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木豆引种筛选试验

2022-02-15罗天琼莫本田龙忠富

湖北农业科学 2022年22期
关键词:茎叶比鲜草分枝

罗天琼,张 瑜,莫本田,龙忠富

(1.贵州省农业科学院草业研究所,贵阳 550025;2.贵州省农业科学院畜牧兽医研究所,贵阳 550005)

豆科牧草因蛋白质含量高、适口性好、适应性强,能固定大气中氮素,提高土壤肥力,可兼作绿肥和蜜源植物,是草地畜牧业发展中重要的饲草类型。近年来,贵州省草地畜牧业发展较快,对优质豆科牧草需求量大,在政策与市场的趋动下,其种植面积逐年增加,优良草种供不应求。且贵州省气候类型属于高原季风湿润气候,大部分地区气候温和,冬无严寒,夏无酷暑,四季分明,常年雨量充沛,特别利于营养体植物生长。但因高温多湿气候明显,土壤黏性重,透气性差,不利于豆科牧草生长,易发生根腐病、白娟病、病毒病等。因而,适宜种植的优良豆科牧草品种少,限制了豆科牧草在贵州省喀斯特山区的推广利用,制约了贵州省草地生态畜牧业的快速健康发展。

木豆(Cajanus cajan)为豆科木豆属多年生常绿直立小灌木,又名树黄豆、鸽豆、柳豆等,广泛分布于非洲和亚洲的热带和亚热带地区,是世界六大食用豆类之一,也是惟一的木本食用豆类,是印度等国家的主要食用豆类作物。木豆全身是宝,其青子粒是优质美味蔬菜;成熟子粒可用作粮食或饲料;嫩枝、干鲜叶是草食动物的优质饲料;干茎杆是优质薪柴、建筑材料及造纸原料;开花期可放养蜜蜂,成株可放养紫胶虫生产紫胶;木豆根系发达,具有固氮作用,对丘陵地区退耕还林、荒山荒坡和石漠化山区生态恢复与重建具有重要经济价值和生态价值[1-9]。

本研究从广西壮族自治区畜牧研究所与云南省林业和草原科学院引进3 份木豆及贵州省农业科学院草业研究所前期杂交试验中筛选的23 份表现特异材料,从中筛选适宜贵州省种植的优良品种,为丰富贵州省中低海拔地区豆科牧草种质资源,解决因品种资源匮乏导致的饲草产量低、品质差、种源不足等提供技术支撑,对贵州省草地畜牧业持续健康发展具有重要作用。

1 试验地概况

试验地位于贵州省草业研究所独山基地,地处贵州省独山县麻万镇石牛坡村,东经107°33′、北纬25°51′,海拔970 m,年平均气温15 ℃,年降雨量1 346 mm,极端高温34 ℃、极端低温-8 ℃,≥10 ℃年积温4 538 ℃,无霜期271 d、年日照时数1 337 h,年均相对温度82%;土壤条件为黄棕壤、pH 5.97、有机质1.698%,全氮0.21%,水解氮156.98 mg/kg,速效磷18.3 mg/kg、速效钾110.20 mg/kg、肥力中等。

2 材料与方法

2.1 试验材料

供试木豆品种如表1 所示。播种时间分别为2019年4月15日和2020年4月10日。

表1 供试木豆品种名称及来源

2.2 试验设计

试验采用随机区组排列,小区面积15 m2(3 m×5 m),行距60 cm,株距50 cm,每小区8 行、每行6株,共计48 株,播种量为每穴5 粒种子,重复6 次,其中3 个重复用于物候期和种子产量测定,3 个重复用于牧草产量测定,试验地四周设1 m 保护行,区组间距70 cm。田间施肥管理为施农家肥30 t/hm2、磷肥225 kg/hm2作为底肥;苗期及时中耕除杂;每次刈割利用后及时追施磷肥225 kg/hm2。注意排除田间积水,避免烂根。

2.3 测定项目

2.3.1 物候期 观察植株苗期至枯黄期的生长发育情况,包括出苗期、分枝期、现蕾期、初花期、结荚期、成熟期、枯黄期等。其中10%植株开花为初花期,50%植株开花为盛花期,60%荚果变为褐色为成熟期,其他各时期均以50%植株达到该时期为准,计算其生育期。

2.3.2 成熟期株高 每个小区随机取10 株,测量地面到植株最高部位的高度,求其平均值。

2.3.3 病虫害测定 于苗期、开花结荚期及种子成熟期分别调查植株及种子遭受病虫侵害情况[10,11]。

2.3.4 一级分枝数 每小区中选择有代表性植株20 株,调查单株一级分枝数,计算其平均值。

2.3.5 茎叶比 于孕蕾期称取牧草样品250 g,将茎、叶(叶包括叶片、叶柄、托叶、花蕾4 部分)分开,分别称取其重量,计算茎与叶比重。

2.3.6 鲜干草产量 鲜草产量测定:第一次测产时间为孕蕾期,再生草于植株高45~50 cm 时测产,测产时刈割全区,折算其年产鲜草量。

2.3.7 种子产量测定 待小区种子达完熟期时,采收种子测产,折算其年产种量。

2.4 数据分析

数据采用Excel 2007 和DPS7.50 软件分析处理。

3 结果与分析

3.1 物候期

分 别 于2019年4月15日 和2020年4月10日 播种,不同生育期进行观察记载两年,所有参试品种在独山基地种植,均能正常开花结实,完成整个生育周期。参试品种在4月中上旬播种,播种后10 d 即可出苗。进入分枝期后,早熟品种201511、201512、201514、201515、201516、201517、201518、201517-3度-1、201517-3度-2、201515-1、201515-2、201515-3、201501-1、201501-3、201501-3-2 15 份材料于6月中下旬分枝,6月下旬至7月中上旬现蕾,8月中下旬达盛花期,8月下旬至9月上旬结荚,9月中下旬种子成熟,成熟期株高为124~286 cm,整个生育期为168~182 d;中晚熟品种引进棕黄色、引进米黄色、云南豆汤色、201501、201502、201503、201504、201505、201507、201508、201510、201513 12 份材料于6月下旬至7月中上旬分枝,8月中下旬至9月上旬现蕾,9月至10月上旬进入盛花期,其中云南豆汤色和201503 于10月上旬才达盛花期,9月下旬至11月上旬结荚,成熟期为10月下旬至11月下旬,成熟期株高为165~248 cm,整个生育期为188~226 d(表2)。

表2 参试木豆品种2019—2020年物候期情况

3.2 病虫害发生情况

3.2.1 病害发生情况

1)木豆根腐病(Fusarium undunButtlum)。所有参试品种均易发生根腐病。该病在整个生育期都易感染,其症状是首先根系感染发病,然后从植株基部向上蔓延形成一条紫带(幼嫩植株不易看到紫带),植株感病后树势衰弱,枝叶低垂,叶片浮肿,叶脉清晰可见,叶色退绿翻黄,新生小叶和主枝梢部逐渐枯死,切开主茎或枝条,可见木质部呈黑褐色,主要发生在苗期,发病率达20%~30%,治愈率很低。

2)木豆茎枯病(PhytophthoraBlight)。所有参试品种中有少数排水条件不好的地块易发生,该病一般发生在雨季、高温干旱或干湿交替的情况下易发生,其症状为感病植株叶片呈水渍状病斑,茎和叶柄呈红褐色至黑褐色,病斑在主茎上呈环绕状,其边缘会产生膨大囊状愈伤瘿,上部逐渐干枯,病原感染茎、叶,但不感染根系,主要原因是土壤排水不良造成的,发病率达3%~10%,治愈率很低。

3)木豆不育花叶病(Storility mosaic)。该病常发生在种植豆科牧草多年的地块,所有参试品种有部分植株会发生该病。主要发病期一般在种植后40~60 d 前发病,即感病植株不能开花结实,其症状为嫩叶的叶脉透明枝叶丛生,节间变短,叶片缩小,有亮绿色或黑绿色斑点。该病早期会导致植株完全不育,往往还伴随白粉病的发生,尤其在旱季发生较重,且越靠近老梢,白粉病花叶病越重,一般发病率达5%~10%。

3.2.2 虫害发生情况

1)豆荚野螟(Maruca testulalisGeyer)。所有参试品种均易发生该病。即豆荚野螟幼虫危害叶、芽、花和果实并织成蜘蛛网丝,藏于网内取食危害,也钻蛀于荚内取食嫩豆粒。在贵州省1年发生5~6 代。成虫昼伏夜出,有趋光性,卵散产在嫩芽、花蕾或叶柄上,幼虫孵化后蛀花危害,一般3 龄幼虫大部分钻蛀嫩豆荚,4~5 龄幼虫在豆荚中取食危害,蛀入孔可见虫粪,幼虫可多次转荚危害,老熟幼虫在植株阴蔽处,土表或浅土中钻茧化蛹,一般产量损失达30%。

2)豆黑荚蝇(Melanagromyza chalcosomaSpendect)。所有参试品种在出苗期和分枝初期叶片较嫩时易发生。豆黑荚蝇主要寄生在木豆的幼嫩枝条上吸取叶液,被害植株停止生长,叶片萎缩而陆续脱落。在排水条件差的情况下,常引起烟煤病,形成污秽叶子。该虫吸食汁液量大,植株水分流失严重,使木豆生长不良,树势衰退,发芽数减少甚至整个枝条枯死,是危害较大的虫害之一。

3)绿豆象(Callosobruchus chinensis Linnacus)。所有参试品种均易发生。绿豆象危害老熟及收获储藏后的种子,荚外壁可明显看出圆孔及白色卵,受害种子表面有卵及圆孔可识别。其成虫在豆荚或种子上产卵,在卵附着的基部钻入豆荚或种子内吃食化蛹,成虫从幼虫钻入形成的规则圆孔爬出,4~5 周完成1 代,生活史的时间长短受温度和湿度影响较明显。

3.3 一级分枝数测定

通过2年的一级分枝数测定,结果(表3)表明,参试材料中201501、201507、201513、201514、201517、201501-1、201501-3、201501-3-2、引进米黄色9 份材料的一级分枝数为8.0~13.5 个,其中201514 和201517 的一级分枝数最少,为8.0~9.0 个;其他17 个材料的一级分枝数为15.0~26.5 个,其中201502 和引进棕黄色的一级分枝数最高,为26.0~26.5 个。

表3 一级分枝数调查结果 (单位:个)

3.4 茎叶比测定

在孕蕾期分别对各参试材料进行茎叶比测定,表明茎叶比在2.50∶1.00~2.88∶1.00 的材料分别为云南豆汤色、201510、201501、201501-1、201512、201502、201516、201501-3 8 份材料;茎叶比在2.92∶1.00~3.25∶1.00 的材料为201501-3-2、201515-2、201515-1、201517-3 度-1、201517、201514、201511、201505、201504、201503、引进米黄色、引进棕黄色等12 份材料;茎叶比在3.35∶1.00~3.45∶1.00 的材料分别为201515-3、201517-1 度-2、201513 3 份材料。茎叶比较低的8 份材料云南豆汤色、201510、201501、 201501-1、 201512、 201502、 201516、201501-3 的叶含量较丰富;茎叶比含量较高的201515-3、201517-1 度-2、201513 的其叶含量相对较低(表4)。

表4 茎叶比测定结果

3.5 鲜草产量测定

2019—2020年分别在孕蕾期进行第一次刈割,以后再生草长至45~50 cm 时进行测产,则每年可刈割3 次。参试26 个材料两年平均鲜草产量在56.06~67.18 t/hm2,其中鲜草产量较高的材料分别是201510、201505、201502、201508、201516,其鲜草产量在65.41~67.18 t/hm2之间;鲜草产量最低的材料分别是201512、201513、云南豆汤色、2021515-1、引进米黄色和引进棕黄色,其鲜草产量在56.06~62.00 t/hm2之间;其他15 个材料的鲜草产量在62.20~65.18 t/hm2之间(表5)。

表5 2019—2020年木豆鲜草产量测定结果

续表5

通过对参试26 份材料的鲜草产量进行差异显著性分 析表明,201510、201505、201502、201508、201516、201517、201517-3 度-1、201518、201507、201501-1、201501-1、201501-3、201503、201514 14个材料之间差异不显著,与201501-3-2、201515-2、201515-3 和引进棕黄色4 份材料之间差异达显著水平,与引进米黄色、201515-1、云南豆汤色、201513和201512 5 份材料之间差异达极显著水平;201504、201501、201511、201517-1度-2、201501-3-2、201515-2、201515-3、引进棕黄色、201515-1、云南豆汤色10 个材料之间差异不显著,与201513 和201512 2 个材料之间差异达显著水平。

3.6 种子产量测定

2019—2020年分别对26 份参试材料进行种子产量的测定。结果表明,26 份参试材料均能正常开花结实,完成整个生育周期,2年平均种子产量在1 841.33~4 221.58 kg/hm2。其中种子产量较高的分别是201516、引进料黄色、201511、201507、201517 5 份材料,其种子产量在3 252.45~4 221.58 kg/hm2之间;种子产量最低的分别是云南豆汤色、201513、201512、201501、201501-1 5 份材料,其种子产量在1 841.33~2 627.57 kg/hm2之间;其他16 个材料的种子产量在2 658.33~3 236.33 kg/hm2之间(表6)。通过对26 份参试材料的种子产量进行差异显著性分析表明,201516 与其他25 份材料之间差异达极显著水平;引进米黄色、201511、201507、201517、201517-3 度-1、引进棕黄色、201508、201518 8 个材料之间差异不显著,与201503、201515-3、201515-2、201515-1、201501-3、201504、201501-3-2、201502、201501-01、201501 10 个材料之间差异达显著水平,与201512、201513 和云南豆汤色3 个材料之间差异达极显著水平;201503、201515-3、201515-2、201515-1、201501 -3、201504、201501-3-2、201502、201501-01、201501 10 个材料之间差异不显著,与201512、201513 和云南豆汤色3 个材料之间差异达显著水平。

表6 2019—2020年木豆种子产量

续表6

4 结论

26 份参试材料在贵州省独山县麻万镇石牛坡村基地种植2年均能正常开花结荚完成整个生育周期。其中,早熟品种201511、201512、201514、201515、201516、201517、201518、201517-3 度-1、201517-3 度-2、201515-1、201515-2、201515-3、201501-1、201501-3、201501-3-2 15 份材料于6月中下旬分枝,8月中下旬达盛花期,9月中下旬种子成熟期,成熟期株高为124~286 cm,整个生育期为168~182 d;中晚熟品种引进棕黄色、引进米黄色、云南豆汤色、201501、201502、201503、201504、201505、201507、201508、201510、201513 12 份材料于6月下旬至7月中上旬分枝,9月至10月上旬进入盛花期,成熟期为10月下旬至11月下旬,成熟期株高为165~248 cm,整个生育期为188~226 d。

参试26 个材料在独山种植,整个生育期均易感染根腐病,排水条件不良的小区易感染茎枯病,种植豆科牧草多年的小区易感染不育花叶病;豆黑荚蝇在苗期和分枝期易发生,豆荚野螟在整个生育期均易发生,绿豆象在开花、结荚及种子成熟及贮藏期均发生。以上病虫害均很难防治,因其繁殖能力强、速度快,无法根治。

参试材料中,201502 和引进棕黄色2 份材料的一级分枝数较多达26.0~26.5 个,15 份材料的一级分枝数在15.0~25.0 个,9 份材料的一级分枝数较少,仅为8.0~13.5 个。

孕蕾期各参试材料茎叶比在2.50∶1.00~3.45∶1.00 之间,其中茎叶比2.50∶1.00~2.88∶1.00 之间的材料分别为云南豆汤色、201510、201501、201501-1、201512、201502、201516、201501-3 8份材料;茎叶比在3.35∶1.00~3.45∶1.00 的材料分别为201515-3、201517-1 度-2、201513 3 份材料。

参试26份材料平均鲜草产量在56.06~67.18 t/hm2,其中鲜草产量65.41~67.18 t/hm2之间的材料分别是201510、201505、201502、201508、201516 5 份材料;其鲜草产量较低在56.06~62.00 t/hm2之间的分别是201512、201513、云南豆汤色、2021515-1、引进米黄色和引进棕黄色6 份材料。

参试26 份材料平均种子产量在1 841.33~4 221.58 kg/hm2,其中种子产量较高,在3 252.45~4 221.58 kg/hm2之间的材料分别是201516、引进料黄色、201511、201507、201517 5 份材料;种子产量较低在1 841.33~2 627.57 kg/hm2之间的材料分别是云南豆汤色、201513、201512、201501、201501-1 5 份材料。

通过引种筛选试验,提出了适宜作牧草刈割利用的材料分别为201510、201505、201502、201508、201516 5份材料,其鲜草产量可达65.41~67.18 t/hm2;适宜作种子生产利用的材料为201516、引进料黄色、201511、201507、201517 5 份材料,其种子产量可达3 252.45~4 221.58 kg/hm2;其中,201516 可作牧草及种子生产兼用型品种,为生产上不同用途的推广利用提供了优良品种。

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