王兆鳳,柏杉杉,姜彩霞,王國(guó)良,曹陽(yáng),姜慧新
(1.山東省畜牧總站,山東 濟(jì)南 250022;2.濟(jì)南市章丘區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,山東 濟(jì)南 250200;3.山東省可持續(xù)發(fā)展研究所,山東濟(jì)南 250100)
小黑麥?zhǔn)切←湥═riticum ssp.)和黑麥(Secale ssp.)的雜交種,同時(shí)具有小麥營(yíng)養(yǎng)豐富、品質(zhì)優(yōu)良和黑麥植株高大、抗病抗逆性強(qiáng)的特性,是優(yōu)良的禾本科牧草品種之一,在畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家被廣泛種植應(yīng)用[1]。我國(guó)自20世紀(jì)50年代開(kāi)始引進(jìn)培育小黑麥新品種,并作為糧食作物在西南、西北的高寒山區(qū)種植;90年代開(kāi)始,隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和草畜平衡政策的實(shí)施,又作為糧飼兼用作物用于生產(chǎn),種植范圍也從高寒地區(qū)轉(zhuǎn)向黃淮海、江南及東北地區(qū),成為這些地區(qū)農(nóng)閑田塊種植的新型飼料作物。
山東屬于華北棉花和單季稻作業(yè)帶,全省棉花和水稻種植面積分別達(dá)到17×104hm2和13×104hm2,主要集中在魯北和魯西南地區(qū)。這些地區(qū)每年秋收后,形成大片的冬春農(nóng)閑田,發(fā)展飼草種植、進(jìn)行草田輪作空間巨大。東營(yíng)地區(qū)草田輪作示范顯示[2],“棉花—小黑麥輪作”可收獲籽棉3 000 kg/hm2和小黑麥鮮草 42 t/hm2,增收明顯。秦基皓等[3]對(duì)黃河三角洲6種種植模式經(jīng)濟(jì)效益的研究顯示,與傳統(tǒng)“小麥—玉米”種植模式相比,“小黑麥—花生”“小黑麥—高粱”“小黑麥—玉米”3種模式每公頃可增收效益13 822.5、8 325.0元和2 932.5元。因此,因地制宜開(kāi)展小黑麥種植,不僅可以充分利用光熱資源、增加本地飼草供應(yīng)能力,而且還可以顯著增加農(nóng)民收入、改善冬季生態(tài)環(huán)境。
河北[4,5]、安徽[6]、湖北[7]和貴州[8]等地引種小黑麥試驗(yàn)結(jié)果顯示,不同小黑麥品種的適應(yīng)能力和生長(zhǎng)潛力存在差異,各品種在不同地區(qū)的飼草產(chǎn)量和品質(zhì)表現(xiàn)差異較大,各地區(qū)篩選出的適栽品種不盡相同。因此,本研究以中飼1048、中飼2712、冀飼1號(hào)、冀飼2號(hào)和冀飼3號(hào)5個(gè)飼用小黑麥品種(系)為供試材料,在魯北地區(qū)開(kāi)展引種試驗(yàn),以期為新品種在山東省的推廣種植提供技術(shù)支撐。
田間對(duì)比試驗(yàn)設(shè)2個(gè)點(diǎn),分別是山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院濟(jì)陽(yáng)試驗(yàn)示范基地(濟(jì)陽(yáng)點(diǎn):36°59′N(xiāo),116°59′E)和山東省無(wú)棣縣黃河島試驗(yàn)示范基地(無(wú)棣點(diǎn):37°55′N(xiāo),118°02′E)。
濟(jì)陽(yáng)點(diǎn):非鹽堿地。海拔19 m,年均日照時(shí)數(shù)2 617.6 h,無(wú)霜期196 d,降水量 583.3 mm,年均氣溫12.8℃,≥0℃年積溫4 902.9℃。土壤類(lèi)型為潮土,質(zhì)地為壤土,pH 7.93,含鹽量0.16%,有機(jī)質(zhì)含量 20.40 g/kg、水解氮 83.26 mg/kg、有效磷 38.90 mg/kg、速效鉀 216.00 mg/kg。
無(wú)棣點(diǎn):中輕度鹽堿地。海拔5 m,年均日照時(shí)數(shù)2 500 h,無(wú)霜期205 d,降水量 564.8 mm,年均氣溫12.7℃,≥0℃年積溫4 884~5 001℃。砂壤土,pH 9.12,含鹽量 0.38%,有機(jī)質(zhì)含量 11.05 g/kg、水解氮 24.36 mg/kg、有效磷 4.29 mg/kg、速效鉀 353.43 mg/kg。
供試5個(gè)飼用小黑麥品種中,中飼1048、中飼2712由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所提供,冀飼1號(hào)、冀飼2號(hào)、冀飼3號(hào)由河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所提供。
試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),重復(fù)4次。小區(qū)面積為5 m×3 m=15 m2,小區(qū)間隔0.5 m,四周設(shè)1 m保護(hù)行。
濟(jì)陽(yáng)點(diǎn)和無(wú)棣點(diǎn)分別于2017年10月16日和2017年10月18日條播,行距30 cm,每小區(qū)10行,播深3~4 cm,小區(qū)播種量225 g。出苗后常規(guī)田間管理,人工除草2次,根據(jù)土壤墑情進(jìn)行多次灌溉。
1.4.1 生長(zhǎng)指標(biāo)和產(chǎn)量 刈割前觀察各小區(qū)小黑麥生育期和倒伏情況,按照無(wú)(0)、輕(25%)、中(30%)、重(50%)標(biāo)準(zhǔn)記錄倒伏程度,植株傾倒45°以上為倒伏[5]。測(cè)量10個(gè)單株的絕對(duì)高度。取樣品1 kg,分離葉、莖、穗,65℃下烘干至恒重稱(chēng)重,計(jì)算葉、莖和穗的百分占比。
濟(jì)陽(yáng)點(diǎn)和無(wú)棣點(diǎn)分別于2018年5月31日、6月1日測(cè)產(chǎn),去除兩側(cè)邊行及小區(qū)兩端行頭0.5m,剩余全部刈割,稱(chēng)鮮重。取樣品1 kg,65℃下烘干至恒重,測(cè)定干物質(zhì)含量,折算干草產(chǎn)量。
1.4.2 飼草養(yǎng)分含量 將上述烘干樣品粉碎,用于測(cè)定養(yǎng)分含量。分別按照GB/T 6432—1994、DB37/T 2968—2017、DB37/T 2969—2017和 GB/T 20805—2006測(cè)定粗蛋白(CP)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)及酸性洗滌木質(zhì)素(ADL)含量。
1.4.3 相對(duì)飼用價(jià)值(relative feed value,RFV)用飼草養(yǎng)分含量進(jìn)行估算,計(jì)算公式為:
RFV=DMI×DDM/1.29。
其中DMI為干物質(zhì)采食量(dry matter intake,%BW),按照 DMI=120/NDF計(jì)算;DDM為可消化干物質(zhì)(digestible drymatter,%DM),按照 DDM=88.9-0.779×ADF計(jì)算[9]。
數(shù)據(jù)采用SPSS(IBM SPSS Statistics 19)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,不同品種間的多重比較采用Duncan’s法進(jìn)行,相關(guān)系數(shù)采用Pearson法計(jì)算與分析。
兩試點(diǎn)植株倒伏和株高差異明顯(表1)。刈割時(shí),濟(jì)陽(yáng)點(diǎn)5個(gè)品種均出現(xiàn)倒伏,其中中飼1048和中飼2712為重度倒伏,冀飼1號(hào)、冀飼2號(hào)和冀飼3號(hào)為輕度倒伏;而無(wú)棣點(diǎn)5個(gè)品種均未出現(xiàn)倒伏。
濟(jì)陽(yáng)點(diǎn)小黑麥平均株高是無(wú)棣點(diǎn)的1.86倍,其中中飼1048、中飼2712和冀飼3號(hào)株高均達(dá)到150 cm以上,顯著高于冀飼1號(hào)和冀飼2號(hào)(P<0.05);而無(wú)棣點(diǎn)平均株高只有 80.97 cm,冀飼2號(hào)、冀飼1號(hào)、中飼2712和中飼1048差異不顯著,但均高于冀飼3號(hào)(P<0.05)。
兩試點(diǎn)小黑麥葉、莖、穗占比變化趨勢(shì)一致,均表現(xiàn)為中飼1048、冀飼3號(hào)、中飼2712的葉和莖占比顯著高于冀飼1號(hào)和冀飼2號(hào)(P<0.05),而穗占比顯著低于冀飼1號(hào)和冀飼2號(hào)(P<0.05)。這與刈割時(shí)冀飼1號(hào)和冀飼2號(hào)已進(jìn)入乳熟期、籽粒成熟度較高有關(guān)。
表1 各飼用小黑麥品種的生長(zhǎng)表現(xiàn)
兩試點(diǎn)小黑麥平均干草產(chǎn)量差異明顯,濟(jì)陽(yáng)點(diǎn)是無(wú)棣點(diǎn)的3.8倍,各品種在兩試點(diǎn)的表現(xiàn)不同(表2)。濟(jì)陽(yáng)點(diǎn),冀飼3號(hào)、中飼2712、冀飼2號(hào)和中飼1048間差異不顯著,但均高于冀飼1號(hào)(P<0.05)。無(wú)棣點(diǎn),冀飼1號(hào)干草產(chǎn)量最高,其次是中飼2712,其它3個(gè)品種間差異不顯著。
兩試點(diǎn)CP、NDF、ADF和ADL含量平均值接近,各品種在兩試點(diǎn)表現(xiàn)基本一致。濟(jì)陽(yáng)點(diǎn),中飼1048、冀飼3號(hào)的CP含量均顯著高于冀飼1號(hào)(P<0.05);中飼 1048、冀飼 3號(hào)、中飼 2712的NDF和ADF含量均顯著高于冀飼1號(hào)(P<0.05);冀飼2號(hào)的 CP、NDF、ADF含量與冀飼 1號(hào)差異不顯著;各品種的ADL含量差異不顯著。
無(wú)棣點(diǎn),各品種CP含量差異不顯著;中飼1048、中飼2712的NDF和ADF含量均顯著高于冀飼1號(hào)、冀飼2號(hào)(P<0.05),冀飼3號(hào)居中;中飼1048、中飼2712和冀飼3號(hào)的ADL含量低于冀飼2號(hào)(P<0.05),與冀飼1號(hào)差異不顯著。
表2 各小黑麥品種干草產(chǎn)量與品質(zhì)指標(biāo)
兩試點(diǎn)各品種的RFV值變化趨勢(shì)一致,均表現(xiàn)為冀飼1號(hào)、冀飼2號(hào)顯著高于中飼1048和中飼2712(P<0.05),冀飼3號(hào)居中。
由表3可以看出,干草產(chǎn)量與株高極顯著正相關(guān)(P<0.01),相關(guān)系數(shù)達(dá) 0.97。RFV與莖、葉占比極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),與株高顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),與穗占比極顯著正相關(guān)(P<0.01)。CP與葉占比極顯著正相關(guān)(P<0.01),與穗占比極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。NDF和ADF均與莖、葉占比極顯著正相關(guān)(P<0.01),與穗占比極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。ADL與株高極顯著正相關(guān)(P<0.01)。表明,小黑麥株高和葉、莖、穗占比對(duì)飼草產(chǎn)量和品質(zhì)影響顯著。
表3 小黑麥生長(zhǎng)指標(biāo)與產(chǎn)量、品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)
小黑麥具有良好的抗逆性和適應(yīng)能力,在我國(guó)大部分地區(qū)均能生長(zhǎng),但由于氣候條件差異,其在各地的飼草產(chǎn)量差別較大。周玉剛等[6]在江淮地區(qū)種植小黑麥,各品種灌漿期干草產(chǎn)量最高為 10.28 t/hm2。游永亮等[4]在海河平原所做品比試驗(yàn)顯示,飼草產(chǎn)量最高的冀飼1號(hào)揚(yáng)花期干草產(chǎn)量是 12.57 t/hm2。代寒凌等[10]在甘南高山草甸土所做小黑麥引種試驗(yàn)結(jié)果顯示,乳熟期刈割干草產(chǎn)量可達(dá)14.03 t/hm2。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,山東魯北地區(qū)引種小黑麥,灌漿期至乳熟期刈割干草產(chǎn)量可高達(dá)13.44 t/hm2,略高于海河平原、稍低于甘南。這可能與甘南地區(qū)冷涼氣候條件更能滿(mǎn)足小黑麥生長(zhǎng)有關(guān)。有關(guān)土壤鹽堿度對(duì)小黑麥植株生長(zhǎng)影響的研究有待進(jìn)一步深入開(kāi)展。
已有研究表明,隨著NaCl濃度增大,小黑麥種子發(fā)芽率降低[11],且苗期根部和地上部生長(zhǎng)受到抑制[12],從而影響植株生長(zhǎng)和飼草產(chǎn)量。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,5個(gè)小黑麥品種在濟(jì)陽(yáng)和無(wú)棣兩試點(diǎn)的表現(xiàn)差異較大,濟(jì)陽(yáng)點(diǎn)供試品種的平均株高和干草產(chǎn)量分別是無(wú)棣點(diǎn)的1.86倍和3.8倍。這表明,隨著土壤鹽堿度的加重,各小黑麥品種生長(zhǎng)均受到抑制,導(dǎo)致飼草產(chǎn)量大幅度降低。
本研究?jī)稍圏c(diǎn)5個(gè)供試品種的株高和干草產(chǎn)量差異均達(dá)到顯著水平,相關(guān)分析顯示,株高與干草產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.97。這表明株高是影響小黑麥飼草產(chǎn)量的重要因素之一。這與劉晶等[13]的研究結(jié)果一致。濟(jì)陽(yáng)點(diǎn),冀飼2號(hào)、冀飼3號(hào)、中飼1048和中飼2712株高優(yōu)勢(shì)明顯,干草產(chǎn)量較冀飼1號(hào)顯著增加。單從產(chǎn)量方面看,這4個(gè)品種是魯北地區(qū)非鹽堿地種植小黑麥的適選品種,但中飼1048、中飼2712抽穗期后開(kāi)始出現(xiàn)倒伏,至灌漿期倒伏加重,因此規(guī)模種植最好在抽穗期前刈割飼用。中輕度鹽堿的無(wú)棣點(diǎn),各品種平均株高只有濟(jì)陽(yáng)點(diǎn)的一半左右,飼草產(chǎn)量只占濟(jì)陽(yáng)點(diǎn)的1/4,兩者均受到嚴(yán)重抑制。其中冀飼1號(hào)產(chǎn)量最高,中飼2712次之,冀飼2號(hào)、冀飼3號(hào)和中飼1048飼草產(chǎn)量均較低,可見(jiàn)冀飼1號(hào)或中飼2712在該類(lèi)鹽堿地種植能獲得較高飼草產(chǎn)量。
高品質(zhì)是品種篩選的另一重要考慮因素。美國(guó)飼草和草原理事會(huì)1978年提出用相對(duì)飼用價(jià)值(RFV)來(lái)評(píng)定粗飼料質(zhì)量,目前在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用[9]。該評(píng)價(jià)方法以能量為中心,由粗飼料的干物質(zhì)采食量和可消化干物質(zhì)含量計(jì)算而得出,與NDF和ADF含量密切相關(guān),但未將CP含量納入其中。本研究結(jié)果顯示,小黑麥飼草CP含量與葉占比呈極顯著正相關(guān),NDF、ADF含量與莖、葉占比呈極顯著正相關(guān),因而葉占比較高的冀飼3號(hào)和中飼1048其CP含量顯著高于其它品種(濟(jì)陽(yáng)點(diǎn)),而植株高大、葉莖占比較高的冀飼3號(hào)、中飼1048和中飼2712其N(xiāo)DF、ADF含量顯著高于冀飼1號(hào)和冀飼2號(hào)。但冀飼1號(hào)和冀飼2號(hào)由于莖葉占比低、穗占比高,其N(xiāo)DF、ADF含量顯著低于冀飼3號(hào)、中飼1048和中飼2712,從而獲得較高的RFV。因此單從RFV看,冀飼1號(hào)和冀飼2號(hào)獲得較高得分。
綜上,魯北地區(qū)非鹽堿地規(guī)模種植冀飼2號(hào)、中輕度鹽堿地種植冀飼1號(hào),可獲得較高干草產(chǎn)量和飼用品質(zhì)。