彭安琪，李小梅，王 紅，李昌華，李小鈴，閆艷紅，張新全

（四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院草業(yè)科學(xué)系，四川 成都 611130）

隨著人們生活水平的提高，畜牧業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)了迅猛的勢頭，靠長期人畜共糧、糧飼共享已不能滿足畜牧業(yè)的要求[1]。我國畜牧業(yè)發(fā)展相對落后，與其他畜牧業(yè)發(fā)達(dá)的國家相比有很大的發(fā)展空間。限制我國畜牧業(yè)發(fā)展的重要原因之一是缺乏優(yōu)質(zhì)的飼草料，由于天然草地長期超載過牧，加上生態(tài)環(huán)境不斷惡化，從而導(dǎo)致草地資源嚴(yán)重退化，飼草料供應(yīng)不足，優(yōu)質(zhì)飼草料更是一度短缺。以致于長期以來，我國一直以使用精飼料為主的形式發(fā)展畜牧業(yè)，每年都有大批量的糧食用于生產(chǎn)精飼料[2]。據(jù)有關(guān)部門調(diào)查統(tǒng)計，目前我國的飼料用糧約占糧食的1/3[3]?，F(xiàn)代生態(tài)畜牧業(yè)的發(fā)展必須以優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的飼草為基礎(chǔ)，當(dāng)前國內(nèi)外都以培育優(yōu)良牧草作為增產(chǎn)和改善品質(zhì)的重要措施[4]。隨著種植業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變及生態(tài)環(huán)境的建設(shè)，對優(yōu)良牧草的需求將會越來越大。栽培改良牧草，既是保證畜牧業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展的需要，也是生態(tài)環(huán)境建設(shè)、社會可持續(xù)發(fā)展的需要。

目前生產(chǎn)上利用較多的飼用作物為禾本科牧草和豆科牧草。飼草玉米(Zea mays)和飼草高粱(Sorghum bicolor × S. sudanense)均為 C4作物，是禾本科牧草中最主要的飼用作物，在畜牧業(yè)生產(chǎn)中具有重要作用，國內(nèi)眾多地方已經(jīng)引種成功并規(guī)模種植，取得了良好的效益[5-8]。飼草高粱是高粱(S. bicolor)與蘇丹草(S. sudanense)雜交產(chǎn)生的F1代雜交種，即高粱雜交草，也叫高丹草，具有適口性好、營養(yǎng)價值高、再生性強(qiáng)等優(yōu)點，是發(fā)達(dá)國家普遍利用的草種[9]，不論是青飼還是青貯后飼喂都具有很高的飼用價值[10]。但該類一年生飼草在四川西南地區(qū)的利用研究還較少。為此，本研究在雅安、仁壽兩地分別對8個參試品種的生產(chǎn)性能及飼用品質(zhì)進(jìn)行綜合評價，旨在探索適宜四川西南地區(qū)種植的優(yōu)良牧草，以期為畜牧業(yè)填補(bǔ)優(yōu)質(zhì)飼料缺口，以達(dá)到促進(jìn)畜牧業(yè)發(fā)展的同時促進(jìn)農(nóng)民收益的目的，同時也為國家飼用玉米、飼用高粱品種布局和推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于四川農(nóng)業(yè)大學(xué)雅安校區(qū)教學(xué)科研園區(qū) (29° 98' N，103° 00' E)及四川省現(xiàn)代糧食產(chǎn)業(yè)仁壽示范基地 (30° 07′ N、104° 18′ E)。兩試驗地土壤類型均為紫色土，基礎(chǔ)理化性狀如表1所列。

1.2 試驗材料

供試材料青貯玉米、飼草玉米、飼草高粱共8個品種。雅玉青貯8號(CK)由四川雅玉科技開發(fā)有限公司提供，正紅311由四川農(nóng)大正紅種業(yè)責(zé)任有限公司提供，華豐3號由河南華豐種業(yè)有限公司提供，瑞德1號、晉草8號、晉草11號來源于山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，玉草3號來源于四川農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米研究所，AS6016高丹草由浩海嘉農(nóng)種業(yè)有限公司提供。各品種種植信息如表2所列。

1.3 試驗設(shè)計與田間管理

試驗采用間比法，于2017年4月23日進(jìn)行，依上表各品種的種植密度、行距、株距進(jìn)行種植，穴留單株。試驗不設(shè)重復(fù)，首尾小區(qū)為對照(雅玉青貯8號)，中間每隔一個種設(shè)置一個對照。各品種播前結(jié)合整地施入有機(jī)肥 30 000 kg·hm-2；鉀肥、磷肥以基肥一次性均勻窩施，施用量為氯化鉀 150 kg·hm-2，過磷酸鈣 600 kg·hm-2；尿素施用量為450 kg·hm-2，按基肥、苗肥、大喇叭口追施，分別為40%、30%和30%。小區(qū)面積均為40 m2。

表1 試驗地基礎(chǔ)理化性狀Table 1 The basic physicochemical properties of the experimental area

表2 試驗材料及種植密度Table 2 Trial material and planting density

1.4 測定項目與方法

各品種收獲一次，收獲前1 d各小區(qū)遠(yuǎn)離邊行以對角線取3個樣點，每樣點10株，共30株。分別測定農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、干物質(zhì)含量及營養(yǎng)成分，并計算相對飼用價值。

株高：植株的自然高度，即用卷尺測量由地面起到植株自然伸長時的高度。

莖粗：植株地面起第3節(jié)莖稈的最粗部位，用游標(biāo)卡尺測量。

節(jié)間長：植株地面起第3節(jié)莖稈的長度，用卷尺測量。

SPAD 值 (specialty products agricultural division)：使用SPAD-502葉綠素儀測定，每株測定3片葉子，每片葉子測定上、中、下3個部位，求得每株的平均值。

莖稈強(qiáng)度：在各飼草收獲時，近地面處剪下，去掉葉片、葉鞘及其他部分，保留莖稈，用YYD-1型莖稈強(qiáng)度測定儀測定地面上第3莖節(jié)的莖稈強(qiáng)度。

產(chǎn)量：CK、正紅311、瑞德1號于乳熟末期[11]，華豐3號、玉草3號于抽雄期[12]，AS6016高丹草于抽穗期從地上部20 cm處全株刈割[13]；晉草8號、晉草11號于乳熟至蠟熟期(與飼用高粱刈割期相似)從地上部10 cm處全株刈割[14]。生物鮮重按小區(qū)稱重，收獲后立即稱重，得到小區(qū)鮮重產(chǎn)量。根據(jù)小區(qū)鮮重和干物質(zhì)含量計算小區(qū)干物質(zhì)產(chǎn)量，單位最后統(tǒng)一為kg·hm-2。

干物質(zhì)含量：將取得的樣品全株粉碎，隨機(jī)取樣1.0 kg左右，稱鮮重，然后在105 ℃條件下殺青2 h后，再在60 ℃下烘干至恒重，稱干重。計算干物質(zhì)含量。

營養(yǎng)成分分析：對不同飼料作物進(jìn)行全株混合取樣，用凱氏定氮法[15]測定粗蛋白(crude protein, CP)含量；用范氏洗滌法[15]測定中性洗滌纖維(neutral detergent fiber, NDF)和酸性洗滌纖維 (acid detergent fiber, ADF)含量；用蒽酮比色法[16]測定可溶性碳水化合物 (water soluble carbohydrate, WSC)含量。

相對飼用價值(RFV)、干物質(zhì)采食量(DMI)以及可消化干物質(zhì)(DDM)計算公式如下[17]：

RFV = DMI × DDM / 1.29 ;

DMI= 120 / NDF ；

DDM= 88.9 - 0.779 × ADF 。

1.5 數(shù)據(jù)分析

以每個樣點作為一個重復(fù)，每個處理3次重復(fù)。采用 Excel 2010 和 SPSS 19.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 ， 用 Excel 2010 作 圖 。 因 CK1、 CK2、 CK3和CK4各指標(biāo)之間差異不顯著(表3)，表明各試驗小區(qū)地力條件差異不顯著(P ＞ 0.01)，因此，對照(CK)的值取各對照小區(qū)的平均值，進(jìn)行單因素方差分析及相關(guān)性分析，并用LSD法和Duncan法進(jìn)行多重比較，最終數(shù)據(jù)均以平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)誤表示。

表3 兩試點對照(雅玉青貯8號)小區(qū)各指標(biāo)的比較Table 3 Comparison of the CK index (Yayu Silage 8) plot in two pilots

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種的SPAD值

AS6016高丹草在雅安的SPAD值最高，達(dá)到61.22(圖1)，極顯著高于該地區(qū)的其他品種(P ＜0.01)，晉草8號次之，為54.46；玉草3號在仁壽的SPAD值最高，達(dá)到56.24，其次為晉草11號，為55.62，極顯著高于其他品種(P＜0.01)，但二者差異不顯著 (P ＞ 0.01)。

2.2 不同品種的農(nóng)藝性狀及莖稈強(qiáng)度

晉草8號在兩試點株高均最高，分別為295.0和 284.4 cm(表 4)，極顯著高于其他品種 (P＜0.01)；正紅311和華豐3號的莖粗在兩試點均最大，在雅安分別為22.43和20.46 mm；在仁壽分別為21.33和20.99 mm，在仁壽地區(qū)極顯著高于其他品種(P ＜0.01)；晉草11號和AS6016高丹草的節(jié)間長在兩試點均最長，在雅安分別為25.47和20.17 cm，在仁壽分別為25.51和19.83 cm，兩個地區(qū)均極顯著大于其他品種 (P＜0.01)。

圖1 8個品種的SPAD值Figure 1 The specialty products agricultural division(SPAD) value of eight varieties

表4 兩試點各品種農(nóng)藝性狀及莖稈強(qiáng)度Table 4 Agronomic traits and stem strength of different varieties in two pilots

正紅311和CK在雅安的節(jié)間長/莖粗值最小，分別為7.09和7.18；CK和瑞德1號在仁壽的節(jié)間長/莖粗值最小，分別為6.44和6.89，極顯著低于其他品種(P＜0.01)；CK和華豐3號在兩試點的莖稈強(qiáng)度均較高，極顯著高于其他品種(P＜0.01)，在雅安分別為283.23和297.10 N·cm-2，二者差異不顯著；在仁壽分別為290.29和295.73 N·cm-2，但二者差異不顯著 (P ＞ 0.01)。

2.3 干物質(zhì)產(chǎn)量及營養(yǎng)成分

晉草11號在雅安的干物質(zhì)產(chǎn)量最高，達(dá)到20.11 t·hm-2(表 5)， 晉 草 8 號 和 正 紅 311 次 之 ， 為18.80 和 12.29 t·hm-2， 三 者 間 差 異 極 顯 著 (P ＜0.01)；晉草8號在仁壽的干物質(zhì)產(chǎn)量最高，為10.39 t·hm-2(表 6)，晉草 11 號次之，為 10.03 t·hm-2，二者間差異不顯著(P ＞ 0.01)，正紅311第三，為9.27 t·hm-2。

表5 雅安試點各品種干物質(zhì)產(chǎn)量及營養(yǎng)成分Table 5 Dry matter yield and nutrient composition of different varieties in Ya'an

AS6016高丹草在兩試點的CP含量均最高，分別為12.80%和15.48%，極顯著高于其他品種(P ＜0.01)，在雅安，其次為華豐3號，為11.06%；在仁壽，其次為晉草11號，為14.87%。瑞德1號在雅安的WSC含量最高，為7.06%，其次為CK和正紅311，分別為7.04%和6.26%，極顯著高于其他品種 (P＜0.01)，三者之間差異不顯著 (P ＞ 0.01)；玉草3號在仁壽的WSC含量最高，為5.64%，其次為華豐3號，為4.78%，極顯著高于其他品種(P ＜0.01)；AS6016高丹草在雅安的NDF含量最高，為54.80%，其次為晉草11號，為53.96%，極顯著高于華豐3號外的其他品種(P＜0.01)，二者之間差異不顯著(P ＞ 0.01)；ADF含量為晉草11號最高，為29.56%，極顯著高于其他品種(P＜0.01)，其次為AS6016高丹草，為26.43%。AS6016高丹草在仁壽的NDF及ADF含量均最高，分別為55.20%和25.08%；其次均為華豐3號，分別為53.35%和24.48%，極顯著高于其他品種 (P＜0.01)，二者之間差異不顯著 (P ＞ 0.01)。

晉草8號在雅安的CP產(chǎn)量和WSC產(chǎn)量最高，分別為 1.44 和 1.00 t·hm-2，其次為晉草 11 號，分別為 1.06 和 0.84 t·hm-2，均極顯著高于其他品種(P＜0.01)， 二 者 間 差 異 不 顯 著 (P ＞ 0.01)。 晉 草11號在仁壽的CP產(chǎn)量極顯著高于其他品種(P ＜0.01)，為 1.49 t·hm-2，CK 次之；晉草 8 號、CK 以及正紅 311 的 WSC 產(chǎn)量最高，均為 0.38 t·hm-2。晉草11號在雅安的NDF產(chǎn)量和ADF產(chǎn)量最高，分別為 10.80 和 5.92 t·hm-2，其次為晉草 8 號，分別為 9.22 和 4.50 t·hm-2，均極顯著高于其他品種 (P ＜0.01)，且二者之間差異極顯著 (P＜0.01)；在仁壽有同樣的趨勢，晉草11號的NDF產(chǎn)量和ADF產(chǎn)量最高，分別為 4.91 和 2.32 t·hm-2，其次為晉草8 號，分別為 4.73 和 2.31 t·hm-2，均極顯著高于除正紅311外的其他品種(P＜0.01)，但二者差異不顯著 (P ＞ 0.01)。

表6 仁壽試點各品種干物質(zhì)產(chǎn)量及營養(yǎng)成分Table 6 Dry matter yield and nutrient composition of different varieties in Renshou

2.4 各性狀與干物質(zhì)產(chǎn)量相關(guān)性比較

在雅安，干物質(zhì)產(chǎn)量與株高、密度和節(jié)間長極顯著或顯著正相關(guān)(表7)，相關(guān)系數(shù)分別為0.615、0.894和0.454；在仁壽，干物質(zhì)產(chǎn)量與株高和密度呈極顯著正相關(guān)(表7)，相關(guān)系數(shù)分別為0.900和0.571。

表7 兩試點各性狀與干物質(zhì)產(chǎn)量Pearson相關(guān)系數(shù)Table 7 Correlation analysis of dry matter yield and traits in two pilots

2.5 相對飼用價值

CK在兩試點的DMI和DDM及RFV均最高(表 8)，極顯著高于其他品種 (P＜0.01)，其次均為瑞德1號。CK和瑞德1號的RFV在雅安分別為149.64 和 139.17，二者差異極顯著 (P＜0.01)；在仁壽分別為187.10和186.94，二者差異不顯著(P ＞0.01)。所有品種的RFV在兩試點均在100.00以上，說明兩試點的飼料整體質(zhì)量較好[18]。

3 討論

3.1 產(chǎn)量

株高是植株生長發(fā)育狀況和產(chǎn)量潛力的重要指標(biāo)之一[19]，株高不僅由遺傳特性決定，而且受環(huán)境因素的影響[20]。產(chǎn)量是評定一個牧草品種優(yōu)劣的重要指標(biāo)，一般來說，植株的產(chǎn)量與株高呈正相關(guān)關(guān)系。不同的產(chǎn)量特性可以反映不同品種的生產(chǎn)性能及適應(yīng)性[21]。本研究中，晉草8號和晉草11號在兩試點的干物質(zhì)產(chǎn)量均最高，株高也較高，與孫萬斌[22]研究結(jié)果相似，株高通常與牧草的產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系，相對而言株高越高，通常具有的生產(chǎn)潛力越大。此外，雅安試點各品種的株高與干物質(zhì)產(chǎn)量普遍高于仁壽試點，因而雅安試點的氣候條件更有利于飼草生長，這是由于兩個試點的水熱氣候條件不同，各參試品種的生產(chǎn)性狀也顯示出一定的差異性。

光合作用是作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)[23-24]，SPAD值可較好地反映植物葉片葉綠素的含量[25]。應(yīng)用葉綠素儀對玉米、水稻(Oryza sativa)等作物進(jìn)行氮素虧缺及需氮量預(yù)測、作物生長評價和水肥管理措施等方面已有不少研究成果[26]。劉吉利等[27]研究表明，柳枝稷(Panicum virgatum)在抽穗期和開花期葉片SPAD值均保持較高水平，有利于在鹽堿脅迫下維持正常的光合作用。王康等[28]研究表明，生育期平均葉綠素SPAD值與作物產(chǎn)量有著明顯的相關(guān)關(guān)系，初步的分析表明，在不同的農(nóng)田氮素供應(yīng)水平下，可以根據(jù)前期一定生育階段的葉綠素和葉面積指數(shù)測量值指導(dǎo)后期的農(nóng)田水管理和進(jìn)行產(chǎn)量預(yù)測。從相關(guān)性來看，本研究結(jié)果與王康等[28]研究結(jié)果不一致，SPAD值與作物產(chǎn)量的相關(guān)性不大，這可能是由于不同品種的特性差異所致。

表8 各品種相對飼用價值Table 8 RFV of different varieties

作物倒伏不僅導(dǎo)致作物產(chǎn)量和質(zhì)量的降低，造成根源上的浪費(fèi)，而且降低了生產(chǎn)效率，使種植成本顯著提高。Zuber等[29]研究結(jié)果表明，作物的抗倒伏能力與近地面第2和第3節(jié)莖稈的壓碎強(qiáng)度正相關(guān)。從兩試點的結(jié)果來看，晉草8號和AS6016高丹草的莖稈強(qiáng)度在 153.00～174.00 N·cm-2，而其他品種的莖稈強(qiáng)度均在260.00 N·cm-2以上。但晉草8號與AS6016高丹草并未出現(xiàn)倒伏情況，說明植株的抗倒伏性還與節(jié)間長、莖粗等其他性狀有關(guān)。大量研究表明，玉米的株高、穗位高、穗位以上節(jié)數(shù)、近地面節(jié)間長度、莖粗和莖稈重量對玉米的抗倒伏能力都可以產(chǎn)生影響[30]。Martin等[31]研究結(jié)果顯示，在各莖稈農(nóng)藝性狀中，對玉米抗倒性能影響最大的是莖稈直徑。玉米倒伏率與節(jié)間長度呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與莖稈直徑呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系[32]?；抗?jié)間越短，直徑越粗抗倒能力較強(qiáng)，而莖基部各節(jié)間的長粗比值越大，說明莖稈表現(xiàn)又細(xì)又弱，從而發(fā)生倒伏的可能性越大[33]。綜合節(jié)間長粗比與莖稈強(qiáng)度分析，本研究結(jié)果與程富麗等[34]研究結(jié)果相似，莖稈基部節(jié)間粗和長粗比值小的品種具有較強(qiáng)的抗莖折能力。但晉草11號在兩試點的表現(xiàn)卻與此結(jié)論完全相反，其莖粗最小，節(jié)間長最長，節(jié)間長粗比極顯著大于其他品種 (P＜0.01)，但其莖稈強(qiáng)度卻較大，在270.00 N·cm-2以上。說明不同品種作物的抗倒伏性能不能僅依靠莖稈強(qiáng)度和莖粗來判斷，因為莖稈的結(jié)構(gòu)組成、干物質(zhì)的積累與分配、緊實度等也可能會對其產(chǎn)生影響，有待進(jìn)一步研究說明。除此之外，還可結(jié)合相關(guān)力學(xué)特性對作物的抗倒伏性能加以綜合評價。

從兩試點各性狀與干物質(zhì)產(chǎn)量的相關(guān)性來看，株高和密度與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(在雅安，莖長與產(chǎn)量也呈顯著正相關(guān)關(guān)系)，說明在本研究中，與其他性狀相比，株高與密度對產(chǎn)量起了重要的作用。從兩試點各性狀與莖稈強(qiáng)度的相關(guān)性來看，密度與節(jié)間長顯著正相關(guān)，與莖粗顯著負(fù)相關(guān)，與莖稈強(qiáng)度顯著負(fù)相關(guān)。說明密度越大莖稈越細(xì)長，莖稈強(qiáng)度越小，發(fā)生倒伏的可能性越大，這與馬躍芳等[33]的研究結(jié)果相似。莖粗與莖稈強(qiáng)度極顯著正相關(guān)，表明與其他性狀相比，莖稈直徑對植株抗倒性能影響最大，這與Martin等[31]的研究結(jié)果相似。

3.2 營養(yǎng)價值

CP是牧草營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)[35]；WSC是絕大多數(shù)植物性飼料的主要組成成分，也是反芻家畜能量和脂肪貯備的主要原料[36]。在本研究中，晉草8號和晉草11號的CP產(chǎn)量、WSC產(chǎn)量在兩試點均極顯著高于其他品種(P＜0.01)。根據(jù)美國的草地質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[37]，牧草RFV值越大，說明該牧草營養(yǎng)價值越高。本研究中晉草8號、晉草11號以及正紅311在兩試點的RFV值均在125.00以上(晉草11號在雅安除外，為114.39)，達(dá)到了一級干草標(biāo)準(zhǔn)。而其余品種RFV值均大于100.00，說明飼草質(zhì)量較高。

4 結(jié)論

綜合產(chǎn)量與營養(yǎng)品質(zhì)，晉草8號與晉草11號具有較好的生長勢，株高、干物質(zhì)產(chǎn)量、CP產(chǎn)量、WSC產(chǎn)量極顯著高于其他品種(P＜0.01)；正紅311的干物質(zhì)產(chǎn)量位于第三，極顯著高于其他品種 (P＜0.01)，CP產(chǎn)量、WSC產(chǎn)量也較為可觀，且RFV值在133.00以上。因此，晉草8號、晉草11號和正紅311適宜在兩試點推廣種植。