饲用黑麦与高丹草复种栽培技术研究.pdf

文章编号:167325021(2008)0320078206 饲用黑麦与高丹草复种栽培技术研究 刘贵波,谢 楠,赵海明,李 源,李爱国 (河北省农林科学院旱作农业研究所/河北省农作物抗旱研究重点实验室,河北 衡水 053000) 摘要:20032005年在河北省农科院旱作所试验站内对饲用黑麦和高丹草复种栽培技术进行了研究,结果表明 两者可以进行上下茬搭配,一年两作,形成了饲用黑麦与高丹草复种栽培种植模式。饲用黑麦刈割一次,高丹草刈 割三次,全年共刈割四次,初步形成了河北低平原区能量型青鲜饲草的周年供应生产体系。饲用黑麦与高丹草复种 栽培模式与吨粮田相比,生物产量是吨粮田的1139倍,粗蛋白质产量是吨粮田的2. 29倍,光能利用率及能量产出也 均有较大幅度的提高;饲用黑麦和高丹草两茬的施肥量为:N 550kg/ hm2、P2O5300kg/ hm2、K2O 300kg/ hm2;灌溉较 吨粮田节水600m3/ hm2。 关键词:饲用黑麦;高丹草;品种筛选;播期效应;复种栽培 中图分类号:S548 文献标识码:A 国外联邦德国、 荷兰、 英国、 法国、 奥地利等欧洲 国家,在农业用地中人工草地面积约占农业用地的 50 %以上,大田耕作全面推行粮草轮作制,既稳定了 粮食产量,又保证了优质饲草料的周年供应,农业畜 牧业均得到长足发展1。在我国南方也有类似的研 究,张新跃等1 ,2针对四川盆地农牧业结构调整的 需要,提出了 “饲用玉米 黑麦草” 草地农业系统,并 开展了饲用玉米品种比较、 多花黑麦草品种比较与 生产性能研究2 ,3;刘芳在四川省洪雅县通过一年 生冷季和暖季饲草的季节轮作组合试验,构建了6 个饲草系统,与传统农作物系统相比,种植饲草的生 产系统具有较高的投入产出效率和净收入4。 根据饲用黑麦与高丹草的栽培生理学特性及以 往的相关研究推断,在河北低平原区饲用黑麦与高 丹草有可能形成一年两作。中国农科院土肥所的研 究表明5,冬牧70黑麦与高丹草在山东禹城可以实 现一年两作,是实现周年青绿饲料生产、 解决高效畜 牧业优质饲草供应的高效种植模式之一。受 “营养 体农业” 6的启示 ,充分利用当地气候、 土地、 生物资 源和植物的生长发育规律,根据能量和营养标准由 单纯收籽粒调整为收营养体,研究形成适宜河北低 平原区的饲草周年生产系统,可优化河北省的农业 生产结构。河北低平原区的粮食作物种植布局为小 麦夏玉米一年两作,王树安首创的吨粮田的研究就 是在这一生态区域内完成的,并提出了小麦夏玉米 上下两茬全年统一运筹栽培理论7。这种作物栽培 管理理念可为饲草的周年生产系统提供有意的借 鉴。本研究在借鉴上述两种观点的基础上,针对河 北低平原区的生态特点及畜牧业的发展需求,对饲 草的周年生产体系及饲用黑麦、 高丹草复种栽培模 式的建立进行了探讨。 1 材料和方法 111 试验地概况 试验于20032005年在河北省深州市护迟镇 的河北省农科院旱作所试验站内进行。试验地位于 东经11542 、 北纬3744,海拔高度20m ,全年平均 降水510mm ,其中70 %的降水集中在7月份和8月 份。年平均气温1216,无霜期206d。试验地养分 情况:全氮(N) 111g/ kg ,有效磷(P) 3213mg/ kg ,速 效钾( K)12514mg/ kg ,碱解氮(N) 6218mg/ kg ,有机 质1515g/ kg。 收稿日期:2007208216 ;修回日期:2008202228 基金项目:河北省农林科学院项目(A03222052 26) 作者简介:刘贵波(19652 ) , 男,河北武强人,研究员,硕士,1985 年毕业于河北农业大学,从事饲草作物育种及栽培技术研究,发表论 文30余篇,E2mail :lgb2884 yahoo1com1cn1 112 研究内容及方法 研究内容包括:饲用黑麦品种筛选,高丹草品种 筛选;饲用黑麦和高丹草的播期效应、 栽培学特性; 饲用黑麦、 高丹草的适宜刈割时期及次数;饲用黑 麦、 高丹草复种管理的施肥、 灌溉、 土壤耕作技术。 11211 品种筛选 高丹草品种筛选试验分春播和夏播两组进行。 11个高丹草品种,每个品种种植一小区,小区面积 3m5m ,行距35cm ,每小区种植8行,播种量 87 第30卷 第3期 中 国 草 地 学 报 2008年5月 Vol130 No13 Chinese Journal of Grassland May 2008 2215kg/ hm2,三次重复,随机区组设计。饲用黑麦 品种筛选试验是将引进的11个国内外新品种按小 区分别播种,小区面积2m5m ,每区10行,行距 20cm。随机区组设计,三次重复。 11212 播期试验 饲用黑麦播期试验设5个不同播期,分别为9 月10日、9月20日、10月3日、10月28日、11月10 日。每个播期播种一小区,小区面积2m5m ,行距 20cm ,每小区播10行,播种量均为150kg/ hm2,三 次重复,于抽穗期刈割测产。高丹草播期试验设7 个不同播期,分别为4月8日、4月15日、4月22 日、4月29日、5月6日、5月13日、5月20日。区 组设计,三次重复。每个播期播种一小区,小区面积 3m5m ,行距35 cm ,每小区播种8行,播种量均为 30kg/ hm2。 11213 栽培技术 饲用黑麦播量试验共设6个处理,分别为 75kg/ hm2、105kg/ hm2、135kg/ hm2、165kg/ hm2、 195kg/ hm2、225kg/ hm2。每个处理为一小区,小区 面积2m5m ,行距20cm ,每小区播10行,重复三 次。随机排列,10月3日播种,抽穗期刈割测产。 11214 饲用黑麦的青刈时期及刈割次数 将饲用黑麦的生长利用期限定在抽穗期 (4 月 23日 ) , 试验处理分为抽穗期一次刈割和抽穗期前 二次刈割。二次刈割组合的首次刈割日期分别为3 月27日、4月1日、4月6日、4月11日、4月16日。 第二次刈割均在4月23日。共计6个刈割试验处 理,每个处理播一小区,小区面积2m5m ,行距 20cm ,每小区播10行,播量165kg/ hm2。10月28 日播种,重复三次,随机排列。 11215 防除高丹草田杂草效果 试验用除草剂为propisochlor2atrazine (异丙草 胺-莠去津 ) , 前茬作物为饲用黑麦,6月23日播种 高丹草。试验设计参照该除草剂在夏玉米田的使用 方法,分别设定施用时期和施用量。施用时期分3 个时期:播种后2d(6月25日)、 出苗期(播种后6d , 6月29日)、 幼苗生长期(出苗后5d ,7月4日)。每 个施用时 期的施用 量均 为5个 水 平:分 别 为 0l/ hm2、11125l/ hm2、21250l/ hm2、31375l/ hm2、 41500l/ hm2;小区面积6m6m ,每个处理喷施一小 区。施用是在下午四时后将药剂兑水稀释后均匀喷 雾于地表面。 以上试验具体调查项目及方法按 有 关 文 献812进行。 11216 饲用黑麦与高丹草复种栽培模式与吨粮田 的比较 饲用黑麦与高丹草产量数据来源于品比试验研 究,吨粮田产量数据参考林治安和王树安的相关研 究5 ,7。吨粮田收入计算按400kg小麦加600kg玉 米计算,价格为20042005年的平均价;小麦为 1140元/ kg ,玉米为1110元/ kg。两种饲草采用的 是鲜草价格。 11217 肥水运筹技术 根据试验研究结果及参考相关研究,针对河北 低平原区的生态特点,对饲用黑麦与高丹草的复种 种植模式的施肥、 灌水及耕作技术进行分析评价。 2 结果分析 211 饲用黑麦与高丹草复种栽培的适宜播期及品 种筛选 研究表明,饲用黑麦不同播期的物候期及生长 发育存在明显差异。播期的推迟可导致孕穗期、 抽 穗期、 扬花期延迟,而且生长发育受阻,产量明显下 降。饲用黑麦在河北低平原区的适宜播期阈值下限 为10月底,生育的时间范围为10月中下旬至第二 年的4月20日左右8。而高丹草的春播最佳播期 为4月15日到4月22日,过早过晚均不好9。考 虑到与饲用黑麦接茬,播期最好在4月22日左右。 10月上旬高丹草生育进程结束时,若刈割期确定在 抽穗初期可进行三次刈割,其生育时间范围为4月 20日左右至10月上旬。在保证饲用黑麦与高丹草 均能进行正常生长发育的前提下,从时间分布上两 者恰好可一年两作上下茬搭配,形成饲用黑麦高丹 草复种栽培模式(图 1) 。 饲用黑麦与高丹草形成一年两作的理论基础 在于:首先是两者在植物生理学特性上存在着互 补,即对光温反映存在着互补。饲用黑麦为冷季 型饲草,可充分利用冬春的冷凉季节进行饲草生 产;而高丹草为暖季型饲草,且为C4作物,能充分 利用夏秋两季充足的光温资源,最大限度的提高 光能利用率。其次两者存在着播期效应方面的互 补。饲用黑麦对播期存在较大的惰性,秋季适期 晚播对其生长发育影响不大,为高丹草的秋季生 长提供较充足的时间;而高丹草的喜温性决定了 其播期不易太早,也使饲用黑麦在早春季节拥有 了充分的生长时间。 97 刘贵波 谢 楠 赵海明 李 源 李爱国 饲用黑麦与高丹草复种栽培技术研究 图1 饲用黑麦与高丹草全年轮作示意图 Fig11 The entire year rotate sketch map on forage rye together withSorghum sudanense 品种筛选确定出最适于与高丹草进行复种栽培 的饲用黑麦新品种为OKLON10。高丹草的品种 筛选表现最好的品种为健宝,不仅产草量高,粗蛋白 质产量、 分蘖能力、 再生性、 长势均较好;其次为晋草 1号、 瑞奥3号11。 表1 饲用黑麦与高丹草复种栽培模式与吨粮田效益比较 Table 1 The economic2efficient analysis on the composite cultivation system for forage rye together with Sorghum sudanenseand ton2farmland 种植 模式 Planting types 作物 种类 Crops 鲜草 产量 Fresh grass yield (t/ hm2) 生物 产量 Dry grass yield (t/ hm2) 粗蛋白 含量 Crude protein ( %) 粗蛋白 产量 Crude yield (kg/ hm2) 价格 Price ( ? / kg) 收入 Output ( ? / hm2) 支出 Input ( ? / hm2) 净收入 Profit ( ? / hm2) 产投比 Input/ output 能量 产出 Energy output (M J/ hm2) 光能利 用率 Radiation energy use efficiency ( %) 饲用黑麦高 丹草复种种植 The composite cultivation system for forage rye together with Sorghum sudanense 饲用 黑麦 Forage rye 37157151510112510012075003750375012100140925 高丹草 Sorghum sudanense 187153516141049841001101870064501225012190668924 合计 Total 225104510610910262001020016000121578098491145 吨粮田 Ton2farmland 小麦 Wheat 13181115015114084005895250511142245298 夏玉米 Maize 18145151915111099003195670513110327702 合计 Total 321262670101830090909210121015730001103 212 饲用黑麦与高丹草复种栽培模式的效益 饲用黑麦与高丹草复种栽培模式与吨粮田(小 麦夏玉米一年两作)相比具有明显的优势(表1) ,首 先是具有明显的产量优势,生物产量是吨粮田的 1139倍,粗蛋白质产量是吨粮田的2129倍,光能利 用率及能量产出也均有较大幅度的提高;另外,经济 效益也明显高于吨粮田,较吨粮田增加纯收入为 6790元/ hm2,虽然投入也有所增加,但增加的投入 08 中国草地学报 2008年 第30卷 第3期 仅为1110元/ hm2,增加幅度较小。饲用黑麦与高 丹草复种种植模式产投比也优于吨粮田,原因是由 于总体生长时间延长,增加了绿色覆盖时间,光能利 用率得以提高;另外基于营养体农业原理,饲用黑麦 与高丹草均在孕穗期到抽穗初期收获,因此较吨粮 田以收获籽粒为目的生物产量明显增加。同时,实 现了周年地面有绿色作物覆盖,光能和土地利用率 大大提高,单位面积的生物产量最大,使平原农区能 量型饲草由一年产出一次周年供应改变为一年产出 四次,基本实现了新鲜饲草的周年供应。 213 饲用黑麦与高丹草复种栽培技术运筹 试验证明,高丹草在河北低平原区春播、 夏播均 可。春播在4月中旬,年可刈割三次;夏播在6月中 旬,年可刈割二次11。在河北低平原区种植饲用黑 麦,若以收获鲜草为目的宜在抽穗期刈割,适宜的播 量为165kg/ hm28;如以单位面积的产草量和粗蛋 白质产量最高为目的,则一次刈割优于二次刈割,且 以抽穗初期至抽穗期一次性刈割效果最好11。 就施肥而言,针对单一的饲用黑麦或高丹草有过 一些研究报导。E1Fotyma等13在波兰用6个氮肥水 平进行黑麦生产性能试验,结果证实300kg/ hm2水平 下黑麦青刈产量最高。李志坚等通过氮肥、 磷肥、 钾 肥不同水平与组合研究了饲用黑麦干草产量的动态 关系,结果表明氮肥对产量的影响最大,钾肥影响较 小,磷肥居中。在试验范围内,就饲用黑麦干草产量 而言,施肥量投入N为1991527415kg/ hm2,P2O5 为1211514815kg/ hm2, K2O为84117kg/ hm2, 在此施肥量范围内可预测干草产量为7500 8175kg/ hm214 ,15。平俊爱等认为,晋草1号高丹草 的施肥量一般磷肥为750kg/ hm2,尿素375kg/ hm2 即可16。杨恒山等的研究指出,健宝高丹草的最优施 肥方案N为303189kg/ hm2,P2O5为240kg/ hm2, K2O 为240kg/ hm2,其产量为104378158kg/ hm217。而将饲 用黑麦和高丹草做为一个整体进行统筹考虑进行施 肥尚未见研究报道。参照以往研究,结合河北低平 原区的土壤条件,参照吨粮田的施肥标准,根据本研 究较大面积试验示范结果,饲用黑麦和高丹草两茬的 施肥量建议方案为N:550kg/ hm2,P2O5:300kg/ hm2, K2O:300kg/ hm2。磷肥和钾肥在饲用黑麦播前一次性 底施,饲用黑麦施用氮肥1/ 3 ,高丹草施用2/ 3 ,而且底 施追施各占1/ 2。 在灌水方面,杨恒山等在内蒙古通辽地区的研 究指出,健宝高丹草在四次灌水较雨养条件下显著 地提高了鲜、 干草产量,说明健宝宜在具备灌溉条件 的地区种植18。李志坚等对饲用黑麦的研究以利 用棉花冬闲田为目的,结果表明一般年份在足墒播 种(750m3/ hm2)条件下,翌年4月1日前后饲用黑 麦拔节期浇水一次(750m3/ hm2 ) , 就能满足其生长发育 对水分的需求;在雨水偏多、 土壤水分含量较多的年 份,可以不浇水或少浇水19。因此,饲用黑麦与高丹草 复种种植可较吨粮田节水灌溉一次,节水600m3/ hm2, 主要是春季饲用黑麦灌溉一次(600m3/ hm2)即可,小麦 一般需三次灌水(1800m3/ hm2)。为提高水的利用 率,可在饲用黑麦刈割前710d以600m3/ hm2的量灌 水一次,除饲用黑麦利用外同时为高丹草播种提供了 造墒水。高丹草本身较小麦、 玉米抗旱性强,灌水情 况同夏玉米。 就耕作方式而言,饲用黑麦播种耕作方式同冬 小麦,高丹草播种与夏玉米有所区别,不能免耕播 种,需灭茬翻耕后再播种。高丹草播种在4月中旬, 春季杂草相对较易控制,同时也可用除草剂防除杂 草20。 3 结论与讨论 311 研究明确了饲用黑麦和高丹草两类饲草可以 进行上下茬搭配,形成一年两作。饲用黑麦刈割一 次,高丹草刈割三次,两类饲草全年共刈割四次,初 步形成了饲用黑麦与高丹草复种栽培种植模式,使 平原农区的能量饲草一年产出一次改变为一年产出 四次,基本实现了新鲜饲草的周年供应,初步形成了 河北低平原区的饲草周年生产体系。 饲用黑麦高丹草复种栽培模式与吨粮田(小麦 夏玉米一年两作)相比,具有明显的产量优势,生物 产量是吨粮田的1139倍,粗蛋白质产量是吨粮田的 2129倍,光能利用率及能量产出也均有较大幅度的 提高,而且经济效益也明显高于吨粮田。 312 饲用黑麦和高丹草两茬的施肥量, N为 550kg/ hm2,P2O5为300kg/ hm2,K2O为300kg/ hm2。 磷肥和钾肥在饲用黑麦播前一次性底施,饲用黑麦施 用氮肥1/ 3 ,高丹草施用2/ 3 ,而且底施追施各占1/ 2。 饲用黑麦与高丹草复种种植可较吨粮田节水 600m3/ hm2,为提高水的利用率可在饲用黑麦刈割前 710d灌水一次,除饲用黑麦利用外同时为高丹草 播种提供了造墒水;高丹草灌水情况同夏玉米。 313 以上研究结果还存在一些问题值得探讨。首 先是施肥技术如全年施肥量及氮磷钾不同配比立足 18 刘贵波 谢 楠 赵海明 李 源 李爱国 饲用黑麦与高丹草复种栽培技术研究 于河北低平原区的生态条件和地力条件,有待深入 研究;在试验的三年内饲用黑麦未发现虫害危害,而 高丹草有的年份发现少量蚜虫存在,但未造成危害, 主要是在第三茬草发现有叶部病害靶斑病发生,危 害较轻,需要进一步观察研究;另外高丹草饲草的机 械化收获在较大面积情况下需要考虑,青刈后的青 贮技术、 贮存饲喂效果尽管前人有类似研究,但还需 要深入探讨。饲用黑麦高丹草复种种植是饲草周年 生产的模式之一,不一定是最佳周年生产模式,虽与 吨粮田比较具有明显优势,是否还有其它更好的饲 草周年种植模式有待探讨;考虑可持续发展和河北 低平原区水资源严重匮乏的现实,该模式的节水效 益研究尚欠深入,对水资源的利用问题尚须深入研 究明确。 参考文献( References) : 1 黄文惠,郑卓杰1 建立我国农区三元结构生产体系的可能及设 想J 1 草地学报,1997 ,5(3) :14821531 Huang Wenhui ,Zheng Zhuojie1Possibility and tentative design for the establishment of tri2elements structure in the agricul2 tural system in ChinaJ 1Acta A grestia Sinica ,1997,5(3 ) : 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