楊 曉，宋 謙，余小亮，趙海燕，馬淑梅，杜文華

（1. 甘肅省平?jīng)鍪修r(nóng)業(yè)科學(xué)院，甘肅 平?jīng)?744000；2. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院 /草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室 / 甘肅省草業(yè)工程實驗室，甘肅 蘭州 730070）

隴東旱塬區(qū)具有發(fā)展農(nóng)區(qū)畜牧業(yè)的區(qū)位優(yōu)勢，但長期以農(nóng)作物秸稈為主的飼草結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重制約著當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)可持續(xù)發(fā)展[1]。因此，開發(fā)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的飼草資源和高效種植模式對解決隴東旱塬區(qū)草食畜牧業(yè)飼草資源短缺問題具有重要作用[2]。

小黑麥(× Triticosecale Wittmack)是小麥(Triticum ssp.)和黑麥(Secale ssp.)通過遠(yuǎn)緣雜交、人工育成的第一個異源多倍體新物種[3-5]。秋播小黑麥春季返青早，生長快，能在枯草期提供優(yōu)質(zhì)青飼料，延長青飼料供應(yīng)期[6-8]。小黑麥草產(chǎn)量高，營養(yǎng)價值均衡，抗逆性強(qiáng)，適口性好，是反芻家畜重要的飼草來源[9-12]。小黑麥品系C36在甘肅省臨洮縣的干草產(chǎn)量和粗蛋白含量可以達(dá)到16.20 t·hm-2和14.91%[13]，孕穗期青干草的粗蛋白含量為18.24%[14]。小黑麥?zhǔn)歉拭C省高海拔地區(qū)進(jìn)行飼料生產(chǎn)的優(yōu)良牧草[15]，在鹽堿地能夠表現(xiàn)出穩(wěn)產(chǎn)優(yōu)勢[16]。黑麥?zhǔn)呛瘫究坪邴湆僖荒晟荼局参?，其草產(chǎn)量和營養(yǎng)價值較高，莖稈柔軟，適應(yīng)性強(qiáng)，目前在我國廣泛栽培[17]。青貯玉米(Zea mays)是世界廣泛栽培的飼料作物，在草食畜牧業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著極為重要的作用[18]。目前對小黑麥、黑麥和青貯玉米的研究主要集中在遺傳研究[19-21]、品種選育[22-23]和抗性生理[24-26]等方面，而其栽培技術(shù)研究則主要集中在單播條件下[27-29]，很少有隴東旱塬區(qū)秋播小黑麥和黑麥復(fù)種青貯玉米的研究報道。本研究擬通過分析秋播小黑麥和黑麥與青貯玉米的復(fù)種效果，確定該區(qū)適宜的復(fù)種模式，以實現(xiàn)一年兩熟，提高單位面積土地的飼草產(chǎn)量。

1 材料及方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于平?jīng)鍪修r(nóng)業(yè)科學(xué)院涇川縣高平試驗站，地處甘肅東部陜甘交界處，35°17' N，107°30' E，海拔1 320 m，年均氣溫10.9 ℃，年均降水量587.7 mm，無霜期170 d。中覆蓋黑壚土，土壤有機(jī)質(zhì)6.65 g·kg-1，速效氮 104 mg·kg-1，速效磷 0.20 mg·kg-1，速效鉀91.47 g·kg-1，pH 7.63。前茬作物為玉米，無灌溉條件。

1.2 供試材料

前茬作物為甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院培育的飼用型小黑麥品系C16、C27和C35，黑麥品種黑飼麥；復(fù)種作物為北京大京九農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司提供的青貯玉米品種敦青貯28號和青貯玉米品系豐貯1號、豐貯2號。

1.3 試驗設(shè)計

二因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計。A因素為前茬作物，設(shè)4個水平，分別為A1(C16)、A2(C27)、A3(C35)和A4(黑飼麥)；B因素為復(fù)種作物，設(shè)3個水平，分別為B1(豐貯 1 號)、B2(豐貯 2 號)和 B3(敦青貯 28 號)，小區(qū)面積為45 m2(5 m × 9 m)，3次重復(fù)，總共36個小區(qū)。2017年9月30日種植前茬作物，點播，每穴播種3～4粒種子，播種深度3～4 cm，行距15 cm，株距10 cm，每種植3行小黑麥留1個30 cm空行用于次年復(fù)種青貯玉米。2018年4月25日種植復(fù)種作物，點播，每穴播種1～2粒，播種深度3～4 cm，行距45 cm，株距20 cm。前茬作物于開花期刈割[14]，復(fù)種作物于蠟熟期刈割。

1.4 測定項目及方法

株高：前茬作物和復(fù)種作物刈割前從每個小區(qū)中分別隨機(jī)選取10個單株，測量其高度。10株的平均值為該小區(qū)前茬作物和復(fù)種作物的株高。

枝條數(shù)：前茬作物枝條數(shù)測定在刈割前進(jìn)行，每個小區(qū)隨機(jī)選取1 m樣段(邊行除外)，數(shù)取樣段內(nèi)株高高于30 cm的枝條數(shù)量；復(fù)種作物由于所有處理的枝條數(shù)相同，未測定。

鮮草產(chǎn)量：齊地面分別刈割每個小區(qū)內(nèi)前茬作物和復(fù)種作物所有植株的地上部分(除去邊行和地頭兩邊的50 cm部分)，稱重，得到鮮草產(chǎn)量。前茬作物從每個小區(qū)內(nèi)取500 g草樣，復(fù)種作物從每個小區(qū)內(nèi)取2株，用于測定營養(yǎng)成分。

營養(yǎng)成分：用粉碎機(jī)粉碎草樣，過1 mm篩子，從混合均勻的草樣中隨機(jī)取3份樣品，平行測定各項指標(biāo)。粗蛋白(crude protein, CP)含量測定采用凱氏定氮法，中性洗滌纖維(neutral detergent fiber, NDF)和酸性洗滌纖維(acid detergent fiber, ADF)測定采用范氏洗滌纖維分析法[30]。

蛋白質(zhì)產(chǎn)量：根據(jù)前茬作物、復(fù)種作物、前茬作物 × 復(fù)種作物的鮮草產(chǎn)量及對應(yīng)CP含量(%)，計算各處理的蛋白質(zhì)產(chǎn)量(t·hm-2)。蛋白質(zhì)產(chǎn)量 =鮮草產(chǎn)量 × CP含量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和作圖。用SPSS 19.0軟件對各測定指標(biāo)(株高、枝條數(shù)、鮮草產(chǎn)量、CP含量、NDF含量、ADF含量和蛋白質(zhì)產(chǎn)量)進(jìn)行方差分析。如果差異顯著，用Duncan法進(jìn)行多重比較，試驗結(jié)果以“平均數(shù) ± 標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 前茬作物間株高、枝條數(shù)、鮮草產(chǎn)量、營養(yǎng)價值及蛋白質(zhì)產(chǎn)量的差異

F測驗(表1)表明，前茬作物間的株高、枝條數(shù)、鮮草產(chǎn)量、CP含量、NDF含量、ADF含量和蛋白質(zhì)產(chǎn)量均有極顯著差異(P ＜ 0.01)；復(fù)種作物間的株高、鮮草產(chǎn)量、CP含量、NDF含量、ADF含量和蛋白質(zhì)產(chǎn)量均有極顯著差異(P ＜ 0.01)；前茬作物 × 復(fù)種作物互作對鮮草產(chǎn)量和蛋白質(zhì)產(chǎn)量有極顯著影響(P ＜ 0.01)。需對上述存在極顯著差異的指標(biāo)進(jìn)行多重比較。

2.1.1 株高

3個小黑麥品系的株高(115.73～120.63 cm)均顯著低于黑飼麥(165.80 cm)。小黑麥品系A(chǔ)1(C16)和A3(C35)的株高無顯著差異(P ＞ 0.05)，但都顯著高于 A2(C27)(圖 1)。

2.1.2 枝條數(shù)

小黑麥品系A(chǔ)1(C16)的枝條數(shù)(991萬枝·hm-2)顯著高于其他兩個小黑麥品系及黑飼麥(P ＜ 0.05)；但A2和A3處理的枝條數(shù)與黑飼麥無顯著差異(P ＞ 0.05)(圖 1)。

2.1.3 鮮草產(chǎn)量

小黑麥品系A(chǔ)1(C16)的鮮草產(chǎn)量最高(45.20 t·hm-2)，顯著高于其他兩個小黑麥品系及黑飼麥(P ＜ 0.05)，其鮮草產(chǎn)量分別比A3、A2和A4高41.38%、33.25%和 23.67% (圖 2)。

2.1.4 營養(yǎng)價值

3個小黑麥品系的CP含量(10.00%～13.32%)均顯著高于黑飼麥(9.05%)，其中A2(C27)的CP含量最高(13.32%)；3個小黑麥品系的ADF含量(30.93%～34.03%)均顯著低于黑飼麥(36.81%) (P ＜ 0.05)，其中A2(C27)的ADF含量最低(30.93%)，且顯著低于其他兩個小黑麥品系及黑飼麥(P ＜ 0.05)；小黑麥品系A(chǔ)3(C35)的NDF含量(46.64%)顯著低于其他兩個小黑麥品系及黑飼麥(P ＜ 0.05) (圖3)。

表 1 前茬作物間、復(fù)種作物間、前茬作物 × 復(fù)種作物間株高、枝條數(shù)、鮮草產(chǎn)量、CP含量、NDF含量、ADF含量、蛋白質(zhì)產(chǎn)量的方差分析Table 1 Variance analysis on plant height, number of branches, fresh yield, CP content, NDF content, ADF content,and CP yield of previous crop, multiple crop, and previous crop × multiple crop

圖 1 前茬作物間株高和枝條數(shù)的差異Figure 1 Differences in the plant height and number of braches among the previous crop同一指標(biāo)的不同字母表示不同作物間差異顯著(P ＜ 0.05)。A1、A2、A3和A4分別為小黑麥品系C16、C27、C35和黑飼麥。圖2、圖3、圖4同。Different lowercase letters for the same parameter indicate significant differences at the 0.05 level； A1, A2, A3, and A4 are C16, C27, C35, and Heisimai, respectively； similarly for Figure 2, Figure 3, and Figure 4.

圖 2 前茬作物間鮮草產(chǎn)量和蛋白質(zhì)產(chǎn)量的差異Figure 2 Differences in the fresh weight and CP yield among the previous crop

圖 3 前茬作物間營養(yǎng)價值的差異Figure 3 Differences in the nutritional value among the previous crop

2.1.5 蛋白質(zhì)產(chǎn)量

3個小黑麥品系的蛋白質(zhì)產(chǎn)量顯著高于黑飼麥(P ＜ 0.05)，小黑麥品系A(chǔ)1(C16)和A2(C27)的蛋白質(zhì)產(chǎn)量無顯著差異 (P ＞ 0.05) (圖 2)。

2.2 復(fù)種作物間株高、鮮草產(chǎn)量、營養(yǎng)價值和蛋白質(zhì)產(chǎn)量的差異

2.2.1 株高

3個青貯玉米品種(系)的株高均有顯著差異(P ＜0.05)，豐貯2號的株高最高，豐貯1號次之，敦青貯28號最低(表2)。

2.2.2 鮮草產(chǎn)量

3個青貯玉米品種(系)中，豐貯2號的鮮草產(chǎn)量(51.16 t·hm-2)顯著高于豐貯 1 號 (48.46 t·hm-2)和敦青貯28號(46.95 t·hm-2)，其鮮草產(chǎn)量比豐貯1號高5.57%，比敦青貯28號高8.97% (表2)。

2.2.3 營養(yǎng)價值

豐貯1號和豐貯2號的CP含量無顯著差異(P ＞0.05)，均顯著高于敦青貯28號(P ＜ 0.05)；豐貯1號的ADF含量顯著低于豐貯2號和敦青貯28號，敦青貯28號的ADF含量最高；豐貯1號和豐貯2號的NDF含量無顯著差異，均顯著低于敦青貯28號(表2)。

表 2 復(fù)種作物間株高、鮮草產(chǎn)量、CP含量、NDF含量、ADF含量、蛋白質(zhì)產(chǎn)量的差異Table 2 Differences in plant height, fresh weight, and contents of CP, NDF and ADF, and CP yield among the multiple crops

2.2.4 蛋白質(zhì)產(chǎn)量

3個青貯玉米品種(系)的蛋白質(zhì)產(chǎn)量均有顯著差異(P ＜ 0.05)，豐貯2號的蛋白質(zhì)產(chǎn)量最高，豐貯1號次之，敦青貯28號最低(表2)。

2.3 前茬作物 × 復(fù)種作物交互作用間鮮草產(chǎn)量和蛋白質(zhì)產(chǎn)量的差異

2.3.1 鮮草產(chǎn)量

A1B2的鮮草產(chǎn)量最高(96.95 t·hm-2)，顯著高于A1B1外其他處理(P ＜ 0.05)；其次為A1B1(94.46 t·hm-2)；A3B3的鮮草產(chǎn)量最低 (78.32 t·hm-2) (圖 4)。最高的A1B2的鮮草產(chǎn)量比最低的A3B3高23.79%。

2.3.2 蛋白質(zhì)產(chǎn)量

A2B2、A1B2、A1B1和A2B1的蛋白質(zhì)產(chǎn)量無顯著差異(P ＞ 0.05)，但A1B2和A2B2顯著高于其他處理 (P ＜ 0.05)；A4B3的蛋白質(zhì)產(chǎn)量最低 (圖 4)。

3 討論

3.1 前茬作物間鮮草產(chǎn)量及營養(yǎng)價值的差異

牧草飼料作物的草產(chǎn)量由自身遺傳特性決定，并受環(huán)境條件、栽培因子和土壤肥力等因素的影響[31]。株高和分蘗性能是構(gòu)成小黑麥草產(chǎn)量的重要因子，是評價飼用小黑麥草產(chǎn)量高低的重要指標(biāo)[32]。小黑麥的草產(chǎn)量與枝條數(shù)極顯著正相關(guān)，與株高顯著或無顯著正相關(guān)性[33]。本研究中，由于C16的枝條數(shù)顯著高于其他小黑麥品系和黑飼麥，所以獲得了較高草產(chǎn)量。黑飼麥雖然株高較高，但由于其枝條數(shù)少、莖稈纖細(xì)柔軟、葉量少而且葉片小，所以草產(chǎn)量低于小黑麥品系C16。營養(yǎng)價值是決定飼草品質(zhì)的重要指標(biāo)，優(yōu)質(zhì)飼草的標(biāo)準(zhǔn)為CP含量高、ADF和NDF含量低[34]。CP含量是決定飼草品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)，家畜攝入蛋白質(zhì)不足，必將影響其健康，ADF和NDF含量影響飼草的消化率和適口性[35]。本研究表明，3個小黑麥品系的CP含量均顯著高于黑飼麥，NDF含量均顯著低于黑飼麥，ADF含量顯著或不顯著低于黑飼麥。這是由其形態(tài)特征決定的，小黑麥雖然株高較黑飼麥低，但花序較大，葉量豐富，而且葉面積較大，葉肉較厚，因此，葉片占比大，營養(yǎng)價值較黑飼麥高[36]。小黑麥品系C16和C27各有利弊，C16的草產(chǎn)量較高，但CP含量較低，C27恰好相反，因此二者的蛋白質(zhì)產(chǎn)量無顯著差異。從前茬作物的鮮草產(chǎn)量、營養(yǎng)價值和蛋白質(zhì)產(chǎn)量綜合看，小黑麥品系C16的鮮草產(chǎn)量最高，營養(yǎng)價值略差，屬于高產(chǎn)飼草；小黑麥品系C27和C35的草產(chǎn)量較低，但營養(yǎng)價值較高，適宜生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)飼草。

3.2 復(fù)種作物間鮮草產(chǎn)量及營養(yǎng)價值的差異及原因

圖 4 前茬作物 × 復(fù)種作物間鮮草產(chǎn)量和蛋白質(zhì)產(chǎn)量的差異Figure 4 Differences in the fresh yield and CP yield among previous crop × multiple crop

于德花等[37]研究表明，青貯玉米由于單位面積的植株數(shù)相同，株高對草產(chǎn)量影響較大。本研究中，由于豐貯2號青貯玉米的株高顯著高于其他兩個材料，所以草產(chǎn)量最高。但該產(chǎn)量低于其單播時的草產(chǎn)量，主要是因為本研究中種植復(fù)種作物的行距太小，前茬作物對其生長發(fā)育有一定影響。豐貯2號青貯玉米生長前期氣候干旱也對其草產(chǎn)量有一定影響。青貯玉米的品質(zhì)與CP含量正相關(guān)，與NDF和ADF含量負(fù)相關(guān)[38]。本研究中，豐貯1號和豐貯2號青貯玉米的CP含量顯著高于敦青貯28號，NDF和ADF含量均顯著低于敦青貯28號，從而說明其營養(yǎng)價值較高。這主要是因為豐貯1號和豐貯2號葉量豐富，綠葉數(shù)多，因此其營養(yǎng)價值較好。由于豐貯2號的草產(chǎn)量最高，CP含量較高，所以蛋白質(zhì)產(chǎn)量最高，適宜生產(chǎn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)飼草。

3.3 前茬作物 × 復(fù)種作物間鮮草產(chǎn)量及蛋白質(zhì)產(chǎn)量的差異及原因

從前茬作物 × 復(fù)種作物交互作用間的鮮草產(chǎn)量和蛋白質(zhì)產(chǎn)量看，小黑麥品系C16和豐貯2號交互作用間的鮮草產(chǎn)量和蛋白質(zhì)產(chǎn)量均最高，說明該復(fù)種模式復(fù)種效果最好，適宜生產(chǎn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)飼草。該復(fù)種模式在充分利用秋閑田、多生產(chǎn)一茬飼草的同時，可以實現(xiàn)草地輪作，并增加冬春季地表覆蓋度，具有重要生態(tài)價值，可為隴東旱塬區(qū)秋播小黑麥/青貯玉米提供科學(xué)依據(jù)。

通過綜合分析，隴東旱塬區(qū)秋播小黑麥品系C16和豐貯2號的復(fù)種效果最好，本研究結(jié)果可為隴東旱塬區(qū)秋播小黑麥/青貯玉米提供科學(xué)依據(jù)。