不同刈割期對飼用小黑麥草產量和營養(yǎng)品質的影響

何鵬亮， 汪婭梅， 揭紅東， 鄧薈芬， 邢虎成， 揭雨成*

(1.湖南農業(yè)大學苧麻研究所， 湖南 長沙 410128； 2.湖南省草類作物種質創(chuàng)新與利用工程技術研究中心， 湖南 長沙 410128； 3.郴州市農業(yè)科學研究所， 湖南 郴州 423000)

小黑麥(TriticaleWittmack)是由小麥(Triticumaestivum)和黑麥(Secalecereale)經過屬間有性雜交和染色體數加倍而得到的人工培育的新物種，是一種優(yōu)良的禾本科牧草，其不但具有小麥的豐產性和黑麥抗病、抗逆性強、適應性廣和耐貧瘠等優(yōu)點，而且還具有雜種優(yōu)勢強和營養(yǎng)品質好等特點[5-8]。飼用小黑麥生物產量及飼草粗蛋白含量高，植株鮮嫩多汁、適口性好、消化率高，畜禽喜食[9-10]。飼用小黑麥的利用方式靈活多樣，能在冬春枯草季節(jié)為牛、羊提供蛋白質含量高、維生素營養(yǎng)豐富的青綠飼草，也可加工成優(yōu)質草粉，曬制成優(yōu)質干草，收獲籽粒作精飼料，還可青貯飼喂奶牛[11]。目前，小黑麥已成為我國最重要的冬春飼料作物之一，種植面積近30萬hm2[12]。

刈割時期對飼草產量和營養(yǎng)品質有極大影響[13]。確定牧草最佳刈割時期時，必須兼顧單位面積草產量和營養(yǎng)成分含量，尤其是粗蛋白含量[14]。目前，各地已有一些關于小黑麥最佳刈割時期的報道，但研究結論有所差異。小黑麥在黑龍江區(qū)域早期刈割再生性良好，最佳刈割期為分蘗盛期[15]。新疆地區(qū)小黑麥的最佳刈割期為揚花7～15 d[16]。河北地區(qū)小黑麥的最佳刈割期為抽穗初期至抽穗期[17]。天津地區(qū)小黑麥的最佳刈割期為乳熟中期[18]。孫元樞[9]認為小黑麥最佳刈割期為開花期。代寒凌等[19]研究表明小黑麥、黑麥和燕麥的最佳刈割期均為乳熟期。趙雅姣等[20]和孫亮等[21]研究表明，從經濟效率和利用率考慮，小黑麥最佳刈割期分別為乳熟期和抽穗期。從小黑麥和黑麥的飼草品質、經濟效益和相對飼喂價值考慮，青藏高原高寒牧區(qū)最佳刈割期分別為開花期、乳熟期和抽穗期[22]。河南濟源地區(qū)小黑麥的最佳刈割期為抽穗期[23]。王增遠等[11]研究表明，生產青飼料，用于直接飼喂牛羊或加工優(yōu)質草粉，應在拔節(jié)前多次刈割；調制青貯飼料，最佳刈割時期為揚花后7～10 d；生產青干草，則在灌漿中期刈割最佳。賈慎修[24]認為禾本科牧草于孕穗、抽穗、開花和灌漿期刈割最佳。以上研究都有得出飼用小黑麥的最佳刈割期，但研究結論并不統(tǒng)一，而且到目前為止，尚未有湖南地區(qū)小黑麥刈割時期的相關報道。因此，本研究通過對‘中飼1048’、‘中飼1257’、‘中飼3297’和‘冀飼2號’4個飼用小黑麥種質在拔節(jié)期、灌漿期和成熟期的鮮干草產量和營養(yǎng)品質進行研究，明確飼用小黑麥不同刈割期的飼草產量和營養(yǎng)品質，以期探討其最佳刈割時期，為湖南地區(qū)飼用小黑麥的高效生產與利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在湖南農業(yè)大學耘園基地內進行。耘園基地位于湖南省長沙市芙蓉區(qū)，北緯28°10′51″，東經113°4′40″，海拔58 m，年平均氣溫17.0℃，無霜期260 d，年降雨量1 200 mm，有灌溉條件。

1.2 試驗材料

2個小黑麥品種(‘中飼1048’，‘冀飼2號’)和2個小黑麥新品系(‘中飼3297’，‘中飼1257’)，均由中國農業(yè)科學院作物科學研究所提供。

1.3 試驗設計

試驗為隨機區(qū)組設計，各試驗小區(qū)條播，行距20 cm，播種深度3～5 cm，播種量為90 kg·hm-2，小區(qū)面積33 m2(11 m×3 m)。4個種質分3個時期測產，共計12個處理，每個處理3次重復，試驗地周圍1 m種植保護行。播種前施尿素96 kg·hm-2，磷酸二銨225 kg·hm-2，小黑麥生長發(fā)育期間不再施肥，試驗期間及時中耕除草，播種時間為2018年11月6日。

1.4 測定指標與方法

1.4.1生育期調查 調查各小黑麥種質的生育期，包括播種期、出苗期、分蘗期、拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、開花期、灌漿期和成熟期等，灌漿期為開花期后10 d。

1.4.2農藝性狀 株高：在拔節(jié)期、灌漿期和成熟期時測定。每個小區(qū)隨機選取代表性植株10株(邊行除外)，分別測量從地面至最高點的自然高度。10株的平均值作該區(qū)小黑麥的株高。

從4月5日（清明節(jié)）起開始，選用厚度為0.008-0.01 mm、寬度90 cm地膜，110 cm帶型 (壟面70-80 cm，壟溝30 cm，壟高15 cm)，規(guī)格起壟、噴藥防草、覆膜提溫5天后（4月10日）每壟辮納空種植2行，行距40-50 cm，株距33 cm、孔深8-12 cm，點籽、芽眼朝上、壓實封嚴孔口，播種3670株/畝。

分蘗數：在拔節(jié)期、灌漿期和成熟期時測定。每個小區(qū)內隨機選取2 m樣段(邊行除外)，統(tǒng)計樣段內株高高于30 cm的小黑麥分蘗數。

綠葉數：在拔節(jié)期、灌漿期和成熟期時測定。每個小區(qū)隨機選取代表性植株10株(邊行除外)，分別測量植株上的綠葉數。10株的平均值作該區(qū)小黑麥的綠葉數。

倒伏程度：在拔節(jié)期、灌漿期和成熟期時測定。按照無(0)、輕(25%)、中(30%)、重(50%)的四級調查標準進行。植株傾倒45°以上為倒伏。

1.4.3鮮草產量和干草產量 在拔節(jié)期、灌漿期和成熟期時測定，測產面積為每個小區(qū)20 m2。齊地面刈割每個小區(qū)內所有植株的地上部分(除去邊行和地頭兩邊的50 cm部分)，稱重，得到鮮草產量。

從每個小區(qū)分別取500 g全株鮮草樣品，在105℃烘箱中殺青2 h，然后在60℃烘箱中烘至恒重，稱重得到干草重，計算鮮干比。根據500 g鮮草樣的鮮干比計算每個小區(qū)的干草產量。

1.4.4營養(yǎng)品質 在本單位實驗室，500 g全株鮮草樣烘干得到的全株干草樣用粉碎機粉碎，分別過40目篩(粗蛋白、粗脂肪和可溶性糖待測用)和18目篩(中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、酸性洗滌木質素和粗灰分待測用)，3個時期的4個種質都進行測定，3個重復樣品分別測定。

采用凱氏定氮法測定粗蛋白(Crude protein，CP)含量，索氏浸提法測定粗脂肪(Ether extract，EE)含量，馬弗爐灼燒和差重法測定粗灰分(Crude ash，Ash)含量，濾袋技術改進的范氏中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和酸性洗滌木質素方法測定中性洗滌纖維(Neutral detergent fiber，NDF)、酸性洗滌纖維(Acid detergent fiber，ADF)和酸性洗滌木質素(Acid detergent lignin，ADL)含量，蒽酮比色法測定可溶性糖(Soluble sugar，SS)含量[25]。

1.5 數據處理與分析

采用Excel 2010軟件進行數據整理，應用DPS 9.01數據處理系統(tǒng)進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同種質生育期

由表1可知，各小黑麥種質同期播種，生育期卻表現(xiàn)出明顯差異，各小黑麥種質均于11月15日出苗，于12月24日分蘗，‘中飼1257’的孕穗期、抽穗期、開花期和灌漿期均比其他種質早，‘中飼1048’和‘冀飼2號’次之，‘中飼3297’最遲。‘冀飼2號’的生育期最短，為194 d，其次為‘中飼1257’(197 d)和‘中飼1048’(200 d)，‘中飼3297’的生育期最長，為213 d。

表1 不同小黑麥種質的生育期Table 1 Growth periods of different triticale germplasms

2.2 不同刈割期對農藝性狀和草產量的影響

方差分析表明(表2)，不同刈割期小黑麥的株高、分蘗數、綠葉數、鮮草和干草產量均有極顯著差異(P<0.01)，需要進行多重比較。

表2 不同刈割期小黑麥農藝性狀和草產量的方差分析Table 2 Variance analysis of agronomic traits and forage yield of triticale at different cutting time

2.2.1不同刈割期4個種質平均農藝性狀和草產量表現(xiàn) 由表3可知，同一時期4個種質平均值以成熟期的株高最高，分蘗數最多，分別為176.76 cm和329.17萬個·hm-2，與灌漿期無顯著差異，顯著高于拔節(jié)期(P<0.05)。拔節(jié)期的綠葉數最多，為4.10片，與灌漿期無顯著差異，顯著高于成熟期(P<0.05)。灌漿期的鮮草產量(46.92 t·hm-2)顯著高于其他刈割期(P<0.05)；成熟期的鮮草產量(13.57 t·hm-2)顯著低于其他刈割期(P<0.05)。灌漿期的干草產量(12.97 t·hm-2)顯著高于其他刈割期(P<0.05)；拔節(jié)期的干草產量(2.11 t·hm-2)顯著低于其他刈割期(P<0.05)。

表3 不同刈割期小黑麥農藝性狀和草產量的差異Table 3 Differences of agronomic traits and forage yield of triticale at different cutting time

2.2.2倒伏程度 由表4可知，在拔節(jié)期，4個種質均無倒伏；在灌漿期，‘中飼3297’無倒伏，其他種質有輕度或中度倒伏；在成熟期，‘中飼3297’有輕度倒伏，其他種質有中度或重度倒伏。

表4 不同小黑麥種質在不同刈割期的倒伏程度Table 4 Lodging degree of different triticale germplasms at different cutting time

2.3 不同刈割期飼草營養(yǎng)品質的差異

方差分析表明(表5)，不同刈割期小黑麥的CP，EE，Ash，NDF，ADF，ADL和SS含量均有極顯著差異(P<0.01)。

表5 不同刈割期小黑麥營養(yǎng)品質的方差分析Table 5 Variance analysis of nutritional quality of triticale at different cutting time

由表6可知，同一時期4個種質平均值以拔節(jié)期的CP，EE和Ash含量最高，分別為23.00%，6.47%和15.00%，顯著高于其他刈割期(P<0.05)；成熟期的CP，EE和Ash含量最低，分別為7.32%，4.92%和7.19%，顯著低于其他刈割期(P<0.05)。成熟期的NDF，ADF和ADL含量最高，分別為78.16%，52.27%和30.79%，顯著高于其他刈割期(P<0.05)；拔節(jié)期的NDF，ADF和ADL含量最低，分別為49.45%，29.47%和15.01%，顯著低于其他刈割期(P<0.05)。灌漿期的SS含量最高，為3.41%，與拔節(jié)期無顯著差異，顯著高于成熟期(P<0.05)。

表6 不同刈割期小黑麥營養(yǎng)品質的差異Table 6 Differences of nutritional quality of triticale at different cutting time

3 討論

刈割時期是決定飼草產量和品質的關鍵因素，適宜的刈割時期是獲取優(yōu)質高產飼草的重要手段，確定適宜的刈割時期必須考慮生育期內飼草產量和營養(yǎng)品質，一般在草產量與營養(yǎng)品質均較高時為最佳刈割期[9,26-28]。一般來說，飼草越幼嫩其營養(yǎng)價值越高但產量越低，而越接近成熟期的飼草其產量越高但營養(yǎng)價值降低[29-30]。

3.1 不同刈割期小黑麥種質草產量的差異

草產量是評定飼草生產性能的重要指標，其高低對飼草經濟效益有十分重要的作用，小黑麥不同刈割期的草產量不同[16,31]。本研究中，不同刈割期小黑麥的草產量有顯著差異，不同刈割期的鮮草產量由高到低依次為：灌漿期(46.92 t·hm-2)>拔節(jié)期(17.18 t·hm-2)>成熟期(13.57 t·hm-2)；干草產量依次為：灌漿期(12.97 t·hm-2)>成熟期(5.99 t·hm-2)>拔節(jié)期(2.11 t·hm-2)，隨著刈割期的推進，鮮干草產量先升高，灌漿期達到最大值，之后又降低。王麗學等[18]研究表明，隨著刈割時期的推遲，小黑麥干物質產量呈先增后減的趨勢，與本試驗研究結果相似。趙雅姣等[20]研究表明，隨著生育時期推移，鮮草產量先增加，開花期達最高，之后又降低；而干草產量持續(xù)增加，乳熟期最高。這與本試驗結果略有不同，可能是由于供試材料與試驗地區(qū)光熱條件等因素不同導致。

3.2 不同刈割期小黑麥種質營養(yǎng)品質的差異

本試驗中，不同刈割期小黑麥的CP，EE，Ash，NDF，ADF，ADL和SS含量均有顯著差異。CP含量是評定飼草營養(yǎng)價值的重要指標，CP含量越高，飼草營養(yǎng)價值越大[32-33]。本研究中，不同刈割期的CP含量由高到低依次為：拔節(jié)期(23.00%)>灌漿期(11.40%)>成熟期(7.32%)，拔節(jié)期的CP含量最高，隨著刈割期的推遲，CP含量下降，這與王麗學等[18]和趙雅姣等[20]研究結果一致。

EE是飼草儲備能量的主要物質之一，為家畜提供熱量的主要原料，是評定飼草品質的重要指標[34-36]。Ash主要為礦物質氧化物或鹽類等無機物質，給動物補充礦物質[37-38]。Ash含量越高說明牧草中礦物質含量越高[39]。在一定范圍內Ash含量越低，牧草質量越好[40]。本研究中，不同時期飼草中EE和Ash排列順序為：拔節(jié)期>灌漿期>成熟期，拔節(jié)期的EE和Ash含量最高，隨著刈割期的推遲，EE和Ash含量下降。

飼草中的NDF和ADF含量是評定其營養(yǎng)品質的重要指標[40]。NDF主要是由纖維素、半纖維素和木質素組成，NDF含量高時，飼草適口性下降，家畜采食率降低，飼草品質低；相反則提高采食率[34-35]。ADF的主要組成成分是纖維素和木質素，ADF含量越高，則飼草消化率越低；反之則消化率越高[34-35]。ADL不能被家畜利用，而且嚴重影響家畜對飼草的消化率[41]。ADL含量越低，消化率越高[42]。本研究中，不同時期飼草中NDF，ADF和ADL含量排列順序為：拔節(jié)期<灌漿期<成熟期，拔節(jié)期的NDF，ADF和ADL含量最低，隨著刈割期的推遲，NDF，ADF和ADL含量升高，這是由于隨著生育期的推進，細胞壁成分逐漸增加，細胞內容物逐漸降低，使飼草莖稈木質素和其他結構性物質增加，這是植物生長衰老過程的普遍規(guī)律[26]。灌漿期和成熟期的NDF含量偏高可能是因為供試材料、湖南氣候條件不同以及氣溫上升較快導致。

SS是參與植株代謝的重要物質，是家畜最易利用的能量來源，并且影響牧草消化率與適口性[34,43]。本研究中，不同時期飼草中SS含量排列順序為：灌漿期>拔節(jié)期>成熟期，灌漿期的SS含量最高，與拔節(jié)期無顯著差異。飼草成熟期的SS含量最低可能是由于成熟期時大量SS轉移至籽粒導致。

有研究表明，飼草隨著生育期的推進，CP與Ash的含量會逐漸下降，而NDF和ADF含量逐漸上升[43]，這與本研究一致。綜合比較，本研究中，拔節(jié)期的小黑麥營養(yǎng)品質最好，CP和EE含量最高，NDF，ADF和ADL含量最低，但是干草產量最低。灌漿期的小黑麥營養(yǎng)品質較高，CP和EE含量均較高，SS含量最高，而Ash，NDF，ADF和ADL含量較低，且鮮草和干草產量最高。成熟期的小黑麥營養(yǎng)品質最差，CP，EE和SS含量最低，NDF，ADF和ADL含量均最高，鮮草和干草產量低。

4 結論

本研究結果表明，飼用小黑麥的最佳刈割期為灌漿期，該時期小黑麥鮮草和干草產量以及SS含量最高，CP和EE含量均較高，Ash，NDF，ADF和ADL含量均較低。