CN103355080B - 一种多年生饲草玉米的栽培方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多年生饲草玉米的栽培方法。所述方法包括种植所述饲草玉米的步骤：所述饲草玉米为以四倍体大刍草为父本，以玉米自交系或单交种为母本，经人工杂交获得的F₁代；所述种植是将所述饲草玉米的种子直接播种于大田中，所述播种的深度为3.5－4.5cm，行距和株距均为28－32cm，第一次刈割的时期为所述饲草玉米生长至2－3m时，留茬高度为15－25cm。本发明为新型多年生饲草玉米提供了一种高产、高效栽培方法，对提高饲草玉米的种植规模及种植水平、满足快速发展的草食型畜牧业对饲草的旺盛需求、以及饲草玉米的推广具有重要意义。

Description

一种多年生饲草玉米的栽培方法

技术领域

本发明涉及一种多年生饲草玉米的栽培方法。

背景技术

草食性畜牧业所占农业比重的大小是衡量一个国家农业现代化水平高低的重要标志。与发达国家相比，我国草食性畜牧业发展还存在相当大差距，我国草地牧业产值仅占农业总产值10%左右，而一些发达国家已达50%－80%。与此同时，随着社会经济的发展，人们对肉蛋奶等草食畜产品的需求越来越大。1978年至2008年我国人均牛肉、牛奶的生产量虽分别增长了20倍和30倍，但仍不能满足人们的需要，这无疑需要更多的饲草料来支持畜牧业的快速发展。

饲料、饲草是畜牧业发展的基础，快速发展的畜牧业必须有快速发展的饲料、饲草业支撑。我国南方农区畜牧业的发展长期采用高耗粮和收获籽粒后的秸杆饲养牲畜，这不仅难以满足畜牧业快速发展对饲料需求的急剧增长，而且这种人畜共粮的畜牧方式也加重了“粮食安全”问题。事实上，我国“粮食安全”承受的压力，已不仅仅是食用粮短缺，而是长期以来人畜共粮导致的饲料粮的严重不足。2009年,我国50%的粮食用作饲料,口粮消费仅占粮食产量的35%。

以贵州、四川、云南、重庆、广西为代表的我国西南农区，水、光、热资源较为丰富，有适合作物营养体生长的自然气候条件，大量的退耕还林、还草坡耕地，都可种植饲草。该区地形以山地丘陵为主，山地丘陵占全区总面积的60-87%，水热资源垂直分布，坡耕地为最主要的土地资源。长期以来，由于山区人口增长，低下的农业生产水平无法满足人们生存的需求，不得不采取陡坡开垦方式，广种薄收，致使坡地面积不断扩大。该区25度以上坡耕地总面积达545万公顷，占全国该类坡耕地总面积的48.8%，西南农区坡耕地地形破碎，多数地区坡度陡，加之雨量大，坡耕地逐年翻耕，土壤疏松，水土流失严重。坡耕地土层较浅，保水低，肥力差，一般无灌溉条件，土地产出率较低。坡耕地中的相当一部分已不适合进行以收获籽粒为主的农业生产，而应合理规划，对部分坡耕地实施以保护为主的退耕还林、还草。

优良饲草品种的选育和推广是实现畜牧业健康发展的前提和基础。目前，我国饲草育种水平还较低，存在育成品种少，质量差的问题。截止2007年，全国草品种审定委员会审定登记品种337个，其中育成品种128个，仅占登记品种的38%；其余62%为引进品种或野生驯化种。与国外饲草品种相比，这些自育品种科技含量较低，饲草种子生产能力和饲草产量不高，抗逆性不突出，尤其缺少一些综合性状优良的多年生饲草。多年生饲草的发达根系和较长的生长期，对水分、光能、肥料的利用率高，更适合在一些不宜耕种的滩涂、荒坡等边际土地种植，在减少水土流失和保护生态平衡方面也有着较为广阔的应用前景。因此，丰产、广适、多抗的多年生饲草是我国今后饲草选育的重要方向。

四川农业大学玉米研究创制的新型多年生饲草玉米，与已有的饲用作物相比，具有产量高、品质优、抗逆性强、适应性广和易繁殖制种等特点。但由于该新型饲草为栽培玉米和其近缘野生种大刍草经远缘杂交选育而成，杂交后代在生长习性、繁殖特点、形态特征、收获方式等方面类似于双亲，但又不同于双亲，客观上决定着其栽培管理方法不同于玉米和大刍草。基于此，本研究发明了一种新型多年生饲草玉米的栽培方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型多年生饲草玉米的栽培方法。

所述方法包括种植所述饲草玉米的步骤：

所述饲草玉米为以四倍体大刍草为父本，以玉米自交系或单交种为母本，经人工杂交获得的F₁代；所述种植是将所述饲草玉米的种子直接播种于大田中，所述播种的深度为3.5－4.5cm（如3.5、4.0或4.5cm）。

在上述方法中，所述种植的行距为28—32cm（如28、30或32cm）、株距为28—32cm（如28、30或32cm）。

在上述方法中，所述株距和所述行距相等。

在上述方法中，所述种植后，还包括对所述饲草玉米地上部植株进行第一次刈割的步骤，所述第一次刈割的时期为所述饲草玉米生长至2－3m（如2、2.5或3m）时。

在上述方法中，所述第一次刈割后所述饲草玉米的留茬高度为15－25cm（如15、20或25cm）。

在上述方法中，在所述第一次刈割后，还包括第二次刈割，所述第二次刈割的时期为所述第一次刈割后的45—60天（45、50或60天）。

在上述方法中，所述第二次刈割后所述饲草玉米的留茬高度为15－25cm（如15、20或25cm）。

在上述方法中，所述母本为玉米自交系2848与玉米自交系5027的杂交F₁代。

本发明为新型多年生饲草玉米提供了一种高产、高效栽培方法，对提高饲草玉米的种植规模及种植水平、满足快速发展的草食型畜牧业对饲草的旺盛需求、以及饲草玉米的推广具有重要意义。

附图说明

图1为播种深度试验结果。

图2为刈割留茬高度试验中留茬高度为20cm、刈割3周后的植株。

图3为栽培密度为30cm×30cm、第一次刈割前的植株。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

四倍体大刍草（Zeaperennis）：墨西哥国际玉米小麦改良中心（InternationalMaizeandWheatImprovementCenter(CIMMYT)）的编号为9475，公众可从墨西哥国际玉米小麦改良中心免费获得。

玉米自交系2848和玉米自交系5027：文献：张丽.西南山地丘陵生态区主要玉米自交系SSR遗传多样性及其与杂种优势的关系.四川农业大学2003年硕士毕业论文.公众可从四川农业大学获得。

实施例1、多年生饲草玉米F80的杂交制种与生物学特性

一、多年生饲草玉米F80的杂交制种

1、以与四倍体大刍草杂交具高结实率的玉米自交系2848为母本，与玉米自交系2848杂交具高配合力的玉米自交系5027为父本，获得杂交组合2848×5027的种子。

2、多年生饲草玉米杂交种F80的生产

在西双版纳秋季播种父本四倍体大刍草和母本2848×5027，进行人工杂交，获得的杂交F₁代种子即为多年生饲草玉米种子，命名为F80，具体杂交方法如下：

1）播种父本和母本

父本的播种时间比母本提前20—30天。父本与母本的播种比例为1:4，即1亩父本配套4亩母本；父本和母本的株距均为0.4米，行距均为0.75米，每穴2株，每亩4444株。

2）母本去雄和苞叶的剪切

于母本雄穗散粉前，人工去掉雄穗，并在母本15%花丝吐出苞叶且在授粉前的6－15小时时，从苞叶高于穗轴顶端且距离穗轴顶端0—0.5cm处、于穗轴垂直的方向切割，将远离穗轴的苞叶和花丝切除。

3）授粉获得各玉米自交系与四倍体大刍草的杂交种

在父本散粉时，人工采集父本花粉。根据天气状况父本花粉的采集时间以每日的10：00－14：00为宜，最好能在上午采集花粉。用小的丝网去掉颖壳，把父本花粉放于新的雌花袋中，授于母本花丝，获得多年生饲草玉米杂交种F80。

二、多年生饲草玉米F80的生物学特性

步骤一获得的多年生饲草玉米F80的结实率为98.6%，制种产量为374.5公斤/亩，种子发芽率为96.4%。

所述结实率=结实种子数/总的雌花数×100%。

所述制种产量的测定方法为，在制种田中随机选取3块面积为66平方米的地块，收获，晾晒水分至12.5%，称重。3个地块取平均值。

所述种子发芽率是指某批次种子中能够发芽的种子占种子总数的百分比，具体计算方法为随机取100粒种子，在合适的条件下发芽，计算每次的发芽率，重复3次，计算平均数。

多年生饲草玉米F80，经根尖细胞染色体鉴定为3倍体禾本科多年生草本植物，植株直立丛生，生长快速，根系发达，形似玉米，单株分蘖8个以上，主茎粗1.2-2.0cm，叶片长65-100cm，宽6.8-9.4cm，不刈割时株高可达2.5m以上；雄花属圆锥花序，主轴长33.8cm，分枝23.5个左右；雌花属穗状花序，表现为雄性不育，具有较好的抗寒、抗旱能力，生态适应性强，产量高，品质优，适口性好，是高品质的禾本科牧草。

实施例2、多年生饲草玉米F80的人工栽培

一、播种深度试验

从实施例1获得的多年生饲草玉米F80种子中选取饱满种子，播种于盛有大田土壤的育苗盆中，每个育苗盆中设置4个播种深度（分别为1cm、2cm、4cm和6cm）处理，各播种深度随机排列，每个播种深度种植5株，共计8个育苗盆。播种后将育苗盆置于温室内，温度为15－20℃，水肥管理与普通栽培玉米相同。播种4周后，统计每个育苗盆中各处理出苗的总株数和总分蘖数，并计算单株的平均分蘖数。结果如图1和表1所示。

图1中从左到右各植株的播种深度依次为6cm、1cm、4cm和2cm，其相应的单株分蘖数依次为1个、3个、4个和2个。如表1所示，播种深度为4cm时，单株的分蘖数最高，平均为3.4个，播种太深或太浅均会降低F80的单株分蘖数。单株分蘖数是多年生饲草产量构成的一个重要因素，分蘖数越多，说明产量潜力越大。因此在以后的栽培中，播种深度以4cm为宜。

表1多年生饲草玉米F80不同播种深度4周后的单株分蘖数

注：表中单株平均分蘖数后若含有相同的小写字母，表示在p<0.05差异不显著；若不含有相同的小写字母，表示在在p<0.05差异显著。

二、刈割时期试验

从实施例1获得的多年生饲草玉米F80种子中选取饱满种子，于2011年8月25日播种于西双版纳海拔400米的大田土壤中，播种深度为4cm，株距和行距均为30cm，每隔10行即3m挖一25cm宽、30cm深的排水沟。底肥穴施史丹利纯硫基复合肥10公斤/亩，并于拔节期每亩追肥20公斤，其余管理与普通栽培玉米相同。选取长势一致植株，分别于不同发育时期（即株高达到1.0m、1.5m、2.0m或2.5m时）进行刈割，刈割的留茬高度为20cm，每次刈割80株。于刈割20天后，统计不同刈割时期的死亡率，结果如表2所示。

由表2可知，刈割时期越早，死亡率越高，在株高为1.0m时刈割，死亡率高达88.75%。随着刈割时期的推迟，死亡率降低，在株高为2.5cm时刈割，刈割后的植株均能成活。刈割时期越早植株死亡率越高的原因可能是植株根系尚未发育好，刈割后残茬的营养不足，导致植株死亡。

表2、多年生饲草玉米F80于不同发育时期刈割后的死亡率

三、刈割留茬高度试验

1、从实施例1获得的多年生饲草玉米F80种子中选取饱满种子，于2011年8月25日播种于西双版纳海拔400米的大田土壤中，播种深度为4cm，株距和行距均为30cm，每隔10行即3m挖一25cm宽、30cm深的排水沟。底肥穴施史丹利纯硫基复合肥10公斤/亩，并于拔节期每亩追肥20公斤，其余管理与普通栽培玉米相同。在株高达到2.5m时，选取长势一致的植株进行第一次刈割，刈割后的留茬高度分别为0cm、10cm、20cm、30cm。每次刈割80株，分别于第一次刈割，第一次刈割后5周（即第二次刈割前）调查单株分蘖数。结果如表3所示。

由表3可知，第一次刈割时的平均有效分蘖数为7.58。第一次刈割后5周各刈割处理的单株平均有效分蘖数均有所增加，但留茬高度为0cm时仅增长3%，其余3个处理的有效分蘖数分别增加55%、112%、96%，四个处理增长率均已达到显著差异。在留茬高度0cm到20cm之间，随留茬高度的增加，平均有效分蘖数均逐渐增加，其增长率也不断增大，但留茬30cm时，增长率反而出现下降的趋势。留茬20cm时有效分蘖数最多为16.09，且与其余刈割处理达到差异显著水平。图2为留茬20cm，刈割3周后的植株。结果表明，刈割时留茬高度的不同，植株留给下茬的营养物质有很大差异，从而影响到刈割后植株的分蘖。

表3、不同留茬高度对多年生饲草玉米F80分蘖的影响

注：表中增长率后若含有相同的小写字母，表示在p<0.05差异不显著；若不含有相同的小写字母，表示在在p<0.05差异显著。

2、将步骤1中一半的植株不进行第二次刈割，分别于第一次刈割后的第10天、20天、30天、40天、50天，调查各单株的分蘖数，结果如表4所示。由表4可知，第一次刈割后在留茬高度0cm到20cm之间，随留茬高度的增加，平均有效分蘖数均逐渐增加，且均高于留茬0cm的平均分蘖数；留茬30cm的平均分蘖数低于留茬20cm，但高于其他两个处理，其后30天，留茬20cm和30cm处理，基本上处于平衡，但留茬高度0cm和10cm处理，其平均分蘖数都还出现一定程度的增长。分蘖数最高的为留茬高度20cm的处理，其次为留茬高度30cm的处理，留茬高度0cm其分蘖数始终保持最低水平。

表4、不同刈割处理第一次刈割后分蘖数的变化

3、将步骤1中一半的植株进行第二次刈割（即第一次刈割后5周），统计第一次刈割产量和第二次刈割产量及两次刈割的总产量，结果如表5所示。

由表5可知，不同刈割处理对F80的饲草产量具有很大的影响。第一次刈割时不同的留茬高度，会直接影响此次刈割的产量，留茬越高则此次收获的产量越低；同时不同的留茬高度，也会影响供给下次再生营养物质的多少，留茬越高，留于下茬生长的营养物质越多；反之则越少。第一次刈割小区产量随留茬高度的增加而减少，但留茬高度10cm、20cm的小区产量相差不显著。第二次刈割时，各个刈割处理的再生产量均低于第一茬。留茬高度为0到20cm处理，随留茬高度的增加，其相应的产量也随之增加，但留茬30cm处理有一定程度的减少。留茬高度20cm时，其小区总产量达到最高12391.67公斤/亩，留茬高度20cm的总产量与其余处理均达到显著水平。

表5不同留茬高度刈割的产量

注：表中同一栏结果间若含有相同的小写字母，表示在p<0.05差异不显著；若不含有相同的小写字母，表示在在p<0.05差异显著。

四、栽培密度试验

从实施例1获得的多年生饲草玉米F80种子中选取饱满种子，于2010年9月10日播种于西双版纳海拔400米的大田土壤中，播种深度为4cm，株距和行距及播种密度如表6所示。底肥穴施史丹利纯硫基复合肥10公斤/亩，并于拔节期每亩追肥20公斤，其余管理与普通栽培玉米相同。每种密度种植10m²（小区），3次重复。在株高达到2.5m时，选取长势一致的植株进行第一次刈割，刈割后的留茬高度为20cm，刈割后称量鲜重即第一次刈割的产量，结果如表6所示。

表6、不同播种密度下第一次刈割的产量

注：表中同一栏结果间若含有相同的小写字母，表示在p<0.05差异不显著；若不含有相同的小写字母，表示在在p<0.05差异显著。

由表6产量的统计结果，表现了两种趋势。第一，在一定范围内饲草产量随播种密度的增加而增加，到达一定密度后，又随着密度的增加而下降。说明在密度过低的情况下，叶面积指数过低，有部分光热资源没有得到充分利用，导致产量较低；而密度过大通风、通气太差，易发生病害或倒伏，也会影响到产量。第二，在密度相同或大体相同情况下，如20cm×20cm和10cm×40cm、25cm×25cm和20cm×31.3cm，株行距相同的情况下，饲草产量较高。如20cm×20cm的饲草产量要高于10cm×40cm、25cm×25cm的饲草产量要高于20cm×31.3cm。说明在等株行距相同的情况下，更易于合理利用光热水等资源，获得较高的饲草产量。图3为栽培密度为30cm×30cm，刈割前的植株图片。

实施例3、多年生饲草玉米F80的人工栽培

从实施例1获得的多年生饲草玉米F80种子中选取饱满种子，于2010年9月10日播种于西双版纳海拔400米的大田土壤中，播种深度为3.5cm，株距和行距均为32cm。底肥穴施史丹利纯硫基复合肥10公斤/亩，并于拔节期每亩追肥20公斤，其余管理与普通栽培玉米相同。每种密度种植10m²（小区），3次重复。在株高达到2m时，选取长势一致的植株进行第一次刈割，刈割后的留茬高度为15cm，刈割后称量鲜重即第一次刈割的产量，结果实施例2中表6所示的株距和行距均为30cm的第一次刈割产量（6522.1公斤/亩）无显著差异；

第一次刈割后45天，统计第一次刈割后分蘖数并进行第二次刈割，第二次刈割刈割后的留茬高度为15cm；结果第一次刈割后45天的分蘖数与实施例2中表4所示留茬高度为20cm、第一次刈割后50天的结果（16.09）无显著差异。

实施例4、多年生饲草玉米F80的人工栽培

从实施例1获得的多年生饲草玉米F80种子中选取饱满种子，于2010年9月10日播种于西双版纳海拔400米的大田土壤中，播种深度为4.5cm，株距和行距均为28cm。底肥穴施史丹利纯硫基复合肥10公斤/亩，并于拔节期每亩追肥20公斤，其余管理与普通栽培玉米相同。每种密度种植10m²（小区），3次重复。在株高达到3m时，选取长势一致的植株进行第一次刈割，刈割后的留茬高度为25cm，刈割后称量鲜重即第一次刈割的产量，结果实施例2中表6所示的株距和行距均为30cm的第一次刈割产量（6522.1公斤/亩）无显著差异；

第一次刈割后60天，统计第一次刈割后分蘖数并进行第二次刈割，第二次刈割刈割后的留茬高度为25cm；结果第一次刈割后60天的分蘖数与实施例2中表4所示留茬高度为20cm、第一次刈割后50天的结果（16.09）无显著差异。

Claims (4)

1.一种饲草玉米的栽培方法，包括种植所述饲草玉米的步骤：

所述饲草玉米为以四倍体大刍草为父本，以玉米自交系或单交种为母本，经人工杂交获得的F₁代；所述种植是将所述饲草玉米的种子直接播种于大田中，所述播种的深度为3.5-4.5cm；所述种植的行距为28-32cm、株距为28-32cm；种植后，还包括对所述饲草玉米地上部植株进行第一次刈割的步骤，所述第一次刈割的时期为所述饲草玉米生长至2-3m时；所述第一次刈割后所述饲草玉米的留茬高度为15-25cm；

所述母本为玉米自交系2848与玉米自交系5027的杂交F₁代。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述株距和所述行距相等。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在所述第一次刈割后，还包括第二次刈割，所述第二次刈割的时期为所述第一次刈割后的45-60天。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述第二次刈割后所述饲草玉米的留茬高度为15-25cm。