柳金良，鄭 琪，孫志強(qiáng)，柳發(fā)財(cái)，石曉瑛

（甘肅省平?jīng)鍪修r(nóng)業(yè)科學(xué)院，甘肅 平?jīng)?744000）

高粱(Sorghum bicolor)和玉米(Zea mays)都是世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的糧食和飼料作物[1-2]。高粱籽粒是釀造和飼料加工業(yè)的重要原料之一，我國(guó)大約85%的高粱籽粒用于釀酒和釀醋[1]，尤其飼用類型的高粱莖葉青綠鮮嫩，汁液豐富，含糖量高，適口性好，主要營(yíng)養(yǎng)成分和生物產(chǎn)量等都相當(dāng)于玉米，能青飼青貯，是畜、禽、鳥(niǎo)、魚(yú)的優(yōu)質(zhì)飼料[3-4]。玉米籽粒營(yíng)養(yǎng)價(jià)值均衡，是加工飼料的優(yōu)質(zhì)原料，但其秸稈質(zhì)地粗糙、適口性差、消化率低、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值不高[5-7]。高粱和玉米都屬于光合作用較強(qiáng)的C4作物[8]，但是高粱生育期耗水少，水分利用效率高，根系發(fā)達(dá)，葉片蠟質(zhì)層厚，持綠性好，高膨壓、低水勢(shì)、滲透調(diào)節(jié)能力強(qiáng)[9-12]，其抗旱性狀優(yōu)于玉米，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中，被公認(rèn)為旱作農(nóng)業(yè)區(qū)和鹽堿土壤的主要作物，也是 抗旱研究的模 式作物[1,13]。

釀飼兼用高粱是籽?？勺鳛獒勗鞓I(yè)原料，秸稈可作為畜牧業(yè)飼料的兩用型新概念高粱[14]，其特點(diǎn)是光合效率高，根葉生理功能優(yōu)勢(shì)強(qiáng)，具有抗旱、耐澇、耐鹽堿、耐瘠薄等多重抗逆性[9-12]，籽粒適宜釀造，籽粒成熟后莖葉持綠性好，飼用營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，可作鮮飼料或青貯飼料，是目前我國(guó)旱作農(nóng)業(yè)區(qū)以及農(nóng)牧交錯(cuò)地帶比較理想的釀飼兼用作物[14-15]。

干旱缺水是制約干旱半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要因素，為了抗旱節(jié)水，甘肅省2003年創(chuàng)新了旱地全膜雙壟溝播技術(shù)，在甘肅、青海、寧夏和陜西等北方旱作區(qū)大面積推廣應(yīng)用，發(fā)揮了顯著的抗旱增產(chǎn)作用[16]，由于玉米全膜雙壟溝播高產(chǎn)栽培技術(shù)投入成本高、耗能高、耗水量大、勞動(dòng)量大，同時(shí)也帶來(lái)了難以根除的殘膜破壞土壤結(jié)構(gòu)特性、污染環(huán)境等問(wèn)題[17-20]。從經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益方面進(jìn)行比較，露地高粱和全膜玉米的經(jīng)濟(jì)效益差異不顯著[21-22]，但是前者無(wú)地膜污染的生態(tài)效益更優(yōu)。目前，關(guān)于糧飼兼用玉米飼用營(yíng)養(yǎng)成分的相關(guān)研究報(bào)道較多，但對(duì)釀飼兼用高粱的飼用營(yíng)養(yǎng)成分、飼用品質(zhì)和飼用能量的測(cè)定，以及不同種植方式下與糧飼兼用玉米飼用品質(zhì)、飼用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益比較的研究報(bào)道比較鮮見(jiàn)。鑒于此，開(kāi)展了露地釀飼兼用高粱和全膜糧飼兼用玉米飼用物質(zhì)產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益比較試驗(yàn)，分析測(cè)定了二者乳熟期和成熟期的營(yíng)養(yǎng)成分、飼用價(jià)值和飼用凈能等指標(biāo)，以期為西北農(nóng)牧交錯(cuò)地帶釀飼兼用高粱的推廣和飼用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于平?jīng)鍪修r(nóng)業(yè)科學(xué)院高平試驗(yàn)站，地處 35°17′ N，107°30′ E，海拔 1 320 m，年均降水量583.5 mm，年均氣溫 9.3 ℃，無(wú)霜期 172 d，≥ 10 ℃的活動(dòng)積溫 2 800 ℃·d，日照時(shí)數(shù) 2 201.4 h；試驗(yàn)地為旱塬地，土壤類型為黑壚土，質(zhì)地為中壤土，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)較松，耕作層25 cm。耕作層有機(jī)質(zhì)含量為 10.5 g·kg-1，全氮含量為 1 g·kg-1，全磷含量為0.62 g·kg-1，全鉀含量為 20.5 g·kg-1，速效氮含量為 114 mg·kg-1，速效磷含量為 4.8 mg·kg-1，pH 8.2。

1.2 試驗(yàn)材料

參試品種為平雜8號(hào)和敦玉15，平雜8號(hào)為平?jīng)鍪修r(nóng)業(yè)科學(xué)院選育的釀飼兼用型高粱雜交種[15]，敦玉15來(lái)源于敦煌種業(yè)有限公司。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，以露地播種的釀飼兼用高粱平雜8號(hào)和全膜雙壟溝播的糧飼兼用玉米敦玉15的乳熟期全株和成熟期秸稈作為4個(gè)處理，每個(gè)處理 3 次重復(fù)，小區(qū)面積均為 20 m × 30 m。

1.4 試驗(yàn)方法

在玉米、高粱的乳熟期和成熟期分別隨機(jī)取樣10株，測(cè)定鮮重后切至1 cm小段，充分混勻，105 ℃ 殺青 30 min，60 ℃ 烘干至恒重測(cè)定水分，將測(cè)完水分的干樣裝入自封袋待測(cè)。營(yíng)養(yǎng)成分指標(biāo)由 CVAS(Cumberland Valley Analytical Services)飼料分析中國(guó)服務(wù)中心采用國(guó)標(biāo)法測(cè)定，每個(gè)樣重復(fù)檢測(cè)3次，測(cè)定項(xiàng)目包括干物質(zhì)(dry matter, DM)、粗蛋白 (crude protein, CP)、中性洗滌不溶蛋白 (neutral detergent insoluble protein, NDIP)、 酸 性 洗 滌 不 溶 蛋白 (acid detergent insoluble protein, ADIP)、可溶性粗蛋白 (soluble crude protein, SCP)、瘤胃降解蛋白 (rumen degradable protein, RDP)、氨態(tài)氮 (ammoniacal nitrogen,AN)、酸性洗滌纖維 (acid detergent fiber, ADF)、中性洗滌纖維 (neutral detergent fiber, NDF)、NDFD 30小時(shí)消化率 (NDFD 30 hour digestibility)、可溶性纖維 (soluble fibre, SF)、淀粉 (starch)、醇溶糖 (alcohol soluble sugar, ASS)、 粗 脂 肪 (crude fat, CF)、 灰分(ash)、鈣(calcium)、磷(phosphorus)。另外，干物質(zhì)采 食 量 (dry matter intakes, DMI)、 可 消 化 干 物質(zhì)(digestible dry matter, DDM)、相對(duì)飼用價(jià)值 (relative feed value, RFV)、相對(duì)飼用品質(zhì) (relative feed quality,RFQ)、 總 可 消 化 營(yíng) 養(yǎng) 物 (total digestible nutrients,TDN)、產(chǎn)奶凈能 (net energy for lactating cow, NEl)、維持凈能 (net energy for maintenance, NEm)和增重凈能 (net energy for gain, NEg)均由計(jì)算得出[23-26]。計(jì)算公式：

式 中 ： BW(body weight)為 體 重 ； DM(dry matter)為干物質(zhì)；DE(digestive energy)為消化能，ME(metabolic energy)為代謝能，NEl、NEm和 NEg的計(jì)算均參考奶牛NCR 2001。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用 Excel 2007 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用 DPS v 7.55統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，用平均值和標(biāo)準(zhǔn)差表示測(cè)定結(jié)果，分別對(duì)同一指標(biāo)不同作物和不同采樣時(shí)期處理進(jìn)行隨機(jī)區(qū)組單因素方差分析，并用LSD法對(duì)各測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較[23,25]。

表1 露地釀飼兼用高粱與全膜糧飼兼用玉米飼用物質(zhì)產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比Table 1 Comparison of forage matter yield and economic benefit of brewing-forage sorghum planting in open field and grain-forage maize planting by whole field surface plastic mulching and double ridge-furrow

2 結(jié)果與分析

2.1 飼用物質(zhì)產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益比較

乳熟期，露地釀飼兼用高粱全株鮮物質(zhì)產(chǎn)量和干物質(zhì)產(chǎn)量分別比全膜糧飼兼用玉米低10.2%和1.7%(表1)；成熟期，露地釀飼兼用高粱秸稈鮮物質(zhì)產(chǎn)量和干物質(zhì)產(chǎn)量分別比全膜糧飼兼用玉米高53.8%和27.0%；露地釀飼兼用高粱籽粒產(chǎn)量為7 638 kg·hm-2，較全膜糧飼兼用玉米籽粒產(chǎn)量降低了29.1%；露地釀飼兼用高粱產(chǎn)值為 21 264 CNY·hm-2，比全膜糧飼兼用玉米降低了4.9%；露地釀飼兼用高粱成本為 12 096 CNY·hm-2，比全膜糧飼兼用玉米降低了24.5%；露地釀飼兼用高粱純利潤(rùn)為9 168 CNY·hm-2，比全膜糧飼兼用玉米增加了 44.3%。種植露地釀飼兼用高粱的經(jīng)濟(jì)效益高于全膜糧飼兼用玉米。

表2 露地釀飼兼用高粱與全膜糧飼兼用玉米營(yíng)養(yǎng)成分與飼用品質(zhì)(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 2 Nutrient compositions and forage quality of brewing-forage sorghum planting in open field and Grain-forage maize planting by whole field surface plastic mulching and double ridge-furrow(dry matter basis)

2.2 營(yíng)養(yǎng)成分與飼用品質(zhì)比較

乳熟期，釀飼兼用高粱全植株的DM、NDF和Ash含量高于糧飼兼用玉米，且差異顯著(P＜0.05)(表 2)，Ca 含量極顯著高于糧飼兼用玉米 (P＜0.01)，CP、CF、淀粉和磷含量極顯著低于糧飼兼用玉米；SCP高于糧飼兼用玉米，但差異不顯著(P ＞ 0.05)；NEl、NEm和NEg均低于糧飼兼用玉米，差異極顯著；NDFD 30小時(shí)消化率顯著低于糧飼兼用玉米；RFV、RFQ極顯著低于糧飼兼用玉米；TDN極顯著低于糧飼兼用玉米。

成熟期，釀飼兼用高粱秸稈的CP、Ash、磷含量極顯著高于糧飼兼用玉米(P＜0.01)；NDF極顯著低于糧飼兼用玉米；淀粉含量顯著低于糧飼兼用玉米(P＜0.05)；DM含量顯著低于糧飼兼用玉米，SCP、NDFD 30 h消化率、TDN 低于糧飼兼用玉米，差異不顯著 (P ＞ 0.05)，CF、Ca、RFV、RFQ含量高于糧飼兼用玉米，差異不顯著；釀飼兼用高粱秸稈平均NEl、NEm和NEg低于糧飼兼用玉米，差異不顯著。

總體來(lái)看，乳熟期，露地釀飼兼用高粱飼用營(yíng)養(yǎng)成分、飼用品質(zhì)和飼用凈能等大部分指標(biāo)低于全膜糧飼兼用玉米，存在差異性；成熟期，除了CP、Ash、NDF、磷和淀粉之外，兩者的其他飼用營(yíng)養(yǎng)成分、飼用品質(zhì)和飼用凈能等指標(biāo)差異均不顯著(P ＞ 0.05)；乳熟期玉米全株飼用價(jià)值最高，高粱全株?duì)I養(yǎng)價(jià)值次之，兩者成熟期秸稈飼用價(jià)值最低，且差異不顯著。

2.3 營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)量與能量比較

乳熟期，釀飼兼用高粱全植株NDF產(chǎn)量顯著高于糧飼兼用玉米(P＜0.05)(表3)，淀粉產(chǎn)量低于糧飼兼用玉米，差異不顯著(P ＞ 0.05)，CP、CF和磷產(chǎn)量顯著低于糧飼兼用玉米，Ca產(chǎn)量極顯著高于糧飼兼用玉米(P＜0.01)，TDN、NEl、NEm和NEg極顯著低于糧飼兼用玉米。

成熟期，釀飼兼用高粱秸稈CP、NDF產(chǎn)量極顯著高于糧飼兼用玉米(P＜0.01)；CF、淀粉、鈣產(chǎn)量高于糧飼兼用玉米，差異不顯著(P ＞ 0.05)，磷產(chǎn)量極顯著低于糧飼兼用玉米；成熟期釀飼兼用高粱秸稈TDN、NEl和NEm極顯著高于糧飼兼用玉米。

總之，乳熟期釀飼兼用高粱營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)量指標(biāo)基本接近糧飼兼用玉米，且二者乳熟期營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)量高于成熟期，差異顯著(P＜0.05)；成熟期釀飼兼用高粱秸稈營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)量及每公頃能量指標(biāo)絕大部分高于糧飼兼用玉米；TDN和凈能產(chǎn)量由高到低依次為玉米乳熟期全株、高粱乳熟期全株、高粱成熟期秸稈和玉米成熟期秸稈，且它們之間的差異極顯著 (P＜0.01)。

表3 露地釀飼兼用高粱與全膜糧飼兼用玉米單位公頃的養(yǎng)分產(chǎn)量Table 3 Feeding nutritive yield and energy of brewing-forage sorghum planting in open field and grain-forage maize planting by whole field surface plastic mulching and double ridge-furrow

3 討論

Choi等[28]研究表明，持綠型作物品種生理成熟時(shí)植株葉片具有較高光合活性以及較高蛋白質(zhì)、蔗糖和脂類含量。本研究中，成熟期露地釀飼兼用高粱的干、鮮物質(zhì)產(chǎn)量均高于全膜糧飼兼用玉米，而乳熟期二者恰好相反，這可能與高粱成熟期的持綠性優(yōu)于玉米有關(guān)。本研究結(jié)果表明，露地釀飼兼用高粱籽粒產(chǎn)量低于全膜糧飼兼用玉米，但因其抗旱節(jié)水性強(qiáng)、成熟期持綠性好、秸稈干鮮物質(zhì)產(chǎn)量高、籽粒銷售單價(jià)高及種植成本低等因素，在旱作農(nóng)業(yè)區(qū)生產(chǎn)種植露地釀飼兼用高粱的經(jīng)濟(jì)效益高于全膜糧飼兼用玉米。

由于高粱具有較高的飼用價(jià)值和抗旱節(jié)水方面的優(yōu)越性[29]，世界上多個(gè)國(guó)家都很重視高粱育種、生產(chǎn)和飼用的研究，美國(guó)在21世紀(jì)初就開(kāi)始了用甜高粱代替青貯玉米的相關(guān)研究[30]。Bean和Marsalis[31]認(rèn)為，一般情況下，養(yǎng)牛場(chǎng)飼養(yǎng)奶牛的青貯飼料一直選擇的是青貯玉米，主要是因?yàn)橛衩椎娘曈脿I(yíng)養(yǎng)價(jià)值高于高粱，但是，玉米的飼用營(yíng)養(yǎng)價(jià)值是由玉米籽粒的高產(chǎn)來(lái)保證的，在干旱缺雨或沒(méi)有灌溉設(shè)施的旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，缺乏優(yōu)質(zhì)青貯玉米的生產(chǎn)條件，這時(shí)就應(yīng)該考慮種植高粱作為青貯飼料來(lái)代替青貯玉米。Bell等[32]的研究結(jié)果也表明青貯飼草高粱的產(chǎn)量和質(zhì)量可以超過(guò)青貯玉米。本研究中，乳熟期露地種植的高粱全株飼用價(jià)值低于全膜玉米的飼用價(jià)值，成熟期二者秸稈飼用價(jià)值差異不明顯，但高粱干鮮物質(zhì)產(chǎn)量、秸稈飼用營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)量、飼用能值明顯高于全膜糧飼兼用玉米，再結(jié)合露地釀飼兼用高粱不覆蓋地膜、污染少、能量消耗少、水分消耗少、生產(chǎn)成本低等因素綜合考慮[33-34]，在西北中低海拔旱作農(nóng)業(yè)區(qū)種植露地釀飼兼用高粱作飼料來(lái)代替玉米是可行的。

4 結(jié)論

在西北旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，種植露地釀飼兼用高粱的經(jīng)濟(jì)效益高于全膜糧飼兼用玉米；乳熟期，露地釀飼兼用高粱干鮮物質(zhì)產(chǎn)量、飼用營(yíng)養(yǎng)成分、飼用質(zhì)量品質(zhì)、飼用營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)量、飼用能量等指標(biāo)均低于全膜糧飼兼用玉米，存在差異性；成熟期，露地釀飼兼用高粱秸稈和全膜糧飼兼用玉米秸稈的飼用營(yíng)養(yǎng)成分、飼用品質(zhì)差異不明顯，但高粱干鮮物質(zhì)產(chǎn)量、秸稈飼用營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)量、飼用能值明顯高于全膜糧飼兼用玉米。綜上，在西北旱作區(qū)生產(chǎn)種植露地釀飼兼用高粱的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益高于全膜糧飼兼用玉米。