不同刈割時期對甜高粱產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

李春宏 蘇衍菁 張培通 王儀明 郭文琦 殷劍美 韓曉勇 王立 火恩杰

摘要：【目的】探討二次刈割時期對不同甜高粱品種產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，為江蘇地區(qū)甜高粱種植二次刈割選擇適宜品種與刈割期提供理論依據(jù)。【方法】以生育期偏早的中科甜3號、蘇科甜1號和生育期偏遲的YT003和遼甜1號為試驗材料，采用2因素裂區(qū)試驗設(shè)計，以品種為主區(qū)，以收獲刈割時期為副區(qū)，分別在生長第75（早）、90（中）、105（晚） d頭茬刈割，第165 d第2次刈割；以一次收獲作對照。收獲時測定不同處理甜高粱的農(nóng)藝性狀、飼用產(chǎn)量與品質(zhì)?！窘Y(jié)果】生育期偏早的中科甜3號和蘇科甜1號頭茬采取早、中期刈割處理，二次收獲時均處于抽穗期或抽穗后期。各品種的株高在二次刈割處理的頭茬表現(xiàn)為早<中<晚期處理，二茬則表現(xiàn)為早>中>晚處理。各品種采取二次刈割處理時無倒伏現(xiàn)象。各品種二次刈割頭茬與二茬干物質(zhì)中的粗蛋白含量均較一次收獲高，而平均可溶性碳水化合物、酸性洗滌纖維與中性洗滌纖維含量較一次收獲低。除平均可溶性碳水化合物外，二次刈割頭茬采取早、中期刈割處理的鮮干重及粗蛋白、酸性洗滌纖維的中性洗滌纖維產(chǎn)量主效應(yīng)均顯著高于二次刈割晚期及一次收獲處理（P<0.05），其中中科甜3號和蘇科甜1號的各產(chǎn)量指標較遼甜1號和YT003具有明顯優(yōu)勢?！窘Y(jié)論】江蘇地區(qū)甜高粱種植中，采取二次刈割時宜選擇偏早熟品種，頭茬宜采取早、中期刈割方式。

關(guān)鍵詞： 甜高粱；二次刈割；品種；產(chǎn)量；品質(zhì)

中圖分類號： S544 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1191（2018）02-0239-07

Abstract：【Objective】Effects of twice mowing times on yield and quality of sweet sorghum with different varieties in order to provide a theoretical basis for selecting suitable mowing time and variety of sweet sorghum in Jiangsu sweet sorghum planting area where twice mowing was conducted. 【Method】Zhongketian 3 and Suketian 1（early-maturing variety）， YT003 and Liaotian 1（late-maturing variety） were used as materials. The experiment was conducted by 2-factor split-plot design. Varieties were main plot， and mowing times were split plot. The first mowing was conducted after 75 d（early）， 90 d（middle）and 105 d（late）of growth，the second mowing day was after 165 d of growth. One mowing was set as control. Related agronomic characters，forage yield and quality of every treatment were measured at harvest time. 【Result】Twice harvest of varieties Zhongketian 3 and Suketian 1（early-maturing variety） treated with early or middle mowing time of the first mowing were all at heading stage or late heading stage. Plant height of all the varieties at the first mowing de-monstrated the following features： early treatmentmiddle treatment>late treatment. All the varieties treated by twice mowing showed no lodging. For every variety， average crude protein content in dry matter of the first or second mowing of twice harvest was higher than that in one harvest，while average water soluble carbohydrate，acid detergent fiber，neutral detergent fiber were lower than those in one harvest. Aside from average water soluble carbohydrate， main effects of fresh and dry weight，crude protein，acid detergent fiber，and neutral detergent fiber for the first mowing of twice harvest with early and middle time treatment were significantly higher than that of twice harvest with late treatment or one harvest（P<0.05）. All the yield indexes of varieties Zhonketian 3 and Suketian 1 had obvious advantage over varieties Liaotian 1 and YT003. 【Conclusion】For sweet sorghum planting in Jiangsu Province， when applying twice mowing， early-maturing varieties would be more suitable than others. In addition， early or middle mowing time for the first mowing should be conducted.

Key words： sweet sorghum； twice mowing； variety； yield； quality

0 引言

【研究意義】甜高粱[Sorghum bicolor（L.） Moen-ch]生物產(chǎn)量極高，具有耐鹽、耐瘠薄、耐旱澇等特點，作為青貯飼料具有營養(yǎng)豐富、牛羊適口性好、轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)勢（Seshalah et al.，2013；郭秀卿等，2015；董妙音等，2016）。甜高粱在畜牧業(yè)較發(fā)達的國家如澳大利亞和美國已成為主要飼料作物之一（宋金昌等，2009），我國農(nóng)業(yè)部也將甜高粱列為主要發(fā)展的優(yōu)質(zhì)飼草料。江蘇處于亞熱帶與暖溫帶交界處，光熱資源充足，雨水充沛，無霜期較長，適宜大力發(fā)展甜高粱種植（王國剛等，2015）。作為新型飼料作物，甜高粱在江蘇地區(qū)的種植面積較小，也缺乏相應(yīng)的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)（李春宏等，2014）。刈割是草本植物栽培調(diào)控的重要農(nóng)藝措施，在一定范圍內(nèi)，刈割通過影響芽的生長、頂端優(yōu)勢、活性芽的數(shù)目及生長的微氣候等因素而刺激牧草的生長和分蘗（鐘秀瓊和鐘聲，2007）。為獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)甜高粱牧草，利用甜高粱長勢旺、再生性強的特性，開展二次刈割技術(shù)研究將促進甜高粱的推廣應(yīng)用?！厩叭搜芯窟M展】目前，針對二次刈割對甜高粱產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究結(jié)果存在分歧。有關(guān)刈割次數(shù)對甜高粱產(chǎn)量的影響方面，鄭慶福等（2009）在通遼市對甜高粱進行二次刈割研究，結(jié)果表明二次刈割的鮮重不及一次成熟刈割；但較多學者的研究結(jié)果與之相反，如孫學保（2014）研究發(fā)現(xiàn)，涼州地區(qū)甜高粱收獲兩茬的產(chǎn)量比收獲一茬高11%；郭秀卿等（2015）在太谷縣對4個甜高粱品種分別在孕穗期和成熟期各刈割1次，結(jié)果表明二次刈割鮮重產(chǎn)量極顯著高于一次成熟刈割；梁萬平（2015）研究發(fā)現(xiàn)，采用間隔72 d二茬刈割技術(shù)，可有效提高飼用型甜高粱的產(chǎn)量。有關(guān)刈割次數(shù)對甜高粱品質(zhì)的影響方面，鄭慶福等（2009）研究發(fā)現(xiàn)，甜高粱二次刈割粗蛋白總產(chǎn)量較一次刈割低34.41%；而許能祥等（2014）研究表明，年刈割兩次能有效改善褐色中脈飼用高梁的飼草品質(zhì)；李春喜等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，二次刈割甜高粱的粗蛋白含量高于一次刈割。此外，甜高粱品種間產(chǎn)量與品質(zhì)存在較大差異，美國引進的Sweet Virginia（許能祥等，2014）和九甜雜三（李春喜等，2016）等甜高粱品種二次刈割的產(chǎn)量不僅較其他品種高，而且其粗蛋白含量較高、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量較低，是優(yōu)質(zhì)的甜高粱品種?！颈狙芯壳腥朦c】刈割技術(shù)中刈割時期與品種是影響牧草產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素，但目前有關(guān)刈割時期與品種對江蘇地區(qū)甜高粱產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究尚未展開?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以4個不同生育期的甜高粱品種為試驗材料，采用2因素裂區(qū)設(shè)計，測定不同甜高粱品種二次刈割頭茬及第二茬在早、中、晚3個收獲期處理下的農(nóng)藝性狀、飼用產(chǎn)量及品質(zhì)，為江蘇地區(qū)甜高粱種植采取二次刈割選擇適宜的品種與刈割期提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗地概況

試驗在江蘇省沿海灘涂連云港灌云洋橋農(nóng)場（東經(jīng)119°50′9″、北緯34°30′50″）進行，試驗區(qū)屬暖溫帶季風性氣候，年均氣溫15 ℃，年均降水量959.4 mm，年均日照總時數(shù)2456.2 h，初霜期通常在11月初，常年無霜期為220 d。試驗區(qū)土壤為以氯化物為主的鹽漬土壤，全鹽量變化范圍1.5‰～3.8‰，平均2.7‰左右；土壤含有機質(zhì)80.5 g/kg、全氮1.65 g/kg、全磷1.05 g/kg、全鉀40.38 g/kg、堿解氮85.3 mg/kg、速效磷13.4 mg/kg、速效鉀19.3 mg/kg，pH 8.14。

1. 2 試驗材料

供試甜高粱品種中科甜3號、YT003和蘇科甜1號為江蘇省農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所自選品種，遼甜1號由遼寧省農(nóng)業(yè)科學院選育并提供。其中，中科甜3號和蘇科甜1號的生育期偏早，YT003和遼甜1號的生育期偏遲。

1. 3 試驗方法

試驗采用2因素裂區(qū)設(shè)計。以品種（A）為主區(qū)：A1、A2、A3和A4分別為遼甜1號、中科甜3號、YT003和蘇科甜1號。以刈割時期（B）為裂區(qū)：B1、B2和B3分別為生長第75（早）、90（中）和105（晚）d頭茬刈割，第165 d二次刈割；B4為一次收獲作對照，即在生長第165 d一次刈割收獲。2015～2016年進行兩年次試驗，均在當年5月15日播種，行距50 cm，種植密度110000～120000株/ha。小區(qū)面積24 m2，3次重復。播種前結(jié)合整地施45%三元復合肥（N∶P2O5∶K2O為15∶15∶15）300 kg/ha，拔節(jié)期追施一次尿素300 kg/ha，第一次刈割后立即補施尿素150 kg/ha+45%三元素復合肥450 kg/ha，經(jīng)20 d左右田間植株再次拔節(jié)，追施尿素300 kg/ha。其他管理措施同大田生產(chǎn)。

1. 4 測定指標及方法

在刈割期記載各品種生育期、株高、倒伏率（倒伏植株占該小區(qū)全部植株的比率）（李春宏等，2015）及頭茬收割后的分蘗數(shù)等農(nóng)藝性狀。頭茬及二茬刈割留茬高度均為15 cm。每處理刈割時取鮮草樣稱重，于烘箱中105 ℃殺青30 min后，75 ℃烘至恒重并稱量，計算干物質(zhì)率（李春宏等，2016）。測定每小區(qū)鮮、干物質(zhì)產(chǎn)量。采用蒽酮—硫酸比色法測定可溶性碳水化合物含量；凱氏定氮法測定粗蛋白含量；范氏纖維測定法測定中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量（丁成龍等，2011）。

1. 5 統(tǒng)計分析

運用SPSS 15.0進行數(shù)據(jù)分析，采用SSR法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2. 1 不同刈割時期對甜高粱主要農(nóng)藝性狀的影響

從表1可看出，不同刈割時期對甜高粱主要農(nóng)藝性狀指標的影響存在差異。從生育期來看，二次刈割頭茬收獲時，品種A2和A4發(fā)育較早，在各收獲期均進入抽穗期或抽穗后期，品種A1發(fā)育較遲，僅在B3處理時處于抽穗期。二茬收獲時，品種A1一直不能抽穗、品種A3僅在B1處理時抽穗，品種A2和A4采取B1和B2處理時處于抽穗期或抽穗后期；采取B3處理時各品種均處于拔節(jié)期。此時B4處理的各品種均已完熟。從株高來看，二次刈割在頭茬收獲時，各品種株高表現(xiàn)為B1B2>B3。B4處理各品種的株高高于二次刈割頭茬和二茬。從分蘗數(shù)來看，二次刈割頭茬收獲后，同一品種的3種刈割處理間分蘗數(shù)差異不顯著（P>0.05，下同），但同一處理的各品種間分蘗數(shù)差異明顯。從倒伏率來看，采取二次刈割頭茬與第2次刈割時幾乎無倒伏，而B4處理4個品種均存在嚴重倒伏現(xiàn)象，倒伏率為45.30%～87.62%。從干物質(zhì)率來看，二次刈割在頭茬收獲時，各品種干物質(zhì)率表現(xiàn)為B1

2. 2 不同刈割時期對不同品種甜高粱鮮、干重產(chǎn)量的影響

不同刈割時期對不同品種甜高粱鮮重產(chǎn)量的主效應(yīng)（表2）顯示，品種A4的平均鮮重產(chǎn)量為109.02 t/ha，顯著高于其他品種，品種A2的平均鮮重產(chǎn)量其次，為99.59 t/ha，與品種A3（98.35 t/ha）差異不顯著，但顯著高于品種A1（96.76 t/ha）。刈割時期B1和B2處理的平均鮮重產(chǎn)量為111.75和112.69 t/ha，顯著高于B3（95.02 t/ha）和B4（84.27 t/ha）處理。品種和刈割時期間存在互作效應(yīng)（表3），其中品種A1和A3的平均鮮重產(chǎn)量在B2處理最高，分別為105.69和108.16 t/ha；品種A2和A4的平均鮮重產(chǎn)量在B1處理最高，分別為118.36和127.61 t/ha；平均鮮重產(chǎn)量最高的處理組合為A4B1。

不同刈割時期對不同品種甜高粱干物質(zhì)產(chǎn)量的主效應(yīng)（表2）顯示，品種A2和A4的平均干物質(zhì)產(chǎn)量為26.87和24.32 t/ha，顯著高于品種A1（21.72 t/ha）和A3（22.99 t/ha）。刈割時期B2和B1處理的平均干物質(zhì)產(chǎn)量分別為25.82和25.35 t/ha，顯著高于B3（22.59 t/ha）和B4（22.12 t/ha）處理。品種和刈割時期間存在互作效應(yīng)（表3），其中品種A4和A2的平均干物質(zhì)產(chǎn)量在B1處理最高，分別為31.59和27.21 t/ha；品種A1的平均干物質(zhì)產(chǎn)量在B4處理最高，為22.42 t/ha；品種A3的平均干物質(zhì)產(chǎn)量在B2處理最高，為24.32 t/ha。干物質(zhì)平均產(chǎn)量最高的處理組合為A4B1。

2. 3 不同刈割時期對甜高粱飼用性狀的影響

2. 3. 1 對粗蛋白含量的影響 從表4可看出，二次刈割在頭茬收獲時，各品種干物質(zhì)中粗蛋白平均含量均表現(xiàn)為B1>B2>B3，其中A1B1組合最高（7.36%）、A4B3組合最低（5.60%）；二茬收獲時，各品種粗蛋白占干物質(zhì)平均含量表現(xiàn)為B3>B2>B1，其中A2B3組合最高（14.03%），A4B1組合最低（6.37%）；各品種均以B4處理的粗蛋白平均含量最低。刈割時期對粗蛋白產(chǎn)量的主效應(yīng)（表5）顯示，B1和B2處理的平均粗蛋白產(chǎn)量分別為1.71和1.75 t/ha，顯著高于B3（1.49 t/ha）和B4（1.27 t/ha）處理。品種A2和A4的平均粗蛋白產(chǎn)量分別為1.67和1.60 t/ha，顯著高于A1（1.45 t/ha）和A3（1.50 t/ha）。品種和刈割時期間存在互作效應(yīng)（表6），其中品種A2和A4的平均粗蛋白產(chǎn)量以B1處理最高，分別為1.92和1.95 t/ha；品種A1和A3的平均粗蛋白產(chǎn)量以B2處理最高，分別為1.55和1.75 t/ha；粗蛋白平均產(chǎn)量最高的處理組合為A4B1。

2. 3. 2 對可溶性碳水化合物含量的影響 從表4可看出，二次刈割在頭茬收獲時，各品種干物質(zhì)中可溶性碳水化合物平均含量均表現(xiàn)為B12. 3. 3 對酸性洗滌纖維含量的影響 從表4可看出，二次刈割頭茬收獲時，品種A1的干物質(zhì)中酸性洗滌纖維平均含量以B1處理最高，為30.34%；品種A2和A3以B3處理最高，分別為30.84%和29.31%；品種A4以B2處理最高，為30.65%。第2次收獲時，品種A1和A4以B2處理最高，分別為29.18%和30.97%；品種A2和A3以B1處理最高，分別為29.60%和29.04%。各品種的酸性洗滌纖維平均含量均以B4處理最高，變幅為29.94%～32.23%。刈割時期對酸性洗滌纖維產(chǎn)量的主效應(yīng)（表5）顯示，B1和B2處理的平均酸性洗滌纖維產(chǎn)量分別為7.32和7.47 t/ha，顯著高于B3（6.71 t/ha）和B4（6.89 t/ha）處理。品種A2和A4的平均酸性洗滌纖維產(chǎn)量分別為7.16和8.19 t/ha，顯著高于品種A1（6.39 t/ha）和A3（6.65 t/ha）。品種和刈割時期間存在互作效應(yīng)（表6），其中品種A1以B4處理的酸性洗滌纖維產(chǎn)量最高，為6.97 t/ha、品種A2和A4以B1處理最高，分別為7.69和9.39 t/ha，品種A3以B2處理最高，為6.84 t/ha。酸性洗滌纖維平均產(chǎn)量最高的處理組合為A4B1。

2. 3. 4 對中性洗滌纖維含量的影響 從表4可看出，二次刈割頭茬收獲時，品種A1和A2的干物質(zhì)中中性洗滌纖維平均含量以B3處理最高，分別為52.76%和53.11%；品種A3和A4以B2處理最高，分別為51.09%和50.73%。第2次收獲時，品種A1和A2以B3處理最高，分別為51.00%和52.81%；品種A3以B1處理最高，為50.30%；品種A4以B2處理最高，為51.73%。刈割時期對中性洗滌纖維產(chǎn)量主效應(yīng)（表5）顯示，B1和B2處理的平均中性洗滌纖維產(chǎn)量為12.54和13.17 t/ha，顯著高于B4和B3處理；品種A2和A4的平均中性洗滌纖維產(chǎn)量為12.76和13.62 t/ha，顯著高于品種A1和A3。品種和刈割時期間存在互作效應(yīng)（表6）， 品種A1的平均中性洗滌纖維產(chǎn)量以B4處理最高，為11.96 t/ha；品種A2、A3和A4以B2處理最高，分別為14.05、12.26和15.25 t/ha。平均中性洗滌纖維產(chǎn)量最高的處理組合為A4B2。

3 討論

刈割是實現(xiàn)飼牧草作物高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的重要措施，牧草的刈割取決于當?shù)刈匀粴夂驐l件、無霜期長短、灌溉條件、管理條件及不同品種本身的生物學特性等因素（包烏云等，2015）。本研究中，甜高粱二次刈割的合計鮮、干重產(chǎn)量顯著高于一次刈割。前人在這方面的研究結(jié)果存在差異，鄭慶福等（2009）研究認為甜高粱二次刈割的產(chǎn)量不及一次成熟刈割，而郭秀卿等（2015）認為甜高粱二次刈割的產(chǎn)量極顯著高于一次成熟期刈割。本研究與郭秀卿等（2015）的研究結(jié)果一致，原因在于甜高粱是喜光溫作物，不同地區(qū)的光熱存在巨大差異，在光熱資源不足、無霜期短的地區(qū)，沒有足夠的溫光補充因二次刈割損失的營養(yǎng)物質(zhì)（李春喜等，2016），會導致二次刈割的產(chǎn)量反而不及一次刈割。江蘇地區(qū)光熱資源豐富，甜高粱生長期長，為二次刈割獲得較高產(chǎn)量且超過一次收獲提供了可能。

甜高粱植株高大，極易發(fā)生倒伏，倒伏多發(fā)生在乳熟后期，不僅影響產(chǎn)量和品質(zhì)，也不利于收割，是甜高粱生產(chǎn)的重要障礙（李春宏等，2015），而采取二次刈割甜高粱一般處于乳熟前期，可避免或極大地減輕倒伏的發(fā)生。

本研究中，二次刈割頭茬早、中收獲方式的鮮重與干物質(zhì)產(chǎn)量顯著高于晚收獲方式。這是因為晚收方式第2次生長時期短，光溫積累不足，同時參試品種均處于拔節(jié)期，干物質(zhì)率低且生物量小。因此二次刈割頭茬收獲若過遲，則不能充分發(fā)揮二次刈割的產(chǎn)量優(yōu)勢。Kallenbach等（2002）的研究也指出，晚刈割時植株消耗了過多的營養(yǎng)物質(zhì)，不利于植株后期的再生長。張培通等（2013）研究表明，甜高粱葉片鮮重和總鮮重產(chǎn)量在孕穗期和抽穗期后進入最高值，因而選擇適宜的刈割期是二次刈割頭茬與二茬均能獲得較高產(chǎn)量的關(guān)鍵。

前人研究結(jié)果表明，二次刈割能提高蘇丹草（劉景輝等，2005）、玉米（郭智慧等，2008）、高粱（許能祥等，2014）等作物的品質(zhì)。本研究結(jié)果與上述研究結(jié)果一致，各品種二次刈割頭茬與二茬的粗蛋白含量較對照增高，而酸性洗滌纖維與中性洗滌纖維含量均較對照降低。飼草粗蛋白、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量是反映飼草營養(yǎng)價值的重要指標，優(yōu)質(zhì)飼草要求有較高的粗蛋白，較低的中性洗滌纖維和酸性滌纖維含量。二次刈割較一次成熟刈割提升飼草品質(zhì)的原因可能在于二次刈割可降低莖葉比，增加葉片重，同時莖稈木質(zhì)化程度低（郭智慧等，2008；許能祥等，2014）。

二次刈割還能提高飼料營養(yǎng)物質(zhì)的產(chǎn)量，除可溶性碳水化合物外，偏早熟品種二次刈割第一次采取早、中收獲方式的粗蛋白、酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維的平均產(chǎn)量較對照具有明顯優(yōu)勢。與玉米（郭智慧等，2008）、緣毛雀麥（石鳳翎等，2009）、紫花苜蓿（謝建磊等，2011；包烏云等，2015）等作物相似，甜高粱品種間對二次刈割特征特性、產(chǎn)量和品質(zhì)的響應(yīng)存在明顯差異。生育期較早的品種（A2和A4），刈割后二次發(fā)育仍然較早，其二次刈割頭茬采取早、中收獲方式的分蘗數(shù)、總鮮干重產(chǎn)量、粗蛋白產(chǎn)量、酸性洗滌纖維產(chǎn)量和中性洗滌纖維產(chǎn)量顯著優(yōu)于生育期較晚的品種（A1與A3）。因此，生育期較早的品種更適宜于二次刈割。

4 結(jié)論

考慮青貯飼用產(chǎn)量、品質(zhì)、抗倒等綜合性狀，甜高粱采取二次刈割宜選擇偏早熟和豐產(chǎn)品種，頭茬采取早、中期收獲方式，使得兩茬收獲均能獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的飼料，從而發(fā)揮二次刈割的高產(chǎn)高效潛力。

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（責任編輯 王 暉）