李勛崔寧潔

(1.四川民族學(xué)院橫斷山區(qū)生態(tài)修復(fù)與特色產(chǎn)業(yè)培育研究中心/川藏滇青林草撫育和利用研究中心，四川 康定 626001；2.四川省林業(yè)和草原調(diào)查規(guī)劃院，四川 成都 610001)

甜高粱(學(xué)名Sorghum dochna(Forssk.)Snowden)屬于禾本科高粱屬一年生草本植物，是禾本科高粱屬粒用高粱的一個變種[1]，種植歷史比較短，與一般高粱相比，其植株更高大，生物產(chǎn)量更高，莖稈所含糖分更高，營養(yǎng)價值更豐富[1]。甜高粱還是一種C4植物，相較于其他C3植物具有抗逆性強，抗旱能力強，耐鹽堿、耐貧瘠、光合作用強、生物產(chǎn)量高等生物學(xué)特性，也更適合在干旱、貧瘠地區(qū)種植。甜高粱用途廣泛，具有含糖量高、乙醇轉(zhuǎn)化率高等特點[2]，因此是優(yōu)良的糖料作物和可再生能源作物。由于甜高梁莖稈產(chǎn)量高、纖維素含量高，并且纖維結(jié)構(gòu)組織密度高，纖維結(jié)構(gòu)可以形成同質(zhì)片狀物質(zhì)，所以很適合作為造紙原材料。甜高梁種子和莖稈經(jīng)粉碎后可發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，是一種十分理想的能源作物，在國外已有大量的研究并且市場上已生產(chǎn)應(yīng)用，甜高粱也因此被視為一種新型可再生的高效能源作物。

近幾年甜高粱作為優(yōu)質(zhì)飼草方面的研究較多，其莖葉對牲畜來說較柔軟、適口性較好，可以提高牲畜對飼料飼草的消化能力和牲畜產(chǎn)奶量，一年內(nèi)還可進(jìn)行多次刈割以此增加產(chǎn)量，可一定程度上化解能源發(fā)展迅速和飼草供給不足兩者之間的矛盾[3]。還可將甜高粱收割、粉碎制作成比干草保存時間更長、便于牲畜消化、含有豐富營養(yǎng)的青貯飼料[4,5]。有研究表明，將甜高粱制作成青貯飼料與傳統(tǒng)的玉米飼料相比沒有明顯差異，并且水溶性碳水化合物含量要明顯高出玉米[6]。這也表明甜高粱青貯后飼料相較于玉米青貯飼料的營養(yǎng)成分更好，而且青貯后的甜高粱對牲畜來說適口性更好，蛋白質(zhì)消化率更高，營養(yǎng)更豐富，是畜禽冬春季節(jié)缺乏青飼料時的優(yōu)質(zhì)營養(yǎng)來源。從國內(nèi)外近2a研究現(xiàn)狀以及甜高粱發(fā)展前景來看，甜高粱作為優(yōu)質(zhì)牧草，品種是主要影響其栽種面積和范圍的因素之一。

甘孜藏族自治州(簡稱甘孜州)地處四川省西北部，氣候類型為青藏高原高寒氣候，具有氣溫低、天氣變化大、冬季長、降水少，日照充足等特點，以至于甘孜州飼料作物類型少。甘孜州擁有天然草地9.4×106hm2，占四川省草地總面積的46.5%，占甘孜州土地總面積的61.7%。畜牧業(yè)已成為甘孜州經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱型產(chǎn)業(yè)。但甘孜州草地生態(tài)退化現(xiàn)狀嚴(yán)重，全州90%以上的草地退化，其中78%的草地已經(jīng)成為“三化”(退化、鼠蟲害化、沙化)草地，667×107m2的鼠荒地已經(jīng)喪失利用價值，牧民群眾的生產(chǎn)以及生活正受到飼草資源缺乏的困擾[7]。甜高粱具有抗逆性強、抗旱能力強、耐鹽堿、耐貧瘠、光合作用強、生物產(chǎn)量高等特點，在替代天然牧草資源方面具有較大的潛力。因此，為了進(jìn)一步探明甜高粱在甘孜州應(yīng)用潛力，從而提高甘孜州飼草的產(chǎn)量及品質(zhì)，緩解甘孜州飼草緊缺的問題。本研究在甘孜州康定市大渡河流域地種植甜高粱品種“得勝”和“大力士”，并對2個品種甜高粱的農(nóng)藝性狀(植株高度、葉片數(shù)量、葉片寬度、葉片長度以及莖圍)進(jìn)行分析比較，旨在篩選出適宜在甘孜州種植的甜高粱品種，從而豐富當(dāng)?shù)啬敛葙Y源和促進(jìn)畜牧業(yè)良好發(fā)展。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況

本研究以不同飼用甜高粱品種“得勝”和“大力士”為研究對象，在四川省甘孜州康定市姑咱鎮(zhèn)林科所試驗地(N30°11′76.25″，E102°17′49.76″,ASL 1398m)開展田間種植試驗。該試驗地位于大渡河谷，山勢高大，谷深且溝壑縱橫，屬高山地形，氣候溫和，年平均氣溫17℃。四季分明，光照充足，無霜期年平均250d以上。雨熱同期，年平均降水量650mm，土層厚度40cm，土地貧瘠，養(yǎng)分含量較低。前茬口栽種莧菜等蔬菜，在種植前進(jìn)行了除草、土壤消毒殺蟲。

1.2 試驗設(shè)計

2021年3月，于具有種源銷售和經(jīng)營資質(zhì)的公司(河間市萌芽種子銷售有限公司、寧夏上谷農(nóng)牧業(yè)開發(fā)有限公司)購買2種供試飼用甜高粱品種“得勝”和“大力士”。為進(jìn)一步確認(rèn)種源可靠，分別選擇2個品種甜高粱種子于玻璃培養(yǎng)皿中進(jìn)行發(fā)芽試驗。室內(nèi)培養(yǎng)8d后觀測發(fā)現(xiàn)，“得勝”品種的發(fā)芽率為80%，“大力士”品種的發(fā)芽率為97%，2個甜高粱品種的發(fā)芽率均≥80%，滿足開展田間試驗的種子質(zhì)量要求。2021年5月19日在林科所試驗地內(nèi)選擇預(yù)先設(shè)置的2個品種種植小區(qū)，小區(qū)大小均為5m×5m，在每個小區(qū)內(nèi)劃分3個重復(fù)樣地，采用20cm×20cm的間距對穴播，為保證出苗率，每穴放籽5～7粒，蓋土厚度為2～3cm，于2～3葉期間苗，每穴留壯苗4株，田間管理按當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)種植。分別于拔節(jié)期、孕穗期以及成熟期測定其農(nóng)藝性狀(植株高度、葉片數(shù)量、葉片寬度、葉片長度以及莖圍)。

1.3 樣品分析

甜高粱生育期間，根據(jù)植株的生長情況采用5點取樣法，分別選擇5株具有代表性的高粱，在2種甜高粱的拔節(jié)期、孕穗期和成熟期分別選擇具有代表性的甜高粱5株，利用卷尺和直尺測定各植株的株高、葉片數(shù)以及葉片寬度和長度，利用游標(biāo)卡尺測定其莖稈直徑d(距離地面2～2.5cm處)。

1.4 計算與統(tǒng)計分析

采用Microsoft Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和表格制作，用Origin 8.5軟件作圖，SPSS 25.0軟件進(jìn)行顯著性檢驗。

2 研究結(jié)果

由圖1可知，不同飼用甜高粱品種之間，甜高粱品種“大力士”在拔節(jié)期的葉片長度、葉片數(shù)量以及植株莖圍均顯著高于甜高粱品種“得勝”(P<0.05)，甜高粱品種“大力士”在孕穗期的葉片數(shù)量和莖圍顯著高于甜高粱品種“得勝”(P<0.05)，甜高粱品種“得勝”在拔節(jié)期的葉片寬度顯著高于甜高粱品種“大力士”。但2個甜高粱品種在成熟期的農(nóng)藝性狀無顯著差異(P>0.05)。

如表1所示，甜高粱品種“得勝”和“大力士”在不同生長時期的植株高度、葉片數(shù)量、葉片寬度、葉片長度以及莖圍均存在顯著差異(P<0.05)。

表1 2個甜高粱品種不同生長時期單因素方差分析結(jié)果

通過t檢驗對2個飼用甜高粱品種在拔節(jié)期、孕穗期以及成熟期的植株高度、葉片寬度、葉片長度、葉片數(shù)量以及植株莖圍進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，甜高粱品種“得勝”與“大力士”的植株高度在3個生長時期均無顯著差異(P>0.05)。葉片寬度、葉片長度、莖圍在拔節(jié)期存現(xiàn)顯著差異(P<0.05)，葉片數(shù)量在拔節(jié)期存在顯著差異(P<0.05)，葉片數(shù)量和莖圍在孕穗期存在顯著差異(P<0.051)，而2個飼用甜高粱品種在成熟期的農(nóng)藝性狀均無顯著差異(P>0.05)，見表2。

圖1 2個甜高粱品種不同茬口營養(yǎng)成分的百分含量注：*表示同一生長時期2個甜高粱品種之間差異顯著。

表2 不同甜高粱品種之間農(nóng)藝性狀的差異

3 討論

在甜高粱的實際栽培生產(chǎn)中,產(chǎn)量和品質(zhì)是判斷其栽培適應(yīng)性、范圍的主要性狀，也是決定甜高粱是否適合作為栽培牧草的重要指標(biāo)[4,7,8]。植株農(nóng)藝性狀指標(biāo)(植株高度、葉片數(shù)量、葉片寬度、葉片長度以及植株莖圍等)直接影響甜高粱產(chǎn)量和實際利用價值。但由于不同地區(qū)環(huán)境差異以及不同品種的產(chǎn)量主效因子不同，在同一地區(qū)相同的外部環(huán)境和相同的栽培管理下2種作物的農(nóng)藝性狀往往會成為產(chǎn)量差異的主要因素[9]。

本研究通過對比不同生長時期2種甜高粱品種的農(nóng)藝性狀發(fā)現(xiàn)試驗的2種飼用甜高粱品種在當(dāng)?shù)囟急憩F(xiàn)出生長發(fā)育良好。且在相同的播種時間、相同的播種密度以及相同的栽培管理下，2個品種的拔節(jié)期、孕穗期、成熟期基本一致[10]。通過分析發(fā)現(xiàn)，在播種時期、生長環(huán)境以及栽培管理措施相同的情況下，在3個生長時期內(nèi)(即拔節(jié)期、孕穗期以及成熟期)甜高粱品種“大力士”和“得勝”的平均生長高度基本一致。從植株的莖圍來看，在拔節(jié)期以后，甜高粱品種“大力士”的莖圍比甜高粱品種“得勝”更粗大，平均莖圍達(dá)到4.36cm，最粗的可以達(dá)到4.49cm，其莖圍顯著大于“得勝”，表明“大力士”具有較強的生命力和抗倒伏能力[11-13]。植株葉面相關(guān)指標(biāo)(葉片長度、葉片寬度)是影響植株光合、蒸騰和呼吸的重要指標(biāo)，葉片的生長發(fā)育直接關(guān)系到植株的生長發(fā)育，葉片的大小影響光合速率及其物質(zhì)的積累，測定葉片長度、葉片寬度是研究光合作用、物質(zhì)生產(chǎn)以及株體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，也是研究與植物葉片面積相關(guān)的生理生化指標(biāo)首要解決的問題[14,15]。從植株葉片長度、葉片寬度分析結(jié)果來看，甜高粱品種“大力士”拔節(jié)期的葉片長度、葉片數(shù)量以及莖圍均顯著高于“得勝”(P<0.05)，在孕穗期的葉片數(shù)量和顯著高于“得勝”(P<0.05)，而在成熟期兩者之間并無顯著差異?？傮w上看，甜高粱品種“大力士”在拔節(jié)期和孕穗期的農(nóng)藝性狀更優(yōu)。

4 結(jié)論

甘孜藏族自治州地處四川西部地區(qū)干旱地帶，該地區(qū)牧草短缺情況嚴(yán)重，栽種高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)牧草品種可有效緩解本地區(qū)牧草短缺問題。本研究通過在干旱河谷地區(qū)引種對比2個飼用甜高粱品種在拔節(jié)期、孕穗期以及成熟期的農(nóng)藝性狀，發(fā)現(xiàn)甜高粱品種“大力士”,在拔節(jié)期和孕穗期的農(nóng)藝性狀更優(yōu)。