天津地區(qū)飼用高粱屬作物品種生長適應性比較

張一為,王鴻英,王顯國,孟慶江,王振國,曹學浩,鄭桂亮,孫志強

(1.天津市農(nóng)業(yè)發(fā)展服務中心，天津 300061；2.中國農(nóng)業(yè)大學草業(yè)科學與技術學院，北京 100193；3.通遼市農(nóng)業(yè)科學研究院,內(nèi)蒙古 通遼 028015)

飼用高粱屬(Sorghum)作物，是畜牧業(yè)一種良好的飼草[1]。隨著我國畜牧業(yè)的發(fā)展，對粗飼料的要求日漸增加，開發(fā)和利用優(yōu)質粗飼料可以緩解畜多草少的壓力，也可以促進節(jié)糧型畜牧業(yè)的發(fā)展。研究表明，大多數(shù)飼用高粱屬作物具有產(chǎn)量高、品質好、抗逆性強、適應性廣等特點[2]。其中，蘇丹草分蘗能力強、再生性好、營養(yǎng)價值高、適口性好[3]；高丹草莖稈細，莖葉柔軟，再生性好[4]；飼用甜高粱產(chǎn)量高，抗性好，且具有較高的碳水化合物[5]。飼用高粱屬作物既可做牧草放牧，又可刈割做青飼、青貯或調制干草，具有較大開發(fā)價值[6]。

近年來，隨著糧改飼政策的實施與節(jié)糧型草牧業(yè)的發(fā)展，飼用高粱屬作物作為高產(chǎn)優(yōu)質的飼草已經(jīng)得到廣泛關注[7]。國內(nèi)外學者對飼用高粱屬作物的飼草化利用開展了大量的研究，主要集中于飼草高粱屬作物的栽培技術、生產(chǎn)性能、營養(yǎng)品質和飼用價值等方面[8-10]。美國、澳大利亞、新西蘭、印度等國家都有種植飼用甜高粱[11]，美國對飼用高粱屬的研究較早，且是世界上高粱生產(chǎn)大國之一，其70%的飼用高粱和青貯高粱都用于養(yǎng)殖業(yè)[12]。目前，我國各地為滿足家畜對飼草料的需求而加大育種和引種力度，并對適合各地區(qū)的栽培和利用技術進行深入研究[13]。我國飼用高粱屬作物品種繁多，不同地區(qū)適應種植的品種各異。劉庭玉等[14]對不同品種飼用高粱在內(nèi)蒙古科爾沁地區(qū)的適應性進行了相關研究，篩選出了當?shù)剡m用的飼用高粱屬品種。莫負濤等[15]研究也表明，不同飼用高粱品種在不同地域的表現(xiàn)性狀完全不同。目前，天津及周邊地區(qū)的飼用高粱屬作物的適應性比較報道較少。因此，本研究收集了21個國內(nèi)應用的飼用高粱屬作物品種，通過比較其物候期、株高、莖葉比、鮮草產(chǎn)量、干草產(chǎn)量、干鮮比等農(nóng)藝性狀，初步篩選適應天津地區(qū)種植的飼用高粱屬作物品種，為進一步的品種篩選縮小范圍，最終為形成適合天津及周邊地區(qū)飼用高粱屬作物品種的種植利用模式提供參考。

1 材料和方法

1.1 供試材料

本試驗選用材料的具體情況見表1。

表1 供試材料

1.2 試驗地點

試驗于2019年6～10月在天津市寧河區(qū)(N 39°33′，E 117°82′)實驗林場進行。該地年均溫11℃，平均濕度66%。最低氣溫-5.8℃，出現(xiàn)在1月，最高氣溫25.7℃，出現(xiàn)在7月。平均年降水量為600 mm，其中70%的降水集中在6、7和8月。全年無霜期240 d。試驗地土壤肥力中等且均勻。

1.3 試驗設計

試驗選擇21個飼用高粱屬作物品種，于2019年6月將供試品種進行人工播種。試驗采用隨機區(qū)組設計，3次重復，同一區(qū)組布置在同一地塊，試驗地四周設1 m保護行。采用條播，行距0.5 m，每小區(qū)播種6行，播種深度2～3 cm，播后鎮(zhèn)壓，三葉期間苗，五葉期定苗，定苗后株距保證在0.2 m。小區(qū)面積30 m2(長6 m×寬5 m)。播前澆好底墑水，底肥復合肥600 kg/hm2。拔節(jié)及灌漿期統(tǒng)一追肥灌水，追施尿素22.5 kg/hm2，中耕除草，供試材料在抽穗期統(tǒng)計相關性狀，刈割時留茬高度15 cm。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 物候期觀測 主要包括播種期、出苗期、分蘗期、拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、開花期。

1.4.2 農(nóng)藝性狀和生物學產(chǎn)量的測定 (1)株高：測量從植株底部到植株最高部位的絕對高度。測量時每小區(qū)選取5株，求平均值。(2)莖葉比：刈割時每小區(qū)取代表性植株2～3株，人工將其莖、葉(包括花序和穗)分開，待自然風干后各自稱重，莖葉比=風干后莖的重量/風干后葉的重量。(3)鮮草產(chǎn)量測定：抽穗期測定產(chǎn)量，測產(chǎn)時去掉小區(qū)兩側邊行及行頭0.5 m，收中間4行，長5 m×寬2 m(10 m2)的植株鮮草重。(4)干鮮比：刈割時每小區(qū)取代表性植株2～3株，稱鮮重，將莖稈壓破，待自然風干后稱其干重，計算干鮮比(干鮮比=植株總干重/植株總鮮重)。(5)干草產(chǎn)量測定：根據(jù)鮮草產(chǎn)量和干鮮比進行計算得出干草產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法

數(shù)據(jù)采用Excel 2007進行整理，采用SPSS 19.0統(tǒng)計分析軟件進行單因素方差分析和聚類分析。P<0.01為差異極顯著，P<0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 不同飼用高粱屬作物品種物候期比較

參試的21個飼用高粱屬作物品種的物候期出現(xiàn)明顯差異(表2)。冀草6號、晉牧1號、晉牧3號、飼用高粱BMR3631的出苗期較早，較其他品種早2～3 d。遼甜1號、高優(yōu)123、海獅、光明星4個品種的分蘗期最晚(6月29日)，大部分品種的分蘗期集中于6月25日，即播種21 d后分蘗。拔節(jié)期普遍在6月30日左右，即播種26 d后拔節(jié)。同樣，遼甜1號、高優(yōu)123、海獅、光明星4個品種的拔節(jié)期晚1～2 d，于7月2日觀察到拔節(jié)。相比于出苗期、分蘗期、拔節(jié)期而言，21個參試飼用高粱屬作物品種在孕穗期、抽穗期、開花期表現(xiàn)出更明顯的差異。晉牧1號、晉牧3號的孕穗期、抽穗期、開花期均較早，分別為8月20日、8月28(27)日和9月6日。光明星、甘露400的孕穗期、抽穗期、開花期較晚，分別為9月25日、10月2日和10月12日。品種之間物候期時間差異最大者超過30 d(表2)。

表2 21個飼用高粱屬作物品種的生育時期

2.2 不同飼用高粱屬作物品種農(nóng)藝性狀比較

供試品種的農(nóng)藝性狀在品種間均存在不同程度的差異。不同品種的株高為137.67～372.33 cm，不同品種間存在顯著差異(P<0.05)，其中遼甜13號的株高最大(372.33 cm)，其次為遼甜6號、通甜1號、蘇丹草A535XR43-02、蘇丹草A506XR43-03和遼甜3號。金冠品種的株高最小(137.67 cm)，顯著低于除高優(yōu)123外的其他參試品種(P<0.05)。各個品種的葉干重和莖干重占總干物質重的比值有顯著差異(P<0.05)。其中，蘇丹草A506XR10-10的葉干重/總重的比值最大，依次是金冠和高優(yōu)123，其葉干重/總重的比值均高于40%。莖干重/葉重比值最高的依次是蘇丹草A535XR43-02、遼甜13號、遼甜1號。參試飼用高粱品種的莖葉比為1.07～3.26(表3)。

表3 21個飼用高粱屬作物品種的農(nóng)藝性狀比較

2.3 不同飼用高粱屬作物品種生物學產(chǎn)量比較

參試品種的鮮草產(chǎn)量為12.55～63.35 kg/(10 m2)，其中遼甜13號的鮮草產(chǎn)量最高，其次是遼甜3號、遼甜1號、通甜1號、遼甜6號。而高優(yōu)123的鮮草產(chǎn)量最低，僅為12.55 kg/(10 m2)，約為遼甜13號鮮草產(chǎn)量的80%(表4)。參試品種的干鮮比有顯著差異(P<0.05)，其中海獅、蘇丹草A535XR43-02和高優(yōu)123的干鮮比均超過50%，晉牧1號的干鮮比最小，為25.49%。21個參試飼用高粱屬作物品種的干草產(chǎn)量有顯著差異(P<0.05)。干草產(chǎn)量排在前三位的是遼甜13號、遼甜3號和蘇丹草A535XR43-02，排在后三位的是金冠、飼用高粱FS3501、高優(yōu)123。

表4 21個飼用高粱品種的生物學產(chǎn)量比較

2.4 21個飼用高粱屬作物品種適應性的聚類分析

以參試品種的株高、葉干重占總干重比值、莖干重占總干重比值、莖葉比、鮮草產(chǎn)量、干鮮比、干草產(chǎn)量作為分析變量，采用歐氏距離法對21個參試品種進行聚類分析(圖1)。當取距離等于10時，可將21個品種分為4類，分別是遼甜6號、通甜1號、遼甜13號、蘇丹草A535XR43-02、蘇丹草A506XR43-03、冀草2號、冀草8號、遼甜1號和遼甜3號為1類；晉牧3號、甘露400和海獅為1類；冀草6號、蘇丹草A506XR51-01、光明星、晉牧1號、飼用高粱BMR3631、高優(yōu)123、飼用高粱FS3501和蘇丹草A506XR10-10為1類；金冠單獨為1類。當取距離為15時，可將21個品種分為3類，分別是遼甜6號、通甜1號、遼甜13號、蘇丹草A535XR43-02、蘇丹草A506XR43-03、冀草2號、冀草8號、遼甜1號、遼甜3號、晉牧3號、甘露400和海獅為1類；冀草6號、蘇丹草A506XR51-01、光明星、晉牧1號、飼用高粱BMR3631、高優(yōu)123、飼用高粱FS3501和蘇丹草A506XR10-10為1類；金冠單獨為1類。綜合各個指標整體分析，遼甜6號、通甜1號、遼甜13號、蘇丹草A535XR43-02、蘇丹草A506XR43-03、冀草2號、冀草8號、遼甜1號和遼甜3號類群在天津地區(qū)有較好的適應性(圖1)。

圖1 21個飼用高粱屬作物品種的聚類分析Fig.1 Cluster analysis of 21 sorghum cultivars

3 討論

生育期的長短是作物生長發(fā)育的一個重要指標，與干物質的積累密切相關，既影響作物在當?shù)啬芊裢瓿烧麄€生育期，又影響生產(chǎn)性能，同時在一定程度上還影響經(jīng)濟效益[16]。不同飼用高粱屬作物品種在天津地區(qū)的生育期存在一定的差異，這與王曉龍等[17]、柯梅等[18]對飼用高粱屬作物的品種的比較試驗結果一致。另外，筆者發(fā)現(xiàn)，所有參試品種的出苗期、分蘗期、拔節(jié)期的時間差異較小，材料間在孕穗期后開始出現(xiàn)明顯差異。這與柯梅等[18]的研究結果類似，飼用高粱屬作物品種間物候期的差異大多存在于孕穗期之后。晉牧1號、晉牧3號、飼用高粱FS3501和金冠的孕穗期、抽穗期、開花期均顯著早于其他品種。而光明星、甘露400等品種的孕穗期較晚，時間相差超過30 d。晚熟品種生育期較長，營養(yǎng)生長的天數(shù)也比較長，一次收割時具有一定的產(chǎn)量優(yōu)勢，早熟品種則應考慮多茬收割的利用方式[19]。株高是飼用高粱屬作物重要的農(nóng)藝性狀，也是影響產(chǎn)量的重要因素[20]。本試驗中遼甜1、3、6、13號、通甜1號和蘇丹草A535XR43-02等品種有較大的株高，同時也具有較高的鮮草產(chǎn)量和干草產(chǎn)量。干鮮比和莖葉比通常是評定飼草產(chǎn)量和質量的重要指標之一[21]。干鮮比和莖葉比越低，則適口性越好，但同時意味著干草產(chǎn)量也隨之降低[22]。本試驗中金冠品種的干鮮比和莖葉比較低，但其株高和產(chǎn)量均最低。產(chǎn)量是衡量飼草經(jīng)濟價值的最重要的指標，受品種、生長環(huán)境、管理措施等因素的影響，也與其利用方式有關，其中品種對產(chǎn)量的影響最大[23]。本次試驗，21個飼用高粱屬作物的干草產(chǎn)量為3 698.55～27 733.80 kg/hm2，其中遼甜1、3、6、13號、蘇丹草A535XR43-02品種的產(chǎn)量均排在前5位，產(chǎn)量均大于20 000 kg/hm2。對于種植者而言，飼草品種的選擇更傾向于選擇植株高大、產(chǎn)量高的品種，對于養(yǎng)殖者而言，他們更關注的是飼草的品質[24]。因此，除農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量以外，不同品種飼用高粱屬作物的品質也應進一步探討。

21個參試飼用高粱屬作物品種的不同性狀對天津地區(qū)的適應性出現(xiàn)差異。通過聚類分析，可以將綜合性能相對接近的品種聚為一個類群[25]。本次聚類分析是根據(jù)株高、莖葉比、鮮干比、產(chǎn)量等指標進行的，聚類結果在生產(chǎn)上有一定的參考價值。研究發(fā)現(xiàn)遼甜6號、通甜1號、遼甜13號、蘇丹草A535XR43-02、蘇丹草A506XR43-03、冀草2號、冀草8號、遼甜1號和遼甜3號等品種的株高較大、干鮮比較大，同時具有較高的產(chǎn)量，在天津地區(qū)有較好的適應性。試驗結果為下一步品種引進篩選打下了基礎，縮小了篩選范圍。接下來，對于上述品種的利用方式和飼用品質還需進一步研究。

4 結論

試驗對21個飼用高粱屬作物品種在天津地區(qū)的適應性進行評價，通過對生育期、農(nóng)藝性狀以及產(chǎn)量的測定及聚類分析，初步篩選出遼甜6號、通甜1號、遼甜13號、蘇丹草A535XR43-02、蘇丹草A506XR43-03、冀草2號、冀草8號、遼甜1號和遼甜3號等品種在天津地區(qū)均有較好的適應性，可作為優(yōu)質飼草品種的備選材料在天津及周邊地區(qū)推廣。