全 文 ：第 19 卷 第 5 期
Vol. 19 No. 5
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2011 年 9 月
Sep. 2011
甜高粱用作青贮作物的潜力评价
渠 晖, 沈益新*
(南京农业大学动物科技学院, 南京 江苏 210095)
摘要 :为探索华东地区甜高粱( Sorghum bicolor ( L . ) Moench)用作青贮饲料的可能性, 丰富该地区饲料作物来源,
在相同的大田试验条件和 350 kg hm- 2施肥(尿素)水平下,以渝单 8 号和登海 9 号玉米(Zea may s L . )为参照,研
究了大力士甜高粱( H unnig reen)的干物质产量、饲草品质和青贮饲料品质。大力士甜高粱 5 月下旬播种 , 9 月初刈
割。结果表明:地上部干物质产量达 44. 0 t hm- 2, 显著高于玉米( P < 0. 05)。大力士干物质中粗蛋白质含量为
5. 11% , 和渝单 8 号相近;粗蛋白质和可消化干物质产量分别达到 2. 25 和 20. 8 t hm- 2 ,是玉米的 1. 4 倍和 1. 6
倍。大力士的中性洗涤纤维( NDF)含量与 2 个玉米品种无显著差异, 酸性洗涤纤维( ADF )含量显著高于玉米( P<
0. 05) ,但青贮后, 大力士 ADF 含量下降了 3. 2%。大力士甜高粱青贮发酵品质及青贮饲料品质和玉米相当,因此
在华东地区用作青贮作物栽培有较大的利用潜力。
关键词:甜高粱; 营养成分;干物质产量; 青贮
中图分类号: Q944. 56 文献标识码: A 文章编号: 1007-0435( 2011) 05-0808-05
Evaluation the Potential of Sweet Sorghum Grown for Silage Crop
QU Hui, SHEN Y-i xin
*
( Colleg e of Animal Science and Techno log y, Nanjing Ag ricult ur al Univ ersity , Nanjing , Jiangsu Province 210095, China)
Abstract: In or der to explore the po ssibility of sw eet sor ghum ( Sor ghum bicolor ( L . ) Moench) for ensiling
and to enrich the silag e source in eastern China, dr y mat ter y ield, nut rit ive composit ion and silag e quality
of Sw eet sor ghum ( cv . Hunnigreen) w ere evaluated in a f ield under 350 kg hm- 2 nit ro gen fertilizer levels
using corns Yudan 8 and Denghai 9 as controls. Sw eet sor ghum was sow ed in late M ay and cut in early
September. Results show ed that above gr ound dry mat ter yield ( 44. 0 t hm- 2 ) of sw eet sor ghum was sig-
nificant ly greater than that o f tested cor ns ( P < 0. 05) . Crude pr otein contents o f the sw eet sorghum
( 5 11%) w ere similar to that of tested cor ns. T he y ield of dig estible crude protein and digest ible dry mat-
ter of sw eet sor ghum reached 2. 25 and 20. 8 t hm- 2 , w hich w ere 1. 4 and 1. 6 t imes of tested cor ns, re-
spectively. Neutral deter gent fiber ( NDF) contents o f all tested var iet ies show no signif icant dif ferences.
Acid deter gent f iber ( ADF) of sw eet sorghum was significant ly higher than that o f tested corns ( P <
0 05) . H ow ever, ADF content of sw eet sor ghum silage decreased by 3. 2% after ensiling. T here w as no
significant differ ence between sw eet sorghum and cor n silag es for ensiling quality and silag e fermentat ion
quality. T herefore, sw eet sor ghum could be considered as an alternat ive forage crop fo r ensiling in eastern
China.
Key words: Sw eet sorghum; Nutrition composition; Dry mat ter yield; Silage
近年的农业结构调整中, 奶牛业得到了蓬勃发
展。青贮是保存和开发饲料资源、发展节粮型畜
牧业的有效手段 [ 1] ,在华东地区实际生产中,青贮饲
料已经得到广泛应用 [ 2]。青贮玉米( Zea may s L. )
因其气味芳香, 柔软多汁,成为各地发展奶牛业不可
缺少的基础饲料之一[ 3] 。但该地区土质黏重、地下
水位高、耕层薄,青贮玉米的生长和产量表现均逊于
北方;特别是春玉米经常会遭到粗缩病的危害, 有时
甚至绝收。
甜高粱( S or ghum bicolor ( L . ) Moench )作为
饲用植物在世界各地受到广泛重视, 具有抗旱、耐
涝、耐盐碱、耐瘠薄等优良特性,而且适应性很广,无
收稿日期: 2011-03-16;修回日期: 2011- 05-27
基金项目:国家支撑计划项目( 2009BADA6B06) ;江苏省农业三项工程项目 SX( 2008) 079 资助
作者简介:渠晖( 1984- ) ,男,内蒙古乌兰察布人,博士研究生,研究方向为饲草栽培与利用, E- mail: qhyul in@ 163. com ; * 通信作者 Author
for correspondence, E-mail: yxshen@ n jau. edu. cn
第 5期 渠晖等:甜高粱用作青贮作物的潜力评价
论是炎热的苏丹还是寒冷的加拿大都能生长 [ 4, 5]。
近年来在美国西北部, 甜高粱常常被作为青贮玉米
的替代品进行研究 [ 6]。我国近几年的引种试验表
明,甜高粱生长快、产量高、抗病能力强,具有很好的
发展潜力[ 7] ,但在华东地区关于甜高粱的研究鲜有
报道。因此,本试验以渝单 8号和登海 9号玉米品
种为参照, 对甜高粱的干物质产量、饲料品质、青贮
饲料发酵品质和青贮饲料品质进行了研究, 为其在
华东地区作为青贮饲料作物应用提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 试验地概况
试验在南京农业大学江浦农场( N3201~ 32
04, E11836~ 11840)进行。试验地土壤为黏性
马肝土,土壤耕层( 0~ 20 cm )内有机质含量 20. 40
g kg - 1 ,速效氮 10. 10 mg kg - 1 , 速效磷 11. 16
mg kg- 1 ,速效钾 106. 05 mg kg- 1。pH 为 5. 8。
1. 2 试验材料
试验材料为 2个玉米杂交种和 1 个甜高粱品
种,玉米杂交种为渝单 8号和登海 9号,分别由甘肃
省敦煌种业股份有限公司和山东登海种业股份有限
公司提供,甜高粱品种大力士由百绿(北京)国际草
业有限公司提供。
1. 3 试验设计
试验采用完全随机区组设计,小区面积 5 m
3 m,重复 3次,周围设 1. 5 m保护行,前茬作物为一
年生黑麦草( L olium mul tif lor um Lam. )。2008 年 5
月28日播种,条播, 行距 40 cm, 玉米株距 30 cm, 大
力士株距 25 cm。播种前施 450 kg hm- 2复合肥( N
P K= 10 7 8)做基肥,拔节期追施尿素 350
kg hm- 2。6月 4日出苗, 2~ 3叶期间苗, 4~ 5叶期
定苗。拔节期中耕培土 1次,人工除草 3次。
1. 4 测定内容与方法
由于大力士在长江中下游地区不抽穗, 所以试
验分别在玉米的拔节期、抽雄期、乳熟期、蜡熟期同
时取样。各小区中选具有代表性的植株 3株, 测定
株高(基部到植株顶部的长度) ,并以所测株高的平
均值进行数据分析。9月 8日玉米蜡熟期,每个小
区随机取 3个 1 m 1 m 面积上的植株, 测量地上
部分生物产量, 计算小区产量。新鲜样品 105 杀
青 30 min, 65 烘干至恒重, 粉碎过 0. 45 mm 筛备
用, 测定其营养成分含量。
采用凯氏定氮法[ 8] 测定粗蛋白质 ( Crude pro-
tein, CP)含量,范氏洗涤纤维法[ 9] 测定中性洗涤纤
维( Neutral deterg ent fiber, NDF)和酸性洗涤纤维
( Acid deterg ent f iber, ADF)含量,胃蛋白酶- 纤维
素酶两步消化法 [ 10, 11] 测定体外干物质消化率( I n
v it ro dry mat ter dig est ibility, I VDMD) (胃蛋白酶
为生化分析用, 酶活 1 10000, 由北京索莱宝科技
有限公司生产; 纤维素酶为饲料分析用, 4 万单位/
g, 由无锡市雪梅酶制剂科技有限公司生产) ,用 0. 1
mo l L - 1盐酸配制 0. 2%胃蛋白酶溶液, 用 pH =
4 6的醋酸缓冲液配制 1%纤维素酶溶液。
每小区选取长势一致的 3 株植株分别进行青
贮。青贮前用铡刀切到 3~ 5 cm 长, 每株茎叶充分
混匀装入30 cm 20 cm 的聚乙烯袋真空密封, 置室
温下避光保存。90 d后开袋进行青贮发酵品质和
饲用品质分析。氨态氮 ( NH 3-N ) 和乳酸 ( Lactic
acid, LA)含量分别采用苯酚-次氯酸比色法 [ 12]和对
羟基联苯比色法测定[ 13] 。
1. 5 数据处理
利用 Excel 2007处理基础数据,采用 SAS 9. 1
统计软件包中 STA T 模块中的 ANOVA 程序进行
方差分析和 Duncan氏多重比较。
2 结果与分析
2. 1 株高
播种 40 d 后渝单 8号和登海 9号 2个玉米杂
交种的株高分别为 154. 1 cm 和 153. 0 cm ,均高于
甜高粱( 144. 8 cm ) , 表明甜高粱苗期生长较慢。2
个玉米杂交种拔节期到抽穗期(播种后 40~ 60 d)株
高日平均生长速度分别为0. 8 cm d- 1和 0. 4 cm d- 1 ,
而同一时期甜高粱株高日平均生长速度为 2. 8
cm d- 1 ,远快于 2 个玉米杂交种。从抽穗期-乳熟
期-蜡熟期, 渝单 8号和登海 9号株高的生长速度也
远低于大力士甜高粱(图 1) , 从玉米的拔节期到蜡
熟期(播种后 40~ 100 d) , 3种供试作物株高的日平
均生长速度均有所放缓,播种后的 80~ 100 d, 渝单
8号和登海 9号的株高日平均生长速度分别为 0. 28
cm d- 1和 0. 36 cm d- 1 , 大力士甜高粱的株高日
平均生长速度为 2. 02 cm d- 1 , 在 9 月 8日收割
时, 甜高粱的株高达 3. 04 m, 显著高于 2个玉米杂
交种( P < 0. 05) , 分别比渝单 8 号和登海 9 号高
37 2%和 47. 3%。
809
草 地 学 报 第 19卷
2. 2 干物质产量
在玉米蜡熟期收割时,大力士甜高粱的干物质产
量达44. 0 t hm- 2 , 分别是渝单 8号和登海 9号干物
质产量的1. 5倍和1. 6倍。2个玉米品种的干物质产
量为29. 6和27. 2 t hm- 2 ,差异不显著。
2.3 青贮发酵品质
由表3可知,各品种间粗蛋白质含量依次为登海 9
号> 大力士> 渝单 8号,但差异不显著。大力士 ADF
含量显著高于 2个玉米品种( P< 0. 05) ,但体外干物质
消化率( I VDMD)和中性洗涤纤维( NDF)则与玉米无显
著差异。
由表4可知,青贮90 d开封时,大力士的 pH 值显
著高于玉米( P< 0. 05)。3个供试品种中,登海 9号的
乳酸含量最高,大力士的乳酸含量最少,但3者之间差
异不显著。大力士氨态氮占总氮的百分比与玉米差异
不显著,各品种氨态氮占总氮的比例都超过了10%。
2.4 青贮饲料品质
青贮后,各品种的蛋白质含量都有所下降(表 3) ,
降幅最大的是登海 9号,下降了 7. 3%,但与其他品种
差异不显著。供试品种的 NDF 含量在青贮后均出现
下降,而且大力士和玉米品种间差异显著( P< 0. 05)。
渝单8号的ADF含量青贮后没有发生变化,登海 9号
和大力士的ADF含量在青贮后都有小幅下降,而且两
者间差异显著( P< 0. 05)。青贮后, 各供试品种的
I VDMD均有提高,大力士的I VDMD最高,但与2个玉
米品种无显著差异。大力士和玉米青贮后各项表现较
好; ADF 和NDF 含量都有所降低。
表 1 饲草营养成分
Table 1 Nutrition composition of tested varieties
品种
Variet ies
粗蛋白
Crude protein
% DM
中性洗涤纤维
Neutral detergent fiber
%DM
酸性洗涤纤维
Acid detergent f iber
% DM
体外干物质消化率
In v tro dry mat ter digestibilit y
%DM
渝单 8号 Yudan 8 4. 92 0. 43a 64. 33 2. 30a 27. 55 2. 55c 44. 00 3. 63a
登海 9号 Denghai 9 6. 05 1. 54a 64. 05 2. 13a 23. 08 1. 23b 43. 52 4. 39a
大力士Hunnigreen 5. 11 0. 75a 64. 14 5. 50a 42. 04 0. 93a 47. 26 3. 42a
注:同一列不同小写字母表示差异显著( P< 0. 05) ,下同
Note: Different small letters in the same column mean significant dif ference ( P< 0. 05) , the same as below
表2 青贮饲料发酵品质
Table 2 Fermentation quality of tested silages
品种
Variet ies
pH 值
pH Value
乳酸
Lactic Acid/ % DM
氨态氮/总氮
NH3-N/ TN/%
渝单 8号Yudan 8 3. 87b 4. 08a 10. 92b
登海 9号 Denghai 9 3. 96b 5. 29a 12. 38a
大力士 Hunnigreen 4. 32a 4. 00a 11. 27ab
810
第 5期 渠晖等:甜高粱用作青贮作物的潜力评价
表3 青贮饲料饲用品质
Table 3 Feeding values of tested silages
品种
Variet ies
干物质
DM
%
粗蛋白质
Crud protein
% DM
中性洗涤纤维
Neutral detergent f iber
%DM
酸性洗涤纤维
Acid detergent f iber
% DM
体外干物质消化率
In v tro dry mat ter digestibilit y
%DM
渝单 8号 Yudan 8 34. 9a 4. 83a 53. 22b 27. 55c 48. 86a
登海 9号 Denghai 9 35. 9a 5. 64a 55. 48b 21. 67b 48. 15a
大力士Hunnigreen 26. 3b 4. 98a 62. 84a 40. 69a 49. 42a
3 讨论与结论
与玉米相比,大力士甜高粱苗期生长缓慢,但进入
拔节期后,生长迅速。玉米苗期生长迅速,但抽穗后株
高生长放缓,特别是乳熟期到蜡熟期阶段,玉米营养生
长趋于停滞, 株高的生长速度也随之受到抑制。而同
一时期甜高粱的生长虽有放缓趋势,但株高日平均增
长仍远高于玉米,因为本试验中的大力士甜高粱品种
属于极晚熟品种,在长江中下游地区只进行营养生长,
不抽穗[ 14] ,在玉米蜡熟期收获时,大力士甜高粱仍处在
旺盛的营养生长时期,因此株高明显高于玉米,这一特
性也为其高产性能奠定了基础。
日粮中纤维的含量和碳水化合物对奶牛产奶量和
牛奶成分影响较大。当日粮中 NDF含量增加时,奶产
量降低,而乳脂率则增加[ 15]。青贮玉米的蜡熟期为最
适宜收割期[ 16]。因此本试验将同期生长的大力士甜高
粱和处于蜡熟期的玉米进行比较,大力士的NDF 含量
和玉米相比无明显差异, CP 含量处于中间水平。因此
从NDF 和 CP 的角度来看,大力士甜高粱和 2个玉米
杂交种没有显著差异。有研究表明甜高粱营养丰富,
茎秆含糖量比青贮玉米高2倍[ 15] ,所以可以为乳酸菌
的活动提供充足的底物,迅速降低 pH 值,抑制其他杂
菌的活动,从而保证甜高粱在青贮发酵过程中CP不会
损失太多,获得较好的发酵品质[ 17]。但本试验甜高粱
青贮后 pH 高于 2个玉米杂交品种,这可能是由于本试
验在取样时,甜高粱仍处于拔节期,含水量要高于处于
蜡熟期的玉米, 在进行青贮前的运输、切段过程中,甜
高粱凋萎的程度要大于玉米,而凋萎会在一定程度上
抑制乳酸菌的活性[18~ 20] ,导致较低的乳酸含量,较高的
pH值。虽然就 pH 值而言,大力士没有达到优质青贮
饲料所要求的小于4. 2,但不同的植物原料化学成分不
同,而青贮的主要目标是保存饲草营养成分,因此 pH
不应成为青贮成功的唯一标准[ 21] ,而且青贮后大力士
甜高粱的乳酸含量和氨态氮占总氮的比例与玉米差距
不大。
青贮后各品种的 CP含量都出现了不同程度的下
降,因为在青贮发酵过程中,各种菌类活动均会分解蛋
白,产生氨态氮等各类非蛋白氮,同时为一些纤维素分
解菌提供了生长所需的蛋白,加上作物中的一些矿质
元素作为纤维素分解酶的辅酶促进了纤维素的分解,
因此青贮后 I VDMD有不同程度的提高,表明青贮有利
于改善饲草品质。一般研究认为, 随着 ADF 的增大
I VDMD呈下降趋势, ADF 与 I VDMD 成显著负相
关[ 22] ,但在本试验中青贮前后大力士甜高粱 ADF含量
远高于2个玉米杂交种, 但其 I VDMD也高于 2个玉
米,这可能是由于收获时甜高粱和玉米处于不同生育
期造成的,收获时玉米处于蜡熟期,籽粒比重大,籽粒
中的植物脂肪对纤维素的物理包被作用限制了纤维素
的消化,金龙[ 23]研究发现油菜( Brassica campestris L. )
籽对纤维素降解酶有抑制作用。另一方面,与秸秆中
纤维素的含量和结构不同也有关系。Billa等[24]研究表
明,甜高粱茎皮和髓的结构是异质的,其结构与化学成
分有关,而玉米秸秆的纤维素是一种不溶于水的均一
聚糖[25]。ADF中包含纤维素, 木质素和硅酸盐,用两
步法消化后纤维素将被纤维素酶分解,因此纤维素含
量的差异可能会导致ADF 和 I VDMD的表现与以往研
究结果相左,当然这有待于对甜高粱和玉米茎秆结构
的进一步研究。
大力士甜高粱和玉米相比, 在青贮发酵和饲用品
质上稍逊于蜡熟期的玉米,但其在干物质产量、粗蛋白
质和可消化干物质产量上优势明显。大力士甜高粱粗
蛋白质产量为 2. 25 t hm- 2 ,而渝单 8号和登海 9号
分别为1. 46 t hm- 2和 1. 65 t hm- 2。此外,大力士
甜高粱可消化干物质产量 20. 8 t hm- 2 ,而渝单 8号
和登海9号分别为 13. 0 t hm- 2和 11. 8 t hm- 2 , 比
甜高粱低37. 5%和43. 3%。在华东地区土地比较紧张
的条件下,种植大力士甜高粱用于青贮饲料生产,可以
大幅度提高单位土地面积上的产出,满足农区奶牛业
对粗饲料的需求。此外和玉米相比较,甜高粱青贮收
获时期长所以有较为充足的时间进行青贮。因此, 大
力士甜高粱在华东农区作为青贮作物生产有很大的利
用价值和发展潜力。
811
草 地 学 报 第 19卷
参考文献
[ 1] 刘建新,杨振海, 叶均安.青贮饲料的合理调制与质量评定标准
[ J] .饲料工业, 1999, 20(3) : 4-7
[ 2] 张子仪.中国饲料学[ M] .北京:中国农业出版社, 2000
[ 3] 李刚,刘慧青,高飞,等. 混播对青贮玉米产量和品质的影响[ J] .草
地学报, 2008, 16( 4) : 417-421
[ 4] Ibrahim Y M. Comparative analysis of forage sorghum for best cut-
ting time[ J] . Annals Arid Zone, 1999, 38: 75-78
[ 5] McCaughey W P, Therrien M C, Mabon R. Forage sorghum in
southern Manitoba[ J] . Canadian Journal of Plant Science, 1996, 76:
123-125
[ 6] Ket terings Q M, Godw in G, Cherney J, et al . Potassium manage-
ment for brow n midrib sorghum Sudangrass as replacement for corn
silage in the north-eastern USA [ J ] . Agronomy& Crop Science,
2005, 191: 41-46
[ 7] 曹文伯.我国甜高粱种质资源鉴定及利用概况[ J] .植物遗传资源
科学, 2001, 2( 1) : 58-62
[ 8] 张龙翔,张庭芳,李令媛.生化实验方法和技术[ M ] .第 2版.北京:
高等教育出版社, 1997: 47-52
[ 9] 宁开桂. 实用饲料分析手册 [ M ] . 北京:中国农业科技出版社,
1993: 87- 99
[ 10] Tilley J M A, Terry R A.A two stage technique for the in vitro d-i
gest ion of forage crops[ J] . Journal of the Brit ish Grassland Society,
1963, 18: 104-111
[ 11] Goto I, Minson D J. Predict ion of the dry matter digestibilit y of t rop-i
cal grasses using a pepsin- cellulase essay[ J] . Animal feed Science and
Technology , 1977, ( 2) : 247-253
[ 12] Weatherburn M W. Pheno-l hypochlorite react ion for determinat ion of
ammonia[ J] . Analyt ical Chemist ry, 1967, 39( 8) : 971-974
[ 13] Madrid J, Martnez- Teruel A, Hernndez F, et al . A comparat ive
study on the determinat ion of lactic acid in silage juice by colorimet ric,
high- performance liquid chromatography and enzymatic methods [ J] .
Journal of the Science of Food and Agriculture, 1999, 79( 12) : 1722-
1726
[ 14] Tafaj M, Zebeli Q, Baes Ch, et al . A mata- analysis examining
ef fect s of part icle size of total mixed rat ions on intake, rumen diges-
tion and milk production in high- yielding dairy cows in early lactation
[ J] . Animal Feed Science and Technology , 2007, (138) : 137- 161
[15] 李孟良,高志炜.播娘蒿不同生育期鲜草产量与营养价值[ J] .草业
学报, 2004, 13( 5) : 66-69
[16] 朱霞,杨文钰,任万君.粮饲兼用型玉米全株饲用营养价值及其调
控[ J] .草业学报, 2005, 14(5) : 92- 98
[ 17] 李静.添加剂处理对稻草青贮品质的影响[ D] .南京:南京农业大
学, 2007
[ 18] Kim J G, Chung E S, Seo S. Effect s of maturity at harvest and wi-l
ting days on quality of round baled ryegrass silage[ J] . Asian-Austra-l
asian Journal of Animal Science, 2001, 14( 9) : 1233-1237
[ 19] Manyawu G J, Sibanda S, Mutisi C. The effect of pre-wilt ing and in-
corporat ion of maize meal on the fermentation of bana grass silage[ J] .
Asian-Aust ralasian Journal of Animal Science, 2003, 16( 6) : 843- 851
[20] 郑丹,下条雅敬,邵涛.凋萎和添加绿汁发酵液对杂交狼尾草青贮
发酵品质的影响[ J] .草地学报, 2011, 19( 2) : 273- 276
[ 21] 刘瑞香,孙启忠,包娜.油蒿的可青贮性研究[ J] .草地学报, 2011, 19
( 2) : 264-268
[ 22] 文亦芾,曹国军,毛华明,等.不同生育期豆科饲用灌木碳水化合物
含量及对体外消化率的影响[ J] .草地学报, 2009, 17(1) : 101- 105
[23] 金龙,林琳,张永根.油菜籽的不同添加方式对绵羊瘤胃内纤维讲
解酶的影响[ J] .饲料工业, 2008, 29( 7) : 38- 40
[ 24] Billa E, Koullas D P, Monties B, et al . St ructure and composition of
sw eet sorghum stalk components[ J] . Indust rial Crops and Products,
1997, ( 6) : 297-302
[ 25] 杨晓德.玉米秆做选纸原料的试验研究[ J] .曲靖科技, 1990( 2) :
20-22
(责任编辑 李美娟)
812