不同留茬收獲模式對紅麻產(chǎn)量及營養(yǎng)價值的影響初探

唐慧娟，白杰，陳安國，李建軍，黃思齊，李德芳

（中國農業(yè)科學院麻類研究所，長沙410205）

不同留茬收獲模式對紅麻產(chǎn)量及營養(yǎng)價值的影響初探

唐慧娟，白杰，陳安國，李建軍，黃思齊，李德芳*

（中國農業(yè)科學院麻類研究所，長沙410205）

以代表性紅麻品種中紅麻318為材料，對紅麻留茬收獲模式進行初步探究，通過不同留茬收獲方式對產(chǎn)量、營養(yǎng)價值的影響進行比較，篩選出使紅麻具有較高產(chǎn)量和營養(yǎng)價值的收獲方式，為紅麻飼用價值的開發(fā)和利用提供參考。結果表明：90 cm留茬高度試驗組在整個生長期的干物質產(chǎn)量（15943 kg／hm2）和粗蛋白產(chǎn)量（1613 kg／hm2）均高于60 cm試驗組和120 cm試驗組。

紅麻；留茬收獲；產(chǎn)量；營養(yǎng)價值

紅麻（Hibiscus cannabinus L.）是一種重要的一年生韌皮纖維作物，長久以來紅麻纖維因其高產(chǎn)優(yōu)質而得到廣泛應用［1］。然而隨著化纖和集裝箱的發(fā)展，紅麻纖維的利用受到了制約。在國內畜牧養(yǎng)殖行業(yè)高速發(fā)展的同時，飼料產(chǎn)業(yè)也隨之而起，優(yōu)質蛋白飼料成為亟需品，尤其在中國南方地區(qū)，由于氣候濕熱等原因，缺乏優(yōu)質高產(chǎn)的植物性蛋白飼料［2］。多年來，國內外多項研究表明紅麻可以作為優(yōu)質植物蛋白飼料源。目前，國內關于紅麻飼用營養(yǎng)價值的研究很少，且都處于初步探索階段，紅麻由于產(chǎn)量高、粗蛋白含量高、適應性廣、抗病蟲性好等特點，具有較好的飼用前景。因此，加強紅麻飼用營養(yǎng)價值的研究將帶來良好的經(jīng)濟和生態(tài)效益［3－5］。

同一作物不同用途應對應不同的栽培管理技術，國內針對紅麻飼用栽培管理技術研究較少，大部分是借鑒高產(chǎn)紅麻的栽培技術或者傳統(tǒng)農戶經(jīng)驗，缺乏科學試驗和具體的理論指導［6］。紅麻作飼用，一般會在生長季多次刈割，關于刈割前后的田間管理、刈割后的具體留茬高度、刈割次數(shù)和具體的肥料研究極少，若想獲得高產(chǎn)、高品質的飼用紅麻，科學的田間管理措施必不可少。本研究以具有代表性的紅麻品種中紅麻318為試驗材料，對紅麻留茬收獲模式進行初步探究，對不同留茬收獲方式下紅麻的產(chǎn)量及營養(yǎng)價值進行比較，篩選出具有較高產(chǎn)量和營養(yǎng)價值的留茬收獲模式，旨在為紅麻飼用價值的開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試紅麻品種為中紅麻318，由中國農業(yè)科學院麻類研究所一年生麻類遺傳改良課題組提供。該品種在國內種植量大，且具有代表性，選育單位為中國農業(yè)科學院麻類研究所。

1.2 試驗設計

田間試驗基地選取水肥均勻、條件一致的田塊作為試驗區(qū)域。試驗區(qū)域分為3個小區(qū)，每個小區(qū)寬2.5 m，長35 m，面積87.5 m2。播種前對試驗小區(qū)進行深耕松土、整平耙細；在整地后播種前，施用復合肥（N∶P∶K ＝15∶15∶15）作為基肥，施用量為600 kg／hm2；開東西向溝，行距35 cm，種子條播，播種后澆足水，出苗后間苗，最終密度為270000株／hm2。

試驗時間為5月16日到10月20日。留茬收獲，留茬高度為60、90、120 cm，第一次刈割在播種后65 d，此后每隔45 d進行一次刈割，整個生長期持續(xù)155 d，共刈割3次（圖1）。每次刈割完立即施用450 kg／hm2復合肥（N∶P∶K＝15∶15∶15），并澆足水。根據(jù)數(shù)據(jù)分析對紅麻留茬收獲模式進行評估，并選出該品種合適的留茬高度。試驗過程中進行田間調查，調查項目為植株存活率和生長期間的病蟲害情況。

圖1 紅麻收獲模式示意圖Fig.1 Sketch map of kenaf harvestingmodel

1.3 測定項目和方法

1.3.1 產(chǎn)量測定

當紅麻達到設定生長天數(shù)后進行刈割，每個小區(qū)隨機選取4 m2作為樣本，將葉片和莖稈分離，105℃殺青30 min，在65℃下烘干至恒重，然后計算各部分干物質產(chǎn)量，上述步驟重復3次。

1.3.2 常規(guī)營養(yǎng)品質測定

紅麻烘干樣品經(jīng)粉碎機粉碎后用于常規(guī)營養(yǎng)品質的測定。粗蛋白測定參考GB／T 6432－1994，粗脂肪測定參考GB／T 6443－2006，粗纖維測定參考GB／T6434－2006，粗灰分測定參考GB／T6438－2007，總磷測定參考 GB／T6437－2002，鈣測定參考 GB／T6436－2002。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用SAS9.2統(tǒng)計分析軟件和Microsoft Excel 2010進行統(tǒng)計分析。干物質產(chǎn)量根據(jù)收獲時期進行分類，采用Duncan法多重比較指標間的差異，顯著水平為p＜0.05。針對不同紅麻品種產(chǎn)量和營養(yǎng)品質性狀的對應分析和聚類分析采用SAS9.2軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同留茬高度下植株的產(chǎn)量性狀分析

田間觀測植株存活率大于99%，紅麻在整個生長期內沒有發(fā)生病蟲害。試驗采用生長期多次收割方式，結合中紅麻318的生長性狀及表型觀察，將60、90、120 cm定為3個留茬試驗高度。供試材料中紅麻318在不同的留茬高度下刈割后，各部位及全桿的干物質產(chǎn)量見表1。結果顯示，在3次收獲中，不同留茬高度處理各部分的干物質產(chǎn)量均有顯著差異（p＜0.05）。第1次收獲，各部位干物質產(chǎn)量的最高值均出現(xiàn)在60 cm處理組，且差異顯著（p＜0.05）；而第2、3次收獲，各部分干物質產(chǎn)量最高值均出現(xiàn)在90 cm處理組，且差異顯著（p＜0.05）。進一步推算可知，留茬90 cm試驗組3次的總干物質產(chǎn)量（15944 kg／hm2）高于60 cm試驗組（12529 kg／hm2）和120 cm試驗組（12232 kg／hm2）；葉總干物質產(chǎn)量 90 cm試驗組（6102 kg／hm2）高于 60 cm試驗組（5615 kg／hm2）和120 cm試驗組（4464 kg／hm2）；莖總干物質產(chǎn)量90 cm試驗組（9842 kg／hm2）高于60 cm試驗組（6914 kg／hm2）和120 cm試驗組（7768 kg／hm2）。因此，不同的留茬高度對植株的再生和干物質積累產(chǎn)生了顯著影響。

表1 不同留茬高度下的干物質產(chǎn)量Tab.1 Dry matter yield of plants harvested at different stubble heights

圖2表明，90 cm和120 cm試驗組第2次收獲各部分產(chǎn)量和總產(chǎn)量均顯著高于其他兩次收獲產(chǎn)量，而60 cm試驗組3次收獲中各部分產(chǎn)量均呈現(xiàn)出持續(xù)下降的趨勢。90 cm和120 cm試驗組第3次收獲中各部分的產(chǎn)量均低于其他兩次，這可能與第3次生長收獲時試驗基地氣候開始變冷，植株生長緩慢有關。綜上所述，留茬90 cm試驗組在干物質產(chǎn)量上高于60 cm和120 cm試驗組。

圖2 不同留茬高度下的葉、莖和全桿的干物質產(chǎn)量及其比例關系Fig.2 Dry matter yield of leaves（a），stems（b），and the entire plant（c）during the three treatments，（d）yield partitioning of leaves and stems

2.2 不同留茬高度下植株的營養(yǎng)品質性狀分析

由表2可知，3個不同的試驗組前兩次收獲中葉片粗蛋白含量（CP）差異不顯著（p＞0.05），第3次收獲中，留茬60 cm試驗組的葉片粗蛋白含量顯著高于90 cm和120 cm試驗組（p＜0.05）。第3次收獲葉片蛋白質含量（17.43%～24.57%）明顯高于第一次（15.10%～15.72%）和第二次（14.95%～15.45%）。粗脂肪（EE）、粗纖維（CF）與灰分（Ash）含量也呈現(xiàn)相同趨勢，與第1、2次收獲相比，第3次收獲鈣（Ca）含量提高，磷（P）含量降低，這可能與第3次收獲前試驗基地氣候變冷，導致植株生長緩慢，葉片較幼嫩有密切關系。

表2 不同留茬高度葉片營養(yǎng)成分Tab.2 Nutritive component content of leaf of different stubble heights

由表3可知，3個不同的試驗組前兩次收獲中莖稈中粗蛋白含量差異均顯著（p＜0.05），而第3次收獲中，留茬90 cm試驗組的葉片粗蛋白含量顯著高于60 cm和120 cm試驗組（p＜0.05）。第1、2次收獲的3個試驗組中莖的粗纖維含量水平高于第3次收獲，粗脂肪含量低于第3次，鈣含量升高，磷含量則降低，粗灰分含量基本持平。

表3 不同留茬高度莖稈營養(yǎng)成分Tab.3 Nutritive component content of stem of different stubble heights

由表4和圖3可知，同一留茬高度的試驗組中，紅麻全稈粗蛋白、粗纖維以及粗脂肪的含量在3次收獲中均產(chǎn)生了顯著差異（p＜0.05）。其中，在第3次收獲中，粗蛋白和粗脂肪的含量高于前兩次收獲，粗纖維含量低于前兩次收獲，這可能與第3次生長收獲時的氣候變冷有關。粗灰分、鈣和全磷的含量在3次收獲中也有顯著差異。

表4 不同留茬高度全稈營養(yǎng)成分Tab.4 Nutrient content of the whole plant of kenaf harvested at different stubble heights

圖3 不同留茬高度下紅麻的3次收獲營養(yǎng)成分含量及粗蛋白產(chǎn)量Fig.3 Nutrient content of the different harvest times（a，b，and c）for the three trial groups，（d）Crude protein yield of the three treatments

綜上所述，90 cm留茬高度試驗組在整個紅麻生長期的干物質產(chǎn)量（15943 kg／hm2）和粗蛋白產(chǎn)量（1613 kg／hm2）均高于60 cm和120 cm試驗組，即紅麻在90 cm留茬高度下表現(xiàn)出比60 cm和120 cm試驗組具有更高的營養(yǎng)價值。因此，90 cm可作為紅麻刈割的最優(yōu)留茬高度。

3 結論與討論

紅麻作為一種常用的纖維作物，對其營養(yǎng)和飼用價值的研究十分有限，目前關于紅麻飼用的研究主要集中在成熟度和不同收獲間隔對營養(yǎng)價值的影響，以及施肥措施、土地管理和收獲方法等方面［7－8］。而飼用作物收獲時的留茬高度對飼料作物產(chǎn)量和營養(yǎng)品質的影響很大。國內常用的飼用作物有玉米、紫花苜蓿、高丹草、黑麥草等，其中禾本科牧草大多采用一年多次的收獲模式，這不僅有利于總產(chǎn)量的提高，更有利于營養(yǎng)品質的提升［9］。已有研究［3］表明，紅麻可作為優(yōu)質的植物蛋白飼料來源，但關于其收獲方式的探究有待擴展和深入。研究［10］顯示，紅麻在生長高度為90 cm，留茬高度12 cm的試驗設計下，能夠取得較高的產(chǎn)量和營養(yǎng)價值，此時如果收獲間隔為40 d，則在紅麻的整個生長期能夠收獲3次，而當間隔為60 d時，在紅麻整個生長期只能收獲2次。盡管該研究并沒有對收獲高度和留茬高度的選擇做出必要解釋，但是，該研究結果對紅麻生長季進行多次收獲的模式提供了參考。Anfinrud等［10］研究表明，紅麻在一個生長季多次收獲的模式是可行的，但這與栽培品種和種植區(qū)域的環(huán)境條件密切相關，不同地區(qū)可能有較大差異。刈割對飼草的影響較大，合理的刈割能夠實現(xiàn)飼草的優(yōu)質高產(chǎn)，是飼草管理和利用的重要原則。本研究根據(jù)試驗地的氣候狀況，結合田間種植經(jīng)驗，認為紅麻具有很強的再生能力，留茬刈割后能夠迅速再生，并結合現(xiàn)有紅麻品種的生長特點及研究室人員的多年試驗經(jīng)驗，將60、90、120 cm作為備選留茬高度，同時將收獲間隔定為65、45、45 d，探究優(yōu)化。本研究利用該收獲模式對紅麻生長季多次收獲方式的初步探究和優(yōu)化仍需進一步完善和細化。

本試驗的最優(yōu)留茬高度選擇為90 cm，是在試驗設計的基礎上，通過試驗數(shù)據(jù)分析得出的結論。試驗過程中進行了充分的田間觀察，發(fā)現(xiàn)在留茬刈割后，留茬部分并沒有在原有茬口的基礎上繼續(xù)生長，而是發(fā)出新枝繼續(xù)再生；多次刈割后，留茬部分木質化程度逐漸加大，使得該部分不能利用而造成浪費?？紤]到作為草本植物的紅麻具有很強的再生能力，如果將留茬高度降低則可減少浪費，有研究將留茬高度降至12 cm，但其研究中的紅麻生物產(chǎn)量并沒有本試驗中的高，這可能是過低的留茬高度在一定程度上抑制了紅麻的再生，也可能是供試紅麻品種種質特性的差異所導致［11］。

紅麻因其極強的再生能力適于生長季內多次留茬收獲的方式，這不僅保證紅麻能獲得較高的生物產(chǎn)量，而且使其營養(yǎng)價值也有所提高。通過對60、90、120 cm不同留茬高度下紅麻營養(yǎng)價值的比較得出，90 cm留茬高度下的營養(yǎng)價值要高于其他兩個試驗組。本試驗設計的紅麻收獲模式只能反映出紅麻適合于一般牧草相似的收獲模式，但該收獲模式依然有很大的優(yōu)化空間。如何使產(chǎn)量和營養(yǎng)價值達到最優(yōu)化，需要進一步設計針對性更強、更細化的試驗。

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Effects of Different Stubble Patterns on Yield and Nutrient Composition of Hibiscus cannabinus

TANG Huijuan，BAIJie，CHEN Anguo，LIJianjun，HUANG Siqi，LIDefang*
（Institute of Bast Fiber Crops，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Changsha 410205，China）

This study aimed to evaluate the different stubble patterns of Hybrid Kenaf 318（Hibiscus cannabinus（kenaf）China）.Comparing the effect of different stubble patterns on the yield and nutrition of Hybrid kenaf 318，the bestmethod was selected out.The results showed that the dry matter yield（15943 kg／hm2）and crude protein yield（1613 kg／hm2）of the 90 cm stubble heightgroup at thewhole growth stage were higher than those of the 60 cm test group and the 120 cm test group.Kenaf as a forage crop is similar to general forage at the stubble croppingmodel.The results of our trial revealed that90 cm stubble was themost suitable height for harvesting.

Hibiscus cannabinus；stubble patterns；production；nutrient value

S563.5

A

1671－3532（2017）05－0251－06

2017－06－14

中央級科研事業(yè)單位基本科研業(yè)務費（1610242016022）；優(yōu)質高蛋白飼用紅麻品質鑒定與利用（2017－2018）；中國農業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程（ASTIP－IBFC03）

唐慧娟（1981－），女，助理研究員，從事一年生麻類作物遺傳育種。E－mail：253168273＠qq.com

*通訊作者：李德芳（1962－），男，研究員，從事一年生麻類遺傳改良。E－mail：chinakenaf＠126.com