播種期及收獲期對飼用小黑麥生產性能和營養(yǎng)品質的影響

摘要： 為探明適宜寧夏半干旱區(qū)小黑麥（Triticosecale Wittmack）生產的播種期和刈割時期，以寧夏飼用小黑麥主推品種‘晉飼草1號’為研究材料，設置了3個小黑麥播種時期（S）和2個刈割時期（H），共6個處理，開展不同播種期和收獲期對牧草生產性能和營養(yǎng)品質的影響研究，并應用主成分分析進行綜合評價。結果表明，小黑麥的株高和葉面積隨著播種期和收獲期的延后顯著增高（Plt;0.05）；小黑麥干草產量和粗蛋白產量隨著播種期的延后呈先增加后下降的趨勢，小黑麥干草產量最大的處理為S2H2（9 665.74 kg·m-2），粗蛋白產量最大的處理為S2H1，達881.15 kg·hm-2；不同播種期及收獲期顯著影響小黑麥營養(yǎng)品質（Plt;0.05），粗蛋白含量最高的為S2H2（10.18%），S1H2的相對飼喂價值最大。主成分分析綜合排名第一的為S2H2（播種時間為9月20日，收獲時間為灌漿期），是均衡飼用小黑麥產量和營養(yǎng)的理想組合，可作為寧夏雨養(yǎng)區(qū)飼用小黑麥播種和收獲的參考依據。

關鍵詞： 飼用小黑麥；播種期及收獲期；生產性能；營養(yǎng)品質

中圖分類號：S512.4 """文獻標識碼：A """"文章編號： 1007-0435（2024）02-0637-09

Effects of Different Sowing and Cutting Periods Study on the Production

Performance and Nutritional Value of Triticosecale Wittmack in

Rain-fed Area of Ningxia

WANG Yu1， LI Qi-zheng1， MA Xiao-dong4， WANG Bin1， WANG Teng-fei1， LAN Jian1，2*， ZHANG Yu3*

（1. College of Forestry and Grassland， Ningxia University， Yinchuan， Ningxia 750021， China; 2. Ningxia Grass and Animal

Husbandry Engineering Technology Research Center， Yinchuan， Ningxia 750021， China; 3. Animal Husbandry Workstation of

Ningxia Hui Autonomous Region， Yinchuan， Ningxia 750021， China; 4. Bureau of Agriculture and Rural Development，

Zhongning County， Zhongwei， Ningxia 755000， China）

Abstract： In order to explore the suitable sowing date and cutting period for the production of triticale （Triticosecale Wittmack） in semi-arid area of Ningxia，the main variety of forage triticale ‘Jinsicao 1’ in Ningxia was used as the research material，and three sowing dates （S） and two cutting dates （H） were set up to form a total of six treatments. The effects of different sowing dates and harvest dates on the production performance and nutritional quality of forage grass were studied，and the principal component analysis was used for comprehensive evaluation. The results showed that the plant height and leaf area of triticale increased significantly with the delay of sowing date and harvest date （Plt;0.05）. The hay yield and crude protein yield of triticale increased first and then decreased with the delay of sowing date. The treatment with the highest hay yield of triticale was S2H2 （9 665.74 kg·m-2），and the treatment with the highest crude protein yield was S2H1，reaching 881.15 kg·m-2. Different sowing dates and harvest dates significantly affected the nutritional quality of triticale （Plt;0.05）. The highest crude protein content was S2H2 （10.18 %），and the relative feeding value of S1H2 was the highest. The comprehensive ranking of principal component analysis （PCA） was S2H2 （sowing time：September 20. harvest time：filling stage），which was an ideal combination to balance the yield and nutrition of forage triticale，and could be used as a reference for sowing and harvesting of forage triticale in Ningxia rain-fed area.

Key words： Forage triticale;Sowing period and harvest period;Production performance;Nutritional quality

牧草有效供給是草畜產業(yè)發(fā)展的基礎。近年來，寧夏草食家畜飼養(yǎng)量呈逐年增長態(tài)勢，到2025年奶牛存欄110萬頭、肉牛263萬頭、灘羊1 750萬只，共需各類飼草2 416萬t，草畜平衡問題進一步凸顯［1］。如何緩解冬春牧草的供應，以及如何緩解草畜產業(yè)發(fā)展所需的牧草料缺口已成為我國畜牧業(yè)發(fā)展遇到的重大難題。西北地區(qū)是我國秋冬閑田集中分布地區(qū)，占耕地總面積的80%以上，蘊藏著巨大的飼草料開發(fā)潛力［2-3］。為提高牧草產量，可充分利用青貯玉米（Zea mays）、小麥（Triticum aestivum L.）、水稻（Oryza sativa L.）等糧食種植區(qū)秋冬閑田和自然資源，精準管理和利用水肥，填閑種植優(yōu)質牧草已成為緩解牧草缺口的必然選擇。因此，為使畜牧業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，調整農業(yè)種植結構是解決科學問題的關鍵。

小黑麥（Triticosecale Wittmack）是通過小麥屬（Triticum）和黑麥屬（Secale）經屬間有性雜交和染色體數(shù)加倍人工培育出以飼用性狀為主要目標的新型禾本科牧草，具有產量高、耐貧瘠、抗寒性強、適應性廣等特性［4-6］。小黑麥按生態(tài)型可分為冬性、春性和中間型3種類型，冬性品種一般10月初播種，作為牧草利用在次年5月中旬一次性收獲，整個生長季在冬春季節(jié)，可以充分利用冬春低溫條件生長，在我國草田輪作或填閑種植中，發(fā)揮著極其重要的作用［7-8］?！畷x飼草1號’作為寧夏主推飼用小黑麥品種，其種植對當?shù)匦竽翗I(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

研究發(fā)現(xiàn)播種期和收獲期對牧草產量和營養(yǎng)品質具有極大影響［9］。確定牧草最佳播種期和收獲期時，必須兼顧干草產量和粗蛋白產量，進而使生產綜合效益最大化。目前，在不同生態(tài)條件和栽培措施下小黑麥的最佳播種期和收獲期不盡相同。研究發(fā)現(xiàn)在新疆石河子地區(qū)，‘新小黑麥2號’的最佳播種期是9月底，其中在乳熟期鮮草產量最高［10］，而‘新小黑麥3號’春播時應盡量早播。此外，研究證明‘石大1號’小黑麥在新疆的播種期與當?shù)囟←溝嗤?，一般是晚秋播種［11］。在對‘中飼237’小黑麥在新疆烏魯木齊和甘肅省張掖市適宜播種時期研究中表明，9月上旬為最佳播種時期［12］。有研究指出，飼用小黑麥秋播時，播期越早小黑麥干草產量越高［13］，河北地區(qū)小黑麥的最佳收獲期為抽穗初期至抽穗期［14］，天津地區(qū)小黑麥的最佳收獲期為乳熟中期［15］，甘南地區(qū)研究表明小黑麥的最佳收獲期為乳熟期［16］。趙雅姣等［17］和王麗學等［15］研究表明，從經濟效率和利用率考慮，小黑麥最佳收獲期分別為乳熟期和抽穗期。綜上所述，研究均得出了不同區(qū)域飼用小黑麥的最佳播種期和收獲期，但不同地區(qū)研究結論并不統(tǒng)一，且到目前為止，鮮見寧夏半干旱區(qū)小黑麥播種期和刈割時期的相關報道。因此，本研究以寧夏現(xiàn)有主推品種‘晉飼草1號’為試驗材料，開展不同播期和刈割時期對小黑麥農藝性狀、牧草產量及營養(yǎng)價值的研究，明確飼用小黑麥不同播期和刈割時期的牧草產量和營養(yǎng)品質，以期探討其最佳播期和刈割時期，為寧夏干旱區(qū)飼用小黑麥高效生產提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗區(qū)位于寧夏固原市原州區(qū)黃澤堡鎮(zhèn)曹堡村（36°17′32″ N，106°09′25″ E，海拔1 734 m），該地區(qū)是典型的溫帶半干旱區(qū)，冬季較冷，溫度一般降到0℃以下；夏季氣溫高，溫度年較差可達40℃左右，日溫差也較大；年平均降雨量454.3 mm，且降雨集中在8—10月，占全年的67.58%，試驗期間降雨量442.3 mm；年平均日照時數(shù)2 985 h，年平均無霜期120～160 d。土壤為黃綿土，播前0～20 cm土層有機質含量為7.55 g·kg-1，全氮含量為0.73 g·kg-1，速效磷含量為12.23 mg·kg-1。

1.2 試驗材料

供試小黑麥品種為‘晉飼草1號’，由寧夏薈峰公司提供，對所有試驗材料進行發(fā)芽試驗表明種子發(fā)芽率均為95%以上，符合試驗的播種要求。

1.3 試驗設計

試驗于2021年9月至2022年6月進行，采用雙因素隨機區(qū)組試驗設計，設置3個小黑麥播種時間（S1為2021年9月10日，S2為9月20日，S3為9月30日），2個刈割時期（H1為抽穗期，5月29日，H2為灌漿期，6月4日），共6個處理（表1），每個處理設置3個重復，總計18個小區(qū)，小區(qū)面積為18 m2（3 m×6 m），過道1 m。播種量180 kg·hm-2，條播，播種深度3～5 cm，行距17 cm。播種前除草翻耕、耙地鎮(zhèn)壓，統(tǒng)一施入有機肥6 000 kg·hm-2，生育期內除草2次。

1.4 測定項目及方法

以下農藝性狀均在小黑麥每一刈割時期測定：

株高：從各小區(qū)隨機選取10株小黑麥，用卷尺測定從地面至最高點的自然高度，取平均值。

密度：從各小區(qū)隨機選取1 m2小黑麥，數(shù)其株數(shù)。

葉片數(shù)：從各小區(qū)隨機選取10株長勢均勻的小黑麥數(shù)其葉片數(shù)。

莖粗：從各小區(qū)隨機選取10株長勢均勻的小黑麥在距離地面10 cm處用游標卡尺測量其莖粗。

葉面積：在每個小區(qū)內隨機選取10株燕麥，用葉面積測量儀YMJ-B（浙江托普云農科技股份有限公司）測定其旗葉的葉面積。

葉莖比：在每個小區(qū)內隨機選取10株小黑麥，將小黑麥的莖、葉分開，于烘箱中105℃殺青30 min，80℃烘干至恒重，分別稱量小黑麥的莖、葉重量，葉莖比=葉重/莖重。

干草產量：每個小區(qū)隨機選取9個1 m樣段，人工刈割，留茬5 cm左右，稱鮮重；取完整植株1 kg帶回實驗室自然陰干，稱量干草產量，折算每公頃干草產量。

粗蛋白產量：CPY=CP×DM，式中CP為牧草粗蛋白質量分數(shù)（%）；DM為干物質產量（kg·hm-2）。

1.5 小黑麥營養(yǎng)成分的測定

將自然陰干的草樣粉碎后過0.45 mm篩。參照《飼料及飼料添加劑質量檢測方法與品質管理》［18］，測定粗蛋白（Crude protein，CP）、中性洗滌纖維（Neutral detergent fiber，NDF）、酸性洗滌纖維（Acid detergent fiber，ADF）含量。牧草相對飼喂價值（Relative feed value，RFV），總可消化養(yǎng)分 （Total digestible nutrients，TDN），泌乳凈能（Net "energy for lactation，NEL）計算式為［18-20］：

RFV=（88.9-0.779×ADF）×（120/NDF）/1.29

TDN=（-1.291×ADF）+101.35

NEL=［1.044-（0.0119×ADF）］×2.205

1.6 數(shù)據分析

采用Microsoft Excel 2019進行數(shù)據整理，利用SPSS Statistics 25.0軟件進行單因素方差分析、Duncan多重比較和主成分分析（Principal component analysis，PCA）綜合評價，通過Origin 2021制圖。

2 結果與分析

2.1 播種期及收獲期對小黑麥株高、葉片數(shù)、葉面積和莖粗的影響

由圖1可知，播種期顯著影響小黑麥葉片數(shù)（Plt;0.05），極顯著影響小黑麥株高、葉面積和莖粗（Plt;0.01）；收獲期顯著影響小黑麥莖粗（Plt;0.05），極顯著影響小黑麥株高和葉面積（Plt;0.01）。播種期和收獲期交互作用顯著影響小黑麥葉面積（Plt;0.05），而對小黑麥株高、葉片數(shù)和莖粗影響不顯著。

小黑麥株高和莖粗隨播種期的推遲呈先升高后下降的趨勢，葉片數(shù)呈上升趨勢。小黑麥的株高和葉面積隨著收獲期的延后顯著增大（Plt;0.05）（圖1a和1d），其中株高和莖粗最大值均為處理S2H2，分別為124.00 cm，3.97 mm，顯著高于除S2H1外其他處理，株高值較最小處理S1H1高16.77%，莖粗值較最小處理S3H1高48.94%。葉面積最大的處理為S3H2（圖1c），達到11.28 cm2，最小的處理是S2H1，僅有5.76 cm2，二者相差5.52 cm2。

2.2 播種期及收獲期對小黑麥密度、葉莖比、干草產量和粗蛋白產量的影響

由圖2可知，播種期和收獲期均極顯著影響小黑麥干草產量和粗蛋白產量（Plt;0.01）。播種期和收獲期交互作用極顯著影響小黑麥密度（Plt;0.01），對小黑麥葉莖比、干草產量和粗蛋白產量無顯著影響。

小黑麥干草產量和粗蛋白產量隨播種期的推 遲，呈先升高后下降的趨勢，密度呈下降趨勢，但播 "種期對密度和葉莖比無顯著影響。其中小黑麥密度介于265.00～450.00 個·m-2之間（圖2a），葉莖比介于1.34～1.68之間（圖2b）；小黑麥干草產量最大的處理為S2H2（9 665.74 kg·hm-2）（圖2c），顯著高于其他處理（Plt;0.05），較處理S3H1高26.54%；小黑麥粗蛋白產量最高的處理為S2H1（圖2d），達到881.15 kg·hm-2，顯著高于除S2H2外的其他處理（Plt;0.05）。

2.3 播種期及收獲期對小黑麥營養(yǎng)價值的影響

由圖3可知，播種期和收獲期及二者交互作用均極顯著影響小黑麥粗蛋白和中性洗滌纖維含量（Plt;0.01），播種期和播種期與收獲期交互作用均極顯著影響小黑麥相對飼喂價值、總可消化養(yǎng)分和泌乳凈能（Plt;0.01）。播種期和播種期與收獲期交互作用極顯著影響小黑麥酸性洗滌纖維含量。

隨播種期的推遲，小黑麥粗蛋白含量呈先升高后下降的趨勢；中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量呈上升趨勢；小黑麥相對飼喂價值、總可消化養(yǎng)分含量和泌乳凈能呈下降趨勢。不同播種期及收獲期對小黑麥營養(yǎng)品質影響顯著（Plt;0.05），播種期越早，牧草的酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量越少，依據二者得出的相對飼喂價值便越大，但粗蛋白含量隨著播種期的延后呈先升高后下降的趨勢。試驗中粗蛋白含量最高的處理為S2H1（圖3c），達10.18%，顯著高于其他處理；酸性（圖3a）和中性洗滌纖維含量（圖3e）最低的處理的均為S1H2，且顯著小于其他處理，由二者計算得到的相對飼喂價值（圖3b）及由酸性洗滌纖維含量計算得到的總可消化養(yǎng)分（圖3d）和泌乳凈能（圖3f）均在S1H2處理達到最高，分別為108.05%，60.40%和1.47%。

2.4 小黑麥農藝性狀與營養(yǎng)價值間的相關性

在小黑麥的14個指標間的相關性分析中（圖4），有12對指標間呈極顯著正相關關系（Plt;0.001）。葉面積、葉莖比、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量均與葉片數(shù)呈極顯著正相關關系（Plt;0.001），其中酸性洗滌纖維含量和葉片數(shù)間相關性最大，相關系數(shù)為0.96。葉面積、葉片數(shù)均與葉莖比呈極顯著正相關關系（Plt;0.001），說明小黑麥葉面積越大，葉片數(shù)越多，其葉莖比也會出現(xiàn)增大的趨勢?？偪上B(yǎng)分、泌乳凈能與相對飼喂價值均呈極顯著正相關關系（Plt;0.001）。有12對指標呈極顯著負相關關系（Plt;0.001），小黑麥葉片數(shù)、葉面積、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量均與相對飼喂價值、總可消化養(yǎng)分、泌乳凈能呈極顯著負相關關系（Plt;0.001）。

2.5 主成分分析

將8個農藝性狀指標和4個營養(yǎng)指標數(shù)據進行主成分分析（表2），結果表明前4個主成分的累計貢獻率達96.667%，且特征向量值均大于1，特征總值達11.599。列出的前4個主成分中，第一主成分的貢獻率占38.520%，特征值為4.622，酸性洗滌纖維（0.89）和中性洗滌纖維（0.91）在此成分中載荷絕對值較高，其特征向量所凝聚的信息主要是小黑麥的纖維狀況，可降維為纖維因子。第二主成分的貢獻率占27.944%，特征值為3.353，株高（0.87）和干草產量（0.88）在此成分中載荷絕對值較高，其特征向量所凝聚的信息主要是小黑麥的生長狀況，可降維為產量因子。第三主成分的貢獻率占16.410%，特征值為1.969，粗蛋白產量（0.82）和粗蛋白（0.63）在此成分中載荷絕對值較高，其特征向量所凝聚的信息主要是小黑麥的粗蛋白，可降維為粗蛋白因子。第四主成分的貢獻率占13.793%，特征值為1.655，密度（0.80）在此成分中載荷絕對值較高，其特征向量所凝聚的信息主要是小黑麥的分蘗狀況，可降維為密度因子 。

將原始數(shù)據標準化后導入SPSS代入模型［21］，可得出公因子F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3和F4，代入Y=（38.520F1+27.944F2+16.410F3+13.793F4）/96.667計算，得出6個處理的綜合得分，最高得分2.27。排名由高到低依次為S2H2gt;S3H2gt;S3H1gt;S2H1gt;S1H1gt;S1H2（表3）。

3 討論

3.1 播種期和收獲期對飼用小黑麥農藝性狀和生產性能的影響

播種期和收獲期是決定牧草產量和營養(yǎng)價值的關鍵因素，適宜的播種期和收獲期是獲得優(yōu)質高產牧草的重要手段。對于以收獲地上部營養(yǎng)體為目標的牧草來說，確定最佳播種期和收獲期尤為重要，也是決定小黑麥農藝性狀和產量的關鍵因素之一。研究表明，牧草產量和營養(yǎng)品質達到較高水平時為最佳播種期和收獲期。一般認為，在牧草生長發(fā)育過程中，生產性能和營養(yǎng)成分是兩個發(fā)展方向相反的過程。為了確定牧草的最佳收獲期，必須考慮單位面積的草產量和營養(yǎng)成分［22］。適宜的播種期可以使作物充分利用光照、溫度、水分等資源，有利于作物生長，從而促進產量的提高［23］。此外，研究發(fā)現(xiàn)，隨著收獲期的推遲，牧草中的光合產物不斷增加，地上產量也會增加［24］。本研究發(fā)現(xiàn)，播種期和收獲期以及交互作用對小黑麥株高、葉片數(shù)、葉面積影響極顯著；處理S2H2（播種時間為9月20日，收獲時間為灌漿期）的株高和莖粗均最大（分別達124.00 cm和3.97 mm），葉面積也較高（9.66 cm2）。播種期和刈割時期對牧草干草產量有顯著影響。趙丹等［25］研究表明，飼用小黑麥秋播時，播種時期越早小黑麥干草產量越高。趙雅姣等［17］研究表明，隨著刈割時期的推進，小黑麥的干草產量持續(xù)增高。何鵬亮等［9］、王麗學等［15］研究表明，隨著刈割時期的推進，小黑麥的干草產量呈先上升后下降趨勢。本研究發(fā)現(xiàn)播種期和收獲期的交互作用極顯著影響小黑麥干草產量，在小黑麥處理為S2H2時可獲得最大的干草產量9 665.74 kg·hm-2。與何鵬亮等［9］、王麗學等［15］的研究結果有差異，主要原因可能是所處的試驗地區(qū)地理條件、氣候條件和小黑麥品種等因素存在差異。粗蛋白產量作為衡量草地營養(yǎng)價值的重要指標，本試驗中小黑麥粗蛋白產量最高的處理是S2H1，達881.51 kg·hm-2，這主要得益于抽穗期較高的粗蛋白含量。就本試驗而言，小黑麥產量的轉折時期為灌漿期。因此，在灌漿期收獲小黑麥有助于獲得最大的地上部產量。

3.2 播種期和收獲期對飼用小黑麥牧草營養(yǎng)價值的影響

牧草粗蛋白含量越高，中性和酸性洗滌纖維含量越低，其營養(yǎng)價值就越高［9］。播種時期對牧草營養(yǎng)品質的影響主要由溫度引起。研究表明溫度和光照時間對梯牧草（Phleum pratense）的營養(yǎng)價值和消化率有顯著影響，其中低溫處理的牧草葉莖比和粗蛋白含量低，纖維含量高，這主要與低溫環(huán)境下出苗到開花期延長有關［26］。研究認為在分蘗期刈割牧草，收獲的牧草粗蛋白含量介于14%～24%之間，總可消化養(yǎng)分含量介于67%～79%之間［27］。在本研究中，小黑麥在不同播種時期和刈割時期下其營養(yǎng)價值存在顯著差異，其中小黑麥粗蛋白含量隨著播種期延長，呈先升高后降低的變化趨勢，在S2播種時間下達到最高，為9.28%。隨著收獲時間的推遲，粗蛋白含量呈降低趨勢。同時，播期與收獲期交互效應對小黑麥粗蛋白含量有顯著影響，在處理S2H2下達到最大值。

適宜的中性洗滌含量對維持家畜消化功能、生產性能及家畜健康非常重要。研究表明，中性洗滌含量較低時有利于牲畜育肥，較高時有利于泌乳動物乳脂率的提高，但過高會降低瘤胃微生物對飼料表面黏附以及在消化道的流通速度，從而引起牲畜采食量降低［28］。酸性洗滌纖維含量與家畜消化率呈負相關關系［29］。本研究表明，不同收獲期牧草的酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維的含量由高到低為：H3gt;H2gt;H1。H1處理的中性和酸性洗滌纖維含量最低，隨著播種期的推進，H3處理達到最高，主要原因是隨著小黑麥逐漸成熟，莖葉的木質素、纖維素和半纖維素含量會不斷升高，導致中性和酸性洗滌纖維含量逐漸增加，造成適口性降低［30］。同時，在S1H2處理下小黑麥的相對飼喂價值也達到最高。此外，總可消化養(yǎng)分是指可用于家畜的，并且與牧草的酸性洗滌纖維含量有關［20］。隨著酸性洗滌纖維增加，總可消化養(yǎng)分含量下降，這限制了動物利用牧草中營養(yǎng)的能力。本研究發(fā)現(xiàn)，在處理S1H2中具有最高的總可消化養(yǎng)分，表明家畜對該處理下收獲的牧草營養(yǎng)利用最大。而泌乳凈能對播種期和收獲期的體現(xiàn)與相對飼喂價值相似。

4 結論

綜上，對小黑麥生產性能和營養(yǎng)品質進行主成分綜合評價，得出播種期為9月20日，收獲期為灌漿期時排名第一，該處理可獲得最大牧草產量（9 665.74 kg·hm-2）及較高的營養(yǎng)價值，可作為寧夏雨養(yǎng)區(qū)飼用小黑麥播種和收獲的參考依據。

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（責任編輯 閔芝智）

收稿日期：2023-07-03；修回日期：2023-08-29

基金項目： "寧夏高等學校一流學科建設（草學學科）項目（NXYLXK2017A01）；寧夏抗旱節(jié)水優(yōu)質飼草新品種選育與良種繁育項目（2019 NYYZ0402）；2022年青年拔尖人才項目資助

作者簡介：

王毓（1998-），男，漢族，寧夏鹽池人，碩士研究生，主要從事牧草育種與栽培研究，E-mail：1274848128@qq.com;*通信作者Author for correspondence，E-mail：ndlanjian@163.com;42840490@qq.com