成都平原地区4 个高丹草品种的生产性能比较

丁 琼，解关琦，张 欢，班琦沁，路晓雯，王小珊，黄琳凯

（四川农业大学草业科技学院, 四川 成都 611130）

2016 年，我国推行粮改饲政策，着重于引导种植优质饲草料，发展草食畜牧业[1]。高丹草（Sorghumbicolor×S.sudanense)是 高 粱（S.bicolor)和 苏 丹 草（S.sudanense)杂交的一年生禾本科饲草，具抗旱、耐寒、耐瘠性、抗逆性强等特性，适宜于气候比较冷凉的地区。其综合了饲用高粱和苏丹草两者的优点，杂种优势明显，既保留了饲用高粱产草量高、含糖量高的特点，又具备了苏丹草分蘖多、再生性强、叶量丰富、木质素含量低的特性[2-5]，因此可作为畜禽的优质饲草。高丹草应用性广泛，可直接刈割后饲喂家畜，也可用于调制干草或青贮[6]。

近年来许多学者已经在高丹草的杂交育种领域进行了大量研究。成功选育出高产优质的皖草系列品种‘皖草2 号’、‘皖草3 号’[7-8]，蒙农系列[9]。此外，很多学者也在各地进行了不同高丹草品种的比较试验，例如在宁夏黄灌区对引进的5 个褐色中脉（brown midrib, BMR)高丹草和常规高丹草品种进行了生产性能和营养品质比较试验，发现适宜于宁夏黄灌区种植的BMR 高丹草顺序是‘BMRG4’ ＞‘BMRG3’ ＞ ‘BMRG2’ ＞ ‘BMRG6’ ＞ ‘BMRG5’[10]；在内蒙古土默特地区的5 个高丹草品种的比较试验发现，综合利用价值最优的高丹草品种为‘JC-008’[11]。除了育种和品种比较之外，对高丹草的其他方面也有大量研究，比如青贮加工[4]。

目前成都平原地区不同品种高丹草的产量差异及生物学特性仍不清楚，因此本研究通过品种比较试验，分析不同高丹草品种的生长差异，旨在筛选出在当地适应性好、高产优质的高丹草品种，以期为高丹草大面积推广栽培提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于成都市崇州市桤泉镇四川农业大学草学系试验基地，属于亚热带湿润季风气候，海拔560 m，相对湿度84%，土壤为紫色土，pH 为6.2。土壤有效磷含量1.807 mg·kg-1，有效氮含量52 mg·kg-1，有效钾含量79 mg·kg-1。2018 — 2020 年试验地气温与降水量分布如图1 所示。

图1 2018 - 2020 年试验地月平均气温与月降水量Figure 1 Monthly mean air temperature and monthly precipitation of experimental area from 2018 to 2020

1.2 试验材料

参试材料共4 个品种，分别为‘蜀草1 号’、‘冀草2 号’、‘JC-008’、‘JC-009’（表1)。

表1 4 个参试高丹草品种信息Table 1 Sources of four Sorghum bicolor × S.sudanense cultivars assessed

1.3 试验设计

试验采用随机区组设计，共4 个品种，每个品种3 个重复，共12 个试验小区，其中每个小区面积30 m2（4 m × 7.5 m)，小区间距50 cm，过道100 cm。人工条播，行距40 cm，播种量为每小区150 g，播后覆土，播种前施入复合肥500 kg·hm-2作为底肥，试验地四周设置1 m 保护行。每个品种设一个物候区，物候区面积为15 m2（ 3 m × 5 m)，共4 个小区。在整个生长期，适时除草、施肥以及灌溉。

1.4 观测指标及方法

1.4.1 物候期观测

出苗期、分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期以50%的植株达到各生育时期为标准。

1.4.2 主要农艺性状测定

在多数品种进入抽穗期后，各小区随机选取5 株植株进行株高、叶片数、分蘖数、叶宽的测量。

株高：测定基部到顶端的绝对高度。

叶片数：计数单株除枯黄萎蔫外的所有叶片。

分蘖数：计数单株的有效分蘖。

叶宽：测量植株从上往下第3 叶片中部的最大宽度。

1.4.3 产量测定

干草产量：先除去每个小区两侧边行及小区两头各50 cm 以内的植株，然后全部刈割，留茬高度15 cm，称取每个小区面积内的鲜草重，即鲜草产量。每个品种再随机称取混合鲜样1 kg，120 ℃杀青1 h，再65 ℃烘干至恒重后称重，折算干草产量，每个品种重复3 次。

1.4.4 茎叶比测定

茎叶比：测定草产量的同时，随机称取1 000 g混合鲜样品，把茎与叶分开（叶鞘算作茎，穗算作叶)， 65 ℃烘干至恒重后称重，计算茎叶比，每个品种重复3 次。

1.5 灰色关联度分析法

根据灰色系统理论，将4 个高丹草参试品种看成一个灰色系统，而每个品种是这个系统中的一个因素[12]。先构建一个参考品种，以每个性状的最优值所构成的数列为参考数列X0，以参试品种的各个性状所构成的数列为比较数列Xi，计算各参试品种与参考品种之间的关联度，从而确定参试品种的优劣。

1.5.1 数据无量纲化处理

无量纲化时，正向指标按X′i（k) =Xi（k) /X0（k)处理，而反向指标为X′i（k) =X0（k) /Xi（k)，根据无量纲化处理所得到的数据求各点绝对差值Δi（k) ＝｜X0（k)－Xi（k)｜，式中：i为品种编号，k为性状。

1.5.2 关联系数计算

式中：miniminkΔi（k)为二级最小差；maximaxkΔi（k)为二级最大差；ρ为分辨系数，范围0～1，此处取值0.5。

1.5.3 关联度计算

式中： γk为各性状指标的等权关联度。

1.6 数据处理

采用SPSS 25 软件进行数据统计，对主要农艺性状、干草产量及茎叶比进行单因素方差分析，并用LSD 最小显著差异法对各处理进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 物候期

对于成都平原地区来说，4 个高丹草品种进入各个物候期的时间存在一定差异，各个品种的出苗期、分蘖期差异不大，6～8 d 即可出苗，6 月初进入分蘖期，6 月下旬或7 月初到拔节期，‘蜀草1 号’相对早熟，在7 月中旬就已经抽穗，‘冀草2 号’和‘JC-008’在7 月底或8 月初进入抽穗期，‘JC-009’最晚进入抽穗期，营养生长期最长（表2)。

表2 不同高丹草品种的物候期Table 2 Phenological stage of different cultivars of Sorghum bicolor × S.sudanense

2.2 主要农艺性状比较

不同高丹草品种，因其自身的遗传特性不同，农艺性状间也存在一定差异。‘蜀草1 号’和‘冀草2 号’的株高相同，为2.85 m，显著高于最低的‘JC-008’ （P＜0.05)；‘JC-009’的叶片数最多，为11.73 片，与‘蜀草1 号’的叶片数（11.13 片)差异不显著（P＞ 0.05)，‘冀草2 号’的叶片数仅为7.73 片，显著低于其他品种；‘JC-009’的分蘖数最多，为10.20 个，显著高于其他品种，‘JC-008’的分蘖数最少，为6.47 个，与‘蜀草1 号’、‘冀草2 号’差异不显著（P＞ 0.05)；‘JC-009’、‘JC-008’、‘冀草2 号’的叶宽分别为5.25、5.19 和4.95 cm，三者之间差异不显著，但显著高于‘蜀草1 号’（表3)。

表3 不同高丹草品种的株高、叶片数、分蘖数和叶宽Table 3 Plant height, leaf number, tiller number, and leaf width of different cultivars of Sorghum bicolor × S.sudanense

2.3 干草产量对比分析

不同年份各品种的干草产量也存在一定差异（表4)。2018 年‘JC-009’的年干草产量最高，为13 143.53 kg·hm-2，分别比‘蜀草1 号’、‘冀草2 号’、‘JC-008’高11.78%、30.57%、15.13%，其中‘JC-009’的年干草产量显著高于‘冀草2 号’（P＜ 0.05)；2019 年‘JC-009’的年干草产量也最高，达16 038.39 kg·hm-2，显著高于其他品种（P＜0.05)，‘JC-008’的年产量最低，为 11 317.38 kg·hm-2；2020 年年干草产量最高的品种同样是‘JC-009’，为15 848.16 kg·hm-2，与‘蜀草1 号’的年产量（14 437.79 kg·hm-2)差异不显著（P＞ 0.05)，‘冀草2 号’的年产量最低，为11 330.74 kg·hm-2，显著低于其他品种（P＜0.05)。比较3 年总产量可以看出，第3 年与第2 年的高丹草干草产量相对高于第1 年，3 年中干草产量最高的均是‘JC-009’，而其他品种均有一定波动。

表4 参试各品种的干草产量Table 4 Hay grass yield of tested cultivars

3 年平均干草产量表现为‘JC-009’ ＞ ‘蜀草1 号’ ＞‘JC-008’ ＞ ‘冀草2 号’，其中‘JC-009’的干草产量显著高于‘冀草2 号’与‘JC-008’（P＜ 0.05)。

2.4 茎叶比比较

4 个参试高丹草品种的茎叶比在1.04～1.68（图2)，其中‘JC-009’的茎叶比最小，显著小于其他品种（P＜ 0.05)，‘JC-008’和‘蜀草1 号’的茎叶比相等，显著高于‘JC-009’和‘冀草2 号’（P ＜0.05)。

图2 不同高丹草品种的茎叶比Figure 2 Stem to leaf ratio of different cultivars of Sorghum bicolor × S.sudanense

2.5 农艺性状、草产量的灰色关联度分析

2.5.1 数据无量纲化处理

本研究中参考品种各性状为株高2.85 m，叶片数11.73 片，分蘖数10.20 个，叶宽5.25 cm，鲜草产量78 202.22 kg·hm-2，干草产量15 010.02 kg·hm-2，茎叶比1.04。将所有性状指标无量纲化（表5)。

表5 数据无量纲化Table 5 Dimensionless processing of data

关联系数反映了参考品种与参试品种性状之间的紧密程度，根据各性状指标的绝对差值计算出各指标的关联系数值（表6)。

表6 各指标关联系数值Table 6 Correlation coefficient value of each index

2.5.2 关联度计算

计算出各高丹草品种的等权关联度，但只在各性状同等重要的情况下，等权关联度才可以评价不同品种的优劣。事实上各性状的重要性不同，应根据其重要程度赋予不同的权重系数[13]。因此根据各性状指标的关联系数计算出性状指标的等权关联度和权重系数（表7)，进而求出品种间的加权关联度（表8)。加权关联度能够真实地反映出各参试品种与参考品种之间的差异，加权关联度越大，越接近参考品种，反之则差异越大[14]。结果表明，4 个高丹草品种的加权关联度表现为‘JC-009’ ＞ ‘冀草2 号’ ＞ ‘蜀草1 号’ ＞ ‘JC-008’。

表7 各性状指标的关联度和权重系数Table 7 Correlation degree and weight coefficient of each character index

表8 不同高丹草品种间的关联度及排序Table 8 Correlation degree and rank of different cultivars of Sorghum bicolor × S.sudanense

3 讨论与结论

观察牧草物候期可了解不同品种在一定区域内各时期的生长发育特性以及与环境条件的关系，这为分析引种成效与确定刈割期提供了重要的参考依据[15]。本研究表明，参与品比的4 个高丹草品种物候期存在一定差异，‘蜀草1 号’生长最迅速，生育期最短，其次是‘冀草2 号’与‘JC-008’，两者生育期相似，‘JC-009’最晚进入抽穗期，营养生长期最长。总之，4 个品种在成都地区均能正常生长，完成整个生育期。在3 年的试验中，发现各品种每年物候期与农艺性状差异不大，进而物候期与农艺性状主要测定了2018 年的数据。

株高、叶片数、分蘖数等与产量显著正相关，是重要的草产量构成性状[16]。本研究中‘JC-009’具有较高的株高、叶片数、分蘖数和叶宽，同时也具有最高的鲜草产量与干草产量，这也说明株高、叶片数等与产量密切相关。茎叶比是饲草品质评价中的重要指标之一，很大程度上决定了饲草的适口性，茎叶比越小，说明叶的比重越大，饲草品质则越好[17]。草产量是评价高丹草品种优劣的重要指标，本研究于2018 年5 月开始播种，通过对4 个高丹草品种3 年的产量测定发现，‘JC-009’的产量最高。而范美超[11]在内蒙古地区的高丹草品种比较试验中发现‘JC-008’的产量高于‘JC-009’，与本研究结果不同，这可能是因为‘JC-009’更适应成都平原地区的生长环境和气候条件。4 个品种的产量差异较大，也可能是因为本研究是以多数品种进入抽穗期时统一刈割测产，进而使生育期短的品种错过最佳刈割

期。刘建宁等[18]发现高丹草的鲜草和干草产量分别于拔节末期和孕穗期最大。在2020 年第2 茬时，高丹草的干草产量明显高于2018 年与2019 年第2 茬，这可能与2020 年降水量多有关。

应用灰色系统理论对原始数据进行处理，具有计算简便和量化程度高等优点[19]，有利于对不同指标进行综合分析[20]，能够较全面地反映一个品种综合生产性能的优劣。本研究对4 个高丹草品种的部分农艺性状、草产量进行灰色关联度分析，结果表明，株高在灰色系统中权重最大，对品种适应性起着较重要的作用，等权关联度和加权关联度的评价结果相同，综合生产性能表现最好的品种是‘JC-009’。

通过对高丹草的品比试验，综合得出参试品种均能在成都地区良好生长，其中‘JC-009’的主要农艺性状和综合评价均表现良好，适合在成都平原进一步推广种植。