刘彦培，薛世明，蔡 明，张博琰，段佳鑫，侯洁琼，徐 驰，匡崇义，吴梦霞，高月娥，袁福锦，张美艳

（云南省草地动物科学研究院，云南 昆明 650212）

小 黑 麦(×TriticosecaleWittmack) 是 小 麦属(Triticum)和黑麦属(Secale)通过有性杂交并用染色体工程育种方法培育而成的新型禾本科粮饲兼用型作物[1-2]。具有产量高、分蘖能力强、营养品质好、适口性好、耐寒、耐旱、耐弱酸等特点[3-6]。草质柔嫩，可作为青绿饲草直接饲喂牲畜，也可以调制成青贮或青干草。张文娟等[7]研究表明，利用小黑麦干草饲喂奶牛，可显著提高产奶量，增加经济效益和降低养殖成本。小黑麦籽实产量显著低于其亲本小麦(Triticum aestivum)，但饲草产量较高，适合与其他作物轮作[8]。

迪庆藏族自治州位于“世界屋脊”青藏高原的东南缘，是云南省唯一的藏族聚集地，属于老、少、边、远、穷地区。青藏高原由于其独特的地理位置，是世界上平均海拔最高、面积最大、太阳辐射较强的自然地理单元，在保障国家生态安全、发展高寒生态草牧业和改善当地民生等方面具有十分重要的战略意义[9-11]。牦牛养殖是迪庆高寒地区的主要产业，发展牦牛健康养殖是帮助农牧民实现美好生活的根本途径[12]，然而该地区年有效积温低，牧草生长季主要集中在 5 月 − 9 月，冷季长达6 个月，草地生产力十分低下，优质饲草供应严重不足，导致家畜冷季严重掉膘和幼犊的死亡[13]。因此寻求优质饲草的全年均衡供应显得十分重要。高海拔高寒地区，一直实行“一年一熟”的种植制度，冷季(10 月至次年4 月)时大部分田地处于闲置状态，无法满足放牧家畜的营养需求。且田地冬春季闲置不仅造成了降雪资源、光热资源的浪费，降低了农业资源的利用效率，还因土地裸露造成了水土流失等生态环境问题。因此，将耐寒性强的小黑麦/黑麦(Secale cereale)引入迪庆高海拔高寒地区，接夏播玉米(Zea mays)后茬，与之轮作，充分利用冬春季降雪资源和光热资源来生产饲草，以补充当地早春和夏初时牦牛养殖的粗饲料所需，实现经济效益和生态效益双赢。在此背景下，本研究在香格里拉地区利用冬闲田开展秋季种植小黑麦品比试验，种植时间以青贮玉米收获时间为依据，通过研究秋播小黑麦在香格里拉地区的生物产量表现和营养品质差异，以筛选出适宜在迪庆高寒地区秋季种植的小黑麦品种，为扩充牦牛的冬春季饲草资源提供物质基础。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于云南省迪庆藏族自治州香格里拉市小中甸镇和平村委会降给村小组(27°30′2" N，99°48′37" E)。海拔高度3 277 m，年均温5.85 ℃，月平均最高温19.2 ℃ (6 月)，月平均最低温−11.2 ℃(1 月)，极端最高温25.6 ℃ (6 月)，极端最低温−23.9 ℃(1 月)，≥ 0 ℃年积温2 657.2 ℃·d，≥ 10 ℃年积温1 849.7 ℃·d。年均降水量650 mm，80%的降水集中在6 月− 9 月，7 月降水最多，平均降水量157.4 mm，无霜期120 d。土壤为亚高山草甸土，质地为黄壤。

续表1Table 1 (Continued)

1.2 试验设计

2019 年11 月4 日− 5 日，在迪庆藏族自治州香格里拉市小中甸镇和平村委会降给村小组种植小黑麦和黑麦。供试14 个品种(表1)，其中供试品种优能由北京正道公司提供，冀饲1 号、冀饲2 号、冀饲3 号、中饲1048 小黑麦以及冬牧70 黑麦由河北省农林科学院旱作农业研究所提供，C10、C35、C16、C25、C6、甘农2 号小黑麦由甘肃农业大学草业学院提供，马龙黑麦和会泽黑麦为云南地方品种，由云南省草地动物科学研究院提供。采取条播种植，间距20 cm，小区布置采取完全随机设计，小区面积4 m × 5 m，每个品种3 次重复，播种量120 kg·hm−2，整个试验期间未进行灌溉和施肥，苗期也未进行除杂。试验前期做过关于黑麦、小黑麦和燕麦(Avena sativa)在香格里拉地区秋播试验，得出燕麦在香格里拉地区无法越冬，小黑麦和黑麦能够正常越冬。因此选择小黑麦和黑麦作为试验材料。

1.3 指标测定

1.3.1 农艺性状测定

2020 年6 月20 日，测定供试小黑麦(黑麦)品种的生育期、株高和鲜重。其中，株高用3 m 塔尺测量其自然株高，每小区随机选择10 株测定；鲜草产量采取去除隔离行(2 行)方法，留茬8 cm 刈割，称取鲜重，换算单位面积的鲜草产量。干鲜比测定：每小区随机选择30 株，铡短(20 cm 左右)，称量其鲜重，田间晾晒1 d (试验点没有烘干设备)，带回实验室后，65 ℃烘干至恒重(14 h)，测定其干重。抗逆性观测，主要观测试验期间供试品种是否发生锈病和倒伏现象。

1.3.2 营养品质测定

测定产量时，每小区随机选择30 株，铡短混匀，取1 kg 全株新鲜样品，先晾晒1 d，然后带回实验室烘干，粉粹过筛(1 mm)，用于测定营养成分。采用常规养分测定方法进行粗蛋白(crude protein，CP)、粗 脂 肪(ether extract，EE)、粗 灰 分(crude ash，CA)、粗纤维(crude fiber，CF)、中性洗涤纤维(neutral detergent fiber，NDF)、酸 性 洗 涤 纤 维(acid detergent fiber，ADF) 和酸性洗涤木质素(acid detergent lignin,ADL)含量的测定[18]，可溶性糖(soluble sugar，SS)含量采用蒽酮比色法分析测定[19]。

1.4 数据统计分析

采用SPSS 19.0 软件进行单因素方差分析和Duncan’s 多重比较，采用Sigmaplot 10.0 软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同供试小黑麦(黑麦) 品种的农艺性状比较

供试小黑麦品种中，除了冀饲3 号小黑麦处于抽穗期之外，其余小黑麦均处于开花期，而供试黑麦品种均处于抽穗期(表2)。这表明除了冀饲3 号小黑麦外，其余供试小黑麦生育期整体早于黑麦，表现出早熟特性。在迪庆高寒地区，与青贮玉米开展轮作较为适宜。

表2 不同供试小黑麦和黑麦品种的农艺性状比较Table 2 Comparison of agronomic characteristics among different trial triticale and rye varieties

供试饲草中，冀饲3 号小黑麦和冬牧70 黑麦的株高较高，分别为1.51 和1.48 m，显著高于其他供试品种(P< 0.01)，其次是冀饲1 号、冀饲2 号、中饲1048 小黑麦和会泽、马龙黑麦。供试小黑麦品种中，鲜草产量较高的是中饲1048、C6、优能和冀饲3 号 小 黑 麦，分 别 是28.0、27.3、26.9 和26.0 t·hm−2；其次是C10 和冀饲1 号小黑麦，显著高于其他小黑麦品种(P< 0.05)；供试黑麦品种中，冬牧70 的鲜草产量较高，与会泽黑麦差异不显著(P> 0.05)，二者显著高于马龙黑麦(P< 0.01)。不同供试饲草的干草产量间有差异显著(P< 0.05)，其中冀饲1 号、冀饲3 号、冀饲2 号、中饲1048、优能、C10、C6 小黑麦的干草产量较高，显著高于甘农2 号、C16 和C25 小黑麦的产量(P< 0.05)。供试黑麦品种间的干草产量差异不显著(P> 0.05)。供试黑麦品种均存在倒伏现象，其中进入开花期后，倒伏较为严重的是冬牧70 和会泽黑麦，大片倒伏，倒伏率均达90%，其次是马龙黑麦，而供试小黑麦未出现倒伏现象，抗倒伏能力强。试验期间，供试小黑麦和黑麦品种均未观测到有锈病发生。

2.2 不同供试小黑麦(黑麦) 品种的营养品质比较

不同供试饲草品种之间的营养成分存在显著差异(P< 0.05) (表3 和图1)。其中，C35、优能、冀饲2 号、C10、C16 小黑麦的粗蛋白含量较高，均在7.03%以上，其次是C25、甘农2 号小黑麦、冀饲3 号和中饲1048 小黑麦，其粗蛋白含量均显著高于冀饲1 号小黑麦和其他供试黑麦品种(P< 0.05)。可溶性糖含量最高的是甘农2 号小黑麦，为25.36%，其次是C25、C35 和C16，显著高于中饲1048 小黑麦和其他供试黑麦品种(P< 0.05)；且供试小黑麦的可溶性糖含量整体显著高于供试黑麦品种(P< 0.05)。从粗纤维(CF)、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)指标来看，含量较低的有C16、C25、优能、冀饲2 号、冀饲1 号和甘农2 号。冀饲3 号的CF 和ADF 含量较低，NDF 含量却较高。不同供试饲草品种的酸性洗涤木质素(ADL) 含量间存在显著差异(P< 0.05)。其中，除了C10 小黑麦的ADL 含量与冬牧70 黑麦差异不显著(P> 0.05)之外，其余供试小黑麦的ADL 含量均极显著低于供试黑麦品种(P<0.01)。供试饲草品种间的粗脂肪(EE) 含量存在显著 差 异(P< 0.05)，其 中 优 能、C10、C16、C35、C6、C25 小黑麦与马龙、冬牧70 黑麦间的EE 含量差异均不显著(P> 0.05)，但显著高于除C25 以外的其他供试品种(P< 0.05)。不同供试饲草品种间的粗灰分(CA)含量存在显著的差异(P< 0.05)，其中，优能小黑麦的CA 含量最高，显著高于其他供试品种(P< 0.05)，其 次 是 冀 饲2 号 和 冀 饲3 号 小 黑 麦。CA 含量较低的是冬牧70 黑麦和马龙黑麦。综合各项指标，供试材料小黑麦品种中C35、冀饲2 号、C10、优能、C16、甘农2 号的营养价值整体优于其他供试小黑麦品种和黑麦品种。

图1 不同供试小黑麦和黑麦品种全株粗蛋白含量和可溶性糖含量的差异Figure 1 Differences in crude protein content and soluble sugar content of whole plant among different trial varieties of triticale and rye

表3 不同供试小黑麦和黑麦品种全株营养品质的差异Table 3 Differences in the whole plant nutrient content among different trial varieties of triticale and rye

3 讨论

3.1 开展饲草轮作的重要性

任继周和林慧龙[20]提出，农区种草是促进农业系统发展、保障粮食安全的重大举措。在国外发达国家，饲草业通常占种植业的1/3，轮作是种植业的主要方式，构建合理的“粮−经−饲”三元结构是促进农业产业结构合理化的根本途径[21]。玉米连作通常会降低土壤有益微生物的数量，增加有害真菌比例，导致病害发生[22]，合理轮作可在一定程度上改良土壤性状和微生物环境，增加土壤大团聚体含量，增强土壤结构的稳定性和保水能力，进而有效降低病害发生率[23-24]。实行草田轮作是保障我国粮食安全、减少耕地压力、实现“藏粮于草”的一种经济而又安全的有效方式[25]，既可为草食家畜提供优质饲草，还可促进前茬粮食或饲用作物产量的增加[26-28]，改良土壤肥力，达到用地和养地的高效耦合。

李长忠等[29]调研得出，粮饲轮作模式下的单位面积纯收入较高，是粮食作物单播的4 倍以上。玉米与紫花苜蓿(Medicago sativa)轮作，无论是两年苜蓿一年玉米，还是一年苜蓿一年玉米，玉米产量均比玉米连作条件下增加20%～30%[30]。余长林和陈功[31]在云南富源县海拔2 100 m 的坡改梯田上，夏播玉米轮作燕麦和光叶紫花苕(Vicia villosa)，用来育肥西门塔尔杂交肉牛，取得较好的成效，每头每天饲喂青贮玉米15 kg + 燕麦与光叶紫花苕青干草5 kg + 浓缩饲料0.8 kg，每头牛平均日增重达0.96 kg。石鹏飞等[32]在华北海河低平原区开展粮饲轮作和间作模式研究得出，高丹草(Sorghum bicolor×S. sudanense)→多 花 黑 麦 草(Lolium multiflorum)轮作、春玉米→多花黑麦草轮作、春玉米与紫花苜蓿间作均可获得较高的干物质产量、营养产量和光能利用率。在山东东营市开展的饲用小黑麦与棉花(Gossypium hirsutum)轮作[33]、在山西晋中地区开展的冬牧70 与青贮玉米轮作[34]和在华北平原开展的冬牧70 黑麦→双季饲用玉米轮作模式[35]均取得较好的产量和实施成效，以上研究均表明小黑麦和黑麦在与其他作物轮作中具有很好的应用潜力。

3.2 开发冬闲田种植饲草的意义

利用冬闲田种植优质饲草，发展营养体农业，实行粮草轮作、草草轮作，既能充分利用冬季的光热资源，又解决了冬季粗饲料不足的问题，有效促进了农牧业的高效耦合[36]。迪庆藏族自治州作为我国重要的牦牛生产基地，对饲草的需求量大。据报道，迪庆州高海拔高寒地区2019 年冬闲田面积达4733.3 hm2[37]，并未得到充分利用。因此，探索出适合在当地秋冬季种植的牧草生产模式对促进当地草食畜牧业发展、充分利用冬闲田资源、帮助当地农牧民脱贫致富具有重要意义。游永亮等[38]研究得出，在棉花冬闲田种植饲用黑麦，可有效提高土壤pH，改善土壤品质，还能在春季有效减少扬沙，增强生态效益。罗天琼等[39]利用冬闲田种植扁穗雀麦(Bromus cartharticus)，增加了土壤有机质含量和土壤肥力。本研究得出，在迪庆高海拔高寒地区夏播青贮玉米收获之后，利用冬闲田种植小黑麦，与之构成轮作系统，可增强冬春季裸露地表的覆盖度，减少风沙侵蚀，进而改善当地生态环境，提高了土地利用效率并扩展了优质饲草来源。

3.3 小黑麦的引种研究

牧草的生物产量、株高、饲草品质除了受自身遗传因素影响之外，还受到生长环境的影响[40-41]。本研究中，供试黑麦抗倒伏能力差，在云南寻甸2 480 m 海拔高度下开展夏播小黑麦和黑麦引种试验，同样发现黑麦进入拔节期发生倒伏，倒伏率达70%，对产量造成较大影响[42]。王伟强等[41]开展了甘农4 号小黑麦在青海省海晏(海拔3 095 m)、湟中(海拔2 601 m)、平安(海拔2 125 m)夏播适应性评价的相关工作，得出在海拔较低的平安试验点干草产量最高，表明小黑麦产量与海拔高度存在一定的关联性。但游永亮等[43]在海河平原区(海拔20 m)开展的饲用小黑麦秋播试验得出，冀饲1 号和冀饲2 号小黑麦干草产量分别为12.57 和10.70 t·hm−2，与本研究中冀饲1 号(11.61 t·hm−2)和冀饲2 号小黑麦(10.53 t·hm−2)干草产量接近，表明海拔高度和品种可能对小黑麦产量具有交互作用。

阿啟兰等[44]在青海省民和县地区(海拔1 745 m)开展了秋播14 份小黑麦和黑麦品比试验得出，中饲1048、中饲3241 和‘pingpong’具有较好的适应性，平均株高为153.50～165.47 cm。周婷等[45]在贵州省海拔1 380 m 的安顺市普定县开展了小黑麦635、中饲1 号小黑麦的秋播试验，2 个小黑麦株高均高达175 cm，干草产量分别为10.388 和11.863 t·hm−2。本 研 究 中，冀 饲3 号、冀 饲1 号 和 中饲1048 小黑麦的株高分别为1.51、1.24 和1.29 m，略低于上述报道，表明海拔高度对小黑麦株高也存在一定影响。云南立体气候较为明显[46]，今后可开展不同海拔高度对小黑麦等饲草生产性能影响的相关研究。

代寒凌等[47]在甘南海拔为2 900 m 的地区进行了C35 小黑麦与黑麦、燕麦产量和营养品质的比较试验，得出小黑麦比黑麦、燕麦具有更好的产量优势和营养品质，可获得10.48 t·hm−2的干草产量和14.43%的CP。而本研究的结果有所不同，C35 的粗蛋白含量为7.85%，干草产量为9.02 t·hm−2，这可能是海拔高度和播种时间不同造成的，上述研究是5 月播种，而本研究是11 月初播种，两地海拔相差377 m。赵方媛等[42]在云南寻甸县(海拔2 480 m)开展甘农2 号小黑麦夏播引种试验，得出甘农2 号小黑麦的草产量和营养品质均优于黑麦，鲜草含量达37.44 t·hm−2，干草产量达10.48 t·hm−2，开花期CP 含量为11.13%。本研究中，甘农2 号开花期小黑麦鲜草产量为19.0 t·hm−2，干草产量为8.17 t·hm−2，CP 含量为6.93%，这与在寻甸县夏播引种试验的结果不一致，可能是由于播种和收获时间不同造成的。在云南夏播饲草，收获季节正赶上雨季尾声，而秋播牧草通常5 月上旬收获，仍处于干季，因此夏播牧草的产量干鲜比显著低于秋播牧草。杨晓等[48]在甘肃东部旱塬区海拔1 320 m 的地区开展了秋播小黑麦与青贮玉米的复种试验，得出参试小黑麦品系的CP 含量(10%～13.32%)显著高于黑麦，而小黑麦的NDF 和ADF 含量显著低于黑麦。本研究得出相似的结论，参试小黑麦CP 含量除冀饲1 号小黑麦稍低外，其他参试小黑麦CP 含量均显著高于黑麦，小黑麦的ADF 含量除中饲1048 小黑麦与供试黑麦差异不显著之外，其余10 个小黑麦品系的ADF 含量均低于供试黑麦。有研究指出，施肥可增加小黑麦CP、EE 等含量，改善其营养品质[49-50]，本研究期间未进行施肥，今后可开展不同施肥处理对迪庆地区小黑麦生产性能影响的相关研究，以期进一步提升小黑麦营养品质。

4 结论

1)本研究利用迪庆高海拔高寒地区冬闲田开展小黑麦秋播引种试验，初步得出适宜在迪庆高海拔高寒地区种植的、与青贮玉米可轮作的秋播小黑麦品种是冀饲2 号、优能、冀饲3 号、甘农2 号和中饲1048，可获得8.17～11.96 t·hm−2的干草产量。2)有效打破了迪庆高海拔高寒地区“一年一熟”的饲草种植模式，由原来的“一年一熟”种植模式转变成“二年三熟”的种植模式，复种指数由1 提高到1.5，较大地提高了土地生产效率。3)本研究结果是在冬春季无灌溉、未施肥等栽培措施下得出的，如配施一定量的有机肥，可获得更高的产量表现。