摘 要:为探究种植密度对新疆维吾尔自治区巴音郭勒蒙古自治州尉犁县不同生育时期罗布白麻(Apocynum hendersonii)植株生长与叶片饲用营养品质的影响,研究设置了3060、4335、6375株/hm2三个种植密度,测定分析了生长期,盛花期、结荚期罗布白麻的株高、叶长等农艺性状及其中部叶片粗蛋白、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维等饲用价值指标。结果表明:随着种植密度的增加,罗布白麻的株高、叶长、叶宽、冠幅和叶产量均呈降低趋势,而茎粗、叶片粗蛋白、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量随着种植密度的增加呈降低趋势。随着生育期的推进,叶片粗蛋白、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量呈降低趋势。综合考虑产量和叶片饲喂品质,研究认为,新疆维吾尔自治区巴音郭勒蒙古自治州尉犁县罗布白麻用于饲草料生产的最佳采收期为盛花期,宜采用6000~6500株/hm2的种植密度。
关键词:不同生育时期;种植密度;罗布白麻;生长性状;饲用品质
正文内容罗布麻是我国西北内陆严寒地区的重要经济作物。通常所称的罗布麻包括罗布白麻(Apocynum hendersonii)、罗布红麻(Apocynum venetum)和白麻(Poacynum pictun)等种。罗布白麻属于夹竹桃科多年生直立半灌木,别称大叶白麻、野麻、大花罗布麻[1-2]。罗布麻在欧亚大陆和北美洲地区分布广泛。我国的罗布麻分布面积广阔,在新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区、甘肃省和青海省等荒漠地区以及江苏、浙江等沿海地区、山东省的黄河流域沿岸等地都有罗布麻的分布,其中在新疆维吾尔自治区的塔里木盆地、巴音郭勒蒙古自治州的尉犁县孔雀河沿岸生长着约53.33万hm2罗布麻,是我国罗布麻最主要分布区域之一[3-8]。
罗布白麻具有极高的生态价值、饲用价值与经济效益。罗布白麻叶片中含有丰富的黄酮类化合物,包括槲皮素、芸香苷、黄酮苷和强心苷类物质等,具有多种药理活性[9-10],具有制备功能性饲料添加剂的巨大潜力。谢燕妮等[11]研究发现,通过喂养罗布麻叶可以明显改善铜脚麻鸡的鸡肉品质;靳长青等[12]研究发现,在日粮中添加10%的罗布麻能够促进滩羊生长,改善血清生化指标,提升肉品质。种植密度和收获时期是影响饲草料品质的重要栽培调控措施[13-14],科学的种植密度和适宜的收获期可以大大提高饲草料的品质[15-16],但当前研究尚缺乏探讨。因此,本研究拟探讨不同生育时期、不同种植密度对罗布白麻生长及叶片饲用品质的影响,旨为人工种植罗布白麻与罗布白麻叶饲料添加应用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州尉犁县兴平镇,地理位置86°16′57′′E,41°21′46′′N,海拔888m,属于暖温带大陆性荒漠气候,全年光照充足,平均日照时间为2975 h,降水稀少,年平均降水为43mm。地表土壤为黄土状粉土和砂土为主,土质疏松,结构性差,表层土壤颗粒细,主要类型为盐化草甸土。
1.2 试验材料
试验所用罗布白麻为2022年末在尉犁县人工采收的种子,去除杂质后,在温室大棚中进行人工育苗,采用南京三生万物环保科技有限公司的“罗布麻设施育苗与机械移栽一体化种植新技术”,在可降解专用型育苗筒中进行育苗,待罗布白麻幼苗高度达到5~7cm,具有2~3对真叶后进行田间移栽。
1.3 试验设计
采用田间试验法,随机区组试验设计,设置了3种种植株距2、1.5、1m,行距为1.5m,种植密度分别为3060、4335、6375株/hm2,分别用M1、M2、M3表示。小区面积100m2(长10m,宽10m),每个小区3次重复,共9个小区,各小区之间间隔1m。2023年4月1日进行移栽,移栽时采用专用型一体化移栽机械,挖坑-投苗-覆土。移栽后采用滴灌带及时浇水,以保证幼苗成活率。生长期间人工去除杂草,每15d进行一次。
1.4 测定指标与方法
在生长期(5月1日)、盛花期(8月1日)、结荚期(10月1日)进行相关生长指标的测量。采用五点取样法,每个小区挑选15株罗布白麻,用卷尺测量罗布白麻植株地面到其生长点的绝对高度;测量植株东西、南北方向的宽度,取平均值;用游标卡尺测量罗布白麻植株中部叶片的叶长、叶宽及距离地面2cm处的主茎茎粗。将每个处理组选取的罗布白麻收获,统计各小区的罗布白麻单株叶鲜物质产量,带回实验室,放入105℃烘箱内杀青30min,在65℃烘干至恒重,测得干物质产量。通过计算得出干鲜比、总鲜物质产量和总干物质产量。
随机收取不同处理组的罗布白麻叶片放入牛皮纸袋中,带回实验室放入烘箱中,烘干后用研磨机进行粉碎,将粉碎后的样品放入福斯高性能近红外和可见光合谱多功能品质分析仪NIRSTMDS2500F进行饲用品质分析,采用修正后的罗布白麻叶片专用模型,测定罗布白麻叶片的粗蛋白(Crude protein,CP)含量、酸性洗涤纤维(Acid detergent fiber,ADF)含量和中性洗涤纤维(Neutral detergent fiber,NDF)含量。通过计算得出单位面积罗布白麻叶片粗蛋白、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维产量。
1.5 数据统计及分析
试验测量所得的生长性状、产量数据和叶片营养成分数据使用Excel 2021进行整体汇总整理,使用SPSS 22.0软件对数据进行显著性分析,图表使用Origin 2021软件进行制作。
2 结果和分析
2.1 种植密度对不同生育时期罗布白麻生长性状的影响
2.1.1 不同种植密度对罗布白麻生长期生长性状的影响
在生长期,不同种植密度对罗布白麻的生长性状产生不同的影响(见表1)。随着种植密度的增加,罗布白麻的株高、叶长和冠幅逐渐增加,当种植密度达到M3处理时值最大,株高为48.40cm、叶长为3.57cm、冠幅为60.26cm,相较于M2和M1处理,株高分别提高了13.11%和34.71%,叶长分别提高了10.2%和27.96%,冠幅分别提高了10.49%和31.11%;叶宽则随着种植密度的增加而不断降低,在M1处理时达到最高值为0.69cm,与M2、M3处理之间存在显著性差异;但在茎粗方面,不同处理之间的茎粗与种植密度没有显著差异。
注:不同小写字母表示不同种植密度之间差异显著(p<0.05)。下同
表1不同种植密度对罗布白麻生长期生长性状的影响
2.1.2 不同种植密度对罗布白麻盛花期生长性状的影响
在盛花期,不同种植密度对罗布白麻的生长性状产生不同的影响(见表2)。随着种植密度的增加,罗布白麻的株高、叶长、叶宽和冠幅逐渐增加,当种植密度达到M3处理时值最大,株高为108.24cm、叶长为4.93cm、叶宽为0.96cm、冠幅为127.54cm,相较于M2和M1处理,株高分别提高了8.60%和19.87%,叶长分别提高了8.40%和23.87%,叶宽分别提高了17.07%和35.21%,冠幅分别提高了9.71%和42.01%;茎粗则随着种植密度的增加而不断降低,在M1处理时达到最大值为0.90cm,与M2,M3处理组之间表现出显著性差异,茎粗相较于M2和M1处理分别提高了16.88%和30.43%。
表2不同种植密度对罗布白麻盛花期生长性状的影响
2.1.3 不同种植密度对罗布白麻结荚期生长性状的影响
在结荚期,不同种植密度对罗布白麻的生长性状产生不同的影响(见表3)。随着种植密度的增加,罗布白麻的株高、叶长、叶宽和冠幅逐渐增加,当种植密度达到M3处理时值最大,株高为169.12cm、叶长为4.62cm、叶宽为1.13cm、冠幅为193.43cm,相较于M2和M1处理,株高分别提高了4.00%和14.29%,叶长分别提高了5.20%和20.94%,叶宽分别提高了13.00%和59.15%,冠幅分别提高了12.75%和37.38%;茎粗则随着种植密度的增加而不断降低,在M1处理时达到最大值为1.17cm,与M2、M3处理组之间表现出显著性差异,茎粗相较于M2和M3处理分别提高了13.59%和32.95%。
表3不同种植密度对罗布白麻结荚期生长性状的影响
2.2 种植密度对不同生育时期罗布白麻叶片产量的影响
由表4、5、6可知,罗布白麻的总鲜物质产量和总干物质产量随着种植密度的增加而增加,在盛花期,当种植密度达到M3处理时,总鲜物质产量和总干物质产量值最大,为1658.84 kg/hm2和514.24 kg/hm2,与M1、M2处理组之间存在显著性差异。在不同生育时期,不同种植密度处理组下,罗布白麻单株叶鲜物质产量、单株叶干物质产量与干鲜比均没有显著性差异。
表4不同种植密度对生长期罗布白麻叶产量的影响
表5不同种植密度对盛花期罗布白麻叶产量的影响
表6不同种植密度对结荚期罗布白麻叶产量的影响
2.3 种植密度对不同生育时期罗布白麻叶片饲用品质的影响
2.3.1 不同种植密度对罗布白麻叶生长期饲用品质的影响
在生长期,随着种植密度的增加,罗布白麻叶片的粗蛋白(CP)、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)含量均呈现出下降的趋势,且不同处理间表现出显著性差异(p< 0.05)(见图1)。在M1处理条件下,罗布白麻叶片的粗蛋白(CP)、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)含量均达到最高,分别为22.11%,29.41%和29.72%;其次为M2处理条件下,含量分别为19.73%、27.68%和27.69%;而M3处理条件下含量最少,分别为18.53%、26.33%和25.99%;M3处理下粗蛋白(CP)含量较M2和M1处理下分别降低了6.08%和16.19%,酸性洗涤纤维(ADF)含量较M2和M1处理下分别降低了4.88%和10.47%,中性洗涤纤维(NDF)含量较M2和M1处理下分别降低了6.14%和12.55%。
图1不同种植密度对罗布白麻叶生长期饲用品质的影响
注:不同小写字母表示不同种植密度之间差异显著(p<0.05)。下同
2.3.2 不同种植密度对罗布白麻叶盛花期饲用品质的影响
在盛花期,随着种植密度的增加,罗布白麻叶片的粗蛋白(CP)、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)含量均呈现下降的趋势,且不同处理间表现出显著性差异(p<0.05)(见图2)。在M1处理条件下,罗布白麻叶片的粗蛋白(CP)、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)含量均达到最高,分别为17.59%、26.78%和28.99%;其次为M2处理条件下,含量分别为16.69%、25.62%和26.46%;而M3处理条件下含量最少,分别为16.26%、24.57%和24.42%;M3处理下粗蛋白(CP)含量较M2和M1处理下分别降低了2.58%和7.56%,酸性洗涤纤维(ADF)含量较M2和M1处理下分别降低了4.1%和8.25%,中性洗涤纤维(NDF)含量较M2和M1处理下分别降低了7.71%和15.76%。
图2不同种植密度对罗布白麻叶盛花期饲用品质的影响
2.3.3 不同种植密度对罗布白麻叶结荚期饲用品质的影响
在结荚期,随着种植密度的增加,罗布白麻叶片的粗蛋白(CP)、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)含量均呈现下降的趋势,且不同处理间表现出显著性差异(p< 0.05)(见图3)。在M1处理条件下,罗布白麻叶片的粗蛋白(CP)、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)含量均达到最高,分别为16.32%、24.27%和26.25%;其次为M2处理条件下,分别为13.41%、22.99%和25.24%;而M3处理条件下含量最少,分别为12.27%、20.74%和24.02%;M3处理下粗蛋白(CP)含量较M2和M1处理下分别降低了8.50%和24.82%,酸性洗涤纤维(ADF)含量较M2和M1处理下分别降低了9.79%和14.54%,中性洗涤纤维(NDF)含量较M2和M1处理下分别降低了4.83%和8.50%。
图3不同种植密度对罗布白麻叶结荚期饲用品质的影响
2.3.4 不同生育时期种植密度对罗布白麻叶片粗蛋白、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维产量的影响
由表7可知,在同一生育时期,随着种植密度的增加,罗布白麻叶片的粗蛋白、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维产量呈现增加的趋势,且各处理组之间差异显著(p< 0.05)。在盛花期的M3处理条件下罗布白麻叶片的粗蛋白(CP)、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)产量均达到最高,分别为83.62、126.35、125.58 kg/hm2。
注:不同大写字母表示不同生育时期同一种植密度之间差异显著;不同小写字母表示同一生育时期不同种植密度之间差异显著(p<0.05)。
表7不同生育时期种植密度对罗布白麻叶片粗蛋白、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维产量的影响
3 讨论
3.1 不同生育时期和种植密度对罗布白麻生长性状的影响
不同种植密度对罗布白麻生长性状表现出不同的影响,合理的种植密度可以对植物生长产生正向的作用[17-18],蒋文素等[19]在对栽培密度和收获期对工业大麻主要农艺性状影响研究中发现:工业大麻的株高随着种植密度的增加不断增加,而茎粗随着种植密度的增加呈现出降低的趋势;骆霞虹等[20]在不同种植密度对黄麻纤维产量的影响研究中发现:随着种植密度的增加,黄麻的茎粗显著降低。在浙江省萧山区曹家湾村苎麻试验基地进行的不同移栽密度对苎麻植株生长性状的影响研究中发现:随着种植密度的增加,苎麻的株高呈现出增加的趋势,而茎粗呈现出降低的趋势[21]。在黑龙江省大庆市进行的种植密度对药用汉麻农艺性状及主要大麻素含量的影响试验表明,药用汉麻的株高和分枝高度随种植密度增加而增加,茎粗随种植密度增加而下降[22]。王玲秀等[23]对不同种植密度对东方旱麦草生长及营养品质的研究表明,随着种植密度的增加,东方旱麦草的株高、叶长、叶宽、分枝数等都在增加。
本试验3个时期中种植密度为6375株/hm2处理下,随着罗布白麻生长,株高、叶长、叶宽、冠幅均较3060、4335株/hm2处理好,说明此种植密度能够促进罗布白麻的生长,与罗布白麻的生长产生正交互作用。此外,在3060株/hm2处理下,罗布白麻的茎粗与4335、6375株/hm2处理的产生显著差异,这与张晓艳等[22]的研究结果一致。王岩等[24]在贵阳和遵义两地对不同种植密度对机采辣椒品种性状和产量的影响研究结果表明,随着种植密度的增加,辣椒株高呈现出增加的趋势,茎粗则呈现出下降的趋势。通过分析认为造成此种现象可能是因为过大的种植密度压缩了植株横向生长的空间,从而促进植株纵向生长。
3.2 不同生育时期和种植密度对罗布白麻叶产量的影响
罗布白麻的叶片具有极高的饲用价值和经济价值[25-26]。罗布白麻叶片可制作茶叶,长期饮用可以起到降血压、降血脂、增强抵抗力的功效[27]。不同种植密度对于罗布白麻叶片产量产生了显著影响。通过适当的种植密度,可以有效促进作物对各种资源的充分利用,优化农田生态环境,确保作物群体分布均匀,降低植株间的竞争。合理的采收期可以最大程度获得罗布白麻叶片的饲草价值。本研究结果表明:盛花期不同种植密度的罗布白麻叶片总鲜物质产量、总干物质产量均高于生长期和结荚期。同一生长时期,随着种植密度的增加,罗布白麻的单株叶鲜物质产量、干物质产量和干鲜比均没有显著性差异。随着种植密度的增加,罗布白麻的群体数量增加,导致总鲜物质产量和干物质产量呈现出增长的趋势,各处理组之间差异显著。这与高金虎等[27]的研究结果类似,合理的种植密度可以提高罗布白麻的叶产量。在盛花期种植密度为M3时,罗布白麻叶片的产量达到最高,为最佳采收期。
3.3 不同生育时期和种植密度对罗布白麻饲用品质的影响
不同种植密度对罗布白麻叶营养成分的影响不同,合理的种植密度有助于罗布白麻叶营养成分含量的提高。营养品质是衡量饲草饲用价值的重要指标,它直接决定了饲用价值的高低[28-29]。林志玲等[30]在种植密度对科尔沁沙地饲用燕麦产量和品质的影响研究中表明,种植密度对于植物的营养成分有显著影响,随着种植密度的增加,粗蛋白和粗脂肪含量呈现出下降的趋势,是因为随着种植密度的增加,作物对于土壤中的水分和矿质元素的利用增加,当土壤中的营养物质不足以提供给更多的作物生长使用,会造成作物发育不良,植株矮小,从而影响到营养物质的含量。酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维是衡量饲草适口性的重要指标[31]。本次试验对于不同生育时期种植密度下罗布白麻叶饲用营养成分研究表明,在同一生育时期,随着种植密度的增加,罗布白麻叶片的粗蛋白、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量在降低。在不同生育时期,生长期的粗蛋白、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量大于盛花期、大于结荚期。但分析认为,生长期罗布白麻植株高度小,叶片产量低,在盛花期种植密度为M3时,罗布白麻叶片的产量及叶片粗蛋白、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维产量达到最高,饲用品质最佳。
4 结论
三个生长时期中罗布白麻的株高、叶长、叶宽、冠幅、茎粗、叶片营养成分含量对种植密度的变化表现出不同的反应,种植密度的增加对罗布白麻的生长指标起到促进作用;叶片总鲜物质产量、总干物质产量随着种植密度的增加而增加,单株叶片鲜物质产量、干物质产量和干鲜比没有显著性差异;叶片的营养成分含量随着种植密度的增加呈现出下降的趋势。结果表明:在盛花期,种植密度为6375株/hm2(M3)时,罗布白麻的叶鲜物质产量,叶片的粗蛋白、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维产量达到最高,分别为1658.84、83.62、126.35、125.58 kg/hm2。综合分析认为,尉犁县饲用罗布白麻幼苗期的最佳种植密度为6000~6500株/hm2,叶片饲用最佳采收期为盛花期。
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文章摘自:马浩,吴倩,隗亚军,等.种植密度对不同生育时期罗布白麻生长与叶片饲用品质的影响[J/OL].中国麻业科学,1-12[2024-08-09].http://kns.cnki.net/kcms/detail/43.1467.S.20240712.1703.004.html.