楊 曉 ,趙海燕,馬淑梅,宋 謙,劉隴生
(1.平?jīng)鍪修r(nóng)業(yè)科學(xué)院,甘肅 平?jīng)?744000;2.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜草與綠色農(nóng)業(yè)研究所,蘭州 730070)
甜高粱(Sorghum bicolor L.Moench)起源于非洲,為C4植物,是粒用高粱的變種[1]。甜高粱又稱糖高粱、蘆粟、甜稈等,它有“二代甘蔗”和“高能作物”之稱,其莖干鮮嫩、生物量高、營養(yǎng)豐富、適口性好、家畜喜食,是近年來興起的一種新型作物類型[2-3],在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和畜牧業(yè)發(fā)展中存在巨大潛力[4]。飼用甜高粱的生物產(chǎn)量和糖分均高于玉米(Zea Mays),其生物產(chǎn)量是玉米的 2~3 倍[5];莖稈總含糖量為 17%~40%,比青貯玉米高2倍[6]。甜高粱的需水量為玉米需水量的1/2,生育期90~170 d,株高 200~435 cm[7],因此,種植飼用甜高粱已成為畜牧業(yè)發(fā)展的一條重要途徑[8-9]。
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[10],但長期以來以小麥(Triticum aestivum L)、玉米(Zea Mays)等農(nóng)作物秸稈為主的飼草結(jié)構(gòu)[11],造成飼草種類單一、品質(zhì)不高、青飼料季節(jié)供應(yīng)不均衡,很大程度上限制了畜牧業(yè)的持續(xù)高效發(fā)展。飼用甜高粱在西北干旱地區(qū)有較大的發(fā)展?jié)摿Γ?2-13],其抗逆性很強,具有耐旱、耐鹽堿、耐貧瘠等特性,能夠較好地適應(yīng)該地區(qū)的氣候條件,因此有人認(rèn)為飼用甜高粱品種可作為隴東旱塬區(qū)推廣的重要飼草之一[14]。本研究以國內(nèi)外引進的6個飼用甜高粱品種為試驗材料,在隴東旱塬區(qū)進行了適應(yīng)性評價,篩選出了適宜種植的飼用甜高粱高產(chǎn)品種,為隴東旱塬區(qū)選擇適宜飼草提供了決策依據(jù)。
試驗點位于平?jīng)鍪袥艽h高平鎮(zhèn)上灣村的市農(nóng)業(yè)科學(xué)院高平試驗站,地理位置北緯 35°17′,東經(jīng) 107°30′;海拔1 320 m;年平均氣溫9.3℃,活動積溫2 800℃,持續(xù)150 d,無霜期172 d;年均降水量583.5 mm,年均蒸發(fā)量1 384 mm;日照時數(shù)2 201.4 h,≥10℃,屬于溫帶大陸氣候。土壤類型為中覆蓋黑壚土,質(zhì)地為中壤土,團粒結(jié)構(gòu)、較松耕作層25 cm。耕作層有機質(zhì)含量10.5 g/kg,全氮 1 g/kg,全磷 0.62 g/kg,全鉀 20.5 g/kg,速效氮 114 mg/kg,速效磷 4.8 mg/kg,pH 值 8.2。
本試驗共收集了6份飼用甜高粱材料,分別為海牛、大卡、蒙農(nóng)青飼4號、絕佳、大力士和牛魔王。甜高粱品種及來源見表1。
表1 不同甜高粱品種的編號及來源
試驗采用二因素隨機區(qū)組設(shè)計。二因素分別為刈割次數(shù)和品種,刈割次數(shù)代號A(A1:刈割1次,A2:刈割 2 次),品種代號 B(B1:海牛;B2:大卡;B3:蒙農(nóng)青飼4 號;B4:絕佳;B5:大力士;B6:牛魔王)。采用穴播,每穴下種 3~4粒,播種深度 3~5 cm,行距 45 cm,株距20 cm。3次重復(fù),小區(qū)面積47.5 m2(9.5 m×5 m)。施底肥磷酸二胺 300 kg/hm2、尿素 300 kg/hm2,撒辛硫磷60 kg/hm2。中耕除草2次;追肥1次,為尿素225 kg/hm2。試驗地周圍1 m種植保護行。播種日期為2016年4月22日。
物候期:按觀測標(biāo)準(zhǔn)[15]記載各參試材料的物候期,包括出苗期、分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期和開花期。
草產(chǎn)量:每個甜高粱品種在生育期內(nèi)分別刈割1次和刈割2次處理進行草產(chǎn)量比較。刈割2次的第1茬草于株高超過1.5 m時進行刈割稱重,留茬高度15 cm;第2茬草在9月24日齊地面刈割稱重。刈割1次處理在9月24日齊地面刈割稱重。干物質(zhì)產(chǎn)量測定:是測定鮮草的同時每個品種分別取兩株,剪碎,65℃烘干至恒重,計算出產(chǎn)量。
其他性狀:刈割前每小區(qū)隨機選取20個單株,測量其株高、莖粗、葉片數(shù)、節(jié)間數(shù)、莖重、葉重、莖葉比;隨機選取單株5株,將其按莖、葉風(fēng)干,用電子天平分別測其重量,計算其莖葉比[16]。
用Excel進行數(shù)據(jù)整理和作圖,用SPSS 19.0軟件進行方差分析,用Duncan法進行多重比較,試驗結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。P<0.05表示差異顯著,P>0.05表示差異不顯著,P<0.01表示極差異顯著。
由表2得知,在6個參試品種中,蒙農(nóng)青飼4號、絕佳2個品種抽穗成熟,生育期分別為131 d和140 d,其余品種均未抽穗。
2.2.1 株高和莖粗比較 由表3可以看出,6個參試品種中蒙農(nóng)青飼4號的平均株高最高,為318.47 cm,與其他5個品種均有極顯著差異(P<0.01);大卡、海牛、牛魔王和大力士4個品種平均株高居中,彼此間差異均不顯著(P>0.05);絕佳的平均株高最低,為 153.40 cm,且極顯著低于其他5個品種(P<0.01)。
平均莖粗以大卡最高,為20.31 mm,與海牛、蒙農(nóng)青飼4號、絕佳間均有極顯著差異(P<0.01);其次為牛魔王(19.70 mm)和大力士(17.61 mm);蒙農(nóng)青飼4號的平均莖粗(11.15 mm)最細。
2.2.2 葉片數(shù)和節(jié)間數(shù)比較 由表3可以看出,6個參試品種中大力士單株的平均葉片數(shù)最多(12.80個),其次為海牛(12.40個),二者與蒙農(nóng)青飼4號和絕佳間差異達極顯著水平(P<0.01);絕佳單株的葉片數(shù)最少,平均為9.13個。
從節(jié)間數(shù)來看,海牛單株的平均節(jié)間數(shù)最多(10.73),與絕佳的差異達極顯著水平(P<0.01);而絕佳單株的平均節(jié)間數(shù)最少(7.27個)。
表2 不同飼用甜高粱品種的物侯期
表3 不同飼用甜高粱品種的部分植物學(xué)性狀
2.2.3 莖葉比比較 6個參試品種莖重、葉重和莖葉比的測定結(jié)果見表4。單株莖重以大卡最高,平均500.40 g,且與其他5個品種間均有極顯著差異(P<0.01);其次為牛魔王,平均單株莖重392.93 g;再次為大力士,平均單株莖重323.33 g;蒙農(nóng)青飼4號最低,平均單株莖重101.47 g。
單株葉重以大卡最高,平均153.53 g,且與其他5個品種間均有極顯著差異(P<0.01);其次為牛魔王,平均單株葉重131.53 g;再次為大力士,平均單株葉重114.80 g;蒙農(nóng)青飼4號最低,平均單株葉重27.00 g。
莖葉比(莖重∶葉重)以絕佳最低,平均2.41,且與其他5個品種間均有極顯著差異(P<0.01);其次為大力士,平均2.82;蒙農(nóng)青飼4號的莖葉比最高,平均達3.76。莖葉比高意味著飼草質(zhì)量相對較差。
表4 不同飼用甜高粱品種的莖葉比測定
2.3.1 不同品種鮮草產(chǎn)量比較 如圖1所示,6個參試品種以大力士的鮮草產(chǎn)量(80.27 t/hm2)最高,且與大卡以外的其他4個參試品種間存在極顯著差異(P<0.01);其次為大卡、牛魔王和海牛;蒙農(nóng)青飼4號的鮮草產(chǎn)量(46.45 t/hm2)最低。大力士的鮮草產(chǎn)量比蒙農(nóng)青飼4號增產(chǎn)72.81%。
圖1 不同甜高粱品種間的鮮草產(chǎn)量
2.3.2 不同品種干物質(zhì)產(chǎn)量比較 干物質(zhì)產(chǎn)量為地上生物量的絕對干物質(zhì)估測值,與風(fēng)干重產(chǎn)量有差異。如圖2所示,大力士的干物質(zhì)產(chǎn)量最高,為21.88 t/hm2;其次為大卡(17.11 t/hm2);蒙農(nóng)青飼4號的干草產(chǎn)量(14.28 t/hm2)最低。6個參試品種間的干物質(zhì)產(chǎn)量盡管差異較大,但均沒有達到顯著水平(P>0.05)。
2.3.3 刈割次數(shù)的影響 圖3顯示了6個甜高粱品種刈割次數(shù)間的平均草產(chǎn)量,刈割1次和刈割2次的鮮草產(chǎn)量分別為62.43 t/hm2和62.34 t/hm2,刈割1次和刈割2次的干草產(chǎn)量分別為21.58 t/hm2和12.12 t/hm2。不同刈割次數(shù)的鮮草產(chǎn)量差異不顯著(P>0.05),但干物質(zhì)產(chǎn)量間存在顯著差異(P<0.05)。
圖2 不同甜高粱品種間的干草產(chǎn)量
圖3 6個甜高粱品種刈割次數(shù)間的平均草產(chǎn)量比較
2.3.4 品種與刈割次數(shù)的交互作用 飼草產(chǎn)量的差異顯著性分析顯示,甜高粱品種與刈割次數(shù)間的交互作用達到了顯著水平,說明不同品種對刈割次數(shù)的反應(yīng)不同。如表5所示,不同交互作用下,大力士刈割1次(B5×A1)的鮮草產(chǎn)量(85.50 t/hm2)最高,且與其他處理間均有極顯著差異(P<0.01);大卡刈割 1 次(B2×A1)和大力士刈割2次(B5×A2)的鮮草產(chǎn)量次之;蒙農(nóng)青飼4號刈割1次(B3×A1)的鮮草產(chǎn)量(33.75 t/hm2)最低。從干物質(zhì)產(chǎn)量看,大力士刈割 1 次(B5×A1)的產(chǎn)量(30.99 t/hm2)最高,且與其他處理間均有極顯著差異(P<0.01);牛魔王刈割1 次(B6×A1)和海牛刈割 1 次(B1×A1)的次之;牛魔王刈割 2 次(B6×A2)的最低(9.83 t/hm2)。
表5 品種×刈割次數(shù)交互作用下的鮮草產(chǎn)量和干草產(chǎn)量t/hm2
(1)在隴東旱塬區(qū)引進6個甜高粱品種(海牛、大卡、蒙農(nóng)青飼4號、絕佳、大力士和牛魔王)進行農(nóng)藝性狀比較的研究,結(jié)果表明,蒙農(nóng)青飼4號和絕佳2個品種抽穗成熟,生育期分別為131 d和140 d,其他品種均沒有完成生育期。
(2)6個參試品種的植物學(xué)特征具有明顯差異,平均株高以蒙農(nóng)青飼4號最高,絕佳最低;平均莖粗以大卡最粗,蒙農(nóng)青飼4號最細;單株的平均葉片數(shù)以大力士最多,絕佳最少;單株的平均節(jié)間數(shù)以海牛最多,絕佳最少;單株莖重以大卡最高,蒙農(nóng)青飼4號最低;單株葉重以大卡最高,蒙農(nóng)青飼4號最低;莖葉比(莖重∶葉重)以絕佳最低,蒙農(nóng)青飼4號最高。
(3)6個參試品種間鮮草產(chǎn)量存在極顯著差異(P<0.01),干物質(zhì)產(chǎn)量差異均不顯著(P>0.05)。鮮草產(chǎn)量以大力士最高,其次為大卡、牛魔王和海牛,絕佳和蒙農(nóng)青飼4號相對較差。
(4)6個甜高粱品種不同刈割次數(shù)的鮮草產(chǎn)量差異不顯著(P>0.05),而干物質(zhì)產(chǎn)量間存在顯著差異(P<0.05),以刈割1次的產(chǎn)量最高。同時品種與刈割次數(shù)之間存在互作,大力士刈割1次的干草產(chǎn)量(30.99 t/hm2)最高,且與其他處理間(Bi×Aj)均有極顯著差異(P<0.01)。
(5)甜高粱品種大力士葉量豐富,其他主要農(nóng)藝性狀在6個參試品種中相對較優(yōu);大卡的莖稈最粗,節(jié)間數(shù)較多,單株葉和莖最重。牛魔王和海牛的主要農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)不突出;蒙農(nóng)青飼4號分蘗性能強,但其植株細高,容易倒伏,單株重量輕;絕佳綜合性狀也相對較差。
綜上所述,大力士和大卡2個品種在隴東旱塬區(qū)種植具有良好的適應(yīng)性和豐產(chǎn)性,建議推廣,而種子可通過異地購進解決。