周兰兰,李明军,杨红娟,何振富,李风庆,马 玲,毛玉萍*
(1.甘肃省甘南州农业科学研究所,甘肃 合作 747000;2.甘肃省农业科学院 蓄草与绿色农业研究所,甘肃 兰州 730070)
小黑麦是由小麦属(Triticum)和黑麦属(Secale)物种经属间有性杂交和杂种染色体数加倍而人工结合成的新物种,具有较强的耐盐、耐寒、耐旱、耐贫瘠特性,且抗逆性强、适应性广[1]。饲用小黑麦产量高,适口性好,牲畜喜食,是一种具有较高营养价值的饲草作物[2],在整个生长期内发生虫害少,不需要喷洒农药,可以实现优质饲料的绿色生产[3-5]。随着畜牧业的发展,饲料需求量不断增大,在撂荒地种植小黑麦可以解决粮饲争地问题。小黑麦已在高寒牧区示范推广,并且取得了良好的效益[6-7]。
研究表明,氮肥施用量和播种密度对小黑麦产量和品质有显著影响[8]。播种方式、播种密度、有机肥施用量对小黑麦的研究尚未报道,且在高寒牧区对小黑麦干草产量和营养品质的研究较少[9-11]。本研究以甘南州农业科学研究所2020年饲草品比试验筛选出的优质饲草小黑麦藏饲1 号为材料[12],进行优质饲草栽培试验。通过对不同处理生育期、农艺性状、草产量和营养成分含量进行测定和分析,探究小黑麦最优栽培技术,为优质饲草小黑麦藏饲1号大面积生产和推广种植提供科学依据。
试验于2021年4月—10月进行,试验地设在甘肃省合作市卡加曼乡新集村甘南州农业科学研究所综合试验站(35°08′80″N,102°91′60″E)。试验地地处合作市北部,地势东北高、西南低,平均海拔2737 m,年平均气温3.0 ℃,生育期4—8月平均气温为10.4 ℃,降水量为282.8 mm,日照时数为878.6 h,无霜期6月5日—8月26日为83 d,耕种亚高山草甸草原土,旱川地,地力中等,前茬青稞,试验于4月18日播种。
播前0~20 cm 土壤全氮1.46 g/kg,有效磷13.92 mg/kg,速效钾255.00 mg/kg,碱解氮101.00 mg/kg,铵态氮15.79 mg/kg,pH 值8.58;20~40 cm 土壤全氮1.45 g/kg,有效磷11.95 mg/kg,速效钾228.00 mg/kg,碱解氮94.00 mg/kg,铵态氮2.87 mg/kg,pH值8.60。
试验选用甘肃农业大学选育出的优质饲草小黑麦藏饲1 号品种,种子由甘南州农业科学研究所提供。
试验各设18 个处理,即播种方式设A1(条播)和A2(撒播)两个水平,密度设B1(15 kg/667 m2)、B2(17.5 kg/667 m2)、B3(20 kg/667 m2)3 个水平,施肥量C1(800 kg/667 m2)、C2(1000 kg/667 m2)、C3(1200 kg/667 m2)3 个水平,随机区组排列,每个品种(系)设3 次重复,小区面积10 m2(2.5 m×4 m),条播10行区,行距0.25 m,参试肥料为有机肥,试验田周围种植1 m保护行。
1.4.1 生育期测定
栽培试验期间详细记录小黑麦各个生育时期。
1.4.2 株高测定
开花期每个小区选取代表性植株10 株,测量每株株高,取其平均值作为该小区饲草的株高。
1.4.3 草产量测定
开花期刈割每个小区,除去边行50 cm 的所有植株地上部分,称质量得小区鲜草产量。从每个小区分别取鲜样250 kg,105 ℃烘箱中杀青1 h,然后在60 ℃烘箱中烘12 h,称干草质量,计算出干鲜比,然后以250 kg鲜草烘干的干草质量计算小区干草质量。
1.4.4 营养品质测定
对各处理植株分别进行取样测定分析,全部在收获时取样。采用直接干燥法、凯氏定氮法、灼烧法、残余法、过滤法、原子吸收分光光谱法、酸溶—钒钼黄比色法分别测定小黑麦干基水分(DM)、粗蛋白(CP)、粗灰分(CA)、粗脂肪(EE)、粗纤维(CF)、钙(Ca)、总磷(P)。
采用软件Microsoft Excel 2007 和SPSS17.0 对不同处理小黑麦干草产量及营养品质进行方差分析;有显著差异后用Duncan法进行多重比较。
小黑麦藏饲1号栽培试验物候期见表1,由表1可知,各处理5月6日—5月8日出苗,出苗整齐。5月23日—5月29日进入分蘖期,6月18日—6月21日进入拔节期,7月1日—7月5日进入孕穗期,8月16日—8月19日成熟。各处理生育天数在120~123 d 之间,不同处理小黑麦生育期没有明显差异。
表1 小黑麦藏饲1号栽培试验物候期
小黑麦藏饲1 号栽培试验株高见表2,由表2可知,各处理间株高存在显著差异(p<0.05),A2B3C1株高最高为1.64 m,A1B3C2株高居第2,值为1.63 m,处理A2B3C1株高显著高于其余各处理,处理A1B3C1株高最低为1.34 m。
表2 小黑麦藏饲1号栽培试验株高比较
各处理折合每667 m2产量(以干质量计算)在196.1-279.7 kg/667 m2之间,A1B2C3产量居首位,折合279.7 kg/667 m2;A1B3C3产量居第2 位,折合271.6 kg/667 m2;A1B1C1产量居第3位,折合265.4 kg/667 m2;A1B3C2产量居第4 位,折合264.3 kg/667 m2;A2B1C1产量居第5 位,折合252.3 kg/667 m2;A2B1C2产量最低,折合196.1 kg/667 m2(表3)。
表3 小黑麦藏饲1号栽培试验产量结果表
经方差分析,区组间、播种方式(A)间、密度(B)间、肥料(C)间产量差异均不显著(表4),说明:①区组间产量差异不明显,土壤肥力均匀;②密度间产量差异不明显,4 种密度水平下,密度多少对产量高低影响不显著;③肥料间产量差异不显著,3 种肥料水平下,施肥水平高低对产量的影响没有达到显著水平。
表4 小黑麦藏饲1号栽培试验产量结果方差分析
条播和撒播小区平均产量分别为12.71 kg/10 m2和11.92 kg/10 m2,密度B1、B2、B3水平下平均产量为11.97 kg/10 m2,13.0 kg/10 m2,11.98 kg/10 m2,施肥量C1、C2、C3水平下平均产量为11.75 kg/10 m2,12.36 kg/10 m2,12.84 kg/10 m2。可见,条播产量高于撒播,密度为B2(17.5 kg/667 m2)产量较高,施肥量为1200 kg/667 m2产量较高。
交互作用结果表明(表5、表6、表7、表8),播种方式A1水平下,密度为17.5 kg/667 m2,施肥量为1200 kg/667 m2,即A1B2C3产量较高,随着施肥量增加,产量增加。
表5 播种方式×密度×施肥量交互作用分析
表6 播种方式×密度交互作用分析
表7 播种方式×施肥量交互作用分析
表8 密度×施肥量交互作用分析
小黑麦藏饲1号栽培试验营养品质结果见表9,可知,由表9 不同处理小黑麦干基水分含量差异不明显(p>0.05),各处理含水量在2.86%~3.93%之间,从高到低依次为处理A1B1C1、处理A1B3C1、处理A2B2C3。小黑麦干基粗蛋白含量在1.67%~3.59%之间,从高到低依次为处理A1B2C3、处理A1B3C3、处理A1B1C1,且处理A1B2C3和处理A1B3C3粗蛋白含量显著高于其余各处理(p<0.05)。小黑麦干基粗灰分含量在5.81%~8.93%之间,从低到高依次为处理A1B2C3、处理A1B3C3、处理A1B1C1。小黑麦粗脂肪含量在0.87%~1.35% 之间,从高到低依次为处理A1B3C2、处理A1B1C1、处理A1B3C3。小黑麦干基粗纤维含量在32.53%~38.60%之间,从低到高依次为处理A1B2C3、处理A1B3C3、处理A2B2C2。小黑麦干基无氮浸出物含量在47.23%~53.47%之间,从低到高依次为处理A1B2C3、处理A1B3C3、处理A2B2C2。小黑麦钙含量和总磷含量各处理间差异不显著(p>0.05)。
表9 小黑麦藏饲1号栽培试验营养品质比较表
综上所述,处理A1B2C3粗蛋白、粗脂肪、无氮浸出物含量较高,而粗灰分和粗纤维含量较低,钙磷含量相当。因此,处理A1B2C3为最优组合,其营养品质最高。
播种方式、播种密度、施肥量是影响饲草产量和品质的重要因素,在适宜的播种方式,最佳的播种密度和施肥量条件下,饲草产量和品质较高。
小黑麦是一种杂交而成的禾本科牧草,抗逆性强,能够在贫瘠环境中正常生长,草产量较高[13-14]。作为一种新型饲料作物,佟桂芝等[15]研究认为,小黑麦秸秆产量高于小麦。相关研究表明,小黑麦在高寒牧区的干草产量表现为12.96-18.78 t/hm2[16-17],小黑麦的干草产量与播种方式、播种密度及施肥量密切相关[18-19]。本试验研究结果表明,不同处理小黑麦藏饲1 号干草产量之间差异不显著,A1B2C3干草产量最高为279.7 kg/667 m2。交互作用结果分析可知,条播小黑麦干草产量高于撒播;不同密度处理下,小黑麦干草产量不同,密度为17.5 kg/667 m2时,干草产量最高;不同有机肥施用量条件下,小黑麦干草产量不同,且随着施肥量的增加,干草产量逐渐增高。综合以上分析可知,小黑麦藏饲1 号在条播条件下,播种密度为17.5 kg/667 m2,有机肥施用量为1200 kg/667 m2时,田间表现良好,株高适中,干草产量最高。
粗蛋白是评价饲草营养品质的重要指标,其含量越高,营养价值越好[20-21]。粗脂肪是饲草料中主要储备能量的物质之一,为家畜提供热量,是评价饲草营养品质的指标之一[22-24]。粗灰分是给牲畜补充矿物质的无机物[25-26],一般饲草粗灰分含量越高,说明矿物质含量越高[27],而饲草中粗灰分含量越低,营养品质越好[28]。粗纤维也是评价饲草品质的重要指标,其含量越低,饲草适口性越好,牲畜越容易消化,消化率越高[29]。本试验结果表明,小黑麦不同处理下粗蛋白、粗灰分、粗脂肪、粗纤维、无氮浸出物含量之间均存在显著差异(p<0.05)。在本研究中,处理A1B2C3小黑麦营养品质最好,粗蛋白为3.59%,粗脂肪含量为1.26%,无氮浸出物含量为53.47%,粗灰分含量为5.8%,粗纤维含量为32.53%,表现为粗蛋白、粗脂肪、无氮浸出物含量均较高,而粗灰分和粗纤维含量均较低,营养品质较好。
本研结果表明,小黑麦藏饲1 号在条播条件下,播种密度为17.5 kg/666.7 m2,有机肥施用量为1200 kg/666.7 m2时,其干草产量高,粗蛋白、粗脂肪、无氮浸出物含量高,粗灰分、粗纤维含量低,营养品质高,为最佳栽培模式。