粮饲兼用型小麦西农136 栽培技术研究

丁明磊，王京宏，王伟伟，王志成，张 超，孙风丽，刘曙东，奚亚军*

（1.西北农林科技大学农学院，陕西 咸阳 712100；2.陕西省杂交油菜研究中心，陕西 咸阳 712100；3.陇县种子管理站，陕西 宝鸡 721200）

我国人民对肉制品需求量日益提高，促使我国畜牧业得到快速发展，但饲草供给不足问题日益凸显[1]，尤其是冬季鲜绿饲草短缺已成为限制我国北方畜牧业发展的重要因素之一[2]。近年来，我国粮食生产连年丰收，国家持续推进农业供给侧结构性改革[3]，粮饲兼用已成为作物新品种培育和生产利用的重要方向。

作物粮饲兼用已经在全球多个国家广泛应用，主要包括玉米、小麦、大麦、小黑麦等农作物[4-7]。作物粮饲兼用有多种形式，其中较为广泛的应用途径是在谷类作物营养生长前期进行刈割或直接放牧饲养家畜，植株再生后收获粮食[8]。目前，这种以幼苗为草、籽粒为粮的粮饲兼用型小麦已在美国、澳大利亚、巴西等10 多个国家大规模生产应用[9-11]。

冬小麦是我国北方地区最主要的粮食作物之一，发展粮饲兼用生产模式潜力巨大。冬小麦粮饲兼用生产模式不仅能在冬季为畜牧业发展提供鲜绿饲草，也可保障粮食安全[12-13]。若能粮饲两方面统筹兼顾，可显著提升小麦生产的经济效益[14-15]。同时，小麦粮饲兼用能够减缓其他草地的放牧压力，而且家畜排泄物可以提高土壤养分，在一定程度上减少裸露土壤风蚀的发生[16]。目前，国内鲜有小麦品种（系）可以满足粮饲生产兼顾的双重要求，且配套的栽培措施鲜有报道。因此，研究粮饲兼用型小麦科学合理的品种选择和栽培措施，对解决我国北方冬季鲜绿饲草短缺、保障粮食安全以及增加农民收益等方面均具有重要意义。

本研究为探明适宜陕西关中地区种植的粮饲兼用型小麦高产栽培技术，于2020—2021 年以前期筛选鉴定粮饲兼用性能表现较好的小麦品种（系）西农136 为材料，采用三因素再裂区试验设计，设置2 个播期水平、2 个追肥量水平以及3 个播量水平，探究不同栽培措施对粮饲兼用型小麦西农136 农艺性状及产量的影响，以明确粮饲兼用型小麦西农136 适宜的栽培措施，为其作为粮饲兼用小麦在陕西关中地区及同类型生态区推广应用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于陕西省杨凌农业高新技术产业示范区的西北农林科技大学北校区试验田（34°17＇24.5″N，119°04＇05.2″E，海拔524.7 m），试验时间为2020 年9月至2021 年6 月。试验期间，该地区生长季平均气温为10.82℃，总降水量为316.2 mm，与往年气象条件基本一致。

1.2 试验设计

本试验以前期筛选鉴定粮饲兼用性能表现较好的小麦品种（系）西农136 作为试验材料，采用三因素再裂区试验设计。其中，主区为播期，设A1（9 月27 日）播期和A2（10 月4 日）播期2 个水平；副区为追肥量，设B1（0 kg/hm2）追施尿素量和B2（90 kg/hm2）追施尿素量2 个水平；副副区为播量，设C1（3.75×106粒/hm2）播量、C2（4.5×106粒/hm2）播量、C3（5.25×106粒/hm2）播量3 个水平。小区面积12 m2（长6 m、宽2 m），行距25 cm，每个小区3 次重复，每个小区10 m2刈割、2 m2不刈割（作为农艺性状指标对照）。以10 月4 日播期、2.7×106粒/hm2播量、不刈割处理的周麦18（黄淮南片麦区对照品种，试验编号为CK）作为籽粒产量对照，3 次重复。播种前施足底肥，施肥量为尿素225 kg/hm2和磷酸二铵300 kg/hm2。2020 年12 月21 日统一进行留茬4 cm 刈割处理，2020 年12 月25 日冬灌1 次，试验设计的追肥随冬灌追施，2021 年6 月8 日统一收获。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 农艺性状指标测定

2020 年12 月20 日调查每个小麦品种（系）的分蘖数，2021 年3 月20 日调查每个小麦品种（系）再生分蘖数，相关指标按照《农作物品种区域试验技术规程 小麦》（NY/T 1301—2007）进行记录[17]。

1.3.2 冬季饲草产量测定

2020 年12 月21 日在每个小区随机取3 个点，每点取1.5 m2进行留茬4 cm 刈割处理，随后立即称量并记录每个品种鲜重，重复3 次。鲜样杀青后（105 ℃，30 min），65 ℃烘干24 h 至恒重，记录干重。

1.3.3 籽粒产量以及产量构成因素测定

按照《农作物品种区域试验技术规程 小麦》（NY/T 1301—2007）测量小麦品种（系）的穗数、穗粒数、千粒重等指标。于成熟期，在每个小区选取长势均匀的3 m2收割、脱粒、晒干后称重，计算产量，重复3 次。

1.3.4 综合经济效益计算

鲜绿小麦苗按2020 年市场价格0.50 元/kg 进行计算，小麦籽粒收益按2021 年市场价格2.66 元/kg 进行计算，比较不同栽培措施下冬季饲草产量和籽粒产量的综合经济效益。

1.4 数据统计分析

采用Microsoft Excel 2016 软件进行数据处理和绘图，使用SPSS 25.0 进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同栽培措施对冬季分蘖和春季分蘖的影响

由图1 可知，西农136 在各播期、追施尿素条件下，同一播量水平冬季分蘖数没有显著差异；在同一播期、同一追施尿素条件下，随着播量的增加，冬季分蘖数呈增加趋势且不同播量间差异显著（P＜0.05），C2（4.5×106粒/hm2）播量比C1（3.75×106粒/hm2）播量和C3（5.25×106粒/hm2）播量比C2（4.5×106粒/hm2）播量的冬季分蘖增幅分别为7.52%～9.56%和8.36%～9.36%。这说明播量是决定冬季分蘖数的关键因素。

在同一播期、同一追施尿素条件下，随着播量的增加，春季分蘖数呈增加趋势。在A1（9 月27 日）播期、同一追施尿素条件下，C3（5.25×106粒/hm2）播量春季分蘖数显著高于C1（3.75×106粒/hm2）播量；在A2（10月4 日）播期、同一追施尿素条件下，春季分蘖数随播量呈增加趋势，但不同播量间差异不显著（P＞0.05）。这说明A2（10 月4 日）播期较于A1（9 月27 日）播期，不仅提高了春季分蘖数，还降低了不同播量间春季分蘖数的差异。

由图2 可知，西农136 在相同栽培措施条件下，春季分蘖数均显著低于冬季分蘖数。在同一播期、同一追施尿素条件下，随播量增加，春季分蘖数比冬季分蘖数降幅增大，春季分蘖比冬季分蘖C1（3.75×106粒/hm2）播量、C2（4.5×106粒/hm2）播量和C3（5.25×106粒/hm2）播量降幅分别为10.64%～19.60%、17.79%～24.92%和23.24%～26.32%，这说明播量对春季分蘖数的增加存在一定阈值。

2.2 不同栽培措施对冬季饲草鲜重产量的影响

冬季饲草鲜重产量是本研究中衡量西农136 粮饲兼用性能最重要指标之一。根据表1 可知，在同一播量、同一追施尿素条件下，A1（9 月27 日）播期的饲草产量显著高于A2（10 月4 日）播期，随着播量的增加，饲草产量增幅逐渐降低。A1（9 月27 日）播期条件下，C2（4.5×106粒/hm2）播量比C1（3.75×106粒/hm2）播量和C3（5.25×106粒/hm2）播量比C2（4.5×106粒/hm2）播量的冬季鲜重饲草产量增幅分别为9.26%～10.21%和3.95%～4.58%；A2（10 月4 日）播期条件下，C2（4.5×106粒/hm2）播量比C1（3.75×106粒/hm2）播量和C3（5.25×106粒/hm2）播量比C2（4.5×106粒/hm2）播量冬季鲜重饲草产量增幅分别为8.50%～11.55%和3.27%～6.61%。其中，饲草产量最高的栽培措施是A1（9 月27 日）播期，C3（5.25×106粒/hm2）播量。这说明早播播期可以显著提高冬季饲草鲜重产量，且播量对冬季鲜重饲草产量增产效果存在一定阈值，随播量的增加增产效果下降。

表1 不同栽培措施对冬季饲草鲜重产量的影响

由表2 可知，播期、追施尿素及播量对西农136 冬季饲草鲜重产量分别有极显著（P＜0.01）、不显著（P＞0.05）及极显著（P＜0.01）的影响，播期与追施尿素、播期与播量、追施尿素与播量之间互作分别对西农136饲草鲜重产量影响不显著（P＞0.05）。播期、追施尿素以及播量三因素互作对西农136 饲草鲜重产量影响不显著（P＞0.05）。

表2 不同栽培措施条件下饲草鲜重产量的方差分析

2.3 不同栽培措施对生育时期的影响

由表3 可知，西农136 同一刈割处理条件下，A1（9 月27 日）播期比A2（10 月4 日）播期的抽穗期和蜡熟期分别提前2 d 和3 d；同一播期条件下，刈割处理比未刈割处理抽穗期推迟了2 d，但蜡熟期相同。这表明同一刈割处理条件下，播期对西农136 的抽穗期和蜡熟期都有影响；同一播期条件下，刈割处理对西农136 的抽穗期有一定影响，但对蜡熟期没有影响。这说明不同栽培措施和刈割处理会对小麦的生育期造成一定影响，但影响相对有限。

表3 不同栽培措施对生育时期的影响

2.4 不同栽培措施对株高的影响

由图3 可知，A1（9 月27 日）播期条件下，刈割处理株高比未刈割处理显著降低（P＜0.05），降幅为14.20%～17.40%；A2（10 月4 日）播期条件下，刈割处理株高比未刈割处理显著降低（P＜0.05），降幅为8.41%～11.32%；刈割处理条件下，A1（9 月27 日）播期株高比A2（10 月4 日）播期显著降低（P＜0.05），降幅为5.11%～6.87%。这说明西农136 刈割处理株高显著低于未刈割处理（P＜0.05），且同一刈割处理条件下A1（9 月27 日）播期株高显著低于A2（10 月4 日）播期（P＜0.05）。这说明刈割和不同播期刈割处理对西农136 株高有直接影响。

图3 不同栽培措施对株高的影响

2.5 不同栽培措施对籽粒产量构成的影响

由表4 可知，调查结果表明，西农136 在不同栽培措施处理间的千粒重、穗粒数均无显著差异（P＞0.05），但不同栽培措施处理间单位面积穗数差异显著。在同一追施尿素、同一播量条件下，A2（10 月4 日）播期的穗数显著（P＜0.05）高于A1（9 月27 日）播期；在同一播期、同一追施尿素条件下，随播量的增加，单位面积穗数呈先上升后下降的趋势，在C2（4.5×106粒/hm2）播量的穗数达到最大。由此可知，A2（10 月4 日）播期和C2（4.5×106粒/hm2）播量更有利于西农136 单位面积穗数的提高。

表4 不同栽培措施对产量构成的影响

2.6 不同栽培措施对籽粒产量的影响

籽粒产量也是本研究中衡量西农136 粮饲兼用性能的最重要指标之一。根据表5 可知，在同一播量、同一追施尿素条件下，A1（9 月27 日）播期籽粒产量低于A2（10 月4 日）播期产量，随着播量的增加，籽粒产量表现出先增加后降低的趋势。籽粒产量最高的栽培措施是A2（10 月4 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量，其产量为8.14 t/hm2。这说明晚播播期更有利于籽粒产量的提高，且播量对于产量的增加存在阈值，在C2（4.5×106粒/hm2）播量达到最大。

表5 不同栽培措施对籽粒产量的影响

由表6 可知，播期、追施尿素及播量对西农136 籽粒产量分别具有极显著（P＜0.01）、不显著（P＞0.05）、不显著影响（P＞0.05）。播期与追施尿素、播期与播量、追施尿素与播量之间分别互作对西农136 籽粒产量没有显著影响（P＞0.05）。播期、追施尿素以及播量三因素互作对西农136 籽粒产量没有显著影响（P＞0.05）。

表6 不同栽培措施条件下籽粒产量的方差分析

2.7 不同栽培措施对粮饲综合经济效益的影响

根据冬季饲草鲜重产量和籽粒产量计算西农136的粮饲综合经济效益。由表7 可以看出，不同栽培措施条件下，西农136 的粮饲兼用综合经济效益均高于产量对照周麦18 单一籽粒经济效益。饲草经济效益最高的栽培措施为A1（9 月27 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C3（5.25×106粒/hm2）播量；籽粒经济效益最高的栽培措施为A2（10 月4 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量。此外，粮饲综合经济效益最高的栽培措施为A2（10 月4 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量，比周麦18 单一籽粒增收47.65%；其次是A1（9 月27 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量，比周麦18 单一籽粒增收45.65%。

表7 不同栽培措施对粮饲综合经济效益的影响

3 讨论

作物粮饲兼用生产模式是一个复杂的农牧综合生产系统，其粮饲生产性能受品种、栽培措施及环境等多方面共同影响。

播期和冬季饲草生物量密切相关，是决定其冬季饲草产量的关键因素之一，适当提前播期可以增加作物前期生长时间、提高饲草生物量和延长放牧时间。本试验同一播量条件下，A1（9 月27 日）播期冬季饲草鲜重产量显著高于A2（10 月4 日）播期（P＜0.05）。这表明适当提前播期可以有效增加西农136 前期生物量累积，进而提高饲草产量，先前的研究也有类似结果。作物粮饲兼用的播量与冬季饲草鲜重产量也密切相关，适当提高播量可以有效增加分蘖群体数量，以便获得更多饲草生物量[18-19]。本试验结果表明，在同一播期条件下，随着播量的增加，冬季分蘖数、春季分蘖数、冬季饲草鲜重产量都呈增加趋势，但在饲草鲜重产量方面，C3（5.25×106粒/hm2）播量比C2（4.5×106粒/hm2）播量的增幅低于C2（4.5×106粒/hm2）播量比C1（3.75×106粒/hm2）播量的增幅。由此可见，适当提高播量可以有效提高分蘖数，进而提高冬季饲草鲜重产量，但当播量过大时，冬季饲草鲜重增产效应降低。在方差分析中，播期对饲草产量影响极显著（P＜0.01）；播量对冬季分蘖数影响显著（P＜0.05），对饲草鲜重产量影响极显著（P＜0.01），冬季分蘖数和饲草鲜重产量随播量的增加而增加，但增幅逐渐降低。综上，适当提前播期和增加播量可以有效增加冬季饲草产量。

刈割和播期处理对粮饲兼用作物的株高和生育期等农艺性状均有不同程度的影响[20-21]。本试验中，同一播期条件下，刈割处理比未刈割处理抽穗期晚2 d、蜡熟期没有差异；同一刈割处理条件下，A2（10 月4 日）播期比A1（9 月27 日）播期的抽穗期晚2 d、蜡熟期晚3 d。由此可见，分蘖期适当刈割和提前播期处理对西农136 生育期影响有限，其仍可以按陕西关中地区正常时间收获，并没有因刈割导致生育期大幅延迟的风险，这将为西农136 作为粮饲兼用型小麦推广应用提供重要基础条件。此外，小麦刈割处理后株高显著低于未刈割处理（P＜0.05），且刈割处理中A1（9 月27 日）播期株高显著低于A2（10 月4 日）播期（P＜0.05）。这说明在株高性状上刈割有可能降低生产上倒伏的风险[22]。

小麦的籽粒产量受个体生产能力和群体数量两个方面的影响。在小麦产量构成要素中，单位面积穗数是籽粒高产关键影响因素之一，增加播量是提高单位面积分蘖数进而提高穗数的最有效途径。在一定范围内增加播量可以提高小麦籽粒产量，但超过一定播量后会造成病虫害严重、后期倒伏危害以及籽粒产量减少[23]。适当的栽培措施可以减少刈割后对穗数、千粒重以及穗粒数的影响，以获得更高的籽粒产量[24]。本试验中，同一播期、同一追肥量条件下，随播量的增加，千粒重和穗粒差异不显著（P＞0.05），单位面积穗数呈先上升后下降的趋势。这说明播量对籽粒增产效果存在一定阈值，过高的播量并不能有效增加单位面积穗数。

冬季饲草产量和籽粒产量是衡量小麦粮饲兼用性能的重要参考指标。结合我国国情，粮饲兼用型小麦在保证冬季饲草产量较高的前提下，必须保证后期具有较高的籽粒产量[25]。本研究在不同栽培措施条件下，西农136 粮饲兼用的综合经济效益均高于周麦18单一籽粒收益，进一步表明了小麦粮饲兼用模式的生产优势。其中，A2（10 月4 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量和A1（9 月27 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量两种栽培措施经济效益名列前两位，分别比周麦18单一籽粒增收47.65%和45.65%。两者的区别是A2（10 月4 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量比A1（9 月27 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量的籽粒产量高16.79%；A1（9 月27 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量比A2（10 月4 日）播期、B2（（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量的冬季饲草鲜重产量高37.59%。农户可以根据生产需求选择适宜栽培措施。

4 结论

综上，西农136 适宜作为粮饲兼用型小麦在陕西关中地区种植。对于粮饲经济效益最高的两种栽培措施，农户可以根据生产需求选择最适宜的栽培措施。如果侧重饲草需求，优先选择栽培措施A1（9 月27 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量；如果侧重籽粒需求，优先选择栽培措施A2（10 月4 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量。