不同一年生牧草在毛乌素沙地的适应性评价

房永雨，伊风艳，史志丹，郭呈宇，呼木吉勒图，金 山，丁海君

（1.内蒙古自治区农牧业科学院，内蒙古 呼和浩特 010031；2.乌审旗林业和草原局，内蒙古 乌审旗 017300）

毛乌素沙地是我国四大沙地之一， 面积超过4 万km2，海拔1 000～1 600 m，属中温带大陆性季风气候［1］。 毛乌素沙地并非自古沙化严重，一千年前也曾水草丰美［2］，有研究表明与其他沙区相比，毛乌素沙区降水及地下水资源丰富， 有较好的植物生长条件。经过多年的综合手段治理，实现了从“沙进人退”到“人进沙退”良好生态治理成效［3-4］。目前针对毛乌素沙地的研究多集中在植物资源调查、地上植物耗水特征等方面［5-7］，但针对毛乌素沙地生态经济型植物资源开发程度不高和产业化利用率低等问题研究鲜有报道。 本研究在毛乌素沙地腹地内蒙古鄂尔多斯市乌审旗开展巨菌草、饲用甜高粱、饲用玉米等12 份牧草品种引种评价试验，为筛选适应当地的优质、推广价值高的优良青贮饲料用牧草品种提供科学依据， 也为该地区构建集“种养加农工贸”为一体的沙产业提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验时间及试验地概况

本试验于2022 年5—10 月进行。试验地位于鄂尔多斯市乌审旗国有林木育苗基地（108°44′32″E，38°26′39″N）， 海拔1 339 m。 属温带大陆性季风气候，年平均气温6.5 ℃，年降水量300～400 mm，降雨多集中于7 月和8 月， 年蒸发量2 000～2 700 mm，全年日照2 200～2 900 h，无霜期110～153 d。 试验区土壤属沙壤土，有机质含量1.93 g/kg，全氮含量0.34%， 速效磷含量6.21 mg/kg， 速效钾含量183.30 mg/kg，pH 值7.10。 试验区地势平坦，肥力分布均等，有灌溉设施。

1.2 试验材料及来源

本试验选用10 种一年生禾本科牧草和2 种一年生豆科牧草。

10 种禾本科牧草：2 种菌草品种（绿洲1 号、巨菌草） 购自儋州牧春绿色生态农业开发有限公司； 饲草谷子由内蒙古自治区农牧业科学院作物研究所提供；2 种饲用玉米品种（东陵白、河南科大）、2 种饲用甜高粱品种（绿巨人、大力士）、3 种高丹草品种（巨浪、皖草、高丹8 代）。

2 种豆科牧草：一年生草木樨、春箭筈豌豆由内蒙古自治区农牧业科学院草原研究所牧草育种研究室提供。

1.3 试验设计

12 种一年生牧草采取完全随机区组排列种植，每个品种牧草设置3 次重复，每个重复1 个试验小区，共36 个试验小区，每个试验小区的面积为100 m2（10 m×10 m），试验小区周围设置2 m 宽的保护小区。 播种前施入磷酸二铵450 kg/hm2、尿素150 kg/hm2作基肥。 绿洲1 号和巨菌草播种种苗，以株或芽为计量单位，其他牧草饲料作物播种种子，以kg 为计量单位，各品种的播种量和播种方式见表1。 播种后及时灌溉1 次，出苗后喷灌1次，苗期封垄前锄草1 次，集中除草后喷灌1 次，相同措施管理各试验小区。

表1 各牧草品种的播种量和播种方式

1.4 测定指标和方法

1.4.1 物候期观测

根据不同作物观测播种期、出苗期、分蘖期、拔节期/分支期、孕穗期、抽穗期/抽雄期、开花期/吐丝期、乳熟期/结荚期、成熟期、收获期。 某一生育期的判断标准为群体中50%的植株达到某一时期。

1.4.2 鲜草产量

菌草品种、饲用甜高粱品种、高丹草品种巨浪在收获期进行刈割，留茬高度8 cm；高丹草品种皖草和高丹8 代、饲用玉米品种、饲草谷子品种在籽实的乳熟期进行刈割，留茬高度8 cm；一年生草木樨在初花期刈割，留茬高度5 cm；春箭筈豌豆在结荚期刈割，留茬高度5 cm。采用五点法在每个试验小区取10 m2的样品。3 个重复试验小区取平均值折合成公顷鲜草产量。

1.4.3 株高

在测量鲜草产量时， 在每个试验小区随机选取20 株测量自地面到顶端生长点的自然高度。

1.4.4 干物质含量和干草产量

测定鲜草产量时，将鲜样切小段平铺，放入鼓风干燥箱，105 ℃杀青1 h，65 ℃烘干72 h 以上，恒重时称重，计算干物质含量和干草产量。

1.4.5 茎叶比

测定鲜草产量时，随机取5 株植株，剥离茎和叶，分别称重，计算茎叶比。

1.4.6 营养物质含量

将测定干物质含量的样品磨碎， 送唐山科博兰谷饲料检测技术服务公司进行粗蛋白、粗脂肪、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维等营养品质指标的含量测定。 粗蛋白产量=干草产量×粗蛋白含量。

1.5 数据分析

利用Excel 2016 软件的STDEV.P 函数进行方差计算；应用DPS 18.10 软件，采用最小显著差数法（LSD 法），对生产性能指标、营养品质指标、粗蛋白产量进行不同品种间的多重比较。

利用SPSS 22.0 统计学软件将株高、 鲜草产量、干草产量、茎叶比、粗蛋白含量、粗脂肪含量、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、粗灰分含量、总可消化养分、相对饲料价值、相对饲料品质等12 个性状指标进行相关性分析。

隶属函数分析参考王鹏等［8］报道的方法，其中，正向指标性状包括：株高、鲜草产量、干草产量、粗蛋白含量、粗脂肪含量、总可消化养分、相对饲料价值、相对饲料品质，负向指标性状包括：茎叶比、酸性洗涤纤维含量、中性洗涤纤维含量、粗灰分含量。

2 结果与分析

2.1 物候期分析

各牧草品种于2022 年5 月29 日全部播种完毕，种植后观察物候期。 绿洲1 号种植即为种苗，生长良好，其他各牧草品种出苗良好，均在播种后5～12 d 内出苗，分蘖期/分支期多发生在6 月下旬至7 月中旬（见表2）。2 个菌草品种（绿洲1 号、巨菌草）、2 个饲用甜高粱品种（绿巨人、大力士）和1个高丹草品种（巨浪）均能进行营养生长但不能收获种子，无法完成生育周期，枯黄期均在10 月初，因此，收获期定于9 月下旬。 其他7 个品种均能收获种子，完成生育周期，其中，春箭筈豌豆生育期最短，为91 d；东陵白生育期最长，为127 d。 但引进牧草的目的是作为青贮饲料， 而非利用种子部分，只要地上部分产量营养丰富即有应用意义。

表2 各牧草品种物候期

2.2 生产性能分析

由表3 可知，各牧草品种株高幅度在63.7 cm～280.7 cm：巨菌草、绿巨人、大力士的株高较高，显著（P<0.05）高于其他牧草品种；春箭筈豌豆株高最低，显著（P<0.05）低于其他牧草品种；总体来看， 株高指标排序为菌草品种>饲用甜高粱品种>高丹草品种>饲用玉米品种>一年生草木樨>饲草谷子>春箭筈豌豆。

表3 各牧草品种生产性能指标

巨菌草的鲜草产量最高，为135 619.4 kg/hm2，显著（P<0.05）高于除绿巨人外的其他牧草品种；其次为绿巨人，鲜草产量为123 219.4 kg/hm2，显著（P<0.05） 高于除巨菌草和绿洲1 号外的其他牧草品种； 绿洲1 号、 巨浪的每公顷鲜草产量大于100 t； 每公顷鲜草产量低于50 t 的牧草品种有饲草谷子、一年生草木樨、春箭筈豌豆，其鲜草产量分别为42 624.3、48 244.5、37 500.2 kg/hm2。

豆科牧草一年生草木樨的干物质含量最低，为17.1%；饲草谷子的干物质含量最高，为26.4%，与其他牧草品种差异显著（P<0.05）。 绿洲1 号、河南科大、皖草、高丹8 代的干物质含量差异不显著（P>0.05）；巨菌草、绿巨人、大力士、巨浪、皖草、春箭筈豌豆干物质含量无显著（P>0.05）差异。

各牧草品种干草产量表现与鲜草产量相似，巨菌草的干草产量最高，为27 530.8 kg/hm2，显著（P<0.05）高于其他牧草品种；其次为绿洲1 号和绿巨人，干草产量分别为24 975.6、24 274.2 kg/hm2，显著（P<0.05）高于其他牧草品种；春箭筈豌豆干草产量最低，为7 762.5 kg/hm2，与一年生草木樨干草产量差异不显著（P>0.05）。 虽然一年生草木樨的鲜草产量显著（P<0.05）高于饲草谷子，但一年生草木樨的干物质含量显著（P<0.05）低于饲草谷子， 最终结果是一年生草木樨的干草产量显著（P<0.05）低于饲草谷子。

各牧草茎叶比范围为0.54～4.51，其中，高丹8代的茎叶比显著（P<0.05）高于其他牧草品种，饲草谷子和一年生草木樨的茎叶比小于1，显著（P<0.05）低于其他牧草品种。 禾本科牧草品种饲用谷子和豆科牧草品种一年生草木樨叶量非常丰富，饲用价值高。

2.3 营养品质分析

由表4 可知，2 种豆科牧草品种（一年生草木樨、春箭筈豌豆）的粗蛋白含量显著（P<0.05）高于其他禾本科牧草品种，其中，一年生草木樨的粗蛋白含量高达22.35%，皖草粗蛋白含量最低，与大力士粗蛋白含量无显著差异； 巨菌草的粗蛋白含量为9.05%，显著（P<0.05）高于其他禾本科牧草品种。 各牧草品种的粗脂肪含量在1.94%～3.72%，饲用玉米东陵白的粗脂肪含量最高， 为3.72%；2 种饲用甜高粱品种（绿巨人、大力士）和3 高丹草品种（巨浪、皖草、高丹8 代）的粗脂肪含量无显著（P>0.05）差异。 菌草品种绿洲1 号的酸性洗涤纤维含量和中性洗涤纤维含量均为最高，2 种豆科牧草品种（一年生草木樨、春箭筈豌豆）的酸性洗涤纤维含量和中性洗涤纤维含量均显著（P<0.05）低于其他禾本科牧草品种。 各牧草品种总可消化养分含量在54.4%～59.6%，均大于50%，其中，饲用玉米品种河南科大、饲用甜高粱品种大力士、高丹草品种巨浪和豆科牧草春箭筈豌豆总可消化养分含量较高。 2 种豆科牧草品种一年生草木樨和春箭筈豌豆的相对饲料价值分别为117.5、123.8，均大于110，显著（P<0.05）高于其他禾本科牧草品种，2 种饲用玉米品种的相对饲料价值均较高。 除绿洲1 号和饲草谷子的相对饲料品质低于100，其他牧草品种均大于100， 豆科牧草品种一年生草木樨的相对饲料品质最高，为120.5，显著（P<0.05）高于其他牧草品种。

表4 各牧草品种营养品质

由图1 可知，粗蛋白产量最高的为巨菌草，显著（P<0.05）高于其他牧草品种；其次为绿洲1 号、一年生草木樨，显著（P<0.05）高于其他牧草品种；2 种饲用玉米品种（东陵白、河南科大）的粗蛋白产量与绿巨人、巨浪无显著（P>0.05）差异；皖草的粗蛋白产量最低，显著（P<0.05）低于其他牧草品种。

图1 各牧草品种粗蛋白产量情况

2.4 主要性状的相关性分析

由表5 可知，在66 个相关系数中，表现正相关的性状有31 对，占总数的46.97%，其中，正相关性达极显著的有6 对， 正相关性达显著的有5对，两者占总数的16.67%；表现负相关的性状有35 对，占总数的53.03%，其中，负相关性达极显著的有5 对，负相关性达显著的有5 对，两者占总数的15.15%。 株高与鲜草产量、干草产量呈极显著（P<0.01）正相关，与中性洗涤纤维含量呈显著（P<0.05）正相关，与粗蛋白含量、相对饲料价值呈显著（P<0.05）负相关；干草产量与酸性洗涤纤维含量、中性洗涤纤维含量呈显著（P<0.05）正相关，与粗蛋白含量、相对饲料价值呈显著（P<0.05）负相关；相对饲料品质与酸性洗涤纤维含量、中性洗涤纤维含量分别呈极显著（P<0.01）和显著（P<0.05）负相关， 与总可消化养分含量和相对饲料价值呈显著（P<0.05）正相关。

2.5 隶属函数分析

通过隶属函数法对引进的各牧草品种进行综合评价， 由表6 可知， 平均隶属函数值在0.189～0.587， 巨菌草排名最高， 平均隶属函数值为0.587；其余依次是一年生草木樨、巨浪、河南科大、春箭筈豌豆、东陵白、大力士、绿巨人、皖草、绿洲1 号、高丹8 代、饲草谷子；总体来看，巨菌草、2种豆科牧草品种（一年生草木樨、箭筈豌豆）、高丹草品种巨浪和2 个饲用玉米品种排在前50%，综合优良性高。3 讨论

表6 各牧草品种主要性状隶属函数值

3.1 引种品种的物候期和刈割时期

牧草物候期受植物内在遗传因素、 生长环境及田间管理措施等多种因素的影响［9］。 本研究中引种的牧草品种不同， 所以物候期和生育周期都不同，其中只有2 个饲用玉米品种（东陵白、河南科大）、2 个高丹草品种（皖草、高丹8 代）、饲草谷子、草木樨、春箭筈豌豆共7 个牧草品种能够完成生育期。2 个菌草品种（绿洲1 号、巨菌草）、2 个饲用甜高粱品种（绿巨人、大力士）和1 个高丹草品种（巨浪）均能进行营养生长但不能收获种子，无法完成整个生育周期。菌草原产于非洲，由林占熺教授引进国内种植，抗寒能力差，冬季气温在0 ℃以下地区种植时茎秆和宿根不能露地越冬［10-11］，因此，在北方基本无法完成越冬。 绿巨人、大力士和巨浪3 个品种均为晚熟品种， 在乌审旗的9 月底时最多到抽穗期，这与杜晶等［12］、李茜等［13］研究的结果较为一致。

本研究引进牧草的目的是作为青贮饲料，而非利用种子部分，只要地上部分产量高、营养丰富即有其应用意义，因此，对不同牧草选择适宜的刈割期十分重要。 一般豆科牧草的适宜刈割期为现蕾期到开花期，此时的草产量最高，营养品质较高［14-15］。 本引种试验中的豆科牧草一年生草木樨选择在初花期，而马春晖等［16］研究表明，春箭筈豌豆适宜刈割期为植株下部豆荚全充满时的结荚期，而非开花期，本试验的春箭筈豌豆刈割时期选择在结荚期。王太行等［17］研究表明，在乳熟期刈割饲用甜高粱比较合适， 由于本试验引种的饲用甜高粱绿巨人一直不抽穗， 大力士生育达到抽穗期后，天气转冷，植株停止生长，叶片慢慢失绿变黄，故刈割期只能选择在抽穗期。 与之类似情况，2 个菌草品种一直进行营养生长， 高丹草品种巨浪到抽穗期后也因气候原因停止生长， 故这几种牧草品种的收获期都选择在地上生物量较高时的9 月下旬收获。 陈茜午等［18］研究刈割期、行距交互作用下对谷草生长及饲用品质的影响，在灌浆末期20 cm 行距下的谷草可以维持产量和品质上的相对平衡，本试验选在9 月5 日收获饲草谷子，正值处于灌浆末期。 2 个饲用玉米品种（东陵白、河南科大）和2 个高丹草品种（皖草、高丹8 代）均能完成整个生育周期，有研究表明饲用玉米收获选在乳熟期至蜡熟期、高丹草在乳熟期刈割较为适合［19-21］，本引种试验综合观察4 个品种的乳熟期的生长情况，定于9 月上中旬进行刈割。本试验根据文献和观察选择较为合适的刈割时期， 对于引进的牧草品种的最适宜刈割时期还有待进一步研究。

3.2 引种品种的草产量与营养品质

牧草的产量和品质是决定种植效益的关键因素。本研究结果显示，鲜草产量最高的牧草品种为巨菌草，约为136 t/hm2，这与张钦语等［22］在贵州省毕节市获得的巨菌草种植第1 年产量数据较为一致，但在南方，越冬后产量还会有大幅度提高，说明菌草在北方的利用价值还未发挥到最大。 本研究中引种品种的株高与鲜草和干草产量极显著相关，2 种豆科牧草品种的株高显著低于其他10 种禾本科牧草， 相应的干草产量也显著低于禾本科牧草，但粗蛋白含量显著高于禾本科牧草，粗蛋白产量排名靠前，这与马春晖等［16］研究一致。 粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量等指标是影响牧草营养和经济价值的重要指标，其综合表现是选择理想型牧草的重要因素。中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗灰分含量越高，牧草采食和消化率低、适口性越差；茎叶比高，叶量不丰富，整体营养和适口性降低［23-25］，因此，在做隶属函数分析时将其作为负向指标进行处理。 本试验结合产量和营养品质等各项指标利用隶属函数分析， 除饲草谷子外， 隶属函数值在0.417～0.587，巨菌草得分最高，但2 种豆科牧草的平均得分还是高于其他禾本科牧草的平均得分。

3.3 种植管理方式

各牧草品种除种植方式不同外， 其他管理环节大致相同。除菌草品种外，其他牧草品种均用种子播种，相应的播种设备也比较成熟。菌草播种可利用的机械设备还不完善，仍需人工种植，另外在毛乌素沙区菌草无法保留草种以及完成越冬，每年种植仍需从海南省等南方地区购买增加了成本。由于菌草的多年利用价值潜力较大，所以后续应针对在毛乌素沙区进行菌草越冬保种技术和机械化种植技术研发。

4 结论

本研究在毛乌素沙地腹地乌审旗引种了12份牧草品种，其均能完成营养期生长，可作为青贮饲料收获并得到较高产量。 综合产量指标和营养品质指标，在毛乌素沙地种植巨菌草、一年生草木樨、高丹草品种巨浪具有较大的开发应用价值，适宜推广。