藏北高寒區(qū)4種野生披堿草屬牧草生產(chǎn)性能及品質(zhì)差異

魏 巍

(青稞和牦牛種質(zhì)資源與遺傳改良國家重點實驗室/西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學院草業(yè)科學研究所，西藏 拉薩 850000)

披堿草屬(Elymus)植物作為西藏高原最為常見的多年生禾本科(Gramineae)種質(zhì)資源，具有分布范圍廣，品質(zhì)優(yōu)，產(chǎn)量高，抗寒、抗旱、耐鹽堿能力強等諸多優(yōu)良特性。西藏分布的披堿草屬資源大多草質(zhì)柔軟，莖葉茂盛，營養(yǎng)價值高，是優(yōu)質(zhì)的飼用植物。有研究稱該屬植物垂穗披堿草分布海拔從幾米到5200 m，并且在極端低溫-46 ℃都能夠安全越冬，在pH值7.0～8.1的堿性土壤上生長發(fā)育良好[1]。由此可見，對披堿草屬野生植物的開發(fā)利用具有重要的經(jīng)濟和生態(tài)價值。

迄今為止，有關(guān)披堿草屬植物的研究較多，主要集中在的植物種質(zhì)資源、遺傳多樣性[2]、形態(tài)學、生長發(fā)育、栽培技術(shù)[3]、抗寒旱能力[4]以及光合特性[5]等方面，青海省經(jīng)過多年的野生馴化并且已培育出4種披堿草屬栽培牧草品種。然而在高海拔4500 m以上的區(qū)域進行野生披堿草屬植物的栽培馴化未見涉獵。本文以西藏不同海拔采集的垂穗披堿草、甘肅天祝收集的麥賓草和栽培品種同德短芒披堿草為材料，開展高寒適應性栽培研究。旨在為高寒區(qū)飼草料缺乏和草地恢復重建提供優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源。

表1 種子來源地概況

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗區(qū)位于那曲市那曲鎮(zhèn)的“藏北高寒草地生態(tài)科技園”內(nèi)，坐標31°26′N，92°01′E，海拔4512 m。該地區(qū)年平均氣溫為-2.2 ℃，極低可達-25 ℃以下；年降水量406.2 mm；年蒸發(fā)量為1811.2 mm。≥5 ℃年積溫為940.6 ℃(1990-1999年)[6]。降水主要集中在5-9月，無絕對無霜期，土壤類型為高寒草原土，土壤pH7.89，有機質(zhì)含量2.4 g/kg，為礦質(zhì)土壤。

1.2 試驗設(shè)計

實驗材料包括西藏采集的垂穗披堿草2份，甘肅天祝采集的野生種麥賓草1份，以及青海提供的青海短芒披堿草(國審品種)1份(表1)。

試驗小區(qū)采用隨機區(qū)組設(shè)計，小區(qū)面積3 m×5 m=15 m2，3次重復，于2015年6月中旬播種，播前施用有機肥335 kg/667m2，深翻，耙平。播種采用人工開溝條播，播深3～5 cm，播量1.5 kg/667m2，行距35 cm，每個小區(qū)播種7行，2015年7月中旬除雜草1次，旱作。

圖1 不同時期植株高度差異Fig.1 Plant height variation at different growth stages of tested varieties

1.3 測定項目和方法

1.3.1 生產(chǎn)性能測定 于2017年進行數(shù)據(jù)采集，生育時期以全小區(qū)為對象，鑒別標準為50 %植株達到該物候期的日期，主要物候期包括返青期、分蘗期、拔節(jié)期、孕穗期、開花期、完熟期。

在6月20日、7月20日和9月10日，選取生長良好且長勢一致的植株20株測定植株高度，并隨機選取1 m樣段，齊地刈割，經(jīng)自然風干測定質(zhì)量，折算干草產(chǎn)量。

1.3.2 牧草營養(yǎng)成分測定 采用凱氏定氮法測定粗蛋白(CP)含量，采用范氏洗滌纖維分析法測定中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量，采用索氏脂肪抽提法測定粗脂肪(EE)含量[10]。

1.4 統(tǒng)計方法

Excel2007進行各項指標數(shù)據(jù)整理及圖表的繪制，用SPSS16.0對數(shù)據(jù)進行方差檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同披堿草屬植物生育特征及產(chǎn)量

播種當年生長緩慢，6月初播種，9月10日4種材料處于分蘗期，隨后枯黃。第二年5月中旬返青，出苗整齊。3種垂穗披堿草9月中旬種子成熟，生育期110～120 d，麥賓草10月初成熟125～130 d。隨著生育期推移，干草產(chǎn)量呈現(xiàn)指數(shù)增長的趨勢，擬合系數(shù)R2均>0.93。4種材料的干草產(chǎn)量存在較大差異(圖2)，9月10日測定，E-1、E-2、E-3和E-4分別為64.7、48.7、81.9和129.2 kg/667m2，其中麥賓草(E-4)干草產(chǎn)量顯著高于其他3種材料(P<0.05)。

圖2 不同時期干草產(chǎn)量的變化Fig.2 Hay yield variation at different growth stages of tested varieties

圖3 不同生育時期4種材料CP含量Fig.3 CP content of different growth periods

圖4 不同生育時期4種材料NDF含量 Fig.4 NDF content of different growth periods

2.2 不同披堿草屬植物營養(yǎng)品質(zhì)差異

本研究中，不同披堿草屬植物分蘗期-成熟期的CP含量介于8.6 %～14.8 %。隨著生育期的推移，E-1、E-2和E-3的CP含量均表現(xiàn)出下降的趨勢，分別下降了4.00 %，3.57 %和2.63 %。在9月10日，E-1、E-2和E-3進入枯黃期，葉片變黃；麥賓草處于乳熟期，全株青綠色。E-1，E-3的CP含量顯著高于E-2(P<0.05，圖3)。

NDF和ADF變化如圖4～5，不同披堿草屬植物分蘗期-成熟期的NDF、ADF含量介于46.3 %～62.2 %、27.2 %～59.6 %，隨著生育時期的推移，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 含量從7月20日到9月10日變化幅度大，3種披堿草分別升高了28.1 %、25.4 %和22.8 %，說明此時3種材料的消化率快速下降。粗脂肪含量如圖6，隨生育期推移呈現(xiàn)下降的趨勢，不同時期不同材料間差異不顯著(P>0.05)。

圖5 不同生育時期4種材料ADF含量Fig.5 ADF content of different growth periods

圖6 不同生育時期4種材料EE含量 Fig.6 EE content of different growth periods

2.3 不同披堿草屬植物優(yōu)劣排序

在4種材料乳熟-完熟期，選取植物的株高、干草產(chǎn)量、粗蛋白、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、粗脂肪6項指標，通過灰色關(guān)聯(lián)度理論進行生產(chǎn)性能和營養(yǎng)品質(zhì)的優(yōu)劣分析，如表2所示，關(guān)聯(lián)度值越大表明該種與設(shè)定的“最優(yōu)材料”越接近，等權(quán)排序順序為E-3>E-4>E-2>E-1，通過加權(quán)關(guān)聯(lián)值順序為E-4>E-2=E-3>E-1。

3 討論與結(jié)論

披堿草屬植物作為西藏重要的鄉(xiāng)土優(yōu)勢植物之一[7]，在那曲極端惡劣的氣候條件下，收集馴化產(chǎn)量高，品質(zhì)好的披堿草屬野生牧草種質(zhì)資源具有很大的現(xiàn)實意義。李淑娟[8]對采自甘肅、陜西的野生披堿草在高寒區(qū)種植不能完成生育期，本研究表明，甘肅野生麥賓草、青海同德短芒披堿草以及西藏野生垂穗披堿草均可完成生育期，說明4種材料有很好的抗寒性和高原適應性，其中麥賓草生育期最長，并且表現(xiàn)出較好的生產(chǎn)性能，待進一步區(qū)域驗證推廣。

表2 供試材料的關(guān)聯(lián)度及排序

粗蛋白和粗脂肪含量越高，牧草的營養(yǎng)價值越好，而酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維值越高，飼料的消化率越差，飼用價值越低。本研究得出，4種材料粗蛋白和粗脂肪隨著生育期推移而降低，酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維增加的趨勢，說明營養(yǎng)價值在幼嫩期最高，生長中期處于中等，而生長后期最低。嚴學兵[9]在整個生長季莎草科植物中也得出同樣結(jié)論。比較材料間粗蛋白含量變化，以同德短芒披堿草下降幅度最低，表明該材料能夠較好的維持高蛋白這一性質(zhì)。本研究通過灰色關(guān)聯(lián)理論避免單一指標對牧草養(yǎng)分優(yōu)劣的不足。綜合分析表明，4種材料間優(yōu)劣順序為麥賓草>工布江達垂穗披堿草=同德短芒披堿草>安多垂穗披堿草，麥賓草的產(chǎn)量數(shù)據(jù)對評價貢獻較大。