平茬時期與留茬高度對寧夏荒漠草原檸條營養(yǎng)成分和再生的影響

周靜靜，馬紅彬1,，蔡育蓉，朱 旭，譚松偉，段 強，王占軍

(1.寧夏大學(xué) 西北土地退化與生態(tài)恢復(fù)國家重點實驗室培育基地，銀川 750021；2.寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，銀川 750021；3.寧夏農(nóng)林科學(xué)院 荒漠化治理研究所，銀川 750001)

平茬時期與留茬高度對寧夏荒漠草原檸條營養(yǎng)成分和再生的影響

周靜靜2，馬紅彬1,2，蔡育蓉2，朱 旭2，譚松偉2，段 強2，王占軍3

(1.寧夏大學(xué) 西北土地退化與生態(tài)恢復(fù)國家重點實驗室培育基地，銀川 750021；2.寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，銀川 750021；3.寧夏農(nóng)林科學(xué)院 荒漠化治理研究所，銀川 750001)

以寧夏荒漠草原的人工檸條林帶為對象，研究不同月份平茬和留茬高度為0、5、10和15 cm對檸條營養(yǎng)成分及再生性能的影響。結(jié)果表明，各個生育期內(nèi)，檸條蛋白質(zhì)、粗脂肪、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維和粗灰分質(zhì)量分數(shù)呈現(xiàn)波動變化，其中粗蛋白質(zhì)量分數(shù)變幅為11.19%～15.38%，6月最高。留茬高度對檸條當(dāng)年再生速度、分枝數(shù)、地上生物量無顯著影響；留茬0 cm植株地徑的日增量和冠幅最高，留茬15 cm最低；返青率隨著留茬高度的增加而降低。5、6月平茬檸條的再生速度、冠幅增量、地徑增量和萌枝長增量顯著好于其他月份平茬，返青率以5-7月平茬檸條較高。研究認為，從飼用營養(yǎng)成分和檸條再生考慮，寧夏荒漠草原檸條最佳平茬時期為6月，高度為齊地平茬。

荒漠草原；檸條；留茬高度；平茬時期；再生性能；營養(yǎng)成分

寧夏荒漠草原地處干旱與半干旱農(nóng)牧交錯區(qū)，生態(tài)環(huán)境脆弱，是寧夏重要的畜牧業(yè)生產(chǎn)基地和中國兩屏三帶生態(tài)建設(shè)關(guān)鍵區(qū)域。近年來，在實施生態(tài)建設(shè)項目中，寧夏荒漠草原上補植大量帶狀檸條(Caraganakorshinskii)灌木林，這些檸條灌木林為荒漠草原地區(qū)防風(fēng)固沙、保持水土做出貢獻[1]。目前，寧夏全區(qū)檸條資源面積已達44.60萬hm2，地上部總生物量達77.03萬t[2]，其中，位于荒漠草原的鹽池縣分布13萬hm2左右，占全縣總土地面積的18.19%[3]。

檸條屬于豆科錦雞兒屬的旱生沙生灌木，既是防風(fēng)固沙造林中的重要灌木樹種[4]，也是一種重要的飼料資源，其營養(yǎng)豐富，花期粗蛋白質(zhì)量分數(shù)達11.21%～36.27%，可做飼料[3]。檸條按其經(jīng)濟生長期計算，必須3～5 a進行1次平茬復(fù)壯、撫育管理，才能保證其良好的生長趨勢，促進生物量的積累，否則將會出現(xiàn)逐步退化甚至枯死的現(xiàn)象。飼草資源不足是中國畜牧業(yè)發(fā)展的制約因素之一。如能將檸條資源科學(xué)飼用，對緩解畜牧業(yè)飼料不足、維持生態(tài)平衡具有重要意義。

適宜的留茬高度和刈割次數(shù)對植物的持續(xù)生長具有重要意義[5-6]。平茬(刈割)作為灌木更新的方式，可促進灌木萌蘗分枝、莖葉生長，具有更新復(fù)壯株叢、延緩衰老的作用[7]，因而在中國很多地方的人工灌木林管理中廣泛應(yīng)用。近年來，一些學(xué)者對檸條平茬更新復(fù)壯技術(shù)進行研究，取得一定的成果[8]。生長30 a的老齡檸條林平茬后第5年的生物量及生物量的年均增長量均遠高于未平茬老齡林[9]。常春[10]研究發(fā)現(xiàn)，生長季刈割的檸條營養(yǎng)物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)更高，檸條生長季刈割的最適留茬高度為 2～4 cm，太低或太高均不利于枝條的分蘗與再生。張瑜等[11]建議中國西北地區(qū)檸條林應(yīng)該進行平茬利用，對退化老齡檸條林更需要進行平茬復(fù)壯，平茬周期至少需要5 a，留茬高度控制在5 cm左右，但也有研究認為，從營養(yǎng)物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)考慮，檸條以3 a為1個平茬周期最好[12]。綜上可見，由于立地條件不同，生產(chǎn)中檸條平茬時期和留茬高度存在較大差異，需要根據(jù)實際情況確定。目前，有關(guān)寧夏荒漠草原檸條的科學(xué)平茬技術(shù)還未見系統(tǒng)報道。因此，開展寧夏荒漠草原檸條平茬時期和留茬高度對檸條營養(yǎng)成分和再生性能的影響，確定檸條最佳收獲期和留茬高度，對寧夏荒漠草原生態(tài)建設(shè)和檸條的科學(xué)飼用具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)位于寧夏鹽池縣花馬池鎮(zhèn)十六堡新村荒漠草原(37°49′N，107°30′E)，該地具有干旱與半干旱農(nóng)牧交錯區(qū)的生態(tài)和生產(chǎn)特征。氣候?qū)儆诘湫偷闹袦貛Т箨懶詺夂颍昃鶜鉁?.6 ℃，≥0 ℃的年積溫3 430.3 ℃·d，年降雨量290 mm，7- 9月降水量約占全年降水量的60%以上。年蒸發(fā)量為2 131.8 mm，無霜期162 d左右。地帶性土壤為淡灰鈣土，質(zhì)地沙壤和粉沙壤。地帶性植被為荒漠草原，植被以旱生和中旱生植物為主。主要分布有檸條(Caraganakorshinskii)、牛枝子(Lespedezadavurica)、賴草(Leymussecalinus)、豬毛蒿(Artemisiascoparia)、砂珍棘豆(Oxytropispsamocharis)、大戟(Euphorbiapekinensis)、豬毛菜(Salsolacollina) 、狗尾草(Setariaviridis) 、蒺藜(Tribulusterrester)、蒙古蟲實(Corispermummongolicum)等植物。試驗區(qū)檸條為退耕還林工程種植，呈帶狀分布在荒漠草原，種植時間為2003年，檸條帶寬4 m，間距6 m，長約1 000 m。

1.2 試驗設(shè)計

在試驗區(qū)選擇地形、土壤、植被和生長狀況一致的檸條灌木林作為研究對象。在2015年3-11月的每月中旬，隨機在試驗區(qū)內(nèi)選擇1帶檸條用背負式割灌機進行平茬，平茬高度均為 0 cm(齊地平茬)，3 次重復(fù)(共 3 帶)，然后將平茬下的檸條拉回附近飼草廠進行揉絲。2015年5月底，在樣地內(nèi)設(shè)置0、5、10和15 cm 4 種留茬高度進行平茬，每個留茬高度 3 次重復(fù)。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 不同平茬時期下檸條的營養(yǎng)成分 將每月中旬飼草廠揉絲后的檸條粉混勻后取1 kg左右?guī)Щ貙嶒炇?，?5 ℃下烘至質(zhì)量恒定，然后用四分法取200 g粉碎后測定其干物質(zhì)、粗蛋白、粗脂肪、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和無氮浸出物的質(zhì)量分數(shù)[13-14]。

1.3.2 不同留茬高度下檸條的再生性 對5月底不同留茬高度的處理，平茬后每間隔1個月在每個留茬高度處理中隨機測定再生檸條的株高(自然高度)、冠幅、地徑、萌枝長(新枝伸直長度)，當(dāng)年生長季結(jié)束后(10月底)統(tǒng)計分枝數(shù)和生物量，翌年4月上旬觀測平茬后檸條的返青率，其中生物量和返青率3次重復(fù)，其他10次重復(fù)。

1.3.3 不同平茬時期下檸條的再生性 在生長季結(jié)束后(10月底)和翌年4月上旬，在3-11月每月中旬平茬的檸條處理中選擇5-9月平茬的檸條，調(diào)查其再生性狀，調(diào)查項目和方法同“1.3.2”。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計、計算并制圖，用DPS7.05軟件進行統(tǒng)計分析，結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同平茬時期的檸條營養(yǎng)成分

由表1可知，3-11月，檸條干物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)變幅為92.39%～95.90%，粗蛋白質(zhì)量分數(shù)變幅為11.19%～15.38%，粗蛋白、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、粗脂肪和粗灰分質(zhì)量分數(shù)每月間差異較大(P<0.05)，且變化各異。粗蛋白質(zhì)量分數(shù)隨著生育期的延長呈先增長后下降再增長的趨勢，6月達到最高，8月最低(P<0.05)。粗脂肪質(zhì)量分數(shù)在10月最高，6月最低；酸性洗滌纖維的質(zhì)量分數(shù)在11月最高，中性洗滌纖維質(zhì)量分數(shù)在4、5、7、9月較低(P<0.05)，粗灰分質(zhì)量分數(shù)在3月顯著高于其他月(P<0.05)。

2.2 留茬高度對檸條再生性能的影響

2.2.1 留茬高度對再生速度的影響 從圖1可以看出，6月，各留茬高度下檸條的再生速度沒有顯著差異(P>0.05)；7月，留茬15 cm的再生速度顯著高于留茬5 和10 cm(P<0.05)，留茬0、5和10 cm間差異不顯著(P>0.05)；8月，留茬5 cm再生速度最低(P<0.05)；9月氣溫下降，各處理的再生速度均降低，其中留茬15 cm的再生速度最低(P<0.05)。從6-10月平均再生速度看，留茬高度對檸條的再生速度影響的差異不顯著(P>0.05)。

2.2.2 留茬高度對地徑日增長量的影響 由圖2可知，整體上，6月地徑日增長量最大，7月增長量最低，這可能與檸條生長過程中營養(yǎng)物質(zhì)向根部或地上部轉(zhuǎn)移的多少有關(guān)。從每個月的增長狀況來看，6、8和9月地徑日增長量在不同留茬高度下差異不顯著(P>0.05)；7月留茬0 cm地徑增長量顯著高于留茬10 cm(P<0.05)，其他處理間無顯著差異；10月留茬0 cm地徑增長量最高(P<0.05)。6-10月，地徑日增長量總體表現(xiàn)為留茬0 cm>5 cm>10 cm>15 cm，留茬0 cm顯著高于15 cm(P<0.05)。

表1 不同平茬時期檸條的營養(yǎng)成分Table 1 Nutritional ingredients of Caragana korshinskii in different stubble periods %

注：同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。

Note：Different letters in the same column mean significant difference (P<0.05).The same as below.

不同字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。Different letters mean significant difference (P<0.05),the same as below.

圖2 不同留茬高度下檸條地徑的日增量Fig.2 Diameter of Caragana korshinskii in different stubble heights at ground increment per day

2.2.3 留茬高度對萌枝日增量的影響 由圖3可知，6月，留茬15 cm的檸條萌枝日增量顯著高于其他留茬處理(P<0.05)。7月，留茬5 cm的檸條萌枝日增量最高，8-10月，各留茬處理下的檸條萌枝增長量差異不顯著(P>0.05)。從6-10月來看，各留茬高度間萌枝長日增量無顯著差異(P>0.05)。

圖3 不同留茬高度下檸條萌枝長的日增量Fig.3 Sprouting length increment of Caragana korshinskii in different stubble heights per day

2.2.4 留茬高度對冠幅、分枝數(shù)、生物量和返青率的影響 由表2可知，在生長季結(jié)束時，冠幅的大小依次為：留茬5 cm> 10 cm> 0 cm> 15 cm，留茬高度5 cm的檸條冠幅顯著大于留茬15 cm的檸條(P<0.05)。分枝數(shù)和地上生物量各處理間無顯著差異(P>0.05)。翌年返青率表現(xiàn)為留茬0 cm> 5 cm>10 cm>15 cm，留茬0 cm檸條的返青率顯著高于留茬10 cm和留茬15 cm(P<0.05)。

表2 不同留茬高度下檸條的冠幅、分枝數(shù)、生物量和返青率Table 2 Crown size,branch number,biomass and reviving rate of Caragana korshinskii in different stubble heights

2.3 平茬時期對檸條再生性能的影響

從表3可看出，生長季結(jié)束時，再生速度和冠幅增量以5、6月平茬的檸條較高，9月平茬的最低，7和8月居中(P<0.05)。地徑日增量表現(xiàn)為5、6、7和8月平茬的檸條無顯著差異(P>0.05)，9月平茬的檸條顯著低于其他月。萌枝長日增量表現(xiàn)為：5、6月平茬檸條顯著高于7、8、9月平茬的檸條(P<0.05)，分枝數(shù)呈現(xiàn)8、9月平茬的檸條低于5、6月平茬的檸條(P<0.05)。返青率表現(xiàn)為隨平茬月份的增加而降低，5、6和7月平茬的檸條返青率顯著大于8和9月平茬的檸條，9月平茬的檸條最低(P<0.05)。

表3 不同平茬時期下檸條的再生情況Table 3 Regeneration of Caragana korshinskii in different stubble periods

3 討 論

3.1 不同平茬時期和檸條營養(yǎng)成分

試驗區(qū)檸條在4月上旬開始萌芽，5月上旬初花，6月進入盛花期，6月下旬幼果形成，7月種子開始成熟，10月中后期枯黃。本研究中，3-11月，檸條粗蛋白、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、粗脂肪和粗灰分質(zhì)量分數(shù)隨著生育期延長波動，并未表現(xiàn)明顯的一致規(guī)律。其中蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)變幅為11.19%～15.38%，以 6 月中旬粗蛋白質(zhì)量分數(shù)最高，這與弓劍[15]測得的檸條粗蛋白質(zhì)量分數(shù)以開花期最高，達16.43%的結(jié)果一致。本研究發(fā)現(xiàn)，6月是寧夏荒漠草原檸條旺盛生長期，此時檸條嫩枝量和葉量大，加工的飼料質(zhì)量較好[16]。從粗蛋白質(zhì)量分數(shù)考慮，試驗區(qū)檸條在開花期為最適利用時期。

3.2 留茬高度和檸條再生性能

在晉西北老齡檸條林復(fù)壯技術(shù)研究中發(fā)現(xiàn)，檸條生長季刈割的最適留茬高度為 2～4 cm，太低或太高均不利于枝條的分蘗與再生[11]。本研究中，0、5、10和15 cm留茬高度下，平茬當(dāng)年檸條的再生速度、分枝數(shù)、地上生物量無顯著差異；地徑日增量和冠幅以留茬0 cm最高，留茬15 cm最低；返青率以留茬0和5 cm較高，留茬15 cm最低，說明寧夏荒漠草原檸條適宜齊地平茬。這也與蘆娟等[17]在甘肅定西發(fā)現(xiàn)離地面10 cm平茬效果優(yōu)于0 和5 cm的結(jié)論不一致，但與王世裕等[18]的晉西北人工檸條林平茬距地面0～3 cm為宜的研究結(jié)論近似。說明檸條適宜的留茬高度與立地條件有關(guān)，生產(chǎn)中平茬時應(yīng)根據(jù)實際情況確定合適的留茬高度。王麗莉[13]研究發(fā)現(xiàn)，留茬高時，平茬所留下的枝條絕大部自上而下逐漸抽干至近地表新萌枝部位，這與本試驗中留茬10 和15 cm比留茬0 和5 cm的再生情況差的結(jié)果相符。因此，從生產(chǎn)中平茬的方便性以及留茬高度與檸條再生性的影響綜合考慮，寧夏荒漠草原檸條最佳平茬高度為齊地平茬。

3.3 平茬時期和檸條再生性能

從總體上看本試驗再生速度、冠幅增量、地徑增量和萌枝長增量等再生性表現(xiàn)為5、6月平茬的檸條好于其他月平茬。返青率隨平茬月份的增加而降低，5、6和7月的檸條返青率顯著大于8和9月(P<0.05)，這可能與平茬早的檸條生長時間更長，平茬較晚的檸條氣溫降低影響其再生有關(guān)。說明合理的平茬時間應(yīng)依據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件、土壤類型和檸條長勢等情況確定[19]。

4 結(jié) 論

檸條作為豆科灌木是重要的飼料資源，科學(xué)的平茬利用對檸條的持續(xù)生長和合理飼用均具有重要意義。寧夏荒漠草原檸條最適合平茬的時期為6月開花期，此時檸條粗蛋白質(zhì)量分數(shù)最高，平茬時可齊地平茬，這也有利于機械化平茬。

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(責(zé)任編輯：顧玉蘭 Responsible editor:GU Yulan)

Effects of Stubble Period and Stubble Height on Nutrient Mass Fraction and Regeneration ofCaraganakorshinskiiin Desert Steppe of Ningxia

ZHOU Jingjing2,MA Hongbin1,2,CAI Yurong2,ZHU Xu2,TAN Songwei2,DUAN Qiang2and WANG Zhanjun3

(1.State Key Laboratory Breeding Base of Land Degradation and Ecological Restoration of Northwestern China,Ningxia University,Yinchuan 750021,China；2.Agricultural College,Ningxia University,Yinchuan 750021,China; 3.Desertification Governance Institute of Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences,Yinchuan 750001,China)

Taking artificial forest belt ofCaraganakorshinskiidistributed in desert steppe of Ningxia as objective,we studied the effect of different stumping months and stubble heights (0 cm,5 cm,10 cm and 15 cm) on nutrient component and regenerative properties ofCaraganakorshinskii.The results showed that crude protein,crude fat,acid detergent fiber,neutral detergent fiber and crude ash content(mass fraction) ofCaraganakorshinskiichanged in fluctuation in each growth period.The crude protein content was between 11.19% and 15.38%,reaching the highest in June.Different stubble heights had few marked influence onCaraganakorshinskii’s regeneration rate,number of branches and the aboveground biomass in the current year; daily increment of grand diameter and the crown were the highest when the stubble was 0 cm,15 cm was the lowest; reviving rate increased with the increase of stubble height .In May and June,the increment of reproduction speed,crown incremental,sprouting length and daily increment of the grand diameter of the stubble ofCaraganakorshinskiiwas significantly better than that of rest of the year,from May to July the stubble ofCaraganakorshinskiihad higher reviving rate.The Studies showed that the best stumping period ofCaraganakorshinskiiin desert steppe of Ningxia was June and the stubble height ought to close to the ground under the consideration of feeding nutrition and regeneration ofCaraganakorshinskii.

Desert steppe;Caraganakorshinskii; Stubble height; Stubble period; Regeneration performance; Nutrients

ZHOU Jingjing,female,master student.Research area:grassland ecology,resources environment.E-mail：749181985@qq.com

MA Hongbin,male,Ph.D,professor.Research area:grassland ecology,grassland management.E-mail:ma_hb@nxu.edu.cn

日期：2016-12-29

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20161229.1008.036.html

2016-05-16

2016-05-25

寧夏回族自治區(qū)科技支撐計劃(2014)。

周靜靜，女，碩士研究生，研究方向為草地生態(tài)與資源環(huán)境。E-mail:749181985@qq.com

馬紅彬，男，博士，教授，研究方向為草地生態(tài)與草地管理。E-mail:ma_hb@nxu.edu.cn

S793.3

A

1004-1389(2017)02-0287-07

Received 2016-05-16 Returned 2016-05-25

Foundation item Science and Technology Support Program of Ningxia Hui Autonomous Region(No.2014).