复种时密度和品种对光敏型高丹草营养品质及产量的影响

王 斐， 何振富， 贺春贵

（1.甘肃省农业科学院畜草与绿色农业研究所，甘肃兰州 730070；2.甘肃省农业科学院，甘肃兰州 730070）

光敏型高丹草属饲草高粱中的晚熟型，具有种植期和收割期灵活、产草量大、含糖量高、一年可多次刈割等优点，是目前发展饲草料种植的首选品种之一。近年来，在高丹草的品种引进、种质筛选、生物学特性、生长动态、饲用品质和加工与利用等方面开展了大量的研究工作，筛选出了适用于不同地区青饲或青贮的高丹草品种，并就物质产量和营养价值而言，认为其较为理想的收割期为抽穗期，且若与小麦秸秆一同青贮，可显著提高其发酵品质。

种植密度是高丹草生产中重要的栽培措施，也是较易人为控制的因素之一。适宜的种植密度可以通过调节高丹草地上群体和地下群体性状及植物根系时空分布和冠层生长状况，对其植株产量和品质的形成产生影响。研究表明，饲用作物的干物质消化率（DMI）、中性洗涤纤维（NDF）含量、酸性洗涤纤维（ADF）含量和粗蛋白质（CP）含量等品质均受种植密度影响 （Cusicanqui和Lauer，1999），但目前有关种植密度对品质影响的研究主要集中在粒用高粱和春播种植 （王聪等，2015；郑庆福等，2005），在夏季复种及光敏型高丹草方面的研究较少。为此，本研究在旱作条件下，麦收后复种时，研究种植密度对营养物质含量及产量的影响，以期探索高丹草高效、高产夏播复种种植方式，旨在为我国黄土高原雨养农业区完善高丹草复种栽培提供科技支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地点 试验于2013年6～10月在甘肃省庆阳市镇原县上肖乡（35°29′42〞N，107°29′36〞E）的甘肃省农业科学院镇原试验站进行。该区多年平均降雨量540 mm，54%以上降雨集中在7～9月，地下水埋深60～100 m，海拔1297 m，年平均气温8.59℃，年日照时数2449.2 h，≥0℃年积温3435℃，≥10℃年积温2722℃，无霜期165 d，为暖温带半湿润偏旱大陆性季风气候，属典型的旱作雨养农业区。试验年份2013年气温和降水量见图1。土壤为发育良好的覆盖黑垆土，播前0～20 cm土壤养分含量为有机质12.4g/kg、有效磷13.89mg/kg、碱解氮 67 mg/kg、 速效钾 184 mg/kg、pH 8.21、全盐量0.037%；20～40 cm土壤养分含量为有机质11.8 g/kg、有效磷 11.35 mg/kg、碱解氮 65 mg/kg、速效钾159 mg/kg、pH 8.14、全盐量0.05%。

图1 2013年气温和降水分布

1.2 供试品种及来源 供试高丹草3个品种均为光敏型（PPS），分别为大卡（Big Kahuna）、海牛（Monster）和 BJM，来源于美国。

1.3 试验设计 试验采用随机区组设计。3品种分别为海牛、大卡和BJM，3密度分别为6.75（4500株/亩，以 45P 表示；行距 33 cm、株距 44 cm）、9.75万株/hm2（6500株/亩，以 65P 表示；行距 33 cm、株距 30 cm） 和 12.75万株/hm2（8500株/亩，以85P表示；行距29.5 cm、株距26.5 cm）。共9个处理，3次重复，小区面积为5 m×4 m=20 m2。试验于6月28日冬小麦收获后（第2天）播种，耕翻整地，不施基肥，在拔节期追施纯N（尿素）62.1kg/hm2。试验过程没有施用杀虫剂、除草剂和生长调节剂，人工除草。10月20日霜降前（播后114 d）刈割测定。

1.4 测定指标及方法 刈割时，在各小区取长势一致的植株3株，距地表约10 cm切割，取样时大卡、海牛和BJM所处生育阶段分别为：孕穗期、开花期和拔节期。

田间整株取样称鲜重后，切断至10～20 cm，用自封袋密封后送实验室105℃杀青30 min，80℃恒温烘至恒重，切断至1 cm，再次混匀，用旋风磨打碎（0.425 mm）处理，装入自封袋待测。

各营养指标测定方法如下：粗蛋白质（CP）参照GB/T 6432-1994、可溶性糖（SS）采用氰化盐法测定（鲍士旦，1996）、中性洗涤纤维（NDF）参照GB/T 20806-2006、酸性洗涤纤维（ADF）参照 NY/T 1459-2007。

干物质采食量（DMI）、可消化干物质（DDM）、相对饲喂价值（RFV）和总可消化营养物（TDN）按下述计算公式得出（陈谷等，2011；张吉鹍，2006）。

DMI/（%BW）=120/NDF（%DM）；

DDM/（%DM）=88.9-0.779 × ADF（%DM）；

RFV=DMI×DDM/1.29；

TDN=81.38+（CP × 0.36）-（ADF × 0.77）；

CP单位面积产量=单位面积干物质产量×CP含量（%）；

TDN单位面积产量=单位面积干物质产量×TDN含量（%）。

1.5 数据处理 采用Excel 2007进行数据处理和制作图表，DPS v 7.55软件进行统计分析（唐启义和冯明光，2002），最小显著差数法（LSD）进行差异显著性检验，P＜0.05为差异显著，P＜0.01为差异极显著。

2 结果与分析

2.1 营养成分含量 由表1可知，品种对各营养成分含量和RFV均影响极显著（P＜0.01）；种植密度对 CP、SS、ADF、TDN 含量和 RFV 均影响极显著（P＜0.01）；品种和密度互作对各营养成分含量和RFV影响均极显著（P＜0.01）。

2.1.1 CP含量 品种间CP含量差异极显著（P＜0.01），其大小排序为BJM＞大卡＞海牛，分别为7.31%、6.19%、5.97%。种植密度依次为45P＞85P＞65P， 分别为 7.09%、6.22%、6.17%， 其中45P极显著高于（P＜0.01）其他两处理。品种和密度互作效应明显，海牛和大卡均表现为45P时含量最高，分别为6.40%和7.61%，2品种45P均极显著高于（P＜0.01）其他两处理；海牛85P显著高于（P ＞ 0.05）65P，BJM 以 85P 最高，为7.36%，密度间差异不显著（P＞0.05）。因此，CP含量品种以BJM最高，密度以45P最高，种植密度对海牛和大卡的影响明显高于BJM。

2.1.2 SS含量 品种间依次为海牛＞大卡＞BJM，分别为5.11%、3.48%、3.04%，且相互间差异极显著 （P＜0.01）。种植密度间依次为65P＞85P＞45P，分别为4.12%、3.94%、3.56%，65P显著高于（P ＜ 0.05）85P、极显著高于（P ＜ 0.01）45P，85P与45P间差异极显著（P＜0.01）。品种和密度互作效应明显，海牛65P时最高，为5.60%，且极显著高于（P ＜ 0.01）45P，显著高于（P ＜ 0.05）85P；大卡85P时最高，为3.65%，且极显著高于（P＜0.01）45P；BJM在各种植密度下差异不显著（P＞0.05），以65P最高，为3.13%。因此，SS含量品种以海牛最高，密度以65P最高，种植密度对海牛和大卡的影响均高于BJM。

表1 各品种营养成分含量的分析%

2.1.3 ADF含量 品种间依次为大卡 ＜海牛 ＜BJM，分别为 37.70%、38.57%、40.03%，大卡显著低于（P＜0.05）海牛、极显著低于（P＜0.01）BJM，海牛和BJM间差异极显著（P＜0.01）。种植密度间依次为 65P＜45P＜85P，平均分别为37.73%、38.80%、39.77%，65P显著低于 （P ＜0.05）45P、极显著低于（P ＜ 0.01）85P，45P 与 85P差异显著（P＜0.05）。品种和密度互作效应明显，海牛以45P最低，其中45P和65P极显著低于（P＜0.01）85P；BJM以65P最低，且极显著低于其他两处理；对大卡互作效应不显著（P＞0.05）。因此，ADF含量品种以大卡最低，密度以65P最低，种植密度对海牛和BJM影响高于大卡。

2.1.4 NDF含量 品种间排序为海牛 ＜BJM＜大卡，平均分别为 50.67%、60.23%、60.90%，海牛极显著低于（P＜0.01）其他2品种。种植密度排序为 65P＜85P＜45P，平均分别为 56.93%、57.30%、57.57%，差异不显著（P ＞ 0.05）。品种和密度互作对各品种效应明显，其中海牛以85P最低，与45P差异极显著（P＜0.01）；大卡以45P最低，45P 和 65P 极显著低于（P ＜ 0.01）85P；BJM 以45P最低，45P极显著低于 （P ＜ 0.01）65P，85P显著低于（P＜0.05）65P。因此，NDF含量品种以海牛最低，密度以65P处理最低，种植密度对各品种均有影响。

2.1.5 RFV RFV是一个综合的营养评价值，由ADF和NDF决定。品种间依次为海牛＞大卡＞BJM，平均分别为 108.28、91.10、89.19，海牛极显著高于（P＜0.01）其他2品种，大卡显著高于（P＜0.05）BJM；种植密度依次为 65P＞85P＞45P，平均分别为 98.27、95.18、95.12，65P 极显著高于 （P ＜0.01）其他两处理，45P与85P间差异不显著（P＞0.05）。品种和密度有一定的互作效应，其中海牛以 65P最高，极显著高于（P＜0.01）45P，与 85P间差异不显著（P＞0.05）；大卡以45P最高，45P与65P极显著高于（P＜0.01）85P；互作对BJM影响不显著（P＞0.05），以65P最高。因此，RFV品种以海牛最高，密度以65P最高，种植密度对海牛和大卡的影响高于BJM。

2.1.6 TDN含量 TDN含量是综合营养含量百分比，决定于植株CP及ADF的含量。品种间以大卡最高，为54.58%，显著高于（P＜0.05）海牛、极显著高于 （P＜0.01）BJM。密度间以 65P最高，为54.55%，极显著高于（P ＜ 0.01）85P，45P 极显著高于（P ＜ 0.01）85P，65P与 45P间差异不显著性（P ＞0.05）。品种和密度有一定的互作效应，其中海牛以45P最高，极显著高于（P＜0.01）85P，显著高于65P（P＜0.05）；BJM 以 65P最高，极显著高于 （P＜0.01）85P和45P；大卡以45P最高，显著高于85P，与65P间差异不显著（P＞0.05）。因此，TDN含量品种以大卡最高，密度以65P处理最高，种植密度对海牛和BJM的影响高于大卡。

2.2 CP和TDN产量 由表2和图2可知，品种对CP和TDN产量影响均极显著 （P＜0.01）；密度对CP产量影响差异不显著 （P＞0.05），而对TDN产量影响极显著（P＜0.01）；品种和密度互作对 CP产量影响显著（P＜0.05），对TDN产量影响不显著（P＞0.05）。

表2 各品种营养成分产量的分析t/hm2

图2 CP和TDN产量

2.2.1 CP产量 品种间依次为BJM＞大卡＞海牛，平均分别为 1.013、0.895、0.730 t/hm2，差异极显著（P＜0.01）。 密度间依次为 85P＞45P＞65P，平均分别为 0.901、0.880、0.858 t/hm2，差异不显著（P＞0.05）。品种和密度互作效应明显，其中海牛以85P最高，且相互间无显著性差异；大卡以45P最高，显著高于（P ＜ 0.05）65P，极显著高于（P ＜0.01）85P；BJM 以 85P 最高，显著高于（P ＜ 0.05）65P，与 45P 间差异不显著（P ＞ 0.05）。因此，CP 产量品种以BJM最高，密度以85P最高，种植密度对大卡的影响高于海牛和BJM。

2.2.2 TDN产量 品种间依次为大卡＞BJM＞海牛，平均分别为 7.951、7.384、6.601 t/hm2，其中大卡极显著高于（P＜0.01）海牛，与BJM差异不显著（P ＞ 0.05）。 密度间依次为 85P＞65P＞45P，平均分别为 7.681、7.587、6.657 t/hm2，其中 85P 和 65P极显著高于（P＜0.01）45P，且两者间无显著性差异（P＞0.05）。品种和密度互作对海牛和大卡的效应不明显，海牛以85P最高，大卡以65P最高；对BJM的效应明显，其中以85P最高，且显著高于（P＜0.05）45P。因此，TDN产量品种以大卡最高，密度以85P最高，种植密度仅对BJM有影响。

因此，夏播复种光敏型高丹草时，其CP和TDN产量均受品种、密度、品种和密度互作的影响。品种间BJM的CP产量最高，大卡的TDN产量最高，密度间85P处理下CP和TDN产量均最高。CP产量在所有处理中以BJM 85P最高，为1.10 t/hm2。TDN产量在所有处理中以大卡65P最高，为 8.206 t/hm2，而 BJM 85P 为 7.900 t/hm2，且两者间差异不显著（P＞0.05）。因此，兼顾CP产量和TDN产量，生产中首选BJM 85P种植。

3 讨论

优质牧草的选用是满足畜牧业快速发展的关键。饲料作物营养品质的优劣不仅影响家畜的生长和发育，也影响畜产品的产量和品质。牧草品质一般包括营养价值、消化率、适口性及有毒有害物质等（云锦凤和米富贵，2004）。牧草营养价值的高低是评价饲草优良的重要指标，主要取决于所含营养成分的种类和数量，其中CP和ADF含量是两项重要指标，提高牧草CP含量、降低ADF含量是提高牧草营养价值、改善牧草品质的重要内容，也是牧草育种和生产中一直追求的目标（郑凯等，2006）。

本试验采用 CP、NDF、ADF、SS、TDN 和 RFV等指标对光敏型高丹草的营养价值进行综合评价。其中，CP含量是饲草品质的重要组成部分，是反映饲草营养价值高低最重要的指标之一，其与饲草营养价值呈正相关；ADF含量可影响饲草的消化率，而NDF含量可影响饲草的采食率（康健等，2014）；SS 含量与饲草的消化率（Humphreys，1998）、适口性（Mayland 等，2001）和饲草的品质有关 （Wilkins 和 Humphreys，2003）；TDN 是饲草可被利用养分量的综合反映；RFV值是以盛花期紫花苜蓿为100作为参照，以中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维计算得出的综合值，为粗饲料可消化干物质采食量的相对比值 （钟小仙，2005），牧草RFV值越大，说明该牧草营养价值越高。因此，本研究在对上述各指标进行分析的基础上，综合考虑CP和TDN产量进行最优组合的选择。

本研究结果表明，品种对各营养成分含量、CP与TDN产量和RFV均存在极显著影响 （P＜0.01）。何振富等（2015）对光敏型高丹草的研究表明，光敏型高丹草茎秆中的 CP、ADF、NDF、SS、粗灰分（ASH）及无氮浸出物（NFE）含量在品种间差异显著 （P＜0.05）；李源等 （2014）和许能祥等（2014）通过对不同品种褐色中脉饲草高粱的研究表明，不同品种饲用高粱草的干物质体外消化率（IVDMD）、NDF、ADF、酸性洗涤木质素（ADL）、CP含量和RFV差异显著（P＜0.05），这与本研究结果一致。但本研究中得出的各品种CP含量平均为5.97%～7.31%，该结果略低于钱续等（2012）在榆中县夏播的日本饲用高粱（7.66%），这可能与品种、播种及收割期有关，还需要进一步研究探讨。刘建宁等（2011）在对先锋高丹草春播生产中的研究表明，拔节期和孕穗期CP含量分别为7.58%和 6.63%，CP产量分别为 1.915 t/hm2和1.920 t/hm2，TDN 产量分别为 13.358 t/hm2和17.383 t/hm2。而本研究结果表明，拔节期的BJM CP含量和产量分别为7.31%和1.013t/hm2，孕穗期的大卡CP含量和产量分别为6.19%和0.895 t/hm2，BJM和大卡的TDN平均产量分别为7.384 t/hm2和7.951 t/hm2，与上述研究相比CP含量相近，说明夏播高丹草与春播高丹草品质接近；但两者CP和TDN产量差别较大，这可能主要与播期有关，春播的干物质产量高于夏播。

种植密度方面，郑庆福等（2005）对甜高粱杂交种“甜格雷兹”的研究表明，随种植密度增加，单株植株CP含量有所降低，这与本研究结果一致。但王聪等（2015）对先杂44号粒用高粱研究表明，密度对蛋白质影响显著，表现为随密度增大呈上升趋势；而王岩等（2008）和郭会学等（2016）认为，种植密度对甜高粱茎秆含糖量影响不明显，这与本研究结果不一致，这可能与品种和播期有关，有待进一步研究。而邰书静（2010）在种植密度对饲用玉米营养成分的影响研究中发现，适当的提高玉米种植密度有利于玉米秸秆及籽粒产量增加，但也会导致籽粒CP、粗脂肪（EE）、淀粉含量及秸秆IVDMD降低和秸秆ADF、NDF含量增高；而本研究中高丹草CP含量大卡和海牛在6.75万株/hm2、BJM在12.75万株/hm2时最高，ADF、NDF含量均以海牛在中低密度下较低，基本与饲用玉米种植密度相关研究结果相似。

4 结论

夏播复种光敏型高丹草的营养品质、粗蛋白质产量及可消化营养物质产量均受品种、密度及其互作的显著影响。因此，在本试验条件下，综合考虑各养分含量，以粗蛋白质及可消化总营养物产量最高为主要栽培目标，在黄土高原半湿润偏旱雨养农业区麦收后复种光敏型高丹草的生产模式中，以选择BJM 12.75万株/hm2种植为最优组合。

[1]鲍士旦.农畜水产品品质化学分析[M].北京：中国农业出版社，1996.

[2]陈谷，邰建辉，颜俤.苜蓿科学生产技术解决方案[M].北京：中国农业出版社，2011.

[3]郭会学，王发园，李帅，等.不同种植密度和施氮量对甜高粱生长、生物量和含糖量的影响[J].江苏农业科学，2016，4：152～154.

[4]何振富，贺春贵，魏玉明，等.光敏型高丹草在陇东旱塬的生物学特性和营养成分比较研究[J].草业学报，2015，24（10）：166 ～ 174.

[5]康健，匡彦蓓，盛捷.10种作物秸秆的营养品质分析.草业科学，2014，10：1951 ～ 1956.

[6]李源，谢楠，赵海明，等.高丹草营养生长与饲用品质变化规律分析[J].草地学报，2011，19（5）：813 ～ 820.

[7]钱续，尹作乾，金海林，等.日本饲用高粱夏播试验及营养价值分析[J].草业科学，2012，29（2）：327 ～ 330.

[8]邵荣峰，赵威军，张福耀，等.去除分蘖对甜高梁主要农艺性状的影响[J].作物杂志，2012，1：126 ～ 129.

[9]邰书静.品种、氮肥和种植密度对玉米产量与品质的影响：[博士学位论文][D].杨凌：西北农林科技大学，2010.

[10]唐启义，冯明光.实用统计分析及其DPS数据处理系统[M].北京：科学出版社，2002.

[11]王聪，魏金鹏，王平等.肥密因素对黑龙江省半干旱区高粱先杂44产量及品质的影响 [J].黑龙江八一农垦大学学报，2015，27（5）：20 ～ 24.

[12]王岩，黄瑞冬.种植密度对甜高粱生长发育、产量及含糖量的影响[J].作物杂志，2008，3：49 ～ 51.

[13]徐雅梅，苗彦军.几种高丹草在拉萨地区的引种试验[J].西藏科技，2009，10：58 ～ 59，67.

[14]许能祥，顾洪知，董巨飞，等.刈割对不同品种褐色中脉饲用高粱饲草品质及农艺性状的影响[J].草地学报，2014，22（5）：623 ～ 630.

[15]于卓，山田敏彦.高丹草品种主要农艺性状的比较研究[J].中国草地学报，2006，28（6）：1 ～ 6.

[16]云锦凤，米富贵.牧草育种技术[M].北京：化学工业出版社，2004.

[17]张吉鵾.反刍家畜粗饲料品质评定的指标及其应用比较[J].中国畜牧杂志，2006，42（5）：47 ～ 50.

[18]郑凯，顾洪如，沈益新，等.牧草品质评价体系及品质育种的研究进展[J].草业科学，2006，5：57 ～ 61.

[19]郑庆福，李凤山，杨恒山，等.种植密度对杂交甜高粱“甜格雷兹”生长、品质及产量的影响[J].草原与草坪，2005，111（4）：61 ～ 65.

[20]中华人民共和国国家技术监督局.GB/T20806-2006[S].饲料中中性洗涤纤维（NDF）的测定.北京：中国标准出版社，2007-12-18.

[21]中华人民共和国国家技术监督局.GB/T6432-1994[S].饲料中粗蛋白测定方法.北京：中国标准出版社，2009-07-23.

[22]中华人民共和国农业部.NY/T1459-2007[S].饲料中酸性洗涤纤维（ADF)的测定.北京：中国标准出版社，1994-07-18.

[23]钟小仙.南方集约农区牧草周年供应种植模式及栽培利用技术研究：[博士学位论文][D].南京：南京农业大学，2005.

[24]朱永群，彭建华，庞良玉，等.高丹草卫星搭载材料优异种质筛选及 SSR 分析[J].草地学报，2012，20（6）：1150 ～ 1155.

[25]Cusicanqui J A，Lauer J G.Plant density and hybrid influence on com forage yield andquality[J].Agron.1999，9：11 ～ 15.

[26]Humphreys M O.Water-soluble carbohydrates in perennial ryegrass breedingⅢRelationships with herbage production,digesti-bility and crude protein content[J].Grass and Forage Science，1998，44：423 ～ 430.

[27]Mayland H F，Shewmaker G F，Harrison P A，et al.Nonstructural carbohydrates in tall fescue cultivars：relationship to animal preference[J].Agronomy Journal，2001，92：1203 ～ 1206.

[28]Wilkins P W，Humphreys M O.Progress in breeding perennial forage grasses for temperate agriculture[J].Journal of Agricultural Science，2003，140：129 ～ 150.