六个甜高粱品种在阿拉尔市的产量及品质比较

彭宏鑫, 周 正, 陈亚飞, 蒋懿康, 蒋 慧

（塔里木大学, a.动物科学与技术学院；b.塔里木畜牧科技兵团重点实验室；c.水利与建筑工程学院, 新疆 阿拉尔 843300）

甜高粱（Sorghum bicolor‘Dochna’）属于禾本科高粱属一年生草本, 主要分布在温带和亚热带地区[1］。它以抗旱、耐涝、耐盐碱等特性被广泛种植于半干旱地区[2］。新疆南疆地区属于干燥、少水的沙漠气候[3］。甜高粱对生长条件要求较低, 生长旺盛且再生能力强, 适合在南疆地区推广种植。除此之外, 新疆还是少数民族的集聚地, 多以草食动物畜产品为生活资料[4］, 而品质优良的饲草是保证牲畜生产能力的关键, 因此种植高产优质的甜高粱有着重要的意义。

基于甜高粱抗旱和耐盐碱的特性, 肖丹等[5］、艾买尔江·吾斯曼等[6］从农艺性状的角度对甜高粱在南疆地区的适种性进行了研究, 得出大力士可作为南疆地区的适栽品种, 但并未对其产量和营养成分动态变化进行研究。尽管在其他地区有对甜高粱在不同刈割时期的产量和营养成分做相关研究, 但由于不同地区的适栽品种存在差异, 故而最终的研究结果也不尽相同[7-13］。本研究选用6 个甜高粱品种为试验材料, 在新疆阿拉尔市开展引种试验, 通过分析不同品种甜高粱产量和营养成分含量的动态变化, 筛选出适宜阿拉尔市栽培的品种。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验选用了6 个甜高粱品种, 分别为大力士、F430、F10、青贮大师、F29 和FS3501, 均购于北京正道种业公司。

1.2 试验方法

1.2.1 试验地概况 试验地设置在新疆生产建设兵团阿拉尔市八团试验田。阿拉尔市位于塔克拉玛干沙漠的北部边缘, 该地降水量少, 日照充足, 地表蒸发强烈[14］, 处于塔里木河流域, 属于温带沙漠气候, 是温带大陆性气候的极端情况。正是因为这种气候, 所以导致了该地区昼夜温差大, 降水量少, 冬季气温低, 光照多[15］。区域内光照资源充足, 年均日照时数为3 000 h[16］, 年无霜期平均220 d, 年降水量17.4～42.8 mm, 蒸发量1 125～1 600 mm。土质为沙壤土, 偏碱性, pH 为8.3[17］, 有机质含量为20.54 g/kg, 速效氮含量为77.00 mg/kg, 速效磷含量为8.03 mg/kg, 速效钾含量为340.00 mg/kg。大部分地区地势较为平坦, 采用覆膜滴灌栽培。

1.2.2 试验设计 试验于2021 年进行, 采用随机区组设计, 每个品种设置3 个重复。每个小区面积6 m×20 m, 行距0.60 m, 株距0.15 m, 四周设保护行。

1.2.3 产量测定 分别在7 月2 日、7 月27 日、8 月13 日3 个时间节点上进行物候期的观察, 并选用1.2 m×5.0 m 的样方对6 个品种的甜高粱进行刈割取样测产。

1.2.4 样品营养成分测定 将测产后的样本切段用四分法选取2 kg分析样本, 于65 ℃下干燥48 h, 用粉碎机粉碎过40目筛, 取分析样装入自封袋中以备测定植株营养成分。植株干物质含量用105 ℃烘干法测定[18］；中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和半纤维素含量用范式洗涤纤维法测定[19］；粗蛋白质含量用凯氏定氮法测定[20］；粗脂肪含量用索氏抽提法测定[21］；粗灰分含量用灰化法测定[22］；淀粉含量用碘显色法测定[23］。

1.3 数据统计与分析

数据整理使用Excel 2007 软件；数据统计分析、方差分析以及多重比较使用SPSS 22.0 软件。

2 结果与分析

2.1 不同甜高粱品种的物候期

通过对3 个不同刈割时间的物候期（表1）进行比较可知, 7 月2 日, 6 个甜高粱品种均处于拔节期；7月27 日, F430 和F10 处于孕穗期, FS3501、青贮大师和大力士处于抽穗期, F29 处于扬花期；8 月13 日, F430 和F10 处于抽穗期, FS3501 处于扬花期, F29 和青贮大师处于乳熟期, 大力士处于灌浆期。

表1 6 个甜高粱品种不同刈割时间所处物候期

2.2 不同甜高粱品种植株干鲜比变化

由表2 可知, 7 月2 日, FS3501 的干鲜比最高, 为34.60%, 显著高于其他5 个品种；青贮大师的干鲜比最低, 为21.33%, 显著低于其他5 个品种；F430 与F10 差 异 不 显 著。7 月27 日, FS3501 的 干 鲜 比 仍 为最高, 为38.22%, 显著高于其他5 个品种；青贮大师的干鲜比最低, 为23.32%, 显著低于其他5 个品种；F430 与F10 差异不显著。8 月13 日, FS3501 的干鲜比仍最高, 为49.11%, 显著高于其他5 个品种；F430的干鲜最低, 为26.03%, 显著低于其他5 个品种；F10 与大力士差异不显著。

表2 不同甜高粱品种的干鲜比

2.3 不同甜高粱品种产量变化

由表3 可知, 随着刈割时间的推进, 6 个甜高粱品种产量均表现出递增的趋势。7 月2 日, 6 个甜高粱品种产量由高到低依次为大力士、青贮大师、F10、FS3501、F430、F29；7 月27 日, 产量由高到低依次为大力士、青贮大师、FS3501、F10、F430、F29；8 月13 日, 产量由高到低依次为大力士、青贮大师、F10、F430、FS3501、F29。大力士和青贮大师在3 个刈割时间的产量均处于高水平。

表3 不同甜高粱品种的产量

2.4 不同甜高粱品种植株营养成分含量变化

2.4.1 干物质含量变化 由图1 可知, 7 月2 日, 6 个甜高粱品种干物质含量由高到低依次为FS3501（35.90%）、F29（35.39%）、大力士（35.05%）、F10（34.76%）、F430（34.12%）、青贮大师（33.25%）；7 月27 日, 干物质含量由高到低依次为FS3501（36.12%）、F29（35.84%）、F10（35.66%）、F430（35.33%）、大力士（35.22%）、青贮大师（35.06%）；8月13 日, 干物质含量由高到低依次为FS3501（36.37%）、F29（36.16%）、F10（35.87%）、大力士（35.81%）、青贮大师（35.77%）、F430（35.61%）。随着刈割时间的推进, 6 个甜高粱品种干物质含量均呈增加趋势。

图1 不同甜高粱品种干物质含量变化

2.4.2 粗蛋白质含量变化 由图2 可知, 7 月2 日, 6个甜高粱品种粗蛋白质含量由高到低依次为F10（7.27%）、F430 和FS3501（7.23%）、大力士（7.22%）、F29 和青贮大师（7.21%）；7 月27 日, 粗蛋白质含量由高到低依次为大力士（7.47%）、F10（7.44%）、F430（7.40%）、FS3501（7.37%）、F29（7.36%）、青贮大师（7.35%）；8 月13 日, 粗蛋白质含量由高到低依次为F29（7.29%）、F430（7.18%）、FS3501（7.15%）、青贮大师和大力士（7.14%）、F10（7.10%）。6 个品种的粗蛋白质含量均呈先增加后降低的趋势, 且都在7 月27日达到峰值。

图2 不同甜高粱品种粗蛋白质含量变化

2.4.3 粗脂肪含量变化 由图3 可知, 7 月2 日, 6 个甜高粱品种粗脂肪含量由高到低依次为F10（8.39%）、青贮大师（6.59%）、F430（5.30%）、F29（4.83%）、大力士（4.08%）、FS3501（3.35%）, F430、F29 和大力士, 大力士和F3501 的粗脂肪含量差异均不显著, 其他品种间粗脂肪含量差异均达显著水平；7 月27 日, 粗脂肪含量由高到低依次为F29（7.13%）、FS3501（6.86%）、大力士（5.30%）、F10（4.50%）、青贮大师（3.33%）、F430（3.26%）, F29 和FS3501 的粗脂肪含量显著高于其他品种, 大力士的粗脂肪含量显著高于青贮大师和F430；8 月13 日, 粗脂肪含量由高到低依次为FS3501（8.48%）、F10（6.20%）、大力士（5.31%）、F430（5.00%）、青贮大师（4.36%）、F29（3.60%）, F3501 的粗脂肪含量显著高于其他品种, F10 和大力士的粗脂肪含量显著高于青贮大师和F29。

图3 不同甜高粱品种粗脂肪含量变化

2.4.4 淀粉含量变化 由图4 可知, 7 月2 日, 6 个甜高粱品种淀粉含量由高到低依次为F10（18.34%）、青贮大师（16.38%）、F430（14.55%）、F29（13.51%）、大力士（13.02%）、FS3501（12.12%）；7 月27 日, 淀粉含量由高到低依次为F29（19.93%）、FS3501（19.65%）、大力士（18.59%）、F10（17.82%）、F430（16.79%）、青贮大师（14.75%）, 除F29 与FS3501、大力士与F10 外, 其他品种间淀粉含量差异均达显著水平；8 月13 日, 淀粉含量由高到低依次为FS3501（21.14%）、F10（18.34%）、大力士（18.28%）、F29（17.73%）、青贮大师和F430（17.46%）, FS3501 的淀粉含量显著高于其他5 个品种。

图4 不同甜高粱品种淀粉含量变化

2.4.5 粗灰分含量变化 由图5可知, 7月2日, 6个甜高粱品种粗灰分含量由高到低依次为F29（6.52%）、FS3501（6.18%）、大力士（6.15%）、F430（6.08%）、青贮大师（6.07%）、F10（5.65%）；7 月27 日, 粗灰分含量由高到低依次为青贮大师（6.11%）、F430（5.84%）、F29（5.49%）、FS3501（5.47%）、F10（5.43%）、大力士（5.23%）；8 月13 日, 粗灰分含量由高到低依次为F10（6.44%）、F29（6.42%）、F430（6.15%）、青贮大师（6.13%）、大力士（6.00%）、FS3501（5.57%）。

图5 不同甜高粱品种粗灰分含量变化

2.4.6 中性洗涤纤维含量变化 由图6 可知, FS3501 的中性洗涤纤维含量在3 个刈割时间均显著高于其他5 个品种, 而青贮大师的中性洗涤纤维含量在3 个刈割时间均处于最低水平。

图6 不同甜高粱品种中性洗涤纤维含量变化

2.4.7 酸性洗涤纤维含量变化 由图7 可知, FS3501 的酸性洗涤纤维含量在前两个刈割时间位于最高水平, F10 的酸性洗涤纤维含量在8 月13 日位于最高水平且显著高于其他5 个品种。7 月2 日, 6 个甜高粱品种酸性洗涤纤维含量由高到低依次为FS3501（25.69%）、大力士（25.59%）、F10（24.89%）、青贮大师（24.46%）、F29（24.09%）、F430（23.68%）；7 月27 日, 酸性洗涤纤维含量由高到低依次为FS3501（27.32%）、F29（27.28%）、F10（26.90%）、大力士（25.83%）、F430（25.70%）、青贮大师（24.60%）, 青贮大师的酸性洗涤纤维含量显著低于其他品种；8月13 日, 酸性洗涤纤维含量由高到低依次为F10（30.66%）、青贮大师（28.75%）、FS3501（28.41%）、F430（27.60%）、F29（27.56%）、大力士（26.52%）。

图7 不同甜高粱品种酸性洗涤纤维含量变化

2.4.8 半纤维素含量变化 由图8 可知, 7 月2 日, 6个甜高粱品种的半纤维素含量由高到低依次为FS3501（21.87%）、F430（20.63%）、F10（20.32%）、F29（19.35%）、青贮大师（18.59%）、大力士（17.85%）；7 月27 日, 半纤维素含量由高到低依次为FS3501（21.85%）、大力士（20.91%）、F29（19.66%）、青贮大师（19.63%）、F430（19.40%）、F10（19.23%）；8 月13日, 半纤维素含量由高到低依次为FS3501（23.90%）、大力士（21.49%）、F29（21.06%）、F430（18.64%）、F10（17.28%）、青 贮 大 师（17.24%）。FS3501 在3 个刈割时间的半纤维素含量均为最高, 显著高于其他品种。

图8 不同甜高粱品种半纤维素含量变化

3 小结与讨论

产量是作物是否被推广种植的重要评判指标之一。近年来有研究者在南疆地区种植了甜高粱品种M81、吉甜1 号、丽欧、海牛、大力王及绿能2 号等品种[5, 6, 24, 25］。阿依古丽·艾买尔等[25］的研究中M81、吉甜1 号及丽欧的产量分别为113 738.70、96 795.45、96 845.40 kg/hm2, 肖丹等[5］的研究中海牛、大力王及绿能2 号的产量分别为121 895.45、146 823.40、56 911.11 kg/hm2。 本研究中大力士的产量（118 790.43 kg/hm2）均高于M81、吉甜1 号、丽欧和绿能2 号, 青贮大师的产量（100 140.86 kg/hm2）高于吉甜1 号、丽欧和绿能2 号, 但大力士和青贮大师的产量不如大力王和海牛, 造成这种情况的原因可能是刈割时间不同, 本研究中最后一个刈割时间是在8 月13 日, 而大力王和海牛的刈割时间却是10 月10日。本研究中的其他4 个品种产量仅高于绿能2 号, 其中产量较高的为FS3501（79 861.48 kg/hm2）。通过比较, 考虑将大力士、青贮大师以及FS3501 作为本地区待栽培品种, 但要想选出适宜本地区种植的品种, 仍需结合营养品质进行分析。

在评价牧草优劣之时, 要综合考虑产量和营养品质, 单一考虑任何一项都是不科学的。营养品质主要与适口性、动物的消化吸收等相关。干鲜比是用来反映牧草的干物质积累程度和利用价值的重要指标[26］, 干鲜比较小时, 牧草更加鲜嫩多汁, 营养价值更高；干鲜比增大的同时, 干物质逐渐积累, 但牧草品质也随之降低[27, 28］。干物质积累速度越快, 甜高粱到达成熟期所需要时间就越短, 早熟品种可以适时进行二次播种从而获得更多的产量[12］。淀粉作为影响甜高粱营养品质的关键因素, 同等产量的情况下优先选取淀粉含量高的甜高粱品种。本研究中, 随着物候期的推进, 6 个甜高粱品种的淀粉含量呈递增趋势, 但后期趋于平稳, 7 月27 日淀粉含量排名前三的品种依次为F29（19.93%）、FS3501（19.65%）、大力士（18.59%）, 8 月13 日淀粉含量排名前三的依次为FS3501（21.14%）、F10（18.34%）、大力士（18.28%）。

粗蛋白质作为牧草品质评价的重要指标之一, 其含量的高低直接决定牧草的营养价值[29］。本研究中, 6 种甜高粱粗蛋白质含量表现出相同的变化趋势, 7 月27 日属于粗蛋白质含量变化的拐点, 在此之前属于递增阶段, 而后处于下降阶段, 这与红敏[30］的研究结果相似。这意味着, 要想获得更高粗蛋白质含量的甜高粱, 需要在出现拐点时进行刈割, 未到达拐点或是已过拐点刈割品质都会下降。

甜高粱中的粗脂肪含量越高适口性越好, 其营养价值越高[31］。本研究中, 随着刈割时间的延迟, F430、F10 及青贮大师的粗脂肪含量表现为先降低后升高的趋势, FS3501 和大力士表现为逐渐增加的趋势, 而F29 的粗脂肪含量表现为先升高后降低的趋势。这与前人的研究结果存在差异, 肖豫[12］的研究表明, 随着刈割时间的推进, 粗脂肪含量逐渐增加；而王楠等[32］的研究发现, 随着甜高粱生育期的推进, 粗脂肪含量呈逐渐下降趋势。造成这种变化趋势差异的可能原因有2 个：一是选用的品种不同；二是试验地的土壤条件和气候环境不同, 黄河三角洲和北京市昌平区均属于温带季风性气候, 全年降水充沛且四季分明, 而阿拉尔市是典型的温带沙漠性气候, 降水量少且蒸发量大。

酸性洗涤纤维作为影响营养品质的决定性逆向指标, 包括纤维素和木质素, 其中木质素属于不易被消化的部分。当酸性洗涤纤维含量增高时, 木质素也随之增多, 过多的木质素会占据动物的胃肠道, 导致部分营养成分得不到充分的吸收利用, 从而使得动物的消化率降低[13, 33, 34］。本研究中, 随着刈割时间的延迟, 酸性洗涤纤维含量呈递增趋势, 7 月2—27 日增长趋势较为平缓, 7 月27 日至8 月13 日增速较快, 说明在甜高粱的生长后期, 其植株木质化程度加重。因此, 刈割时间应确定在酸性洗涤纤维快速增长期之前, 此时甜高粱的酸性洗涤纤维含量较低, 7 月27 日酸性洗涤纤维含量最低的是青贮大师（24.60%）, 其次是F430（25.70%）和大力士（25.83%）。

半纤维素属于膳食纤维中的一类, 是反刍动物可吸收利用的部分[35］, 其利用率可达60%～80%。它具有提高胃肠道的蠕动, 促进肠道健康, 减少动物异常行为的功能[36］。本研究中, FS3501 的半纤维素含量在3 个刈割时间均处于最高水平。

7 月2 日所有品种还处于拔节期且产量水平较低不宜收割；7 月27 日和8 月13 日6 个品种可进行收割, 从产量上看, 7 月27 日时, FS3501、大力士和青贮大师均处于抽穗期, 且三者产量较高；8 月13 日时, 产量排前三的依次为大力士、青贮大师和F10, 但此时大力士和青贮大师已经进入乳熟期-灌浆期的阶段, 与抽穗期相比, 蛋白质含量下降、酸性洗涤纤维含量上升、干鲜比也有所升高, 淀粉含量无大幅度变化, 总体营养品质变差。由此可以得出, 在抽穗期进行刈割更为适宜, 在获得较高产量的同时也能保证一定的营养品质。综合各品种在3 个时间节点的产量和营养品质, 7 月27 日（即抽穗期）时, 大力士和青贮大师有着较高的产量, 且二者的营养品质也较好。因此, 大力士和青贮大师可作为本地区适栽品种。