8种一年生饲料作物生产性能及相对饲用价值

彭安琪，李小梅，王 红，李昌华，李小铃，闫艳红，张新全

（四川农业大学动物科技学院草业科学系，四川 成都 611130）

随着人们生活水平的提高，畜牧业的发展出现了迅猛的势头，靠长期人畜共粮、粮饲共享已不能满足畜牧业的要求[1]。我国畜牧业发展相对落后，与其他畜牧业发达的国家相比有很大的发展空间。限制我国畜牧业发展的重要原因之一是缺乏优质的饲草料，由于天然草地长期超载过牧，加上生态环境不断恶化，从而导致草地资源严重退化，饲草料供应不足，优质饲草料更是一度短缺。以致于长期以来，我国一直以使用精饲料为主的形式发展畜牧业，每年都有大批量的粮食用于生产精饲料[2]。据有关部门调查统计，目前我国的饲料用粮约占粮食的1/3[3]。现代生态畜牧业的发展必须以优质高产的饲草为基础，当前国内外都以培育优良牧草作为增产和改善品质的重要措施[4]。随着种植业结构的转变及生态环境的建设，对优良牧草的需求将会越来越大。栽培改良牧草，既是保证畜牧业健康稳定发展的需要，也是生态环境建设、社会可持续发展的需要。

目前生产上利用较多的饲用作物为禾本科牧草和豆科牧草。饲草玉米(Zea mays)和饲草高粱(Sorghum bicolor × S. sudanense)均为 C4作物，是禾本科牧草中最主要的饲用作物，在畜牧业生产中具有重要作用，国内众多地方已经引种成功并规模种植，取得了良好的效益[5-8]。饲草高粱是高粱(S. bicolor)与苏丹草(S. sudanense)杂交产生的F1代杂交种，即高粱杂交草，也叫高丹草，具有适口性好、营养价值高、再生性强等优点，是发达国家普遍利用的草种[9]，不论是青饲还是青贮后饲喂都具有很高的饲用价值[10]。但该类一年生饲草在四川西南地区的利用研究还较少。为此，本研究在雅安、仁寿两地分别对8个参试品种的生产性能及饲用品质进行综合评价，旨在探索适宜四川西南地区种植的优良牧草，以期为畜牧业填补优质饲料缺口，以达到促进畜牧业发展的同时促进农民收益的目的，同时也为国家饲用玉米、饲用高粱品种布局和推广应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于四川农业大学雅安校区教学科研园区 (29° 98' N，103° 00' E)及四川省现代粮食产业仁寿示范基地 (30° 07′ N、104° 18′ E)。两试验地土壤类型均为紫色土，基础理化性状如表1所列。

1.2 试验材料

供试材料青贮玉米、饲草玉米、饲草高粱共8个品种。雅玉青贮8号(CK)由四川雅玉科技开发有限公司提供，正红311由四川农大正红种业责任有限公司提供，华丰3号由河南华丰种业有限公司提供，瑞德1号、晋草8号、晋草11号来源于山西省农业科学研究院，玉草3号来源于四川农业大学玉米研究所，AS6016高丹草由浩海嘉农种业有限公司提供。各品种种植信息如表2所列。

1.3 试验设计与田间管理

试验采用间比法，于2017年4月23日进行，依上表各品种的种植密度、行距、株距进行种植，穴留单株。试验不设重复，首尾小区为对照(雅玉青贮8号)，中间每隔一个种设置一个对照。各品种播前结合整地施入有机肥 30 000 kg·hm-2；钾肥、磷肥以基肥一次性均匀窝施，施用量为氯化钾 150 kg·hm-2，过磷酸钙 600 kg·hm-2；尿素施用量为450 kg·hm-2，按基肥、苗肥、大喇叭口追施，分别为40%、30%和30%。小区面积均为40 m2。

表1 试验地基础理化性状Table 1 The basic physicochemical properties of the experimental area

表2 试验材料及种植密度Table 2 Trial material and planting density

1.4 测定项目与方法

各品种收获一次，收获前1 d各小区远离边行以对角线取3个样点，每样点10株，共30株。分别测定农艺性状、产量、干物质含量及营养成分，并计算相对饲用价值。

株高：植株的自然高度，即用卷尺测量由地面起到植株自然伸长时的高度。

茎粗：植株地面起第3节茎秆的最粗部位，用游标卡尺测量。

节间长：植株地面起第3节茎秆的长度，用卷尺测量。

SPAD 值 (specialty products agricultural division)：使用SPAD-502叶绿素仪测定，每株测定3片叶子，每片叶子测定上、中、下3个部位，求得每株的平均值。

茎秆强度：在各饲草收获时，近地面处剪下，去掉叶片、叶鞘及其他部分，保留茎秆，用YYD-1型茎秆强度测定仪测定地面上第3茎节的茎秆强度。

产量：CK、正红311、瑞德1号于乳熟末期[11]，华丰3号、玉草3号于抽雄期[12]，AS6016高丹草于抽穗期从地上部20 cm处全株刈割[13]；晋草8号、晋草11号于乳熟至蜡熟期(与饲用高粱刈割期相似)从地上部10 cm处全株刈割[14]。生物鲜重按小区称重，收获后立即称重，得到小区鲜重产量。根据小区鲜重和干物质含量计算小区干物质产量，单位最后统一为kg·hm-2。

干物质含量：将取得的样品全株粉碎，随机取样1.0 kg左右，称鲜重，然后在105 ℃条件下杀青2 h后，再在60 ℃下烘干至恒重，称干重。计算干物质含量。

营养成分分析：对不同饲料作物进行全株混合取样，用凯氏定氮法[15]测定粗蛋白(crude protein, CP)含量；用范氏洗涤法[15]测定中性洗涤纤维(neutral detergent fiber, NDF)和酸性洗涤纤维 (acid detergent fiber, ADF)含量；用蒽酮比色法[16]测定可溶性碳水化合物 (water soluble carbohydrate, WSC)含量。

相对饲用价值(RFV)、干物质采食量(DMI)以及可消化干物质(DDM)计算公式如下[17]：

RFV = DMI × DDM / 1.29 ;

DMI= 120 / NDF ；

DDM= 88.9 - 0.779 × ADF 。

1.5 数据分析

以每个样点作为一个重复，每个处理3次重复。采用 Excel 2010 和 SPSS 19.0 软件进行数据处理 ， 用 Excel 2010 作 图 。 因 CK1、 CK2、 CK3和CK4各指标之间差异不显著(表3)，表明各试验小区地力条件差异不显著(P ＞ 0.01)，因此，对照(CK)的值取各对照小区的平均值，进行单因素方差分析及相关性分析，并用LSD法和Duncan法进行多重比较，最终数据均以平均值 ± 标准误表示。

表3 两试点对照(雅玉青贮8号)小区各指标的比较Table 3 Comparison of the CK index (Yayu Silage 8) plot in two pilots

2 结果与分析

2.1 不同品种的SPAD值

AS6016高丹草在雅安的SPAD值最高，达到61.22(图1)，极显著高于该地区的其他品种(P ＜0.01)，晋草8号次之，为54.46；玉草3号在仁寿的SPAD值最高，达到56.24，其次为晋草11号，为55.62，极显著高于其他品种(P＜0.01)，但二者差异不显著 (P ＞ 0.01)。

2.2 不同品种的农艺性状及茎秆强度

晋草8号在两试点株高均最高，分别为295.0和 284.4 cm(表 4)，极显著高于其他品种 (P＜0.01)；正红311和华丰3号的茎粗在两试点均最大，在雅安分别为22.43和20.46 mm；在仁寿分别为21.33和20.99 mm，在仁寿地区极显著高于其他品种(P ＜0.01)；晋草11号和AS6016高丹草的节间长在两试点均最长，在雅安分别为25.47和20.17 cm，在仁寿分别为25.51和19.83 cm，两个地区均极显著大于其他品种 (P＜0.01)。

图1 8个品种的SPAD值Figure 1 The specialty products agricultural division(SPAD) value of eight varieties

表4 两试点各品种农艺性状及茎秆强度Table 4 Agronomic traits and stem strength of different varieties in two pilots

正红311和CK在雅安的节间长/茎粗值最小，分别为7.09和7.18；CK和瑞德1号在仁寿的节间长/茎粗值最小，分别为6.44和6.89，极显著低于其他品种(P＜0.01)；CK和华丰3号在两试点的茎秆强度均较高，极显著高于其他品种(P＜0.01)，在雅安分别为283.23和297.10 N·cm-2，二者差异不显著；在仁寿分别为290.29和295.73 N·cm-2，但二者差异不显著 (P ＞ 0.01)。

2.3 干物质产量及营养成分

晋草11号在雅安的干物质产量最高，达到20.11 t·hm-2(表 5)， 晋 草 8 号 和 正 红 311 次 之 ， 为18.80 和 12.29 t·hm-2， 三 者 间 差 异 极 显 著 (P ＜0.01)；晋草8号在仁寿的干物质产量最高，为10.39 t·hm-2(表 6)，晋草 11 号次之，为 10.03 t·hm-2，二者间差异不显著(P ＞ 0.01)，正红311第三，为9.27 t·hm-2。

表5 雅安试点各品种干物质产量及营养成分Table 5 Dry matter yield and nutrient composition of different varieties in Ya'an

AS6016高丹草在两试点的CP含量均最高，分别为12.80%和15.48%，极显著高于其他品种(P ＜0.01)，在雅安，其次为华丰3号，为11.06%；在仁寿，其次为晋草11号，为14.87%。瑞德1号在雅安的WSC含量最高，为7.06%，其次为CK和正红311，分别为7.04%和6.26%，极显著高于其他品种 (P＜0.01)，三者之间差异不显著 (P ＞ 0.01)；玉草3号在仁寿的WSC含量最高，为5.64%，其次为华丰3号，为4.78%，极显著高于其他品种(P ＜0.01)；AS6016高丹草在雅安的NDF含量最高，为54.80%，其次为晋草11号，为53.96%，极显著高于华丰3号外的其他品种(P＜0.01)，二者之间差异不显著(P ＞ 0.01)；ADF含量为晋草11号最高，为29.56%，极显著高于其他品种(P＜0.01)，其次为AS6016高丹草，为26.43%。AS6016高丹草在仁寿的NDF及ADF含量均最高，分别为55.20%和25.08%；其次均为华丰3号，分别为53.35%和24.48%，极显著高于其他品种 (P＜0.01)，二者之间差异不显著 (P ＞ 0.01)。

晋草8号在雅安的CP产量和WSC产量最高，分别为 1.44 和 1.00 t·hm-2，其次为晋草 11 号，分别为 1.06 和 0.84 t·hm-2，均极显著高于其他品种(P＜0.01)， 二 者 间 差 异 不 显 著 (P ＞ 0.01)。 晋 草11号在仁寿的CP产量极显著高于其他品种(P ＜0.01)，为 1.49 t·hm-2，CK 次之；晋草 8 号、CK 以及正红 311 的 WSC 产量最高，均为 0.38 t·hm-2。晋草11号在雅安的NDF产量和ADF产量最高，分别为 10.80 和 5.92 t·hm-2，其次为晋草 8 号，分别为 9.22 和 4.50 t·hm-2，均极显著高于其他品种 (P ＜0.01)，且二者之间差异极显著 (P＜0.01)；在仁寿有同样的趋势，晋草11号的NDF产量和ADF产量最高，分别为 4.91 和 2.32 t·hm-2，其次为晋草8 号，分别为 4.73 和 2.31 t·hm-2，均极显著高于除正红311外的其他品种(P＜0.01)，但二者差异不显著 (P ＞ 0.01)。

表6 仁寿试点各品种干物质产量及营养成分Table 6 Dry matter yield and nutrient composition of different varieties in Renshou

2.4 各性状与干物质产量相关性比较

在雅安，干物质产量与株高、密度和节间长极显著或显著正相关(表7)，相关系数分别为0.615、0.894和0.454；在仁寿，干物质产量与株高和密度呈极显著正相关(表7)，相关系数分别为0.900和0.571。

表7 两试点各性状与干物质产量Pearson相关系数Table 7 Correlation analysis of dry matter yield and traits in two pilots

2.5 相对饲用价值

CK在两试点的DMI和DDM及RFV均最高(表 8)，极显著高于其他品种 (P＜0.01)，其次均为瑞德1号。CK和瑞德1号的RFV在雅安分别为149.64 和 139.17，二者差异极显著 (P＜0.01)；在仁寿分别为187.10和186.94，二者差异不显著(P ＞0.01)。所有品种的RFV在两试点均在100.00以上，说明两试点的饲料整体质量较好[18]。

3 讨论

3.1 产量

株高是植株生长发育状况和产量潜力的重要指标之一[19]，株高不仅由遗传特性决定，而且受环境因素的影响[20]。产量是评定一个牧草品种优劣的重要指标，一般来说，植株的产量与株高呈正相关关系。不同的产量特性可以反映不同品种的生产性能及适应性[21]。本研究中，晋草8号和晋草11号在两试点的干物质产量均最高，株高也较高，与孙万斌[22]研究结果相似，株高通常与牧草的产量呈正相关关系，相对而言株高越高，通常具有的生产潜力越大。此外，雅安试点各品种的株高与干物质产量普遍高于仁寿试点，因而雅安试点的气候条件更有利于饲草生长，这是由于两个试点的水热气候条件不同，各参试品种的生产性状也显示出一定的差异性。

光合作用是作物产量形成的基础[23-24]，SPAD值可较好地反映植物叶片叶绿素的含量[25]。应用叶绿素仪对玉米、水稻(Oryza sativa)等作物进行氮素亏缺及需氮量预测、作物生长评价和水肥管理措施等方面已有不少研究成果[26]。刘吉利等[27]研究表明，柳枝稷(Panicum virgatum)在抽穗期和开花期叶片SPAD值均保持较高水平，有利于在盐碱胁迫下维持正常的光合作用。王康等[28]研究表明，生育期平均叶绿素SPAD值与作物产量有着明显的相关关系，初步的分析表明，在不同的农田氮素供应水平下，可以根据前期一定生育阶段的叶绿素和叶面积指数测量值指导后期的农田水管理和进行产量预测。从相关性来看，本研究结果与王康等[28]研究结果不一致，SPAD值与作物产量的相关性不大，这可能是由于不同品种的特性差异所致。

表8 各品种相对饲用价值Table 8 RFV of different varieties

作物倒伏不仅导致作物产量和质量的降低，造成根源上的浪费，而且降低了生产效率，使种植成本显著提高。Zuber等[29]研究结果表明，作物的抗倒伏能力与近地面第2和第3节茎秆的压碎强度正相关。从两试点的结果来看，晋草8号和AS6016高丹草的茎秆强度在 153.00～174.00 N·cm-2，而其他品种的茎秆强度均在260.00 N·cm-2以上。但晋草8号与AS6016高丹草并未出现倒伏情况，说明植株的抗倒伏性还与节间长、茎粗等其他性状有关。大量研究表明，玉米的株高、穗位高、穗位以上节数、近地面节间长度、茎粗和茎秆重量对玉米的抗倒伏能力都可以产生影响[30]。Martin等[31]研究结果显示，在各茎秆农艺性状中，对玉米抗倒性能影响最大的是茎秆直径。玉米倒伏率与节间长度呈显著正相关关系，与茎秆直径呈显著负相关关系[32]。基部节间越短，直径越粗抗倒能力较强，而茎基部各节间的长粗比值越大，说明茎秆表现又细又弱，从而发生倒伏的可能性越大[33]。综合节间长粗比与茎秆强度分析，本研究结果与程富丽等[34]研究结果相似，茎秆基部节间粗和长粗比值小的品种具有较强的抗茎折能力。但晋草11号在两试点的表现却与此结论完全相反，其茎粗最小，节间长最长，节间长粗比极显著大于其他品种 (P＜0.01)，但其茎秆强度却较大，在270.00 N·cm-2以上。说明不同品种作物的抗倒伏性能不能仅依靠茎秆强度和茎粗来判断，因为茎秆的结构组成、干物质的积累与分配、紧实度等也可能会对其产生影响，有待进一步研究说明。除此之外，还可结合相关力学特性对作物的抗倒伏性能加以综合评价。

从两试点各性状与干物质产量的相关性来看，株高和密度与产量呈极显著正相关关系(在雅安，茎长与产量也呈显著正相关关系)，说明在本研究中，与其他性状相比，株高与密度对产量起了重要的作用。从两试点各性状与茎秆强度的相关性来看，密度与节间长显著正相关，与茎粗显著负相关，与茎秆强度显著负相关。说明密度越大茎秆越细长，茎秆强度越小，发生倒伏的可能性越大，这与马跃芳等[33]的研究结果相似。茎粗与茎秆强度极显著正相关，表明与其他性状相比，茎秆直径对植株抗倒性能影响最大，这与Martin等[31]的研究结果相似。

3.2 营养价值

CP是牧草营养品质的重要指标[35]；WSC是绝大多数植物性饲料的主要组成成分，也是反刍家畜能量和脂肪贮备的主要原料[36]。在本研究中，晋草8号和晋草11号的CP产量、WSC产量在两试点均极显著高于其他品种(P＜0.01)。根据美国的草地质量标准[37]，牧草RFV值越大，说明该牧草营养价值越高。本研究中晋草8号、晋草11号以及正红311在两试点的RFV值均在125.00以上(晋草11号在雅安除外，为114.39)，达到了一级干草标准。而其余品种RFV值均大于100.00，说明饲草质量较高。

4 结论

综合产量与营养品质，晋草8号与晋草11号具有较好的生长势，株高、干物质产量、CP产量、WSC产量极显著高于其他品种(P＜0.01)；正红311的干物质产量位于第三，极显著高于其他品种 (P＜0.01)，CP产量、WSC产量也较为可观，且RFV值在133.00以上。因此，晋草8号、晋草11号和正红311适宜在两试点推广种植。