龍會(huì)英，何華玄，張德，金杰，史亮濤，張明忠，白昌軍＊

（1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所，云南 楚雄651300；2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所，海南 儋州571737）

干熱的氣候條件和土壤嚴(yán)重退化是元謀干熱河谷的主要特點(diǎn)。土壤以燥紅土為主，抗蒸發(fā)能力弱，旱季土壤干旱相當(dāng)嚴(yán)重，土壤水分嚴(yán)重虧缺，嚴(yán)重制約本區(qū)植被恢復(fù)。雨季由于高溫高濕，土壤有機(jī)質(zhì)分解極快，得不到補(bǔ)充。土壤侵蝕嚴(yán)重，有機(jī)質(zhì)含量低，氮素磷素嚴(yán)重缺乏［1］。植被為南亞熱帶樹灌草叢，優(yōu)勢(shì)草地為扭黃茅（Heteropogoncontortus）、孔穎草（Bothriochloapertusa），豆科牧草稀少［2］，加上過度放牧及自然環(huán)境自身的脆弱性等因素導(dǎo)致了自然草地退化加劇，局部地區(qū)草地這一唯一有效的生態(tài)屏障已破壞殆盡，水土流失頻繁發(fā)生，草地難以恢復(fù)，嚴(yán)重制約著元謀乃至整個(gè)長(zhǎng)江流域的可持續(xù)發(fā)展。如何提高本區(qū)退化土壤有機(jī)質(zhì)和氮素磷素是值得研究的一個(gè)課題。國內(nèi)外相關(guān)研究表明，種植豆科牧草可以提高土壤氮素含量，豆科植物的共生固氮作用相當(dāng)于給系統(tǒng)施用了氮肥，從而增加了生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力［3］。在地中海氣候干旱地區(qū)，通過種植固氮植物來實(shí)現(xiàn)土壤營養(yǎng)平衡的恢復(fù)，通過固氮作用來增加營養(yǎng)，或使用有機(jī)肥料增加土壤微生物的活性，逐漸恢復(fù)退化土壤的含磷量。非洲西部熱帶干旱地區(qū)或其他干熱地區(qū)的退化土壤恢復(fù)主要是針對(duì)氮素缺乏開展豆科植物的恢復(fù)。有研究顯示，在岡比亞發(fā)現(xiàn)西非部分豆科植物的結(jié)瘤能力，為這一干旱地區(qū)退化土壤修復(fù)提供了新途徑［2］。干旱、半干旱草原區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，土壤氮素含量低、有機(jī)質(zhì)貧乏。豆科植物共生固氮作用在天然草地土壤氮素循環(huán)中具有重要意義［4］，是該地區(qū)氮素的潛在供給庫。果園間種豆科牧草能抑制果園雜草生長(zhǎng)，提高土壤肥力，促進(jìn)果樹生長(zhǎng)［5］。

鑒于柱花草（Stylosanthesguianensis）是熱帶地區(qū)重要的優(yōu)良豆科牧草［6］，具有莖葉產(chǎn)量高、草品質(zhì)好、耐旱、耐酸性瘦土的特點(diǎn)，廣泛用于青飼料、草粉生產(chǎn)、放牧、水土保持、果園覆蓋和綠肥作物等［7］，在我國的海南、廣東、廣西、云南、福建、四川、貴州、重慶等省區(qū)推廣種植面積超過20多萬hm2，已形成了“北有苜蓿，南有柱花草”的草產(chǎn)業(yè)化發(fā)展新格局。云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所在多年生態(tài)恢復(fù)中，加強(qiáng)熱帶豆科牧草引種及利用研究，以豆科草本植物固氮，通過其固氮能力改善和穩(wěn)定區(qū)域退化土壤理、化、生環(huán)境及覆蓋固土保水增加退化土壤濕度為切入點(diǎn)，探討系統(tǒng)內(nèi)豆科草本植物在退化土壤恢復(fù)中的效應(yīng)。龍會(huì)英等［8，9］對(duì)柱花草引種研究表明，柱花草是適應(yīng)云南干熱河谷區(qū)種植的優(yōu)良牧草，具有保持水土、固氮、培肥改土及飼喂牲畜功能，但在柱花草選育方面研究工作剛剛起步。目前，中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院品種資源研究所已選育出了熱研2號(hào)柱花草、熱研5號(hào)柱花草、西卡柱花草等品種，但針對(duì)干熱河谷氣候環(huán)境耐熱抗旱柱花草品種的選育方面研究不多，因此，根據(jù)本區(qū)自然資源及山地環(huán)境的實(shí)際，重視和加強(qiáng)退化山地耐旱、高產(chǎn)豆科牧草的引種、選育及利用工作，可為干旱及半干旱地區(qū)的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的治理及農(nóng)村畜牧業(yè)的發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

西卡柱花草（S.scabracv.Seca）、CIAT11362柱花草（S.guianensisTPRC90075）、熱研5號(hào)柱花草（S.guianensiscv.Reyan No.5）、90089柱花草（S.guianensisTPRC90089）、CIAT1044（2）柱花草［S.guianensisCIAT1044（2）］、CIAT11363（2）柱花草［S.guianensisTPRC90074（3）］、TPRCR273柱花草（S.guianensisTPRC R273）、L8柱花草（S.guianensisTPRC L8）、L1（90096）柱花草（S.guianensisTPRC L1）、GC1480柱花草（S.guianensisGC1480）、GC1579柱花草［S.guianensisGC1579（EMBRAPA）］、熱研 2 號(hào)柱花草（S.guianensiscv.Reyan No.2），所有參試材料均來自中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院品種資源研究所。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地采取完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，4次重復(fù)，小區(qū)面積為2.0m×2.5m＝5m2，株行距為50cm×50cm，每小區(qū)種植20塘穴，重復(fù)與重復(fù)相距1.5m，小區(qū)與小區(qū)相距1.0m。

1.3 試驗(yàn)區(qū)自然概況

試驗(yàn)地設(shè)在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所羊開窩基地退化生態(tài)系統(tǒng)綜合治理技術(shù)研究試驗(yàn)示范區(qū)（25°50′67.7″N，101°49′35.3″E）進(jìn)行，海拔1 071m。該區(qū)夏季高溫多雨，冬季低溫干旱，試驗(yàn)從2007年6月－2009年11月，跨度3年，30個(gè)月，試驗(yàn)期月均溫21.7℃，最高氣溫33.4℃，最低氣溫7.5℃，平均相對(duì)濕度61.5%，平均地表溫度25.9℃，最高地表溫度61.7℃，最低地表溫度5.8℃。30個(gè)月合計(jì)的降水量1 737.7mm，蒸發(fā)量3 681.3mm，是降水量的2.12倍，日照時(shí)數(shù)合計(jì)5 998.9h，土壤為沙壤土，種植初0～20cm土層有機(jī)質(zhì)0.395%，全氮0.046%，速效磷7.79mg／kg，速效鉀104.0mg／kg，pH 值6.65。20～40cm土層有機(jī)質(zhì)0.534%，全氮0.053%，速效磷25.1mg／kg，速效鉀95.5mg／kg，pH 值6.46。

1.4 種植與田間管理

育苗移栽，2007年6月22日移栽種植成活后雨養(yǎng)栽培（未灌溉），未追肥，年清除雜草2～3次。柱花草種子硬實(shí)率較高，播種前對(duì)柱花草材料進(jìn)行硬實(shí)處理（用85℃熱水浸泡3min）［10］，播種深2cm，理論播種量為37.5 kg／hm2，種植樣地施底肥15 000kg／hm2農(nóng)家肥［11，12］。

1.5 測(cè)定內(nèi)容與方法

觀測(cè)時(shí)間為2007年7月－2009年11月，采用常規(guī)方法觀察或觀測(cè)參試牧草各品種（系）的生育期、植株的絕對(duì)株高與分枝數(shù)、莖葉比、產(chǎn)草量、青干比等指標(biāo)［13，14］。其中，生育期從移栽成活采用定株法5d觀測(cè)1次；每年7，9，11月測(cè)定產(chǎn)量，3年合計(jì)測(cè)產(chǎn)6次，每次測(cè)產(chǎn)均測(cè)定青干比。2007年11月初測(cè)定產(chǎn)量時(shí)從重復(fù)1小區(qū)選10株測(cè)定植株的株高和分枝數(shù)，并取樣分析各品種營養(yǎng)成分，牧草營養(yǎng)成分由昆明誠爾信農(nóng)業(yè)分析測(cè)試技術(shù)有限公司協(xié)助測(cè)試。2008年測(cè)產(chǎn)時(shí)測(cè)定各品種葉莖比、越旱率、增產(chǎn)性。2009年測(cè)定種植3年后植株的保存率。

參照層次分析法［15］，對(duì)柱花草抗旱性、產(chǎn)量、品質(zhì)性狀等進(jìn)行量化分析，以評(píng)價(jià)引種柱花草的綜合性能。設(shè)年均產(chǎn)量重要值為7個(gè)（7為20.00～22.00t／hm2，6為18.00～20.00t／hm2，5為16.00～18.00t／hm2，4為14.00～16.00t／hm2，3為12.00～14.00t／hm2，2為12.00～10.00t／hm2，1為8.00～10.00t／hm2）。設(shè)旱季產(chǎn)量重要值為7個(gè)（7為7.00～8.00t／hm2，6為6.00～7.00t／hm2，5為5.00～6.00t／hm2，4為4.00～5.00 t／hm2，3為3.00～4.00t／hm2，2為2.00～3.00t／hm2，1為1.00～2.00t／hm2）。設(shè)保存率重要值7個(gè)（7為85.00%以上，6為80.00%～85.00%，5為75.00%～80.00%，4為70.00%～75.00%，3為65.00%～70.00%，2為60.00%～65.00%，1為55.00%～60.00%）。設(shè)干鮮比重要值為9個(gè) （9為0.3以上，8為0.29，7為0.28，6為0.27，5為0.26，4為0.25，3為0.24，2為0.23，1為0.22）。設(shè)葉莖比重要值為5個(gè) （5為1.05～1.10，4為1.00～1.05，3為0.95～0.99，2為0.91～0.94，1為0.85～0.90）。設(shè)粗蛋白重要值為6個(gè) （6為70.0%，5為16.0%～16.9%，4為15.0%～15.9%，3為14.0%～14.9%，2為13.0%～13.9%，1為12.0%～12.9%）。設(shè)粗纖維重要值為7個(gè)（7為20%以下，6為20.0%～24.9%，5為25.0%～29.9%，4為30.0%～34.9%，3為35.0%～39.9%，2為40.0%～45.9%，1以下為46.0%）。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和處理，株高與分枝之間的關(guān)系進(jìn)行線性回歸分析，多重比較采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 生育時(shí)期

牧草生育期是指牧草在生長(zhǎng)發(fā)育過程中，在形態(tài)上發(fā)生顯著變化的各時(shí)期。牧草在不同的發(fā)育時(shí)期，不僅形態(tài)上有了顯著變化，而且對(duì)環(huán)境條件的要求上也可能發(fā)生改變［16］。所有參試材料的成活率為90%以上（表1），均能完成其生長(zhǎng)周期，其中，早花材料是西卡柱花草，始花期是8月25日，其次是90089柱花草、CIAT1044（2）柱花草、TPRCR273柱花草，這些種質(zhì)可以作為種子繁育材料。晚花材料是L8柱花草，始花期是11月5日，晚花種質(zhì)可以作為鮮食的飼草材料。在元謀干熱河谷，10月進(jìn)入干旱季節(jié)，空氣濕度較低，不利作物開花結(jié)實(shí)，對(duì)于種子生產(chǎn)的材料生殖生長(zhǎng)期越早越好。而這個(gè)時(shí)期是飼草作物較短缺時(shí)期，對(duì)于飼草飼料材料應(yīng)越晚越好。所有參試材料種子成熟時(shí)間為2月10日－3月10日，早熟與后熟材料相差10～60d。

表1 生育期觀測(cè)表Table 1 Period of duration observation

2.2 生長(zhǎng)量

CIAT11363（2）柱花草株高最高，10月底生長(zhǎng)量為108.80cm，顯著高于L8柱花草，而與L1（90096）柱花草無差異（表2）。西卡柱花草分枝數(shù)最高，10月底分枝為28.60，顯著高于L8柱花草，而與其他柱花草材料無差異。通過測(cè)定各參試材料分枝數(shù)、株高生長(zhǎng)量及與各自產(chǎn)草量的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，所有參試材料間比較而言，植株的株高和分枝數(shù)對(duì)產(chǎn)量的影響顯著（P＜0.05），與產(chǎn)量均為正相關(guān)關(guān)系。產(chǎn)量與株高的相關(guān)性y＝19.41x＋13 752，R2＝0.016 4，產(chǎn)量與分枝的相關(guān)性y＝188.12x＋10 461，R2＝0.040 6。

表2 柱花草各品種植株分枝數(shù)、株高與產(chǎn)量Table 2 The branching number，height and the output of S.guianensis

2.3 干草產(chǎn)量

CIAT11362柱花草產(chǎn)量最高，3年年均產(chǎn)量達(dá)到20.31t／hm2，顯著高于其他品種（P＜0.05）。因此，CIAT11362柱花草在產(chǎn)量上占據(jù)優(yōu)勢(shì)，GC1579柱花草和CIAT1044（2）柱花草的干草產(chǎn)量也相當(dāng)可觀（表2）。

2.4 營養(yǎng)價(jià)值

干鮮比是衡量牧草水分含量和干物質(zhì)指標(biāo)，干鮮比高說明該品種干物質(zhì)積累性能較好，是曬制干草和青貯的理化依據(jù)之一。所有參試材料平均干鮮比為0.20～0.31，干鮮比最高的是西卡柱花草，為0.31，顯著高于90089柱花草（表3）。說明西卡柱花草是曬制干草較好的材料，90089柱花草干鮮比最低，是直接飼喂牲畜的優(yōu)質(zhì)牧草。葉莖比能夠較好地反映牧草的適口性及品質(zhì)，是牧草評(píng)價(jià)中的一項(xiàng)重要指標(biāo)，葉莖比的高低直接決定牧草營養(yǎng)價(jià)值的高低與牧草品質(zhì)的好壞［17］。葉莖比高，表明葉量大，纖維含量較低，營養(yǎng)價(jià)值高，利用價(jià)值也高，反之越低。葉莖比最高的材料是90089柱花草（表3），顯著高于GC1480柱花草（P＜0.05）。

在常規(guī)分析中，通常把粗蛋白、粗纖維作為飼用植物評(píng)價(jià)營養(yǎng)價(jià)值的指標(biāo)，粗蛋白高的種質(zhì)等級(jí)越高，粗纖維越高的種質(zhì)等級(jí)越差［18］。熱研5號(hào)柱花草、90089柱花草、L1（90096）柱花草和熱研2號(hào)柱花草粗蛋白含量大于16%，為上等。其他在10%～15%，為中等。CIAT11363（2）柱花草、GC1579柱花草粗纖維小于28%，為上等。CIAT11362柱花草、熱研5號(hào)柱花草、CIAT1044（2）柱花草、TPRCR273柱花草、L1（90096）柱花草、熱研2號(hào)柱花草粗纖維大于34%，為下等（表2，3）。

2.5 抗旱性

冬季產(chǎn)量是衡量牧草抗旱指標(biāo)之一，冬季產(chǎn)量高抗旱能力強(qiáng)。旱季產(chǎn)量最高的品種是CIAT11362柱花草（表4），顯著高于西卡柱花草。旱季排列前3名分別是CIAT11362柱花草、CIAT11363（2）柱花草和GC1579柱花草，它們的產(chǎn)量分別是7.17，5.60，4.85t／hm2，說明這3個(gè)柱花草材料比較耐旱，適宜在干旱半干旱地區(qū)種植。另外，保存率也是評(píng)價(jià)牧草抗旱的指標(biāo)，3年保存率越高抗旱力越強(qiáng)，CIAT11362柱花草保存率為87.50%，顯著高于GC1480柱花草（P＜0.05），與熱研5號(hào)柱花草之間無差異，但與其他柱花草有差異。

表3 柱花草各品種干鮮比、葉莖比及營養(yǎng)成分測(cè)定表Table 3 The analysis result of nutrition quality，Dry／Fresh and Leaf／Stem of S.guianensis

表4 不同柱花草材料綜合評(píng)價(jià)Table 4 General appraise of S.guianensisin the experiment

3 討論與結(jié)論

1）在元謀干熱河谷，雨量集中于6－10月，冬季干旱加上不是熱帶牧草的生長(zhǎng)季節(jié)，需要選育晚花品種，這樣可緩解一些飼草飼料短缺現(xiàn)狀。參試材料中晚花材料是L8柱花草，始花期是11月5日，但年均產(chǎn)量不高。

2）所有參試材料間比較而言，植株的株高和分枝數(shù)對(duì)產(chǎn)量的影響顯著（P＜0.05），與產(chǎn)量均為正相關(guān)關(guān)系。CIAT11363（2）柱花草例外，其株高最高，10月底生長(zhǎng)量為108.80cm，但年均產(chǎn)量不高。

3）干熱的氣候條件和土壤嚴(yán)重退化是元謀干熱河谷的主要特點(diǎn)，因此在本區(qū)柱花草選育中應(yīng)側(cè)重于耐熱抗旱指標(biāo)。通過本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，CIAT11362柱花草、GC1579柱花草是綜合性能最好的品種（表4）。CIAT11362柱花草年均產(chǎn)量（20.31t／hm2）、旱季產(chǎn)量（7.17t／hm2）和保存率（87.50%），在參試材料中為第一，是產(chǎn)量最高及抗旱性較強(qiáng)的種質(zhì)，與他人研究結(jié)果一致［15，19，20］。即滿足了牧草高產(chǎn)的要求，也比較耐旱，營養(yǎng)價(jià)值也有保障，適應(yīng)退化山地種植，唯一不足的是粗纖維較高。其次，GC1579柱花草產(chǎn)量高，品質(zhì)也好。

4）在柱花草優(yōu)良材料的篩選中，對(duì)于某方面具有優(yōu)越性的種質(zhì)也不能忽視。比如，90089柱花草、熱研5號(hào)柱花草和西卡柱花草3個(gè)柱花草材料各有不同優(yōu)點(diǎn)。CIAT11362柱花草產(chǎn)量雖高但粗纖維高；GC1579柱花草產(chǎn)量排列第二，其葉莖比大于1，粗纖維最小，品質(zhì)較好；90089柱花草雖然產(chǎn)量低但葉莖比最高，粗蛋白排列第三，品質(zhì)中上，是直接鮮飼的牧草；熱研5號(hào)柱花草雖然產(chǎn)量低但粗蛋白最高，葉莖比大于1，品質(zhì)優(yōu)良；西卡柱花草粗蛋白最低，產(chǎn)量也不高，但其干鮮比最高，是曬制干草的最佳材料。

［1］朱紅業(yè).封禁恢復(fù)扭黃茅群落對(duì)退化燥紅土土壤結(jié)構(gòu)、水分和肥力的影響［D］.北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005.

［2］張映翠.鄉(xiāng)土草本植物對(duì)干熱河谷退化土壤修復(fù)的生態(tài)效應(yīng)及機(jī)制研究－以金沙江干熱河谷為例［D］.重慶：西南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005.

［3］Temperton Vicky M，Mwangi Peter N.Scherer－lorenzen michael schmid bernhard，Buchmann Nina.Positive interactions between nitrogen－fixing legumes and four different neighbouring species in a biodiversity experiment［J］.Oecologia，2007，151：190－205.

［4］王平，周道瑋，姜世成.半干旱地區(qū)禾－豆混播草地生物固氮作用研究［J］.草業(yè)學(xué)報(bào)，2010，19（6）：276－280.

［5］易顯鳳，賴志強(qiáng)，蔡小艷，等.果園套種豆科牧草試驗(yàn)研究［J］.草業(yè)科學(xué)，2010，27（8）：161－165.

［6］王小華，莊南生，王英，等.DES誘變與離體培養(yǎng)結(jié)合篩選柱花草抗寒突變體的研究［J］.草業(yè)學(xué)報(bào)，2010，19（1）：263－267.

［7］莫億偉，郭振飛，謝江輝，等.溫度脅迫對(duì)柱花草葉綠素?zé)晒鈪?shù)和光合速，率的影響［J］.草業(yè)學(xué)報(bào)，2011，20（1）：96－101.

［8］龍會(huì)英，沙毓滄，朱紅業(yè)，等.元謀干熱區(qū)種植豆科草本植物和灌木生態(tài)效應(yīng)［J］.水土保持研究，2009，（16）：250－253.

［9］龍會(huì)英，金杰，張德，等.豆科牧草和灌木在元謀干熱河谷小流域綜合治理的應(yīng)用研究［J］.水土保持研究，2010，（2）：254－258.

［10］劉國道.海南飼用植物志［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，1999.

［11］龍會(huì)英，張映翠，朱宏業(yè)，等.熱研2號(hào)柱花草在元謀干熱河谷區(qū)的栽培技術(shù)［J］.中國草地，2003，（6）：21－23.

［12］史亮濤，金杰，張名忠，等.云南熱帶優(yōu)質(zhì)牧草栽培及利用技術(shù)［M］.昆明：云南科技出版社，2009.

［13］白昌軍，劉國道.熱帶牧草種質(zhì)資源描述規(guī)范［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2005.

［14］何華玄，易克賢，蔡碧云，等.22個(gè)柱花草品系比較試驗(yàn)［J］.熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，（4）：14－18.

［15］龍會(huì)英，沙毓滄，張映翠，等.元謀干熱河谷熱帶優(yōu)良牧草柱花草引種試驗(yàn)［J］.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，21：376－382.

［16］段德寅.南方山區(qū)建立人工草場(chǎng)的研究［J］.科技通報(bào)，1992，（5）：10－14.

［17］羅富成，畢玉芬，黃必志.草業(yè)科學(xué)實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)書［M］.昆明：云南科技出版社，2008.

［18］任繼周.草業(yè)科學(xué)研究方法［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1998.

［19］羅富成，畢玉芬，王玉梅，等.亞熱帶高濕地區(qū)柱花草品種比較試驗(yàn)［M］.云錦鳳，張澤軍.中國草學(xué)會(huì)牧草育種委員會(huì)第七屆代表大會(huì)論文集［C］.昆明：云南科技出版社，2009：245－252.

［20］龍會(huì)英，沙毓滄，朱紅業(yè)，等.8份圭亞那柱花草在元謀干熱河谷的引種研究［J］.西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2007，20：1078－1084.