高寒区不同豇豆品种生长特性及饲用品质研究

冯钰 邢宝龙

（山西农业大学高寒区作物研究所，037008，山西大同）

豇豆[Vigna unguiculata（Linn.）Walp.]为豆科豇豆属一年生草本植物，广泛分布于热带及亚热带地区，公元前1000年由野生豇豆驯化而成，作为粮食和饲料作物广泛种植，现已成为热带及亚热带地区农业系统中不可或缺的一部分[1]，其豆荚经常作为蔬菜食用，籽粒中蛋白质（20.5%～31.7%）和碳水化合物（56%～67%）含量丰富[2]，具有多种必需氨基酸[3]。豇豆植株富含多种维生素及微量元素，可增强免疫系统，提高机体免疫力[4-5]。豇豆具有十分高效的固氮能力，可有效改善种植区土壤肥力[6]。在豆类抗氧化能力方面，豇豆具有较高的过氧化氢清除能力[7]。

同时，豇豆在家畜饲料中具有举足轻重的地位。Corea等[8]研究表明，饲料中添加豇豆可以增加奶牛干物质采食量比值，显著提高干物质、有机物、粗蛋白和中性洗涤纤维总消化率，有效降低饲料成本，提高收益。Ayan等[9]研究表明，尽管一些豇豆品种不是饲草专用型的，但从其产量和品质来看，均可作为重要的牧草作物，并且可以在牧草产量很低的夏秋季节通过割草或放牧来填补牧草缺口。目前，国内有关豇豆的研究多为品种选育[10]和引种栽培等[11-13]，对高寒区种植豇豆的研究也非饲用方面，故本试验以豇豆为试验对象，探究其生育期、生长性状及饲用养分品质，为豇豆高产优质和饲用价值方面提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况与试验材料

试验于2019年山西农业大学高寒区作物研究所试验基地进行，试验地为盐碱地，沙壤土，前茬种植黍子，肥力中等。海拔1500m，年均气温6.4℃，最高气温21.9℃，历年极端最低气温-30.3℃，2019年5月10日机械整地，翻地深30cm。试验豇豆品种9个，以当地种植的品豇dt2018-6为对照组，其余8个品种均由山西农业大学高寒区作物研究所命名并提供。

1.2 试验设计

试验小区面积10m2，每个小区种4行，行距40cm，株距30cm，人工播种，每行留苗34株，每个小区留苗136株，随机区组设计，重复3次。施用氮磷钾复合肥3000kg/hm2，5月18日播种，6月8日间苗，6月14日定苗。中耕除草3次：第1次6月15日，第2次7月8日，第3次7月25日。7月20日追施尿素75kg/hm2。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 生育期 分别记录播种、出苗、分枝、现蕾、初花、结荚和成熟日期。

1.3.2 田间出苗率 出苗10d后记录小区苗数，计算田间出苗率。

1.3.3 指标测定 在试验小区去除边行，以“Z”字型连续挖取10株，测定生长状况，用卷尺测量株高和荚长，记录主茎分枝数和节数、荚数和荚粒数。分别在供试品种的幼苗期、抽蔓期和结荚期取样，称重法测定鲜重并计算鲜草产量，烘干法测定干重，计算干物质含量和鲜干比，干草产量由鲜草产量和鲜干比计算得出。

1.3.4 养分测定 现蕾期、结荚期和成熟期分别取样烘干，过40目筛，测定粗蛋白、粗脂肪、粗灰分（Ash）、酸性洗涤纤维（ADF）、中性洗涤纤维（NDF）和可溶性碳水化合物（WSC）含量。

1.4 数据处理

使用SPSS进行单因素方差分析，采用邓肯法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同品种豇豆生育期比较

田间试验结果（表1）表明，试验所选豇豆品种均能完成生育过程，供试品种从出苗到现蕾平均47d，从出苗到成熟平均98d，生育天数最短的为品豇dt2018-6，最长的为品豇dt2018-10。出苗最早的为JD-01，最晚的为品豇dt2018-10。从播种到分枝平均33d，最长44d，最短21d；分枝到现蕾平均25d，最短13d，最长34d；结荚到成熟平均25d，最短17d，最长32d。

表1 不同品种豇豆生育期比较Table 1 Comparison of growth period of different varieties of cowpea 月-日 month-day

2.2 不同品种豇豆田间出苗率和苗数比较

由图1可知，不同品种豇豆田间出苗率和苗数均存在显著差异，最高为品豇dt2018-9，出苗率达92.3%，显著高于对照组（P＜0.05），最低为品豇dt2018-8，为47.6%。平均出苗率为67.6%，出苗率在85%以上的有品豇dt2018-9和JD-02，二者无显著差异。苗数为134.3万～191.1万/hm2，品豇dt2018-9、JD-01、品豇dt2018-13、JD-02、品豇dt2018-10与对照组差异显著（P＜0.05），品豇dt2018-7、品豇dt2018-5与对照组之间存在差异但不显著，品豇dt2018-8与对照组苗数无显著差异。

图1 田间出苗率与苗数Fig.1 Field emergence rate and number of seedlings

2.3 不同品种豇豆植株长势和豆荚性状比较

对不同品种豇豆测定其长势和豆荚性状（表2）发现，不同品种豇豆间株高、主茎节数和单株荚数存在显著差异（P＜0.05）。株高方面，品豇dt2018-5、品豇dt2018-9、品豇dt2018-8和品豇dt2018-10均显著高于对照组，其中株高最高的品种为品豇dt2018-5，其余品种均显著低于对照组（P＜0.05）。主茎节数方面，除JD-02、品豇dt2018-10和对照组三者之间存在显著差异（P＜0.05）外，其他品种间差异不显著。不同品种间单株荚数也不同，单株荚数最多的为品豇dt2018-5，其次为JD-02，二者存在差异但不显著，但品豇dt2018-5与对照组间存在显著差异（P＜0.05）；单株荚数最少的为品豇dt2018-10，与对照组之间无显著差异。主茎分枝数、荚长、荚粒数与百粒重各品种间无差异。

表2 不同品种豇豆株高与豆荚性状Table 2 Plant height and pod traits of different varieties of cowpea

2.4 不同生育期干草产量及鲜草产量

由表3可知，幼苗期、抽蔓期和结荚期不同品种间的鲜草和干草产量差异显著（P＜0.05）。幼苗期品豇dt201018-5干草和鲜草产量均最高，分别为174和1321kg/hm2，分别比对照组高89.1%和79.5%，品豇dt2018-10干草产量和鲜草产量均最低，分别为43和313kg/hm2，与其他8个品种存在显著差异（P＜0.05）。鲜干比品种间差异显著（P＜0.05），JD-01最高，为8.96，dt2018-5鲜干比为7.58，低于对照但差异不显著（P＞0.05）。

表3 不同生育期干草产量及鲜草产量Table 3 Hay yield and fresh yield in different growth periods kg/hm2

抽蔓期品豇dt2018-7的干草产量最高，达372kg/hm2，比对照组增加113.8%，其次为品豇dt2018-5，产量343kg/hm2，与对照组差异显著（P＜0.05）。品豇dt2018-5鲜草产量最高，达2343kg/hm2，其次为dt2018-7，产量2305kg/hm2，二者间无显著差异。抽蔓期干草和鲜草产量最低的均为品豇dt-2018-10，与其他8个品种差异显著（P＜0.05）。品豇dt2018-8和JD-02鲜干比最高，二者无显著差异。

结荚期以品豇dt2018-5干草和鲜草产量最高，分别达到496和2661kg/hm2，分别比对照高142.0%和111.2%，但品豇dt2018-5的鲜干比显著低于对照组（P＜0.05）。干草和鲜草产量最低的均为品豇dt-2018-10，分别为156和921kg/hm2，与对照组差异显著（P＜0.05）。

2.5 不同生育期养分分析

对高寒区种植的9个品种豇豆养分分析（表4）可知，在现蕾期、结荚期和成熟期3个生育期间，9个豇豆品种养分平均占比存在显著差异（P＜0.05）。其中NDF、WSC和粗脂肪含量呈增长态势，结荚期比现蕾期分别增加11.1%、20.3%和15.4%；成熟期比结荚期分别增加22.3%、4.2%和33.3%。粗蛋白和NDF含量成熟期与现蕾期、结荚期存在显著差异（P＜0.05），而现蕾期与结荚期无显著差异；WSC和粗脂肪含量中，3个生育期之间无显著差异。干物质、ADF和粗灰分含量在3个生育期间无显著差异，其中干物质和粗灰分含量变化为先增加后减少的趋势，ADF含量为先减少再增加的趋势。

表4 不同生育期养分分析Table 4 Nutrition constituent in different growth periods %

豇豆作为饲料的最佳收获时间为结荚期，对其养分含量分析表明，粗蛋白和干物质含量最高的豇豆品种为JD-01，分别比对照组高22.6和18.9个百分点。干物质和粗蛋白含量最低的为品豇dt2018-10，分别比对照组低8.1和5.3个百分点。粗脂肪含量排序为品豇dt2018-8＞品豇dt2018-5＞品豇dt2018-13、品豇dt2018-9＞品豇dt2018-10＞品豇dt2018-7、JD-01＞品豇dt2018-6＞JD-02。对照组ADF含量最高，比其他品种高0.4～16.5个百分点，最低为JD-01，品豇dt2018-10 NDF含量最高，比其他品种高13.1～44.1个百分点，最低为JD-01。品豇dt2018-7、JD-01和品豇dt2018-8 WSC含量均高于对照组，分别高2.2、6.7和2.6个百分点，品豇dt2018-9、品豇dt2018-5、品豇dt2018-13、JD-02和品豇dt2018-10低于对照组，分别低3.5、1.9、3.1、3.9和24.8个百分点。除品豇dt2018-7和JD-01粗灰分低于对照组外，其他品种均高于对照组。

3 讨论

供试豇豆因品种不同，生长天数也存在差异，豇豆种植平均33d进入分枝期，在高寒牧区，家畜饲料大多以燕麦和青贮玉米为主，且一般在8月中下旬收获，而豇豆从种植开始约1个月（6月上旬）即可进行刈割，可弥补春末夏初时饲料短缺的状况。

在株高与豆荚性状中，不同品种基因型不同，表型也不同，但豇豆的株型与结荚位置在不同环境下表现较为稳定，而株高、荚长及粒重因环境的影响变化较大[1]，本试验选高寒区为种植地，对不同品种的豇豆株高与豆荚性状分析发现，9个品种中株高、主茎节数和单株荚数存在差异，而荚长与百粒重之间无显著差异。株高方面，品豇dt2018-5株高最高，其次为品豇dt2018-8。主茎节数多，则植株细胞的分裂能力较强，能更好地适应环境，供试品种中主茎节数最多的为JD-02，且与品豇dt2018-9、品豇dt2018-5、JD-01、品豇dt2018-13和品豇dt2018-8间无显著差异。单株荚数是单株产量大小的重要影响因子[14]，单株荚数最多的品种为品豇dt2018-5，且与品豇dt2018-9、品豇dt2018-13和JD-02间无显著差异。就植株的生长性状而言，品豇dt2018-5、品豇dt2018-8和JD-02在高寒区种植表现优良。结合豇豆产量来看，不同品种不同生育期鲜、干产量之间也存在差异，随着生育期的发展，不同品种不论干草产量还是鲜草产量均为逐渐增加趋势，在开花结荚期产量达到最大，故作为饲料收获应选在结荚期，这与李春燕等[15]的研究结果相一致。但综合趋势来看，干草产量中JD-01的增长趋势更明显，鲜草产量中JD-02的增长趋势更明显。就产量来看，干草和鲜草产量最高的均是JD-01。

对不同品种豇豆的营养分析表明，在结荚期干物质含量最高，但与成熟期和现蕾期无显著差异。而结荚期的粗灰分含量略高于现蕾期和成熟期，粗灰分含量高，一方面可能由于取样时无法将附着于根上的泥土清理干净，从而导致一定误差存在；另一方面可能由于高寒地区的光照、温度和水分等环境因子影响，从而导致豇豆品质存在差异。在供试品种中，JD-01在干物质与粗灰分方面表现最优。饲料粗蛋白含量高，能更好地为家畜提供营养，有研究[3]表明，豇豆蛋白在体外具有与大豆蛋白相似的消化率，相比现蕾期和成熟期，结荚期豇豆粗蛋白含量最高，且本试验测定豇豆的粗蛋白含量在其他豇豆品种测定值范围内[16]。其中，JD-01、品豇dt2018-5和品豇dt2018-7粗蛋白含量较高。ADF和NDF含量高低直接影响饲料的可利用率和适口性，本试验中，ADF含量在不同生育期无显著差异，而NDF含量随生育期增长而不同，在成熟期差异显著（P＜0.05），这是因为随着豇豆植株的成熟，木质化逐渐严重而导致。其中，JD-01的ADF和NDF含量最低。随生育期推移，豇豆粗脂肪与WSC含量占比增加，但差异不显著，可能因为随着豇豆植株的生长，更多的物质向籽粒转移，并且一部分转化为脂肪，碳水化合物也进一步积累，为籽粒的成熟作准备，品豇dt2018-5的粗脂肪含量高于其他品种，JD-01的WSC含量高于其他品种。

4 结论

综上所述，试验品种在高寒区种植均能完成生育期，且作为饲草种植最佳收获期为结荚期。其中以品豇dt2018-5、JD-01和品豇dt2018-9在饲用品质与产量方面表现良好，故这3个品种可作为该地区优质豇豆推广品种。