熊軍波,余文暢,沈洪學(xué),朱德江,彭炳翔,熊 雄,毛玉南,李 勇,劉 洋,陳明新
(1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所,武漢 430064;2.宜昌市農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)站,湖北 宜昌 443099;3.宜昌市畜牧獸醫(yī)中心,湖北 宜昌 443099;4.宜昌市畜牧技術(shù)推廣站,湖北 宜昌 443199;5.長(zhǎng)陽(yáng)土家族自治縣畜牧獸醫(yī)服務(wù)中心,湖北 長(zhǎng)陽(yáng) 443517)
鴨茅(Dactylis glomerataL.)又名果園草(Orchard?grass)、雞腳草(Cocksfoot),屬禾本科鴨茅屬(Dactylis),是一種優(yōu)良的叢生型冷季禾本科鴨茅屬牧草,原產(chǎn)于歐洲、北非和亞洲溫帶地區(qū),現(xiàn)在北美、歐洲、大洋洲和亞洲廣泛種植[1-3]。鴨茅葉量豐富、草質(zhì)柔嫩,牛、羊、馬、兔等均喜食,可用作放牧或制作干草,也可收割青飼或制作青貯飼料,具有較高的利用價(jià)值[4]。目前,鴨茅在中國(guó)青海、甘肅、陜西、山西、河南、吉林、江蘇、湖北、四川及新疆等地均有栽培,尤其在三峽庫(kù)區(qū)中高海拔地區(qū)草地改良和草食牲畜養(yǎng)殖基地被大量利用,是人工草地建植、天然草地改良的首選草種,刈牧兼用,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益,有著廣闊的利用前景。
中國(guó)是鴨茅起源地之一,野生鴨茅資源豐富,在云南、貴州、四川、重慶、湖北等地均有野生分布,常生長(zhǎng)于森林、灌木邊緣和草地,有二倍體和四倍體兩類,生境條件多樣,蘊(yùn)藏豐富遺傳基因,具有極大研究?jī)r(jià)值和前景[4-6]。中國(guó)雖然野生鴨茅資源豐富,但相關(guān)研究和育種工作與國(guó)外還有較大差距,目前生產(chǎn)用種主要依賴國(guó)外進(jìn)口[7]。在湖北省鴨茅主要分布在鄂西山區(qū)地帶,針對(duì)本地野生鴨茅種質(zhì)資源的研究與利用已有相關(guān)報(bào)道[8,9]。湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院于2006—2007 年對(duì)采自宜昌市長(zhǎng)陽(yáng)縣的鴨茅資源進(jìn)行評(píng)價(jià),結(jié)果表明,該野生資源具有抗逆性強(qiáng),耐貧瘠,生物量高,生育期長(zhǎng)和生長(zhǎng)年限長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),具有培育鴨茅優(yōu)異新種質(zhì)的潛力。為此,湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院聯(lián)合宜昌市畜牧獸醫(yī)服務(wù)中心于2008—2017 年,采用集團(tuán)選擇法進(jìn)行3 輪馴化選擇形成了新品系,并以野生群體為參照,進(jìn)行了對(duì)比觀測(cè),以期馴化選育出適應(yīng)長(zhǎng)江流域中下游地區(qū)種植的鴨茅新品系,緩解國(guó)內(nèi)鴨茅種質(zhì)依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀。
原始野生鴨茅資源于2006—2007 年采集于宜昌市長(zhǎng)陽(yáng)土家族自治縣榔坪鎮(zhèn)(77 株)、火燒坪(87株)、賀家坪鎮(zhèn)(80 株)、龍舟坪鎮(zhèn)(120 株)等地的草場(chǎng)、溝壑和農(nóng)田道路邊等地,采集地屬于亞熱帶氣候區(qū),海拔800~2 000 m,夏季溫暖濕潤(rùn),冬季干燥寒冷。
以植株直立高大、分蘗數(shù)多、葉片寬大、生物量高、種子成熟整齊為馴化目標(biāo)。采用集團(tuán)混合選擇法進(jìn)行馴化選育,流程見(jiàn)圖1。
圖1 宜昌鴨茅新品系選育流程
2006—2007 年,在長(zhǎng)陽(yáng)縣收集野生鴨茅,選擇分蘗數(shù)多,葉片豐富的單株,根據(jù)來(lái)源地不同掛牌,按照1 m×1 m 株行距進(jìn)行移栽,共計(jì)采集資源364 個(gè)單株(野生群體)。
2008 年3 月,選取株型直立、葉片寬大、分蘗數(shù)多、抽穗期一致的單株89 株進(jìn)行掛牌標(biāo)記(第一次集團(tuán)選擇)。9 月對(duì)掛牌的89 個(gè)單株進(jìn)一步篩選淘汰,保留單株67 株,移栽到單獨(dú)隔離的資源圃。
2009 年對(duì)保留的67 株單株根據(jù)株高、分蘗、物候期進(jìn)一步篩選,保留單株50 株,于6 月混合收種。9 月采用穴播的方式,在隔離資源圃播種1 000 穴。苗期間苗,每穴保留1 株健壯幼苗。
2010—2012 年,測(cè)量株高、分蘗、物候期等,對(duì)隔離資源圃內(nèi)單株進(jìn)行篩選淘汰,保留農(nóng)藝性狀、物候期基本一致的單株512 株,6 月混合收種。9 月精選種子3 000 粒,小區(qū)50 cm×50 cm,點(diǎn)播,共計(jì)1 000穴,苗期進(jìn)行間苗,每穴留1~2 株,分蘗期第二次間苗,每小區(qū)留苗1 株,生長(zhǎng)較差或弱苗直接拔除,通過(guò)3 年連續(xù)選擇,最終保留優(yōu)秀單株412 株,混合收種,命名為宜昌鴨茅。
2013—2017 年,選擇野生群體作為對(duì)照,開(kāi)展品比試驗(yàn)。
1.3.1 植物形態(tài)學(xué)性狀 每個(gè)供試種質(zhì)材料隨機(jī)選擇20 株,對(duì)首次分蘗株高、開(kāi)花期株高、分蘗數(shù)、基生葉長(zhǎng)寬等進(jìn)行觀測(cè),求平均值。
1.3.2 生殖器官形態(tài)性狀 每個(gè)供試種質(zhì)材料隨機(jī)選擇20 株,對(duì)花序、小穗和種子形態(tài)等進(jìn)行觀測(cè),求平均值?;ㄐ蜷L(zhǎng)度為花序分枝基部至頂端的距離。1.3.3 牧草產(chǎn)量測(cè)定 小區(qū)試驗(yàn):種植當(dāng)年的干草產(chǎn)量在生長(zhǎng)季結(jié)束時(shí)刈割測(cè)定,生長(zhǎng)第2 年至種植第4年,每年刈割3 次,均在抽穗期(5 月測(cè)定)進(jìn)行第1次刈割,之后每次間隔2 個(gè)月刈割測(cè)定,產(chǎn)量為總產(chǎn)量。
1.3.4 飼用品質(zhì)測(cè)定 對(duì)生長(zhǎng)第2年首次刈割(抽穗期)的牧草進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定,采用常規(guī)養(yǎng)分測(cè)定方法進(jìn)行粗蛋白、粗脂肪、酸性洗滌纖維等營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定。
對(duì)照野生群體,新品系宜昌鴨茅較野生群體出苗早,分蘗快,抽穗晚和生育期長(zhǎng)。這些將有利于延長(zhǎng)鴨茅的使用時(shí)限(表1)。
表1 鴨茅品種(系)物候期觀測(cè)(2013—2014 年)
對(duì)主要的農(nóng)藝性狀觀測(cè)結(jié)果(表2)表明,新品系宜昌鴨茅較野生群體有整體的提升,在株高、葉寬、分蘗數(shù)、千粒重等性狀上得到提升。
表2 鴨茅品種(系)主要植物學(xué)特征(2013—2017 年)
經(jīng)過(guò)4 年的對(duì)比試驗(yàn),結(jié)果(表3)表明,新品系較野生群體在鮮草產(chǎn)量上平均提高了11.8%,干草平均提高了11.1%。
表3 宜昌鴨茅新品系與野生群體產(chǎn)量對(duì)比
分別取分蘗期、拔節(jié)期樣本進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)測(cè)定,結(jié)果見(jiàn)表4。從表4 可以看出,通過(guò)馴化選育,新品系在粗蛋白、粗脂肪和無(wú)氮浸出物含量上得到提升,飼用品質(zhì)得到提高。
表4 不同生育期各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)占比 (單位:%)
國(guó)內(nèi)外的研究均指出,鄉(xiāng)土植物具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和較低的遺傳風(fēng)險(xiǎn),積極挖掘利用鄉(xiāng)土種質(zhì)是保障中國(guó)食品安全和生態(tài)安全的重要舉措,同時(shí)也是保護(hù)地方物種多樣性和降低外來(lái)物種潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的有效途徑[10]。牧草的營(yíng)養(yǎng)成分和生物量是衡量牧草價(jià)值的重要指標(biāo)。農(nóng)藝指標(biāo)與生物量和營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)密切相關(guān)[11]。通過(guò)選育,在株高、葉寬、分蘗數(shù)等農(nóng)藝性狀指標(biāo)得到提升,粗蛋白和粗脂肪含量得到提高,粗纖維含量降低。粗蛋白和粗脂肪是家畜所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),而粗纖維能幫助家畜胃腸道的蠕動(dòng),對(duì)反芻家畜尤為重要,但過(guò)高的粗纖維含量會(huì)降低牧草的適口性[12,13]。同時(shí)鴨茅的生物量、鮮草產(chǎn)量和干草產(chǎn)量均較野生群體提高了10% 以上。這表明,通過(guò)對(duì)野生鴨茅資源的選育形成的新品系——宜昌鴨茅具備了開(kāi)發(fā)成優(yōu)質(zhì)飼草的潛力。