不同刈割期对饲用小黑麦草产量和营养品质的影响

2021-12-09何鹏亮汪娅梅揭红东邓荟芬邢虎成揭雨成

草地学报 2021年11期

何鹏亮，汪娅梅，揭红东，邓荟芬，邢虎成，揭雨成*

(1.湖南农业大学苎麻研究所，湖南长沙 410128； 2.湖南省草类作物种质创新与利用工程技术研究中心，湖南长沙 410128； 3.郴州市农业科学研究所，湖南郴州 423000)

小黑麦(TriticaleWittmack)是由小麦(Triticumaestivum)和黑麦(Secalecereale)经过属间有性杂交和染色体数加倍而得到的人工培育的新物种，是一种优良的禾本科牧草，其不但具有小麦的丰产性和黑麦抗病、抗逆性强、适应性广和耐贫瘠等优点，而且还具有杂种优势强和营养品质好等特点[5-8]。饲用小黑麦生物产量及饲草粗蛋白含量高，植株鲜嫩多汁、适口性好、消化率高，畜禽喜食[9-10]。饲用小黑麦的利用方式灵活多样，能在冬春枯草季节为牛、羊提供蛋白质含量高、维生素营养丰富的青绿饲草，也可加工成优质草粉，晒制成优质干草，收获籽粒作精饲料，还可青贮饲喂奶牛[11]。目前，小黑麦已成为我国最重要的冬春饲料作物之一，种植面积近30万hm2[12]。

刈割时期对饲草产量和营养品质有极大影响[13]。确定牧草最佳刈割时期时，必须兼顾单位面积草产量和营养成分含量，尤其是粗蛋白含量[14]。目前，各地已有一些关于小黑麦最佳刈割时期的报道，但研究结论有所差异。小黑麦在黑龙江区域早期刈割再生性良好，最佳刈割期为分蘖盛期[15]。新疆地区小黑麦的最佳刈割期为扬花7～15 d[16]。河北地区小黑麦的最佳刈割期为抽穗初期至抽穗期[17]。天津地区小黑麦的最佳刈割期为乳熟中期[18]。孙元枢[9]认为小黑麦最佳刈割期为开花期。代寒凌等[19]研究表明小黑麦、黑麦和燕麦的最佳刈割期均为乳熟期。赵雅姣等[20]和孙亮等[21]研究表明，从经济效率和利用率考虑，小黑麦最佳刈割期分别为乳熟期和抽穗期。从小黑麦和黑麦的饲草品质、经济效益和相对饲喂价值考虑，青藏高原高寒牧区最佳刈割期分别为开花期、乳熟期和抽穗期[22]。河南济源地区小黑麦的最佳刈割期为抽穗期[23]。王增远等[11]研究表明，生产青饲料，用于直接饲喂牛羊或加工优质草粉，应在拔节前多次刈割；调制青贮饲料，最佳刈割时期为扬花后7～10 d；生产青干草，则在灌浆中期刈割最佳。贾慎修[24]认为禾本科牧草于孕穗、抽穗、开花和灌浆期刈割最佳。以上研究都有得出饲用小黑麦的最佳刈割期，但研究结论并不统一，而且到目前为止，尚未有湖南地区小黑麦刈割时期的相关报道。因此，本研究通过对‘中饲1048’、‘中饲1257’、‘中饲3297’和‘冀饲2号’4个饲用小黑麦种质在拔节期、灌浆期和成熟期的鲜干草产量和营养品质进行研究，明确饲用小黑麦不同刈割期的饲草产量和营养品质，以期探讨其最佳刈割时期，为湖南地区饲用小黑麦的高效生产与利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在湖南农业大学耘园基地内进行。耘园基地位于湖南省长沙市芙蓉区，北纬28°10′51″，东经113°4′40″，海拔58 m，年平均气温17.0℃，无霜期260 d，年降雨量1 200 mm，有灌溉条件。

1.2 试验材料

2个小黑麦品种(‘中饲1048’，‘冀饲2号’)和2个小黑麦新品系(‘中饲3297’，‘中饲1257’)，均由中国农业科学院作物科学研究所提供。

1.3 试验设计

试验为随机区组设计，各试验小区条播，行距20 cm，播种深度3～5 cm，播种量为90 kg·hm-2，小区面积33 m2(11 m×3 m)。4个种质分3个时期测产，共计12个处理，每个处理3次重复，试验地周围1 m种植保护行。播种前施尿素96 kg·hm-2，磷酸二铵225 kg·hm-2，小黑麦生长发育期间不再施肥，试验期间及时中耕除草，播种时间为2018年11月6日。

1.4 测定指标与方法

1.4.1生育期调查调查各小黑麦种质的生育期，包括播种期、出苗期、分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、灌浆期和成熟期等，灌浆期为开花期后10 d。

1.4.2农艺性状株高：在拔节期、灌浆期和成熟期时测定。每个小区随机选取代表性植株10株(边行除外)，分别测量从地面至最高点的自然高度。10株的平均值作该区小黑麦的株高。

从4月5日（清明节）起开始，选用厚度为0.008-0.01 mm、宽度90 cm地膜，110 cm带型 (垄面70-80 cm，垄沟30 cm，垄高15 cm)，规格起垄、喷药防草、覆膜提温5天后（4月10日）每垄辫纳空种植2行，行距40-50 cm，株距33 cm、孔深8-12 cm，点籽、芽眼朝上、压实封严孔口，播种3670株/亩。

分蘖数：在拔节期、灌浆期和成熟期时测定。每个小区内随机选取2 m样段(边行除外)，统计样段内株高高于30 cm的小黑麦分蘖数。

绿叶数：在拔节期、灌浆期和成熟期时测定。每个小区随机选取代表性植株10株(边行除外)，分别测量植株上的绿叶数。10株的平均值作该区小黑麦的绿叶数。

倒伏程度：在拔节期、灌浆期和成熟期时测定。按照无(0)、轻(25%)、中(30%)、重(50%)的四级调查标准进行。植株倾倒45°以上为倒伏。

1.4.3鲜草产量和干草产量在拔节期、灌浆期和成熟期时测定，测产面积为每个小区20 m2。齐地面刈割每个小区内所有植株的地上部分(除去边行和地头两边的50 cm部分)，称重，得到鲜草产量。

从每个小区分别取500 g全株鲜草样品，在105℃烘箱中杀青2 h，然后在60℃烘箱中烘至恒重，称重得到干草重，计算鲜干比。根据500 g鲜草样的鲜干比计算每个小区的干草产量。

1.4.4营养品质在本单位实验室，500 g全株鲜草样烘干得到的全株干草样用粉碎机粉碎，分别过40目筛(粗蛋白、粗脂肪和可溶性糖待测用)和18目筛(中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、酸性洗涤木质素和粗灰分待测用)，3个时期的4个种质都进行测定，3个重复样品分别测定。

采用凯氏定氮法测定粗蛋白(Crude protein，CP)含量，索氏浸提法测定粗脂肪(Ether extract，EE)含量，马弗炉灼烧和差重法测定粗灰分(Crude ash，Ash)含量，滤袋技术改进的范氏中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和酸性洗涤木质素方法测定中性洗涤纤维(Neutral detergent fiber，NDF)、酸性洗涤纤维(Acid detergent fiber，ADF)和酸性洗涤木质素(Acid detergent lignin，ADL)含量，蒽酮比色法测定可溶性糖(Soluble sugar，SS)含量[25]。

1.5 数据处理与分析

采用Excel 2010软件进行数据整理，应用DPS 9.01数据处理系统进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同种质生育期

由表1可知，各小黑麦种质同期播种，生育期却表现出明显差异，各小黑麦种质均于11月15日出苗，于12月24日分蘖，‘中饲1257’的孕穗期、抽穗期、开花期和灌浆期均比其他种质早，‘中饲1048’和‘冀饲2号’次之，‘中饲3297’最迟。‘冀饲2号’的生育期最短，为194 d，其次为‘中饲1257’(197 d)和‘中饲1048’(200 d)，‘中饲3297’的生育期最长，为213 d。

表1 不同小黑麦种质的生育期Table 1 Growth periods of different triticale germplasms

2.2 不同刈割期对农艺性状和草产量的影响

方差分析表明(表2)，不同刈割期小黑麦的株高、分蘖数、绿叶数、鲜草和干草产量均有极显著差异(P<0.01)，需要进行多重比较。

表2 不同刈割期小黑麦农艺性状和草产量的方差分析Table 2 Variance analysis of agronomic traits and forage yield of triticale at different cutting time

2.2.1不同刈割期4个种质平均农艺性状和草产量表现由表3可知，同一时期4个种质平均值以成熟期的株高最高，分蘖数最多，分别为176.76 cm和329.17万个·hm-2，与灌浆期无显著差异，显著高于拔节期(P<0.05)。拔节期的绿叶数最多，为4.10片，与灌浆期无显著差异，显著高于成熟期(P<0.05)。灌浆期的鲜草产量(46.92 t·hm-2)显著高于其他刈割期(P<0.05)；成熟期的鲜草产量(13.57 t·hm-2)显著低于其他刈割期(P<0.05)。灌浆期的干草产量(12.97 t·hm-2)显著高于其他刈割期(P<0.05)；拔节期的干草产量(2.11 t·hm-2)显著低于其他刈割期(P<0.05)。

表3 不同刈割期小黑麦农艺性状和草产量的差异Table 3 Differences of agronomic traits and forage yield of triticale at different cutting time

2.2.2倒伏程度由表4可知，在拔节期，4个种质均无倒伏；在灌浆期，‘中饲3297’无倒伏，其他种质有轻度或中度倒伏；在成熟期，‘中饲3297’有轻度倒伏，其他种质有中度或重度倒伏。

表4 不同小黑麦种质在不同刈割期的倒伏程度Table 4 Lodging degree of different triticale germplasms at different cutting time

2.3 不同刈割期饲草营养品质的差异

方差分析表明(表5)，不同刈割期小黑麦的CP，EE，Ash，NDF，ADF，ADL和SS含量均有极显著差异(P<0.01)。

表5 不同刈割期小黑麦营养品质的方差分析Table 5 Variance analysis of nutritional quality of triticale at different cutting time

由表6可知，同一时期4个种质平均值以拔节期的CP，EE和Ash含量最高，分别为23.00%，6.47%和15.00%，显著高于其他刈割期(P<0.05)；成熟期的CP，EE和Ash含量最低，分别为7.32%，4.92%和7.19%，显著低于其他刈割期(P<0.05)。成熟期的NDF，ADF和ADL含量最高，分别为78.16%，52.27%和30.79%，显著高于其他刈割期(P<0.05)；拔节期的NDF，ADF和ADL含量最低，分别为49.45%，29.47%和15.01%，显著低于其他刈割期(P<0.05)。灌浆期的SS含量最高，为3.41%，与拔节期无显著差异，显著高于成熟期(P<0.05)。

表6 不同刈割期小黑麦营养品质的差异Table 6 Differences of nutritional quality of triticale at different cutting time

3 讨论

刈割时期是决定饲草产量和品质的关键因素，适宜的刈割时期是获取优质高产饲草的重要手段，确定适宜的刈割时期必须考虑生育期内饲草产量和营养品质，一般在草产量与营养品质均较高时为最佳刈割期[9,26-28]。一般来说，饲草越幼嫩其营养价值越高但产量越低，而越接近成熟期的饲草其产量越高但营养价值降低[29-30]。

3.1 不同刈割期小黑麦种质草产量的差异

草产量是评定饲草生产性能的重要指标，其高低对饲草经济效益有十分重要的作用，小黑麦不同刈割期的草产量不同[16,31]。本研究中，不同刈割期小黑麦的草产量有显著差异，不同刈割期的鲜草产量由高到低依次为：灌浆期(46.92 t·hm-2)>拔节期(17.18 t·hm-2)>成熟期(13.57 t·hm-2)；干草产量依次为：灌浆期(12.97 t·hm-2)>成熟期(5.99 t·hm-2)>拔节期(2.11 t·hm-2)，随着刈割期的推进，鲜干草产量先升高，灌浆期达到最大值，之后又降低。王丽学等[18]研究表明，随着刈割时期的推迟，小黑麦干物质产量呈先增后减的趋势，与本试验研究结果相似。赵雅姣等[20]研究表明，随着生育时期推移，鲜草产量先增加，开花期达最高，之后又降低；而干草产量持续增加，乳熟期最高。这与本试验结果略有不同，可能是由于供试材料与试验地区光热条件等因素不同导致。

3.2 不同刈割期小黑麦种质营养品质的差异

本试验中，不同刈割期小黑麦的CP，EE，Ash，NDF，ADF，ADL和SS含量均有显著差异。CP含量是评定饲草营养价值的重要指标，CP含量越高，饲草营养价值越大[32-33]。本研究中，不同刈割期的CP含量由高到低依次为：拔节期(23.00%)>灌浆期(11.40%)>成熟期(7.32%)，拔节期的CP含量最高，随着刈割期的推迟，CP含量下降，这与王丽学等[18]和赵雅姣等[20]研究结果一致。

EE是饲草储备能量的主要物质之一，为家畜提供热量的主要原料，是评定饲草品质的重要指标[34-36]。Ash主要为矿物质氧化物或盐类等无机物质，给动物补充矿物质[37-38]。Ash含量越高说明牧草中矿物质含量越高[39]。在一定范围内Ash含量越低，牧草质量越好[40]。本研究中，不同时期饲草中EE和Ash排列顺序为：拔节期>灌浆期>成熟期，拔节期的EE和Ash含量最高，随着刈割期的推迟，EE和Ash含量下降。

饲草中的NDF和ADF含量是评定其营养品质的重要指标[40]。NDF主要是由纤维素、半纤维素和木质素组成，NDF含量高时，饲草适口性下降，家畜采食率降低，饲草品质低；相反则提高采食率[34-35]。ADF的主要组成成分是纤维素和木质素，ADF含量越高，则饲草消化率越低；反之则消化率越高[34-35]。ADL不能被家畜利用，而且严重影响家畜对饲草的消化率[41]。ADL含量越低，消化率越高[42]。本研究中，不同时期饲草中NDF，ADF和ADL含量排列顺序为：拔节期<灌浆期<成熟期，拔节期的NDF，ADF和ADL含量最低，随着刈割期的推迟，NDF，ADF和ADL含量升高，这是由于随着生育期的推进，细胞壁成分逐渐增加，细胞内容物逐渐降低，使饲草茎秆木质素和其他结构性物质增加，这是植物生长衰老过程的普遍规律[26]。灌浆期和成熟期的NDF含量偏高可能是因为供试材料、湖南气候条件不同以及气温上升较快导致。

SS是参与植株代谢的重要物质，是家畜最易利用的能量来源，并且影响牧草消化率与适口性[34,43]。本研究中，不同时期饲草中SS含量排列顺序为：灌浆期>拔节期>成熟期，灌浆期的SS含量最高，与拔节期无显著差异。饲草成熟期的SS含量最低可能是由于成熟期时大量SS转移至籽粒导致。

有研究表明，饲草随着生育期的推进，CP与Ash的含量会逐渐下降，而NDF和ADF含量逐渐上升[43]，这与本研究一致。综合比较，本研究中，拔节期的小黑麦营养品质最好，CP和EE含量最高，NDF，ADF和ADL含量最低，但是干草产量最低。灌浆期的小黑麦营养品质较高，CP和EE含量均较高，SS含量最高，而Ash，NDF，ADF和ADL含量较低，且鲜草和干草产量最高。成熟期的小黑麦营养品质最差，CP，EE和SS含量最低，NDF，ADF和ADL含量均最高，鲜草和干草产量低。