苗福泓，孫娟，楊國鋒，譚子恒，劉洪慶，顏俤

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)草本植物研究所，山東 青島 266109)

苜草凈不同施用時期對雨養(yǎng)苜蓿生產(chǎn)性能的影響

苗福泓，孫娟，楊國鋒*，譚子恒，劉洪慶，顏俤

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)草本植物研究所，山東 青島 266109)

為了解苜草凈(咪唑乙煙酸5%)施用時期對雨養(yǎng)苜蓿生產(chǎn)性能的影響，以山東省半島地區(qū)的紫花苜蓿為研究對象，研究了4個苜草凈施用時期對紫花苜蓿的株高、生物量、粗蛋白、酸性洗滌纖維(ADF)、中性洗滌纖維(NDF)的含量以及多種營養(yǎng)價值指數(shù)的變化趨勢。結(jié)果表明，苜草凈的施用在一定程度上造成了紫花苜蓿株高的降低，但在出苗期和幼苗期其抑制作用較弱；在出苗期施用苜草凈顯著提高紫花苜蓿生物量(P<0.05)；苜草凈對紫花苜蓿的葉莖比沒有顯著影響；紫花苜蓿的粗蛋白含量與施用苜草凈時期的時間順序呈負(fù)相關(guān)的趨勢，而出苗期施用苜草凈的紫花苜蓿粗蛋白產(chǎn)量顯著高于播前施用苜草凈的紫花苜蓿粗蛋白產(chǎn)量(P<0.05)；施用苜草凈的紫花苜蓿NDF和ADF含量均顯著低于對照處理(P<0.05)，營養(yǎng)價值指數(shù)均高于對照處理(P<0.05)。在雨養(yǎng)苜蓿區(qū)，出苗期施用苜草凈有利于紫花苜蓿生物量、粗蛋白產(chǎn)量以及飼用價值的穩(wěn)定和提高。

苜草凈；紫花苜蓿；施用時期；營養(yǎng)品質(zhì)

紫花苜蓿(Medicagosativa)具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)及適應(yīng)性廣等特征，隨著我國紫花苜蓿種植面積的不斷擴(kuò)大[1]，田間養(yǎng)護(hù)管理對其生產(chǎn)性能發(fā)揮著日益重要的作用[2-3]。在紫花苜蓿的大面積建植時，極易受到雜草，特別是高大雜草的危害[4-5]。雜草已經(jīng)成為制約苜蓿產(chǎn)業(yè)化的瓶頸之一，限制了我國草食畜牧業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展[6]。目前，針對紫花苜蓿田內(nèi)雜草的防治主要依靠除草劑的施用[7]。已有的研究表明：除草劑的施用可有效降低雜草發(fā)生的品種和數(shù)量[8]，并且能夠提高紫花苜蓿的產(chǎn)量和品質(zhì)[9]。不同的除草劑品種、施用時期，以及其他防治技術(shù)都會影響紫花苜蓿田內(nèi)雜草的防治效果[10-11]。

苜草凈(咪唑乙煙酸5%)作為一種高效的廣譜性除草劑，已經(jīng)得到廣泛的推廣和應(yīng)用[12]，咪唑乙煙酸利用豆科植物的低敏感度，通過對其他高敏感植物乙酰乳酸酶合成的影響，達(dá)到抑制雜草生長的效果。然而，不合理的應(yīng)用也會對植物、土壤甚至土壤微生物造成一定的負(fù)面影響[13]。因此，對咪唑乙煙酸的利用已經(jīng)成為國內(nèi)乃至國際的討論重點。然而，關(guān)于其不同施用時期對雨養(yǎng)苜蓿生產(chǎn)性能的研究尚無相關(guān)報道。本研究以山東省半島地區(qū)的雨養(yǎng)苜蓿作為研究對象，測定了不同苜草凈施用時期下紫花苜蓿的株高、生物量、粗蛋白、酸性洗滌纖維以及中性洗滌纖維含量，以揭示苜草凈不同施用時期對紫花苜蓿飼用品質(zhì)的影響規(guī)律，確定雨養(yǎng)苜蓿區(qū)苜草凈的合理施用時期，為本地區(qū)苜蓿產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)利用提供一定的實踐指導(dǎo)和科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)自然概況

研究區(qū)域位于山東省青島膠州市的青島農(nóng)業(yè)大學(xué)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范園(120°5′7″ E, 36°26′24″ N)，年平均氣溫14 ℃左右，最高氣溫38 ℃，最低氣溫-8 ℃，年均降水量約為 686.5 mm，無霜期205.5 d，日照時數(shù)2411.6 h，海拔10 m，屬暖溫帶季風(fēng)氣候類型，土壤主要為棕壤和潮土。

1.2 試驗設(shè)計

試驗材料為紫花苜蓿(WL354HQ)，于2014年5月12日進(jìn)行播種，人工開溝2～5 cm條播，播種量為1.25 kg/hm2，行間距30 cm，每個小區(qū)10行，播前不施底肥，小區(qū)面積3 m×10 m。分別在播前、出苗期、幼苗期、第1茬刈割后4個時期施用5%濃度苜草凈(咪唑乙煙酸，山東先達(dá)化工有限公司)，不施用苜草凈為對照，試驗采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，共15個小區(qū)。

第2茬初花期采用樣方法測定生物量，量取自然高度，樣方面積為1 m2，每個小區(qū)取樣3個重復(fù)，齊地面刈割后室內(nèi)80 ℃烘干至質(zhì)量恒定，莖葉分離之后分別測定生物量，葉與莖的生物量比值為葉莖比。粉碎之后過1 mm篩網(wǎng)，為進(jìn)一步化學(xué)分析做準(zhǔn)備。

1.3 營養(yǎng)成分分析與指標(biāo)計算

采用凱氏定氮法測定紫花苜蓿干物質(zhì)中的粗蛋白含量，每hm2紫花苜蓿中所含的粗蛋白總量為粗蛋白產(chǎn)量。范氏(Van Soest)[13]洗滌纖維分析法測定中性洗滌纖維(neutral detergent fiber，NDF)和酸性洗滌纖維(acid detergent fiber，ADF)。

根據(jù)測定的酸性洗滌纖維(ADF，%)和中性洗滌纖維(NDF，%)，計算獲得紫花苜蓿的可吸收營養(yǎng)物質(zhì)總量(total digestible nutrients，TDN，g/kg)、凈能(net energy，NE，MJ/kg)、干物質(zhì)消化率(digestible dry matter，DDM，g/kg)、干物質(zhì)攝入量(dry matter intake，DMI，g/kg)和相對飼喂價值(relative feed value，RFV)[14]：

TDN=(-1.291×ADF)+101.35
NE=[1.044-(0.0119×ADF)]×2.205×4.187
DDM=88.9-(0.779×ADF)
DMI=120/NDF
RFV=DDM×DMI×0.775

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)的初步整理，SPSS 19.0軟件包中的單因子方差分析ANOVA對各指標(biāo)間進(jìn)行比較和差異顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 株高及生物量

播前和第1茬刈割后施用苜草凈的紫花苜蓿株高顯著低于對照組(P<0.05)(圖1)，說明苜草凈的施用對紫花苜蓿的生長高度有著一定程度的抑制作用。而在出苗期和幼苗期施用苜草凈的紫花苜蓿的株高雖然也低于對照處理組(圖1)，但差異并不顯著，說明這兩個時期施用苜草凈對紫花苜蓿的生長高度沒有或產(chǎn)生較弱的抑制作用。

出苗期施用苜草凈的紫花苜蓿生物量顯著高于其他處理(P<0.05)，其原因可能是由于在此時期施用苜草凈，很好地抑制了雜草的發(fā)生。播前施用苜草凈對紫花苜蓿的生物量產(chǎn)生較大的抑制作用，而在幼苗期和第1茬刈割后施用苜草凈對紫花苜蓿的生物量已經(jīng)產(chǎn)生了一定程度的抑制作用(圖1)。因此，出苗期施用苜草凈不但能很好地抑制雜草，并且能夠促進(jìn)紫花苜蓿生物量的增長。

圖1 苜草凈不同施用時期對苜蓿株高及生物量的影響Fig.1 Effects of different application time of Mucaojing on alfalfa height and biomass A:對照 Control;B:播前 Before seeding;C:出苗期 Seeding stage;D:幼苗期 Seedling stage;E:第1茬刈割后 After first cutting.下同The same below.不同字母表示差異顯著(P<0.05)。The different letters mean significant difference at P<0.05.

2.2 葉莖比

苜草凈的施用對紫花苜蓿的葉莖比沒有產(chǎn)生顯著的影響(表1)，但是出苗期施用苜草凈的葉莖比較其他幾組處理更高。聯(lián)系株高和生物量的結(jié)果，其原因可能是苜草凈的施用對紫花苜蓿生長產(chǎn)生一定程度的影響，導(dǎo)致了紫花苜蓿莖的部分生長緩慢，而出苗期施用苜草凈對紫花苜蓿生長影響較小，相對的葉莖比就較高。

表1 苜草凈不同施用時期對苜蓿葉莖比的影響Table 1 Effects of different application time of Mucaojing on alfalfa leaf-stem ratio

注：同行不同字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

Note: In the same row, the different letters mean significant difference atP<0.05, the same below.

2.3 粗蛋白含量及產(chǎn)量

第1次刈割后施用苜草凈的紫花苜蓿粗蛋白含量最高，而在播前施用苜草凈的紫花苜蓿粗蛋白含量最低，且兩者之間差異顯著(P<0.05)。紫花苜蓿的粗蛋白含量與施用苜草凈時期的順序呈負(fù)相關(guān)的趨勢(圖2)，可能是由于苜草凈的施用，特別是在播前施用抑制了紫花苜蓿粗蛋白的形成。

苜草凈不同施用時期對紫花苜蓿的粗蛋白產(chǎn)量產(chǎn)生顯著的影響。出苗期施用苜草凈的紫花苜蓿粗蛋白產(chǎn)量顯著高于播前(P<0.05)。這是由于在出苗期施用苜草凈的紫花苜蓿生物量最高，并且粗蛋白含量也較高，所以能夠得到更高的粗蛋白產(chǎn)量。

2.4 洗滌纖維及營養(yǎng)價值指數(shù)

苜草凈不同施用時期對紫花苜蓿的NDF和ADF，除在出苗期的ADF顯著高于其他處理外(P<0.05)，沒有造成顯著影響(表2)。而施用苜草凈的紫花苜蓿NDF和ADF含量均顯著低于對照處理(P<0.05)，其原因可能是苜草凈的施用造成了紫花苜蓿莖的部分生長緩慢，從而導(dǎo)致NDF和ADF的降低。

苜草凈不同施用時期對紫花苜蓿的營養(yǎng)價值指數(shù)造成的影響與NDF和ADF表現(xiàn)出相同的變化趨勢，除在出苗期的TDN和RFV顯著低于其他處理外(P<0.05)，其他各營養(yǎng)價值指數(shù)之間無顯著變化(表2)。各時期施用苜草凈的紫花苜蓿營養(yǎng)價值指數(shù)均高于對照處理(P<0.05)，說明施用苜草凈能夠提高紫花苜蓿的飼用價值。

表2 苜草凈不同施用時期對苜蓿洗滌纖維及營養(yǎng)價值指數(shù)的影響Table 2 Effects of different application time of Mucaojing on alfalfa detergent fiber and nutritive value index

3 討論

除草劑的施用是重要的農(nóng)業(yè)田間管理措施之一[15]，除草劑會對種植的作物產(chǎn)生積極和消極的雙重作用，而除草劑科學(xué)施用的目標(biāo)是促進(jìn)其積極作用，抑制其消極作用。除草劑在降低雜草生存概率的同時[16]，對種植作物的生理指標(biāo)產(chǎn)生顯著的影響[17-18]，也會一定程度地改變其所處的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)[19-20]。苜草凈作為當(dāng)前紫花苜蓿田間管理的常用除草劑之一，能夠有效地抑制雜草的生長，降低毒雜草危害的發(fā)生概率[12]。紫花苜蓿和雜草之間的生存競爭關(guān)系，導(dǎo)致了兩者相互抑制對方的正常生長。

本研究表明，苜草凈的施用在一定程度上造成了紫花苜蓿株高的降低，但在出苗期和幼苗期其抑制作用較弱；而在出苗期施用苜草凈顯著提高紫花苜蓿生物量，說明雜草的數(shù)量由于受到苜草凈的作用而降低。苜草凈的施用沒有顯著改變紫花苜蓿的葉莖比，造成這樣結(jié)果的原因可能是苜草凈沒有影響紫花苜蓿的莖、葉等主要器官生長。紫花苜蓿的粗蛋白含量與施用苜草凈時期的順序呈負(fù)相關(guān)的趨勢，在播前施用苜草凈的紫花苜蓿粗蛋白含量最低，本研究中生物量的結(jié)果與此相一致，說明播前施用苜草凈沒有起到抑制雜草生長的作用，而已有的研究表明紫花苜蓿的粗蛋白含量隨著所處生態(tài)環(huán)境中雜草的增多而減少[9,21]，因此就造成了粗蛋白含量出現(xiàn)降低。在出苗期施用苜草凈，紫花苜蓿的粗蛋白產(chǎn)量達(dá)到峰值，是由于此時期的紫花苜蓿生物量最高，并且其粗蛋白含量也較高。苜草凈不同施用時期對紫花苜蓿的NDF和ADF沒有造成顯著影響，但均顯著低于對照處理，說明苜草凈的施用降低了紫花苜蓿的洗滌纖維含量，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因可能是施用苜草凈之后雜草數(shù)量降低，紫花苜蓿無需合成更多的洗滌纖維用于生存競爭，進(jìn)而將更多的營養(yǎng)物質(zhì)用于合成其他組分[22]。紫花苜蓿的幾種主要營養(yǎng)價值指數(shù)變化趨勢趨同于洗滌纖維含量的變化趨勢，說明苜草凈的施用能夠提高紫花苜蓿的飼用價值，這與Zaman等[23]的研究結(jié)果相一致。

4 結(jié)論

在雨養(yǎng)苜蓿地區(qū)，對比不同苜草凈施用時期對紫花苜蓿生物量、粗蛋白以及飼用價值的影響，并且考慮苜草凈作為除草劑在紫花苜蓿體內(nèi)藥物殘留的可能性，可以得到以下結(jié)論：在雨養(yǎng)苜蓿區(qū)，苜草凈的施用有利于提高紫花苜蓿的飼用價值；播前施用苜草凈不利于紫花苜蓿生物量和營養(yǎng)成分的累積；出苗期施用苜草凈能提高紫花苜蓿的生產(chǎn)性能。

References：

[1] Sun Q Z, Yu Z, Xu C C. Urgency of further developing alfalfa industry in China. Pratacultural Science, 2012, 29(2): 314-319. 孫啟忠, 玉柱, 徐春城. 我國苜蓿產(chǎn)業(yè)亟待振興. 草業(yè)科學(xué), 2012, 29(2): 314-319.

[2] Lin J, Xu R, Lu W,etal. Control effect of post-harvest herbicide treatments on weeds in spring-seeded alfalfa (MedicagosativaL.) fields. Weed Science, 2013, 3: 5.

[3] Wang Q, Zhang E H, Long R J,etal. Effects of different irrigation methods on the production and WUE of alfalfa. Pratacultural Science, 2006, 23(9): 75-78. 王琦, 張恩和, 龍瑞軍, 等. 不同灌溉方式對紫花苜蓿生長性能及水分利用效率的影響. 草業(yè)科學(xué), 2006, 23(9): 75-78.

[4] Yin Y L, Li H X, Wang J,etal.Allelopathy betweenMedicagosativaand weeds. Pratacultural Science, 2009, 26(12): 131-135. 尹亞麗, 李紅旭, 王俊, 等. 雜草對紫花苜蓿的化感作用. 草業(yè)科學(xué), 2009, 26(12): 131-135.

[5] Johnson G, Breitenbach F, Behnken L,etal. Comparison of herbicide tactics to minimize species shifts and selection pressure in glyphosate-resistant soybean. Weed Technology, 2012, 26(2): 189-194.

[6] Lin J H, Wang S, Lu W J,etal. Occurrence investigation and influence degree of weeds in alfalfa field. Pratacultural Science, 2013, 30(9): 1412-1419. 林建海, 王碩, 路文杰, 等. 紫花苜蓿田間雜草危害評價. 草業(yè)科學(xué), 2013, 30(9): 1412-1419.

[7] Lin J H, Xu R X, Xiang M,etal. Chemical control of weeds in spring-seeded alfalfa (MedicagosativaL.) seedling stage. Acta Agrestia Sinica, 2013, 21(4): 714-719. 林建海, 許瑞軒, 項敏, 等. 春播紫花苜蓿苗期雜草的化學(xué)防治研究. 草地學(xué)報, 2013, 21(4): 714-719.

[8] Dillehay B L, Curran W S. Comparison of herbicide programs for weed control in glyphosate-resistant alfalfa. Weed Technology, 2010, 24(2): 130-138.

[9] Hoy M D, Moore K J, George J R,etal. Alfalfa yield and quality as influenced by establishment method. Agronomy Journal, 2002, 94(1): 65-71.

[10] Wang W, Chen W F, Sun X P,etal. Effects of herbicides to alfalfa growth and weeds control. Agrochemicals, 2007, 46(9): 638-640. 王薇, 陳為峰, 孫曉平, 等. 不同除草劑對紫花苜蓿生長和雜草防除的影響. 農(nóng)藥, 2007, 46(9): 638-640.

[11] Zeng Z H, Hu Y G, Zhang W,etal. Trials of several herbicides on weeds in alfalfa field. Pratacultural Science, 2002, 19(5): 19-22. 曾昭海, 胡躍高, 張薇, 等. 幾種除草劑防除苜蓿地雜草的試驗. 草業(yè)科學(xué), 2002, 19(5): 19-22.

[12] Wang G, Wang Z Z, Zhao D C,etal. A study of herbicide selection and its dose for alfalfa field in black soil area. Pratacultural Science, 2005, 22(4): 79-82. 王剛, 王占哲, 趙殿忱, 等. 哈爾濱地區(qū)紫花苜蓿封閉滅草除草劑及劑量篩選試驗研究. 草業(yè)科學(xué), 2005, 22(4): 79-82.

[13] Wilson R G. Effect of imazethapyr on perennial grasses. Weed Technology, 1995, 9(1): 187-191.

[14] Van Soest P J, Robertson J B, Lewis B A. Symposium: carbohydrate methodology, metabolism, and nutritional implications in dairy cattle. Journal of Dairy Science, 1991, 74(10): 3583-3597.

[15] Lithourgidis A S, Vasilakogloub I B, Dhima K V. Forage yield and quality of common vetch mixtures with oat and triticale in two seeding ratios. Field Crops Research, 2006, 99: 106-113.

[16] Wu M R, Tang W, Chen J. Herbicide application and resistance in wheat field of China. Agrochemicals, 2013, 52(6): 457-460. 吳明榮, 唐偉, 陳杰. 我國小麥田除草劑應(yīng)用及雜草抗藥性現(xiàn)狀. 農(nóng)藥, 2013, 52(6): 457-460.

[17] Cui H P, Zhao G Q, Liu H. Effect of 3 herbicides on weed control in oat field. Grassland and Turf, 2013, (1): 45-49. 崔薈萍, 趙桂琴, 劉歡. 3種除草劑對燕麥田雜草的防除效果研究. 草原與草坪, 2013, (1): 45-49.

[18] Li X, Zhang J Y, Zhang M M,etal. Effects of chemical herbicide at different spraying ways on the carbon source metabolism of soil microbial community in alfalfa rhizosphere. Acta Agrestia Sinica, 2014, 22(1): 57-64. 李鑫, 張景云, 張萌萌, 等. 化學(xué)除草劑不同施用方法對紫花苜蓿根際土壤微生物群落碳源利用的影響. 草地學(xué)報, 2014, 22(1): 57-64.

[19] Song X D, Zhao G Q. Effect of different herbicides on physiological and biochemical indexes of oat in seedling stage. Grassland and Turf, 2015, 35(4): 54-60. 宋旭東, 趙桂琴. 不同種類除草劑對燕麥幼苗生理生化指標(biāo)的影響. 草原與草坪, 2015, 35(4): 54-60.

[20] Xiao B, Sa R N, Tao M,etal. Removing effects of grass filter strips on sediment and herbicide from runoff in simulated experiment. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2013, 29(12): 136-144. 肖波, 薩仁娜, 陶梅, 等. 草本植被過濾帶對徑流中泥沙和除草劑的去除效果. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, 2013, 29(12): 136-144.

[21] Wang Y H, Yu W H, Yang L Z,etal. Acute toxicity of twenty-two commonly used herbicides to Earthworm (Eiseniafetida). Asian Journal of Ecotoxicology, 2012, 7(3): 317-325. 王彥華, 俞衛(wèi)華, 楊立之, 等. 22種常用除草劑對蚯蚓(Eiseniafetida)的急性毒性. 生態(tài)毒理學(xué)報, 2012, 7(3): 317-325.

[22] Lv S H.Weeds and weed control technology for alfalfa field in Beijing area. Journal of Inner Mongolia Agricultural University: Natural Science Edition, 2001, 22(2): 33-36. 呂世海. 北京地區(qū)大田苜蓿地雜草及其防治技術(shù). 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報: 自然科學(xué)版, 2001, 22(2): 33-36.

[23] Zaman M S, Moyer J R, Boswall A L,etal. Nutritional quality and yield of seedling alfalfa established with a barley companion crop and weeds. Animal Feed Science and Technology, 2003, 103(1): 163-169.

Effects of Mucaojing application time on alfalfa (Medicago sativa) production

MIAO Fu-Hong, SUN Juan, YANG Guo-Feng*, TAN Zi-Heng, LIU Hong-Qing, YAN Di

InstituteofEconomicHerbPlants,QingdaoAgriculturalUniversity,Qingdao266109,China

This research investigated the effect of Mucaojing (imazethapyr 5%) application time on the productivity of alfalfa on the Shandong peninsula. Plant height, biomass, crude protein (CP) content, acid detergent fiber (ADF) and neutral detergent fiber (NDF) were assessed after application of Mucaojingat 4 stages. The results showed that Mucaojing application reduced plant height slightly when applied at emergence and seeding stages; biomass significantly increased (P<0.05) when Mucaojing was applied at seeding. Mucaojing did not affect leaf-stem ratio. CP was negatively correlated with application time; when applied at emergence CP content was significant higher (P<0.05) than treatment at the pre-sowing stage. NDF and ADF were significantly reduced (P<0.05), by Mucaojing application. In conclusion, the application of Mucaojing at the emergence stage increased alfalfa biomass and CP content under rain-fed conditions.

Mucaojing;Medicagosativa; application time; nutritional quality

10.11686/cyxb2016096

http://cyxb.lzu.edu.cn

2016-03-08；改回日期：2016-06-28

山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系牧草創(chuàng)新團(tuán)隊(SDAIT-23-01)，國家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系 (CAWS-35-33)，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)高層次人才啟動基金(6631116024)和公益性行業(yè)科研專項(201403048)資助。

苗福泓(1988-)，男，山東青島人，講師。E-mail: miaofh@qau.edu.cn*通信作者Corresponding author. E-mail:yanggf@qau.edu.cn

苗福泓, 孫娟, 楊國鋒, 譚子恒, 劉洪慶, 顏俤. 苜草凈不同施用時期對雨養(yǎng)苜蓿生產(chǎn)性能的影響. 草業(yè)學(xué)報, 2017, 26(1): 206-211.

MIAO Fu-Hong, SUN Juan, YANG Guo-Feng, TAN Zi-Zeng, LIU Hong-Qing, YAN Di. Effects of Mucaojing application time on alfalfa (Medicagosativa) production. Acta Prataculturae Sinica, 2017, 26(1): 206-211.