不同留茬高度對(duì)3種禾草草產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

劉皓棟，曹文俠，徐長(zhǎng)林，李 文，李小龍，張小嬌

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)學(xué)院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070)

不同留茬高度對(duì)3種禾草草產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

劉皓棟，曹文俠，徐長(zhǎng)林，李 文，李小龍，張小嬌

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)學(xué)院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070)

以3種3齡單播禾草為對(duì)象，研究了不同留茬高度0 cm (CH0)，2 cm (CH2)，4 cm (CH4)，6 cm (CH6)，8 cm(CH8)對(duì)草產(chǎn)量及牧草品質(zhì)的綜合影響。結(jié)果表明，中華羊茅草產(chǎn)量隨留茬高度的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，冷地早熟禾和青牧1號(hào)老芒麥呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)。中華羊茅與冷地早熟禾均在CH6時(shí)草產(chǎn)量最大，分別為233.36 g/m2，197.69 g/m2，而青牧1號(hào)老芒麥的最大草產(chǎn)量(236.11 g/m2)出現(xiàn)在CH0時(shí)。第1次刈割，隨留茬高度的增加，草產(chǎn)量下降，再生速度和粗蛋白含量先增后降，粗纖維含量先降后增；第2次刈割，隨留茬高度的增加，3種禾草草產(chǎn)量、粗蛋白和粗纖維含量先增加后降低，在留茬高度為CH6時(shí)均達(dá)到最大值，總有機(jī)碳含量于CH8達(dá)到最大值，再生速度變化不明顯。刈割留茬高度CH6和CH8保持了較高的生產(chǎn)力和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

多年生禾草；刈割高度；產(chǎn)草量；飼草品質(zhì)

建植人工草地是減輕天然草地放牧壓力，恢復(fù)草地生態(tài)的重要途徑，也是解決牧區(qū)冷季家畜補(bǔ)飼，保障家畜營(yíng)養(yǎng)平衡，實(shí)現(xiàn)牧區(qū)畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要手段。老芒麥(Elymussibiricus)、中華羊茅(Festucasinensis)和冷地早熟禾(Poacrymophila)因有較強(qiáng)的抗寒、抗旱能力成為西北高寒地區(qū)建植人工草地的主要草種[1]。刈割作為草地主要的利用方式，在抑制闊葉雜草、改善草地群落結(jié)構(gòu)，提升草地生產(chǎn)力等方面有重要作用[2，3]。近年來，國(guó)內(nèi)學(xué)者從不同刈割時(shí)期[4]、不同播期[5]及其栽培利用[6]等方面對(duì)禾草做了一些研究，但對(duì)高寒地區(qū)人工、半人工禾草地合理刈割利用方面的研究報(bào)道較少[7,9]。多年生禾草地隨刈割留茬高度的不同，年產(chǎn)草量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值發(fā)生顯著變化。試驗(yàn)研究了高寒地區(qū)不同刈割留茬高度對(duì)多年生禾本科單播草地的改良效果，以實(shí)現(xiàn)合理刈割措施下，多年生人工草地既能直接維持較高的生產(chǎn)力，產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的牧草，也能間接的提高畜產(chǎn)品質(zhì)量和土地利用率，保證草地畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于祁連山東段天祝藏族自治縣抓西秀龍甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)高山草原試驗(yàn)站，地處N 37°40′，E 132°32′，海拔2 960 m。試驗(yàn)地受馬牙雪山和雷公山隆起的影響氣候寒冷、氣溫低、日照短、天氣多變，年均溫度-0.1℃，全年>0℃的積溫為1 380℃。全年平均年降水量416 mm，年蒸發(fā)量1 592 m，降水主要集中于7～9月[10]。水熱同期，冷熱變化明顯(表1)，無絕對(duì)的無霜期。植物生長(zhǎng)期約為120～150 d，土壤類型為亞高山草甸土。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)的供試草種為中華羊茅、冷地早熟禾、青牧1號(hào)老芒麥(Elymussibiricuscv.Qinghai No.1)，草種皆來自青海省牧科院草原所。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及田間管理

多年生單播禾草地建植于2012年，采用隨機(jī)區(qū)組排列,4次重復(fù)，12個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積2 m×5 m，人工條播，行距20 cm，播量為冷地早熟禾0.93 g/m2、青牧1號(hào)老芒麥3.7 g/m2、中華羊茅1.85 g/m2，播種時(shí)間為2012年6月2日，每年進(jìn)行除雜和病蟲害的防治，全年圍封禁牧。

表1 2014年3種禾草生育期Table 1 Forage growth period and growth date in 2014 月-日

2014年7月1日，選擇3種禾草生長(zhǎng)均勻的區(qū)域設(shè)置樣方進(jìn)行第1次刈割處理(C1)，刈割時(shí)設(shè)置0 cm(CH0)、2 cm(CH2),4 cm(CH4),6 cm(CH6),8 cm(CH8)共5個(gè)留茬高度。7月24日進(jìn)行第2次刈割(C2)，刈割留茬高度同前。9月14日牧草停止生長(zhǎng)后，齊地面刈割，記為第3次刈割(C3)。計(jì)算總產(chǎn)草量。每次刈割草樣，測(cè)定其鮮重，并置于烘箱105℃殺青0.5 h，在60℃烘干至恒重，稱其干重，并磨細(xì)裝入自封帶貼標(biāo)備用。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

第2次、第3次刈割前，選取每種草各15株，測(cè)定株高，計(jì)算每次刈割后再生速度。將磨細(xì)備用樣品進(jìn)行粗蛋白、粗纖維和有機(jī)碳含量的測(cè)定。粗蛋白采用凱氏定氮儀進(jìn)行測(cè)定；粗纖維采用過濾法測(cè)定；總有機(jī)碳含量用multi N/C 2100s總有機(jī)碳分析儀進(jìn)行測(cè)定[11]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2013數(shù)據(jù)整理，用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的單因素方差分析，差異顯著性用Duncan法進(jìn)行多重比較，最后采用Excel作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同刈割留茬高度對(duì)草產(chǎn)量的影響

刈割留茬高度顯著影響3種禾草的草產(chǎn)量(圖1)。第1次刈割，3種禾草刈割留茬高度為CH0時(shí)，草產(chǎn)量最大，當(dāng)刈割留茬高度為CH8時(shí)，草產(chǎn)量最小，鮮草產(chǎn)量和干草產(chǎn)量隨刈割留茬高度的增加逐漸降低。相對(duì)于冷地早熟禾和中華羊茅，相同留茬高度，青牧1號(hào)老芒麥產(chǎn)量高；第2次割草，3種禾草的再生鮮草產(chǎn)量和干草產(chǎn)量隨留茬高度的增加先增加后降低，最大值皆出現(xiàn)于留茬高度為CH6。當(dāng)留茬高度為CH6時(shí)，中華羊茅的鮮草產(chǎn)量和干草產(chǎn)量、青牧1號(hào)老芒麥的干草產(chǎn)量顯著高于其他刈割留茬高度(P<0.05)。3次割草后，中華羊茅總草產(chǎn)量隨留茬高度的增加先增加后降低，于CH6達(dá)到最大草產(chǎn)量(233.36 g/m2)。冷地早熟禾和青牧1號(hào)老芒麥的產(chǎn)草量隨留茬高度的增加呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)，其中，冷地早熟禾在CH6時(shí)達(dá)最大草產(chǎn)量，為197.69 g/m2，青牧1號(hào)老芒麥于CH0時(shí)達(dá)最大值，為236.11 g/m2。留茬高度為CH4時(shí)，中華羊茅、冷地早熟禾、青牧1號(hào)老芒麥3種禾草總干草產(chǎn)量最低(圖2)，與最高的干產(chǎn)草產(chǎn)量相比，總干草產(chǎn)量分別下降了37.6%，33.7%和34.9%。

圖1 不同刈割留茬高度處理下的鮮草產(chǎn)量Fig.1 Variation of the fresh yield under different stubble heights注：不同字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05),下同

2.2 不同刈割留茬高度對(duì)再生速度的影響

第1次刈割后，中華羊茅、冷地早熟禾和青牧1號(hào)老芒麥的再生速度隨刈割留茬高度的增加先加快后減慢，于留茬高度CH6達(dá)到最大值(圖3)。留茬高度為CH6時(shí)，中華羊茅和冷地早熟禾的再生速度顯著高于其他留茬高度(P<0.05)，中華羊茅最快生長(zhǎng)速度為0.99 cm/d，冷地早熟禾最快生長(zhǎng)速度為0.55 cm/d。第3次刈割，中華羊茅和青牧1號(hào)老芒麥再生速度隨刈割留茬高度的增加先加快后減慢，留茬高度為CH6時(shí)，中華羊茅和青牧1號(hào)老芒麥的再生速度達(dá)到最大值(2.27 cm/d)，顯著高于其他留茬高度(P<0.05)。冷地早熟禾的再生速度隨留茬高度的增加而增加，于留茬高度CH8達(dá)到最大值1.44 cm/d。結(jié)果表明，冷地早熟禾再生速率較低，生長(zhǎng)較慢，尤其是當(dāng)留茬高度為CH2時(shí)，再生速率達(dá)到了0.13 cm/d。

圖2 不同刈割留茬高度處理下的干草產(chǎn)量Fig.2 Variation of hay yield under different stubble heights

圖3 不同刈割留茬高度處理下的再生速率Fig.3 Variation of regenerating rate under different stubble heights

2.3 不同刈割留茬高度對(duì)3種禾草粗蛋白的影響

第1次刈割，中華羊茅和冷地早熟禾粗蛋白含量隨著刈割留茬高度的增加先增加后降低，當(dāng)CH6粗蛋白含量達(dá)到最大值時(shí)，與其他刈割留茬高度差異顯著(P<0.05)。青牧1號(hào)老芒麥的粗蛋白含量隨著留茬高度的增加而增加，于CH8粗蛋白含量達(dá)到最大值16.23%；第2次割草，隨留茬高度的增加，中華羊茅、冷地早熟禾、青牧1號(hào)老芒麥粗蛋白含量皆表現(xiàn)為先升高后降低，當(dāng)留茬高度為CH4時(shí)，中華羊羊茅和冷地早熟禾粗蛋白最高，當(dāng)留茬高度為CH6時(shí)，青牧1號(hào)老芒麥粗蛋白含量顯著的高于其他留茬高度(P<0.05)；結(jié)果表明，中華羊茅、冷地早熟禾第2次刈割處理粗蛋白含量高于第1次刈割，留茬高度CH0，CH2和CH4表現(xiàn)最為突出，青牧1號(hào)老芒麥在留茬高度CH4和CH6表現(xiàn)相同的變化趨勢(shì)，說明CH0，CH2和CH4刈割留茬高度增加了冷地早熟禾和中華羊茅的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。同時(shí)也說明刈割不能增加青牧1號(hào)老芒麥的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；此外，中華羊茅和青牧1號(hào)老芒麥的粗蛋白含量表現(xiàn)出高于冷地早熟禾的趨勢(shì)(圖4)。

圖4 不同刈割留茬高度處理下的禾草粗蛋白含量Fig.4 Variation of crude protein under different stubble heights

2.4 不同刈割留茬高度對(duì)有機(jī)碳的影響

第1次刈割處理，不同刈割留茬高度對(duì)中華羊茅有機(jī)碳含量的影響表現(xiàn)為：CH2> CH8>CH6>CH0>CH4。對(duì)青牧1號(hào)總有機(jī)碳含量的影響表現(xiàn)為：CH4>CH8>CH6>CH0>CH2。冷地早熟禾總有機(jī)碳含量隨著刈割留茬高度的增加而增加；第2次割草后，中華羊茅和青牧1號(hào)老芒麥總有機(jī)碳含量于留茬

高度CH8最高，分別為422.9、413.87 g/kg。當(dāng)留茬高度為CH6時(shí)，冷地早熟禾總有機(jī)碳含量最高(404.8 g/kg)。與首次割草相比較，第2次割草，中華羊茅和冷地早熟禾總有機(jī)碳含量整體表現(xiàn)為下降趨勢(shì)，冷地早熟禾于留茬高度CH8下降最為明顯，總有機(jī)碳含量下降了13.1%，但青牧1號(hào)老芒麥總有機(jī)碳含量略有上升的趨勢(shì)(圖5)。

圖5 不同刈割留茬高度處理下的有機(jī)碳含量Fig.5 Variation of organic carbon under different stubble heights

2.5 不同刈割留茬高度對(duì)中性洗滌纖維的影響

第1次刈割，3種禾草的粗纖維隨著刈割留茬高度的升高呈現(xiàn)“V”型變化趨勢(shì)，最大值皆出現(xiàn)于CH0、CH8，而且其粗纖維含量顯著高于其他刈割留茬高度(P<0.05)；第2次刈割，3種禾草中性洗滌纖維含量隨留茬高度的增加先增加后下降。留茬高度為CH6時(shí)，3種禾草中性洗滌纖維含量顯著高于其他留茬高度(P<0.05，圖6)。

綜合分析，冷地早熟禾和青牧1號(hào)老芒麥第2次刈割的中性洗滌纖維的含量高于首次刈割，且冷地早熟禾的粗纖維含量高于中華羊茅和青牧1號(hào)老芒麥，說明冷地早熟禾適口性較差。

圖6 不同刈割留茬高度處理下中性洗滌纖維含量Fig.6 Variation of neutral detergent fiber under different stubble heights

3 討論

刈割作為草地利用和適應(yīng)環(huán)境的主要方式[12]，不僅影響草地生產(chǎn)力的維持和提高，還影響草地翌年的越冬率和再生性[13，14]。對(duì)東祁連山地區(qū)單播禾草草地進(jìn)行刈割發(fā)現(xiàn)，隨著刈割留茬高度的增加，第1次刈割草產(chǎn)量逐漸降低。3種禾草刈割前生長(zhǎng)期較長(zhǎng)，故第1次刈割草產(chǎn)量高于第2次刈割，加之首次刈割牧草均處于抽穗開花交替期，莖稈老化，增加了牧草的干重，而第2茬刈割時(shí)牧草為再生草，水分含量較多，草產(chǎn)量較低。這與張鮮花等[15]研究結(jié)果一致。

刈割是草地管理的重要措施，適當(dāng)?shù)呢赘钣欣谌展膺M(jìn)入禾草基層，抑制雜草，防治病蟲害，使禾草健康生長(zhǎng)，提高草地的利用效率和生產(chǎn)力。刈割留茬高度CH6和CH8因植物體殘留的葉片可截留和汲取大量光能，促進(jìn)光合作用的進(jìn)行[16]，加之此刈割留茬高度能解除牧草的頂端優(yōu)勢(shì)及有性生殖，從而改變了牧草的生長(zhǎng)及生殖模式[17]，促進(jìn)了植物的快速增長(zhǎng)，使其保持了相對(duì)較高的產(chǎn)量和生長(zhǎng)速度。光的截留程度隨著刈割留茬高度的增加而增加，使3種禾草的凈生長(zhǎng)高度隨著刈割留茬高度的增加而增加。冷地早熟禾為密叢型、刈割后以生殖生長(zhǎng)為主，莖的生長(zhǎng)速度較快，中性洗滌纖維含量較高。青牧1號(hào)老芒麥作為疏叢型上繁草，刈割后再生能力受到明顯抑制，產(chǎn)量有一定程度下降。中華羊茅是密叢型下繁草，刈割后葉片生長(zhǎng)速率較快，再生速度較高。試驗(yàn)說明，中華羊茅宜建植放牧型人工草地，青牧1號(hào)老芒麥適合作為人工草地草種對(duì)退化草地進(jìn)行改良，冷地早熟禾適宜進(jìn)行草地的低茬刈割或放牧利用，抑制其生殖生長(zhǎng)。

草地的牧草營(yíng)養(yǎng)狀況是牧草品質(zhì)的重要因素，其高低直接會(huì)影響到草地的生產(chǎn)性能。而牧草的粗蛋白質(zhì)(CP)、總有機(jī)碳(TOC)和中性洗滌纖維(NDF)含量是說明草地牧草質(zhì)量的重要指標(biāo)。中華羊茅、冷地早熟禾、青牧1號(hào)老芒麥3種禾草首次割草后，生長(zhǎng)速度較快，第2次刈割前已進(jìn)入拔節(jié)期，隨著刈割留茬高度的增加，草地的莖葉比呈現(xiàn)先下降后增高的趨勢(shì)，粗蛋白含量和中性洗滌纖維含量表現(xiàn)為先增高后降低。這與許能祥等[18]觀點(diǎn)不一致，他認(rèn)為年刈割2次與年刈割1次相比葉莖比增加，NDF含量下降，CP含量上升。這主要是因?yàn)樨赘盍舨绺叨鹊牟煌隆Ｄ敛葚赘詈笤偕拇罅抠A藏的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物，禾草生長(zhǎng)初期非結(jié)構(gòu)性碳水化合物迅速下降，中華羊茅、冷地早熟禾再生草的總有機(jī)碳含量下降這與廖偉彪等[19]的觀點(diǎn)一致。本研究中青牧1號(hào)老芒麥作為疏叢型上繁草割草后生殖枝生長(zhǎng)迅速，總有機(jī)碳含量有上升的趨勢(shì)。

試驗(yàn)的3種3齡禾草雖同時(shí)建植，但表現(xiàn)出不同的生育時(shí)期(表1)。冷地早熟禾返青早，抽穗快，生長(zhǎng)迅速，但青牧1號(hào)老芒麥表現(xiàn)出較為滯后的生育時(shí)期，從返青期到抽穗期皆表現(xiàn)出比冷地早熟禾遲15 d的生育期。對(duì)于東祁連山高寒地區(qū)15 d氣候變化大，牧草的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值受之影響較為明顯[20]。選擇相同時(shí)間對(duì)禾草地進(jìn)行刈割目的是為了防止該地區(qū)禾草地按生育期刈割時(shí)，忽略氣候因素的綜合影響。

4 結(jié)論

研究不同刈割留茬高度對(duì)多年生禾草地的改良效果發(fā)現(xiàn)，中華羊茅總草產(chǎn)量隨留茬高度的增加先增加后降低，于CH6達(dá)到最大草產(chǎn)量，為233.36 g/m2，顯著高于其他留茬高度(P<0.05)。冷地早熟禾和青牧1號(hào)老芒麥的產(chǎn)草量隨留茬高度的增加呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)，分別于CH6和CH0達(dá)到最大值，其中冷地早熟禾為197.69 g/m2，青牧1號(hào)老芒麥為236.11 g/m2；第1次刈割，隨著留茬高度的增加，3種禾草草產(chǎn)量逐漸降低，第2次刈割草產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，第1次刈割草產(chǎn)量高于第2次刈割；2次刈割后，3種禾草的粗蛋白含量、再生草的生長(zhǎng)速度隨留茬高度的增加先增加后降低，在留茬高度CH6達(dá)到最大值，中華羊茅、冷地早熟禾和青牧1號(hào)老芒麥3種禾草的最大粗蛋白含量分別為16.65%，11.86%和16.51%；3種禾草首次割草后，粗纖維含量隨留茬高度的增加呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)，第2次割草粗纖維含量呈現(xiàn)相反的趨勢(shì)，且在相同的留茬高度下，第2次割草粗纖維含量高于首次割草。3種禾草第1次割草，有機(jī)碳含量變化趨勢(shì)不明顯，第2次割草有機(jī)碳含量隨刈割留茬高度的增加而增加。3種禾草刈割后，留茬高度為CH6和CH8的草產(chǎn)量、粗蛋白含量、再生速度以及有機(jī)碳含量均高于其他刈割留茬高度，而粗纖維含量低于其他留茬高度。結(jié)果表明，刈割留茬高度CH6和CH8使供試牧草保持了較高的生產(chǎn)力和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

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Effect of different stubble heights on grass yield and quality of 3 graminious forages

LIU Hao-dong,CAO Wen-xia,XU Chang-lin,LI Wen,LI Xiao-long,ZHANG Xiao-jiao

(CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity/KeyLaboratoryofGrasslandEcosystem，MinistryofEducation/PrataculturalEngineeringLaboratoryofGansuProvince/Sino-U.S.CentersforGrazinglandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China)

The comprehensive influence of different stubble heights (0 cm,CH0;2 cm,CH2;4 cm,CH4;6 cm,CH6;8 cm,CH8) on forage yield and quality of 3 graminious forages were studied.The results indicated that with the raising of stubble height,the forage yield ofFestucasinensisincreased firstly and then reduced,and it was contrary toPoacrymophilaandElymussibiricuscv Qinghai No.1.The maximum forage yields ofF.sinensisandP.crymophilawere 233.36 g/m,197.69 g/m respectively in CH6.The maximum forage yield ofE.sibiricuscv Qinghai No.1 was 236.11 g/min CH0.In the first cutting,the forage yield gradually reduced along with the increasing of stubble height,the regeneration rate and crude protein content increased firstly and decreased subsequently,and it was contrary to the content of neutral detergent fiber.In the second cutting,the forage yield,the contents of crude protein and neutral detergent fiber increased firstly and decreased subsequently,and the peak values were obtained in CH6.The content of total organic carbon had the peak value in CH8.The variation of regeneration rate was not obvious.The productivity and quality of forage were higher in CH6 and CH8.

perennial graminious forage;stubble height;forage yield;forage quality

2015-04-20；

2015-05-04

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-35)；甘肅省農(nóng)牧廳“退牧還草”科技支撐項(xiàng)目、“打草場(chǎng)建設(shè)”項(xiàng)目資助

劉皓棟(1990-)，男，甘肅鎮(zhèn)原人，在讀碩士生。 E-mail：505503703@qq.com 曹文俠為通訊作者。

S 543

A

1009-5500(2015)05-0043-07