甘农2 号小黑麦在平凉市不同土地类型的适应性研究

宋 谦， 马淑梅， 余小亮， 王纯喜， 杨 晓， 杜文华

（1.平凉市农业科学院，甘肃平凉 744000；2.甘肃农业大学草业学院，甘肃兰州 730070）

平凉市位于甘肃东部，陕、甘、宁三省（区）交汇处，属于黄土高原丘陵沟壑区，半干旱、半湿润大陆性气候（魏昱晴，2021）。该地是西北重要的畜牧业基地和农业农村部划定的全国优质肉牛优势产区。 小黑麦是以小麦为母本，黑麦为父本，应用染色体工程， 人工培育的第一个异源多倍体新物种（赵方媛等，2021）。小黑麦按其用途分可为粮用型、 饲用型、 粮饲兼用型和特殊用途型 （刘晶，2019）， 甘农2 号小黑麦是饲用型小黑麦品种，该品种是甘肃农业大学草业学院以澳大利亚的六倍体小黑麦品种DH265 为母本，AT315 为父本，利用常规有性杂交和系谱法选育而成。 该品种草产量高，营养价值好，抗逆性强，适应性广（李冬梅等，2016）， 适宜在海拔1200 ～4000 m、 年均温1.1 ～11.0 ℃、 降水量350 ～1430 mm 的青藏高原高寒牧区、 云贵高原及甘肃省干旱半干旱雨养农业区和灌区种植。因此，甘农2 号小黑麦在平凉市的引进种植对该地肉牛产业高质量发展具有重要的促进作用。 近年来，对饲用型小黑麦的抗逆性（马文馨等，2019；李雪等，2018）、生产性能（任昱鑫等，2019、宋谦等，2016）、营养价值（赵方媛等，2019；郭建文等，2018）等方面的研究较多，但鲜见饲用小黑麦在不同土地类型的适应性研究的相关研究报道。因此，本试验在平凉市不同土地类型开展甘农2 号小黑麦的适应性研究， 以期筛选出适宜甘农2 号小黑麦的最佳种植区域， 从而为甘农2 号小黑麦在平凉市的示范推广奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 山地试验点：位于甘肃省平凉市泾川县汭丰镇庙沟村。 N 35°17'1''，E 107°12'51″，海拔1404 m。前茬作物为玉米，无灌溉条件。播种日期：2019 年10 月15 日； 塬地试验点位于甘肃省平凉市泾川县高平镇三十里铺村。 N 35°16′49″，E 107°29′16″，海拔1307 m。 前茬作物为油菜，无灌溉条件。 播种日期：2019 年10 月11 日；川地试验点：位于甘肃省平凉市崇信县锦屏镇四沟村。N 35°17′51″，E 107°1′22″，海拔1132 m。 前茬作物为玉米，无灌溉条件。 播种日期：2019 年10 月30日； 沙滩地试验点位于甘肃省平凉市泾川县汭丰镇百烟村。 N 35°18′23″，E 107°14′0″，海拔1032 m。前茬作物为玉米，无灌溉条件。播种日期：2019年10 月20 日。 4 个试验点在播前均施底肥磷酸二铵20 kg/亩， 待次年甘农2 号小黑麦返青后追施尿素10 kg/亩。

1.2 试验材料 参试材料为甘肃农业大学草业学院提供的甘农2 号小黑麦。

1.3 试验设计 试验分别在平凉市不同土地类型的山地（A）、塬地（B）、川地（C）和沙滩地（D）4个试验点进行。 4 个试验点试验设计相同， 播种量：600 万苗/亩，播种方式：条播，行距：20 cm，播种深度：3 ～5 cm。 甘农2 号小黑麦均在开花期（赵雅姣等，2015）收获。

1.4 测定指标与方法 株高：随机在每个小区内选取20 个单株，测量其自然高度。

枝条数： 随机在每个小区内选取1 m 样段，统计样段内株高高于40 cm 的枝条数量。

鲜草产量：齐地面刈割每个小区内所有植株，称重，得到鲜草产量。

干草产量：随机在每个小区内取鲜样1 kg 左右，在105 ℃下杀青30 min 后，置于70 ℃烘箱中烘8 h，至恒重，计算鲜干比，根据鲜干比折合干草产量。

CP： 采用凯氏定氮法测定； 酸性洗涤纤维（ADF）和中性洗涤纤维（NDF）：采用范氏的洗涤纤维分析法测定。

干物质随意采食量/%= 120/NDF；

干物质消化率/%= 88.9 - 0.779×ADF（%）；

相对饲料价值/RFV= （DMI×DMD）/1.29。

1.5 数据统计 用Excel 2010 进行数据整理和作表。 采用SPSS 19.0 软件对试验数据进行统计分析，以“平均数±标准误”表示，采用F 检验对试验结果进行差异显著性分析，P＜0.05 表示差异显著，P＜0.01 表示差异极显著。 通过隶属函数法对草产量和营养价值进行综合评价。

2 结果与分析

2.1 甘农2 号小黑麦在不同土地类型农艺性状的差异 由表1 可以看出， 所有处理组的株高介于131.80 ～143.77 cm，其中川地的株高显著高于其他3 个组（P＜0.05），其次为塬地，沙滩地最低，川地的株高较塬地、 山地和沙滩地分别增加了3.25%、5.20%和9.08%。 枝条数介于755.93 ～1018.29 万/hm2，其中川地的枝条数与其他3 个组差异显著（P＜0.05），其次为沙滩地，山地最低，川地的枝条数较沙滩地、 塬地和山地分别增加了14.21%、21.16%和34.71%。 鲜草产量介于46.02 ～53.14 t/hm2，其中川地的鲜草产量显著高于其他3个组 （P＜0.05）， 塬地和山地差异不显著 （P＞0.05），沙滩地最低，川地的鲜草产量较塬地、山地和沙滩地分别增加了5.75%、8.64%和15.47%。 干草产量介于17.43 ～22.71 t/hm2，其中川地的干草产量显著高于其他3 个组（P＜0.05）， 其次为塬地，沙滩地最低，川地的鲜草产量较塬地、山地和沙滩地分别增加了14.70%、7.58%和30.29%。

表1 甘农2 号小黑麦在不同土地类型农艺性状的差异

2.2 甘农2 号小黑麦在不同土地类型营养价值的差异 由表2 可以看出， 所有处理组的CP 含量介于9.55% ～10.35%， 其中以川地的CP 含量最高，川地和塬地差异不显著（P＞0.05），川地的CP 含量较沙滩地增加了8.38%。 ADF 含量介于32.30% ～34.70%，其中以塬地的ADF 含量最低，其次为川地，塬地和川地差异不显著（P＞0.05），但与山地和沙滩地差异显著（P＜0.05），山地和沙滩地差异不显著（P＞0.05），塬地的ADF 含量较山地和沙滩地分别降低了6.92%和6.38%。 中性洗涤纤维含量介于54.00% ～59.05%， 其中以川地的NDF 含量最低，其次为塬地，塬地和川地差异不显著（P＞0.05），但与山地和沙滩地差异显著（P＜0.05），山地和沙滩地差异不显著（P＞0.05），川地的NDF 含量较山地和沙滩地分别降低了8.55%和7.53%。 DMD 介于61.87% ～63.74%，其中以塬地的DMD 最高，其次为川地，塬地和川地差异不显著（P＞0.05），但与山地和沙滩地差异显著（P＜0.05），山地的DMD 最低，塬地的DMD 较山地增加了3.02%。 RFV 介于97.46 ～109.81，其中以川地的RFV 最低，其次为塬地，塬地和川地差异不显著（P＞0.05），但与山地和沙滩地差异显著 （P＜0.05）， 山地和沙滩地差异不显著 （P＞0.05）， 川地的RFV 较山地和沙滩地分别增加了12.67%和11.08%。

表2 甘农2 号小黑麦在不同土地类型营养价值的差异

2.3 综合评价 鲜草产量和干草产量是决定饲草利用价值的重要因素，粗蛋白质含量、酸性洗涤纤维含量、中性洗涤纤维含量、干物质消化率和相对饲料价值是决定饲草营养价值的重要因素，因此， 确定甘农2 号小黑麦在不同土地类型的适应性，必须要考虑草产量和营养价值。试验选取鲜草产量、干草产量、粗蛋白质含量、干物质消化率和相对饲料价值的最高值， 酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量的最低值， 构成标准小黑麦（蔺豆豆等，2021），以上指标的权重值（Wk）如表3 所示。

表3 标准小黑麦的构建及各指标的权重

由于甘农2 号小黑麦在不同土地类型的量纲不同， 采用隶属函数法对草产量和营养价值进行综合分析， 各指标的综合评价值及排名如表4 所示。不同参试材料的综合评价值=鲜草产量×0.02+干草产量×0.04+CP 含量×0.02+酸性洗涤纤维含量×0.05+中性洗剂纤维含量×0.05+干物质消化率×0.05+相对饲料价值×0.05。 甘农2 号小黑麦在平凉市不同土地类型的综合排序为川地＞塬地＞山地＞沙滩地。

表4 不同小黑麦品系各指标无量纲化处理结果及排名

3 讨论

3.1 甘农2 号小黑麦在不同土地类型的草产量差异及原因 平凉市地处北纬34o54′～35o43′，东经105o43′～107o45′，海拔890 ～2857 m，年均温8.5 ℃，年均降雨量450 ～650 mm，总面积1.1 万平方千米，耕地面积559.55 万亩，属于黄土高原丘陵沟壑区（周舒怡，2021、郭灵生等，2013）。根据该区域的地貌特点，可将土地划分为川地、塬地、山地和沙滩地等类型。 在同一区域不同土地类型上种植同一种饲用作物， 其草产量和营养价值确有很大差异。因此，饲草的产量和营养价值不仅受其自身遗传特性的影响，而且还受气候、海拔、温度、区域和土壤养分等诸多环境因子的影响（王伟强等，2020）。 草产量是评价饲草生产性能和经济性能的重要指标，是生产者追求的最终目标（孙建平等，2017）。株高和分蘖性能是评价饲草生产性能和利用价值的重要指标（王建丽等，2021）。 王伟强等（2021）研究表明，植株的高度能间接反映饲草的生产能力，但分蘖性能直接决定饲草的产量；刘晶等（2019）研究表明，植株高度和分枝数对小黑麦的草产量都有所贡献，但分枝数能对小黑麦草产量的贡献最大。 本试验研究表明，甘农2 号小黑麦在川地的鲜、干草产量均最高，其次为塬地和山地，沙滩地最低，造成这种差异的主要原因是甘农2 号小黑麦在川地的株高和枝条数较塬地、山地和沙滩地差异显著（P＜0.05）。因此，株高和枝条数是影响草产量高低的两个重要因素。 程积民等（2011）研究表明， 苜蓿的产量受地域及气候等自然因素的影响；赵忠祥等（2021）研究表明，苜蓿的干草产量和品质受其种植土壤类型和质地的制约；柴继宽等（2010）研究表明，不同生态区燕麦的株高和分蘖性能差异很大。 本试验研究表明，甘农2 号小黑麦在川地的株高最高、分枝数最多，造成川地试验点的植株高度和分枝数与塬地、山地和沙滩地差异的原因可能是因为川地试验点在饲草生长季的降雨量较其他试验点多， 能够满足其生长发育所需要的水分，有利于根系的发育和植株的生长。而且川地试验点的土壤肥力均匀，有机质含量高，这也是造成株高和枝条数差异的另一个原因。 因此，在同一区域的不同土地类型的草产量差异很大。

3.2 甘农2 号小黑麦在不同土地类型的营养价值差异及原因 营养价值的高低是衡量饲草饲用价值的重要指标之一，饲草的营养价值在很大程度上取 决 于CP 含 量、ADF 含 量、NDF 含 量、DMD 和RFV 等营养成分（赵加涛等，2021；王霞等，2021）。CP 含量是评价饲草质量和饲用价值的重要指标之一，如果家畜摄入蛋白质不足，必将引起健康发育问题，CP 含量越高， 饲用价值越好 （梁国玲等，2018）；ADF 和NDF 含量是评价饲草适口性和消化率的国际通用指标，ADF 含量越低，说明饲草的消化率越好；NDF 含量越低，说明饲草的适口性越好（陈莉敏等，2016）；DMD 和RFV 是评价饲草饲用价值的重要指标，DMD 和RFV 越高， 说明饲草的饲用价值越好（杨富等，2019）；南铭等（2018）研究表明，同一燕麦品种在不同生态区的营养价值差异很大；陈志祯等（2011）研究表明，分蘖可以促进植物有效吸收土壤中的养分，可促进个体植物发育和提高营养价值；陈洁等（2017）研究表明，气候条件和土壤肥力更有利于牧草营养物质的积累。本试验研究表明， 甘农2 号小黑麦在川地的CP 含量和RFV 最高，NDF 含量最低，其次为塬地，川地和塬地差异不显著（P＞0.05），但与山地和沙滩地差异显著（P＜0.05），造成这种差异的原因可能是由于川地和塬地的土壤含氮量和土壤有机质高，而且川地在甘农2 号小黑麦的生长季降雨量多，导致营养物质的积累量多； 塬地的DMD 最高，ADF 含量最低， 其次为川地， 塬地和川地差异不显著 （P＞0.05），但与山地和沙滩地差异显著（P＜0.05），这可能是由于不同试点的光照、海拔、降雨量以及土壤养分等等诸多因素共同作用的结果。

4 结论

采用隶属函数法对草产量和营养价值进行综合分析， 甘农2 号小黑麦在平凉市不同土地类型的综合排序为川地＞塬地＞山地＞沙滩地，但甘农2号小黑麦在4 种土地类型的草产量和营养价值均较高，因此，甘农2 号小黑麦在平凉市的不同土地类型均适宜种植，但最适宜在川地种植。