大渡河干旱河谷地区两个饲用甜高粱品种农艺性状的研究

李勋崔宁洁

(1.四川民族学院横断山区生态修复与特色产业培育研究中心/川藏滇青林草抚育和利用研究中心，四川 康定 626001；2.四川省林业和草原调查规划院，四川 成都 610001)

甜高粱(学名Sorghum dochna(Forssk.)Snowden)属于禾本科高粱属一年生草本植物，是禾本科高粱属粒用高粱的一个变种[1]，种植历史比较短，与一般高粱相比，其植株更高大，生物产量更高，茎秆所含糖分更高，营养价值更丰富[1]。甜高粱还是一种C4植物，相较于其他C3植物具有抗逆性强，抗旱能力强，耐盐碱、耐贫瘠、光合作用强、生物产量高等生物学特性，也更适合在干旱、贫瘠地区种植。甜高粱用途广泛，具有含糖量高、乙醇转化率高等特点[2]，因此是优良的糖料作物和可再生能源作物。由于甜高梁茎秆产量高、纤维素含量高，并且纤维结构组织密度高，纤维结构可以形成同质片状物质，所以很适合作为造纸原材料。甜高梁种子和茎秆经粉碎后可发酵生产乙醇，是一种十分理想的能源作物，在国外已有大量的研究并且市场上已生产应用，甜高粱也因此被视为一种新型可再生的高效能源作物。

近几年甜高粱作为优质饲草方面的研究较多，其茎叶对牲畜来说较柔软、适口性较好，可以提高牲畜对饲料饲草的消化能力和牲畜产奶量，一年内还可进行多次刈割以此增加产量，可一定程度上化解能源发展迅速和饲草供给不足两者之间的矛盾[3]。还可将甜高粱收割、粉碎制作成比干草保存时间更长、便于牲畜消化、含有丰富营养的青贮饲料[4,5]。有研究表明，将甜高粱制作成青贮饲料与传统的玉米饲料相比没有明显差异，并且水溶性碳水化合物含量要明显高出玉米[6]。这也表明甜高粱青贮后饲料相较于玉米青贮饲料的营养成分更好，而且青贮后的甜高粱对牲畜来说适口性更好，蛋白质消化率更高，营养更丰富，是畜禽冬春季节缺乏青饲料时的优质营养来源。从国内外近2a研究现状以及甜高粱发展前景来看，甜高粱作为优质牧草，品种是主要影响其栽种面积和范围的因素之一。

甘孜藏族自治州(简称甘孜州)地处四川省西北部，气候类型为青藏高原高寒气候，具有气温低、天气变化大、冬季长、降水少，日照充足等特点，以至于甘孜州饲料作物类型少。甘孜州拥有天然草地9.4×106hm2，占四川省草地总面积的46.5%，占甘孜州土地总面积的61.7%。畜牧业已成为甘孜州经济发展的支柱型产业。但甘孜州草地生态退化现状严重，全州90%以上的草地退化，其中78%的草地已经成为“三化”(退化、鼠虫害化、沙化)草地，667×107m2的鼠荒地已经丧失利用价值，牧民群众的生产以及生活正受到饲草资源缺乏的困扰[7]。甜高粱具有抗逆性强、抗旱能力强、耐盐碱、耐贫瘠、光合作用强、生物产量高等特点，在替代天然牧草资源方面具有较大的潜力。因此，为了进一步探明甜高粱在甘孜州应用潜力，从而提高甘孜州饲草的产量及品质，缓解甘孜州饲草紧缺的问题。本研究在甘孜州康定市大渡河流域地种植甜高粱品种“得胜”和“大力士”，并对2个品种甜高粱的农艺性状(植株高度、叶片数量、叶片宽度、叶片长度以及茎围)进行分析比较，旨在筛选出适宜在甘孜州种植的甜高粱品种，从而丰富当地牧草资源和促进畜牧业良好发展。

1 研究方法

1.1 研究区概况

本研究以不同饲用甜高粱品种“得胜”和“大力士”为研究对象，在四川省甘孜州康定市姑咱镇林科所试验地(N30°11′76.25″，E102°17′49.76″,ASL 1398m)开展田间种植试验。该试验地位于大渡河谷，山势高大，谷深且沟壑纵横，属高山地形，气候温和，年平均气温17℃。四季分明，光照充足，无霜期年平均250d以上。雨热同期，年平均降水量650mm，土层厚度40cm，土地贫瘠，养分含量较低。前茬口栽种苋菜等蔬菜，在种植前进行了除草、土壤消毒杀虫。

1.2 试验设计

2021年3月，于具有种源销售和经营资质的公司(河间市萌芽种子销售有限公司、宁夏上谷农牧业开发有限公司)购买2种供试饲用甜高粱品种“得胜”和“大力士”。为进一步确认种源可靠，分别选择2个品种甜高粱种子于玻璃培养皿中进行发芽试验。室内培养8d后观测发现，“得胜”品种的发芽率为80%，“大力士”品种的发芽率为97%，2个甜高粱品种的发芽率均≥80%，满足开展田间试验的种子质量要求。2021年5月19日在林科所试验地内选择预先设置的2个品种种植小区，小区大小均为5m×5m，在每个小区内划分3个重复样地，采用20cm×20cm的间距对穴播，为保证出苗率，每穴放籽5～7粒，盖土厚度为2～3cm，于2～3叶期间苗，每穴留壮苗4株，田间管理按当地传统种植。分别于拔节期、孕穗期以及成熟期测定其农艺性状(植株高度、叶片数量、叶片宽度、叶片长度以及茎围)。

1.3 样品分析

甜高粱生育期间，根据植株的生长情况采用5点取样法，分别选择5株具有代表性的高粱，在2种甜高粱的拔节期、孕穗期和成熟期分别选择具有代表性的甜高粱5株，利用卷尺和直尺测定各植株的株高、叶片数以及叶片宽度和长度，利用游标卡尺测定其茎秆直径d(距离地面2～2.5cm处)。

1.4 计算与统计分析

采用Microsoft Excel 2007软件进行数据整理和表格制作，用Origin 8.5软件作图，SPSS 25.0软件进行显著性检验。

2 研究结果

由图1可知，不同饲用甜高粱品种之间，甜高粱品种“大力士”在拔节期的叶片长度、叶片数量以及植株茎围均显著高于甜高粱品种“得胜”(P<0.05)，甜高粱品种“大力士”在孕穗期的叶片数量和茎围显著高于甜高粱品种“得胜”(P<0.05)，甜高粱品种“得胜”在拔节期的叶片宽度显著高于甜高粱品种“大力士”。但2个甜高粱品种在成熟期的农艺性状无显著差异(P>0.05)。

如表1所示，甜高粱品种“得胜”和“大力士”在不同生长时期的植株高度、叶片数量、叶片宽度、叶片长度以及茎围均存在显著差异(P<0.05)。

表1 2个甜高粱品种不同生长时期单因素方差分析结果

通过t检验对2个饲用甜高粱品种在拔节期、孕穗期以及成熟期的植株高度、叶片宽度、叶片长度、叶片数量以及植株茎围进行比较发现，甜高粱品种“得胜”与“大力士”的植株高度在3个生长时期均无显著差异(P>0.05)。叶片宽度、叶片长度、茎围在拔节期存现显著差异(P<0.05)，叶片数量在拔节期存在显著差异(P<0.05)，叶片数量和茎围在孕穗期存在显著差异(P<0.051)，而2个饲用甜高粱品种在成熟期的农艺性状均无显著差异(P>0.05)，见表2。

图1 2个甜高粱品种不同茬口营养成分的百分含量注：*表示同一生长时期2个甜高粱品种之间差异显著。

表2 不同甜高粱品种之间农艺性状的差异

3 讨论

在甜高粱的实际栽培生产中,产量和品质是判断其栽培适应性、范围的主要性状，也是决定甜高粱是否适合作为栽培牧草的重要指标[4,7,8]。植株农艺性状指标(植株高度、叶片数量、叶片宽度、叶片长度以及植株茎围等)直接影响甜高粱产量和实际利用价值。但由于不同地区环境差异以及不同品种的产量主效因子不同，在同一地区相同的外部环境和相同的栽培管理下2种作物的农艺性状往往会成为产量差异的主要因素[9]。

本研究通过对比不同生长时期2种甜高粱品种的农艺性状发现试验的2种饲用甜高粱品种在当地都表现出生长发育良好。且在相同的播种时间、相同的播种密度以及相同的栽培管理下，2个品种的拔节期、孕穗期、成熟期基本一致[10]。通过分析发现，在播种时期、生长环境以及栽培管理措施相同的情况下，在3个生长时期内(即拔节期、孕穗期以及成熟期)甜高粱品种“大力士”和“得胜”的平均生长高度基本一致。从植株的茎围来看，在拔节期以后，甜高粱品种“大力士”的茎围比甜高粱品种“得胜”更粗大，平均茎围达到4.36cm，最粗的可以达到4.49cm，其茎围显著大于“得胜”，表明“大力士”具有较强的生命力和抗倒伏能力[11-13]。植株叶面相关指标(叶片长度、叶片宽度)是影响植株光合、蒸腾和呼吸的重要指标，叶片的生长发育直接关系到植株的生长发育，叶片的大小影响光合速率及其物质的积累，测定叶片长度、叶片宽度是研究光合作用、物质生产以及株体结构的基础，也是研究与植物叶片面积相关的生理生化指标首要解决的问题[14,15]。从植株叶片长度、叶片宽度分析结果来看，甜高粱品种“大力士”拔节期的叶片长度、叶片数量以及茎围均显著高于“得胜”(P<0.05)，在孕穗期的叶片数量和显著高于“得胜”(P<0.05)，而在成熟期两者之间并无显著差异。总体上看，甜高粱品种“大力士”在拔节期和孕穗期的农艺性状更优。

4 结论

甘孜藏族自治州地处四川西部地区干旱地带，该地区牧草短缺情况严重，栽种高产优质牧草品种可有效缓解本地区牧草短缺问题。本研究通过在干旱河谷地区引种对比2个饲用甜高粱品种在拔节期、孕穗期以及成熟期的农艺性状，发现甜高粱品种“大力士”,在拔节期和孕穗期的农艺性状更优。