復種時密度和品種對光敏型高丹草營養品質及產量的影響

王 斐， 何振富， 賀春貴

（1.甘肅省農業科學院畜草與綠色農業研究所，甘肅蘭州 730070；2.甘肅省農業科學院，甘肅蘭州 730070）

光敏型高丹草屬飼草高粱中的晚熟型，具有種植期和收割期靈活、產草量大、含糖量高、一年可多次刈割等優點，是目前發展飼草料種植的首選品種之一。近年來，在高丹草的品種引進、種質篩選、生物學特性、生長動態、飼用品質和加工與利用等方面開展了大量的研究工作，篩選出了適用于不同地區青飼或青貯的高丹草品種，并就物質產量和營養價值而言，認為其較為理想的收割期為抽穗期，且若與小麥秸稈一同青貯，可顯著提高其發酵品質。

種植密度是高丹草生產中重要的栽培措施，也是較易人為控制的因素之一。適宜的種植密度可以通過調節高丹草地上群體和地下群體性狀及植物根系時空分布和冠層生長狀況，對其植株產量和品質的形成產生影響。研究表明，飼用作物的干物質消化率（DMI）、中性洗滌纖維（NDF）含量、酸性洗滌纖維（ADF）含量和粗蛋白質（CP）含量等品質均受種植密度影響 （Cusicanqui和Lauer，1999），但目前有關種植密度對品質影響的研究主要集中在粒用高粱和春播種植 （王聰等，2015；鄭慶福等，2005），在夏季復種及光敏型高丹草方面的研究較少。為此，本研究在旱作條件下，麥收后復種時，研究種植密度對營養物質含量及產量的影響，以期探索高丹草高效、高產夏播復種種植方式，旨在為我國黃土高原雨養農業區完善高丹草復種栽培提供科技支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地點 試驗于2013年6～10月在甘肅省慶陽市鎮原縣上肖鄉（35°29′42〞N，107°29′36〞E）的甘肅省農業科學院鎮原試驗站進行。該區多年平均降雨量540 mm，54%以上降雨集中在7～9月，地下水埋深60～100 m，海拔1297 m，年平均氣溫8.59℃，年日照時數2449.2 h，≥0℃年積溫3435℃，≥10℃年積溫2722℃，無霜期165 d，為暖溫帶半濕潤偏旱大陸性季風氣候，屬典型的旱作雨養農業區。試驗年份2013年氣溫和降水量見圖1。土壤為發育良好的覆蓋黑壚土，播前0～20 cm土壤養分含量為有機質12.4g/kg、有效磷13.89mg/kg、堿解氮 67 mg/kg、 速效鉀 184 mg/kg、pH 8.21、全鹽量0.037%；20～40 cm土壤養分含量為有機質11.8 g/kg、有效磷 11.35 mg/kg、堿解氮 65 mg/kg、速效鉀159 mg/kg、pH 8.14、全鹽量0.05%。

圖1 2013年氣溫和降水分布

1.2 供試品種及來源 供試高丹草3個品種均為光敏型（PPS），分別為大卡（Big Kahuna）、海牛（Monster）和 BJM，來源于美國。

1.3 試驗設計 試驗采用隨機區組設計。3品種分別為海牛、大卡和BJM，3密度分別為6.75（4500株/畝，以 45P 表示；行距 33 cm、株距 44 cm）、9.75萬株/hm2（6500株/畝，以 65P 表示；行距 33 cm、株距 30 cm） 和 12.75萬株/hm2（8500株/畝，以85P表示；行距29.5 cm、株距26.5 cm）。共9個處理，3次重復，小區面積為5 m×4 m=20 m2。試驗于6月28日冬小麥收獲后（第2天）播種，耕翻整地，不施基肥，在拔節期追施純N（尿素）62.1kg/hm2。試驗過程沒有施用殺蟲劑、除草劑和生長調節劑，人工除草。10月20日霜降前（播后114 d）刈割測定。

1.4 測定指標及方法 刈割時，在各小區取長勢一致的植株3株，距地表約10 cm切割，取樣時大卡、海牛和BJM所處生育階段分別為：孕穗期、開花期和拔節期。

田間整株取樣稱鮮重后，切斷至10～20 cm，用自封袋密封后送實驗室105℃殺青30 min，80℃恒溫烘至恒重，切斷至1 cm，再次混勻，用旋風磨打碎（0.425 mm）處理，裝入自封袋待測。

各營養指標測定方法如下：粗蛋白質（CP）參照GB/T 6432-1994、可溶性糖（SS）采用氰化鹽法測定（鮑士旦，1996）、中性洗滌纖維（NDF）參照GB/T 20806-2006、酸性洗滌纖維（ADF）參照 NY/T 1459-2007。

干物質采食量（DMI）、可消化干物質（DDM）、相對飼喂價值（RFV）和總可消化營養物（TDN）按下述計算公式得出（陳谷等，2011；張吉鹍，2006）。

DMI/（%BW）=120/NDF（%DM）；

DDM/（%DM）=88.9-0.779 × ADF（%DM）；

RFV=DMI×DDM/1.29；

TDN=81.38+（CP × 0.36）-（ADF × 0.77）；

CP單位面積產量=單位面積干物質產量×CP含量（%）；

TDN單位面積產量=單位面積干物質產量×TDN含量（%）。

1.5 數據處理 采用Excel 2007進行數據處理和制作圖表，DPS v 7.55軟件進行統計分析（唐啟義和馮明光，2002），最小顯著差數法（LSD）進行差異顯著性檢驗，P＜0.05為差異顯著，P＜0.01為差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 營養成分含量 由表1可知，品種對各營養成分含量和RFV均影響極顯著（P＜0.01）；種植密度對 CP、SS、ADF、TDN 含量和 RFV 均影響極顯著（P＜0.01）；品種和密度互作對各營養成分含量和RFV影響均極顯著（P＜0.01）。

2.1.1 CP含量 品種間CP含量差異極顯著（P＜0.01），其大小排序為BJM＞大卡＞海牛，分別為7.31%、6.19%、5.97%。種植密度依次為45P＞85P＞65P， 分別為 7.09%、6.22%、6.17%， 其中45P極顯著高于（P＜0.01）其他兩處理。品種和密度互作效應明顯，海牛和大卡均表現為45P時含量最高，分別為6.40%和7.61%，2品種45P均極顯著高于（P＜0.01）其他兩處理；海牛85P顯著高于（P ＞ 0.05）65P，BJM 以 85P 最高，為7.36%，密度間差異不顯著（P＞0.05）。因此，CP含量品種以BJM最高，密度以45P最高，種植密度對海牛和大卡的影響明顯高于BJM。

2.1.2 SS含量 品種間依次為海牛＞大卡＞BJM，分別為5.11%、3.48%、3.04%，且相互間差異極顯著 （P＜0.01）。種植密度間依次為65P＞85P＞45P，分別為4.12%、3.94%、3.56%，65P顯著高于（P ＜ 0.05）85P、極顯著高于（P ＜ 0.01）45P，85P與45P間差異極顯著（P＜0.01）。品種和密度互作效應明顯，海牛65P時最高，為5.60%，且極顯著高于（P ＜ 0.01）45P，顯著高于（P ＜ 0.05）85P；大卡85P時最高，為3.65%，且極顯著高于（P＜0.01）45P；BJM在各種植密度下差異不顯著（P＞0.05），以65P最高，為3.13%。因此，SS含量品種以海牛最高，密度以65P最高，種植密度對海牛和大卡的影響均高于BJM。

表1 各品種營養成分含量的分析%

2.1.3 ADF含量 品種間依次為大卡 ＜海牛 ＜BJM，分別為 37.70%、38.57%、40.03%，大卡顯著低于（P＜0.05）海牛、極顯著低于（P＜0.01）BJM，海牛和BJM間差異極顯著（P＜0.01）。種植密度間依次為 65P＜45P＜85P，平均分別為37.73%、38.80%、39.77%，65P顯著低于 （P ＜0.05）45P、極顯著低于（P ＜ 0.01）85P，45P 與 85P差異顯著（P＜0.05）。品種和密度互作效應明顯，海牛以45P最低，其中45P和65P極顯著低于（P＜0.01）85P；BJM以65P最低，且極顯著低于其他兩處理；對大卡互作效應不顯著（P＞0.05）。因此，ADF含量品種以大卡最低，密度以65P最低，種植密度對海牛和BJM影響高于大卡。

2.1.4 NDF含量 品種間排序為海牛 ＜BJM＜大卡，平均分別為 50.67%、60.23%、60.90%，海牛極顯著低于（P＜0.01）其他2品種。種植密度排序為 65P＜85P＜45P，平均分別為 56.93%、57.30%、57.57%，差異不顯著（P ＞ 0.05）。品種和密度互作對各品種效應明顯，其中海牛以85P最低，與45P差異極顯著（P＜0.01）；大卡以45P最低，45P 和 65P 極顯著低于（P ＜ 0.01）85P；BJM 以45P最低，45P極顯著低于 （P ＜ 0.01）65P，85P顯著低于（P＜0.05）65P。因此，NDF含量品種以海牛最低，密度以65P處理最低，種植密度對各品種均有影響。

2.1.5 RFV RFV是一個綜合的營養評價值，由ADF和NDF決定。品種間依次為海牛＞大卡＞BJM，平均分別為 108.28、91.10、89.19，海牛極顯著高于（P＜0.01）其他2品種，大卡顯著高于（P＜0.05）BJM；種植密度依次為 65P＞85P＞45P，平均分別為 98.27、95.18、95.12，65P 極顯著高于 （P ＜0.01）其他兩處理，45P與85P間差異不顯著（P＞0.05）。品種和密度有一定的互作效應，其中海牛以 65P最高，極顯著高于（P＜0.01）45P，與 85P間差異不顯著（P＞0.05）；大卡以45P最高，45P與65P極顯著高于（P＜0.01）85P；互作對BJM影響不顯著（P＞0.05），以65P最高。因此，RFV品種以海牛最高，密度以65P最高，種植密度對海牛和大卡的影響高于BJM。

2.1.6 TDN含量 TDN含量是綜合營養含量百分比，決定于植株CP及ADF的含量。品種間以大卡最高，為54.58%，顯著高于（P＜0.05）海牛、極顯著高于 （P＜0.01）BJM。密度間以 65P最高，為54.55%，極顯著高于（P ＜ 0.01）85P，45P 極顯著高于（P ＜ 0.01）85P，65P與 45P間差異不顯著性（P ＞0.05）。品種和密度有一定的互作效應，其中海牛以45P最高，極顯著高于（P＜0.01）85P，顯著高于65P（P＜0.05）；BJM 以 65P最高，極顯著高于 （P＜0.01）85P和45P；大卡以45P最高，顯著高于85P，與65P間差異不顯著（P＞0.05）。因此，TDN含量品種以大卡最高，密度以65P處理最高，種植密度對海牛和BJM的影響高于大卡。

2.2 CP和TDN產量 由表2和圖2可知，品種對CP和TDN產量影響均極顯著 （P＜0.01）；密度對CP產量影響差異不顯著 （P＞0.05），而對TDN產量影響極顯著（P＜0.01）；品種和密度互作對 CP產量影響顯著（P＜0.05），對TDN產量影響不顯著（P＞0.05）。

表2 各品種營養成分產量的分析t/hm2

圖2 CP和TDN產量

2.2.1 CP產量 品種間依次為BJM＞大卡＞海牛，平均分別為 1.013、0.895、0.730 t/hm2，差異極顯著（P＜0.01）。 密度間依次為 85P＞45P＞65P，平均分別為 0.901、0.880、0.858 t/hm2，差異不顯著（P＞0.05）。品種和密度互作效應明顯，其中海牛以85P最高，且相互間無顯著性差異；大卡以45P最高，顯著高于（P ＜ 0.05）65P，極顯著高于（P ＜0.01）85P；BJM 以 85P 最高，顯著高于（P ＜ 0.05）65P，與 45P 間差異不顯著（P ＞ 0.05）。因此，CP 產量品種以BJM最高，密度以85P最高，種植密度對大卡的影響高于海牛和BJM。

2.2.2 TDN產量 品種間依次為大卡＞BJM＞海牛，平均分別為 7.951、7.384、6.601 t/hm2，其中大卡極顯著高于（P＜0.01）海牛，與BJM差異不顯著（P ＞ 0.05）。 密度間依次為 85P＞65P＞45P，平均分別為 7.681、7.587、6.657 t/hm2，其中 85P 和 65P極顯著高于（P＜0.01）45P，且兩者間無顯著性差異（P＞0.05）。品種和密度互作對海牛和大卡的效應不明顯，海牛以85P最高，大卡以65P最高；對BJM的效應明顯，其中以85P最高，且顯著高于（P＜0.05）45P。因此，TDN產量品種以大卡最高，密度以85P最高，種植密度僅對BJM有影響。

因此，夏播復種光敏型高丹草時，其CP和TDN產量均受品種、密度、品種和密度互作的影響。品種間BJM的CP產量最高，大卡的TDN產量最高，密度間85P處理下CP和TDN產量均最高。CP產量在所有處理中以BJM 85P最高，為1.10 t/hm2。TDN產量在所有處理中以大卡65P最高，為 8.206 t/hm2，而 BJM 85P 為 7.900 t/hm2，且兩者間差異不顯著（P＞0.05）。因此，兼顧CP產量和TDN產量，生產中首選BJM 85P種植。

3 討論

優質牧草的選用是滿足畜牧業快速發展的關鍵。飼料作物營養品質的優劣不僅影響家畜的生長和發育，也影響畜產品的產量和品質。牧草品質一般包括營養價值、消化率、適口性及有毒有害物質等（云錦鳳和米富貴，2004）。牧草營養價值的高低是評價飼草優良的重要指標，主要取決于所含營養成分的種類和數量，其中CP和ADF含量是兩項重要指標，提高牧草CP含量、降低ADF含量是提高牧草營養價值、改善牧草品質的重要內容，也是牧草育種和生產中一直追求的目標（鄭凱等，2006）。

本試驗采用 CP、NDF、ADF、SS、TDN 和 RFV等指標對光敏型高丹草的營養價值進行綜合評價。其中，CP含量是飼草品質的重要組成部分，是反映飼草營養價值高低最重要的指標之一，其與飼草營養價值呈正相關；ADF含量可影響飼草的消化率，而NDF含量可影響飼草的采食率（康健等，2014）；SS 含量與飼草的消化率（Humphreys，1998）、適口性（Mayland 等，2001）和飼草的品質有關 （Wilkins 和 Humphreys，2003）；TDN 是飼草可被利用養分量的綜合反映；RFV值是以盛花期紫花苜蓿為100作為參照，以中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維計算得出的綜合值，為粗飼料可消化干物質采食量的相對比值 （鐘小仙，2005），牧草RFV值越大，說明該牧草營養價值越高。因此，本研究在對上述各指標進行分析的基礎上，綜合考慮CP和TDN產量進行最優組合的選擇。

本研究結果表明，品種對各營養成分含量、CP與TDN產量和RFV均存在極顯著影響 （P＜0.01）。何振富等（2015）對光敏型高丹草的研究表明，光敏型高丹草莖稈中的 CP、ADF、NDF、SS、粗灰分（ASH）及無氮浸出物（NFE）含量在品種間差異顯著 （P＜0.05）；李源等 （2014）和許能祥等（2014）通過對不同品種褐色中脈飼草高粱的研究表明，不同品種飼用高粱草的干物質體外消化率（IVDMD）、NDF、ADF、酸性洗滌木質素（ADL）、CP含量和RFV差異顯著（P＜0.05），這與本研究結果一致。但本研究中得出的各品種CP含量平均為5.97%～7.31%，該結果略低于錢續等（2012）在榆中縣夏播的日本飼用高粱（7.66%），這可能與品種、播種及收割期有關，還需要進一步研究探討。劉建寧等（2011）在對先鋒高丹草春播生產中的研究表明，拔節期和孕穗期CP含量分別為7.58%和 6.63%，CP產量分別為 1.915 t/hm2和1.920 t/hm2，TDN 產量分別為 13.358 t/hm2和17.383 t/hm2。而本研究結果表明，拔節期的BJM CP含量和產量分別為7.31%和1.013t/hm2，孕穗期的大卡CP含量和產量分別為6.19%和0.895 t/hm2，BJM和大卡的TDN平均產量分別為7.384 t/hm2和7.951 t/hm2，與上述研究相比CP含量相近，說明夏播高丹草與春播高丹草品質接近；但兩者CP和TDN產量差別較大，這可能主要與播期有關，春播的干物質產量高于夏播。

種植密度方面，鄭慶福等（2005）對甜高粱雜交種“甜格雷茲”的研究表明，隨種植密度增加，單株植株CP含量有所降低，這與本研究結果一致。但王聰等（2015）對先雜44號粒用高粱研究表明，密度對蛋白質影響顯著，表現為隨密度增大呈上升趨勢；而王巖等（2008）和郭會學等（2016）認為，種植密度對甜高粱莖稈含糖量影響不明顯，這與本研究結果不一致，這可能與品種和播期有關，有待進一步研究。而邰書靜（2010）在種植密度對飼用玉米營養成分的影響研究中發現，適當的提高玉米種植密度有利于玉米秸稈及籽粒產量增加，但也會導致籽粒CP、粗脂肪（EE）、淀粉含量及秸稈IVDMD降低和秸稈ADF、NDF含量增高；而本研究中高丹草CP含量大卡和海牛在6.75萬株/hm2、BJM在12.75萬株/hm2時最高，ADF、NDF含量均以海牛在中低密度下較低，基本與飼用玉米種植密度相關研究結果相似。

4 結論

夏播復種光敏型高丹草的營養品質、粗蛋白質產量及可消化營養物質產量均受品種、密度及其互作的顯著影響。因此，在本試驗條件下，綜合考慮各養分含量，以粗蛋白質及可消化總營養物產量最高為主要栽培目標，在黃土高原半濕潤偏旱雨養農業區麥收后復種光敏型高丹草的生產模式中，以選擇BJM 12.75萬株/hm2種植為最優組合。

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