甜高粱饲料在南疆粗饲料资源开发中的前景分析

肖 丹,张苏江⋆,陈立强，艾买尔江·吾斯曼

（1．塔里木大学动物科学学院∕塔里木畜牧科技兵团重点实验室，新疆 阿拉尔843300；2．塔里木大学植物科学学院，新疆 阿拉尔843300）

甜高粱饲料在南疆粗饲料资源开发中的前景分析

肖 丹1,张苏江1⋆,陈立强1，艾买尔江·吾斯曼2

（1．塔里木大学动物科学学院∕塔里木畜牧科技兵团重点实验室，新疆 阿拉尔843300；2．塔里木大学植物科学学院，新疆 阿拉尔843300）

粗饲料严重不足是南疆大力发展草食家畜生产的关键问题。受塔克拉玛干沙漠的影响，南疆环塔里木盆地边缘的绝大部分天然牧场属干旱半干旱草地类型。植被以沙生植物为主，牧草植物产草量低、品质差。同时，近年来，受过度垦荒、水源缺乏、土壤盐碱化和牧场退化的影响，天然草场载畜量急剧下降。常规饲料作物抗逆性弱、经济效益低，在南疆的种植面积有限。甜高粱作为一种新型的饲料作物，具有含糖量和生物产量高、抗逆性好、分蘖和再生能力强的优良特性。分析了南疆现有粗饲料资源、甜高粱的生物学特性，以及南疆种植甜高粱饲料的种植情况，我们认为甜高粱饲料在南疆具有良好的开发潜力。科学合理地开发甜高粱饲料，可有效缓解南疆粗饲料资源不足的问题，对进一步发展南疆畜牧业经济提供了物质保证。

南疆；甜高粱；饲料资源；前景分析

南疆泛指新疆的南部区域，位于天山与昆仑山之间，主要包括塔里木盆地、昆仑山脉新疆部分以及吐鲁番盆地，面积53万 km2，约占新疆总面积的63.9%，占全国面积的11.1%[1]。受塔克拉玛干沙漠的影响，南疆气候干旱少雨、土壤盐碱化严重、无霜期长、光照充足。南疆绿洲农业受塔里木沙漠气候的影响十分强烈。随着南疆人民生活水平的提高，肉类食品在餐桌中的比例呈现快速上升趋势，这导致了南疆牛羊肉市场价格的大幅上升。根据我们对南疆牛羊肉市场的调查，2009年牛羊肉价格均价在每千克40元左右，到2014年牛羊肉价格已达到了每千克60元，有一些地方甚至达到了每千克65元。

南疆牛羊肉市场价格的大幅上扬是南疆牛羊养殖规模下降、粗饲料资源严重不足、牛羊养殖效益降低的表现[1]。南疆是新疆少数民族聚集最集中的区域，畜牧业是南疆少数民族的优势传统产业。南疆少数民族具有养殖牛羊的传统习惯，在粗饲料资源极其缺乏的条件下，南疆不少地方绿化林带和果园的秋季落叶均被收集，用作牛羊养殖的粗饲料，这在新疆其它地区也是十分少见的（作者调查）。可见，充分开发利用粗饲料资源，降低养殖成本，增加养殖效益，是扩大南疆牛羊养殖规模、稳定南疆牛羊肉市场价格的重要条件。

1 南疆的主要粗饲料资源

粗饲料资源主要包括天然牧草、人工栽培牧草和作物秸秆几大类。目前，南疆用于养殖牛羊的粗饲料资源主要有荒漠半荒漠放牧草场、山区放牧草场、作物秸秆以及人工栽培牧草。受沙漠干旱半干旱气候条件的限制，南疆天然草地绝大部分属于荒漠、半荒漠草地类型，天然牧草主要以沙生植物为主，牧草的种类少、产量低、品质差[2]。近几年来，由于草场过度放牧，天然草场退化日益严重，天然放牧草场受土壤盐碱化加剧、水资源短缺、垦荒面积增加[3-4]，以及草地利用与生态保护矛盾[5]的影响，面积不断萎缩，载畜量急剧下降，可提供粗饲料资源的能力日益下降[6]。

南疆优质山区放牧草场面积也十分有限，主要集中在库车县和新和县以北的巴音布鲁克地区。靠近沙漠边缘的广袤山区基本没有植被，不能用作放牧草地利用。南疆又是我国重要的植棉区，因此，棉花秸秆是数量最多的作物秸秆。然而，棉花秸秆木质化程度高，适口性较差、营养价值很低，只有少量被牛羊所利用[7]；其它作物秸秆如小麦秸秆和水稻秸秆数量很少，不能满足需要。

苜蓿和玉米是南疆主要的两种人工栽培牧草，但产量仍不能满足南疆的养殖需要。苜蓿蛋白含量高，适口性好，可部分代替精饲料饲喂家畜，并且具有改善土壤、增强肥力的作用。苜蓿苗期管理要求很高，要求精耕细作，而且极易感染兔丝子。同时，苜蓿对土壤的水肥要求也较高。苜蓿产量较低，主要以干草的形式进行贮藏利用，难以制作成青贮饲料。南疆玉米种植受到了多方面因素的限制，与棉花和林果相比，种植玉米经济效益较低。种植玉米需要改良好的优质土地，需水量也比较大[8]。南疆种植的玉米主要以青贮饲料的形式用于奶牛养殖和肉羊规模化舍饲养殖。

人工栽培高产高效、抗逆性强的饲料作物是解决南疆粗饲料资源不足的最重要途径。目前南疆人工栽培的饲料作物生产成本较高、需水量高、耐盐碱性较差，需要在改良后的耕地上栽培。甜高粱（Sorghum bicolor∕sweet sorghum）是光合效率最高的作物之一，生物产量是玉米的2～3倍，茎秆总含糖量幅度为17%～40%，比玉米高2倍，可忍受的盐浓度为0.5%～0.9%，而玉米可耐受盐深度为0.3%～0.7%，种植甜高粱比种青贮玉米可节约30%～50%的耕地，降低25%的成本[9-10]。

2 甜高粱的生物学特性

甜高粱又名芦粟、芦黍、甜秆，起源于非洲，属禾本科高粱属一年生草本植物，是普通高粱的一个变种。甜高粱在非洲、印度、东南亚、美洲及欧洲都有广泛种植，在我国也有悠久的栽培历史。甜高粱属C4植物，CO2光补偿点低，饱和点高，具有在强光和高温下光合效率高的特点[11]。甜高粱主要生物学性状随品种差异不同而有很大的差异[12]。《中国高粱品种目录》中收录了1 500多份种质资源，其中包括国内种质380余份，国外引入种质1 000余份。中国农科院和山西农科院对甜高粱的品种资源调查表明[13]，甜高粱品种间主要性状的波动范围是：生育期90～170 d，糖锤度4%～20%，株高200～435 cm，茎粗在1～2.8 cm，千粒重在15～35 g，穗粒重在20～70 g。

甜高粱在干旱时可以通过收缩气孔孔径减少蒸腾失水，从而提高了水分的利用率[14]。甜高粱茎叶表面较多的腊质也有利于减少水分的流失[15]。由于甜高粱具有耐盐碱、抗旱、耐涝、耐高温、耐贫瘠、光合效率高、高生物产量等特性[11,15-16]，甜高粱已经引起了世界各国的普遍重视。

3 甜高粱的主要用途

甜高粱可作为能源作物、饲料作物、粮食作物以及糖源作物，具有广泛的应用价值。甜高粱种子可用作粮食、饲料或酿酒；通过压榨茎秆得到的汁液可用于制糖或生产生物乙醇；茎秆压榨之后的残渣可用作饲料，或用于生产纸浆、生物质能源和肥料；酿酒后的酒糟也可以作为一种蛋白饲料：叶片可作饲料，或作为生产生物质能源和肥料的原料。利用甜高粱茎秆发酵生产乙醇是甜高粱作为能源作物的最主要的用途。因此研究和利用甜高粱替代玉米生产生物乙醇燃料，减少生物燃料生产对玉米等粮食作物的依赖，缓解石油燃料不足，已经成为美国、巴西，以及一些经济快速发展国家的共识。由于甜高粱具有良好的抗旱性能，因此，甜高粱在降雨量较少的某些非洲地区依然是重要的粮食作物。面对南疆的独特的自然环境，围绕甜高粱的优点和特性，积极推广甜高粱作为南疆饲料作物，将有利于南疆农业和畜牧业的可持续发展。

甜高粱茎秆鲜嫩，叶片柔软，茎秆中糖分含量高，适口性好，可以作为青绿饲料和青贮饲料利用，也可以把甜高粱晒成干草粉碎后利用。目前，甜高粱已成为国外一些大型畜牧场主要的青饲、青贮或干草饲料。青贮是甜高粱作为饲料作物利用的主要形式。有研究表明青贮甜高粱养殖奶牛和母羊的效果明显优于青贮玉米。饲喂青贮甜高粱与饲喂青贮玉米比较，奶牛产奶量可提高10%～19%[17-20]，可增加母羊的泌乳能力[21]。这些研究说明：饲喂青贮甜高粱发酵饲料可提高饲料的消化率，进而为提高反刍家畜的泌乳能力提供物质基础。

4 甜高粱在新疆的试种

纬度(光照时间)和年积温是影响高粱茎秆生物产量的重要因素，同一品种在新疆栽培往往显示出较内地更优的品质特性。冯国郡等[22]以4个甜高粱品种为材料，比较了在新疆玛纳斯县和海南三亚市两地栽培的效果，结果证实，在新疆种植的4种甜高粱品种，生育期、生物产量、茎秆产量、产糖量、单株重、秆重、株高、秆长、茎节数、茎粗等指标显著高于海南，籽粒产量、千粒重则是海南高于新疆，汁液锤度和籽粒产量在两地的差异不显著。宋广巍和黎大爵[23]对我国8个不同纬度区间(云南永胜县N26°39′—北京市N40°)栽培相同甜高粱品种的主要性状进行了比较分析，结果表明，在满足甜高粱所需要积温的前提下，纬度越高，营养生长越好，即长日照有利于甜高粱的营养生长；供试4个品种的生育期、含糖量、株高和籽粒产量都是随纬度的增加而增加，均以北京市最大，但纬度对不同品种的影响程度表现不一致，对茎秆的直径影响较小。甜高粱为短日照植物，短日照有利于甜高粱的繁殖生长，长日照则有利于甜高粱的营养生长。因此在低纬度地区，多数甜高粱品种都因过早开花结实而产量降低。高纬度地区因日照时间长，营养生长期延长，导致生物产量增加。

甜高粱在新疆的种植面积总体较小，主要集中在北疆。甜高粱品种及栽培模式对生物产量有显著影响。根据新疆农科院的测定[24-25]，甜高粱在北疆平均生物产量为95 208～112 522 kg∕hm2，茎秆含糖锤度15%～18%，比玉米生物产量高出29 850 kg左右。与北疆相比，南疆光热资源和土地资源优势更为明显，而且甜高粱在南疆可以多次刈割。魏林等[26]在喀什地区引种甜高粱，刈割3次，总计生物产量为169 462 kg∕hm2。魏玉强[27]比较了8个品种在阿克苏地区的适应性，结果表明，单位面积(hm2)鲜草产量杂3品种最高，为109 447 kg，杂6品种产鲜草103 820 kg，杂8品种产量最低，只有54 074 kg。鲁春芳等[28]在南疆对15种牧草进行的栽培测产试验表明，甜高粱干草产量最高，极显著高于墨西哥玉米、多穗玉米的干草产量。艾买尔江等[29]研究了甜高粱品种在南疆生态条件下的适应性，筛选出了考利、凯勒、M-81E、丽欧、绿能2-号、绿能3-号、雷伊等适合南疆栽培的甜高粱品种。张苏江等[30]的研究表明，在南疆可选择新高粱2号、考利、丽欧等甜高粱品种替代玉米制作优质青贮饲料。甜高粱品种很多，品种间生物性状差异明显，因此，筛选出适应南疆独特土壤气候等自然条件的甜高粱品种，是甜高粱栽培的重要前提条件。

5 南疆开发甜高粱饲料的优势

甜高粱是C4作物，具有喜光照耐高温的特性，因此，南疆得天独厚的光热资源，以及幅员辽阔的可开垦土地条件是开发利用甜高粱饲料的最大优势。10℃以上积温≥2 500℃，土壤pH值为5.0～8.5，土壤砂粒含量＜85%是甜高粱种植的最低自然环境条件要求[31]。甜高粱具有较强的抗旱性，甜高粱根系可深入土层2 m以下，苗期根系总量为玉米的1.2倍，开花期为玉米的2.4倍，甜高粱需水量是甘蔗的1∕3，玉米的1∕2[10]。张彩霞等认为[32]，根据气候、土壤、地形和土地利用等空间特点，我国可种植甜高粱的未利用土地面积高达5 919.2×104hm2，其中新疆未利用的可种植甜高粱土地面积位居榜首。南疆地处较高纬度区域，纬度N37°12′～N41°46′之间；受塔克拉玛干沙漠气候的影响，南疆光热资源远远优于同纬度区域(阿拉尔地区纬度N40°22′，年均气温10.7℃，年均日辐射6 000 MJ∕m2，有效年积温＞3 800℃～4 700℃，无霜期180～240 d，年日照2500～3000 h，4-10月平均日照9.5 h[33]。同时，南疆拥有辽阔的未开垦土地。南疆独特的自然条件为甜高粱饲料在南疆的开发利用提供了极大的发展空间。

根据我们前期对甜高粱在南疆试种的研究发现，甜高粱一些优异的性状为甜高粱饲料在南疆的开发利用提供了极大的潜力。首先是甜高粱的分蘖能力和再生能力很强，这保证了甜高粱较高的生物产量。一般甜高粱分蘖数在5～11个之间，在阿拉尔地区7月中旬可刈割一茬制作青贮，再生甜高粱可以在11月上旬再次刈割制作青贮，每次刈割甜高粱生理期均可达到灌浆期。再生甜高粱在留茬茎的每个节上均可新发出一个新枝，这为增加甜高粱的生物产量奠定了基础。与复播玉米相比，再生甜高粱是在收割后残留根茎的基础上发芽而成，因此不需要重新耕地和播种，同时，再生甜高粱也比复播玉米生长期有所延长。其次是甜高粱在南疆的糖分含量高于文献资料的报道，如在阿拉尔地区，丽欧甜高粱糖锤度可达22.1%[30]，在东北地区该品种的糖锤度只有16.8%[34]。这主要是由于南疆昼夜温差大、白天光照充足的自然条件有利于糖分在植物中的积累。再次，比较在阿拉尔地区同时播种的霜后玉米和甜高粱，甜高粱表现出持绿期较玉米更长的特点。打霜之后，甜高粱茎秆还可以保持有充足的水分，大部分叶片仍能保持绿色，这一特性十分有利于制作优质青贮。而玉米霜后茎秆失水较多，叶片基本完全枯黄，不适于制作青贮。

目前，南疆还未见有大面积种植甜高粱饲料的区域，主要原因:一是地方畜牧工作者，以及当地农牧民对甜高粱尚缺乏全面认识。大部分人只知道种植普通高粱用作扫帚或酿酒，很少有人知道甜高粱与普通高粱的区别，更少有人知道甜高粱可以用作牛羊饲料。对此，政府畜牧兽医部门可以通过加大宣传和通过示范种植的方式，使甜高粱饲料得到更多的认知度。二是甜高粱的植株高大且穗结在顶端遇到大风易倒伏，所以要从育种和栽培方面下手，选育出抗逆性好，生物产量高、含糖量高，抗倒伏，分蘖数多，再生性好（最好一年能收割2～3次）等特点的品种。三是要重视种植甜高粱的田间管理工作。

综上可见，甜高粱作为南疆最具潜力的粗饲料资源，目前尚未得到有效的开发利用。鉴于甜高粱优良的生物学特性，大力开展甜高粱在南疆的引种和推广工作，做大做强南疆甜高粱饲料资源的开发利用，势必对南疆区域畜牧经济的发展提供强有力的支撑作用。

[1]新疆维吾尔自治区统计局.新疆统计年年鉴[M].北京：中国统计出版社，2001.

[2]Chen,Y.N.,Zilliacus,H.,Li,W.H.,Zhang,H.F.,&Chen,Y.P.Ground-water level affects plant species diversity along the lower reaches of the Tarim river,Western China[J].Journal of Arid Environ⁃ments,2006,66(2):231-246.

[3]Fu Q P,Zhang J G,Wang Q J.,et al.Analysis on the characteristics of soil salt in Tarim Basin.Prog⁃ress in Natural Science[J],2007,17(8):1091-1097.

[4]Honghua,Z.,&Weihong,L.Effect of water resource on soil salinization of oasis in the lower reaches of Tarim River,China[J].Procedia Environmental Sciences,2011,(11):925-933.

[5]Nagler,P.L.,Daughtry,C.S.T.,&Goward,S.N.Plant litter and soil reflectance[J].Remote Sens⁃ing of Environment,2000,71(2):207-215.

[6]Huang,X.,Chen,Y.,Ma,J.,&Chen,Y.(2010).Study on change in value of ecosystem service func⁃tion of Tarim River[J].Acta Ecologica Sinica,30(2):67-75.

[7]Silanikove,N.,&Levanon,D.Cotton straw:composition,variability and effect of anaerobic preserva⁃tion[J].Biomass,1986,9(2):101-112.

[8]Howell,T.A.,Steiner,J.L.,Schneider,A.D.,Evett,S.R.,&Tolk,J.A.Seasonal and maximum daily evapotranspiration of irrigated winter wheat,sorghum,and corn-Southern High Plains[J].Transac⁃tions of ASAE,1997,（40）：623-634.

[9]卢庆善.甜高粱研究进展[J].世界农业,1998,299(5):21-23.

[10]邵艳军,山仑.高粱抗旱机理研究进展[J].中国农学通报,2004,20(3):120-123.

[11]Türe,S.,Uzun,D.,&Türe,I.The potential use of sweet sorghum as a non-polluting source of en⁃ergy[J].Energy,1997,22(1):17-19.

[12]艾买尔江·吾斯曼,吐热衣夏木·依米提,张苏江.不同基因型甜高粱品种干物质积累规律研究[J].塔里木大学学报,2013,25(1):39-41.

[13]曹文伯.我国甜高粱种质资源鉴定及利用概况[J].植物遗传资源科学,2001,2(1):58-62.

[14]Lamm,F.R.,Stone,L.R.,&O'brien,D.M.Crop production and economics in Northwest Kansas as related to irrigation capacity[J].Applied Engineering in Agriculture,2007,23(6):737-746.

[15]Corredor,D.Y.,Salazar,J.M.,Hohn,K.L.,Bean,S.,Bean,B.,&Wang,D.Evaluation and charac⁃terization of forage sorghum as feedstock for fermentable sugar production[J].Applied Biochemistry and Biotechnology,2009,158(1):164-179.

[16]Wu,X.,Staggenborg,S.,Propheter,J.L.,Rooney,W.L.,Yu,J.,&Wang,D.Features of sweet sor⁃ghum juice and their performance in ethanol fermentation[J].Industrial Crops and Products,2010,31 (1):164-170.

[17]高立芳，陈佳，张健，等.大力士甜高粱饲喂奶牛效果试验[J].上海畜牧兽医通讯，2010,(6)：34-35.

[18]王占锁,李波,李建峰,等.甜高粱青贮与玉米秸秆青贮喂奶牛对比试验[J].黄牛杂志，2004，30 (5):20-21.

[19]上官辉，徐丽欣.大力士甜高粱草特性及在奶牛养殖中的应用技术[J].中国奶牛,2008,(1):60-61.

[20]宋金昌，范莉，牛一兵，等.不同甜高粱品种生产与奶牛饲喂特性比较[J].草业科学,2009,26 (4):74-78.

[21]李兵.初产母羊补饲青贮甜高粱秸秆的生产性能试验[J].新疆农业科学，2010(增刊),214-215.

[22]冯国郡,叶凯,涂振东.时空变化对甜高粱农艺性状的影响及分析[J].新疆农业科学,2010,47 (2):285-290.

[23]宋广巍.黎大爵.纬度对甜高粱营养生长和籽粒产量的影响[J].植物资源与环境,1999,8(4):30-36.

[24]王兆木,涂振东,贾东海.新疆甜高粱开发利用研究[J].新疆农业科学,2007,44(1):50-54.

[25]冯国郡,叶凯,涂振东,等.甜高粱主要农艺性状相关性和主成分分析[J].新疆农业科学,2010,

47(8):1552-1557.

[26]魏林,阿不力克木,阿不都艾尼.美国大力士甜高粱的引种栽培试验[J].新疆畜牧业,2005(1): 51-52.

[27]魏玉强.阿克苏地区甜高粱品种比较试验总结[J].新疆农业科技,2010(2):20-21.

[28]鲁春芳,尹林克,王雷涛,等.塔里木河中下游人工草地重建中的牧草选择[J].中国草地,2004, 26(6):30-35.

[29]艾买尔江·吾斯曼，吐热依夏木·依米体，等.甜高粱在新疆生态条件下的适应性研究[J].新疆农垦科技,2011,(1):16-18.

[30]张苏江,艾买尔江·吾斯曼,薛兴中,等.南疆玉米和不同糖分甜高粱的青贮品质分析[J].草业学报,2014,23(3):232-240.

[31]卢庆善.甜高粱[M].北京：中国农业科学技术出版社,2008,1-272.

[32]张彩霞,谢高地,李士美,等.中国能源作物甜高粱的空间适宜分布及乙醇生产潜力[J].生态学报,2010,30(17):4765-4770.

[33]Lu,Z.,Zhao,L.,&Dai,J.(2010).A study of water resource management in the Tarim Basin,Xinji⁃ang[J].International Journal of Environmental Studies,67(2)：245-255.

[34]马志泓,李达,宁喜斌.甜高粱茎秆汁液锤度与总糖含量间相关性的研究[J].沈阳农业大学, 1992,23(3):187-191.

Prospect Analysis on the Development of Sweet Sorghum as Forage Resources in Southern Xinjiang

XIAO Dan1,ZHANG Su-jiang1*,CHEN Li-qiang1,AMERJAN·Osman2
(1.College of Animal Science and Technology∕Key Laboratory for Animal Husbandry Science and Technology in Tarim,Tarim University,Alar 843300,China; 2.College of Plant Science,Tarim University,Alar 843300,China)

The key problem for increasing production of herbivorous animals in Southern Xinjiang is the serious shortage of forage.Due to the existence of Takalamakan Desert,most of the natural grasslands around the edge of Tarim Basin in South of Xinjiang are arid and semi-arid.Plant and forage species grow in the basin are generally low yield and poor quality as animal feed.The capacity for providing feed to ruminants from natural pastures has decreased sharply in recent years,because of excessive cultivation, water shortage,soil salinization and grassland degradation.Panting area of conventional feed crops in South⁃ern Xinjiang is restricted because of their weak stress resistance and low economic benefits.Sweet sor⁃ghum is a new-type forage crop with good characteristics of high sugar content and biomass,strong regen⁃eration and tillering.After analysis of the current forage resources,sweet sorghum biological characteris⁃tics,and the natural resources for planting sweet sorghum in Southern Xinjiang,We believe that sweet sor⁃ghum forage will have great potential for exploitation.The exploiting of sweet sorghum forage rationally could alleviate the shortage of forage resources and provide material assurance for regional economic devel⁃opment of animal husbandry in Southern Xinjiang.

southern xinjiang;sweet sorghum;forage resource;prospect analysis

S816.4

A

1003-6377（2014）06-0022-06

国家自然科学基金项目（31160472,31260565）;塔里木大学博士基金项目（TDZKBS201102）

肖丹（1991-），女，四川南充人，硕士研究生，从事饲料资源开发利用研究。

张苏江（1968-），博士，硕士生导师，主要从事动物营养与饲料专业的教学与研究工作。

2014-10-13,

2014-10-18