干旱缺水對隴中旱作區飼草型小黑麥產量及營養品質的影響

摘要：研究干旱缺水對飼草型小黑麥生物產量和營養品質的影響，篩選出適宜隴中地區種植的高產優質抗旱小黑麥品種。以4個小黑麥品種（系）為供試材料，分別測定正常供水和干旱缺水對小黑麥鮮草產量、干草產量和營養品質的影響。結果表明，與正常供水處理相比，干旱缺水顯著降低小黑麥鮮草產量、干草產量、粗蛋白含量、粗脂肪含量，降低幅度分別為25.25%～29.71%、23.82%～29.19%、23.99%～30.41%、20.42%～29.55%；顯著增加粗纖維含量、中性洗滌纖維含量、酸性洗滌纖維含量，增加幅度分別為16.42%～22.05%、7.14%～9.95%、11.61%～16.63%，各項指標在不同小黑麥品種（系）間差異較大。綜合評價，品種（系）3297、5全50的鮮草產量、干草產量、營養品質各項指標均表現較佳，適宜在隴中干旱半干旱地區示范推廣。

關鍵詞：干旱缺水；小黑麥；鮮草產量；干草產量；營養品質

中圖分類號：S512.4" " " " " " " 文獻標志碼：A" " " " " " "文章編號：2097-2172（2025）01-0034-05

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2025.01.006

Effects of Drought and Water Shortage on the Yield and Nutritional

Quality of Forage Triticale in Longzhong Dry Farming Areas

HOU Yunpeng ZHANG Ming WEN Yinhua QUAN Xiaobing WANG Huirong ZHOU Lina SHEN Hui ZHANG Jian

（1. Dingxi Academy of Agricultural Sciences， Dingxi Gansu 743000， China; 2. Institute of Agricultural Economics

and Information， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract：" The effects of drought and water shortage on the biological yield and nutritional quality of forage triticale were studied to select high yield， high quality and drought-resistant triticale varieties suitable for planting in Longzhong area. Four triticale varieties（lines） were used as experiment materials， the effects of normal water supply and drought on the fresh yield， hay yield and nutritional quality of triticale were determined， respectively. Results showed that compared with normal water supply treatment， drought and water shortage significantly decreased the yield of fresh grass， hay， crude protein content and ether extract content by 25.25% to 29.71%， 23.82% to 29.19%， 23.99% to 30.41%， and 20.42% to 29.55%， respectively. Crude fiber content， neutral detergent fiber content and acid detergent fiber content were significantly increased by 16.42% to 22.05%， 7.14% to 9.95%， and 11.61% to 16.63%， respectively. There were significant differences among different triticale varieties（lines）. According to the comprehensive evaluation， varieties（lines） 3297 and 5 Quan 50 showed better performance in forage fresh yield， hay yield and nutritional quality， which was suitable for demonstration and promotion in arid and semi-arid areas of Longzhong.

Key words： Drought and water shortage; Triticale; Fresh grass yield; Hay yield; Nutritional quality

小黑麥（Triticale Wittmack）是由小麥和黑麥經屬間有性雜交及雜種染色體加倍技術人工培育合成的新物種［1 - 2" ］。飼草型小黑麥遠源雜交優勢突出，同時繼承了雙親的優異特性，具有根系發達、莖稈粗壯、莖葉生長繁茂、生物產量高、氨基酸種類多、蛋白質含量高、營養價值豐富、耐瘠薄、耐鹽堿、投入成本低、田間管理簡易方便、抗逆性強、抗病性強、適應性廣等優良特性［3 - 4 ］。作為畜牧業可持續發展的一種新型飼料作物，小黑麥在飼草產業應用和生態文明建設中取得了良好的經濟效益和生態效益，已受到人們的高度重視。種植飼草型小黑麥不僅能夠改善土壤理化性狀，降低鹽堿成分，提高土壤肥力［5 ］，還能利用冬春枯草期修復改善生態系統，緩解冬春季節牧草供需緊張的問題［6 ］，對于促進當地畜牧業可持續發展具有重要意義，已經在甘肅隴東黃土高原區、甘南高寒牧區、隴中干旱半干旱區大面積推廣種植［7 ］。

水分對農作物的生長發育、產量和品質有重要的影響，降水或適時適量灌溉是實現農作物穩產高產的重要條件［8" ］。西北地區干旱發生頻繁、范圍廣、持續時間長、旱情嚴重，提高水資源利用效率顯得尤為重要［9 ］。甘肅中部地區全年降水量主要集中在夏季，降水分布不均勻，干旱少雨，農業水資源嚴重匱乏［10 ］。飼草型小黑麥是甘肅中部干旱半干旱地區貧瘠地、鹽堿地等區域種植的優勢牧草，目前相關研究主要側重于飼草型小黑麥在該地區的種子產量構成因素、籽粒產量、籽粒品質和適應性等方面［11 - 12 ］。關于干旱缺水極端條件下飼草型小黑麥的相關研究報道尚少，因此，我們研究了干旱缺水對飼草型小黑麥鮮草產量、干草產量以及營養品質等的影響，以期為隴中干旱半干旱地區飼草型小黑麥抗旱育種和生產示范應用提供參考。

1" "材料與方法

1.1" "試驗地概況

試驗地位于中國氣象局定西干旱氣象與生態環境野外試驗基地（35° 32′ Ｎ、104° 37′ Ｅ），海拔1 920 m。當地年均氣溫6.7 ℃，年均降水量350～500 mm，年均日照時數2 400～2 500 h，年均無霜期150 d左右。試驗地土壤類型為黃綿土，耕層土壤含有機質12.5 g/kg、有效氮64.5 mg/kg、有效磷25.3 mg/kg、有效鉀84.6 mg/kg，pH 7.5～7.8，呈弱堿性。試驗地地勢平整，肥力中等，前茬作物為馬鈴薯。

1.2" " 供試品種

供試小黑麥品種（系）為3297、5全50、中飼3241、中飼1048（CK），均為近年定西市農業科學研究院從中國農業科學院作物科學研究所引進篩選的優良新品種（系）。

1.3" "試驗方法

試驗采用完全隨機區組排列，自出苗期至乳熟期共設置2個處理，分別為正常供水和干旱缺水處理，重復3次，小區面積15 m2（5 m×3 m），每小區種植15行，行距20 cm，小區間設25 cm水泥隔離帶。小區安裝PC-09型水勢儀測定土壤水勢，土壤水勢監測范圍分別為-30～-20 kPa、-60～-50 kPa，每天早中晚不間斷地監測土壤水勢變化，同時觀察小區植株葉片萎蔫程度，當水勢儀數據達到試驗設定值時，對不同處理正常供水和干旱缺水小區分別澆水120 L和80 L［13 ］。播前結合耕地整地施用農家肥雞糞22 500 kg/hm2，播種時人工撒施基肥（NH4）2SO4 300 kg/hm2、P2O5" 375 kg/hm2、K2O 225 kg/hm2。試驗于2023年9月20日人工開溝撒播種植，播種量450 kg/hm2，區組周圍設置1.5 m保護行，生育期內不追肥，人工除草，嚴格控制病蟲草害。

1.4" "測定項目及方法

1.4.1" " 鮮草產量" " 在開花盛期刈割，每小區選取一半面積進行測產，稱重之后折算產量。

1.4.2" " 干草產量" " 將鮮草樣品在風干室中自然風干，稱重后獲得干草產量。

1.4.3" " 營養品質" " 每小區取鮮草樣品500 g，自然風干，經粉碎機粉碎后過1 mm篩子，將獲得的均勻混合草樣分別測定各項指標［14 ］，重復3次。粗蛋白（CP）含量采用凱氏定氮法測定，粗纖維（CF）、中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）采用范氏洗滌纖維分析法測定，粗脂肪（EE）采用索氏抽提法測定［15 ］。

1.5" "數據處理

使用Excel 2019軟件進行數據整理，采用SPSS 19.0軟件進行方差分析，采用Origin 8.5軟件制圖。

2" "結果與分析

2.1" "干旱缺水對飼草型小黑麥鮮草產量的影響

由圖1可知，4個小黑麥品種（系）在干旱缺水處理下，開花盛期的鮮草產量均低于正常供水處理，且各品種（系）在不同供水條件下鮮草產量均顯著高于中飼1048（CK）。在正常供水處理下，參試小黑麥鮮草產量為62.10～69.50 t/hm2，其中3297與5全50之間無顯著差異，均顯著高于中飼3241和中飼1048（CK）（P lt; 0.05）。品種3297鮮草產量最高，較中飼1048（CK）增產11.92%；5全50鮮草產量為67.85 t/hm2，較中飼1048（CK）增產9.26%；中飼3241鮮草產量為65.35 t/hm2，較中飼1048（CK）增產5.23%。在干旱缺水處理下，參試小黑麥鮮草產量為43.65～51.95 t/hm2，各參試品種（系）間均存在顯著差異（P lt; 0.05），其中品種3297鮮草產量最高，較中飼1048（CK）增產19.01%；5全50鮮草產量為49.10 t/hm2，較中飼1048（CK）增產12.49%；中飼3241鮮草產量為47.10 t/hm2，較中飼1048（CK）增產7.90%。與正常供水處理相比較，干旱缺水處理均顯著降低了參試小黑麥的鮮草產量，其中3297、5全50、中飼3241、中飼1048（CK）分別減產25.25%、27.63%、27.93%、29.71%。因此，干旱缺水抑制小黑麥的正常生長發育，顯著降低開花盛期的鮮草產量，各品種（系）減產幅度較大，減產差異性與品種抗旱性有關。

2.2" "干旱缺水對飼草型小黑麥干草產量的影響

由圖2可知，4個小黑麥品種（系）在干旱缺水處理下干草產量均低于正常供水處理，且各品種（系）在不同供水條件下干草產量均顯著高于中飼1048（CK）。在正常供水處理下，參試小黑麥干草產量為19.70～22.25 t/hm2，其中3297、5全50、中飼3241之間差異不顯著，3297、5全50顯著高于中飼1048（CK）（P lt; 0.05）。品種3297、5全50、中飼3241的干草產量分別為22.25、21.70、21.00 t/hm2，較中飼1048（CK）分別增產12.94%、10.15%、6.60%。在干旱缺水處理下，參試小黑麥干草產量為13.95～16.95 t/hm2，其中3297顯著高于中飼3241和中飼1048（CK）（P lt; 0.05）。品種3297、5全50、中飼3241的干草產量分別為16.95、16.10、15.41 t/hm2，較中飼1048（CK）分別增產21.51%、15.41%、10.47%。與正常供水處理相比較，干旱缺水顯著降低了參試小黑麥的干草產量，其中品種3297、5全50、中飼3241、中飼1048（CK）分別減產23.82%、25.81%、26.62%、29.19%。因此，干旱缺水處理顯著降低了小黑麥干草產量，各品種減產差異性與品種鮮草產量高低、鮮草與干草的轉化等有關。

2.3" "干旱缺水對飼草型小黑麥營養品質的影響

由表1可知，在正常供水處理下，參試小黑麥粗蛋白含量為74.0～95.1 g/kg，各參試品種（系）間均存在顯著差異（P lt; 0.05），其中品種3297最高，中飼1048（CK）最低。粗脂肪含量為17.6～28.4 g/kg，品種3297和5全50之間無顯著差異，均顯著低于中飼3241和中飼1048（CK）（P lt; 0.05）。粗纖維含量為231.7～316.7 g/kg，中飼3241和中飼1048（CK）無顯著差異，均顯著低于3297和5全50（P lt; 0.05）。中性洗滌纖維含量為486.2～649.5 g/kg，各參試品種（系）間均存在顯著差異 （P lt; 0.05），中飼1048（CK）含量最高，3297含量最低。酸性洗滌纖維為285.7～414.3 g/kg，各參試品種（系）間均存在顯著差異（P lt; 0.05），中飼1048（CK）含量最高，3297含量最低。在干旱缺水處理下，參試小黑麥粗蛋白含量為51.5～71.4 g/kg，粗脂肪含量為12.4～22.6 g/kg，粗纖維含量為282.8～368.7 g/kg，中性洗滌纖維含量為534.6～695.9 g/kg，酸性洗滌纖維含量為 333.2～462.4 g/kg，各營養成分含量差異顯著性與正常供水處理一致。與正常供水處理相比較，干旱缺水處理下參試小黑麥粗蛋白含量降低了23.99%～30.41%，粗脂肪含量降低了20.42%～29.55%，粗纖維含量增加了16.42%～22.05%，中性洗滌纖維含量增加了7.14%～9.95%，酸性洗滌纖維含量增加了11.61%～16.63%。因此，干旱缺水處理降低了小黑麥粗蛋白含量和粗脂肪含量，增加了粗纖維含量、中性洗滌纖維含量和酸性洗滌纖維含量，不同品種（系）增減幅度不同。

3" "討論與結論

水分是植物進行光合作用的基本條件之一，水分脅迫會對作物根系的生長發育、光合作用效率、干物質的積累、籽粒形成和品質產生顯著影響［16 ］。郭瑩等［17 ］研究發現，水分脅迫處理能顯著降低小黑麥品系的株高、穗粒數、籽粒產量和生物產量，顯著增加小穗數。本研究表明，干旱缺水處理顯著降低了4個小黑麥品種（系）的生物產量，鮮草產量和干草產量分別下降了25.25%～29.71%、23.82%～29.19%。李想等［18 ］采用6種不同灌水處理方式對拉薩河谷小黑麥生物量與品質的影響研究中發現，苗期—越冬期、返青—拔節期缺水處理對小黑麥生物量和品質的影響不顯著；拔節—抽穗期為小黑麥的需水關鍵期，該階段缺水處理顯著降低小黑麥的生物量和品質，應充足水分灌溉；綜合分析認為中等水分灌溉處理的小黑麥生物量和品質最高，充足水分灌溉處理導致水資源浪費，降低了水分利用效率。本研究在小黑麥苗期至乳熟期進行缺水處理，4個小黑麥品種（系）的鮮草產量、干草產量以及部分品質指標含量不同程度降低。因此，為提高小黑麥的產量及品質，適宜隴中地區小黑麥種植的最佳灌水量和灌水時期仍需進一步研究。

營養品質是衡量小黑麥營養價值的關鍵，其中粗蛋白、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的含量共同決定小黑麥營養價值的高低，一般認為粗蛋白含量越高、中性洗滌纖維含量和酸性洗滌纖維含量越低，小黑麥的飼用價值就越大［19 ］。本研究結果表明，干旱缺水顯著降低4個小黑麥品種（系）的粗蛋白含量和粗脂肪含量，降低幅度分別為23.99%～30.41%、20.42%～29.55%；顯著增加粗纖維含量、中性洗滌纖維含量和酸性洗滌纖維含量，增加幅度分別為16.42%～22.05%、7.14%～9.95%、11.61%～16.63%。郭瑩等［17 ］發現水分脅迫條件下，小黑麥的酸性洗滌纖維含量增加，中性洗滌纖維含量降低，但差異均不顯著。而本研究中干旱缺水處理下小黑麥的酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量均顯著增加，出現這種差異的原因可能是水分處理方式不同或水分脅迫處于小黑麥不同生育階段，也可能與小黑麥不同種植區域的氣候環境、品種自身特性的差異有關。

綜上所述，干旱缺水顯著降低隴中地區4個小黑麥品種（系）的鮮草產量、干草產量、粗蛋白含量和粗脂肪含量，降幅分別為25.25%～29.71%、23.82%～29.19%、23.99%～30.41%、20.42%～29.55%；顯著增加粗纖維含量、中性洗滌纖維含量和酸性洗滌纖維含量，增幅分別為16.42%～22.05%、7.14%～9.95%、11.61%～16.63%，各項指標在不同小黑麥品種（系）間差異較大。其中品種3297和5全50鮮草產量、干草產量和營養品質綜合評價相對較好，適宜在隴中干旱半干旱地區示范推廣。

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