疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)为多年生半灌木豆科植物,主要分布于中国西北和中亚沙漠绿洲过渡带[1]。疏叶骆驼刺具有根系发达[2]、耐旱[3]、耐盐[4]、再生能力强[5]等特点。疏叶骆驼刺地上部分草产量高、营养价值优,是干旱荒漠地区可种植利用的首选饲草之一[6]。据统计,我国吐鲁番市疏叶骆驼刺群落总面积达8万hm2。因地制宜开发利用新的饲草资源对发展畜牧业具有重要意义。科学刈割方式对植物群落具有保护作用。适当刈割可提高植物对阳光和土壤养分的吸收效率,加强其再生能力,改善生理作用,延缓叶片衰老[7]。植物的刈割时间需要考虑草产量和营养品质,从而达到有效利用饲草料的目的[8]。因此,探究不同生育期植物的产量与营养价值,对提高饲草的利用具有重要作用。本试验通过比较不同生长环境及刈割期的疏叶骆驼刺产量与营养成分动态变化趋势,确定高产、优质的适时收获期,为该品种的合理刈割提供参考。1材料与方法1.1试验地概况试验于2021年4月—11月在新疆吐鲁番艾丁湖骆驼刺生态保护基地(42°28′N,89°12′E)进行,地处吐鲁番盆地腹地,西南为托克逊县郭勒布依乡,东南边为鄯善县迪坎尔乡,南边紧邻吐鲁番盆地最低处艾丁湖,面积达1.07×105 hm2,低于海平面100 m,属于单一植被生长的草场。该区域属大陆性暖温带荒漠气候,光照充足,年总日照时数3 200 h,日照率为69%,年均气温14.2 ℃,极端高温达50 ℃,地表温度超过80 ℃,全年无霜期271 d,年降水量不足20 mm,蒸发量为2 844.9 mm。1.2供试材料供试材料为新疆吐鲁番艾丁湖镇骆驼刺生态保护基地提供的多年生疏叶骆驼刺植株,该基地从2009年开始实行封闭禁牧管理。1.3试验设计试验固定2个样地,样地面积为100 m×100 m,调查植被以分布(均匀性)、大小(高度、冠幅、盖度)、数量(大于50)为样地筛选标准,分别从每个样地选取4个样方,共8个样方,样方面积为5 m×5 m,间距50 m,进行定位观测。采集营养期、初花期、盛花期、末花期、结荚期、成熟期和枯黄期的样品,测定样品的性状、产量、营养指标,记录生育期天数。样地的基本信息见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.21.020.T001表1样地的基本信息样地编号面积/m2样地描述A100×100地形平坦,清理枯草B100×100地形平坦,枯草未清理1.4测定指标及方法1.4.1生育期调查调查每个样地的营养期、初花期、盛花期、末花期、结荚期、成熟期和枯黄期的日期(指每个样方大于50%的植株达某一时期的日期)。1.4.2植株数量与盖度记录各样方植株数量及盖度(目测法)。1.4.3形态指标按目测分别在各样方取10株(大、中、小)疏叶骆驼刺,使用钢尺和游标卡尺测定分枝数、株高、灌丛冠幅长(宽)度。1.4.4草产量根据1.4.2与1.4.3结果,从各样方选取3株具有代表性的植株留茬10 cm刈割。每次刈割时,称取鲜重,分离茎、叶,在105 ℃烘箱中杀青2 h,60 ℃烘箱中烘干至恒重,称干重,计算茎叶比,根据取样比例换算平均样方总产量,推算每公顷产量。茎叶比=茎干重/叶干重(1)样方总产量=平均单株质量×样方内株数(2)1.4.5营养成分指标风干样品粉碎,过40 mm筛,采用凯氏定氮法测定粗蛋白(CP)含量,采用蒽酮比色法测定可溶性碳水化合物(WSC)含量,采用范氏洗涤法测定中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)和酸性洗涤木质素(ADL)含量。参考文献[9]计算饲草相对饲用价值(RFV)、可消化干物质(DDM)、干物质采食量(DMI)和总可消化营养物(TDN)数值。RFV=DMI×DDM/1.29(3)DDM=88.9-0.779×ADF(4)DMI=120/NDF(5)TDN=81.38+CP×0.36-ADF×0.77(6)1.5数据统计与分析采用Excel 2019进行试验数据整理,SPSS 26.0软件进行方差和相关性分析,Duncan's进行多重比较。结果以“平均值±标准差”表示,P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1不同生长环境对疏叶骆驼刺生育期的影响(见表2)由表2可知,各样地疏叶骆驼刺于4月9日进入营养期,样地A和样地B的生育期分别为235、223 d。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.21.020.T002表2不同生长环境对疏叶骆驼刺生育期的影响样地生育期全生育期/d营养期初花期盛花期末花期结荚期成熟期枯黄期A4月9日8月4日8月15日8月26日9月5日9月17日11月30日235B4月9日6月8日6月19日7月8日7月25日8月10日11月18日2232.2不同生长环境对疏叶骆驼刺群落的影响(见表3)由表3得知,样地A疏叶骆驼刺的植株数量、盖度、分枝数、密度均显著高于样地B(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.21.020.T003表3不同生长环境对疏叶骆驼刺群落的影响样地植株数量/个盖度/%分枝数/个密度/m2A269.75±39.90a74.67±1.54a5.27±0.75a2.04±0.26aB156.00±15.83b55.93±6.55b3.91±0.90b1.59±0.27b注:同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P0.05)。2.3不同生长环境及生育期对疏叶骆驼刺株高、灌丛冠幅的影响(见表4)由表4可知,随着生育期的推进,样地A和样地B疏叶骆驼刺的株高、冠幅长度、宽度逐渐升高,株高在末花期达到最高。样地A和样地B疏叶骆驼刺的冠幅长度、宽度均在盛花期达到最高,与营养期相比,盛花期的样地A和样地B疏叶骆驼刺的冠幅长度分别提高了7.6%、5.0%,冠幅宽度分别提高了2.5%、3.2%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.21.020.T004表4不同生长环境及生育期对疏叶骆驼刺株高、灌丛冠幅的影响样地生育期株高冠幅长度冠幅宽度A营养期55.22±0.60Db62.24±2.30Cb63.40±2.80Bb初花期59.16±1.60Cb64.50±3.20Bb64.80±2.60Bb盛花期60.10±1.50Bb67.00±1.30Ab65.00±1.80Ab末花期62.15±2.30Ab67.00±1.30Ab65.00±1.80Ab结荚期62.15±2.30Ab67.00±1.30Ab65.00±1.80Ab成熟期62.15±2.30Ab67.00±1.30Ab65.00±1.80Ab枯黄期62.15±2.30Ab67.00±1.30Ab65.00±1.80AbB营养期66.80±1.60Ca80.38±2.30Ba81.59±1.50Ba初花期68.00±2.70Ba83.60±3.10Ba83.90±1.50Aa盛花期68.10±3.80Ba84.40±1.40Aa84.20±1.50Aa末花期69.21±1.10Aa84.40±1.40Aa84.20±1.50Aa结荚期69.21±1.10Aa84.40±1.40Aa84.20±1.50Aa成熟期69.21±1.10Aa84.40±1.40Aa84.20±1.50Aa枯黄期69.21±1.10Aa84.40±1.40Aa84.20±1.50Aa注:同列数据肩标不同大字母表示同一样地不同生育期差异显著(P0.05),不同小字母表示同一生育期不同样地差异显著(P0.05);下表同。cm从营养期到枯黄期,样地A疏叶骆驼刺的株高和冠幅长度、宽度均显著低于样地B(P0.05)。2.4不同生长环境及生育期对疏叶骆驼刺茎叶产量的影响(见表5)由表5可知,随着生育期的推进,各样地的疏叶骆驼刺茎叶鲜草、干草产量均呈先上升后下降的趋势,且在盛花期达到最高(P0.05),从营养期到枯黄期样地A和样地B之间存在显著差异(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.21.020.T005表5不同生长环境及生育期对疏叶骆驼刺茎叶产量的影响样地生育期鲜草产量/(kg/hm2)干草产量/(kg/hm2)茎叶比A营养期7 484±520Da4 412±248Da3.86±0.10Ba初花期9 996±500Ca4 912±136Ca2.65±0.15Ca盛花期12 128±729Aa5 972±228Aa2.14±0.10Ca末花期11 468±1 008Ba5 640±512Ba2.56±0.10Cb结荚期11 000±592Ba5 160±284Ca2.85±0.14Cb成熟期9 184±363Da5 032±552Ca3.20±0.10Bb枯黄期6 712±216Ea4 560±160Da4.51±0.10AbB营养期3 904±204Db1 824±136Db3.58±0.07Ca初花期4 800±208CDb2 468±588CDa1.84±0.10Db盛花期8 512±492Ab4 572±396Aa2.58±0.16CDa末花期6 996±422Bb4 344±106Ba3.70±0.19Ca结荚期6 788±480Bb3 388±148Ca3.83±0.15Ca成熟期6 416±466Bb3 092±624Ca4.09±0.14Ba枯黄期5 544±256Ca2 724±148CDb4.84±0.06Aa随着生育期的推进,各样地的茎叶比均呈先下降后上升的趋势,在枯黄期达到最高(P0.05),样地A疏叶骆驼刺的茎叶比在初花期显著高于样地B(P0.05),末花期到枯黄期显著低于样地B(P0.05)。2.5不同生长环境及生育期对疏叶骆驼刺茎叶营养成分及饲用品质的影响(见表6、表7)由表6可知,随着生育期的推进,各样地疏叶骆驼刺的CP含量呈先上升后下降的趋势,在盛花期达到最高(P0.05);从营养期到枯黄期,样地A的疏叶骆驼刺CP含量显著高于样地B(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.21.020.T006表6不同生长环境及生育期对疏叶骆驼刺茎叶营养成分的影响样地生育期CPWSCNDFADFADLA营养期13.59±0.74Ca9.76±0.39Ca30.11±0.36Eb27.25±0.25Db10.08±0.23Fb初花期15.08±0.98Ba10.58±0.37BCb35.63±0.55Db28.06±0.13CDb11.42±0.90Eb盛花期16.29±0.10Aa14.00±0.14Aa35.81±0.56Db28.60±0.32Cb12.21±0.49Eb末花期15.56±0.13Ba11.85±0.20Ba37.28±0.43Cb33.23±0.58Bb15.25±0.37Db结荚期15.39±0.24Ba11.50±0.34Ba40.25±0.15Bb33.49±0.54Bb16.18±0.21Cb成熟期11.46±0.10Da14.70±0.18Aa41.11±0.34Bb34.81±0.68Bb17.58±0.25Bb枯黄期8.75±0.25Ea7.78±0.29Da42.97±0.87Ab36.92±0.26Ab19.31±0.38AbB营养期12.06±0.24Bb8.82±0.21Db38.90±0.38Fa36.37±0.75Ca13.53±0.33Ea初花期12.47±0.25Bb13.51±0.13Ba39.86±0.53Ea36.56±0.24Ca14.97±0.42Da盛花期14.07±0.18Ab14.55±0.24Aa42.84±0.87Da36.78±0.58Ca15.53±0.61Da末花期10.56±0.74Cb10.50±0.21Cb43.95±0.64Ca37.12±0.79Ca17.04±0.56Ca结荚期10.25±0.05Cb9.35±0.10Db44.38±0.54Ca40.79±0.55Ba19.70±0.26Ba成熟期6.63±0.25Db13.89±0.20Aa45.36±0.46Ba43.73±0.31Ba22.08±0.47Ba枯黄期5.85±0.22Eb5.10±0.16Eb47.57±0.70Aa44.32±0.43Aa23.18±0.60Aa%样地A疏叶骆驼刺的WSC含量在成熟期达到最高,与盛花期差异不显著(P0.05);样地B疏叶骆驼刺的WSC含量在盛花期达到最高,与成熟期差异不显著(P0.05)。由表6可知,随着生育期的推进,各样地疏叶骆驼刺的NDF、ADF、ADL含量逐渐升高,均在枯黄期达到最高(P0.05);从营养期到枯黄期,样地A疏叶骆驼刺的NDF、ADF、ADL含量显著低于样地B(P0.05)。由表7可知,随着生育期的推进,各样地疏叶骆驼刺的RFV、TDN逐渐下降,且均在枯黄期达到最低(P0.05),从营养期到枯黄期,样地A疏叶骆驼刺的RFV、TDN显著高于样地B(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.21.020.T007表7不同生长环境及生育期对疏叶骆驼刺饲用品质的影响样地生育期RFVTDN/%A营养期209.07±4.15Aa65.29±1.46Aa初花期175.03±4.90Ba65.22±2.24Aa盛花期173.06±3.86Ba65.21±2.25Aa末花期157.23±1.38Ca61.39±2.13Ba结荚期145.16±5.00Da61.13±1.21Ba成熟期139.20±4.47Ea58.70±1.53Ca枯黄期130.19±4.49Fa56.10±1.23DaB营养期144.48±3.80Ab58.44±1.59Ab初花期140.60±4.34Bb57.57±1.18Ab盛花期131.52±3.48Cb57.55±1.45Ab末花期126.96±3.40Db56.49±1.61Ab结荚期119.74±2.82Eb53.77±1.67Bb成熟期112.45±2.06Fb50.09±2.23Cb枯黄期106.33±3.39Gb49.36±1.36Db2.6疏叶骆驼刺株高、草产量与营养指标的相关性分析(见表8)由表8可知,株高与NDF、ADF及ADL呈极显著正相关(P0.01,R=0.87、R=0.87和R=0.70),与CP呈显著负相关(P0.05,R=-0.60);单株鲜重与单株干重呈极显著正相关(P0.01,R=0.84),与WSC呈显著正相关(P0.05,R=0.49);单株干重与WSC呈显著正相关(P0.05,R=0.46);CP与WSC呈显著正相关(P0.05,R=0.42),与NDF、ADF及ADL呈极显著负相关(P0.01,R=-0.77、R=-0.84和R=-0.84);NDF与ADF、ADL呈极显著正相关(P0.01,R=0.93和R=0.92)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.21.020.T008表8疏叶骆驼刺株高、草产量与营养指标的相关性分析项目株高单株鲜重单株干重CPNDFADFWSCADL株高1.00单株鲜重0.271.00单株干重0.230.84**1.00CP-0.60*0.350.311.00NDF0.87**0.090.11-0.77**1.00ADF0.87**-0.01-0.05-0.84**0.93**1.00WSC-0.020.49*0.46*0.42*-0.18-0.241.00ADL0.70**-0.04-0.07-0.84**0.92**0.93**-0.251.00注:“**”表示在P0.01水平上呈极显著相关,“*”表示在P0.05水平呈显著相关。3讨论3.1不同生长环境对疏叶骆驼刺生育期的影响牧草的生育期可以反映生长发育变化特征与适应性,对营养品质动态变化具有显著影响[10-11]。严成等[12]对吐鲁番市疏叶骆驼刺物候观测分析得出,疏叶骆驼刺的生育期为3月至11月,约230 d,与本研究结果基本一致。本试验中,随着气温和降水量提高,植株生长速度变快,样地A和样地B分别在8月4日与6月8日进入初花期,差异较大,之后进入不同生育期,于11月18日和11月30日相继进入枯黄期完成整个生育期。当地4月至9月平均温度大于20 ℃,7月极端高温达46 ℃,降水量低于2 mm,水分状况恶劣条件下,依然完成整个生育期,这与根系深、地下器官发达与潜水位相链接可以获取正常所需水分供应有关。由于11月当地气候干燥和温度低(2.12 ℃)等因素的影响,枯黄期样地内大部分植株仍为绿色,提高了疏叶骆驼刺用于饲料补给的价值[12]。3.2不同生长环境和生育期对疏叶骆驼刺茎叶产量的影响天然牧草植株生长高度可以反映草产量[13]。本研究中,不同样地定点观测的疏叶骆驼刺株高范围在55.22~69.21 cm,冠幅长度在62.24~84.4 cm,冠幅宽度在63.4~84.2 cm,与韩章勇等[14]在新疆策勒测定的平均高度(56.8 cm)和冠幅大小(135.8 cm×140.5 cm)结果具有明显差异,原因可能是植株生长年限和生长环境条件所致。本试验研究表明,样地A和样地B疏叶骆驼刺鲜(干)草产量均在盛花期最高,而且样地A大于样地B,表明样地A疏叶骆驼刺生育期长、灌丛密度高,并且清理枯草有利于提高草产量[15]。茎叶比可以反映牧草的适口性和叶片数量丰富性[16]。本试验发现,样地A疏叶骆驼刺的茎叶比在盛花期最低,样地B疏叶骆驼刺的茎叶比在初花期最低,结荚期到枯黄期茎叶比上升幅度加快,表明推迟刈割时间茎叶比会越大。3.3不同生长环境和生育期对疏叶骆驼刺营养品质的影响CP含量是反映牧草营养品质和饲用价值的重要指标。本试验中,样地A和B疏叶骆驼刺的CP含量均在盛花期达到最高值(16.29%,14.07%),表明样地A植株属于上等牧草(≥16%),样地B植株属于中等牧草(10%~15%)[17]。牧草中NDF、ADF及ADL含量越高,营养价值越低。本试验中,从营养期到枯黄期,样地A和B疏叶骆驼刺的粗纤维含量逐渐上升,牧草消化率降低。蒋慧[6]研究表明,随着刈割期的推迟,疏叶骆驼刺NDF、ADF、ADL含量逐渐上升,与本试验研究结果一致。WSC可以改善家畜瘤胃C、N供应平衡,也是制作青贮的重要指标[18]。本试验中,样地A和B疏叶骆驼刺的WSC含量分别在盛花期和成熟期达到相对较高值,适合青贮发酵。一般8月至9月疏叶骆驼刺针刺部位形成刺糖,此时正好是成熟期,使WSC含量再次提高。饲草RFV值越高,营养价值越好。本研究中,从营养期到枯黄期,样地A疏叶骆驼刺的RFV均高于125以上,达到一级干草标准,样地B的RFV是从营养期到末花期高于125,其余生育期中RFV均高于105。TDN值越高粗饲料的消化率和家畜消化能力越好。本研究中,随着生育期的推进,样地A和B疏叶骆驼刺的TDN值均逐渐下降,但从营养期到盛花期没有明显差异,是作为粗饲料利用的最佳期。3.4疏叶骆驼刺株高、草产量与营养指标的相关性分析相关性能够表明各性状之间是否相关、相关性质以及密切程度[19]。本研究结果表明,疏叶骆驼刺株高与单株产量呈正相关,株高越高其单株产量越高,与其他牧草株高越高,产草量越高趋势相似[20]。增加单株产量有利于提高NDF、ADF、ADL含量。本研究发现,随着地上生物量(鲜重、干重)逐步升高,WSC含量呈升高趋势。何振富等[21]研究发现,甜高粱单株鲜重与WSC呈显著正相关,与本研究结果相似。本研究发现,CP与NDF、ADF、ADL呈极显著负相关,CP含量越高纤维含量越低。谢开运等[22]在豆科牧草草地营养价值研究中也得出相同的结果。原因与干旱地区特殊环境(高温、日照数积累、降水量少)可能限制豆科牧草的生物固氮能力有关[23]。4结论疏叶骆驼刺的地上生物量在盛花期达到最高,而疏叶骆驼刺茎叶的CP和WSC含量随着生育期的变化呈先上升后下降趋势,而NDF、ADF和ADL含量逐渐升高。枯草清理后,疏叶骆驼刺的CP、RFV和TDN含量显著高于非清理区。
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