朱新開 孫建勇 郭文善 封超年 彭永欣
(揚州大學江蘇省作物遺傳生理重點實驗室,江蘇 揚州 225009)
人口增長與經(jīng)濟社會發(fā)展對土地的剛性需求,加之我國耕地后備資源貧乏,決定了保障發(fā)展與保護耕地始終是擺在我們面前的一道難題。高效集約開發(fā)利用沿海灘涂,是拓展農(nóng)業(yè)發(fā)展新空間的重要舉措。中國有灘涂資源總面積達217.09萬hm2,江蘇是中國灘涂最多的省,總面積達68.7萬hm2,占全國的1/4,而且每年繼續(xù)以0.2萬~0.33萬hm2的速度淤漲(http://www.chinareform. org.cn/cirdbbs/dispbbs.asp?boardID=25&ID=291503),開發(fā)利用好灘涂資源將是發(fā)展作物生產(chǎn)、增加糧食供給的重要渠道。由于灘涂土壤以濱海鹽土為主,華南沿海的鹽土表層含鹽量一般不超過2%,華北和東北的鹽土表層含鹽量達到2%~3%,個別甚至高達5%~8%,能危害水稻、小麥等一般農(nóng)作物生長[1]。因而推廣應用耐鹽性好、糧食與飼料兼用的作物資源,將是沿海灘涂發(fā)展的一個重要方向。
小黑麥(Triticalerimpau)由小麥屬(Triticum)和黑麥屬(Secale)物種經(jīng)屬間有性雜交和雜種染色體數(shù)加倍而人工結(jié)合成的新物種,具有耐旱、耐鹽、耐貧瘠、抗逆力強、適應性廣等生長特性;飼用小黑麥的生物產(chǎn)量高,植株適口性好,為畜禽喜食[2]。江蘇省的沿江、 沿海灘涂地帶和丘陵崗坡地,種植小黑麥既可產(chǎn)糧又能獲取大量秸稈或優(yōu)質(zhì)青草,解決養(yǎng)殖業(yè)中所需粗飼料、青飼料和精飼料,成本低、收益大。小黑麥雖具有生態(tài)適應性廣的特點,但各品種在長江中下游農(nóng)業(yè)區(qū)的生態(tài)適應性上存在差異。已有許多試驗研究了小黑麥植株鮮草量、干草量變化特征[2,3],并分析了其飼草的營養(yǎng)價值[2,4,5,6]。本試驗選用從中國農(nóng)科院和貴州農(nóng)科院引進的不同類型小黑麥品種(系),分析不同生育期飼草產(chǎn)量和品質(zhì)特性,依據(jù)用途篩選生物產(chǎn)量、經(jīng)濟產(chǎn)量高、養(yǎng)分組成合理、綜合抗性好,適應江蘇飼料作物生產(chǎn)需要的小黑麥品種,以推動小黑麥在長江沿海地區(qū)的應用與發(fā)展。
試驗于2001至2003年在揚州大學江蘇省作物遺傳生理重點實驗室試驗場進行。試驗田前茬為玉米,2001年土壤地力水平為有機質(zhì)2.35%,堿解氮108.01mg/kg,速效磷58.3mg/kg,速效鉀121.39mg/kg;2002年試驗田地力水平為有機質(zhì)1.258%,堿解氮75.19mg/kg,速效磷45.52mg/kg,速效鉀99.30mg/kg。
1.1試驗設(shè)計
采用隨機區(qū)組設(shè)計,2001至2002年度供試小黑麥品種(系)有黔中2號、黔中3號、黔中5號、黔中6號、勁松81(冬性糧用型)、WOH828、WOH830、NSHW11、NTH139、中飼237(冬性糧飼兼用型)、OH1881(春性飼草型),以飼料大麥品種固安大麥(CK1)為對照;2002至2003年度供試小黑麥品種(系)有黔中5號、勁松81(冬性糧用型)、NSHW11、中飼237(冬性糧飼兼用型)、OH1881(春性飼草型),以飼料大麥揚飼麥3號(CK2)為對照。氮肥運籌比例為基肥:分蘗肥:拔節(jié)肥=5∶1∶4,基肥于播種前施用,分蘗肥于越冬始期施用,拔節(jié)肥于葉齡余數(shù)3.5時施用,純氮施用量為150kg/hm2,N∶P2O5∶K2O配比為1∶0.6∶0.6,磷、鉀肥50%基施,50%于葉齡余數(shù)3.5時追施。10月25日播種,基本苗為225萬/hm2(2001年)和150萬/hm2(2002年),人工條播,行距為30cm,小區(qū)面積為9.9m2(2001年)和11.55m2(2002年),重復3次。
1.2測定項目和方法
1.2.1植株鮮重和干重。于越冬始期、越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、開花期、花后7d、成熟期各取具有代表性的植株15株,剪根稱鮮重,105℃殺青30min后,60℃烘干至恒重稱重。植株樣本留作品質(zhì)測定。
1.2.2植株蛋白質(zhì)含量。將越冬始期、越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、開花期、花后7d、成熟期所取植株的干樣,粉碎后采用H2SO4-H2O2-靛藍比色法測定植株含氮量,含氮量5.7倍即為蛋白質(zhì)含量。
1.2.3植株可溶性總糖含量將越冬始期、越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、開花期、花后7d、成熟期所取植株的干樣,粉碎后采用蒽酮比色法測定植株可溶性總糖含量。
1.2.4植株中性洗滌纖維(Neutraldetergentfiber,NDF)含量。中性洗滌纖維指植株經(jīng)中性洗滌劑(3%十二烷基硫酸鈉)分解后留下的不溶解物質(zhì)(主要包括半纖維素、纖維素、木質(zhì)素、硅酸鹽和極少量的蛋白質(zhì))。將越冬始期、越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、開花期、花后7 d、成熟期所取植株的干樣,粉碎后采用范氏測定方法測定[6]。
2.1不同類型小黑麥鮮草產(chǎn)量變化動態(tài)
試驗結(jié)果表明,隨生育進程推移,不同類型小黑麥植株鮮草產(chǎn)量呈增加趨勢,不同品種分別于孕穗期(中飼237)、開花期(黔中2號、勁松81、WOH828、NSHW11和OH1881)或籽粒形成期(黔中3號、黔中5號、黔中6號、WOH830和NTH139)達最大值,其中以春性飼草型OH1881鮮草產(chǎn)量最高,糧飼兼用型和糧用型因品種基因型不同而存在差異(表1),兩年度變化趨勢基本一致,僅在數(shù)值上存在差異。
結(jié)果還表明,三種類型小黑麥品種(系)的最高鮮草產(chǎn)量與對照固安大麥相比,冬性糧用型小黑麥品種黔中2號和勁松81兩品種的最高鮮草產(chǎn)量高于對照固安大麥,其余3個品種低于對照固安大麥;冬性糧飼兼用型小黑麥品種除了WOH830的最高鮮草產(chǎn)量低于對照固安大麥外,其余4個品種皆高于對照固安大麥;春性飼草型小黑麥品種OH1881的最高鮮草產(chǎn)量亦高于對照固安大麥(表1)。不同類型小黑麥品種不同生育期鮮草產(chǎn)量和CK1相比存在差異,越冬始期和越冬期小黑麥的鮮草產(chǎn)量顯著高于對照,分別比CK1高29.80%~174.0%和68.31%~277.42%,其中以春性飼草型品種OH1881最高,糧飼兼用型和糧用型因品種基因型不同,與CK1及類型間的差異不明顯。表明小黑麥冬前鮮草產(chǎn)量顯著高于大面積種植的小麥和大麥品種,尤以飼草型品種產(chǎn)量更高,此期割青可以填補當?shù)囟厩囡暳系目杖薄7登嗪髮φ展贪泊篼溕L迅速,至拔節(jié)期鮮草產(chǎn)量高,為51 750.0kg/hm2;拔節(jié)后所有處理的鮮草產(chǎn)量均快速增長,孕穗期除了中飼237鮮草產(chǎn)量高于對照固安大麥,其余皆低于對照固安大麥;開花后OH1881鮮草產(chǎn)量增加迅速,開花期達180 000.0kg/hm2,比CK1高95.12%,糧用型品種除勁松81外均低于CK1,糧飼兼用型品種除WOH830外均高于CK1,增加4.68%~59.77%。成熟期除黔中3號低于對照固安大麥外,其它品種均高于對照固安大麥(表1)。
三種類型小黑麥品種間比較結(jié)果表明,最高鮮草產(chǎn)量表現(xiàn)為春性飼草型>冬性糧用型>冬性糧飼兼用型。類型間表現(xiàn)為冬性糧用型小黑麥品種以勁松81開花期鮮草產(chǎn)量最高,冬性糧飼兼用型小黑麥品種以NSHW11開花期鮮草產(chǎn)量最高,春性飼草型小黑麥品種OH1881開花期鮮草產(chǎn)量最高,最高鮮草產(chǎn)量排在前五名的小黑麥品種有勁松81、WOH828、NSHW11、中飼237和OH1881(表1)。以上結(jié)果表明小黑麥按生育進程作青飼料各有其利用價值,解決越冬期青飼料空缺,種植OH1881鮮草產(chǎn)量高于其它品種;解決早春青飼料不足,可種植中飼237,補充開花期青飼料仍以O(shè)H1881鮮草產(chǎn)量最高。
表1 不同生育期小黑麥鮮草產(chǎn)量變化動態(tài)(2001至2002年度)
表2 小黑麥各生育時期的干草產(chǎn)量(2001至2002年度)
注:開花后小黑麥11個品種倒伏。
2.2不同類型小黑麥干草產(chǎn)量變化動態(tài)
試驗結(jié)果表明,不同類型小黑麥隨生育進程干草產(chǎn)量呈“S”型增長趨勢,其中越冬始期和越冬期干草產(chǎn)量積累較少,越冬期至拔節(jié)期上升迅速,拔節(jié)期至孕穗期增長速率最大,孕穗后趨于平緩。與CK1相比,小黑麥拔節(jié)前的生物產(chǎn)量大部分都高于對照固安大麥,到孕穗期差別不大,至開花期又明顯高于對照(表2)。
表2結(jié)果還表明,三種類型小黑麥品種(系)的最高干草產(chǎn)量都比對照固安大麥高。三種類型小黑麥品種(系)間,最高干草產(chǎn)量具體表現(xiàn)為冬性糧飼兼用型>春性飼草型>冬性糧用型。每種類型又具體表現(xiàn)為冬性糧用型小黑麥品種以勁松81開花期干草產(chǎn)量最高,達28 008.9kg/hm2;冬性糧飼兼用型小黑麥品種以NSHW11開花期干草產(chǎn)量最高,達30 086.1kg/hm2;春性飼草型小黑麥品種OH1881花后7d干草產(chǎn)量最高,達28 931.8kg/hm2。其對應地日期分別為4月16日、4月13日、4月16日,說明在本地種植小黑麥達到最高干草產(chǎn)量在4月中旬,即小黑麥在江蘇沿江地區(qū)種植其鮮、干草飼料價值期應以開花期割青較能發(fā)揮其利用價值。
2002年至2003年度的試驗結(jié)果同樣表明,三種小黑麥品種(系)的最高干草產(chǎn)量都比對照揚飼麥3號大麥高,其中越冬期高28.3%~47.0%,拔節(jié)期高2.8%~52.0%,開花期高3.0%~14.6%,二年度試驗結(jié)果變化趨勢基本一致(表3)。
表3 小黑麥各生育時期的干草產(chǎn)量(2002至2003年度)
2.3不同類型小黑麥飼草品質(zhì)變化特征
2.3.1植株蛋白質(zhì)含量與積累量變化動態(tài)。試驗結(jié)果表明,11個小黑麥品種中,7個小黑麥品種的植株蛋白質(zhì)含量呈“V”型曲線變化,在越冬始期最高,越冬始期至孕穗期呈下降趨勢,開花后略有上升;勁松81、NTH239和中飼237植株蛋白質(zhì)含量呈“W”型曲線變化,在越冬始期、孕穗期和成熟期含量較高;OH1881植株蛋白質(zhì)含量則呈一直下降趨勢。在整個生育期內(nèi),各小黑麥品種(系)的蛋白質(zhì)含量均高于對照固安大麥。小黑麥一生中單位面積的蛋白質(zhì)積累量呈S型增長曲線變化。糧用型品種蛋白質(zhì)積累量開花期比孕穗期有較大幅度提高,飼草型和糧飼兼用型大部分品種(系)從孕穗期開始亦提高很多,其中以O(shè)H1881猶為明顯;花后大部分小黑麥品種(系)的蛋白質(zhì)積累量仍呈上升的趨勢,但由于倒伏的原因,部分品種的蛋白質(zhì)積累量有所下降(表4)。
試驗結(jié)果還表明,2001至2002年度三種類型小黑麥品種(系)的最高蛋白質(zhì)積累量皆高于對照固安大麥,與干草產(chǎn)量一致。三種類型小黑麥品種(系)間,最高蛋白質(zhì)積累量表現(xiàn)為春性飼草型>冬性糧飼兼用型>冬性糧用型;每種類型又具體表現(xiàn)為冬性糧用型小黑麥品種以勁松81開花期蛋白質(zhì)積累量最高,達2 212.7kg/hm2;冬性糧飼兼用型小黑麥品種以NSHW11開花期蛋白質(zhì)積累量最高,達2 226.4kg/hm2;春性飼草型小黑麥品種OH1881開花期蛋白質(zhì)積累量最高,達2 514.6kg/hm2。說明開花期可獲得最高蛋白質(zhì)積累量,另外,開花期中飼237和OH1881蛋白質(zhì)含量較高,分別為10.4%和9.5%,若用于青飼,可為牲畜或家禽提供豐富的蛋白質(zhì),從而提高產(chǎn)能(表4)。2002至2003年度三個小黑麥品種(系)的最高蛋白質(zhì)積累量皆高于對照揚飼麥3號,與上一年度變化趨勢一致(表5)。
表4 不同品種植株蛋白質(zhì)的變化動態(tài)(2001至2002年度)
表5 不同品種植株蛋白質(zhì)含量和積累量變化特征
綜合來看,依據(jù)植株蛋白質(zhì)含量和積累量分析不同小黑麥品種鮮、干飼料價值可以得出,OH1881在越冬始期、越冬期、拔節(jié)期和開花期蛋白質(zhì)含量和積累量最高,中飼237在開花期最高,這與鮮、干草產(chǎn)量結(jié)果變化趨勢一致。
2.3.2植株中性洗滌纖維含量變化特征。試驗結(jié)果表明,糧飼兼用型和飼草型小黑麥的中性洗滌纖維積累量在整個生育期呈S型增長曲線變化,越冬前增長緩慢,拔節(jié)至開花期中性洗滌纖維增長迅速,4個品種的中性洗滌纖維積累量在開花期達到最高,花后增長緩慢,花后因倒伏的原因致使不同品種成熟期含量變化不一致,NSHW11和揚飼麥3號中性洗滌纖維含量在開花期達到最高,中飼237和OH1881在成熟期達到最高。小黑麥中性洗滌纖維積累量高于對照揚飼麥3號(表6)。
2.3.3植株可溶性總糖含量變化特征。試驗結(jié)果表明,糧用型小黑麥品種植株可溶性總糖含量隨生育進程,在越冬始期至越冬期最高,超過150mg/g,此后逐步下降,拔節(jié)后可溶性總糖含量急劇下降,孕穗期之后下降緩慢,不同類型品種之間變化趨勢基本一致且數(shù)值差異較小(圖1)。
表6 植株中性洗滌纖維的變化動態(tài)(2002至2003年度)
圖1 小黑麥糧用型品種可溶性糖含量動態(tài)(2001至2002年度)
小黑麥作為飼草應用在于其生物量大,但在不同生態(tài)區(qū)小黑麥的生物產(chǎn)量變異較大,分析全國各地試驗結(jié)果表明,大部分地區(qū)試驗和生產(chǎn)示范表明小黑麥鮮草重均比大麥、黑麥和小麥高,綜合表現(xiàn)為長城以南和東部沿海平原地區(qū)及新疆地區(qū)種植的小黑麥產(chǎn)量水平較高,最高鮮草產(chǎn)量高產(chǎn)的達60 000~70 000kg/hm2,南方丘陵山區(qū)和西南高寒山區(qū)、北方寒冷地區(qū)鮮草產(chǎn)量水平較低;小黑麥干草重變異亦較大,成熟期干草產(chǎn)量為2 325.0~26 392.13kg/hm2,且不同品種產(chǎn)量表現(xiàn)不一致[2]。本試驗結(jié)果表明,在江蘇揚州生態(tài)條件下種植,供試11個小黑麥品種(系)鮮草產(chǎn)量排在前五名的為冬性糧用型品種勁松81、冬性糧飼兼用型品種NSHW11、WOH828、中飼237和春性飼草型品種OH1881;干草產(chǎn)量排在前五名的為冬性糧用型品種勁松81、冬性糧飼兼用型品種NSHW11、WOH828、NTH139和春性飼草型品種OH1881。獲得最高鮮草產(chǎn)量的時間在4月上中旬,最高干草產(chǎn)量在4月中旬,冬性糧飼兼用型品種NSHW11和春性飼草型品種OH1881相對比較適宜,正可以彌補本地早春青飼料的不足,可以推廣應用;OH1881越冬期鮮草產(chǎn)量即達16 000kg/hm2以上,可以作為冬季青飼料推廣應用;而勁松81、WOH828和NTH139雖產(chǎn)草量較高,但達到其最高產(chǎn)草量的日期偏遲,易于受本地區(qū)花后降水量多的影響,容易發(fā)生倒伏,不適宜在本地引種。
小黑麥飼草品質(zhì)性狀包括蛋白質(zhì)、可溶性糖、纖維素等,因蛋白質(zhì)、可溶性糖提供家禽和家畜的營養(yǎng)物質(zhì),飼草中的中性洗滌纖維(NDF)主要包括半纖維素、木質(zhì)素和硅酸鹽等,其含量高低直接影響家禽和家畜的采食量,NDF含量高則適口性差,采食量低,因而為提高飼草的營養(yǎng)價值,要求要有較高的蛋白質(zhì)和可溶性糖含量,且NDF含量較低[2,7]。現(xiàn)有研究表明,小黑麥和黑麥不同生育期植株蛋白質(zhì)含量呈下降趨勢,中性洗滌纖維含量和酸性洗滌纖維(ADF)含量呈上升趨勢[2,8],莖基部的含糖量呈下降趁勢[2]。本試驗結(jié)果表明,不同類型小黑麥植株的營養(yǎng)物質(zhì)有效含量存在差異,影響著不同類型小黑麥的飼用價值,在開花期以前,植株蛋白質(zhì)含量呈下降趨勢,開花期部分品種因為倒伏,植株光合生產(chǎn)能力受到影響,干重下降,相對蛋白質(zhì)含量有所上升;中性洗滌纖維含量呈下降趨勢,可溶性糖含量也呈下降趨勢,與前人的研究結(jié)果基本一致。
對于小黑麥的飼用價值和適宜收草時期,由于不同研究者的供試品種類型、試驗地生態(tài)條件、當?shù)馗髦贫?、生產(chǎn)用途不同而存在差異,一般認為是營養(yǎng)物質(zhì)最大時期(多為開花或籽粒形成期)為最佳[2,9,10]。本試驗結(jié)果表明,綜合不同類型小黑麥飼草產(chǎn)量和品質(zhì)表現(xiàn),開花期鮮草產(chǎn)量表現(xiàn)為冬性糧用型小黑麥品種以勁松81、冬性糧飼兼用型小黑麥品種NSHW11和春性飼草型小黑麥品種OH1881高,春性飼草型OH1881鮮草產(chǎn)量最高;開花期干草產(chǎn)量以冬性糧用型小黑麥品種勁松81、冬性糧飼兼用型小黑麥品種NSHW11和春性飼草型小黑麥品種OH1881花后7d干草產(chǎn)量高;NSHW11、OH1881蛋白質(zhì)積累量較高,蛋白質(zhì)含量卻以中飼237和OH1881較高。因而可以認為在江蘇沿江和沿海地區(qū)作為青、干飼料用的品種,春性飼草型小黑麥品種OH1881可作為青、干飼料在越冬期和越冬始期利用,解決青飼料空缺;冬性糧飼兼用型小黑麥品種NSHW11和中飼237在拔節(jié)期與孕穗期可解決青、干飼料不足;如青貯在開花期至花后7d收割,仍以O(shè)H1881鮮干草量和品質(zhì)最好。
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