陇东地区位于黄土高原腹地,土地资源丰富,光热条件较为优越,具有发展草食畜牧业的资源优势,但长期以农作物秸秆为主的饲草结构,严重制约陇东地区草食畜牧业的高质量发展[1]。因此,开发引进高产优质的饲草资源,对促进陇东地区草食畜牧业高质量发展具有重要意义[2-3]。小黑麦是小麦和黑麦通过属间有性杂交,应用染色体工程,人工育成的第一个异源多倍体新物种[4-5]。因此,小黑麦结合了小麦的丰产性和黑麦的抗逆性,具有草产量高、营养价值高、抗逆性强、适应性广等优良特性[6-7]。目前,对小黑麦草产量和营养价值的研究较多,如代寒凌[8]、刘晶等[9]在高寒牧区研究显示,小黑麦的干草产量可以达到12.96~18.78 t/hm2;王兆凤等[10]在鲁北地区研究显示,小黑麦的相对饲料价值为108.33;姬亚红等[11]在山西研究发现,小黑麦的粗蛋白含量为9.63%,酸性洗剂纤维含量为44.76%;但未发现关于陇东地区秋播小黑麦草产量和营养价值的研究。本试验旨在研究陇东地区秋播小黑麦的草产量和营养价值,为筛选出高产优质的小黑麦材料提供参考。1材料与方法1.1试验地概况试验于甘肃省平凉市泾川县高平镇三十里铺村进行,地处甘肃省东部,陕、甘、宁三省(区)交界处,地理坐标为N 35º17'27'',E 107º29'37'',海拔1 326 m。2018年试验点的年均降雨量545 mm,年均温9.5 ℃,无霜期170 d,前茬作物为玉米。2019年试验点的年均降雨量559 mm,年均温10.5 ℃,无霜期174 d,前茬作物为小黑麦连作。土壤为黑垆土,肥力均匀,无灌溉条件。播前施底肥磷酸二铵20 kg/667 m2,小黑麦返青时追施尿素15 kg/667 m2。1.2试验材料试验材料为甘肃农业大学草业学院培育的3个秋播小黑麦品种(C16、C27和C35)。1.3试验设计本试验为双因素试验,A因素为不同年份,分别为2018年(A1组)和2019年(A2组),B因素为不同品种,包含3个水平,分别为C16(B1组)、C27(B2组)和C35(B3组)。试验采用随机区组设计,小区面积为15 m2(3 m×5 m),3次重复,播种量650万苗/hm2,播种方式为条播,播种深度3~5 cm,行距20 cm,试验地周围种1 m保护行。播种期分别为2017年10月9日和2018年10月11日,收获期分别为2018年5月29日和2019年5月25日。1.4测定指标及方法株高:刈割前进行。每个小区随机选取10株,测定其自然高度,10株的平均值为该小区的株高值。枝条数:刈割前进行,每个小区随机选取1 m样段(边行除外),数样段内株高高于30 cm的枝条数量。鲜草产量:开花期进行[12],齐地面刈割每个小区内所有植株(除去边行和地头两边的50 cm部分),称重,得鲜草产量。干草产量:刈割前进行,随机在每个小区内取样约1 kg,105 ℃杀青30 min,70 烘干8 h至恒重,计算鲜干比和干草产量。营养成分:使用粉碎机粉碎草样,过1 mm筛,从混合均匀的草样中随机取3份样品,测定营养价值。粗蛋白(CP)含量采用凯氏定氮法测定;酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)含量采用范氏的洗涤纤维分析法测定。相对饲喂价值(RFV)=(DMI×DMD)/1.29(1)干物质采食量(DMI)(%)=120/NDF(2)干物质消化率(DMD)(%)=88.9-0.779×ADF(%)(3)1.5数据统计与分析采用Excel 2010和SPSS 19.0软件进行数据整理和方差分析。结果以“平均值±标准误”表示。2结果与分析2.1年份、品种对小黑麦农艺性状的影响(见表1)由表1可知,A2组小黑麦的株高显著高于A1组6.56%(P0.05);A2组小黑麦的枝条数比A1组显著增加了26.44%(P0.05);A2组小黑麦的鲜草、干草产量比A1组分别显著提高了26.45%、44.50%(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.06.021.T001表1年份、品种对小黑麦农艺性状的影响项目株高/cm枝条数/(万枝/hm2)鲜草产量/(t/hm2)干草产量/(t/hm2)年份A1组118.49±1.19b788.89±45.17b37.01±2.32b12.69±0.94bA2组126.26±1.39a997.44±53.44a46.80±0.83a18.40±0.58a品种B1组125.53±2.651 080.67±56.62a47.79±0.77a18.55±0.95aB2组119.75±2.05790.50±35.48b37.99±2.82b14.04±1.44bB3组121.83±1.56808.33±56.85b39.93±3.11b14.06±1.47b年份×品种A1×B1组120.63±2.94bc967.00±5.77b46.20±0.43bc16.44±0.16cA1×B2组115.73±1.47c717.00±10.78d31.84±0.83d10.85±0.28dA1×B3组119.10±0.06bc682.67±15.76d33.00±0.52d10.77±0.17dA2×B1组130.43±1.56a1 194.33±55.48a49.39±0.50a20.65±0.21aA2×B2组123.77±1.62b864.00±27.87c44.15±1.05c17.22±0.41bA2×B3组124.57±2.17b934.00±10.97bc46.86±0.39b17.34±0.14bP值年份0.001 10.000 10.010 00.008 8品种0.185 70.001 50.030 70.042 3年份×品种0.002 00.000 10.000 10.000 1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。所有处理组的枝条数均在790.50~1 080.67万枝/hm2,B1组小黑麦的枝条数比B2组和B3组分别显著增加了36.71%、33.69%(P0.05);鲜草产量为37.99~47.79 t/hm2,干草产量为14.04~18.55 t/hm2,B1组小黑麦的鲜草产量比B2组和B3组分别显著增加了25.80%、19.68%(P0.05),干草产量比B2组和B3组分别显著增加了32.12%、31.93%(P0.05)。所有处理组小黑麦的株高为115.73~130.43 cm,A2×B1组小黑麦的株高显著高于其他处理组(P0.05),A1×B2组小黑麦的株高最低,A2×B1组小黑麦的株高比A1×B2组提高了12.96%;处理组小黑麦的枝条数为682.67~1 194.33万枝/hm2,A2×B1组小黑麦的枝条数显著高于其他处理组(P0.05),A1×B3组小黑麦的枝条数最少,A2×B1组小黑麦的枝条数比A1×B3组增加了74.95%;鲜草产量为31.84~49.39 t/hm2,A2×B1组小黑麦的鲜草产量显著高于其他组(P0.05),A1×B2组小黑麦的鲜草产量最低,A2×B1组的鲜草产量比A1×B2组提高了55.12%;干草产量为10.77~20.65 t/hm2,A2×B1组小黑麦的干草产量显著高于其他组(P0.05),A1×B3组小黑麦的干草产量最低,A2×B1组小黑麦的鲜草产量比A1×B3组增加了91.74%。2.2年份、品种对小黑麦营养成分的影响(见表2)由表2可知,A1组小黑麦的中性洗涤纤维含量比A2组显著降低10.67%(P0.05);A1组小黑麦的相对饲喂价值比A2组显著增加了9.51%(P0.05)。小黑麦的粗蛋白含量在12.61%~9.76%之间,B2组小黑麦的粗蛋白含量比B1组和B3组分别显著增加了29.20%、25.10%(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.06.021.T002表2年份、品种对小黑麦营养成分的影响项目粗蛋白/%中性洗剂纤维/%酸性洗剂纤维/%干物质消化率/%相对饲喂价值年份A1组11.48±0.4948.62±0.63b32.64±0.5063.48±0.39121.61±1.78aA2组10.15±0.4553.81±0.45a31.70±0.2864.21±0.22111.05±0.89b品种B1组9.76±0.20b52.32±0.9632.54±0.6963.55±0.54113.10±1.31B2组12.61±0.33a50.80±0.9731.31±0.3364.51±0.26118.34±2.27B3组10.08±0.47b50.52±1.7932.65±0.3363.46±0.25117.55±4.02年份×品种A1×B1组10.00±0.19d50.22±0.48b34.03±0.30a62.39±0.23d115.58±1.50bA1×B2组13.32±0.18a49.00±0.55b30.93±0.21d64.80±0.17a123.05±1.23aA1×B3组11.13±0.03c46.64±0.91c32.95±0.57ab63.23±0.44cd126.20±2.17aA2×B1组9.51±0.32de54.42±0.03a31.05±0.25cd64.71±0.19ab110.62±0.40cdA2×B2组11.89±0.09b52.60±1.07a31.69±0.60bcd64.21±0.46abc113.63±1.48bcA2×B3组9.04±0.09e54.41±0.38a32.36±0.35bc63.69±0.27bc108.91±1.23dP值年份0.063 20.000 10.120 60.119 30.000 1品种0.000 10.586 40.122 50.124 40.378 4年份×品种0.000 10.000 10.001 20.001 20.000 1小黑麦的粗蛋白含量在9.04%~13.32%之间,A1×B2组小黑麦的粗蛋白含量显著高于其他组(P0.05),A2×B3组小黑麦的粗蛋白含量最低,A1×B2组的粗蛋白含量比A2×B3组增加了47.35%。小黑麦的中性洗涤纤维含量在46.64%~54.42%,A1×B3组小黑麦的中性洗涤纤维含量显著低于其他组(P0.05),A2×B1组的中性洗涤纤维含量最高,A1×B3组的中性洗涤纤维含量比A2×B1组降低了16.6%;酸性洗涤纤维含量在30.93%~34.03%,A1×B2组的酸性洗涤纤维含量显著低于其他组(P0.05),A1×B1组的酸性洗涤纤维含量最高,A1×B2组小黑麦的酸性洗涤纤维比A1×B1组降低了10.02%。小黑麦的干物质消化率为62.39%~64.80%,A1×B2组小黑麦的干物质消化率显著高于其他组(P0.05),A1×B1组小黑麦的干物质消化率最低,A1×B2组小黑麦的干物质消化率比A1×B1组增加了3.86%。小黑麦的相对饲喂价值为108.91~126.20,A1×B3组的相对饲喂价值显著高于其他组(P0.05),A2×B3组的相对饲喂价值最低,A1×B3组的相对饲喂价值比A2×B3组提高了15.88%。3讨论3.1年份对小黑麦草产量及营养成分的影响不同年份的小黑麦的草产量及营养价值的差异不仅受温度、光照、降雨等诸多环境因素的影响[13-14];而且还与播种时期、种植方式等栽培因子有关[15-16]。陆佳岚等[17]研究表明,不同光照和温度对作物的产量和品质具有一定的影响。李建伟等[18]研究表明,降雨量与牧草产量呈显著正相关性。本研究表明,年份对小黑麦鲜(干)草产量具有显著影响,原因是2018年陇东地区的气候出现异常,处于拔节期的小黑麦材料均产生冻害,对小黑麦的草产量造成负面影响;2018年3月至5月的降雨量明显低于2019年同期值,造成2018年小黑麦的株高、枝条数较2019年分别降低了6.56%、26.44%。因此,适宜的降雨量能够保证饲草高产。中性洗涤纤维含量和相对饲喂价值作为评定饲草适口性和营养价值的重要指标,中性洗涤纤维含量越低,饲草的适口性越好[19];相对饲喂价值值越高,饲草的营养价值越好[20]。研究表明,紫花苜蓿连作与草地早熟禾-紫花苜蓿轮作相比,中性洗涤纤维含量增加了17.33%;轮作可以增加土壤肥力,防治土壤退化,提高后茬作物的产量和营养价值[21-22]。本研究表明,不同年份间的中性洗涤纤维含量和相对饲喂价值差异较大,原因是连作引起土壤理化性质下降,质量变差,增加饲草发生病害的概率,导致中性洗涤纤维含量和相对饲喂价值的差异性。3.2品种对小黑麦草产量及营养成分的影响不同品种的小黑麦的草产量及营养价值的差异主要由其遗传特性决定[23]。株高和分蘖能力是评价饲草产量的重要指标,在一定程度上可以反映小黑麦的草产量。刘晶等[24]研究表明,株高和枝条数对小黑麦的饲草产量均有贡献,但分枝数对小黑麦草产量的贡献最大。本研究表明,3个参试小黑麦材料的株高差异不显著,但C16的鲜(干)草产量显著高于C27和C35,主要是因为小黑麦材料C16的分蘖能力强,在相同种植密度下,C16的枝条数远高于其他2个品种,所以获得较高草产量,说明小黑麦的枝条数量对小黑麦的草产量的影响最大。粗蛋白含量是评价饲草品质优劣的重要指标,家畜如果摄入蛋白质不足,会影响家畜的身体健康和发育[25]。任昱鑫等[26]研究表明,牧草的粗蛋白含量越高,牧草的饲喂效果越好。本研究表明,小黑麦材料C27的平均粗蛋白含量最高,且显著高于其他2个品种,主要是因为C27的叶量丰富、叶肉较厚、叶片占比较大,因此营养价值较高[27]。3.3年份与品种对小黑麦的草产量及营养价值的影响年份×品种交互作用间的草产量及营养价值是自身遗传特性和环境因子高度耦合的结果,但自身遗传特性起决定性因素,环境因素对其也有一定的影响[28]。参试小黑麦品种C16在2个年份间的平均鲜(干)草产量均最高,说明C16在陇东地区的不同年份间均能够表现出草产量的稳定性和高产性。但C16在2019年的平均鲜(干)草产量显著高于2018年,主要是因为2019年小黑麦生长发育期间积温较高,降雨量较多,在充足的水热条件下,小黑麦能够发挥自身的潜能,使其植株的高度和分蘖数增加,而且小黑麦材料C16具有较好的遗传特性,在不同的年份能够表现出稳产、高产优势。3个参试小黑麦品种在2个年份间的营养价值存在差异,主要是自身遗传特性和环境因素等诸多因素共同作用的结果。4结论本试验结果表明,秋播小黑麦C16高产、稳产,适宜在陇东地区大面积示范推广。
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