甘引1号黑麦在天祝县高寒区的最佳刈割期

孟祥君,韩天虎,武慧娟,俞慧云

(甘肃省草原技术推广总站，甘肃 兰州 730010)

黑麦(Secalecereale)是一年生或越年生禾本科黑麦属作物，因其抗逆性优于其他谷类作物，广泛分布于世界各地[1-3]。我国首次从美国引进冬牧70黑麦以来，至今已有40多年的栽培历史，先后在东北、华北、西北、云贵高原、江淮流域及其以南的高山区等地区大面积推广种植[4]。黑麦营养体和籽实兼用，籽实可用于制作面粉、酿酒等，牧草生产潜力大、质量好，是家畜的优质饲草[5-6]。

高寒草地主要位于我国青藏高原，涉及西藏、青海全境及四川、甘肃和云南部分地区，是我国重要的水土涵养区，草地面积13 908.45万hm2，占全国草地面积的34.8%[7]。位于祁连山东段的天祝藏族自治县是甘肃省重要的高寒草地分布区，总面积7 149.9 hm2[8]。由于该区牧草生长季短，枯草期长，饲草不足，尤其冬春季节缺口较大，牧草短缺已成为制约高寒牧区草原畜牧业可持续发展的瓶颈。黑麦具有耐寒性强、产量高、品质好、适应性广等特性，作为一种优质饲料作物，具有较高的利用价值[9-11]。因此，发展饲用黑麦种植对该区域畜牧业健康发展具有重要意义。

适时刈割是牧草生产的关键环节，这关系到牧草利用率和品质，以及营养价值和饲用价值[12]。牧草产量和营养成分含量在整个生长期的发展方向相反，确定牧草最佳刈割期，草产量和营养成分含量须统筹兼顾，尤其是粗蛋白含量[13-14]。以往的研究显示，在不同种植地区，饲用黑麦适宜刈割期有所不同。饲用黑麦在河北低平原区的最佳刈割时间是抽穗初期到抽穗期[15]。在黄淮海地区饲用黑麦刈割时间不能超过抽穗后期[16]。为了进一步提高甘引1号黑麦草产量和品质，满足高寒区生产需要，本研究利用隶属函数分析法对不同刈割时期的甘引1号黑麦干草产量和营养价值进行综合描述和量化评估，确定其最佳刈割期，以期为该品种在高寒地区生产利用提供科学指导。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于天祝县抓喜秀龙乡岔西滩村，地处102°51′11″ E、37°9′52″ N，海拔2 980 m，气候潮湿寒冷，年降水量416 mm，主要集中在7-9月，年均温-0.1 ℃，全年≥0 ℃积温1 300 ℃·d左右，生长期为120～140 d，无绝对无霜期，土壤类型主要为高山草甸土，土层厚度40～80 cm[17]。pH 7.6，有机质含量22.44 g·kg-1，全氮含量2.37 g·kg-1，速效氮含量30.1 mg·kg-1，速效磷含量15.4 mg·kg-1，速效钾含量147.17 mg·kg-1。试验地为耕地，前茬作物为油菜(Brassicanapus)。

1.2 试验材料

试验材料为甘肃省草原总站选育而成、经甘肃省草品种审定委员会审定登记的黑麦新品种甘引1号。

1.3 试验设计

试验种植甘引1号黑麦小区15个，小区面积3 m×5 m。播种时间为2014年5月15日，条播，行距30 cm，播深5 cm，播种量20 g·m-2。播种前每小区开沟施复合肥1.5 kg，孕穗期每个小区追施尿素135 g。苗期人工除草一次。试验期间无灌溉。分别在拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期和乳熟期随机刈割3个小区，留茬5 cm。

1.4 测定项目及方法

物候期：包括出苗期、分蘖期、拔节期、抽穗期、开花期、乳熟期等。测定方法依据国家标准《草品种审定技术规程》(GB/T 30395-2013)[18]。

株高和草产量：在拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期和乳熟期，每小区随机取10株，测量从地面至植株的最高部位(芒除外)的绝对高度，取其平均值；离地面2～5 cm刈割1 m2样方内所有植株，称鲜重，测定其鲜草产量，风干后测定干草产量。

鲜干比：在拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期和乳熟期刈割测产时，随机从每个小区取3～5把草样，剪成3～4 cm长，将3个重复的草样品混合均匀，取约1 000 g样品，编号后称鲜重。风干或烘干后再称干重，计算鲜干比。

营养成分：将甘引1号黑麦孕穗期、抽穗期、开花期及乳熟期测完鲜干比的样品保留，用来测其营养成分。粗蛋白(CP)含量采用凯氏定氮法[19]测定；酸性洗涤纤维(ADF)采用Van Soest纤维洗涤法[20]测定；中性洗涤纤维(NDF)采用Roberston法[21]。

CP产量(t·hm-2)：孕穗期、抽穗期、开花期及乳熟期的干草产量(t·hm-2)乘以相应CP含量(%)来计算。

CP产量=干草产量×CP 含量。

1.5 数据分析

试验数据采用SPSS 17.0软件进行单因素方差分析，使用Duncan氏法进行多重比较，结果以平均数±标准差表示。利用隶属函数分析法[22]对不同刈割时期的草产量、CP、ADF和NDF含量进行综合评价。当株高、干草产量、CP产量等指标与生长特性及营养价值呈正相关时，采用公式F=(Xj-Xmin)/(Xmax-Xmin)；当ADF和NDF指标与生长特性及营养价值负相关时，采用公式F= 1-[(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)]。式中：F代表测定指标的具体隶属函数；Xj表示某个指标的测定值；Xmin表示某一指标所有测定值中的最小值；Xmax表示某一指标所有测定值中的最大值。最后将每一指标的具体隶属值进行累加，求平均值得到该指标的隶属值。

2 结果与分析

2.1 物候期

在天祝地区，甘引1号黑麦5月15日播种，6月1日后出苗，6月20日开始分蘖，7月4日后拔节，7月26日后抽穗，8月12日后开花， 9月6日后乳熟。甘引1号黑麦进入乳熟期后，植株逐渐停止生长，种子未成熟。

2.2 株高

甘引1号黑麦株高随生育期推移呈增高趋势(表1)，拔节期到抽穗期，生长速度最快，而后生长速度逐渐减缓直至停止生长。开花期和乳熟期之间株高差异不显著(P>0.05)，但均显著高于拔节期、孕穗期和抽穗期(P<0.05)，抽穗期株高显著高于拔节和孕穗期(P<0.05)，乳熟期达到最大值。

2.3 不同刈割时期草产量

随着生育期的推移，甘引1号黑麦的鲜、干草产量均呈增长趋势，并在乳熟期达到最大，分别为67.95和22.40 t·hm-2。从各刈割时期鲜草产量来看，开花期与乳熟期间差异不显著(P>0.05)，但二者显著高于孕穗期、抽穗期和拔节期(P<0.05)，抽穗期显著高于孕穗期和拔节期(P<0.05)。干草产量各刈割期之间差异显著(P<0.05)(表1)。

表1 不同刈割时期甘引1号黑麦株高、草产量和粗蛋白产量Table 1 Plant height, herbage yield and crude protein yield for the Ganyin No.1 rye at different cutting dates

同列不同小写字母表示不同刈割期差异显著(P<0.05)。

Different lowercase letters in the same column indicate significant differences among different cutting dates at the 0.05 level.

2.4 鲜干比及茎叶比

随生育期推移，甘引1号黑麦的鲜干比逐渐降低(图1)。孕穗期为7.09，抽穗期为5.73，开花期为3.96，乳熟期最低，为3.02，各刈割时期之间差异显著(P<0.05)。

甘引1号黑麦的茎叶比随着刈割时间的推迟逐渐升高，且各刈割时期之间差异均显著(P<0.05)，开花期最高，达3.11(图1)。

2.5 甘引1号黑麦营养价值评价

孕穗期甘引1号黑麦CP含量为15.02%(图2)，随生育期的推移，CP含量逐渐降低，乳熟期降到9.37%。各刈割期之间，孕穗期与抽穗期(14.51%)CP含量差异不显著(P>0.05)，但二者显著高于开花期(12.21%)和乳熟期(9.37%)(P<0.05)；开花期和乳熟期之间差异显著(P<0.05)。

NDF和ADF含量的变化与CP相反，随着刈割时期的推移，均呈上升趋势。NDF含量孕穗期显著低于其他各刈割期(P<0.05)，抽穗期低于乳熟期(P<0.05)，开花期与乳熟期之间差异不显著。ADF含量孕穗期和抽穗期显著低于开花期和乳熟期(P<0.05)，孕穗期与抽穗期之间，以及开花期与乳熟期之间差异均不显著(P>0.05)。

图1 不同刈割时期甘引1号黑麦鲜干比及茎叶比Fig. 1 The fresh/dry ratio and stem/leaf ratio for the Secale cereale ‘Ganyin No. 1’ at different cutting dates

不同小写字母表示不同刈割期差异显著(P<0.05)。

Different lowercase letters indicate significant differences among different cutting dates at the 0.05 level.

图2 甘引1号黑麦不同刈割时期的CP、NDF和ADF的含量Fig. 2 CP, NDF and ADF content for Secale cereale ‘Ganyin No. 1’ at different cutting dates

2.6 粗蛋白产量

在4个刈割期，甘引1号黑麦CP产量由高到低依次表现为开花期(2.16 t·hm-2)>乳熟期(2.10 t·hm-2)>抽穗期(1.48 t·hm-2)>孕穗期(0.93 t·hm-2)(表1)。开花期与乳熟期CP产量差异不显著(P>0.05)，但均显著高于抽穗期和孕穗期(P<0.05)，抽穗期CP产量显著高于孕穗期。

2.7 甘引1号黑麦在高寒区适应性综合评价

评价结果显示，按其隶属值甘引1号黑麦抽穗期和开花期较高，孕穗期和乳熟期较低(表2)，由此可得，甘引1号黑麦在高寒区适宜刈割时期是抽穗期至开花期。

表2 甘引1号黑麦在高寒区适应性综合评价排序Table 2 Comprehensive evaluation of Secale cereale ‘Ganyin No. 1’ in cold regions of Tianzhu

3 讨论与结论

牧草单位面积产草量和其营养物质含量是衡量牧草饲用价值的两个重要因素[23]，草产量与营养含量最大值往往不一致，适宜刈割期应选择干草产量和营养品质组合达到最优[24-26]。CP产量是干草产量和CP含量的乘积，是牧草产量和品质的综合指标，在一定程度上能反映牧草最佳刈割时期。有研究表明，禾本科牧草最佳刈割期为盛花期，鲜、干草产量分别为37.58～44.80和6.51～9.99 t·hm-2[27-29]。在黄淮海平原利用冬闲田种植饲用黑麦的研究表明，其开花期鲜、干草产量最高，分别为26 502.0和9 135.9 kg·hm-2，粗蛋白产量为745.5 kg·hm-2，但抽穗期粗蛋白产量高达1 112.5 kg·hm-2[29-30]。本研究甘引1号黑麦开花期鲜草产量及粗蛋白产量俱佳，是当地甘引1号黑麦草产量和营养品质最佳组合的适宜收割期，其中粗蛋白产量与上述研究结果不一致，可能与牧草品种及两地分别处于青藏高原高寒及黄淮海平原不同生境区域有关。

以往在禾本科牧草最佳刈割期研究中，考虑草产量和CP含量较多，考虑ADF和NDF含量较少，而ADF和NDF含量是衡量牧草适口性和消化率的重要指标，其含量越低适口性越好，消化率越高[31-33]，因此生产中应综合考虑草产量、CP、ADF和NDF含量，以确定牧草最佳刈割期，兼顾牧草适口性和消化利用率。本研究中，采用隶属函数分析法，对甘引1号黑麦4个刈割时期株高、干草产量、CP产量、CP、ADF和NDF含量指标用综合指标确定甘引1号黑麦的最佳刈割期。得出抽穗期最佳，其次为开花期，利用综合指标确定牧草最佳刈割期，更能体现牧草的营养和品质。

综合考虑草产量、CP产量和隶属函数值，甘引1号黑麦在抽穗至开花期刈割为宜。这个时期草产量大幅度增加，CP产量较高，此时收获牧草品质和适口性好，也有利于调制优质青干草和青贮饲料。

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