飼用小黑麥適宜刈割時(shí)期及刈割次數(shù)研究

謝 楠，李 源，趙海明，游永亮，呂德智，劉貴波

(河北省農(nóng)林科學(xué)院 旱作農(nóng)業(yè)研究所，河北 衡水 053000)

一年或越年生小黑麥(×TriticosecaleWittmack)是小麥(Triticum)和黑麥(Se-cale)屬間遠(yuǎn)緣雜交，并通過染色體加倍人工合成的新物種。我國小黑麥研究始于20世紀(jì)50年代，1976年育成品種并推廣，先后在西南、西北作為糧食種植[1]。隨著我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和生態(tài)建設(shè)的需要，小黑麥的優(yōu)良特性突顯，以抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣、生物產(chǎn)量高、營養(yǎng)品質(zhì)好[2,3]，主要作為飼草應(yīng)用于畜牧業(yè)，種植面積和適種區(qū)域也在不斷擴(kuò)大。

畜牧業(yè)在河北省占據(jù)重要地位[4]，但制約畜牧業(yè)乃至奶業(yè)健康快速發(fā)展的瓶頸問題是優(yōu)質(zhì)飼草的短缺，推廣種植飼用小黑麥能夠緩解這一問題，還能有效利用干旱瘠薄地、閑散廢棄地、冬閑棉田，且不與糧棉爭地，因此，發(fā)展飼用小黑麥對(duì)該區(qū)畜牧業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

飼用小黑麥根據(jù)飼喂對(duì)象不同可采用多次刈割的形式，有關(guān)飼用小黑麥刈割時(shí)期和刈割次數(shù)的研究，不同地方的學(xué)者已有過研究報(bào)道，李誠等[5]在新疆對(duì)4個(gè)飼草型小黑麥品種(系)的研究表明，不同品種的最佳刈割期分別在揚(yáng)花7 d及揚(yáng)花7～15 d；李晶等[6]在黑龍江省對(duì)小黑麥的再生適宜刈割期和播種密度研究得出，600萬株/hm2、分蘗盛期刈割表現(xiàn)最佳。何峰等[7]在四川洪雅的研究表明，小黑麥增加刈割次數(shù)造成生長速率下降，產(chǎn)量降低；李焰焰等[8,9]在皖北地區(qū)的研究得出，小黑麥中飼237和中新830在該區(qū)適應(yīng)性好，能夠刈割1～2次；王增遠(yuǎn)等[10]、宋慧欣等[11]分別報(bào)道了青貯和干草的收割期；董衛(wèi)民等[12]報(bào)道小黑麥可多次刈割。研究多居于當(dāng)?shù)?，且研究結(jié)果存在一定差異。試驗(yàn)通過對(duì)不同刈割次數(shù)的比較及采用回歸分析飼用小黑麥的生長發(fā)育與飼用品質(zhì)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，旨在確定出河北低平原區(qū)刈割的最佳次數(shù)和時(shí)期，為當(dāng)?shù)仫曈眯『邴溑c棉花復(fù)種技術(shù)和飼用小黑麥的生產(chǎn)利用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試品種

供試品種分別為中飼828和NTH1048，均由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物所提供。

1.2 研究方法

1.2.1 試驗(yàn)地點(diǎn) 試驗(yàn)分別于2009年10月至2012年6月在河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所試驗(yàn)站進(jìn)行。試驗(yàn)地位于E 115°42′，N 37°44′，海拔高度20 m，年均降水量510 mm，其中70%的降水集中在7、8月。年均氣溫12.6 ℃，無霜期206 d。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 2009年第1年度試驗(yàn)設(shè)4個(gè)刈割處理，每處理播種1小區(qū)，小區(qū)面積5 m×3 m，重復(fù)3次，隨機(jī)排列，2009年10月15日播種，品種為中飼828，條播，行距20 cm，播量187.5 kg/hm2。試驗(yàn)處理分為開花后7 d 1次刈割和孕穗期前2次刈割。2次刈割處理有3個(gè)組合，首次刈割日期分別為2010年4月25日，5月1日和5月6日，從4月25日開始，不同刈割處理間隔5 d；第2次刈割均在5月29日。為保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，每處理刈割時(shí)，對(duì)隨機(jī)選取的小區(qū)去掉兩側(cè)邊行及兩邊各50 cm行頭，剩余面積全部刈割進(jìn)行產(chǎn)量測定，刈割時(shí)留茬高度5 cm。

2011年試驗(yàn)設(shè)7個(gè)刈割處理，每處理播種1小區(qū)，小區(qū)面積5 m×3 m，重復(fù)3次，隨機(jī)排列，2011年10月18日播種，品種為NTH1048，條播，行距20 cm，播量187.5 kg/hm2，試驗(yàn)采用1次性刈割，刈割日期分別為2012年4月23日、4月29日、5月5日、5月11日、5月17日、5月23日和5月29日，不同刈割處理間隔6 d。試驗(yàn)刈割處理測產(chǎn)方法同第1年度，刈割時(shí)留茬高度5 cm。

1.2.3 試驗(yàn)田間管理 2009年播前底施復(fù)合肥750 kg/hm2(N15-P15-K15)，春季返青期結(jié)合灌水追施尿素150 kg/hm2。

2011年播前底施復(fù)合肥750 kg/hm2(N15-P15-K15)，尿素127.5 kg/hm2；春季返青期結(jié)合灌水追施尿素600 kg/hm2。

1.2.4 調(diào)查項(xiàng)目及方法 (1)草產(chǎn)量 每小區(qū)去掉邊行及兩頭，剩余面積全部刈割進(jìn)行鮮草產(chǎn)量的測定，之后折算成公頃產(chǎn)鮮重，并通過鮮干比折算干草產(chǎn)量；(2)株高 每小區(qū)中隨機(jī)取10株進(jìn)行測量。已抽穗的植株從地面量至穗頂，不包括芒；未抽穗的植株從地面量至主莖心葉的葉尖或倒二葉的喇叭口處，求其平均值；(3)鮮干比 鮮草刈割測產(chǎn)后，每樣點(diǎn)分別取鮮草樣500 g，待自然風(fēng)干后稱量干重，計(jì)算鮮干比(風(fēng)干量/鮮樣量)；(4)莖葉比 每小區(qū)分別取鮮草樣500 g，將莖和葉分開后自然風(fēng)干，分別稱重，計(jì)算莖葉比(莖質(zhì)量/葉質(zhì)量)；(5)莖數(shù) 在每小區(qū)刈割測產(chǎn)前，對(duì)測產(chǎn)面積內(nèi)全部植株進(jìn)行莖數(shù)的調(diào)查；(6)粗蛋白含量 每小區(qū)取鮮草樣烘干后，采用凱氏定氮法進(jìn)行蛋白質(zhì)含量的測定。之后根據(jù)粗蛋白含量折算粗蛋白產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

產(chǎn)草量、粗蛋白產(chǎn)量數(shù)據(jù)，用SAS軟件進(jìn)行方差分析；運(yùn)用Excel 2003 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及作圖；用DPS 3.01軟件建立回歸模型。

2 結(jié)果與分析

2.1 飼用小黑麥的生育特點(diǎn)

2.1.1 飼用小黑麥的生育期變化 飼用小黑麥10月中旬播種，第2年4月15日進(jìn)入拔節(jié)期。2010年因早春較往年氣溫偏低，致使飼用小黑麥品種中飼828的拔節(jié)期有所延遲，到4月18日進(jìn)入拔節(jié)期，隨著生育進(jìn)程的進(jìn)行，5月8日相繼進(jìn)入抽穗期，2個(gè)品種的籽實(shí)成熟期都在6月15日(表1)。

表1 飼用小黑麥的生育期調(diào)查Table 1 The growth period of forage triticale 月-日

2.1.2 飼用小黑麥NTH1048的生長發(fā)育動(dòng)態(tài)變化 (1)株高變化 由2012年的試驗(yàn)結(jié)果得出，飼用小黑麥NTH1048品種拔節(jié)期后8 d進(jìn)行首次刈割，之后隨著生育進(jìn)程的進(jìn)行株高上升趨勢明顯(圖1)，在拔節(jié)期后32 d(開花期)，株高基本趨于穩(wěn)定?；貧w分析得出，NTH1048拔節(jié)期后8～44 d，株高隨生育天數(shù)變化的擬合方程為(P<0.01)：

y=194.28/1+e(1.67-0.10x)，r=0.961

式中：y為株高(cm)，x為生育天數(shù)(d)。株高變化規(guī)律符合Logistic生長模型。

(2)鮮草產(chǎn)量變化 NTH1048鮮草產(chǎn)量隨著生育天數(shù)的延長呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(圖2)，拔節(jié)期后26 d(抽穗期)鮮草產(chǎn)量達(dá)最大值。回歸分析得出，拔節(jié)期后8～44 d，飼用小黑麥鮮草產(chǎn)量隨生育天數(shù)變化的擬合方程為(P<0.05)：

y=15 329.04+2 636.62x-46.36x2，r=0.790

式中:y為鮮草產(chǎn)量(kg/hm2)，x為生育天數(shù)(d)，其變化趨勢符合二次曲線回歸模型。

圖1 飼用小黑麥株高動(dòng)態(tài)變化Fig.1 Dynamic plant heights of forage triticale

圖2 飼用小黑麥鮮草產(chǎn)量動(dòng)態(tài)變化Fig.2 Dynamic fresh yields of forage triticale

(3)干物質(zhì)積累變化 NTH1048干物質(zhì)積累量變化趨勢顯示(圖3)，隨著刈割時(shí)間的推遲呈現(xiàn)逐漸增高趨勢，以拔節(jié)期后44 d(灌漿期)達(dá)最大值，原因是灌漿期隨著植株的生長，干物質(zhì)積累相對(duì)較多，干重也最大?；貧w分析得出，飼用小黑麥干物質(zhì)積累量，拔節(jié)期后8～44 d隨生育天數(shù)變化的擬合方程為(P<0.01)：

圖3 飼用小黑麥干物質(zhì)積累量動(dòng)態(tài)變化Fig.3 Dynamic dry matter yields of forage triticale

y=26 168.98/1+e(2.53-0.149x)，r=0.979

式中:y為干物質(zhì)積累量(kg/hm2)，x為生育天數(shù)(d)，增長曲線符合Logistic生長模型。

(4)鮮干比變化 飼用小黑麥鮮干比的變化隨著生育天數(shù)的延長呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(圖4)，以拔節(jié)期后44 d(灌漿期)鮮干比達(dá)最大值，說明隨著植株生育進(jìn)程的進(jìn)行，地上部植株含水量逐漸降低，干物質(zhì)積累增加，致使干重較大，鮮干比遞增。經(jīng)回歸分析得出，鮮干比隨生育天數(shù)變化的擬合方程為(P<0.01)：

y=0.013x+0.051，r=0.963

式中：y為鮮干比，x為生育天數(shù)(d)，其變化規(guī)律符合一元線性回歸模型。

圖4 飼用小黑麥鮮干比動(dòng)態(tài)變化Fig.4 Dynamic dry to fresh ratio of forage triticale

(5)莖數(shù)變化 飼用小黑麥隨生育進(jìn)程其莖數(shù)呈現(xiàn)逐漸遞減趨勢(圖5)，以拔節(jié)后8 d最高，拔節(jié)期后44 d(灌漿期)達(dá)最小值，降幅明顯，表明無效分蘗已隨著植株生長趨于死亡?；貧w分析得出，飼用小黑麥莖數(shù)在拔節(jié)期后8～44 d隨著生育天數(shù)變化的擬合方程為(P<0.01)：

y=-5.04x+585.96，r=0.942

圖5 飼用小黑麥莖數(shù)動(dòng)態(tài)變化Fig.5 Dynamic stem number of forage triticale

式中：y為莖數(shù)(萬個(gè)/hm2)，x為生育天數(shù)(d)，其變化趨勢符合一元線性回歸模型。

2.2 飼用小黑麥的飼用品質(zhì)特性動(dòng)態(tài)變化

2.2.1 莖葉比變化 飼用小黑麥莖葉比隨生育天數(shù)變化顯示(圖6)，拔節(jié)期后8 d至拔節(jié)期后32 d(開花期)增幅明顯，莖稈生長較快，開花期以后莖葉比有所降低，灌漿期(拔節(jié)期后44 d)相對(duì)較低。回歸分析得出，莖葉比隨著生育天數(shù)變化的擬合方程為(P<0.05)：

y=0.198+0.117x-0.002x2，r=0.852

式中：y為莖葉比，x為生育天數(shù)(d)，莖葉比的變化趨勢符合二次曲線回歸模型。

圖6 飼用小黑麥莖葉比動(dòng)態(tài)變化Fig.6 Dynamic stem to leaf ratio of forage triticale

2.2.2 粗蛋白含量變化 飼用小黑麥全株粗蛋白含量變化(圖7)，隨著植株生長，粗蛋白含量逐漸降低，飼用品質(zhì)下降，以拔節(jié)期后44 d(灌漿期)粗蛋白含量最低。經(jīng)過回歸分析得出，粗蛋白含量在飼用小黑麥拔節(jié)期后8～44 d隨著生育天數(shù)變化的擬合方程為(P<0.01)：

y=-0.33x+19.25，r=0.927

圖7 飼用小黑麥粗蛋白含量動(dòng)態(tài)變化Fig.7 Dynamic crude protein contents of forage triticale

式中：y為粗蛋白含量(%)，x為生育天數(shù)(d)，粗蛋白含量的變化規(guī)律符合一元線性回歸模型。

2.2.3 粗蛋白產(chǎn)量變化 飼用小黑麥粗蛋白產(chǎn)量隨著生育天數(shù)變化顯示(圖8)，以拔節(jié)期后20 d抽穗初期)粗蛋白產(chǎn)量最高，與其他刈割時(shí)間差異顯著，之后隨著生育天數(shù)的延長粗蛋白產(chǎn)量呈逐漸下降的趨勢，但總體以拔節(jié)期后8 d的粗蛋白產(chǎn)量最低。回歸分析得出，粗蛋白產(chǎn)量在拔節(jié)期后8～44 d隨著生育天數(shù)變化的擬合方程為(P<0.01)：

y=1 796.19/1+e(7.71-0.90x)，r=0.926

式中:y為粗蛋白產(chǎn)量(kg/hm2)，x為生育天數(shù)(d)，粗蛋白產(chǎn)量的變化趨勢符合Logistic生長模型。

圖8 飼用小黑麥粗蛋白產(chǎn)量動(dòng)態(tài)變化Fig.8 Dynamic crude protein yields of forage triticale

2.3 飼用小黑麥中飼828刈割時(shí)期和次數(shù)對(duì)其產(chǎn)草量和品質(zhì)的影響

對(duì)不同刈割處理下飼用小黑麥品種中飼828產(chǎn)草量進(jìn)行的方差分析表明(表2)，不同處理間均存在顯著差異(P<0.05)，鮮草產(chǎn)量隨著刈割時(shí)間的推遲，產(chǎn)量遞增，抽穗期達(dá)最大值，之后鮮草產(chǎn)量又呈現(xiàn)遞減的趨勢。2次刈割處理以首次刈割期5月1日的鮮草產(chǎn)量較高，與首次刈割期4月25日的鮮草產(chǎn)量之間差異不顯著(P<0.05)，鮮草以5月6日(抽穗初期)1次刈割產(chǎn)量最高，可達(dá)48 119 kg/hm2，與其他刈割處理間存在極顯著差異(P<0.01)；干草產(chǎn)量以5月29日(灌漿期)1次刈割最高，為14 358 kg/hm2，顯著高于其他刈割處理，灌漿期植株干物質(zhì)積累較多，干重顯著增高。產(chǎn)草量比較得出，飼用小黑麥1次刈割優(yōu)于2次刈割。

不同刈割時(shí)期飼用小黑麥鮮干比和莖葉比均有顯著差異，鮮干比不同刈割時(shí)期，灌漿期最大，顯著高于拔節(jié)期和抽穗初期，灌漿期干物質(zhì)積累較多，干重相對(duì)較大，鮮干比則較大；莖葉比呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，拔節(jié)期以后莖稈生長加快，莖葉比升高，灌漿期雖有所降低，但莖在植株體所占比重仍較大(表3)。

表2 2009～2010年不同刈割處理產(chǎn)草量Table 2 Yield of different cutting treatments

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)；不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)。下表同

表3 2009～2010年不同刈割期鮮干比、莖葉比Table 3 Fresh dry ratio and stem leaf ratio of different harvest dates

3 討論與結(jié)論

(1) 對(duì)飼用小黑麥的生長發(fā)育及飼用品質(zhì)變化的研究得出，飼用小黑麥隨著生育進(jìn)程的進(jìn)行，表現(xiàn)出粗蛋白產(chǎn)量降低而干物質(zhì)積累量遞增的趨勢，試驗(yàn)所得結(jié)果與李志堅(jiān)等[13]、李源等[14]分別在研究中所得結(jié)果相符。不同時(shí)期植株干物質(zhì)積累量與營養(yǎng)成分產(chǎn)量之間存在較大差異，但單位面積粗蛋白質(zhì)產(chǎn)量大小是決定何時(shí)刈割的重要因素，因此，確定最佳刈割期可以獲得較高的粗蛋白產(chǎn)量和飼草產(chǎn)量。

(2)最佳刈割時(shí)期的確定對(duì)于以收獲地上部營養(yǎng)體為目的的牧草來說尤為重要，其是決定飼草干草產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一[15]，在飼草生育期內(nèi)地上部營養(yǎng)物質(zhì)最大產(chǎn)量刈割時(shí)最好[16，17]。飼用小黑麥最佳刈割期的研究不同學(xué)者根據(jù)不同地區(qū)所采用的不同品種，刈割的利用目的等不同，所得結(jié)論不盡相同，孫元樞[18]得出小黑麥開花期收獲最佳；賈慎修[19]報(bào)道其最佳刈割期為孕穗、抽穗、開花和灌漿期；王增遠(yuǎn)等[10]得出揚(yáng)花后7～10 d和灌漿中期分別為小黑麥青貯和生產(chǎn)干草的收割期。試驗(yàn)通過對(duì)飼用小黑麥生長發(fā)育及飼用品質(zhì)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及刈割時(shí)期和次數(shù)對(duì)產(chǎn)草量影響的研究表明，拔節(jié)期后隨著生育天數(shù)的延長株高、干物質(zhì)積累量、粗蛋白產(chǎn)量的變化趨勢符合Logistic生長模型，鮮干比呈遞增趨勢，莖數(shù)、粗蛋白含量呈下降趨勢，符合一元線性回歸模型，鮮草產(chǎn)量、莖葉比隨生育天數(shù)變化呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，符合二次曲線回歸模型，綜合分析得出，在河北低平原區(qū)飼用小黑麥1次刈割應(yīng)在抽穗初期至抽穗期進(jìn)行效果較好，雖然飼用小黑麥刈割后再生是可行的，但是1次刈割優(yōu)于2次刈割，如根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際春季需進(jìn)行多次刈割時(shí)，每次刈割應(yīng)在拔節(jié)期以前完成，否則二茬草不能長出，影響草產(chǎn)量。

(3)試驗(yàn)選用的中飼828和NTH1048 2個(gè)品種，皆為國審和生產(chǎn)中的主推品種，在河北低平原區(qū)種植與其他飼用小黑麥品種如：NTH1877，中飼237和NTH2179等進(jìn)行比較[20,21]，產(chǎn)草量表現(xiàn)相對(duì)較高，莖葉比低，葉片較多，鮮草含水量大，苗期和萌芽期耐鹽試驗(yàn)也顯示[22]，2個(gè)品種在耐鹽性上表現(xiàn)較好。

(4)河北低平原區(qū)飼用小黑麥10月中旬播種，第2年5月初即可進(jìn)入抽穗期，正值刈割適期，因中飼828和NTH1048品種生育期都相對(duì)較晚[20]，如生產(chǎn)中選用生育期較早的飼用小黑麥品種(NTH2597和NTH2179)，抽穗期可提早到4月底，則可有效利用冬閑田，與棉花進(jìn)行輪作倒茬，不僅能解決早春飼草短缺的矛盾，還能增加冬春季節(jié)的地面覆蓋度，改善環(huán)境，具有良好的生態(tài)效益。

(5)試驗(yàn)2次刈割，選擇的刈割處理較少，沒有在株高上確定出第2茬草的最適刈割期范圍，在以后的研究中將加以完善，對(duì)飼用小黑麥早熟品種與棉花的復(fù)種技術(shù)，將在以后試驗(yàn)中作深入研究探討。

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