大渡河干旱河谷地區兩個飼用甜高粱品種農藝性狀的研究

李勛崔寧潔

(1.四川民族學院橫斷山區生態修復與特色產業培育研究中心/川藏滇青林草撫育和利用研究中心，四川 康定 626001；2.四川省林業和草原調查規劃院，四川 成都 610001)

甜高粱(學名Sorghum dochna(Forssk.)Snowden)屬于禾本科高粱屬一年生草本植物，是禾本科高粱屬粒用高粱的一個變種[1]，種植歷史比較短，與一般高粱相比，其植株更高大，生物產量更高，莖稈所含糖分更高，營養價值更豐富[1]。甜高粱還是一種C4植物，相較于其他C3植物具有抗逆性強，抗旱能力強，耐鹽堿、耐貧瘠、光合作用強、生物產量高等生物學特性，也更適合在干旱、貧瘠地區種植。甜高粱用途廣泛，具有含糖量高、乙醇轉化率高等特點[2]，因此是優良的糖料作物和可再生能源作物。由于甜高梁莖稈產量高、纖維素含量高，并且纖維結構組織密度高，纖維結構可以形成同質片狀物質，所以很適合作為造紙原材料。甜高梁種子和莖稈經粉碎后可發酵生產乙醇，是一種十分理想的能源作物，在國外已有大量的研究并且市場上已生產應用，甜高粱也因此被視為一種新型可再生的高效能源作物。

近幾年甜高粱作為優質飼草方面的研究較多，其莖葉對牲畜來說較柔軟、適口性較好，可以提高牲畜對飼料飼草的消化能力和牲畜產奶量，一年內還可進行多次刈割以此增加產量，可一定程度上化解能源發展迅速和飼草供給不足兩者之間的矛盾[3]。還可將甜高粱收割、粉碎制作成比干草保存時間更長、便于牲畜消化、含有豐富營養的青貯飼料[4,5]。有研究表明，將甜高粱制作成青貯飼料與傳統的玉米飼料相比沒有明顯差異，并且水溶性碳水化合物含量要明顯高出玉米[6]。這也表明甜高粱青貯后飼料相較于玉米青貯飼料的營養成分更好，而且青貯后的甜高粱對牲畜來說適口性更好，蛋白質消化率更高，營養更豐富，是畜禽冬春季節缺乏青飼料時的優質營養來源。從國內外近2a研究現狀以及甜高粱發展前景來看，甜高粱作為優質牧草，品種是主要影響其栽種面積和范圍的因素之一。

甘孜藏族自治州(簡稱甘孜州)地處四川省西北部，氣候類型為青藏高原高寒氣候，具有氣溫低、天氣變化大、冬季長、降水少，日照充足等特點，以至于甘孜州飼料作物類型少。甘孜州擁有天然草地9.4×106hm2，占四川省草地總面積的46.5%，占甘孜州土地總面積的61.7%。畜牧業已成為甘孜州經濟發展的支柱型產業。但甘孜州草地生態退化現狀嚴重，全州90%以上的草地退化，其中78%的草地已經成為“三化”(退化、鼠蟲害化、沙化)草地，667×107m2的鼠荒地已經喪失利用價值，牧民群眾的生產以及生活正受到飼草資源缺乏的困擾[7]。甜高粱具有抗逆性強、抗旱能力強、耐鹽堿、耐貧瘠、光合作用強、生物產量高等特點，在替代天然牧草資源方面具有較大的潛力。因此，為了進一步探明甜高粱在甘孜州應用潛力，從而提高甘孜州飼草的產量及品質，緩解甘孜州飼草緊缺的問題。本研究在甘孜州康定市大渡河流域地種植甜高粱品種“得勝”和“大力士”，并對2個品種甜高粱的農藝性狀(植株高度、葉片數量、葉片寬度、葉片長度以及莖圍)進行分析比較，旨在篩選出適宜在甘孜州種植的甜高粱品種，從而豐富當地牧草資源和促進畜牧業良好發展。

1 研究方法

1.1 研究區概況

本研究以不同飼用甜高粱品種“得勝”和“大力士”為研究對象，在四川省甘孜州康定市姑咱鎮林科所試驗地(N30°11′76.25″，E102°17′49.76″,ASL 1398m)開展田間種植試驗。該試驗地位于大渡河谷，山勢高大，谷深且溝壑縱橫，屬高山地形，氣候溫和，年平均氣溫17℃。四季分明，光照充足，無霜期年平均250d以上。雨熱同期，年平均降水量650mm，土層厚度40cm，土地貧瘠，養分含量較低。前茬口栽種莧菜等蔬菜，在種植前進行了除草、土壤消毒殺蟲。

1.2 試驗設計

2021年3月，于具有種源銷售和經營資質的公司(河間市萌芽種子銷售有限公司、寧夏上谷農牧業開發有限公司)購買2種供試飼用甜高粱品種“得勝”和“大力士”。為進一步確認種源可靠，分別選擇2個品種甜高粱種子于玻璃培養皿中進行發芽試驗。室內培養8d后觀測發現，“得勝”品種的發芽率為80%，“大力士”品種的發芽率為97%，2個甜高粱品種的發芽率均≥80%，滿足開展田間試驗的種子質量要求。2021年5月19日在林科所試驗地內選擇預先設置的2個品種種植小區，小區大小均為5m×5m，在每個小區內劃分3個重復樣地，采用20cm×20cm的間距對穴播，為保證出苗率，每穴放籽5～7粒，蓋土厚度為2～3cm，于2～3葉期間苗，每穴留壯苗4株，田間管理按當地傳統種植。分別于拔節期、孕穗期以及成熟期測定其農藝性狀(植株高度、葉片數量、葉片寬度、葉片長度以及莖圍)。

1.3 樣品分析

甜高粱生育期間，根據植株的生長情況采用5點取樣法，分別選擇5株具有代表性的高粱，在2種甜高粱的拔節期、孕穗期和成熟期分別選擇具有代表性的甜高粱5株，利用卷尺和直尺測定各植株的株高、葉片數以及葉片寬度和長度，利用游標卡尺測定其莖稈直徑d(距離地面2～2.5cm處)。

1.4 計算與統計分析

采用Microsoft Excel 2007軟件進行數據整理和表格制作，用Origin 8.5軟件作圖，SPSS 25.0軟件進行顯著性檢驗。

2 研究結果

由圖1可知，不同飼用甜高粱品種之間，甜高粱品種“大力士”在拔節期的葉片長度、葉片數量以及植株莖圍均顯著高于甜高粱品種“得勝”(P<0.05)，甜高粱品種“大力士”在孕穗期的葉片數量和莖圍顯著高于甜高粱品種“得勝”(P<0.05)，甜高粱品種“得勝”在拔節期的葉片寬度顯著高于甜高粱品種“大力士”。但2個甜高粱品種在成熟期的農藝性狀無顯著差異(P>0.05)。

如表1所示，甜高粱品種“得勝”和“大力士”在不同生長時期的植株高度、葉片數量、葉片寬度、葉片長度以及莖圍均存在顯著差異(P<0.05)。

表1 2個甜高粱品種不同生長時期單因素方差分析結果

通過t檢驗對2個飼用甜高粱品種在拔節期、孕穗期以及成熟期的植株高度、葉片寬度、葉片長度、葉片數量以及植株莖圍進行比較發現，甜高粱品種“得勝”與“大力士”的植株高度在3個生長時期均無顯著差異(P>0.05)。葉片寬度、葉片長度、莖圍在拔節期存現顯著差異(P<0.05)，葉片數量在拔節期存在顯著差異(P<0.05)，葉片數量和莖圍在孕穗期存在顯著差異(P<0.051)，而2個飼用甜高粱品種在成熟期的農藝性狀均無顯著差異(P>0.05)，見表2。

圖1 2個甜高粱品種不同茬口營養成分的百分含量注：*表示同一生長時期2個甜高粱品種之間差異顯著。

表2 不同甜高粱品種之間農藝性狀的差異

3 討論

在甜高粱的實際栽培生產中,產量和品質是判斷其栽培適應性、范圍的主要性狀，也是決定甜高粱是否適合作為栽培牧草的重要指標[4,7,8]。植株農藝性狀指標(植株高度、葉片數量、葉片寬度、葉片長度以及植株莖圍等)直接影響甜高粱產量和實際利用價值。但由于不同地區環境差異以及不同品種的產量主效因子不同，在同一地區相同的外部環境和相同的栽培管理下2種作物的農藝性狀往往會成為產量差異的主要因素[9]。

本研究通過對比不同生長時期2種甜高粱品種的農藝性狀發現試驗的2種飼用甜高粱品種在當地都表現出生長發育良好。且在相同的播種時間、相同的播種密度以及相同的栽培管理下，2個品種的拔節期、孕穗期、成熟期基本一致[10]。通過分析發現，在播種時期、生長環境以及栽培管理措施相同的情況下，在3個生長時期內(即拔節期、孕穗期以及成熟期)甜高粱品種“大力士”和“得勝”的平均生長高度基本一致。從植株的莖圍來看，在拔節期以后，甜高粱品種“大力士”的莖圍比甜高粱品種“得勝”更粗大，平均莖圍達到4.36cm，最粗的可以達到4.49cm，其莖圍顯著大于“得勝”，表明“大力士”具有較強的生命力和抗倒伏能力[11-13]。植株葉面相關指標(葉片長度、葉片寬度)是影響植株光合、蒸騰和呼吸的重要指標，葉片的生長發育直接關系到植株的生長發育，葉片的大小影響光合速率及其物質的積累，測定葉片長度、葉片寬度是研究光合作用、物質生產以及株體結構的基礎，也是研究與植物葉片面積相關的生理生化指標首要解決的問題[14,15]。從植株葉片長度、葉片寬度分析結果來看，甜高粱品種“大力士”拔節期的葉片長度、葉片數量以及莖圍均顯著高于“得勝”(P<0.05)，在孕穗期的葉片數量和顯著高于“得勝”(P<0.05)，而在成熟期兩者之間并無顯著差異。總體上看，甜高粱品種“大力士”在拔節期和孕穗期的農藝性狀更優。

4 結論

甘孜藏族自治州地處四川西部地區干旱地帶，該地區牧草短缺情況嚴重，栽種高產優質牧草品種可有效緩解本地區牧草短缺問題。本研究通過在干旱河谷地區引種對比2個飼用甜高粱品種在拔節期、孕穗期以及成熟期的農藝性狀，發現甜高粱品種“大力士”,在拔節期和孕穗期的農藝性狀更優。