饲用高粱具有抗旱性强、耐贫瘠、耐盐碱、生物产量高、光合作用能力强的特性,同时具有营养价值高、适口性好的特点[1]。饲用高粱作为甘肃省旱区优质饲草,具有含糖量高、产草量多、收割期灵活等特点,更适宜作为西北地区旱作饲草[2-4]。饲用高粱鲜草、青干草、青贮可作为牛、羊、肉驴饲料,在甘肃旱区有非常好的应用前景。相关研究表明,品种在农业生产中的贡献率可达25%,因地制宜筛选适宜当地气候条件的优良品种,对保证高产优质饲草生产尤为重要[5]。本研究在甘肃兰州市永登县七山乡对种植的10个饲用高粱品种进行品种筛选试验,筛选适合当地的饲用高粱品种,为后期推广种植提供参考。1材料与方法1.1试验区概况试验于2020年4月~10月在甘肃省兰州市永登县七山乡(36º52'42''N,103º06'86''E)进行。试验地全年平均降水量约290 mm,蒸发量达600 mm。年平均气温5.9 ℃,年均日照时数2 659 h,平均无霜期121 d。当年全年降水量为310 mm,其中生长期降水量为280 mm。播前0~20 cm土壤有机质12.2 g/kg、有效磷11.37 mg/kg、碱解氮36.4 mg/kg、速效钾308 mg/kg、全盐量0.066%、pH值8.58。1.2供试品种和来源供试品种共10个,其中陇草1号和陇草2号由甘肃省农业科学院提供;大奖2180由北京猛犸种业有限公司提供;魔术师和多威46由郑州开元草业科技有限公司提供;萨博苏丹草、NX-D-61、NX-4264、百战、海牛由郑州华丰草业科技有限公司提供。1.3试验设计与管理试验采用随机区组设计,每个品种重复3次,共30个小区,翻耕整地时施尿素300 kg/hm2、过磷酸钙1 200 kg/hm2、磷酸二胺150 kg/hm2,深翻整地、旋耕后铺膜。全膜双垄沟穴播种植(采用宽窄行种植,行距40 cm、70 cm,株距20 cm),小区面积13.2 m2(4 m×3.3 m),每穴留苗2株,亩保苗12 120株,各小区全部种6行,播种深度2~3 cm,2020年4月30日种植。当地青贮饲料作物一般均在10月上旬收获,因此试验各品种均在此时段同时收获,以筛选出符合当地耕作制度需求的品种,未按每个品种最佳收获期分别收获,在2020年10月9日统一收割测产。生长过程中无灌溉,苗期锄草1次。收获时,去掉两侧边行(两侧各1行),收中间行数计产,试验地四周设保护行。1.4测定指标及方法1.4.1农艺性状刈割时各品种每个重复小区依次取10株进行测定,取平均数。分别测定株高(植株主茎由地面到顶端的长度)、茎粗(用卡尺测定,以植株主茎地表起三分之一处节间的大茎为测定点)、有效分蘖数(高度达1 m以上的茎秆数)、叶片数(植株主茎的叶片数)、节数(植株主茎上茎节的个数)、叶重(植株主茎叶片的总重)、茎重(植株主茎地表以上除叶片的重量)、株重(叶重和茎重质量之和)[6]。1.4.2产草量田间整株取样称取鲜重后,切断至5~10 cm,自封袋密封后称取鲜草重量,送至实验室105 ℃杀青30 min,80 ℃恒温烘至恒重,测水分含量并计算干物质产量[7]。切断至1 cm再次混匀,利用旋风磨打碎(0.425 mm),装入自封袋待测。1.4.3营养成分中性洗涤纤维(NDF)含量的测定参照GB/T 20806—2006[8];酸性洗涤纤维(ADF)含量的测定参照NY/T 1459—2007[9];粗蛋白质(CP)含量的测定参照GB/T 6432—1994[10];总可消化养分(TDN)含量由计算得出[11]。TDN=83.33-(ADF×0.795)(1)1.4.4综合评价采用模糊数学隶属函数法对10个饲用高粱品种的不同性状指标进行综合分析。当该指标与生产性能正相关时,计算公式如下:Xij=(X-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)(2)当该指标与生产性能呈负相关时,计算公式如下:Xij=1-(X-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)(3)式中:Xij为第i种类j指标的隶属函数值;X为某一指标某一品种重复的相对值(平均值);Xjmax和Xjmin为某一指标10个品种所有重复中的最大值和最小值。求出同一饲用高粱品种各指标的隶属函数值累加后的平均值,并进行排序。1.4.5营养物质产量根据干物质产量和主要营养物质含量计算出营养物质产量。单位面积某种营养物质产量=单位面积干物质产量×某营养水平含量(4)1.5数据统计与分析数据采用Excel 2016进行处理和制作图表,采用DPS 9.50统计软件进行单因素方差分析和相关性分析,采用LSD法进行多重比较。结果以“平均值±标准差”表示,P0.05表示差异显著,P0.01表示差异极显著。2结果与分析2.1不同品种饲用高粱的农艺性状(见表1)由表1可知,株高、茎粗、主茎叶片数和节间数以NX-4264最高,均极显著高于除NX-D-61以外的剩余品种(P0.01),NX-D-61的株高、茎粗、主茎叶片数和节间数低于NX-4264,但差异不显著(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.025.T001表1不同品种饲用高粱的农艺性状品种株高/cm茎粗/mm分蘖数/个叶片数/枚节间数/节单株鲜重/g单株叶重/g单株茎重/g主茎全株陇草1号290.89±2.72BCb12.39±0.63EFef2.11±0.39Bbc7.33±0.47Dcd23.33±2.70Bcb7.89±0.35CDEb582.83±72.85CDbc64.89±8.41CDde517.94±64.97CDbc陇草2号237.11±7.14EFd15.05±0.53CDEcd1.67±0.57Bbc8.44±0.24CDbc21.78±4.11Bc8.44±0.34Cb707.11±116.29BCDb87.22±14.88BCDcd619.89±101.51BCb大奖2180197.78±12.24Ge12.89±1.45DEFdef3.22±0.40Bb7.67±0.37Dcd24.11±1.95Bbc6.33±0.71Ec352.67±40.54CDc96.28±18.57BCbcd256.39±26.62Dc魔术师256.33±5.97DEFcd11.62±0.56Ff3.38±0.63Bb7.78±0.28Dcd32.22±4.81aABbc8.11±0.20CDb553.17±89.57CDbc82.83±13.65BCDcd470.33±76.60CDbc萨博苏丹草267.89±5.23CDEbc7.35±0.48Gg8.44±1.51Aa6.78±0.72Dd43.56±6.13Aa6.67±0.17DEc309.72±39.12Dc30.28±4.48De279.44±35.35CDcNX-D-61319.44±7.93ABa18.29±0.87ABab1.67±0.29Bbc11.11±0.45ABa26.00±3.48Bbc10.56±0.34ABa1 230.61±182.50Aa138.56±16.84ABab1 092.06±166.81AaNX-4264338.89±6.89Aa20.29±0.76Aa1.33±0.24Bc11.56±0.47Aa22.00±1.69Bc11.33±0.53Aa1 148.83±53.93Aa159.94±13.16Aa988.89±46.00Aa多威46233.56±16.26Fd15.94±1.14BCDc2.33±0.37Bbc9.56±0.50BCb26.33±3.62Bbc8.22±0.60CDb717.28±111.95BCb114.06±17.29ABCbc603.22±98.95BCDb百战270.22±4.70CDbc14.49±0.67CDEFcde3.22±0.57Bb8.11±0.26CDc33.78±4.78ABab8.56±0.18Cb1 024.00±168.44ABa113.00±20.29ABCbc911.00±148.79ABa海牛182.78±4.58Ge16.68±0.64BCbc2.22±0.46Bbc9.67±0.47BCb30.00±4.80ABbc9.00±0.41BCb608.00±79.93CDbc138.83±20.30ABab469.17±60.68CDbc注:同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P0.05),不同大写字母表示差异极显著(P0.01),相同字母或无字母表示差异不显著(P0.05);下表同。单株叶重以NX-4264最高,显著高于多威46和百战(P0.05),极显著高于大奖2180、陇草1号、陇草2号、魔术师和萨博(P0.01)。单株鲜重和单株茎重以NX-D-61最高,高于NX-4264和百战,但无显著差异(P0.05),其余品种均极显著低于NX-D-61(P0.01)。分蘖数与全株叶片数以萨博苏丹草最高,其中分蘖数极显著高于其他品种(P0.01),全株叶片数苏丹草极显著高于陇草1号、陇草2号、大奖2180、NX-D-61、NX-4264、多威46(P0.01),显著高于海牛和魔术师(P0.05),与其他品种间无显著差异(P0.05)。2.2不同品种饲用高粱营养成分分析(见表2)由表2可知,粗蛋白质含量以NX-D-61最高,极显著高于NX-4264(P0.01),显著高于陇草2号和萨博苏丹草(P0.05),与其他各品种间无显著差异(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.025.T002表2不同品种饲用高粱营养成分分析品种粗蛋白质中性洗涤纤维酸性洗涤纤维总可消化养分陇草1号8.00±0.23ABabc52.72±1.18Cd37.06±1.47ABbc55.72±1.19ABab陇草2号7.53±0.24ABbc59.23±5.33ABCbcd38.32±2.99ABabc54.59±2.21ABab大奖21809.05±0.29ABab66.12±4.92ABab37.34±2.67ABbc55.89±2.00ABab魔术师7.65±0.86ABabc56.07±2.07BCcd35.14±1.45Bc57.08±0.86Aa萨博苏丹草7.38±0.81ABbc69.52±0.80Aa43.79±1.43Aa50.31±0.88BcNX-D-619.58±1.07Aa58.60±4.52ABCbcd38.69±3.75ABabc55.04±2.66ABabNX-42646.50±0.44Bc60.23±1.99ABCabcd41.28±0.27ABab51.94±0.33ABbc多威468.74±0.42ABab65.65±2.09ABab41.57±0.34ABab52.52±0.34ABbc百战7.95±0.62ABabc57.28±2.51ABCbcd37.08±1.04ABbc55.69±0.78ABab海牛9.25±0.82Aab65.52±2.94ABCabc42.38±0.39ABab52.08±0.55ABbc%中性洗涤纤维含量以陇草1号最低,极显著低于大奖2180、萨博苏丹草和多威46(P0.01),显著低于海牛(P0.05);与其他各品种间无显著差异(P0.05)。酸性洗涤纤维含量以魔术师最低,极显著低于萨博苏丹草(P0.01),显著低于NX-4264、多威46和海牛(P0.05),与其他各品种间差异不显著(P0.05)。总可消化养分含量以魔术师最高,极显著高于萨博苏丹草(P0.01),显著高于NX-4264、多威46和海牛(P0.05),与其他各品种间差异不显著(P0.05)。2.3不同品种饲用高粱的产草量和营养水平(见表3)由表3可知,鲜草产量和干物质产量均以NX-4264最高,其中鲜草产量极显著高于大奖2180和萨博苏丹草(P0.01),显著高于陇草1号、魔术师、多威46和海牛(P0.05),与其他各品种间差异不显著(P0.05);干物质产量极显著高于大奖2180、萨博苏丹草和海牛(P0.01),显著高于魔术师(P0.05),与其他各品种间差异不显著(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.025.T003表3不同品种饲用高粱的产草量和营养水平品种鲜草产量干物质产量粗蛋白质产量总可消化养分产量陇草1号52.49±3.09ABCbcd17.39±1.02ABCDabcd1.39±0.08ABabcd9.67±0.43ABabc陇草2号65.15±8.08ABCabcd18.40±2.28ABCDabc1.38±0.08ABabcd10.14±1.59ABab大奖218049.09±14.53BCcd9.00±2.66De0.82±0.25Bd5.12±1.66Bcd魔术师54.84±11.22ABCbcd15.07±3.08ABCDbcde1.17±0.30ABbcd8.56±1.64ABabcd萨博苏丹草35.00±2.02Cd11.05±0.64BCDcde0.82±0.12Bd5.55±0.22BbcdNX-D-6182.79±5.08ABab21.71±1.33ABab2.08±0.25Aa12.01±1.29AaNX-426492.87±15.41Aa24.15±4.01Aa1.55±0.21ABabc12.54±2.06Aa多威4661.96±16.62ABCbcd20.41±5.47ABCab1.77±0.44ABab10.73±2.91ABa百战69.54±9.36ABCabc18.30±2.46ABCDabc1.47±0.28ABabcd10.22±1.48ABa海牛56.66±5.64ABCbcd9.52±0.95CDde0.88±0.11Bcd4.95±0.47Bdt/hm2CP产量以NX-D-61最高,极显著高于大奖2180、萨博苏丹草和海牛(P0.01),显著高于魔术师(P0.05),与其他各品种间差异不显著(P0.05)。TDN产量以NX-4264最高,极显著高于大奖2180、萨博苏丹草和海牛(P0.01),与其他各品种间均差异不显著(P0.05)。2.4不同品种饲用高粱的生产性能综合评价(见表4)采用模糊数学的隶属函数法,对供试的10个饲用高粱品种产草量和营养价值进行综合评价,将各品种CP、NDF、ADF和TDN含量以和DM产量的隶属函数值进行计算,取平均值。其中CP含量、TDN含量、DM产量为正隶属函数,NDF和ADF含量为反隶属函数。隶属函数均值越大,说明该品种在该地区种植的综合价值越高,在当地表现的生产性能越好,对不同品种饲用高粱的隶属函数均值依次排序。由表4可知,平均隶属函数值较高的品种为NX-D-61,达0.621,可以大面积在该地区种植;中等品种为陇草1号、百战、魔术师、陇草2号,分别为0.568、0.546、0.523、0.500,这些品种可在该地区适当种植;较差的品种为NX-4264和多威46,分别为0.496和0.471,不建议在该地区种植;表现最差的品种为大奖2180、海牛、萨博苏丹草,分别为0.362、0.308、0.217,不适宜在该地区种植。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.025.T004表4不同品种饲用高粱的生产性能综合评价品种粗蛋白质/%中性洗涤纤维/%酸性洗涤纤维/%总可消化养分/(t/hm²)干物质/(t/hm²)平均隶属值排序陇草1号0.3890.8770.6210.4960.4590.5682陇草2号0.3130.6220.5370.5310.4990.5005大奖21800.5610.3520.6030.1620.1330.3628魔术师0.3330.7460.7500.4150.3690.5234萨博苏丹草0.2880.2190.1700.1940.2130.21710NX-D-610.6490.6470.5120.6680.6270.6211NX-42640.1440.5670.3390.7070.7220.4966多威460.5110.3710.3190.5740.5770.4717百战0.3810.6980.6200.5370.4950.5463海牛0.5940.3760.2650.1510.1530.30893讨论3.1不同品种饲用高粱的农艺性状饲用高粱生物产量与多个农艺性状相关,不同品种的农艺性状在不同地理环境下各有不同。本研究中,全株叶片数与分蘖数为萨博苏丹草最高,表明全株叶片数与分蘖数相关;株高、茎粗、主茎叶片数、节数、单株叶重均以NX-4264最高,表明主茎叶片数、节数、单株叶重均与株高相关;单株茎重、单株鲜重以NX-D-61最高,NX-4264含量紧随其后,二者差异不显著,说明单株鲜重与单株茎重更加密切。罗峰等[12]在天津市、新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区和辽宁省4个省市自治区开展试验分析主要农艺性状与环境因子间的关系,结果表明,株高、茎粗和茎节数主要以基因型效应为主,环境效益、环境效益基因型效益互作为辅。本研究表明,相同品种在不同地区环境下农艺性状与前人研究结果差异较大。本研究得出,海牛的株高与茎粗分别为182.78 cm、16.68 mm;孙玉琴等[13]在宁夏南部地区得出海牛的株高与茎粗分别为291.15 cm、16.14 mm;梁丹妮等[14]在宁夏引黄灌区种植海牛的株高与茎粗分别为256.41 cm、13.86 mm;杨晓等[15]在陇东旱塬区种植海牛的株高与茎粗分别为236.63 cm、13.80 mm。本研究得出,萨博苏丹草株高和分蘖数分别为267.89 cm和8.44个;柯梅等[16]在新疆东天山博格达峰北麓草原生态站种植出的3种苏丹草株高和分蘖数分别为201.93 cm和12.67个,206.30 cm和15.00个,202.07 cm和13.67个。3.2不同品种饲用高粱的营养成分和产量分析根据饲草质量标准,高营养价值的高粱CP含量高、NDF和ADF含量低[17]。本研究中,各饲用高粱品种之间不同营养水平含量差异显著。CP含量除NX-4264较低外,其余品种间差异不显著(P0.05)。ADF含量苏丹草较高、魔术师较低,TDN含量魔术师最高,其余含量与ADF含量趋势呈反比。单位面积营养物质产量为单位面积干物质产量与营养水平含量的乘积,主要营养水平产量与干物质产量和营养水平含量相关,干物质产量较高的饲草品种其主要营养水平产量相对较高。再吐尼古丽·库尔班等[18]研究表明,高粱不同部位营养水平各不相同,不同品种秸秆的ADF、NDF含量有一定差异,不同杂交高粱籽粒的CP和淀粉质量含量有差异。造成营养物质差异显著性的原因有播期和生育期,不同播期和生育期高粱生物产量和品质各不相同[19-22]。本研究得出,苏丹草CP含量明显低于在新疆阜康市含量[16],说明不同地区对同一饲用高粱品种的营养水平也有很大的影响。营养物质含量与营养物质产量的结果表明,不同品种饲用高粱存在ADF、NDF、CP、TDN含量和产量不固定规律。因此,在具体选择饲用高粱品种时应具体对照当地环境,寻找适合当地的品种,保证当地饲草种植利益最大化。3.3不同品种饲用高粱的生产性能综合评价隶属函数法是一种常用的综合评价方法,可以对饲草作物产量和品质相关指标进行系统、直观的综合评价,具有较好的说服力[23]。根据饲草产量、CP产量等重要因素进行质量划分相对较片面。本研究根据不同饲用高粱品种平均隶属函数值排序可得,前5名依次为NX-D-61、陇草1号、百战、魔术师、陇草2号,各项指标均排名靠前,适合在试验地区或气候相近地区种植。虽然NX-4264的干物质产量最高,但是NDF产量相对较高、CP产量最低,因此综合评价NX-4264不适宜在当地种植,因此说明隶属函数计算对饲草品质综合分析具有一定说服力。4结论不同品种饲用高粱的农艺性状、产草量、营养水平含量和产量均存在显著性差异,通过隶属函数分析,NX-D-61适合在甘肃兰州地区或气候相近地区种植,陇草1号、百战、魔术师、陇草2号可在该地区适当种植。
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