7种禾本科牧草在榆中县的适应性评价

Adaptability Evaluation of Introduced Seven Forage Sorghums in Yuzhong

摘要: 为筛选出适宜榆中县种植的牧草新品种，对7种禾本科牧草进行了田间种植比较试验，分别对各种牧草株高、产量、分蘖数、叶片数和叶片面积、株径等测定指标进行单因素方差分析和灰色关联分析，综合评价其生产性能和适应性。结果表明，产量最高的为日本饲用高粱，达118 t∙hm⁻²，其次是高丹草286和饲用高粱，早熟高丹草产量最低，为69.5 t∙hm⁻²；灰色关联度综合评价中，日本饲用高粱适应性最强，其次为饲用高粱和高丹草286。这些研究结果可为牧草的科学推广提供理论依据。

Abstract: In order to select the suitable forage sorghums varieties in Yuzhong, the field comparative study on 7 varieties of forage sorghums was carried out. The plant height, fresh yield, tiller number, number and area of leaf, plant diam for different varieties of forage grasses were measured and analyzed using one-way analysis of variance and grey correlative analysis to comprehensively evaluate their production performance and adaptability. The results showed that the yield of forage sorghum from Japan was higher than other varieties, which was 118 t∙hm⁻²; the second were sorghum vulgare × S. Sudanese 286 and sorghum vulgare; the lowest yield was precocity sorghum vulgare × S. sudanese, which was 69.5 t∙hm⁻². Forage sorghum from Japan had the best adaptability, and followed by sorghum vulgare and sorghum vulgare × S. Sudanese 286. This may be greatly helpful to these sorghums’ scientific utilization.

1. 引言

禾本科(Gramineae)属单子叶植物，种类繁多，隶属莎草目，是种子植物中最大的科之一，广泛分布全世界，中国约有190多属，1200余种。该科牧草具有抗旱、耐贫瘠、耐盐碱、抗逆性强、营养丰富、产量高等优点[1] [2] ，被广泛种植于干旱、半干旱地区，是规模养殖不可缺少的基础饲料之一，可做青饲、青贮或制作干草，而且高粱籽实含有丰富的营养物质，在粒籽接近成熟时收割，与茎叶一起青贮或青饲，饲喂奶牛效果显著[3] [4] 。为改善冬春季节青绿饲草短缺的现状，自2010年以来，引进日本饲用高粱并在榆中及周边地区大面积推广种植，取得了较好的经济效应。

优质牧草是牛羊等反刍动物的最佳天然食物 [5] ，近年来随着草食畜牧业的迅猛发展，对优质牧草的需求量越来越大。我们在对甘肃省禾本科饲用牧草资源调研的基础上，继成功引进日本饲用高粱之后 [6] ，2014年又引进了饲用高粱、高丹草286、高丹草287、早熟高丹草、饲用玉米、美国高粱，对这7种禾本科牧草的适应性进行了比较研究，通过对植株生育期变化、生长高度、分蘖数、叶片数量、叶片面积、株径、产量等指标观测分析，利用方差分析和灰色关联度分析综合评价它们的适应性，以期筛选出适宜榆中县推广种植的优质牧草品种，为大面积推广种植和高效利用提供理论依据，避免引种的盲目性。

2. 材料与方法

2.1. 试验田基本情况

试验田位于榆中县三角城乡白虎山，地处35˚9022'N，104˚1342'E，海拔 2013 m，年均降水量350 mm，蒸发量1400 mm，试验期间平均气温20℃，土壤类型为黄绵土，播种前精细整地，试验田施羊粪50 m³∙hm⁻²，基肥芭田复合肥667 kg∙hm⁻²，追肥尿素667 kg∙hm⁻²。

2.2. 供试品种

试验用禾本科牧草品种为日本饲用高粱(forage sorghum from Japan)，从日本引进，由日本株式会社月行町农业协会提供；美国高粱(forage sorghum from America)、饲用高粱(sorghum vulgare)、高丹草286 (sorghum vulgare × S. Sudanese 286)、高丹草287 (sorghum vulgare × S. Sudanese 287)、早熟高丹草(precocity sorghum vulgare × S. sudanese)、饲用玉米(Forage Maize) 6种品种由甘肃省农业科学院提供。

2.3. 试验设计及田间管理

试验田总面积0.0608 hm² (38 m × 16 m)，其中试验区占地面积0.0525 hm²，其余为保护行和作业通道。试验采用随机区组排列设计，每个品种设3次重复，共21个小区，小区面积为25 m²，规格为5 m × 5 m，小区间距50 cm，每个小区播种10行，行距为50 cm，株距为30 cm。播种时间为5月2日，采用人工点播，毎穴播种子2~3粒，点播深度2~3 cm。

试验期为150 d。期间，6月23日浇水一次，浇水量为900 m³∙hm⁻²，同时追施尿素667 kg∙hm⁻²，试验期间共除草2次，没有发现病虫侵害。

2.4. 观测内容与测定项目

播种后定期观测记录牧草的生育进程，从40 d开始，每隔20 d测量株高，测量时每小区随机选取20株进行测定，计算平均值，10月8日收割青贮时测定分蘖数、株径、株高、产量等生物学指标。

2.5. 数据分析

计量资料以表示，利用spss19.0统计软件对所测数据进行单因素方差分析，P < 0.05有统计学意义，通过灰色关联分析方法对7种禾本科牧草的适应性进行综合评价。

3. 结果与分析

3.1. 生长观测及株高变化

3.1.1. 生育进程

了解牧草的生育期可以更好的选择刈割期。据观察，播种后11 d，受试牧草进入苗期；美国高粱和早熟高丹草播种后70 d进入孕穗期，85 d进入抽穗开花期，饲用玉米80 d孕穗，100 d抽穗开花；其余受试品种在110 d之后孕穗，收割时仍不能正常抽穗开花。因此，日本饲用高粱、高丹草286、饲用高粱和高丹草287在当地不能正常成熟，一直处于生物量增长期。

3.1.2. 株高变化

在全生育期，各受试品种牧草的株高随生长时间增长均呈现“S”型曲线变化(见表1)，40 d至80 d增长速度最快，株高以美国高粱生长速度最快，饲用高粱、日本饲用高粱和高丹草287生长速度最慢，80 d各参试牧草的株高无显著性差异。80 d~120 d是缓慢增长期，其中美国高粱平均日增量最小，为0.73 cm。各品种牧草株高稳定后，以饲用玉米最高，株高为282.1 cm，与美国高粱差异显著(P < 0.05)，与其他5种牧草品种差异不显著(P > 0.05)。其从高至低的顺序依次是高丹草286 > 饲用高粱 > 日本饲用高粱 > 早熟高丹草 > 高丹草287 > 美国高粱。快速增长期和缓慢增长期各品种间的差异性见表1。

3.2. 禾本科牧草生产性能指标

分蘖数、叶片数量及面积、株高、株径、产量均是衡量牧草生产性能的指标，各参试牧草相关指标的差异性见表2。

分蘖数反应牧草再生能力的强弱，分蘖数越多，再生能力越强。除饲用玉米，其余禾本科牧草的分蘖数差异不显著(P > 0.05)，平均分蘖数范围为4.96~5.93，可见这6种禾本科牧草都具有较强的再生能力。

叶片面积和叶片数量是衡量牧草生产性能的指标，植株叶片多、面积大，相当于在地表上方形成了一个保护罩，有效阻止土壤及株间水分的蒸发，增强牧草的抗旱性能[6] [7] 。叶片面积最大的是日本饲用高粱，与高丹草286、饲用高粱、饲用玉米差异不显著(P > 0.05)，显著高于其余被试品种，早熟高丹草和高丹草287叶片面积显著低于其他品种(P < 0.05)。

株径以高丹草287和饲用玉米较大，美国高粱最低，显著低于其他6种牧草品种(P < 0.05)。

产量是衡量牧草生产性能最重要的指标，试验中产量最高的是日本饲用高粱，鲜草产量达118.2 t∙hm⁻²，

Table 1. Changes of plant height with different varieties of forage grasses/cm

表1. 各参试品种牧草不同生长期株高/cm

注：同列不同小写字母表示相同生长时间各参试牧草株高差异显著(P < 0.05)。

Table 2. Biological characteristic with different varieties of forage grasses

表2. 各参试品种牧草的生物学特性

注：同列不同小写字母表示各参试牧草生物学指标差异显著(P < 0.05)。

与高丹草286、饲用高粱、高丹草287、饲用玉米差异不显著(P > 0.05)，但显著高于早熟高丹草和美国高粱(P < 0.05)。本试验中产量最低的为早熟高丹草，其鲜草产量为69 t∙hm⁻²，高于本地高粱产量(52.50 t∙hm⁻²)，可见试验中的7种禾本科牧草具有较高的生物产量优势。

总体看，日本饲用高粱、高丹草286、饲用高粱在分蘖数、叶片数和单株叶片面积、株径、亩产量等多个性状方面均表现突出，其余牧草品种仅在某一性状或部分性状表现突出，如饲用玉米株径和株高值较大，但再生能力弱，美国高粱虽然分蘖旺盛，但株径和株高值在7种禾本科牧草中最低。

3.3. 灰色关联方法综合评价

选取分蘖数、叶片面积、株径、株高和产量5项指标作为灰色关联系分析的指标，对7种禾本科牧草试验结果进行多性状综合分析(见表3)，首先对原始数据进行初值化处理，采用苏天增等 [8] 方法进行等权关联度和加权关联度计算，关联度大的品种与参考品种(理想品种)最为接近，所以关联度越大，说明牧草的适应性越强。

综合分析表明，各参试品种的等权关联度和加权关联度排序基本一致，最好的品种和最差的品种一

Table 3. Grey correlative degree and Sequence with different varieties of forage grasses

表3. 各受试品种牧草的等权关联度、加权关联度及排序

致。关联度排序居于前三位的是日本饲用高粱、饲用高粱和高丹草286，最差的品种为早熟高丹草，可见日本饲用高粱、饲用高粱和高丹草286在本地更具有适应性。

4. 讨论

1) 生育期的长短与干物质积累及籽粒产量的高低密切相关，了解牧草的生育期可以更好的选择收获期[9] [10] 。本试验表明，7种牧草生育进程存在差异，日本饲用高粱、高丹草286、饲用高粱、高丹草287孕穗较晚，一直处于生物量不断增长期，收割时仍不能正常抽穗开花，由于牧草在40 d~80 d生长速度最快，准确把握这一增长时段，考虑在播种后3个月刈割用作青饲，可获得最大产量。美国高粱和早熟高丹草生育期短，孕穗期、抽穗期、成熟期各个阶段持续时间短，这有助于干物质和籽粒产量的积累 [10] ，高粱籽实中含有丰富的营养物质，粒籽产量也是影响整株高粱营养价值的因素之一，对于其干物质积累规律、籽粒产量性状及其影响因素有待进一步研究。

2) 研究表明，7种禾本科牧草都具有本地高粱无可替代的优势，其一，它们的抗旱性能强，产量高。榆中县地处甘肃省中部，较干旱，年均降水量仅350 mm，整个试验期灌溉1次，参试牧草产量均比较高，在69 t∙hm⁻²以上，最高可达118 t∙hm⁻²，目前国内的高产纪录产量157.5 t∙hm⁻²，一般产量 60 t∙hm⁻²~120 t∙hm⁻²，我县普遍种植的本地高粱产量为52.5 t∙hm⁻²，可见这7种牧草在产量上有很大的优势。此外，有研究证实种植密度对牧草产量有极显著的差异 [11] ，本试验种植行距为50 cm，适当提高种植密度可以提高产量。其二，它们的茎秆粗壮，叶片宽大肥厚，叶量丰富，更利于进行光合作用，提高光合效率，在短时间内形成较大的生物量 [12] ，这也是其生物学产量高的原因。

3) 自中国第一个高丹草杂交品种皖草2号育成 [13] ，此后山西、辽宁农科院选育出了晋草1号、辽草1号等高产新品种，近年来很多地区从国外引进牧草新品种并推广种植，高粱的种植面积在全国范围内逐渐扩大，由于青贮高粱产量高于青贮玉米，而且饲喂肉牛育肥效果好于青贮玉米，营养价值高[14] [15] ，因此随着畜牧养殖业的发展，牧草种植及饲草料供应模式将由传统的玉米青贮转变为高粱青贮，筛选出适宜榆中县推广种植的高粱新品种势在必行。本试验表明，除饲用玉米外，其余被试牧草分蘖旺盛，再生能力强，在畜牧业发展方面利用形式灵活，根据其生育期，日本饲用高粱、高丹草286、饲用高粱、高丹草287可以夏季刈割用于青饲，也可秋季青贮，饲用玉米、美国高粱和早熟高丹草更适宜秋季青贮。

4) 综合评判牧草品种是引种的重要环节，灰色关联分析方法是近几年广泛用于新品种选育的分析方法，能够准确反映新品种综合生产性能的优劣。本试验综合分析表明，日本饲用高粱综合性状最好，其次是饲用高粱、高丹草286，最差的为早熟高丹草和美国高粱。同时也可以看出，凡综合评价好的品种，在多个性状上均表现突出，综合评价差的品种，仅仅部分性状表现突出。因此在优质牧草的示范推广工作中，应优先考虑日本饲用高粱、饲用高粱和高丹草286这3个品种。

基金项目

日本饲用高粱引种与示范推广(项目编号：2013-1-26)。