成都平原地區4 個高丹草品種的生產性能比較

丁 瓊，解關琦，張 歡，班琦沁，路曉雯，王小珊，黃琳凱

（四川農業大學草業科技學院, 四川 成都 611130）

2016 年，我國推行糧改飼政策，著重于引導種植優質飼草料，發展草食畜牧業[1]。高丹草（Sorghumbicolor×S.sudanense)是 高 粱（S.bicolor)和 蘇 丹 草（S.sudanense)雜交的一年生禾本科飼草，具抗旱、耐寒、耐瘠性、抗逆性強等特性，適宜于氣候比較冷涼的地區。其綜合了飼用高粱和蘇丹草兩者的優點，雜種優勢明顯，既保留了飼用高粱產草量高、含糖量高的特點，又具備了蘇丹草分蘗多、再生性強、葉量豐富、木質素含量低的特性[2-5]，因此可作為畜禽的優質飼草。高丹草應用性廣泛，可直接刈割后飼喂家畜，也可用于調制干草或青貯[6]。

近年來許多學者已經在高丹草的雜交育種領域進行了大量研究。成功選育出高產優質的皖草系列品種‘皖草2 號’、‘皖草3 號’[7-8]，蒙農系列[9]。此外，很多學者也在各地進行了不同高丹草品種的比較試驗，例如在寧夏黃灌區對引進的5 個褐色中脈（brown midrib, BMR)高丹草和常規高丹草品種進行了生產性能和營養品質比較試驗，發現適宜于寧夏黃灌區種植的BMR 高丹草順序是‘BMRG4’ ＞‘BMRG3’ ＞ ‘BMRG2’ ＞ ‘BMRG6’ ＞ ‘BMRG5’[10]；在內蒙古土默特地區的5 個高丹草品種的比較試驗發現，綜合利用價值最優的高丹草品種為‘JC-008’[11]。除了育種和品種比較之外，對高丹草的其他方面也有大量研究，比如青貯加工[4]。

目前成都平原地區不同品種高丹草的產量差異及生物學特性仍不清楚，因此本研究通過品種比較試驗，分析不同高丹草品種的生長差異，旨在篩選出在當地適應性好、高產優質的高丹草品種，以期為高丹草大面積推廣栽培提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于成都市崇州市榿泉鎮四川農業大學草學系試驗基地，屬于亞熱帶濕潤季風氣候，海拔560 m，相對濕度84%，土壤為紫色土，pH 為6.2。土壤有效磷含量1.807 mg·kg-1，有效氮含量52 mg·kg-1，有效鉀含量79 mg·kg-1。2018 — 2020 年試驗地氣溫與降水量分布如圖1 所示。

圖1 2018 - 2020 年試驗地月平均氣溫與月降水量Figure 1 Monthly mean air temperature and monthly precipitation of experimental area from 2018 to 2020

1.2 試驗材料

參試材料共4 個品種，分別為‘蜀草1 號’、‘冀草2 號’、‘JC-008’、‘JC-009’（表1)。

表1 4 個參試高丹草品種信息Table 1 Sources of four Sorghum bicolor × S.sudanense cultivars assessed

1.3 試驗設計

試驗采用隨機區組設計，共4 個品種，每個品種3 個重復，共12 個試驗小區，其中每個小區面積30 m2（4 m × 7.5 m)，小區間距50 cm，過道100 cm。人工條播，行距40 cm，播種量為每小區150 g，播后覆土，播種前施入復合肥500 kg·hm-2作為底肥，試驗地四周設置1 m 保護行。每個品種設一個物候區，物候區面積為15 m2（ 3 m × 5 m)，共4 個小區。在整個生長期，適時除草、施肥以及灌溉。

1.4 觀測指標及方法

1.4.1 物候期觀測

出苗期、分蘗期、拔節期、孕穗期、抽穗期以50%的植株達到各生育時期為標準。

1.4.2 主要農藝性狀測定

在多數品種進入抽穗期后，各小區隨機選取5 株植株進行株高、葉片數、分蘗數、葉寬的測量。

株高：測定基部到頂端的絕對高度。

葉片數：計數單株除枯黃萎蔫外的所有葉片。

分蘗數：計數單株的有效分蘗。

葉寬：測量植株從上往下第3 葉片中部的最大寬度。

1.4.3 產量測定

干草產量：先除去每個小區兩側邊行及小區兩頭各50 cm 以內的植株，然后全部刈割，留茬高度15 cm，稱取每個小區面積內的鮮草重，即鮮草產量。每個品種再隨機稱取混合鮮樣1 kg，120 ℃殺青1 h，再65 ℃烘干至恒重后稱重，折算干草產量，每個品種重復3 次。

1.4.4 莖葉比測定

莖葉比：測定草產量的同時，隨機稱取1 000 g混合鮮樣品，把莖與葉分開（葉鞘算作莖，穗算作葉)， 65 ℃烘干至恒重后稱重，計算莖葉比，每個品種重復3 次。

1.5 灰色關聯度分析法

根據灰色系統理論，將4 個高丹草參試品種看成一個灰色系統，而每個品種是這個系統中的一個因素[12]。先構建一個參考品種，以每個性狀的最優值所構成的數列為參考數列X0，以參試品種的各個性狀所構成的數列為比較數列Xi，計算各參試品種與參考品種之間的關聯度，從而確定參試品種的優劣。

1.5.1 數據無量綱化處理

無量綱化時，正向指標按X′i（k) =Xi（k) /X0（k)處理，而反向指標為X′i（k) =X0（k) /Xi（k)，根據無量綱化處理所得到的數據求各點絕對差值Δi（k) ＝｜X0（k)－Xi（k)｜，式中：i為品種編號，k為性狀。

1.5.2 關聯系數計算

式中：miniminkΔi（k)為二級最小差；maximaxkΔi（k)為二級最大差；ρ為分辨系數，范圍0～1，此處取值0.5。

1.5.3 關聯度計算

式中： γk為各性狀指標的等權關聯度。

1.6 數據處理

采用SPSS 25 軟件進行數據統計，對主要農藝性狀、干草產量及莖葉比進行單因素方差分析，并用LSD 最小顯著差異法對各處理進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 物候期

對于成都平原地區來說，4 個高丹草品種進入各個物候期的時間存在一定差異，各個品種的出苗期、分蘗期差異不大，6～8 d 即可出苗，6 月初進入分蘗期，6 月下旬或7 月初到拔節期，‘蜀草1 號’相對早熟，在7 月中旬就已經抽穗，‘冀草2 號’和‘JC-008’在7 月底或8 月初進入抽穗期，‘JC-009’最晚進入抽穗期，營養生長期最長（表2)。

表2 不同高丹草品種的物候期Table 2 Phenological stage of different cultivars of Sorghum bicolor × S.sudanense

2.2 主要農藝性狀比較

不同高丹草品種，因其自身的遺傳特性不同，農藝性狀間也存在一定差異。‘蜀草1 號’和‘冀草2 號’的株高相同，為2.85 m，顯著高于最低的‘JC-008’ （P＜0.05)；‘JC-009’的葉片數最多，為11.73 片，與‘蜀草1 號’的葉片數（11.13 片)差異不顯著（P＞ 0.05)，‘冀草2 號’的葉片數僅為7.73 片，顯著低于其他品種；‘JC-009’的分蘗數最多，為10.20 個，顯著高于其他品種，‘JC-008’的分蘗數最少，為6.47 個，與‘蜀草1 號’、‘冀草2 號’差異不顯著（P＞ 0.05)；‘JC-009’、‘JC-008’、‘冀草2 號’的葉寬分別為5.25、5.19 和4.95 cm，三者之間差異不顯著，但顯著高于‘蜀草1 號’（表3)。

表3 不同高丹草品種的株高、葉片數、分蘗數和葉寬Table 3 Plant height, leaf number, tiller number, and leaf width of different cultivars of Sorghum bicolor × S.sudanense

2.3 干草產量對比分析

不同年份各品種的干草產量也存在一定差異（表4)。2018 年‘JC-009’的年干草產量最高，為13 143.53 kg·hm-2，分別比‘蜀草1 號’、‘冀草2 號’、‘JC-008’高11.78%、30.57%、15.13%，其中‘JC-009’的年干草產量顯著高于‘冀草2 號’（P＜ 0.05)；2019 年‘JC-009’的年干草產量也最高，達16 038.39 kg·hm-2，顯著高于其他品種（P＜0.05)，‘JC-008’的年產量最低，為 11 317.38 kg·hm-2；2020 年年干草產量最高的品種同樣是‘JC-009’，為15 848.16 kg·hm-2，與‘蜀草1 號’的年產量（14 437.79 kg·hm-2)差異不顯著（P＞ 0.05)，‘冀草2 號’的年產量最低，為11 330.74 kg·hm-2，顯著低于其他品種（P＜0.05)。比較3 年總產量可以看出，第3 年與第2 年的高丹草干草產量相對高于第1 年，3 年中干草產量最高的均是‘JC-009’，而其他品種均有一定波動。

表4 參試各品種的干草產量Table 4 Hay grass yield of tested cultivars

3 年平均干草產量表現為‘JC-009’ ＞ ‘蜀草1 號’ ＞‘JC-008’ ＞ ‘冀草2 號’，其中‘JC-009’的干草產量顯著高于‘冀草2 號’與‘JC-008’（P＜ 0.05)。

2.4 莖葉比比較

4 個參試高丹草品種的莖葉比在1.04～1.68（圖2)，其中‘JC-009’的莖葉比最小，顯著小于其他品種（P＜ 0.05)，‘JC-008’和‘蜀草1 號’的莖葉比相等，顯著高于‘JC-009’和‘冀草2 號’（P ＜0.05)。

圖2 不同高丹草品種的莖葉比Figure 2 Stem to leaf ratio of different cultivars of Sorghum bicolor × S.sudanense

2.5 農藝性狀、草產量的灰色關聯度分析

2.5.1 數據無量綱化處理

本研究中參考品種各性狀為株高2.85 m，葉片數11.73 片，分蘗數10.20 個，葉寬5.25 cm，鮮草產量78 202.22 kg·hm-2，干草產量15 010.02 kg·hm-2，莖葉比1.04。將所有性狀指標無量綱化（表5)。

表5 數據無量綱化Table 5 Dimensionless processing of data

關聯系數反映了參考品種與參試品種性狀之間的緊密程度，根據各性狀指標的絕對差值計算出各指標的關聯系數值（表6)。

表6 各指標關聯系數值Table 6 Correlation coefficient value of each index

2.5.2 關聯度計算

計算出各高丹草品種的等權關聯度，但只在各性狀同等重要的情況下，等權關聯度才可以評價不同品種的優劣。事實上各性狀的重要性不同，應根據其重要程度賦予不同的權重系數[13]。因此根據各性狀指標的關聯系數計算出性狀指標的等權關聯度和權重系數（表7)，進而求出品種間的加權關聯度（表8)。加權關聯度能夠真實地反映出各參試品種與參考品種之間的差異，加權關聯度越大，越接近參考品種，反之則差異越大[14]。結果表明，4 個高丹草品種的加權關聯度表現為‘JC-009’ ＞ ‘冀草2 號’ ＞ ‘蜀草1 號’ ＞ ‘JC-008’。

表7 各性狀指標的關聯度和權重系數Table 7 Correlation degree and weight coefficient of each character index

表8 不同高丹草品種間的關聯度及排序Table 8 Correlation degree and rank of different cultivars of Sorghum bicolor × S.sudanense

3 討論與結論

觀察牧草物候期可了解不同品種在一定區域內各時期的生長發育特性以及與環境條件的關系，這為分析引種成效與確定刈割期提供了重要的參考依據[15]。本研究表明，參與品比的4 個高丹草品種物候期存在一定差異，‘蜀草1 號’生長最迅速，生育期最短，其次是‘冀草2 號’與‘JC-008’，兩者生育期相似，‘JC-009’最晚進入抽穗期，營養生長期最長。總之，4 個品種在成都地區均能正常生長，完成整個生育期。在3 年的試驗中，發現各品種每年物候期與農藝性狀差異不大，進而物候期與農藝性狀主要測定了2018 年的數據。

株高、葉片數、分蘗數等與產量顯著正相關，是重要的草產量構成性狀[16]。本研究中‘JC-009’具有較高的株高、葉片數、分蘗數和葉寬，同時也具有最高的鮮草產量與干草產量，這也說明株高、葉片數等與產量密切相關。莖葉比是飼草品質評價中的重要指標之一，很大程度上決定了飼草的適口性，莖葉比越小，說明葉的比重越大，飼草品質則越好[17]。草產量是評價高丹草品種優劣的重要指標，本研究于2018 年5 月開始播種，通過對4 個高丹草品種3 年的產量測定發現，‘JC-009’的產量最高。而范美超[11]在內蒙古地區的高丹草品種比較試驗中發現‘JC-008’的產量高于‘JC-009’，與本研究結果不同，這可能是因為‘JC-009’更適應成都平原地區的生長環境和氣候條件。4 個品種的產量差異較大，也可能是因為本研究是以多數品種進入抽穗期時統一刈割測產，進而使生育期短的品種錯過最佳刈割

期。劉建寧等[18]發現高丹草的鮮草和干草產量分別于拔節末期和孕穗期最大。在2020 年第2 茬時，高丹草的干草產量明顯高于2018 年與2019 年第2 茬，這可能與2020 年降水量多有關。

應用灰色系統理論對原始數據進行處理，具有計算簡便和量化程度高等優點[19]，有利于對不同指標進行綜合分析[20]，能夠較全面地反映一個品種綜合生產性能的優劣。本研究對4 個高丹草品種的部分農藝性狀、草產量進行灰色關聯度分析，結果表明，株高在灰色系統中權重最大，對品種適應性起著較重要的作用，等權關聯度和加權關聯度的評價結果相同，綜合生產性能表現最好的品種是‘JC-009’。

通過對高丹草的品比試驗，綜合得出參試品種均能在成都地區良好生長，其中‘JC-009’的主要農藝性狀和綜合評價均表現良好，適合在成都平原進一步推廣種植。