD、LD10和LD3明显高于HWD 和YWD(P<0.05)。

各品种的茎、叶、荚百分比不一致。LD3、LD10、LD2和MD的茎百分比均显著高于YWD和HWD(P<0.05)，而叶百分比均显著低于YWD和HWD(P<0.05)；LD3和LD2的叶百分比高于MD和LD10。刈割时，LD10、MD和LD2已进入结荚期，其它3个品种刈割时未进入结荚期，未测定荚比例。

2.2 饲草产量和品质

由表3可知，饲草产量最高的是MD，其鲜草产量和干草产量均显著高于其他5个参试品种(P<0.05)；HWD、LD2和LD3三者间鲜草产量差异不显著(P>0.05)，均显著高于LD10和YWD(P<0.05)；YWD鲜草和干草产量均最低(P<0.05)(见表3)。LD2、LD3和HWD的CP含量在20%以上，显著高于YWD和MD(P<0.05)；LD10的CP含量为18.8%，显著低于LD2，但高于YWD和MD(P<0.05)；而YWD和MD的CP含量仅17%左右，显著低于其它参试品种(P<0.05)(见表3)。各品种间NDF、ADF和ADL含量的变化规律基本一致，其中HWD的NDF、ADF和ADL含量显著低于其它参试品种(P<0.05)，YWD的NDF含量显著低于LD10(P<0.05)，LD2的ADF含量显著低于MD(P<0.05)，其它参试品种NDF、ADF和ADL含量差异不显著性(P>0.05)。

表2 不同参试品种的生长性状比较Table 2 Comparison of growth performance of test varieties

注：同列数字后不同字母表示差异显著(P<0.05)。下同。

Note:Different superscript letters within the same column indicate significant differences among test varieties at the 0.05 level.The same below.

表3 不同参试品种的饲草产量和品质Table 3 Forage yield and quality of the test varieties

2.3 生长性状与产量及品质的相关系数

对株高、单株干重、主茎分枝数和茎叶比与干草产量及品质相关性分析显示，干草产量与株高和单株干重呈极显著正相关(P<0.01)，与茎比例呈显著正相关(P<0.05)，而与叶比例呈显著负相关(P<0.05)(见表4)。NDF 、ADF和ADL均与主茎分枝数和茎比例呈显著或极显著正相关，而与叶比例和株高呈显著或极显著负相关。CP与叶比例、株高和单株干重呈正相关，但均未达到显著水平(P>0.05)。

表4 生长性状与产量和品质的相关系数Table 4 Correlation coefficient among yield, quality and plant characteristic

注：* 和**分别表示显著(α=0.05)和极显著(α=0.01)相关。

Note: * and ** indicate the significant correlation at 0.05 and 0.01 level, respectively.

2.4 土壤养分

由图2可见，与对照(ck)比，试验地0 ～20 cm和20 ～40 cm土层有机质含量分别提高了7.98%和25.57%(图2 A)，全氮含量分别提高了13.55%和25.72%(图2B)，速效钾含量分别下降了7.30%和17.67%(图2D)，而速效磷含量在0～20 cm土层下降了19.29 %，却在20 ～40 cm土层提升了37.86%(图2C)。图2同时显示，不同参试品种对土壤养分含量影响有差异，LD3品种的土层有机质和全氮含量均较高，但其速效钾含量最低，且其与LD2的0 ～20 cm土层中速效磷含量也最低(图2C)。

3 讨论

3.1 生长性状对饲草产量与品质的影响

饲草以收获植株地上部的茎、叶等生物量为主，植株生长程度是影响饲草产量的主要因素，生长状况越好，生物量积累就会越多，则饲草产量将越高。本试验数据显示，株高和单株干重与干草产量呈极显著正相关，表明，植株高度和干重的不同是导致各参试品种饲草产量差异的主要原因，株高和单株干重均表现优异的MD、LD3和LD2，其饲草产量也显著高于其它品种。对苜蓿[5]、红三叶[6]和小冠花等[7]豆科牧草的研究也显示，株高、茎粗、分枝数、单株干重等生长性状均与饲草产量成显著正相关，这与本试验结果一致。

由于植株茎、叶、荚等各部分养分含量不同，因此生长性状同时也影响植株的品质。本试验相关分析显示，CP与叶比例呈正相关。试验中HWD、LD3和LD2的叶比例较高，其饲草的CP含量也显著高于其它品种，干草质量可达到豆科牧草干草特级水平；而MD植株叶片含量最低，饲草中CP含量也最低。试验中，YWD尽管叶比例高，其CP含量却很低，这种情况李富宽[8]对苜蓿研究中也有发现。对紫花苜蓿[9]、多花黑麦草[10-11]的研究表明，生育期、品种及叶片中叶绿素含量均显著影响饲草CP含量。YWD刈割时植株下部出现较多的泛黄叶片(占叶片总量的27.69%)，这可能是造成饲草CP含量低的主要原因。

3.2 饲草型大豆改良土壤的效果

豆科植物往往根部着生根瘤，寄生其中的根瘤菌具有良好固氮功能，可显著提高土壤中全氮含量；同时植株细根及根瘤的死亡、枯枝落叶的腐解也促进了土壤有机质含量的提高[12-13]。本试验结果显示，种植参试品种后，试验地的0 cm～40 cm土层中全氮和有机质含量均明显提高，这与杜天庆等[14]研究结果一致，表明参试品种具有增加土壤养分的功能。王浩等[15]研究显示，大豆品种对根瘤菌有一定的选择性。张璐[16]认为，不同品种的大豆根际细菌群落存在差异，其对根瘤菌的构成具有明显的逐层过滤和富集作用，从而影响固氮效果。龚屾[17]研究表明，不同大豆品种的根干重与株高、茎粗和地上生物量均呈极显著的正相关。据此，本试验不同品种对土壤全氮和有机质的改善效果很可能受品种和植株生长状况两方面的影响，更多的研究需要进一步深入开展。豆科作物往往对土壤中的磷、钾元素有较大的需求[18]，这可能是本试验地速效钾含量及0 cm～20 cm土层中有效磷含量下降的原因。表明，种植饲草型大豆的地块需要在整地或播种时适量增施磷钾肥，以满足植株生长需要。