樊 榮,姜 超,郝建璽,肖燕子,馬艷紅,于肖夏,房永雨,李景偉,李家郡
(1.呼倫貝爾學(xué)院,內(nèi)蒙古呼倫貝爾 021008;2.呼倫貝爾農(nóng)墾集團(tuán),內(nèi)蒙古呼倫貝爾 021008;3.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),內(nèi)蒙古呼和浩特 010031;4.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院,內(nèi)蒙古呼和浩特 010031)
甜高粱[Sorghum bicolor(L.)Moench] 屬 禾本科1 年生草本植物(王文穎等,2021),具有莖內(nèi)多汁、糖分含量高、適口性好等諸多優(yōu)點(diǎn)(羅巍等,2022 ;張亞萍等,2022)。高丹草(Sorghum bicolor×S.sudanense)是高粱和蘇丹草的雜交品種,為禾本科高粱屬1 年生作物(吳姝菊等,2006),既具有飼用高粱植株高大、糖分含量高等特點(diǎn),也兼顧蘇丹草葉量豐富、分蘗多等優(yōu)點(diǎn)(武瑞鑫等,2023 ;徐艷霞等,2022)。甜高粱和高丹草的開發(fā)潛力巨大(徐磊和劉洋,2021)。近年來,優(yōu)質(zhì)甜高粱和高丹草在多個(gè)地區(qū)成功推廣種植,如劉貴波和喬仁甫(2005)在河北平原對不同高丹草品種進(jìn)行品比試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)健寶品種最適宜在該地區(qū)推廣種植。董文成等(2019)在寧夏黃灌區(qū)對不同高丹草品種進(jìn)行生產(chǎn)性能和飼用價(jià)值的比較試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)最適宜在該地區(qū)種植BMRG4 品種。劉彥等(2020)在新疆奎屯墾區(qū)進(jìn)行生產(chǎn)性能和營養(yǎng)品質(zhì)的滾動(dòng)比較,發(fā)現(xiàn)甜高粱3701 和百戰(zhàn)品種適宜在該地區(qū)推廣種植。以上研究不僅為甜高粱和高丹草在不同地點(diǎn)的引種提供了理論依據(jù),還豐富了當(dāng)?shù)啬敛莘N質(zhì)。
呼倫貝爾嶺西地區(qū)以黑鈣土、黑土、草甸土等為主,土壤肥沃(馮方祥,2013),草場面積大,但目前40%的天然草場逐漸退化,人工草場面積小、優(yōu)質(zhì)飼草缺乏,飼草產(chǎn)量無法滿足畜牧的可持續(xù)發(fā)展要求(張偉等,2021 ;白金英,2019)。因此,本研究選用4 個(gè)高丹草和2 個(gè)甜高粱品種在呼倫貝爾嶺西地區(qū)種植,并對其適應(yīng)性進(jìn)行研究,旨在選出適宜在該地區(qū)種植培養(yǎng)的甜高粱和高丹草品種,從而為優(yōu)質(zhì)甜高粱和高丹草品種選育及推廣栽培提供理論依據(jù)。
1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)地位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市呼倫貝爾學(xué)院牙克石校區(qū)(120°28′E~122° 29′ E,47° 39′ N ~50° 21′ N)試驗(yàn)田。當(dāng)?shù)貫榇箨懶院疁貛夂?,晝夜溫差大,年平均降水?88.7 ~477.9 mm。
1.2 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)材料為4 個(gè)高丹草品種和2個(gè)甜高粱品種,其中高丹草品種超級糖王、黑貝,甜高粱品種力神、FS3501 均由北京正道生態(tài)科技有限公司提供,高丹草品種3 號和7 號由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)提供。
1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 2021 年5 月將試驗(yàn)材料種植于呼倫貝爾學(xué)院牙克石校區(qū),試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),人工條播,行距60 cm,每小區(qū)32.40 m2(長5.40 m,寬6.00 m),3 個(gè)重復(fù),每小區(qū)高丹草播種400 g、甜高粱播種100 g,苗期除草。
1.4 測定指標(biāo)及方法
1.4.1 農(nóng)藝性狀測定 植株生長后,每個(gè)重復(fù)隨機(jī)取樣10 株測量農(nóng)藝性狀。株高:單株最高穗尖到地面的高度。莖粗:單株主莖的直徑。葉片數(shù):抽穗后統(tǒng)計(jì)主莖葉片總數(shù)。葉長、葉寬:穗下倒數(shù)第2 葉的葉長、葉寬。莖葉比:單株莖稈重量與葉片重量之比。
1.4.2 產(chǎn)量測定 每個(gè)重復(fù)隨機(jī)取樣10 株測量單株鮮重后烘干至恒重,測量單株干重,計(jì)算含水率。鮮草產(chǎn)量:每小區(qū)隨機(jī)取樣1 m2刈割后稱重,并折算鮮草產(chǎn)量。干草產(chǎn)量:根據(jù)小區(qū)鮮重以及含水量計(jì)算干草產(chǎn)量。標(biāo)準(zhǔn)草產(chǎn)量(何振富等,2015):干草產(chǎn)量/0.35。
1.4.3 營養(yǎng)品質(zhì)測定 各營養(yǎng)物質(zhì)測定參照肖燕子(2016)的方法,測定干物質(zhì)(DM)、粗蛋白質(zhì)(CP)、粗脂肪(EE)、酸性洗滌纖維(ADF)、中性洗滌纖維(NDF)、粗灰分(Ash)、鈣(Ca)、磷(P)含量,非纖維碳水化合物(NFC)=1-NDF-CPEE-Ash。
1.5 分析方法
1.5.1 灰色關(guān)聯(lián)分析 試驗(yàn)采用灰色關(guān)聯(lián)法對6個(gè)供試材料的農(nóng)藝性狀和干草產(chǎn)量進(jìn)行分析(李爭艷等,2019),將所有供試材料的干草產(chǎn)量與相關(guān)農(nóng)藝性狀視為1 個(gè)灰色系統(tǒng),設(shè)干草產(chǎn)量為參考序列X0,相關(guān)農(nóng)藝性狀為比較序列Xi,品種名稱用k 表示,按以下公式進(jìn)行計(jì)算:
式中miniminkΔi(k)為二級最小差,maximaxkΔi(k)為二級最大差,ρ 為分辨系數(shù),取值為0 ~1,此處取值0.5。γi 為關(guān)聯(lián)度,n 為品種數(shù),ξi(k)為關(guān)聯(lián)系數(shù)。
1.5.2 隸屬函數(shù)分析 采用模糊數(shù)學(xué)的隸屬函數(shù)法對6 個(gè)供試材料的部分營養(yǎng)品質(zhì)和干草產(chǎn)量進(jìn)行綜合評價(jià)(何振富等,2021),其計(jì)算公式為:
式中R(Xi)為各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值,Xi 為某1 品種某1 指標(biāo)重復(fù)的平均值,Xmin、Xmax 為6 個(gè)品種某1 指標(biāo)的所有重復(fù)的最小值和最大值。
1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 利用Excel 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),采用SPSS 26 軟件進(jìn)行方差分析。
2.1 不同甜高粱與高丹草品種農(nóng)藝性狀比較 由表1 可知,6 個(gè)品種的株高在254.33 ~177.78 cm之間,其中3 號、7 號的株高顯著高于其他品種(P<0.05);力神莖粗顯著高于其他品種(P<0.05),為2.34 cm;FS3501 的葉片數(shù)顯著高于其他品種(P<0.05),達(dá)11.60 ;3 號、7 號、力神和FS3501 的葉長顯著高于其他品種(P<0.05),其中7 號葉長最長,為77.29 cm;力神的葉寬7.02 cm,顯著高于其他品種(P<0.05);6 個(gè)品種的莖葉比在1.58 ~2.62 之間,其中黑貝的莖葉比顯著高于其他品種(P<0.05)。
表1 不同高丹草和甜高粱農(nóng)藝性狀比較
2.2 不同甜高粱與高丹草品種產(chǎn)量比較 由表2 可知,6 個(gè)品種草產(chǎn)量均有顯著性差異(P<0.05),其中,F(xiàn)S3501 的單株鮮重、單株干重、鮮草產(chǎn)量、干草產(chǎn)量、標(biāo)準(zhǔn)草產(chǎn)量最高,分別為0.71 kg、0.19 kg、131.33 t/hm2、34.41 t/hm2、98.32 t/hm2;超級糖王、黑貝和3 號的含水率均顯著高于其他品種(P<0.05),其中黑貝的含水率最高,為75.51%。
表2 不同高丹草和甜高粱產(chǎn)量比較
2.3 不同甜高粱與高丹草品種灰色關(guān)聯(lián)分析將干草產(chǎn)量設(shè)為參考序列X0,相關(guān)農(nóng)藝性狀株高、莖粗、葉片數(shù)、葉長、葉寬、莖葉比依次設(shè)為比較序列X1、X2、X3、X4、X5、X6。采用均值法進(jìn)行無量綱化處理(表3),并計(jì)算其關(guān)聯(lián)系數(shù)(表4)及關(guān)聯(lián)度(表5)。由表5 可知,X5(葉寬)、X3(葉片數(shù))的關(guān)聯(lián)度較高,分別為0.7523、0.7351,因此,葉寬與葉片數(shù)是決定干草產(chǎn)量最相關(guān)的性狀。
表3 各性狀數(shù)據(jù)無量綱化處理
表4 X0 與Xi 在k 點(diǎn)上的關(guān)聯(lián)系數(shù)
表5 干草產(chǎn)量與各性狀間的關(guān)聯(lián)度
2.4 不同甜高粱與高丹草品種營養(yǎng)品質(zhì)比較由 表6 可 知,3 號、7 號 的DM 均 顯 著 高 于 其 他品種(P<0.05),其中3 號最高;CP 各品種間存在顯著差異(P<0.05),且FS3501 的含量最高;參試品種間EE 含量差異顯著(P<0.05),黑貝最高,3 號最低;ADF 最高的為黑貝,超級糖王次之;超級糖王的Ash 顯著高于其他品種(P<0.05);FS3501 的NFC 顯著高于其他品種(P<0.05);黑貝的Ca 含量顯著高于其他品種(P<0.05);力神的P 含量顯著高于其他品種(P<0.05)。
表6 不同高丹草與甜高粱品種營養(yǎng)品質(zhì)比較 %
2.5 不同甜高粱與高丹草品種綜合評價(jià) 由表7可知,平均隸屬值較大的為FS3501 和黑貝品種,分別為0.839 和0.546,適宜在呼倫貝爾嶺西地區(qū)種植;居中的為力神和超級糖王品種,分別為0.537 和0.358,可以在該地區(qū)種植;最低的7 號和3 號品種,分別為0.340 和0.222,最不適宜在該地種植。
表7 營養(yǎng)品質(zhì)與干草產(chǎn)量隸屬函數(shù)
各農(nóng)藝性狀影響了飼草的生物產(chǎn)量,不同品種的農(nóng)藝性狀對生物產(chǎn)量的重要性不同(何振富等,2021)。莖葉比是評價(jià)飼草品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一,莖葉比越小,飼草品質(zhì)越好(丁瓊等,2021)。在本研究中,力神的莖葉比最小,為1.58,各品種農(nóng)藝性狀間均有顯著差異(P<0.05)。草產(chǎn)量也是評價(jià)飼草品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)(丁瓊等,2021),本試驗(yàn)顯示,F(xiàn)S3501 的草產(chǎn)量最高,且各品種產(chǎn)量間均存在顯著差異(P<0.05)。通過灰色關(guān)聯(lián)分析可知,葉片數(shù)與葉寬是決定干草產(chǎn)量最重要的性狀,而李爭艷等(2019)在江淮地區(qū)的生物學(xué)特性比較試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),高丹草株高與葉重是決定產(chǎn)量最重要的性狀,這與本研究結(jié)果不同,可能是甜高粱品種力神和FS3501 的株高較低,但產(chǎn)量較高導(dǎo)致的。
飼草品質(zhì)包括消化率、營養(yǎng)價(jià)值、適口性等。提高營養(yǎng)價(jià)值的重要內(nèi)容是降低ADF,提高CP 含量(李聚才等,2020)。本研究CP 含量為11.39% ~16.38%,EE 含量為3.09% ~4.76%,Ash 含量為7.69% ~8.66%,CP 和Ash 含量比何萬榮等(2021)的研究結(jié)果高,EE 含量較其研究結(jié)果低。ADF 和NDF 的高低直接影響消化率和適口性,ADF 越高,消化率越低,NDF 越高,適口性越差(阿扎提古麗·奧布力喀斯木等,2021)。本 研究ADF 含 量 為34.40% ~36.77%,NDF 含量為57.69% ~62.82%,何萬榮等(2021)研究的ADF 和NDF 含量分別為26.50% ~33.48%、50.30% ~54.66%,略 低 于 本 研 究 結(jié) 果。 阿扎提古麗·奧布力喀斯木等(2021)研究的ADF 和NDF 含 量 分 別 為32.48% ~42.30%、45.95% ~64.48%,與本研究結(jié)果相似。
隸屬函數(shù)是較常用的評價(jià)方式(何振富等,2021)。本研究采用隸屬函數(shù)法綜合評價(jià)供試材料的飼用品質(zhì),根據(jù)結(jié)果可知,F(xiàn)S3501 和黑貝品種最適宜在試驗(yàn)地區(qū)種植。
4 個(gè)高丹草和2 個(gè)甜高粱品種間的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)草量、營養(yǎng)品質(zhì)均有顯著差異(P<0.05),根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析可知,與干草產(chǎn)量最為密切的性狀為葉片數(shù)和葉寬,綜合分析可知,F(xiàn)S3501 和黑貝品種最適宜在該地區(qū)種植。