内蒙古寒旱地区高丹草种植与利用研究

The planting and utilization of American sorghum in cold and arid areas of Inner Mongoliaon

摘要

目的 研究自美国引进的高丹草（AS6016）在我国内蒙古自治区寒冷及干旱地区的种植表现，为推动饲草产业健康发展及畜牧业转型升级提供科学依据。 方法 以呼和浩特市布和家庭农场、兴安盟公主岭牧场为试验地，分别进行旱区和寒区种植试验，于2022年5月末实地种植高丹草（AS6016）53 hm²，分别于2022年8月、9月进行刈割，获取鲜草及干草试验样本，采用凯氏定氮法、索式浸提法等对粗蛋白、粗脂肪、糖分等营养成分进行检测，并进行了经济效益分析。 结果 确定高丹草（AS6016）最佳营养价值收获时间为拔节后期，该阶段收获并青贮后粗蛋白含量达11.78%、粗脂肪含量达1.91%，且产量与收益分别为同期青贮全株玉米的2.07、2.45倍。 结论 寒旱地区高丹草（AS6016）的种植与利用具有可行性，能够在保障草食畜产品有效供给、维护国家粮食安全上发挥重要作用。

关键词

高丹草 / 寒旱地区 / 种植 / 营养成分 / 经济效益 / 粮食安全

Key words

American sorghum / cold and arid areas / planting / nutrition components / economic benefits / food security

近年来，畜牧业发达国家已把饲草纳入了农业种植体系，实行粮-经-草三元结构，从以前的只重视粮食、经济作物向发展粮食、经济、饲料作物转变^[1]。当前我区种植业仍在延续传统的粮-经作物二元结构，主要依赖土壤中的营养供给并加施氮、磷、钾等化学肥料。该模式一方面导致土壤越趋贫瘠，另一方面土地连年遭到化学污染和损害，陷入越种植化肥施量越大、作物单产越难以提高、土壤肥力越差、损害越严重的恶性循环之中。

高丹草作为一种优质饲草，能够在保证饲料粮供给安全、弥补优质饲草大面积不足^[2]的同时，为我国寒旱区种植业二元结构的转型升级提供选择。它由高粱和苏丹草杂交而成, 将抗旱、耐盐碱、适应性广、再生能力强等优良因子结合在一起^[3-4]。同时，综合了高粱茎粗、叶宽和苏丹草的分蘖力强、再生力强、叶量丰富、木质素含量低的特性^[5-6]，杂种优势非常明显。

近年来，国内外学者在高丹草种植方面做了大量的工作，并且取得了显著的成效，日本、美国、澳大利亚、土耳其和国际半干旱作物研究所（印度）均开展了相关研究，我国的高丹草育种及种植工作也取得了一定进展。根据《内蒙古统计年鉴（2023年）》^[7]，内蒙古自治区地处北纬37°～53°，属于典型的“冷凉经济带”，全区耕地面积1 153.33万hm²，总量位列全国第2；人均耕地0.478 hm²，是全国平均水平的5倍，居全国首位；全区猪牛羊禽肉产量200余万t。农牧业作为我区的重要产业，其健康发展在保障粮食安全、农牧民增收致富及乡村振兴等方面发挥着重要作用。为建设国家重要农畜产品生产基地，实现农牧业大区向农牧业强区转变，笔者所在的内蒙古自治区农牧业技术推广中心于2015年引进美国高丹草（AS6016），相继在巴彦淖尔市农垦、包头市农垦、赤峰市农垦、兴安盟农垦、呼伦贝尔市农垦进行多次种植试验，期间获得美国加州州立大学灌溉技术中心农学家Timothya Jacobsen的技术指导，积累了较为丰富的种植经验。

为进一步验证寒旱地区高丹草（AS6016）的种植与利用的可行性，本研究从高丹草（AS6016）的寒旱地区种植表现、最佳收获时间、营养成分及经济效益等方面进行对比分析，明确种植高丹草的营养价值和经济优势，旨在为内蒙古寒旱区种植业可持续发展、畜牧业转型升级提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

从河北新世纪周天生物科技有限公司购买高丹草（AS6016）种子1 200 kg，经检测，纯度为98.8%，净度98.5%，发芽率92.3%，水分13%，符合《中华人民共和国种子法》中强制性种子质量标准要求。

1.2 试验区基本情况

1）旱区。试验地点位于呼和浩特市布和家庭农场。呼和浩特市地处内蒙古自治区中部大青山南侧，平均海拔1 040 m，属于典型的蒙古高原大陆性气候，年平均气温2～14 ℃，年总降水量381 mm左右（http://nm.cma.gov.cn/）。试验时间：2022年5月24日至9月22日。

2）寒区。试验地点位于兴安盟公主岭牧场。兴安盟地区平均海拔263.6 m，处于温带大陆性季风气候区，冬季严寒漫长，平均温度-21.4～-11.3 ℃。年平均气温大部地区为4～6 ℃，年降水量542～789 mm（http://nm.cma.gov.cn/）。试验时间：2020年5月29日至8月13日。

1.3 收割试验

试验分别选取内蒙古自治区旱区、寒区进行种植。旱区试验田种植面积20 hm²，分别于生长期75 、120 d进行留茬收割，从不同生长期、刈割高度等方面分析最佳营养价值收获时间。寒区试验田种植面积33 hm²，于生长期75 d进行收割，将其营养成分与燕麦草、玉米全株粗等当前主流饲料营养成分进行对比，分析高丹草（AS6016）在畜牧业养殖中的优势。收割机具统一使用常武牌收割机R175B（江苏常发农业装备股份有限公司）。

1.4 指标测定

试验样本送至内蒙古自治区农科院，对水分、绝干灰分、绝干粗蛋白、粗脂肪、糖分等指标进行检测。其中，粗蛋白含量直接关系到饲料的品质，是评价饲料基本属性的一项重要指标。

试验中依据GB/T 6435―2014《饲料中水分的测定》的直接干燥法测定试样的水分含量。

依据GB/T 6432―2018《饲料中粗蛋白的测定》，采用凯氏定氮法测定试样中的粗蛋白含量。

依据GB 2906―1982《谷类、油料作物种子粗脂肪测定方法》，采用索式浸提法测定粗脂肪含量。

依据GB 5009.4―2016《食品中灰分的测定》，采用直接灰分法测定绝干灰分含量。

采用蒽酮比色法^[8]测定试样中的糖分含量。

1.5 统计分析

将试验田平均分为4份，各选取样本进行平行试验。试验数据采用 SPSS 23.0 统计学软件进行单因素方差分析（One-way ANOVA），以“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 旱区试验分析

大田种植高丹草（AS6016）不同收割时间的营养价值见表1。由表1可知,当生长时间为75 d时，干草粗蛋白含量为7.6%；当生长时间达到118 d时，干草粗蛋白含量为4.99%，较75 d时下降34.3%。分析表明适宜在拔节中期、株高1.6 m时进行收获，此时营养价值处于较高水平。

由表2分析可知，青贮高丹草（AS6016）的粗蛋白及粗脂肪含量分别可达11.78%、1.91%。可见高丹草经青贮加工后，在具备柔嫩多汁、气味芬芳、适口性好、消化率高等优点的同时，能够很好地保留其营养价值。

2.2 寒区试验分析

将高丹草（AS6016）营养成分与燕麦草、玉米全株等主要的饲料原料进行营养成分进行对比，由表3可见，高丹草（AS6016）粗蛋白含量较玉米全株高0.14百分点，粗脂肪含量较燕麦草、玉米全株分别高0.96、3.03百分点。

2.3 经济效益分析

2020年，笔者所在团队在内蒙古赤峰市农垦、兴安盟农垦等地种植高丹草（AS6016）153 hm²，实现了水浇地鲜草平均每公顷产量130.5 t、旱地鲜草平均每公顷产量67.5 t。经测算，平均每公顷可为150只70 kg的成年昭乌达育肥羊提供全年粗饲料。

如表4所示，按2020年同期售价对比，当地每公顷收益较青贮全株玉米高27 900元。对比近些年的种植试验数据发现，适宜在高丹草拔节中期、株高1.6 m时进行收获，该阶段营养含量可达最佳状态，较燕麦草、玉米全株等当前主要饲料原料均有不同程度的优势（表3）。同时，高丹草高产、稳定的生产特性也有优良的种植表现，其种植收益为全株玉米的2.45倍；2023年，笔者所在团队在内蒙古自治区乌兰察布市商都县试验基地种植高丹草（AS6016）20 hm²，应用高丹草节水灌溉及水肥耦合技术，实现旱作条件下单产90 t/hm²，每公顷可供135～140只羊全年饲用。与玉米相比，节约种植成本4 500元/hm²，产量增加30 t，再次印证了种植高丹草的经济优势。

3 讨论

3.1 营养价值方面

不同生育期饲草的营养价值和干物质产量有很大差异。越幼嫩的饲草营养价值越高，但干物质产量较低；越接近成熟期的饲草干物质产量越高，但营养价值较低^［10-12］。特别是粗蛋白、粗脂肪等重要指标，其含量直接关系着饲草的品质^［13］。本研究表明，高丹草（AS6016）具有较强的适应能力，能够在寒旱地区正常生长且富含丰富的粗蛋白、粗脂肪，其营养成分较燕麦草及玉米全株均有不同程度的优势，可以为畜牧业养殖提供新的饲草料选择。

姜义宝等^［14］研究了不同刈割高度对高丹草产量及营养品质的影响，认为适宜的刈割高度为1.4～1.8 m。周丽等^［15］研究表明，在1.5～1.6 cm时刈割，鲜草产量最高，蛋白质含量和相对饲用价值最高。本试验于拔节中期、株高1.6 m时进行收割的研究结论与前人基本一致，此时对比燕麦草及玉米全株的营养成分均有不同程度的优势，当株高达到2 m时，其粗蛋白含量下降幅度达34%。平俊爱等^［16］研究对比了‘晋牧１号’‘皖草3号’及‘乐食’等不同品种的高丹草营养成分，其中‘晋牧１号’表现最优，含有粗蛋白14.7%，粗灰分 8.0%，粗脂肪 23.5%，较青贮玉米具备更高的营养价值。本试验结论与上述研究结果基本一致，具体成分含量差异可能受品种、地理位置等因素影响而产生差异。

3.2 经济效益方面

针对农民而言，以2020年同期售价分析，每公顷高丹草（AS6016）种植的投入较青贮全株玉米少900元，而收入可增加27 000元，能够为农户带来更好的经济效益。鉴于现阶段高丹草未进行全面推广，其市场认可度未达到全株玉米水平，针对现实需求差距，张银来等^［17］研究表明玉米、高丹草在种植行数比为2∶2模式时，既能取得较高的产量，饲草的营养价值也比较高，更利于种植户的售卖与收益。

针对牧民而言，通过特定比例的高丹草与精料等混合饲喂，能够替代传统畜牧业日粮中的精料和青干草的比重，具有较好的育肥效果^[18-19]。也可将高丹草与普通青贮混合饲喂，综合牧草的优良特性，既能克服单独青贮牧草的缺点，又能改善饲草营养品质、提高饲用价值^［20］。陈云鹏等^[21]研究比较了在等量精料的基础上饲喂青贮高丹草和青贮全株玉米对西杂牛育肥效果及屠宰率的影响。结果发现：高丹草青贮饲料的育肥效果显著高于全株玉米；高丹草组平均每头牛比全株玉米组多盈利471.63元，且高丹草组每增加1 kg的成本比全株玉米组低17.97%。证明其丰富的营养成分能够为畜牧业带来更好的经济效益。

综上，高丹草（AS6016）的推广种植具有较好的营养成分、适应能力及经济收入等优势。现阶段，内蒙古自治区高丹草产销用一体化体系尚未成型，下一步需提高高丹草供应与草食家畜养殖规模、利用模式的适配度，推广以草定畜、草畜配套的模式，从而改善饲草结构。同时，利用高丹草（AS6016）饲喂多羔肉羊，探索“种草养畜，节本增效”养殖模式，进一步分析其在畜牧业养殖中的实际优势。

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基金资助

呼和浩特市重大科技专项(2021-农-重-9)

内蒙古自治区人才基金(2022年)

内蒙古科技创新引导项目(kcjl-202214)