糧飼兼用型小麥西農136 栽培技術研究

丁明磊，王京宏，王偉偉，王志成，張 超，孫風麗，劉曙東，奚亞軍*

（1.西北農林科技大學農學院，陜西 咸陽 712100；2.陜西省雜交油菜研究中心，陜西 咸陽 712100；3.隴縣種子管理站，陜西 寶雞 721200）

我國人民對肉制品需求量日益提高，促使我國畜牧業得到快速發展，但飼草供給不足問題日益凸顯[1]，尤其是冬季鮮綠飼草短缺已成為限制我國北方畜牧業發展的重要因素之一[2]。近年來，我國糧食生產連年豐收，國家持續推進農業供給側結構性改革[3]，糧飼兼用已成為作物新品種培育和生產利用的重要方向。

作物糧飼兼用已經在全球多個國家廣泛應用，主要包括玉米、小麥、大麥、小黑麥等農作物[4-7]。作物糧飼兼用有多種形式，其中較為廣泛的應用途徑是在谷類作物營養生長前期進行刈割或直接放牧飼養家畜，植株再生后收獲糧食[8]。目前，這種以幼苗為草、籽粒為糧的糧飼兼用型小麥已在美國、澳大利亞、巴西等10 多個國家大規模生產應用[9-11]。

冬小麥是我國北方地區最主要的糧食作物之一，發展糧飼兼用生產模式潛力巨大。冬小麥糧飼兼用生產模式不僅能在冬季為畜牧業發展提供鮮綠飼草，也可保障糧食安全[12-13]。若能糧飼兩方面統籌兼顧，可顯著提升小麥生產的經濟效益[14-15]。同時，小麥糧飼兼用能夠減緩其他草地的放牧壓力，而且家畜排泄物可以提高土壤養分，在一定程度上減少裸露土壤風蝕的發生[16]。目前，國內鮮有小麥品種（系）可以滿足糧飼生產兼顧的雙重要求，且配套的栽培措施鮮有報道。因此，研究糧飼兼用型小麥科學合理的品種選擇和栽培措施，對解決我國北方冬季鮮綠飼草短缺、保障糧食安全以及增加農民收益等方面均具有重要意義。

本研究為探明適宜陜西關中地區種植的糧飼兼用型小麥高產栽培技術，于2020—2021 年以前期篩選鑒定糧飼兼用性能表現較好的小麥品種（系）西農136 為材料，采用三因素再裂區試驗設計，設置2 個播期水平、2 個追肥量水平以及3 個播量水平，探究不同栽培措施對糧飼兼用型小麥西農136 農藝性狀及產量的影響，以明確糧飼兼用型小麥西農136 適宜的栽培措施，為其作為糧飼兼用小麥在陜西關中地區及同類型生態區推廣應用提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于陜西省楊凌農業高新技術產業示范區的西北農林科技大學北校區試驗田（34°17＇24.5″N，119°04＇05.2″E，海拔524.7 m），試驗時間為2020 年9月至2021 年6 月。試驗期間，該地區生長季平均氣溫為10.82℃，總降水量為316.2 mm，與往年氣象條件基本一致。

1.2 試驗設計

本試驗以前期篩選鑒定糧飼兼用性能表現較好的小麥品種（系）西農136 作為試驗材料，采用三因素再裂區試驗設計。其中，主區為播期，設A1（9 月27 日）播期和A2（10 月4 日）播期2 個水平；副區為追肥量，設B1（0 kg/hm2）追施尿素量和B2（90 kg/hm2）追施尿素量2 個水平；副副區為播量，設C1（3.75×106粒/hm2）播量、C2（4.5×106粒/hm2）播量、C3（5.25×106粒/hm2）播量3 個水平。小區面積12 m2（長6 m、寬2 m），行距25 cm，每個小區3 次重復，每個小區10 m2刈割、2 m2不刈割（作為農藝性狀指標對照）。以10 月4 日播期、2.7×106粒/hm2播量、不刈割處理的周麥18（黃淮南片麥區對照品種，試驗編號為CK）作為籽粒產量對照，3 次重復。播種前施足底肥，施肥量為尿素225 kg/hm2和磷酸二銨300 kg/hm2。2020 年12 月21 日統一進行留茬4 cm 刈割處理，2020 年12 月25 日冬灌1 次，試驗設計的追肥隨冬灌追施，2021 年6 月8 日統一收獲。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 農藝性狀指標測定

2020 年12 月20 日調查每個小麥品種（系）的分蘗數，2021 年3 月20 日調查每個小麥品種（系）再生分蘗數，相關指標按照《農作物品種區域試驗技術規程 小麥》（NY/T 1301—2007）進行記錄[17]。

1.3.2 冬季飼草產量測定

2020 年12 月21 日在每個小區隨機取3 個點，每點取1.5 m2進行留茬4 cm 刈割處理，隨后立即稱量并記錄每個品種鮮重，重復3 次。鮮樣殺青后（105 ℃，30 min），65 ℃烘干24 h 至恒重，記錄干重。

1.3.3 籽粒產量以及產量構成因素測定

按照《農作物品種區域試驗技術規程 小麥》（NY/T 1301—2007）測量小麥品種（系）的穗數、穗粒數、千粒重等指標。于成熟期，在每個小區選取長勢均勻的3 m2收割、脫粒、曬干后稱重，計算產量，重復3 次。

1.3.4 綜合經濟效益計算

鮮綠小麥苗按2020 年市場價格0.50 元/kg 進行計算，小麥籽粒收益按2021 年市場價格2.66 元/kg 進行計算，比較不同栽培措施下冬季飼草產量和籽粒產量的綜合經濟效益。

1.4 數據統計分析

采用Microsoft Excel 2016 軟件進行數據處理和繪圖，使用SPSS 25.0 進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同栽培措施對冬季分蘗和春季分蘗的影響

由圖1 可知，西農136 在各播期、追施尿素條件下，同一播量水平冬季分蘗數沒有顯著差異；在同一播期、同一追施尿素條件下，隨著播量的增加，冬季分蘗數呈增加趨勢且不同播量間差異顯著（P＜0.05），C2（4.5×106粒/hm2）播量比C1（3.75×106粒/hm2）播量和C3（5.25×106粒/hm2）播量比C2（4.5×106粒/hm2）播量的冬季分蘗增幅分別為7.52%～9.56%和8.36%～9.36%。這說明播量是決定冬季分蘗數的關鍵因素。

在同一播期、同一追施尿素條件下，隨著播量的增加，春季分蘗數呈增加趨勢。在A1（9 月27 日）播期、同一追施尿素條件下，C3（5.25×106粒/hm2）播量春季分蘗數顯著高于C1（3.75×106粒/hm2）播量；在A2（10月4 日）播期、同一追施尿素條件下，春季分蘗數隨播量呈增加趨勢，但不同播量間差異不顯著（P＞0.05）。這說明A2（10 月4 日）播期較于A1（9 月27 日）播期，不僅提高了春季分蘗數，還降低了不同播量間春季分蘗數的差異。

由圖2 可知，西農136 在相同栽培措施條件下，春季分蘗數均顯著低于冬季分蘗數。在同一播期、同一追施尿素條件下，隨播量增加，春季分蘗數比冬季分蘗數降幅增大，春季分蘗比冬季分蘗C1（3.75×106粒/hm2）播量、C2（4.5×106粒/hm2）播量和C3（5.25×106粒/hm2）播量降幅分別為10.64%～19.60%、17.79%～24.92%和23.24%～26.32%，這說明播量對春季分蘗數的增加存在一定閾值。

2.2 不同栽培措施對冬季飼草鮮重產量的影響

冬季飼草鮮重產量是本研究中衡量西農136 糧飼兼用性能最重要指標之一。根據表1 可知，在同一播量、同一追施尿素條件下，A1（9 月27 日）播期的飼草產量顯著高于A2（10 月4 日）播期，隨著播量的增加，飼草產量增幅逐漸降低。A1（9 月27 日）播期條件下，C2（4.5×106粒/hm2）播量比C1（3.75×106粒/hm2）播量和C3（5.25×106粒/hm2）播量比C2（4.5×106粒/hm2）播量的冬季鮮重飼草產量增幅分別為9.26%～10.21%和3.95%～4.58%；A2（10 月4 日）播期條件下，C2（4.5×106粒/hm2）播量比C1（3.75×106粒/hm2）播量和C3（5.25×106粒/hm2）播量比C2（4.5×106粒/hm2）播量冬季鮮重飼草產量增幅分別為8.50%～11.55%和3.27%～6.61%。其中，飼草產量最高的栽培措施是A1（9 月27 日）播期，C3（5.25×106粒/hm2）播量。這說明早播播期可以顯著提高冬季飼草鮮重產量，且播量對冬季鮮重飼草產量增產效果存在一定閾值，隨播量的增加增產效果下降。

表1 不同栽培措施對冬季飼草鮮重產量的影響

由表2 可知，播期、追施尿素及播量對西農136 冬季飼草鮮重產量分別有極顯著（P＜0.01）、不顯著（P＞0.05）及極顯著（P＜0.01）的影響，播期與追施尿素、播期與播量、追施尿素與播量之間互作分別對西農136飼草鮮重產量影響不顯著（P＞0.05）。播期、追施尿素以及播量三因素互作對西農136 飼草鮮重產量影響不顯著（P＞0.05）。

表2 不同栽培措施條件下飼草鮮重產量的方差分析

2.3 不同栽培措施對生育時期的影響

由表3 可知，西農136 同一刈割處理條件下，A1（9 月27 日）播期比A2（10 月4 日）播期的抽穗期和蠟熟期分別提前2 d 和3 d；同一播期條件下，刈割處理比未刈割處理抽穗期推遲了2 d，但蠟熟期相同。這表明同一刈割處理條件下，播期對西農136 的抽穗期和蠟熟期都有影響；同一播期條件下，刈割處理對西農136 的抽穗期有一定影響，但對蠟熟期沒有影響。這說明不同栽培措施和刈割處理會對小麥的生育期造成一定影響，但影響相對有限。

表3 不同栽培措施對生育時期的影響

2.4 不同栽培措施對株高的影響

由圖3 可知，A1（9 月27 日）播期條件下，刈割處理株高比未刈割處理顯著降低（P＜0.05），降幅為14.20%～17.40%；A2（10 月4 日）播期條件下，刈割處理株高比未刈割處理顯著降低（P＜0.05），降幅為8.41%～11.32%；刈割處理條件下，A1（9 月27 日）播期株高比A2（10 月4 日）播期顯著降低（P＜0.05），降幅為5.11%～6.87%。這說明西農136 刈割處理株高顯著低于未刈割處理（P＜0.05），且同一刈割處理條件下A1（9 月27 日）播期株高顯著低于A2（10 月4 日）播期（P＜0.05）。這說明刈割和不同播期刈割處理對西農136 株高有直接影響。

圖3 不同栽培措施對株高的影響

2.5 不同栽培措施對籽粒產量構成的影響

由表4 可知，調查結果表明，西農136 在不同栽培措施處理間的千粒重、穗粒數均無顯著差異（P＞0.05），但不同栽培措施處理間單位面積穗數差異顯著。在同一追施尿素、同一播量條件下，A2（10 月4 日）播期的穗數顯著（P＜0.05）高于A1（9 月27 日）播期；在同一播期、同一追施尿素條件下，隨播量的增加，單位面積穗數呈先上升后下降的趨勢，在C2（4.5×106粒/hm2）播量的穗數達到最大。由此可知，A2（10 月4 日）播期和C2（4.5×106粒/hm2）播量更有利于西農136 單位面積穗數的提高。

表4 不同栽培措施對產量構成的影響

2.6 不同栽培措施對籽粒產量的影響

籽粒產量也是本研究中衡量西農136 糧飼兼用性能的最重要指標之一。根據表5 可知，在同一播量、同一追施尿素條件下，A1（9 月27 日）播期籽粒產量低于A2（10 月4 日）播期產量，隨著播量的增加，籽粒產量表現出先增加后降低的趨勢。籽粒產量最高的栽培措施是A2（10 月4 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量，其產量為8.14 t/hm2。這說明晚播播期更有利于籽粒產量的提高，且播量對于產量的增加存在閾值，在C2（4.5×106粒/hm2）播量達到最大。

表5 不同栽培措施對籽粒產量的影響

由表6 可知，播期、追施尿素及播量對西農136 籽粒產量分別具有極顯著（P＜0.01）、不顯著（P＞0.05）、不顯著影響（P＞0.05）。播期與追施尿素、播期與播量、追施尿素與播量之間分別互作對西農136 籽粒產量沒有顯著影響（P＞0.05）。播期、追施尿素以及播量三因素互作對西農136 籽粒產量沒有顯著影響（P＞0.05）。

表6 不同栽培措施條件下籽粒產量的方差分析

2.7 不同栽培措施對糧飼綜合經濟效益的影響

根據冬季飼草鮮重產量和籽粒產量計算西農136的糧飼綜合經濟效益。由表7 可以看出，不同栽培措施條件下，西農136 的糧飼兼用綜合經濟效益均高于產量對照周麥18 單一籽粒經濟效益。飼草經濟效益最高的栽培措施為A1（9 月27 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C3（5.25×106粒/hm2）播量；籽粒經濟效益最高的栽培措施為A2（10 月4 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量。此外，糧飼綜合經濟效益最高的栽培措施為A2（10 月4 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量，比周麥18 單一籽粒增收47.65%；其次是A1（9 月27 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量，比周麥18 單一籽粒增收45.65%。

表7 不同栽培措施對糧飼綜合經濟效益的影響

3 討論

作物糧飼兼用生產模式是一個復雜的農牧綜合生產系統，其糧飼生產性能受品種、栽培措施及環境等多方面共同影響。

播期和冬季飼草生物量密切相關，是決定其冬季飼草產量的關鍵因素之一，適當提前播期可以增加作物前期生長時間、提高飼草生物量和延長放牧時間。本試驗同一播量條件下，A1（9 月27 日）播期冬季飼草鮮重產量顯著高于A2（10 月4 日）播期（P＜0.05）。這表明適當提前播期可以有效增加西農136 前期生物量累積，進而提高飼草產量，先前的研究也有類似結果。作物糧飼兼用的播量與冬季飼草鮮重產量也密切相關，適當提高播量可以有效增加分蘗群體數量，以便獲得更多飼草生物量[18-19]。本試驗結果表明，在同一播期條件下，隨著播量的增加，冬季分蘗數、春季分蘗數、冬季飼草鮮重產量都呈增加趨勢，但在飼草鮮重產量方面，C3（5.25×106粒/hm2）播量比C2（4.5×106粒/hm2）播量的增幅低于C2（4.5×106粒/hm2）播量比C1（3.75×106粒/hm2）播量的增幅。由此可見，適當提高播量可以有效提高分蘗數，進而提高冬季飼草鮮重產量，但當播量過大時，冬季飼草鮮重增產效應降低。在方差分析中，播期對飼草產量影響極顯著（P＜0.01）；播量對冬季分蘗數影響顯著（P＜0.05），對飼草鮮重產量影響極顯著（P＜0.01），冬季分蘗數和飼草鮮重產量隨播量的增加而增加，但增幅逐漸降低。綜上，適當提前播期和增加播量可以有效增加冬季飼草產量。

刈割和播期處理對糧飼兼用作物的株高和生育期等農藝性狀均有不同程度的影響[20-21]。本試驗中，同一播期條件下，刈割處理比未刈割處理抽穗期晚2 d、蠟熟期沒有差異；同一刈割處理條件下，A2（10 月4 日）播期比A1（9 月27 日）播期的抽穗期晚2 d、蠟熟期晚3 d。由此可見，分蘗期適當刈割和提前播期處理對西農136 生育期影響有限，其仍可以按陜西關中地區正常時間收獲，并沒有因刈割導致生育期大幅延遲的風險，這將為西農136 作為糧飼兼用型小麥推廣應用提供重要基礎條件。此外，小麥刈割處理后株高顯著低于未刈割處理（P＜0.05），且刈割處理中A1（9 月27 日）播期株高顯著低于A2（10 月4 日）播期（P＜0.05）。這說明在株高性狀上刈割有可能降低生產上倒伏的風險[22]。

小麥的籽粒產量受個體生產能力和群體數量兩個方面的影響。在小麥產量構成要素中，單位面積穗數是籽粒高產關鍵影響因素之一，增加播量是提高單位面積分蘗數進而提高穗數的最有效途徑。在一定范圍內增加播量可以提高小麥籽粒產量，但超過一定播量后會造成病蟲害嚴重、后期倒伏危害以及籽粒產量減少[23]。適當的栽培措施可以減少刈割后對穗數、千粒重以及穗粒數的影響，以獲得更高的籽粒產量[24]。本試驗中，同一播期、同一追肥量條件下，隨播量的增加，千粒重和穗粒差異不顯著（P＞0.05），單位面積穗數呈先上升后下降的趨勢。這說明播量對籽粒增產效果存在一定閾值，過高的播量并不能有效增加單位面積穗數。

冬季飼草產量和籽粒產量是衡量小麥糧飼兼用性能的重要參考指標。結合我國國情，糧飼兼用型小麥在保證冬季飼草產量較高的前提下，必須保證后期具有較高的籽粒產量[25]。本研究在不同栽培措施條件下，西農136 糧飼兼用的綜合經濟效益均高于周麥18單一籽粒收益，進一步表明了小麥糧飼兼用模式的生產優勢。其中，A2（10 月4 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量和A1（9 月27 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量兩種栽培措施經濟效益名列前兩位，分別比周麥18單一籽粒增收47.65%和45.65%。兩者的區別是A2（10 月4 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量比A1（9 月27 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量的籽粒產量高16.79%；A1（9 月27 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量比A2（10 月4 日）播期、B2（（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量的冬季飼草鮮重產量高37.59%。農戶可以根據生產需求選擇適宜栽培措施。

4 結論

綜上，西農136 適宜作為糧飼兼用型小麥在陜西關中地區種植。對于糧飼經濟效益最高的兩種栽培措施，農戶可以根據生產需求選擇最適宜的栽培措施。如果側重飼草需求，優先選擇栽培措施A1（9 月27 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量；如果側重籽粒需求，優先選擇栽培措施A2（10 月4 日）播期、B2（90 kg/hm2）追施尿素量、C2（4.5×106粒/hm2）播量。