彭宏鑫, 周 正, 陳亞飛, 蔣懿康, 蔣 慧

（塔里木大學(xué), a.動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院；b.塔里木畜牧科技兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；c.水利與建筑工程學(xué)院, 新疆 阿拉爾 843300）

甜高粱（Sorghum bicolor‘Dochna’）屬于禾本科高粱屬一年生草本, 主要分布在溫帶和亞熱帶地區(qū)[1］。它以抗旱、耐澇、耐鹽堿等特性被廣泛種植于半干旱地區(qū)[2］。新疆南疆地區(qū)屬于干燥、少水的沙漠氣候[3］。甜高粱對(duì)生長條件要求較低, 生長旺盛且再生能力強(qiáng), 適合在南疆地區(qū)推廣種植。除此之外, 新疆還是少數(shù)民族的集聚地, 多以草食動(dòng)物畜產(chǎn)品為生活資料[4］, 而品質(zhì)優(yōu)良的飼草是保證牲畜生產(chǎn)能力的關(guān)鍵, 因此種植高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的甜高粱有著重要的意義。

基于甜高粱抗旱和耐鹽堿的特性, 肖丹等[5］、艾買爾江·吾斯曼等[6］從農(nóng)藝性狀的角度對(duì)甜高粱在南疆地區(qū)的適種性進(jìn)行了研究, 得出大力士可作為南疆地區(qū)的適栽品種, 但并未對(duì)其產(chǎn)量和營養(yǎng)成分動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行研究。盡管在其他地區(qū)有對(duì)甜高粱在不同刈割時(shí)期的產(chǎn)量和營養(yǎng)成分做相關(guān)研究, 但由于不同地區(qū)的適栽品種存在差異, 故而最終的研究結(jié)果也不盡相同[7-13］。本研究選用6 個(gè)甜高粱品種為試驗(yàn)材料, 在新疆阿拉爾市開展引種試驗(yàn), 通過分析不同品種甜高粱產(chǎn)量和營養(yǎng)成分含量的動(dòng)態(tài)變化, 篩選出適宜阿拉爾市栽培的品種。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)選用了6 個(gè)甜高粱品種, 分別為大力士、F430、F10、青貯大師、F29 和FS3501, 均購于北京正道種業(yè)公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)地設(shè)置在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)阿拉爾市八團(tuán)試驗(yàn)田。阿拉爾市位于塔克拉瑪干沙漠的北部邊緣, 該地降水量少, 日照充足, 地表蒸發(fā)強(qiáng)烈[14］, 處于塔里木河流域, 屬于溫帶沙漠氣候, 是溫帶大陸性氣候的極端情況。正是因?yàn)檫@種氣候, 所以導(dǎo)致了該地區(qū)晝夜溫差大, 降水量少, 冬季氣溫低, 光照多[15］。區(qū)域內(nèi)光照資源充足, 年均日照時(shí)數(shù)為3 000 h[16］, 年無霜期平均220 d, 年降水量17.4～42.8 mm, 蒸發(fā)量1 125～1 600 mm。土質(zhì)為沙壤土, 偏堿性, pH 為8.3[17］, 有機(jī)質(zhì)含量為20.54 g/kg, 速效氮含量為77.00 mg/kg, 速效磷含量為8.03 mg/kg, 速效鉀含量為340.00 mg/kg。大部分地區(qū)地勢(shì)較為平坦, 采用覆膜滴灌栽培。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2021 年進(jìn)行, 采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì), 每個(gè)品種設(shè)置3 個(gè)重復(fù)。每個(gè)小區(qū)面積6 m×20 m, 行距0.60 m, 株距0.15 m, 四周設(shè)保護(hù)行。

1.2.3 產(chǎn)量測(cè)定 分別在7 月2 日、7 月27 日、8 月13 日3 個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行物候期的觀察, 并選用1.2 m×5.0 m 的樣方對(duì)6 個(gè)品種的甜高粱進(jìn)行刈割取樣測(cè)產(chǎn)。

1.2.4 樣品營養(yǎng)成分測(cè)定 將測(cè)產(chǎn)后的樣本切段用四分法選取2 kg分析樣本, 于65 ℃下干燥48 h, 用粉碎機(jī)粉碎過40目篩, 取分析樣裝入自封袋中以備測(cè)定植株?duì)I養(yǎng)成分。植株干物質(zhì)含量用105 ℃烘干法測(cè)定[18］；中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和半纖維素含量用范式洗滌纖維法測(cè)定[19］；粗蛋白質(zhì)含量用凱氏定氮法測(cè)定[20］；粗脂肪含量用索氏抽提法測(cè)定[21］；粗灰分含量用灰化法測(cè)定[22］；淀粉含量用碘顯色法測(cè)定[23］。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

數(shù)據(jù)整理使用Excel 2007 軟件；數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、方差分析以及多重比較使用SPSS 22.0 軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同甜高粱品種的物候期

通過對(duì)3 個(gè)不同刈割時(shí)間的物候期（表1）進(jìn)行比較可知, 7 月2 日, 6 個(gè)甜高粱品種均處于拔節(jié)期；7月27 日, F430 和F10 處于孕穗期, FS3501、青貯大師和大力士處于抽穗期, F29 處于揚(yáng)花期；8 月13 日, F430 和F10 處于抽穗期, FS3501 處于揚(yáng)花期, F29 和青貯大師處于乳熟期, 大力士處于灌漿期。

表1 6 個(gè)甜高粱品種不同刈割時(shí)間所處物候期

2.2 不同甜高粱品種植株干鮮比變化

由表2 可知, 7 月2 日, FS3501 的干鮮比最高, 為34.60%, 顯著高于其他5 個(gè)品種；青貯大師的干鮮比最低, 為21.33%, 顯著低于其他5 個(gè)品種；F430 與F10 差 異 不 顯 著。7 月27 日, FS3501 的 干 鮮 比 仍 為最高, 為38.22%, 顯著高于其他5 個(gè)品種；青貯大師的干鮮比最低, 為23.32%, 顯著低于其他5 個(gè)品種；F430 與F10 差異不顯著。8 月13 日, FS3501 的干鮮比仍最高, 為49.11%, 顯著高于其他5 個(gè)品種；F430的干鮮最低, 為26.03%, 顯著低于其他5 個(gè)品種；F10 與大力士差異不顯著。

表2 不同甜高粱品種的干鮮比

2.3 不同甜高粱品種產(chǎn)量變化

由表3 可知, 隨著刈割時(shí)間的推進(jìn), 6 個(gè)甜高粱品種產(chǎn)量均表現(xiàn)出遞增的趨勢(shì)。7 月2 日, 6 個(gè)甜高粱品種產(chǎn)量由高到低依次為大力士、青貯大師、F10、FS3501、F430、F29；7 月27 日, 產(chǎn)量由高到低依次為大力士、青貯大師、FS3501、F10、F430、F29；8 月13 日, 產(chǎn)量由高到低依次為大力士、青貯大師、F10、F430、FS3501、F29。大力士和青貯大師在3 個(gè)刈割時(shí)間的產(chǎn)量均處于高水平。

表3 不同甜高粱品種的產(chǎn)量

2.4 不同甜高粱品種植株?duì)I養(yǎng)成分含量變化

2.4.1 干物質(zhì)含量變化 由圖1 可知, 7 月2 日, 6 個(gè)甜高粱品種干物質(zhì)含量由高到低依次為FS3501（35.90%）、F29（35.39%）、大力士（35.05%）、F10（34.76%）、F430（34.12%）、青貯大師（33.25%）；7 月27 日, 干物質(zhì)含量由高到低依次為FS3501（36.12%）、F29（35.84%）、F10（35.66%）、F430（35.33%）、大力士（35.22%）、青貯大師（35.06%）；8月13 日, 干物質(zhì)含量由高到低依次為FS3501（36.37%）、F29（36.16%）、F10（35.87%）、大力士（35.81%）、青貯大師（35.77%）、F430（35.61%）。隨著刈割時(shí)間的推進(jìn), 6 個(gè)甜高粱品種干物質(zhì)含量均呈增加趨勢(shì)。

圖1 不同甜高粱品種干物質(zhì)含量變化

2.4.2 粗蛋白質(zhì)含量變化 由圖2 可知, 7 月2 日, 6個(gè)甜高粱品種粗蛋白質(zhì)含量由高到低依次為F10（7.27%）、F430 和FS3501（7.23%）、大力士（7.22%）、F29 和青貯大師（7.21%）；7 月27 日, 粗蛋白質(zhì)含量由高到低依次為大力士（7.47%）、F10（7.44%）、F430（7.40%）、FS3501（7.37%）、F29（7.36%）、青貯大師（7.35%）；8 月13 日, 粗蛋白質(zhì)含量由高到低依次為F29（7.29%）、F430（7.18%）、FS3501（7.15%）、青貯大師和大力士（7.14%）、F10（7.10%）。6 個(gè)品種的粗蛋白質(zhì)含量均呈先增加后降低的趨勢(shì), 且都在7 月27日達(dá)到峰值。

圖2 不同甜高粱品種粗蛋白質(zhì)含量變化

2.4.3 粗脂肪含量變化 由圖3 可知, 7 月2 日, 6 個(gè)甜高粱品種粗脂肪含量由高到低依次為F10（8.39%）、青貯大師（6.59%）、F430（5.30%）、F29（4.83%）、大力士（4.08%）、FS3501（3.35%）, F430、F29 和大力士, 大力士和F3501 的粗脂肪含量差異均不顯著, 其他品種間粗脂肪含量差異均達(dá)顯著水平；7 月27 日, 粗脂肪含量由高到低依次為F29（7.13%）、FS3501（6.86%）、大力士（5.30%）、F10（4.50%）、青貯大師（3.33%）、F430（3.26%）, F29 和FS3501 的粗脂肪含量顯著高于其他品種, 大力士的粗脂肪含量顯著高于青貯大師和F430；8 月13 日, 粗脂肪含量由高到低依次為FS3501（8.48%）、F10（6.20%）、大力士（5.31%）、F430（5.00%）、青貯大師（4.36%）、F29（3.60%）, F3501 的粗脂肪含量顯著高于其他品種, F10 和大力士的粗脂肪含量顯著高于青貯大師和F29。

圖3 不同甜高粱品種粗脂肪含量變化

2.4.4 淀粉含量變化 由圖4 可知, 7 月2 日, 6 個(gè)甜高粱品種淀粉含量由高到低依次為F10（18.34%）、青貯大師（16.38%）、F430（14.55%）、F29（13.51%）、大力士（13.02%）、FS3501（12.12%）；7 月27 日, 淀粉含量由高到低依次為F29（19.93%）、FS3501（19.65%）、大力士（18.59%）、F10（17.82%）、F430（16.79%）、青貯大師（14.75%）, 除F29 與FS3501、大力士與F10 外, 其他品種間淀粉含量差異均達(dá)顯著水平；8 月13 日, 淀粉含量由高到低依次為FS3501（21.14%）、F10（18.34%）、大力士（18.28%）、F29（17.73%）、青貯大師和F430（17.46%）, FS3501 的淀粉含量顯著高于其他5 個(gè)品種。

圖4 不同甜高粱品種淀粉含量變化

2.4.5 粗灰分含量變化 由圖5可知, 7月2日, 6個(gè)甜高粱品種粗灰分含量由高到低依次為F29（6.52%）、FS3501（6.18%）、大力士（6.15%）、F430（6.08%）、青貯大師（6.07%）、F10（5.65%）；7 月27 日, 粗灰分含量由高到低依次為青貯大師（6.11%）、F430（5.84%）、F29（5.49%）、FS3501（5.47%）、F10（5.43%）、大力士（5.23%）；8 月13 日, 粗灰分含量由高到低依次為F10（6.44%）、F29（6.42%）、F430（6.15%）、青貯大師（6.13%）、大力士（6.00%）、FS3501（5.57%）。

圖5 不同甜高粱品種粗灰分含量變化

2.4.6 中性洗滌纖維含量變化 由圖6 可知, FS3501 的中性洗滌纖維含量在3 個(gè)刈割時(shí)間均顯著高于其他5 個(gè)品種, 而青貯大師的中性洗滌纖維含量在3 個(gè)刈割時(shí)間均處于最低水平。

圖6 不同甜高粱品種中性洗滌纖維含量變化

2.4.7 酸性洗滌纖維含量變化 由圖7 可知, FS3501 的酸性洗滌纖維含量在前兩個(gè)刈割時(shí)間位于最高水平, F10 的酸性洗滌纖維含量在8 月13 日位于最高水平且顯著高于其他5 個(gè)品種。7 月2 日, 6 個(gè)甜高粱品種酸性洗滌纖維含量由高到低依次為FS3501（25.69%）、大力士（25.59%）、F10（24.89%）、青貯大師（24.46%）、F29（24.09%）、F430（23.68%）；7 月27 日, 酸性洗滌纖維含量由高到低依次為FS3501（27.32%）、F29（27.28%）、F10（26.90%）、大力士（25.83%）、F430（25.70%）、青貯大師（24.60%）, 青貯大師的酸性洗滌纖維含量顯著低于其他品種；8月13 日, 酸性洗滌纖維含量由高到低依次為F10（30.66%）、青貯大師（28.75%）、FS3501（28.41%）、F430（27.60%）、F29（27.56%）、大力士（26.52%）。

圖7 不同甜高粱品種酸性洗滌纖維含量變化

2.4.8 半纖維素含量變化 由圖8 可知, 7 月2 日, 6個(gè)甜高粱品種的半纖維素含量由高到低依次為FS3501（21.87%）、F430（20.63%）、F10（20.32%）、F29（19.35%）、青貯大師（18.59%）、大力士（17.85%）；7 月27 日, 半纖維素含量由高到低依次為FS3501（21.85%）、大力士（20.91%）、F29（19.66%）、青貯大師（19.63%）、F430（19.40%）、F10（19.23%）；8 月13日, 半纖維素含量由高到低依次為FS3501（23.90%）、大力士（21.49%）、F29（21.06%）、F430（18.64%）、F10（17.28%）、青 貯 大 師（17.24%）。FS3501 在3 個(gè)刈割時(shí)間的半纖維素含量均為最高, 顯著高于其他品種。

圖8 不同甜高粱品種半纖維素含量變化

3 小結(jié)與討論

產(chǎn)量是作物是否被推廣種植的重要評(píng)判指標(biāo)之一。近年來有研究者在南疆地區(qū)種植了甜高粱品種M81、吉甜1 號(hào)、麗歐、海牛、大力王及綠能2 號(hào)等品種[5, 6, 24, 25］。阿依古麗·艾買爾等[25］的研究中M81、吉甜1 號(hào)及麗歐的產(chǎn)量分別為113 738.70、96 795.45、96 845.40 kg/hm2, 肖丹等[5］的研究中海牛、大力王及綠能2 號(hào)的產(chǎn)量分別為121 895.45、146 823.40、56 911.11 kg/hm2。 本研究中大力士的產(chǎn)量（118 790.43 kg/hm2）均高于M81、吉甜1 號(hào)、麗歐和綠能2 號(hào), 青貯大師的產(chǎn)量（100 140.86 kg/hm2）高于吉甜1 號(hào)、麗歐和綠能2 號(hào), 但大力士和青貯大師的產(chǎn)量不如大力王和海牛, 造成這種情況的原因可能是刈割時(shí)間不同, 本研究中最后一個(gè)刈割時(shí)間是在8 月13 日, 而大力王和海牛的刈割時(shí)間卻是10 月10日。本研究中的其他4 個(gè)品種產(chǎn)量僅高于綠能2 號(hào), 其中產(chǎn)量較高的為FS3501（79 861.48 kg/hm2）。通過比較, 考慮將大力士、青貯大師以及FS3501 作為本地區(qū)待栽培品種, 但要想選出適宜本地區(qū)種植的品種, 仍需結(jié)合營養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行分析。

在評(píng)價(jià)牧草優(yōu)劣之時(shí), 要綜合考慮產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì), 單一考慮任何一項(xiàng)都是不科學(xué)的。營養(yǎng)品質(zhì)主要與適口性、動(dòng)物的消化吸收等相關(guān)。干鮮比是用來反映牧草的干物質(zhì)積累程度和利用價(jià)值的重要指標(biāo)[26］, 干鮮比較小時(shí), 牧草更加鮮嫩多汁, 營養(yǎng)價(jià)值更高；干鮮比增大的同時(shí), 干物質(zhì)逐漸積累, 但牧草品質(zhì)也隨之降低[27, 28］。干物質(zhì)積累速度越快, 甜高粱到達(dá)成熟期所需要時(shí)間就越短, 早熟品種可以適時(shí)進(jìn)行二次播種從而獲得更多的產(chǎn)量[12］。淀粉作為影響甜高粱營養(yǎng)品質(zhì)的關(guān)鍵因素, 同等產(chǎn)量的情況下優(yōu)先選取淀粉含量高的甜高粱品種。本研究中, 隨著物候期的推進(jìn), 6 個(gè)甜高粱品種的淀粉含量呈遞增趨勢(shì), 但后期趨于平穩(wěn), 7 月27 日淀粉含量排名前三的品種依次為F29（19.93%）、FS3501（19.65%）、大力士（18.59%）, 8 月13 日淀粉含量排名前三的依次為FS3501（21.14%）、F10（18.34%）、大力士（18.28%）。

粗蛋白質(zhì)作為牧草品質(zhì)評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一, 其含量的高低直接決定牧草的營養(yǎng)價(jià)值[29］。本研究中, 6 種甜高粱粗蛋白質(zhì)含量表現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì), 7 月27 日屬于粗蛋白質(zhì)含量變化的拐點(diǎn), 在此之前屬于遞增階段, 而后處于下降階段, 這與紅敏[30］的研究結(jié)果相似。這意味著, 要想獲得更高粗蛋白質(zhì)含量的甜高粱, 需要在出現(xiàn)拐點(diǎn)時(shí)進(jìn)行刈割, 未到達(dá)拐點(diǎn)或是已過拐點(diǎn)刈割品質(zhì)都會(huì)下降。

甜高粱中的粗脂肪含量越高適口性越好, 其營養(yǎng)價(jià)值越高[31］。本研究中, 隨著刈割時(shí)間的延遲, F430、F10 及青貯大師的粗脂肪含量表現(xiàn)為先降低后升高的趨勢(shì), FS3501 和大力士表現(xiàn)為逐漸增加的趨勢(shì), 而F29 的粗脂肪含量表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢(shì)。這與前人的研究結(jié)果存在差異, 肖豫[12］的研究表明, 隨著刈割時(shí)間的推進(jìn), 粗脂肪含量逐漸增加；而王楠等[32］的研究發(fā)現(xiàn), 隨著甜高粱生育期的推進(jìn), 粗脂肪含量呈逐漸下降趨勢(shì)。造成這種變化趨勢(shì)差異的可能原因有2 個(gè)：一是選用的品種不同；二是試驗(yàn)地的土壤條件和氣候環(huán)境不同, 黃河三角洲和北京市昌平區(qū)均屬于溫帶季風(fēng)性氣候, 全年降水充沛且四季分明, 而阿拉爾市是典型的溫帶沙漠性氣候, 降水量少且蒸發(fā)量大。

酸性洗滌纖維作為影響營養(yǎng)品質(zhì)的決定性逆向指標(biāo), 包括纖維素和木質(zhì)素, 其中木質(zhì)素屬于不易被消化的部分。當(dāng)酸性洗滌纖維含量增高時(shí), 木質(zhì)素也隨之增多, 過多的木質(zhì)素會(huì)占據(jù)動(dòng)物的胃腸道, 導(dǎo)致部分營養(yǎng)成分得不到充分的吸收利用, 從而使得動(dòng)物的消化率降低[13, 33, 34］。本研究中, 隨著刈割時(shí)間的延遲, 酸性洗滌纖維含量呈遞增趨勢(shì), 7 月2—27 日增長趨勢(shì)較為平緩, 7 月27 日至8 月13 日增速較快, 說明在甜高粱的生長后期, 其植株木質(zhì)化程度加重。因此, 刈割時(shí)間應(yīng)確定在酸性洗滌纖維快速增長期之前, 此時(shí)甜高粱的酸性洗滌纖維含量較低, 7 月27 日酸性洗滌纖維含量最低的是青貯大師（24.60%）, 其次是F430（25.70%）和大力士（25.83%）。

半纖維素屬于膳食纖維中的一類, 是反芻動(dòng)物可吸收利用的部分[35］, 其利用率可達(dá)60%～80%。它具有提高胃腸道的蠕動(dòng), 促進(jìn)腸道健康, 減少動(dòng)物異常行為的功能[36］。本研究中, FS3501 的半纖維素含量在3 個(gè)刈割時(shí)間均處于最高水平。

7 月2 日所有品種還處于拔節(jié)期且產(chǎn)量水平較低不宜收割；7 月27 日和8 月13 日6 個(gè)品種可進(jìn)行收割, 從產(chǎn)量上看, 7 月27 日時(shí), FS3501、大力士和青貯大師均處于抽穗期, 且三者產(chǎn)量較高；8 月13 日時(shí), 產(chǎn)量排前三的依次為大力士、青貯大師和F10, 但此時(shí)大力士和青貯大師已經(jīng)進(jìn)入乳熟期-灌漿期的階段, 與抽穗期相比, 蛋白質(zhì)含量下降、酸性洗滌纖維含量上升、干鮮比也有所升高, 淀粉含量無大幅度變化, 總體營養(yǎng)品質(zhì)變差。由此可以得出, 在抽穗期進(jìn)行刈割更為適宜, 在獲得較高產(chǎn)量的同時(shí)也能保證一定的營養(yǎng)品質(zhì)。綜合各品種在3 個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì), 7 月27 日（即抽穗期）時(shí), 大力士和青貯大師有著較高的產(chǎn)量, 且二者的營養(yǎng)品質(zhì)也較好。因此, 大力士和青貯大師可作為本地區(qū)適栽品種。