新疆是全国最大的盐渍分布区[1],造成新疆水资源匮乏、土壤贫瘠,影响植物生长发育,干旱和盐碱化严重制约新疆农业和畜牧业发展[1-2]。因此,盐碱地的合理利用,能够有效提高盐碱地的生产水平。饲草高粱(Sorghum bicolor)和高丹草(Sorghum bicolor×Sudanense)属禾本科高粱属C4植物,饲草高粱和高丹草能够耐旱、耐贫瘠、抗盐碱,具有光合效率高、植物产量高、经济价值高等优点,在畜牧养殖领域具有广阔的应用前景[3-7]。饲草高粱在降雨量少或灌溉用水有限的地区产量和玉米相当;在水资源供应严重受限的地区,高粱具有替代玉米的潜力[8]。随着现代育种技术的不断发展和养殖企业对饲草品质要求不断提高,饲草新品种不断涌现,需要继续引种产量高、品质优、可多次刈割的品种。目前,在山西、甘肃、东北等地区进行大量引种试验。研究发现,晋甜杂3号、BJ0603、绿巨人、绥杂7号和吉杂356等品种为适合当地种植的优良品种;新疆引种集中在北疆的呼图壁、奎屯等地[9-11];海狮、甜高粱3701和百战等品种具有种植优势[12-13]。肖丹等[14]、艾买尔江·吾斯曼等[15]、阿依古丽·艾买尔等[16]在南疆地区引种大力王、海牛、雷伊、绿能2号、早熟1号、辽甜1号、M81、吉甜1号和丽欧3等品种,研究这些品种在南疆地区的种植情况,但近年来在南疆地区的引种报道较少。因此,文章在南疆阿拉尔地区引种饲草高粱和高丹草品种,筛选适合南疆盐碱地栽培的饲草高粱品种,为促进南疆种植业结构调整和盐碱地治理提供参考。1材料与方法1.1试验材料高丹草和饲草高粱品种均由新疆农垦科学院提供,品种为:高丹草-冀草2号、甜高粱-青贮大师、甜高粱-百战、甜高粱-绝佳、甜高粱-3701、甜高粱-4264、高粱-5D61、高粱-标杆、高丹草-SX19、高丹草-冀草8号、甜高粱-大力士、甜高粱-力神、甜高粱-大卡、甜高粱-极光。1.2试验方法1.2.1试验地概况试验区位于新疆生产建设兵团阿拉尔市十二团十一连,属典型暖温带大陆性干旱气候。区内光热资源丰富,年辐射量9 733 MJ/m2,年均日照时数2 650~3 100 h,年均气温10.4 ℃,极端最高温度为40.6 ℃,极端最低温度为-23.4 ℃,无霜期180~224 d,大于等于10 ℃的年积温为3 800~4 700 ℃,年均降水量为40~70 mm,年均蒸发量大于2 100 mm。土质为沙土,偏碱性,pH值为8.3,地势平坦,采用覆膜滴灌栽培。1.2.2试验设计试验采用随机区组设计,每个品种播种3个重复。每个小区面积18 m2(6 m×3 m),实收中间6行,行距60+10 cm,交接行66 cm,株距15 cm,试验密度5 500~6 500株/667 m2,四周设保护行。1.2.3田间管理与施肥采用膜下滴灌精量播种栽培技术,精细化管理,播前施尿素450 kg/hm2,磷酸二铵375 kg/hm2。显行后进行第1次中耕,15 cm,3叶期间苗,4叶期第2次中耕,头水应在叶片中午卷曲、傍晚展开时浇,每隔15~20 d浇1次。播种日到蜡熟期,共滴水5次,实际灌水量3 750 m3/hm2。4月21日~24日滴出苗水,滴水量900 m3/hm2;5月12日~14日第2次滴水,滴水量750 m3/hm2,冲施尿素75 m3/hm2;6月4日~5日第3次滴水,滴水量750 m3/hm2,冲施液氨45 kg/hm2;6月23~26日第4次滴水,滴水量750 m3/hm2,冲施尿素75 kg/hm2;7月13~16日第5次滴水,滴水量600 m3/hm2。保证关键时期用水充足,有降雨时可以适当减少灌水量,确保植株需水供给。1.2.4物候期及农艺性状调查生育期观测不同高丹草与饲草高粱品种的生育时期,并做好记录。包括播种期、出苗期、拔节期、开花期和收获期。株高和茎粗待成熟后,在每小区长势均匀的部分随机选取10个单株,测定自然高度。茎粗:植株停止生长后,连续取小区内生育正常的10株,利用数显游标卡尺测量从地面起第2个茎节到第3个茎节中间直径求其平均值。产量:区域试验每个小区从地上部10 cm处全株刈割,按小区计鲜重。含水量:每个小区中随机选取15株,剪碎,装入尼龙袋,称鲜重,风干至恒重,称干重,计算含水量。1.2.5营养品质分析高丹草与饲草高粱营养成分的测定包括粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)、粗灰分(ash)和淀粉(strach)含量,利用新疆生产建设兵团塔里木畜牧科技重点实验室近红外光FOSS DS2500红外仪对高粱全株干草的粉碎样品进行测定谱检测模型重复测定3次。相对饲用价值(RFV)的计算参考红敏[17]等的方法,计算公式:RFV=DMI×DDM/1.29(1)DMI和DDM的预测模型为:DMI(%DM)=120/NDF(2)DDM(%DM)=88.9-0.779×ADF(3)式中:DMI为粗饲料干物质的随意采食量(%DM);DDM为可消化的干物质(%DM)。1.3数据统计与分析采用WPS 2019和SPSS 24.0分析软件进行单因素方差分析,采用Duncan's法进行多重比较,综合模型建立采用灰色关联分析。结果以“平均值±标准差”表示,P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1不同品种物候期观察多种不同高丹草和饲草高粱品种在营养生长和生殖生长分别统计出苗时间、抽穗时间、开花时间和收获时间。不同高丹草与饲草高粱物候期观察数据见表1。由表1可知,14个参试品种在阿拉尔地区生长状况良好且均能成熟,所有品种约在12 d能够达到80%出苗率,7 d之内均达到拔节期,开花期相差较大。晚熟品种相比早熟开花时间相差约20 d,早熟品种在生育期95 d后收获,晚熟品种在生育期135 d收获。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.17.019.T001表1不同高丹草与饲草高粱物候期观察数据品种播种期出苗期拔节期开花期收获期冀草2号04-2105-0305-2807-0407-25青贮大师04-2105-0205-2607-0907-25百战04-2105-0205-2707-0907-25绝佳04-2105-0205-2707-0207-25370104-2105-0305-2607-0807-25426404-2105-0205-2607-0907-255D6104-2105-0205-2607-0507-25标杆04-2105-0505-2907-0807-25SX1904-2105-0206-0107-2809-05冀草8号04-2105-0205-2907-3009-05大力士04-2105-0305-2908-0209-05力神04-2105-0205-3008-0409-05大卡04-2105-0205-3107-2809-05极光04-2105-0305-2707-3009-052.2高丹草和饲草高粱鲜草产量与含水量测定(见表2)由表2可知,力神第1次的刈割产量最高,显著高于除极光外的其他品种(P0.05)。标杆第一次的刈割含水量最高为73.49%,显著高于晚熟品种(P0.05),SX19的刈割含水量最低为58.35%。百战的再生鲜草量最高为6.10×104 kg/hm2,与3701、冀草2号和青贮大师差异不显著(P0.05)。标杆的再生含水量最高为72.12%,百战的最低为66.06%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.17.019.T002表2高丹草和饲草高粱鲜草产量与含水量测定品种鲜产量/(t/hm2)含水量/%再生鲜产/(t/hm2)再生含水量/%总产量/(t/hm2)冀草2号72.70±9.38gh72.08±3.10a55.66±5.24a66.43±1.16b128.36青贮大师106.89±8.71cdef70.50±1.63ab55.08±8.92a70.00±0.79ab161.97百战82.37±20.56fgh72.91±1.40a60.95±3.49a66.06±2.30b143.32绝佳82.32±8.00fgh68.13±1.11abc82.323701102.94±6.38def71.53±2.19a58.03±7.37a69.08±2.68ab160.97426498.55±5.68efg68.20±0.62abc38.90±11.96b67.86±1.94b137.455D6182.65±8.12fgh64.97±1.12bcd20.79±1.77c69.60±2.56ab103.44标杆66.92±11.47h73.49±0.76a9.00±1.79c72.12±1.85a75.92SX19130.45±25.26bcd58.35±2.68e130.45冀草8号130.84±14.45bcd62.22±1.56de130.84大力士135.79±18.29bc65.01±0.72bcd135.79力神176.20±13.98a61.90±7.15de176.20大卡119.67±22.65cde62.11±3.92de119.67极光156.91±9.41ab62.69±3.07cde156.91注:同列数据肩标不同字母表示差异显著(P0.05),相同字母或无字母表示差异不显著(P0.05);下表同。2.3高丹草与饲草高粱品质农艺性状测定(见表3)由表3可知,绝佳和标杆的株高显著低于其他品种(P0.05),4264的株高最高,为347.20 cm。大力士的茎粗最粗,为19.31 mm。冀草2号、百战、绝佳的茎节数显著低于其他品种(P0.05);极光的茎节数最多,为15.33个。极光的叶片数最多,为15.33片。4264和5D61的穗长显著高于其他品种(P0.05)。大卡的叶长最长,为101.55 cm,标杆的叶长最短为,58.46 cm。极光的叶宽最宽,为8.60 cm。大力士、极光、力神、大卡的叶面积显著高于其他品种(P0.05),百战的叶面积最小,为217.74 cm2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.17.019.T003表3不同高丹草与饲草高粱品质农艺性状测定品种株高/cm茎粗/mm茎节数/个叶片数/片穗长/cm叶长/cm叶宽/cm叶面积/cm2冀草2号227.50±8.77ef14.08±1.27c8.97±0.81e9.17±0.99e27.51±0.79bc75.91±3.53def5.01±0.56f278.32±41.90de青贮大师222.27±47.45f17.64±0.73ab10.93±0.31d11.27±0.59cd23.32±2.58cd68.47±4.61fg7.30±0.45bcd365.34±41.12bc百战233.60±2.35def13.69±0.38c8.33±0.32e8.67±0.35e26.21±0.38bcd65.27±0.42gh4.57±0.07f217.74±1.71e绝佳158.83±10.85g14.66±0.74c8.23±0.75e9.00±0.53e23.45±2.13cd77.90±1.09de6.88±0.63cde391.72±40.54b3701248.67±33.84cdef18.12±1.78ab11.70±0.78cd11.93±0.75cd23.73±1.99bcd70.69±1.97efg7.56±0.36bc390.34±26.04b4264347.20±41.32a17.80±1.58ab12.30±0.26c12.37±0.21c39.22±2.44a71.86±5.15efg6.68±0.48cde351.53±48.70bcd5D61285.67±46.50abcde16.09±0.87bc10.53±0.75d10.83±0.67d35.18±2.70a64.13±4.15gh6.47±0.29de303.16±30.50cde标杆143.93±33.66g17.99±1.33ab11.37±0.51cd12.00±0.53cd21.78±2.90d58.46±1.37h6.06±0.16e258.38±1.50eSX19341.67±15.32ab17.68±0.54ab14.00±0.25ab14.00±0.25ab27.90±4.37bc92.44±4.51b6.45±0.61de436.38±62.73b冀草8号281.76±13.18bcdef16.00±2.89bc14.86±0.15ab14.86±0.15ab28.22±0.63b83.88±5.25cd6.11±0.49e375.01±51.62bc大力士300.81±21.72abc19.31±0.87a14.71±0.62ab14.71±0.62ab27.03±1.17bc98.32±2.89ab8.09±0.35ab580.27±15.01a力神296.24±58.67abcde19.06±0.33a15.00±1.38ab15.00±1.38ab26.14±2.88bcd95.76±7.31ab7.87±0.64ab552.53±81.69a大卡289.57±8.81abcde18.01±1.22ab13.76±0.82b13.76±0.82b24.24±1.07bcd101.55±3.68a7.99±0.30ab592.43±32.97a极光278.76±20.91bcdef18.56±1.86ab15.33±0.36a15.33±0.36a24.57±2.66bcd90.60±2.97bc8.60±0.27a569.40±33.94a2.4高丹草与饲草高粱常规养分及相对饲用价值分析(见表4)由表4可知,4264、5D61的CP含量显著高于其他各组(P0.05),且4264最高达到7.64%,绝佳的CP含量最低为7.37%。绝佳的EE含量最高为7.09%,3701和4264的EE含量最低(P0.05),分别为4.13%和4.14%。大力士中的ADF含量最高为33.48%,4264中的ADF含量最低为26.50%。力神的NDF含量最高为54.66%,标杆的NDF含量最低为50.30%。3701的RFV最高为124.37,青贮大师、3701、4264、标杆的RFV均在120以上,力神的RFV最低为106.94。标杆的ash含量最高,为7.67%,5D61的ash含量最低,为4.94%。5D61的strach含量最高,为3.17%,标杆的strach含量最低,为2.45%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.17.019.T004表4高丹草与饲草高粱常规养分及相对饲用价值分析品种CP/%EE/%ADF/%NDF/%ash/%strach/%RFV冀草2号7.42±0.03def6.11±2.11abc30.68±3.23abcd52.19±2.54abcd6.12±1.96abc2.88±0.52abcd115.86青贮大师7.49±0.04cd4.53±0.67cd27.78±0.64def50.72±1.37cd6.87±1.07ab2.57±0.29bcd123.37百战7.52±0.04bc5.62±0.36abcd29.32±0.35cdef52.47±0.93abcd5.71±0.76bc2.87±0.14abcd117.12绝佳7.37±0.04f7.09±0.78a32.60±1.50ab52.94±0.74abc5.74±0.49bc3.03±0.14ab111.5937017.54±0.03bc4.13±0.32d26.97±0.26ef50.78±0.87cd6.95±0.42ab2.55±0.17cd124.3742647.64±0.02a4.14±0.06d26.50±0.39f51.88±0.35bcd6.44±0.35abc2.70±0.11abcd122.385D617.58±0.06ab6.18±0.58abc29.77±1.34bcde53.98±0.93ab4.94±1.02c3.17±0.17a113.24标杆7.39±0.03ef4.99±0.69bcd29.80±0.88bcde50.30±0.74d7.67±0.51a2.45±0.21d121.47SX197.46±0.07cde6.01±0.28abc31.07±0.57abc53.30±0.20abc6.24±0.13abc2.96±0.04abc112.90冀草8号7.42±0.01def6.07±0.27abc31.96±0.31abc53.01±0.51abc6.77±0.45abc2.86±0.11abcd112.32大力士7.46±0.02cde6.67±0.11ab33.48±0.32a54.45±0.28ab6.36±0.02abc3.01±0.01abc107.32力神7.47±0.06cd6.67±1.18ab33.46±2.31a54.66±2.65a6.19±1.17abc3.04±0.35ab106.94大卡7.47±0.02cd6.47±0.95ab32.93±1.92a54.27±1.53ab6.25±0.53abc3.00±0.22abc108.40极光7.50±0.05bcd6.44±0.92ab32.68±2.33ab54.36±1.35ab6.40±0.68abc3.00±0.17abc108.572.5再生高丹草与饲草高粱常规养分及相对饲用价值分析(见表5)由表5可知,冀草2号的再生CP含量最高为7.40%,与其他品种差异不显著(P0.05)。青贮大师的再生EE含量显著高于4264和标杆的含量(P0.05),且青贮大师的再生EE含量最高为6.52%,标杆的再生EE含量最低为5.58%。青贮大师的再生ADF含量显著高于5D61和标杆中的含量,且青贮大师的再生ADF含量最高为33.63%(P0.05),5D61的再生ADF含量最低为32.18%。冀草2号的再生NDF含量显著高于标杆的含量,且冀草2号的再生NDF含量最高为52.44%(P0.05),标杆的NDF含量最低为50.39%。标杆的再生ash含量最高为8.19%,冀草2号ash含量最低为7.14%。冀草2号的再生strach含量显著高于4264和标杆的含量(P0.05),且冀草2号的再生strach含量最高为2.80%,标杆的strach含量最低为2.43%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.17.019.T005表5再生高丹草与饲草高粱常规养分及相对饲用价值分析品种CP/%EE/%ADF/%NDF/%ash/%strach/%RFV冀草2号7.40±0.116.37±0.03ab32.94±0.06ab52.44±0.01a7.14±0.022.80±0.01a112.18青贮大师7.31±0.036.52±0.43a33.63±0.96a52.07±0.78a7.84±0.442.70±0.11ab112.01百战7.29±0.106.38±0.00ab33.00±0.37ab51.88±1.14ab7.65±1.122.73±0.14ab113.3037017.30±0.046.40±0.44ab33.42±1.14ab51.98±0.76ab7.70±0.342.69±0.13ab112.5042647.28±0.065.95±0.15bc32.38±0.59ab51.10±0.90ab7.97±0.692.59±0.08bc115.935D617.33±0.066.03±0.21abc32.18±0.48b51.60±0.85ab7.64±0.742.68±0.13ab115.06标杆7.30±0.075.58±0.04c32.21±0.09b50.39±0.23b8.19±0.052.43±0.05c117.802.6灰色关联分析为了筛选出适宜南疆阿拉尔地区种植的不同高丹草和甜高粱品种,选择14种饲草品种的粗蛋白、粗脂肪、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、灰分、淀粉的含量测定结果与干草产量之积,作为综合评价14种饲草优劣的指标。根据生产实际需求,以上测定值越大,说明高丹草和甜高粱的生产性能和各项指标越好[18]。选择每个指标的最优值构成参考序列(Reference sequence)。X0(k)={X0(1)、X0(2)、X0(3)…X0(m)}(4)14个饲草品种为比较序列:Xi(k)={Xi(1)、Xi(2)、Xi(3)、Xi(4)…Xi(m)}(5)式中:i为参试品种数;k=1,2,3…m,m为参试品种性状数;ρ为分辨率系数,ρ∈(0,1)通常取0.5,此处取值0.5,是关联系数,是加权关联度,ω是权重系数[19]。采用均值法对数据进行无量纲化处理,并计算绝对差值,得到:min∣X0(k)-Xi(k)∣=0, max∣X0(k)-Xi(k)∣=2(6)关联系数: (7)权重: (8)加权关联度:γi=∑k=1nωikξik (9)通过公式(7)和(8),分别计算14个饲草品种与参考序列的各性状关联系数,采用灰色关联分析法计算权重:干草产量ω1=0.147 2;粗蛋白ω2=0.146 8;粗脂肪ω3=0.130 7;酸性洗涤纤维ω4=0.144 6;中性洗涤纤维ω5=0.144 0;粗灰分ω6=0.148 8;淀粉ω7=0.137 9。指标权重顺序为粗灰分含量干草产量粗蛋白含量酸性洗涤纤维含量中性洗涤纤维含量淀粉含量粗脂肪含量。通过公式(9)计算加权关联度,根据权重建立综合评价模型Zk=0.147 2ξ1+0.146 8ξ2+0.130 7ξ3+0.144 6ξ4+0.144 0ξ5+0.148 8ξ6+0.137 9ξ7。关联度的大小可反映参试品种与参考序列的差异,关联度值越大,表明该品种与参考序列的标准品种越接近,反之越小。不同品种高丹草和饲草高粱品种加权关联度及排序见表6。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.17.019.T006表6不同品种高丹草和饲草高粱品种加权关联度及排序品种加权关联度排序力神0.715 11极光0.637 52SX190.604 43冀草8号0.569 54大力士0.552 05青贮大师0.551 9637010.544 77大卡0.542 38百战0.538 5942640.534 710冀草2号0.532 6115D610.530 912绝佳0.519 013标杆0.513 414由表6可知,品种“力神”的关联值最大,与最优集更接近,其次分别为“极光”“SX19”“冀草8号”和“大力士”。3讨论Thao等[20]报道播种时间是影响植物产量的关键的因素,3~6月适合播种甜高粱,高粱的产量高;8月份播种甜高粱的生长发育速度减慢,产量低。本试验中,14个参试品种均在4月下旬种植,分别在7月下旬和9月初收获,成熟期晚的品种鲜草产量相对较高。建议在南疆种植采用冬小麦免耕播种饲草高粱、与麦黄水同时播种,提前播种,能够更好地发挥生产潜力。为保证再生饲草的生长性能,如第一茬饲草用作青贮可在约7月15日刈割,用作干草可在约6月20日刈割。Idota等[21]、Alderfasi等[22]指出,相同条件下适合种植密度以及灌溉条件,可以获得更多的植物量,品种泰山九州适宜的播种量为1.0~1.5 g/m2,不同高粱产量构成要素之间存在着重要的补偿过程,高粱密度越低,每平方米的植株数越少,分蘖数越高,每穗粒数越高,粒重越高。董二伟等[23]研究发现,行距和密度共同影响高粱产量及其构成,随密度增加,单穗籽粒数降低,每穗上部的籽粒产量低于中部和下部,但上部单粒重、淀粉累积量最高;宽行距能够提高各部位的单粒干重、淀粉累积量,适宜行距能够调控高粱籽粒充分灌浆,确保熟期,避免气候灾害(早霜)对高粱生产的影响。本试验中,鲜草产量达1.60×105 kg/hm2以上的品种为力神。张荟荟等[24]在北疆高粱属饲草品种比较试验研究中发现,海狮产量较高,鲜草均值为1.10×105 kg/hm2,其次分别为3701和1230。刘彦等[13]研究表明,3701在2017年的干草产量最高,为3.48×104 kg/hm2、2018年鲜草产量为7.84×104 kg/hm2。本试验的结果与刘彦等[13]的研究一致。评价饲草优质的重要指标为营养价值,体现在饲草牧草中所含营养成分的种类与数量,包括牧草的化学成分、消化率和生物学效率等。本试验营养指标CP含量约为7.5%,EE含量在4.13%~7.09%,RFV在106.94~124.37,对比第一茬再生养分CP含量均有略微下降,EE含量略微上升,ash含量明显增大,RFV明显下降,strach含量无明显变化。14个研究品种CP含量平均值7.48%,高于伏兵哲等[25]6个品种的6.76%;ADF、NDF及ash含量均低于其研究结果。本试验CP的平均值含量略低于刘彦等[13]在北疆研究的8.13%;ADF,NDF及ash平均值分别为37.94%、57.75%和7.87%,与本文研究结果相差不大。本试验的14个饲草品种strach含量为2.45%~3.17%,与柳发财等[26]研究的strach含量1.90%~3.80%相类似。4结论本试验通过对农艺性状、生产性能和营养成分、饲用价值及灰色关联综合分析评价得出,力神、极光、SX19、冀草8号和大力士等品种生产性能高,适宜在阿拉尔地区推广种植。
使用Chrome浏览器效果最佳,继续浏览,你可能不会看到最佳的展示效果,
确定继续浏览么?
复制成功,请在其他浏览器进行阅读
复制地址链接在其他浏览器打开
继续浏览