播期對青貯大麥產(chǎn)量和青貯品質(zhì)的影響

趙 準(zhǔn)，齊軍倉，李 劍，宋瑞嬌

(1.石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆石河子 832003；2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點實驗室，新疆石河子 832003)

適宜的播期是保證作物正常發(fā)育和優(yōu)良品質(zhì)的重要因素。不同播期下，作物各生長階段遇到的溫度和光照會存在差異，其光合作用和營養(yǎng)物質(zhì)的分配也會發(fā)生變化，從而影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[4]。研究發(fā)現(xiàn)，播期對燕麥的株高、分蘗數(shù)，莖葉比以及干草產(chǎn)量具有顯著影響[5]。晚播后燕麥除粗脂肪含量顯著低于早播外，中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和粗蛋白含量均顯著高于早播[6]。隨著播期的推遲，牧草的生長發(fā)育逐步提前結(jié)束，粗蛋白含量逐漸升高[7]。近年來，由于全球氣候變暖，大麥生長所需的水熱條件發(fā)生了變化，影響大麥的生長發(fā)育，如果按照傳統(tǒng)的播種時間對大麥進(jìn)行播種，大麥群體質(zhì)量可能會下降，飼草產(chǎn)量和品質(zhì)降低。目前，關(guān)于播期對大麥影響的研究主要集中于籽粒產(chǎn)量方面，對青貯大麥研究較少。本研究以3個大麥品種(系)(墾啤麥13、P13-3和甘啤4號)為材料，設(shè)置三個播期(3月18日、4月2日、4月17日)，分析了播期對青貯大麥農(nóng)藝性狀、生育期、青貯原料品質(zhì)和青貯品質(zhì)的影響，以期為新疆青貯大麥高產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗以大麥品種(系)墾啤麥13、P13-3和甘啤4號為材料。墾啤麥13號是新引進(jìn)的生物產(chǎn)量高、適宜制作青貯飼料的大麥品種，P13-3是新選育的高產(chǎn)新品系，甘啤4號是目前新疆大面積種植品種。

1.2 試驗設(shè)計

本試驗于2018年在石河子大學(xué)試驗站(北緯45°32′、東經(jīng)86°05′)進(jìn)行。當(dāng)?shù)貧夂驅(qū)儆跍貛Т箨懶詺夂颍杲邓?50～250 mm(主要集中于 4-7月份)，蒸發(fā)量1 500～2 400 mm，無霜期約170 d，年日照時數(shù)約2 860 h，年平均氣溫為 7.0 ℃。前茬作物為小黑麥。土壤類型為灌耕灰漠土。土壤質(zhì)地為壤土。試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計,設(shè)置三個播期，分別為3月18日、4月2日和4月17日(分別用B1、B2和B3表示)，小區(qū)面積4 m2，3次重復(fù)。人工開溝條播，行距20 cm。生長期管理按當(dāng)?shù)卮篼湼弋a(chǎn)田進(jìn)行。

1.3 方法

1.3.1 生育期調(diào)查

田間觀察記載大麥各播期下的出苗期、拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期和蠟熟期。

1.3.2 株高和生物量測定

在蠟熟期，每小區(qū)隨機抽取10株大麥，分別測定株高，再求平均值。之后將大麥樣品分別裝入牛皮紙袋中帶回實驗室，按照莖、葉(含葉鞘)和穗分離，再75 ℃烘干24 h后稱重，計算莖、葉、穗的干物質(zhì)分配比例。

1.3.3 鮮草和干草產(chǎn)量測定

其實“末”字最初對應(yīng)的反義詞應(yīng)該是“本”，看看“本末倒置”這個成語吧！“本”代表“樹根”，比喻事物的根本；“末”代表“樹梢”，比喻事物的細(xì)枝末節(jié)。所以“本末倒置”就是指把主要的和次要的、本質(zhì)和非本質(zhì)的關(guān)系弄顛倒了。

在蠟熟期，每小區(qū)隨機抽取一個1.0 m× 1.0 m的樣方進(jìn)行測產(chǎn)。大麥在田間刈割后立即稱量測鮮草產(chǎn)量，再取250 g有代表性的鮮草，將其放入牛皮紙袋中帶回實驗室，75 ℃烘干24 h后測量飼草干物質(zhì)含量(DM)，再計算干草產(chǎn)量。

1.3.4 青貯原料品質(zhì)測定

將烘干后的全株大麥粉碎后過0.45 mm篩備用。采用范氏洗滌纖維分析法測定中性洗滌纖維含量(NDF)和酸性洗滌纖維含量(ADF)[8]；凱氏定氮法測定粗蛋白含量(CP)[9]；索氏浸提法測定粗脂肪含量(CF)；灼燒法測定粗灰分含量(Ash)[10]；可溶性碳水化合物含量采用蒽酮法測定[11]。

1.3.5 青貯及品質(zhì)分析

(1)青貯調(diào)制：將田間收割的全株大麥用剪刀剪成2～3 cm小段，稱取250 g，根據(jù)測得干物質(zhì)含量并以鮮重為基礎(chǔ)加入蒸餾水，使大麥水分含量達(dá)到65%。后放入20×25 cm的聚乙烯袋中，用真空封口機抽真空后密封避光保存。45 d后開封進(jìn)行青貯品質(zhì)測定。

(2)發(fā)酵品質(zhì)測定：取20 g青貯樣放入250 mL錐形瓶中，加入80 mL蒸餾水，封口，置于 4 ℃冰箱中浸提24 h，期間適當(dāng)搖晃。浸提液過濾后測定pH值、氨態(tài)氮含量及有機酸含量(乳酸、乙酸、丙酸和丁酸)。用pH計(AZ8685，臺灣衡欣科技股份有限公司)直接測定浸提液pH值；用苯酚-次氯酸鈉比色法測定氨態(tài)氮含量[12]。用高效液相色譜儀測定有機酸含量，色譜柱為sunfire RC18 5 μm 4.6 mm×150 mm，流動相為0.5 mmol·L-1磷酸氫二鉀∶甲醇=80∶20，流速 1 mL·min-1，柱溫45 ℃，檢測波長210 nm，進(jìn)樣量10 μL。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，采用SPSS 19.0進(jìn)行方差分析，利用Duncan法多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期對大麥生育進(jìn)程的影響

播期對大麥生育進(jìn)程有著明顯的影響。從表1可以看出，隨著播期的延遲，大麥出苗、拔節(jié)、灌漿和乳熟期的時間均逐漸推遲，且全生育天數(shù)縮短。其中，B3播期下墾啤麥13、P13-3和甘啤4號的全生育期天數(shù)較B1播期分別減少22.5%、22.3%、21.3%。3個大麥品種(系)隨著播期的延遲，抽穗前后的生育進(jìn)程均加快，但播種-抽穗、抽穗-蠟熟的天數(shù)占總生育期的比例并未隨著播期的推遲而出現(xiàn)明顯變化。

表1 不同播期下大麥的生育進(jìn)程

2.2 播期對大麥株高和干物質(zhì)分配的影響

推遲播期會顯著降低P13-3和甘啤4號株高，但對墾啤麥13沒有顯著影響(表2)。播期對干物質(zhì)在莖、葉和穗中的分配比例有顯著影響，但具體表現(xiàn)因品種(系)和器官而異。B1播期下墾啤麥13和甘啤4號的莖和穗分配比例顯著高于B3播期，而葉比例則與之相反；P13-3的莖、葉和穗比例在不同播期間沒有顯著性差異。

表2 不同播期下大麥株高和干物質(zhì)分配比例差異

2.3 播期對大麥鮮草和干草產(chǎn)量及干物質(zhì)含量的影響

播期過于推遲會降低三個大麥品種(系)鮮草產(chǎn)量(表3)。與B1播期相比，B3播期下大麥鮮草產(chǎn)量下降10.1%～25.4%，其中墾啤麥13降幅最大；B1和B2播期間大麥鮮草產(chǎn)量差異不顯著。隨著播期的推遲，大麥干草產(chǎn)量呈下降趨勢，其中墾啤麥13在B1播期下獲得最高干草產(chǎn)量。與B1播期相比，B3播期下大麥干草產(chǎn)量下降15.2%～24.2%，墾啤麥13降幅最大，P13-3降幅最小。播期對大麥干物質(zhì)含量的影響相對較小。以上分析說明在新疆地區(qū)飼草用大麥不宜 晚播。

表3 不同播期下大麥干、鮮產(chǎn)量及干物質(zhì)含量

2.4 播期對大麥青貯原料品質(zhì)的影響

播期對大麥的青貯原料品質(zhì)也有一定的影響(表4)。推遲播期會增加大麥青貯原料的中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量，但只對P13-3和甘啤4號影響顯著。推遲播期會顯著降低大麥青貯原料的粗蛋白含量，但對甘啤4號的蛋白質(zhì)含量沒有顯著影響。三個品種(系)的粗脂肪含量均隨播期的推遲而降低，在P13-3和甘啤4號上表現(xiàn)明顯。大麥粗灰分含量受播期的影響較小。隨著播期的推遲，3個大麥品種(系)的可溶性碳水化合物含量隨播期的推遲均有增高的趨勢，但總體上受播期的影響較小。

表4 不同播期下大麥的青貯原料品質(zhì)

2.5 播期對大麥青貯品質(zhì)的影響

推遲播期可顯著降低青貯后甘啤4號和P13-3的pH值、墾啤麥13和甘啤4號的氨態(tài)氮含量及墾啤麥13的丙酸含量，增加甘啤4號的乳酸含量，對各品種(系)青貯后的乙酸含量影響不顯著(表5)。3個大麥品種(系)青貯后均無丁酸產(chǎn)生，青貯質(zhì)量較好。

表5 不同播期下大麥的青貯品質(zhì)

3 討 論

3.1 播期對大麥生育進(jìn)程的影響

播期是調(diào)節(jié)大麥生長發(fā)育的重要栽培措施，選擇合適的播期可以充分利用當(dāng)?shù)毓?、溫、水等外界條件，避開外界不良?xì)夂?，從而促進(jìn)作物的生長和提高產(chǎn)量。播期對作物生育進(jìn)程具有重要的影響。本研究表明，推遲播期會加快大麥生育進(jìn)程；B3播期下，3個大麥品種(系)生育期較B1播期縮短22～23 d，營養(yǎng)生長時間縮短17～19 d，生殖生長時間縮短3～6 d。這與在小麥和燕麥上的研究結(jié)果一致[13-14]，這主要是因為隨播期推遲，作物在發(fā)育過程中外界溫度升高，致使酶活性增強、物質(zhì)代謝旺盛，從而加快了生育進(jìn)程。另外，本研究發(fā)現(xiàn)，延遲播種時間不會改變大麥營養(yǎng)生長和生殖生長時間在全生育期中所占的比例，與劉文輝等[15]對燕麥的研究結(jié)果基本相同，而與劉昌繼等[16]得出的播期對玉米生殖生長的天數(shù)并不會造成顯著性影響的結(jié)論不同。這種不同可能與作物種類和試驗地氣候差異有關(guān)。

3.2 播期對大麥產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀的影響

研究表明，播期對飼料作物的產(chǎn)量有顯著的影響，但這種影響因地理位置、栽培品種以及生態(tài)條件變化而不同[17-18]。本研究中，播期對大麥干物質(zhì)積累有著顯著的影響；隨著大麥播期的推遲，大麥的干草產(chǎn)量大幅度降低，晚播干草產(chǎn)量比早播降低15.2%～24.2%。燕麥、玉米籽粒產(chǎn)量對播期的響應(yīng)也表現(xiàn)出一致結(jié)果[19-20]，而在蘇丹草上得到不同的研究結(jié)果(在中播條件下最高)[21]，這可能與蘇丹草生長的溫度基點較高有關(guān)。3個大麥品種(系)中，墾啤麥13在各個播期下的干草產(chǎn)量均最高，這可能與其株高較高有關(guān)。在新疆地區(qū)，生育期的縮短是晚播大麥干草產(chǎn)量大幅度降低的主要因素。

作物在生長過程中光合產(chǎn)物不斷分配到各器官，各器官的干物質(zhì)分配比例反映了作物內(nèi)部的源庫關(guān)系。在本研究中，播期推遲后墾啤麥13和甘啤4號的莖、穗干物質(zhì)分配比例顯著性降低，葉干物質(zhì)分配比例提高。該結(jié)果與宋創(chuàng)業(yè)在玉米上的研究結(jié)果[22]相一致；而播期對P13-3則沒有顯著性影響，這表明播期對大麥干物質(zhì)分配的影響因品種而異。墾啤麥13和甘啤4號莖、穗干物質(zhì)分配比例的下降可能是由于推遲播期后溫度升高，導(dǎo)致穗分化時間縮短引起“源”限制，同化產(chǎn)物向穗中轉(zhuǎn)移較少，滯留在葉片中較多，而P13-3莖葉穗比例沒有顯著性差異可能和該品系穗分化速度較快有關(guān)。

3.3 播期對青貯大麥原料品質(zhì)的影響

選擇高品質(zhì)的原料對獲得優(yōu)質(zhì)青貯飼料十分重要。青貯大麥原料的品質(zhì)與中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量呈負(fù)相關(guān)，與粗蛋白、粗脂肪及粗灰分含量呈正相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，隨著播期的推遲，青貯玉米的中性洗滌纖維、粗蛋白和粗脂肪含量均呈下降趨勢[23]。但也有人認(rèn)為，推遲播期后，玉米中的粗蛋白含量增加，粗纖維含量降低[22]。本研究表明，推遲播期后，P13-3和甘啤4號的中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量均增高，粗脂肪降低；P13-3粗蛋白含量降低。這說明播期對青貯原料品質(zhì)的影響與作物種類、品種、試驗條件有關(guān)[24]。本試驗條件下，早播大麥青貯原料的品質(zhì)較好，這可能是由于在早播條件下，大麥植株生育期長，所獲得的水、肥、光照較多，光合產(chǎn)物積累較多有關(guān)。

3.4 不同播期對青貯大麥品質(zhì)的影響

常規(guī)青貯需要原材料含水量為63%～75%，但由于新疆地區(qū)6月份氣溫較高，且干熱風(fēng)嚴(yán)重，本研究大麥蠟熟期含水量普遍在40%～48%之間(表3)，不利于青貯發(fā)酵。所以本試驗在青貯之前對原料進(jìn)行青貯調(diào)制，使大麥含水量達(dá)到65%左右，以滿足青貯所需要的水分條件。青貯原料除了要滿足水分要求外，還需要含有一定水平的可溶性碳水化合物。研究表明，青貯原料中可溶性碳水化合物水平的高低是影響青貯能否成功的關(guān)鍵性因素，原料的高碳水化合物含量可以加速乳酸菌的繁殖，使pH值迅速降低，從而抑制雜菌的生長[24]。青貯原料中的碳水化合物水平與青貯發(fā)酵品質(zhì)呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)[25]。本研究中，大麥的可溶性碳水化合物含量在2.08%～ 4.11%之間，除P13-3外，推遲播期雖然使其他2個品種的可溶性碳水化合物含量有所下降，但影響均未達(dá)到顯著性水平。晚播條件下可溶性碳水化合物含量增加可能是導(dǎo)致晚播甘啤4號pH和氨態(tài)氮含量顯著性降低、乳酸含量顯著性提升的 原因。

本研究認(rèn)為，早播大麥可充分利用早春土壤墑情，促進(jìn)扎根；由于新疆地區(qū)大麥灌漿到成熟期間干熱風(fēng)嚴(yán)重，早播可以保證大麥有充足的生育期積累干物質(zhì)，降低后期不良因素的影響。因此，在外界氣溫和土壤墑情合適的條件下，新疆北部地區(qū)青貯大麥應(yīng)適當(dāng)早播。