张 晖,邓 琳,李珊珊,崔 育,曾宪煌,张 斌,陈 平,李永泉,周 胜*

(1.仲恺农业工程学院,广东广州 510225;2.广东粤雄林业投资有限责任公司,广东韶关 512400)

目前,我国牧草产业与畜牧业发达国家相比差距很大。在畜牧业生产发达国家,牧草属于作物生产的重要组成部分,在农业生产中占据重要地位。另一方面,我国居民膳食结构持续升级,优质动物蛋白需求增大,牧草需求刚性增加。在有限的土地资源如何生产更多的牧草蛋白资源已成为行业面临的重大问题。除了要继续加强牧草种质资源创新外[1],还要向森林要食物。目前,全国以林下种植、养殖、采集等为主的林下经济年产值超9 000亿元。国家林业和草原局印发的《林草产业发展规划(2021—2025年)》指出,重点发展林下中药材、林下食用菌、林下养殖及林下采集加工等,引导加工企业向林下种植养殖集中区延伸。在林下、山地种植牧草使“向森林要食物”成为问题解决的方法。过去,通过茶园或果园套种豆科牧草[2]、禾本科牧草[3]均显示有效防止或减少水土流失和地力衰退[4-6],提高产品品质[7],豆科牧草的根系可促进土壤水稳性团粒结构的形成,提高土壤的渗透与保水能力[8]。研究表明,在桉树林下套种糙毛假地豆(Desmodiumheterocarpon)可有效抑制杂草,并对土壤条件有改善作用[9],林下种植牧草对家禽鸡、鹅的生产性能均有促进作用[10-12]。不同林地的立地条件,环境因子均对牧草的生长产生影响,其中土壤的结构、营养成分以及理化性质均会对牧草的品质产生影响。为筛选适合于广东省韶关市红壤地区[13-14]林下种植的牧草,笔者通过实地播种,优选适合该林地土壤和气候环境下种植的牧草,以期为更好地推广林下牧草提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验区概况韶关市位于广东省北部,地处112°53′～114°45′E,23°53′～25°31′N,全境直线距离东西长186.3 km,南北为173.4 km。该区气候属南亚热带湿润型,具有潮湿、温暖、多雨、雨季和旱季明显等特点。总体地势北高南低,山峦起伏,以中低山为主。河流主要属珠江水系北江流域,北江以浈江为干流,主要支流有武江、墨江、锦江、翁江、南水。土壤包括红壤、赤红壤、紫色土等六大土类,其中红壤分布面积最广[12]。试验地土壤理化指标:pH 4.60±0.04,电导率(67.83±1.64)μS/cm,盐含量(0.13±0.06) ng/L,总氮(18.00±0.00) mg/kg,总磷(24.33±0.58)mg/kg,总钾(58.00±1.00) mg/kg。

1.2 材料采用的牧草包括山毛豆、木豆、甜象草、大叶菊苣、糖蜜草和晚熟狼尾草。种子采购于郑州开元草业科技有限公司。

1.3 种植方法试验于2022年3月在广东韶关开展,2022年12月结束,牧草种子按一定的播种密度(糖蜜草1 g/m2,木豆5 g/m2,大叶菊苣1 g/m2,山毛豆5 g/m2,晚熟狼尾草15 g/m2,甜象草6 g/m2)于3 m×3 m经修整过的山地进行撒播。分别于播种后90 d测量株高,并对其中的1 m×1 m面积上的牧草进行收割以预估产量,采集牧草样品用于营养指标分析,在180 d对牧草再次测定株高。

1.4 牧草营养成分分析采集的牧草样品带回实验室自然低温烘干,计算其含水率,并粉碎、密封备用。牧草营养指标分析包括粗脂肪、粗蛋白、粗纤维、灰分测定。其中采用石油醚索氏提取法测定粗脂肪含量;采用凯氏定氮法测定粗蛋白含量;采用酸碱分次水解消煮法测定粗纤维含量;采用灰化法进行测定灰分含量。

1.5 数据分析采用SPSS 23.0对测定指标进行单因素方差分析和DUNCAN检验,并使用Sigmaplot 14.0软件绘图。

2 结果与分析

2.1 株高比较由图1可见,在播种90 d,晚熟狼尾草的株高达到250 cm,为6种牧草中最高,甜象草次之,为180 cm。豆科植物山毛豆和木豆株高分别为120和150 cm,糖蜜草高度为90 cm,大叶菊苣最小,仅28 cm。播种180 d除了晚熟狼尾草株高没有大变化,仍为250 cm,其他牧草株高均有不同程度增加,其中甜象草株高较播种90 d增加了122%,达到400 cm;山毛豆和木豆则分别增加了75%和100%,分别为210和300 cm;大叶菊苣的株高为45 cm,而糖蜜草株高增加到105 cm。

注:不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicate difference between treatments(P<0.05).图1 牧草株高比较Fig.1 Comparison of forage height

2.2 含水率比较从图2可见,在6种牧草中含水率最高的是大叶菊苣(81.4%),甜象草(77.7%)次之。糖蜜草、山毛豆、木豆3种牧草含水率接近,分别为71.8%、70.7%和69.1%。晚熟狼尾草最小,仅64.5%。

注:不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicate difference between treatments(P<0.05).图2 牧草含水率比较Fig.2 Comparison of forage water content

2.3 产量比较从图3可见,鲜重产量较高的是晚熟狼尾草和甜象草,播种90 d产量分别达到172 470和176 415 kg/hm2;而山毛豆较木豆产量要高77%,产量为21 480 kg/hm2,大叶菊苣与木豆相似,只比木豆多4%;糖蜜草为6种牧草中鲜重最低的,仅11 370 kg/hm2。从干重来看,甜象草最高,达136 995 kg/hm2,其次是晚熟狼尾草111 180 kg/hm2;豆科的山毛豆产量是木豆的1.8倍,木豆的干草产量与糖蜜草差异不大,后者为8 160 kg/hm2;大叶菊苣的鲜草含水率最高,但其干草产量仅有10 290 kg/hm2。

注:不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicate difference between treatments(P<0.05).图3 牧草产量比较Fig.3 Comparison of forage yield

2.4 粗蛋白含量比较从图4可知,2种豆科植物的粗蛋白含量显著高于另外4种牧草,山毛豆的粗蛋白含量为17.0%,高于木豆的15.3%,两者之间差异显著(P<0.05)。甜象草的粗蛋白(8.8%)与大叶菊苣(9.3%)差异不显著(P>0.05),糖蜜草粗蛋白含量最低,仅4.5%,比晚熟狼尾草的粗蛋白含量低13%。

注:不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicate significant difference in statistics(P<0.05).图4 牧草粗蛋白含量比较Fig.4 Comparison of crude protein content of forage

2.5 粗脂肪含量比较从图5可知,木豆的粗脂肪含量最高,为4.1%,显著高于山毛豆(P<0.05)。大叶菊苣的粗脂肪含量仅次于木豆,为3.5%,其与山毛豆的粗脂肪含量差异显著(P<0.05),甜象草的粗脂肪含量为大叶菊苣的50%。糖蜜草和晚熟狼尾草间粗脂肪含量相同,均为1.2%。

注:不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicate significant difference in statistics(P<0.05).图5 牧草粗脂肪含量比较Fig.5 Comparison of crude fat content of forage

2.6 粗纤维含量比较在粗纤维含量比较中(图6),山毛豆的粗纤维含量最高,达到372.7 g/kg,其次为晚熟狼尾草(352.0 g/kg)和糖蜜草(349.3 g/kg),且三者间差异不显著(P>0.05)。木豆的粗纤维含量最低,仅212.7 g/kg,为同属豆科山毛豆的57%。大叶菊苣的粗纤维含量为214.0 g/kg,与木豆差异不显著(P>0.05)。甜象草的粗纤维含量为295.3 g/kg,介于6种牧草中间。

注:不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicate significant difference in statistics(P<0.05).图6 牧草粗纤维含量比较Fig.6 Comparison of crude fibre of forage

2.7 灰分含量比较从图7可见,大叶菊苣的灰分含量为6种牧草中最高,达11.6%,且显著高于另外5种牧草(P<0.05)。排在第2的是甜象草,其灰分含量只有大叶菊苣的79%,灰分含量为9.17%。糖蜜草的灰分含量与甜象草差异不显著(P>0.05),灰分含量为8.05%;与山毛豆(7.10%)、晚熟狼尾草(6.73%)差异不显著(P>0.05)。木豆的灰分最低,仅5.70%,只有大叶菊苣的49%。

注:不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicate significant difference in statistics(P<0.05).图7 牧草灰分含量比较Fig.7 Comparison of ash content of forage

3 结论与讨论

目前,我国饲草料需求与供给总体上趋于平衡,但是不同区域间饲草需求和供给存在明显差异[15],预计2035年我国优质干草需求总量为4 815万t,需要优质饲草种植面积约为535万hm2[16]。而南方山地多,气候变化相对缓和,有利于牧草的生产。大力开展林草复合经营是实现我国草业可持续发展的重要措施之一,也是改善生态环境的有效途径之一[17]。

广东是一个山地丘陵多的省份,而丘陵地大部分为红壤[18],粤北韶关地区红壤分布面积最广,其次为黄壤、水稻土和石灰土[13]。林地红壤类土壤的导水性、持水能力和供水能力一般均较低[19],肥力也是相对瘠薄。

林地由于在管理上没有果园、水田的精耕细作,在管理上属于粗放型。同种牧草在不同立地条件下的生产性能有很大差异。该试验中禾本科牧草晚熟狼尾草在播种90 d的株高达到250 cm,甜象草(180 cm)次之。如果从林地来看,对于一般的油茶林(树高200 cm),或者初植的人工林来说并不适合。豆科植物山毛豆(120 cm)较木豆(150 cm)矮30 cm,其对成年的油茶林来说影响相对要小于甜象草或晚熟狼尾草。播种90 d糖蜜草高度为90 cm,播种180 d为105 cm。株高最低的是大叶菊苣,播种180 d为45 cm。对牧草株高要求高的林地均能较好适应,一般林地面积都比较大,牧草株高过大过快生长易对树高较矮的目的经济树种产生影响,这需要结合生产需要对牧草进行定期刈割。如果作为林下牧草种植,则应该选择株高较矮的牧草进行替代种植,如大叶菊苣和糖蜜草。

牧草的株高与产量呈正相关,禾本科牧草的产量最高,播种90 d晚熟狼尾草和甜象草鲜草产量分别达到了172 470和176 415 kg/hm2,远远高于另外4种牧草。山毛豆较木豆产量要高77%,鲜草产量为21 480 kg/hm2。甜象草和晚熟狼尾草干草产量分别达到136 995和111 180 kg/hm2。山毛豆(21 480 kg/hm2)是木豆的1.8倍,糖蜜草产量为11 370 kg/hm2。2种豆科植物的粗蛋白和粗脂肪含量显著高于2种禾本科牧草。木豆的粗纤维和灰分含量均为6种牧草中最低。

综合来看,山毛豆、糖蜜草、大叶菊苣更适合作为林下牧草种植,特别是对于粗放管理的林地,其有利于减少对幼龄林生长的影响。禾本科的甜象草和狼尾草更适合大面积单一种植,并配合周期性的钊割,以减少与目的树种产生光照、水分等竞争。目前,南方研究林下牧草种植的不多,白昌军等[20]筛选出适合海南人工桉树(Eucalyptus)林 下 间 作 的 柱 花 草(Stylosanthesguianensis)热研10号和热研2号等;梁英彩等[21]筛选出山毛豆(Tephrosiacandida)作为桉树幼林期最佳林下间种牧草,其产量高、质量好、耐阴性强,且易形成覆盖率较高的草层,与该试验中得出的山毛豆作为韶关地区林下种植的结果一致。极端低温对粤北地区林下种植牧草的影响的研究还有待于进一步研究。