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粮饲兼用是指将籽实作物营养生长期生物量刈牧供家畜利用,作物再生后仍可收获籽粒的一种生产方式,已在美国、澳大利亚及阿根廷等10多个草畜发达国家及地区普遍实施。为探明我国开展小麦(Triticum aestivum)粮饲兼用的可行性,本研究于2008年至2013年开展了一系列的小麦粮饲兼用生产潜力研究,探讨了粮饲兼用措施下小麦再生生长的积温需求、干物质及碳水化合物积累和分配动态,阐明了氮素对其再生生长的补偿机制,分析了小麦粮饲兼用下的综合经济效益,研究得到如下主要结果：1.在澳大利亚昆士兰州灌溉条件下,相同刈割时间下短生育期春小麦品种’Crusader’所获饲草产量低于长生育期品种’Gregory’,分蘖期相同生育期刈割利用,’Crusader’的饲草产量比’Gregory’降低0.7t/hm2。各刈割处理下,’Crusader’再生10天内的再生速度较慢,但后期速度加快,相同再生生长天数的干物质积累量、叶面积指数(LAI)、光合有效辐射截获率(IPAR)和可溶性碳水化合物(WSC)含量显著高于’Gregory’。分蘖期(5个分蘖)刈割,’Crusader’和Gregory’的籽粒产量分别较不刈割对照减产5%和10%。短生育期春小麦品种粮饲兼用下再生生长优势明显,籽粒减产幅度小于长生育期品种,适于粮饲兼用。2.2008年至2010年,在陇东黄土高原雨养条件下,冬小麦分蘖期刈割可收获青饲草0.82-1.25t/hm2,饲草粗蛋白(CP)含量为20%-25%；拔节期后刈割,饲草产量较分蘖期显著增加,但品质显著下降,花期CP含量仅为10%。分蘖期刈割,再生至花期和成熟期的日期延迟0-4天,各发育阶段的积温需求同不刈割对照无显著差异(P>0.05)。拔节期后刈割,开花和成熟日期延迟3-33天,孕穗期后刈割导致全生育期的有效积温显著增加137℃以上,再生生长至拔节、孕穗至抽穗的有效积温分别显著增加71℃和80℃以上,而花期至成熟期的有效积温显著降低148℃以上(P<0.05)。分蘖期(5-6个分蘖)刈割,籽粒产量和产量构成同不刈割对照无显著差异,分蘖期(9个分蘖)刈割导致籽粒显著减产32%(P<0.05),拔节期后刈割籽粒显著减产62%以上(P<0.05),秸秆产量、收获指数和产量构成较不刈割对照均显著(?)低(P<0.05)。由此可见,分蘖期(5～6个分蘖)刈割下的饲草饲用品质较高,籽粒减产幅度较小,是冬小麦适宜粮饲兼用的最佳时期,花期至成熟期有效积温的稳定是其籽粒稳产的内在机制,且丰水年的粮饲兼用性能明显高于欠水年。3.2009年至2011年,冬小麦齐地面刈割下的饲草产量为1.01t/hm2,留茬高度提高至3cm时,其饲草产量降低46%,留茬6cm下降低81%。齐地面刈割下,丰水年籽粒产量较不刈割对照减产16%,欠水年孕穗期和花期干物质量、LAI和截光率较不刈割对照显著降低,WSC含量降低,籽粒显著减产34%(P<0.05),主要归因于单位面积穗数的减少。留茬3cm下,丰水年再生生长灌浆期和成熟期干物质积累增加,籽粒显著显著增产24%,单位面积穗数显著增加37%(P<0.05),欠水年孕穗期和花期LAI和截光率,各指标较不刈割对照均有所降低,籽粒减产31%(P>0.05)。留茬6cm下,欠水年孕穗期和花期干物质量低于不刈割对照,而LAI和截光率、WSC含量增加,籽粒产量和产量构成同不刈割对照无显著差异。再生生长孕穗期和花期的生物量和WSC同籽粒产量和穗粒数均呈显著正相关关系(P<0.001),孕穗期和花期生物量每增加1000kg/hm2,则籽粒产量可增加0.5t/hm2,孕穗期和花期WSC含量每增加1000kg/hm2,则籽粒产量分别可增加0.3t/hm2和1.3t/hm2。4.0、60和120kgN/hm2氮素添加下,随施氮量的增加,刈割后冬小麦花期和成熟期物候有所延迟,全生长季有效积温增加,籽粒和秸秆产量、籽粒粗蛋白含量、单位面积穗数和粒数,及植株吸氮量均呈逐渐增加趋势。刈割后施氮0和60kgN/hm2处理下的各指标同不刈割对照无显著差异,而刈割后施氮120kgN/hm2下籽粒产量显著降低18%(P<0.05),秸秆产量显著增加17%(P<0.05),收获指数降低20%(P>0.05),说明刈割后氮素的补偿作用主要体现在营养部位。较刈割后不施氮,刈割后施氮单位面积穗数和粒数分别增加35%和11%以上(P>0.05),说明氮素添加可增加单位面积穗数和粒数实现籽粒产量的提高。5.经羔羊冬季放牧16天后,冬小麦籽粒灌浆阶段的干物质积累、单位面积籽粒重及千粒重同不放牧对照无显著差异,但茎部各节干物质量和可溶性碳水化合物贮藏有所降低,穗梗和茎部干物质转移量及贡献率较不放牧对照显著降低24%以上(P<0.05),WSC转移量及贡献率较不放牧对照显著降低29%以上(P<0.05),导致茎部总干物质和WSC转移量及贡献率显著降低(P<0.05)。牧后冬小麦籽粒产量和秸秆产量、收获指数、产量构成同不放牧对照均无显著差异(P>0.05)。因此,尽管放牧下灌浆阶段茎储物对籽粒的贡献显著降低,但籽粒生产不受影响,说明光合能力的增加是实现籽粒稳产的内在机制。6.冬小麦地放牧16天后羔羊平均活体增重速率为166g/d/只,显著高于对照玉米茬地放牧羔羊活体增重率(88g/d/只),羔羊采食冬小麦的活体增重量较对照羔羊提高60kg/hm2。放牧后冬小麦籽粒较不放牧对照减产0.05t/hm2,按当前冬小麦籽粒价格及活体绵羊价格计算,此年份冬小麦粮饲兼用可增收1400元/hm2。综合分析各刈割模拟放牧下的经济效益,冬小麦粮饲兼用最佳的技术体系为于分蘖期(5-6个分蘖)进行刈牧利用,留茬3cm,并于拔节期追施尿素60kg N/hm2。研究以小麦作为饲草资源的新材料,系统研究了小麦刈牧利用维持其籽粒稳产的积温机制、干物质和碳水化合物基础,及氮素补偿机制,明确了陇东黄土高原雨养农业区小麦粮饲兼用的最佳管理措施及其经济效益优势,对推广应用粮饲兼用措施,促进草食畜牧业发展,实现农民增产增收具有重要意义。