印度卡纳塔克邦班加罗尔区域农业研究站基于农艺措施优化的稗子饲草品质与生产力提升研究

《Frontiers in Plant Science》：Optimization of agronomic practices for enhanced fodder quality and productivity of barnyard millet at Zonal Agricultural Research Station, Bengaluru, Karnataka, India

　　

引言：由于社会经济偏好的变化以及饲料种植面积的减少，饲料危机正在加剧。因此，亟需探索粮食与饲料兼用作物的潜力。本研究评价了氮素水平、种植行距和收获时期对稗子谷饲草生产力与品质的影响。方法：田间试验于2024年和2025年8月至11月在卡纳塔克邦班加罗尔甘地克里希维格南肯德拉（GKVK）农业科学大学（UAS）区域农业研究站（ZARS）进行。试验采用因子随机完全区组设计（RCBD），设3次重复。12个处理组合包括3个氮素水平（N1：40 kg N ha^-1，N2：60 kg N ha^-1，N3：80 kg N ha^-1）、2种种植行距（P1：30 × 10 cm和P2：22.5 × 10 cm）和2个收获时期（H1：抽穗期和H2：生理成熟期）。结果：施用80 kg N ha^-1获得最高青饲产量（15,731 kg ha^-1）和干饲产量（3,969 kg ha^-1），其次为60 kg N ha^-1，而40 kg N ha^-1处理的产量最低。较小行距（22.5 × 10 cm）显著增加了生物量产量，青饲产量和干饲产量分别为14,999 kg ha^-1和3,601 kg ha^-1，而30 × 10 cm行距处理分别为13,855 kg ha^-1和3,270 kg ha^-1。抽穗期收获获得最高青饲产量（16,263 kg ha^-1），而生理成熟期收获获得最高干饲产量（3,602 kg ha^-1）。粗蛋白浓度在抽穗期较高（8.17%），而粗纤维浓度在生理成熟期增加（32.29%）。种植行距对饲草品质参数无显著影响。讨论：将施氮量从40 kg N ha^-1增加至80 kg N ha^-1可逐步提高饲草生产力，而较小行距增强了生物量生产。抽穗期早期收获有利于提高粗蛋白浓度和青饲产量，而生理成熟期收获增加了干物质产量和粗纤维浓度。总体而言，建议采用较小行距（22.5 × 10 cm）配合80 kg N ha^-1以改善饲草生产力，而收获时期的选择可根据产量与饲草品质之间的预期平衡进行调整。

稗子谷饲草产量与品质提升的农艺优化研究解读

一、研究背景与意义

印度虽拥有世界上最大的牲畜存栏量，却长期面临优质饲草供应严重不足的困境。据估算，当前印度青饲缺口达11.24%，干饲缺口达23.40%，对畜牧业可持续发展构成严重制约。随着耕地资源日益紧张，粮食生产优先的用地策略进一步压缩了饲草种植面积，使得依靠扩大面积解决饲草短缺问题难以为继。因此，通过高效的农艺管理措施提高饲草单位面积生产力，已成为满足日益增长饲草需求的关键路径。在此背景下，稗子谷（Echinochloa frumentacea L.）因其生育期短、适应边际环境、耐生物与非生物胁迫等特性，被视为具有潜力的气候韧性饲草作物。该作物在印度小杂粮中位居第二，年产量约96万吨，平均生产力为758 kg ha^-1，其籽粒富含蛋白质、膳食纤维及铁、锌等必需微量元素。在饲草利用方面，稗子谷秸秆的粗蛋白和钙含量高于稻秸和燕麦秸等常用禾谷类秸秆，且适于调制干草和青贮，总可消化养分（TDN）供应量可达61%。然而，关于种植行距、施氮量与收获时期三因素协同效应对稗子谷饲草产量和品质影响的研究仍较有限，尤其是在特定农业生态条件下的系统评价尚属空白。

二、研究内容与主要结论

针对上述问题，研究人员于2024年和2025年8月至11月，在印度卡纳塔克邦班加罗尔农业科学大学（UAS）甘地克里希维格南肯德拉（GKVK）校区区域农业研究站（ZARS）开展了为期两年的田间试验。试验地点位于东干旱区（ACZ-V），海拔930 m，土壤为红色砂壤土，pH值呈微酸性（5.62~5.64），有机碳含量偏低（0.36%~0.38%），有效氮含量较低（249.7~252.6 kg ha^-1），有效磷含量较高（45.12~46.80 kg ha^-1），有效钾含量中等（178.2~180.4 kg ha^-1）。试验采用因子随机完全区组设计（RCBD），设3次重复，共12个处理组合，包含3个施氮水平（N1：40、N2：60、N3：80 kg N ha^-1）、2种种植行距（P1：30 × 10 cm、P2：22.5 × 10 cm）和2个收获时期（H1：抽穗期、H2：生理成熟期）。供试品种为DHBM-93-3。

研究结果表明，施氮量增加显著促进了稗子谷植株生长和饲草产量形成。80 kg N ha^-1处理获得最高青饲产量（15,669 kg ha^-1）和干饲产量（3,911 kg ha^-1），其次为60 kg N ha^-1处理，40 kg N ha^-1处理产量最低。种植行距方面，22.5 × 10 cm密植处理的青饲产量（14,844 kg ha^-1）和干饲产量（3,586 kg ha^-1）均显著高于30 × 10 cm宽行距处理，这归因于密植条件下群体冠层覆盖率提高、单位面积光能截获效率增强，进而促进了总生物量积累。收获时期对产量的效应因指标而异：抽穗期收获获得最高青饲产量（16,174 kg ha^-1），而生理成熟期收获干饲产量较高（3,551 kg ha^-1），这与作物生育进程中鲜重下降、干物质比例上升的生理变化规律一致。

在饲草品质方面，施氮水平和收获时期均显著影响饲草营养成分，而种植行距对品质参数无显著影响。粗蛋白含量随施氮量增加而提高，80 kg N ha^-1处理粗蛋白含量最高（7.14%）；相反，粗纤维含量随施氮量增加而降低，80 kg N ha^-1处理粗纤维含量最低（27.16%）。抽穗期收获的粗蛋白含量（7.84%）显著高于生理成熟期（5.03%），而粗纤维含量在生理成熟期（31.97%）显著高于抽穗期（27.57%）。纤维组分分析显示，80 kg N ha^-1处理的酸性洗涤纤维（ADF）（24.48%）、中性洗涤纤维（NDF）（46.12%）和木质素（2.68%）含量均显著低于低氮处理，表明增施氮肥有利于降低纤维组分、改善饲草消化率。抽穗期收获的ADF、NDF和木质素含量分别为24.50%、46.47%和2.45%，均显著低于生理成熟期。消化性指标方面，80 kg N ha^-1处理的总可消化养分（TDN）和干物质消化率（DMD）最高，分别为69.90%和70.64%；抽穗期收获的TDN（69.22%）和DMD（69.82%）亦显著高于生理成熟期。相关分析进一步揭示，纤维组分（ADF、NDF、木质素）是限制饲草消化率的主要因素，与DMD呈强负相关（r = –0.982、–0.945、–0.833），而粗蛋白、灰分和细胞内容物与消化性指标呈正相关。各因素间的交互效应（N × P × H）均未达显著水平，表明施氮水平、种植行距和收获时期对饲草产量和品质的影响相互独立。

三、研究结论与应用价值

本研究系统证实了稗子谷作为气候韧性饲草作物在缓解旱地饲草短缺方面的重要潜力。通过优化农艺措施，采用80 kg N ha^-1结合22.5 × 10 cm密植，可实现饲草产量与营养品质的协同提升；收获时期可根据生产目标灵活选择——若追求高品质饲草宜在抽穗期收获，若侧重干物质积累则可推迟至生理成熟期。上述研究结果为半干旱和资源受限地区饲草生产提供了可操作的技术方案，对提升 livestock productivity、保障饲草安全供给具有重要的实践指导意义。