冬伐高度對桑葉產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

婁德釗，涂娜娜，盧芙萍，王樹昌，武華周

（1中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所，海口 571101；2海南大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，?？?570228）

0 引言

桑樹是多年生木本落葉植物，?？疲∕oraceae）桑屬（Morus），國內(nèi)各省均有種植。進(jìn)入21世紀(jì)，世界蠶桑產(chǎn)業(yè)格局發(fā)生重大調(diào)整，蠶桑主產(chǎn)地向南亞熱帶和熱帶地區(qū)轉(zhuǎn)移。目前，海南桑園面積2800 hm2，主要集中在瓊中、昌江、臨高、儋州、東方等縣市[1-3]。桑樹冬季修剪，能使桑枝條充實，避免枝條發(fā)生病枯和凍害，消滅越冬害蟲及卵，提高翌年桑樹發(fā)芽率，促進(jìn)桑葉優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。海南桑園冬伐采用根刈（即剪留地面5～10 cm）處理方式，造成枝條營養(yǎng)損失大，根系更易受損，發(fā)芽較晚、發(fā)芽較少，桑枝成熟慢，小蠶飼喂遲緩等問題[4-5]。開展不同冬伐高度對桑葉產(chǎn)量及品質(zhì)的影響研究，對桑園科學(xué)管理、增加桑葉產(chǎn)量等具有指導(dǎo)意義。近年來有關(guān)剪枝對不同作物產(chǎn)量及品質(zhì)的影響有較多的研究報導(dǎo)。林木的修剪不僅控制樹形，便于管理，還能夠控制林木營養(yǎng)生長與生殖生長的關(guān)系，改變林間生態(tài)小系統(tǒng)，提高葉片光合效率，增加同化物積累，達(dá)到增產(chǎn)的目的[6-9]。楊婷斐等[10]控制冬伐時期蘋果園留枝量，發(fā)現(xiàn)蘋果葉的N、P、K含量與光合凈速率，隨留枝量的增加呈先增后減的趨勢。王延秀等[11]研究發(fā)現(xiàn)不同剪伐方法能夠影響不同樹勢幼齡蘋果長勢，不同長勢的果樹應(yīng)當(dāng)采取不同的修剪方式。黃永敬等[12]發(fā)現(xiàn)正常生長的龍眼重回縮修剪后樹體生長更加旺盛，枝條徒長更明顯，能夠增加葉片中GA3、ZT含量，但乙烯、IAA含量明顯增加，重回縮修剪后施用PP333抑制了枝條的徒長。王謝等[13]測定新生枝條和葉片中的養(yǎng)分分配，得出較粗的桑枝能夠?qū)B(yǎng)分轉(zhuǎn)移到葉片，且其養(yǎng)分含量低于較細(xì)桑枝。文柳瓔等[14]研究不同冬伐方式發(fā)現(xiàn)，相比根刈，低刈能夠增加春季桑葉產(chǎn)量與產(chǎn)繭量。與林強(qiáng)等[15]研究結(jié)果相一致，但均未能明確最佳剪伐高度。陳愛萍等[16]調(diào)查桐廬縣蠶桑發(fā)展時發(fā)現(xiàn)，春伐能夠降低桑園青枯病的發(fā)生。鄭章云[17]研究發(fā)現(xiàn)果桑株產(chǎn)果量與枝條長呈正相關(guān)，但桑葚單果質(zhì)量隨留長呈負(fù)相關(guān)，綜合兩者指標(biāo)提出了果桑留枝長應(yīng)以60～150 cm為宜，證明了冬伐留條長能夠影響桑果的品質(zhì)與產(chǎn)量，也間接證明了冬伐能夠影響葉片營養(yǎng)成分與產(chǎn)量。海南省位于中國大陸最南端，屬熱帶季風(fēng)氣候，桑園冬伐區(qū)別于內(nèi)陸地區(qū)，蠶農(nóng)缺乏對桑園冬伐管理的指導(dǎo)。本研究通過分析不同冬伐高度對桑葉產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，明確最佳冬伐高度，提高桑葉產(chǎn)量和品質(zhì)，旨在優(yōu)化熱帶地區(qū)桑園冬伐方式，提高養(yǎng)蠶效益，促進(jìn)熱帶地區(qū)桑蠶產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)位于海南省臨高市多文鎮(zhèn)瓊坊小蠶飼育基地，該地區(qū)屬熱帶季風(fēng)氣候。高溫多雨，光照充足。年平均氣溫23～24℃，1月平均氣溫16.9℃，7月平均氣溫為28.3℃，日均最低溫度22℃，日均最高溫度29℃。年平均雨日為135.9天，降雨量為1417.8 mm，5—10月為雨季，雨量占全年的85%，全年無霜，土壤質(zhì)地為紅壤。

試驗區(qū)所種桑樹品種為‘抗青283×抗青10’，行間距40 cm×60 cm。冬管后重施肥，每公頃施肥量為微生物菌肥（5億，根醫(yī)生）1500 kg、過磷酸鈣375 kg、尿素225 kg、硫酸鉀240 kg。春季養(yǎng)蠶時間為2月下旬，采用條桑式飼喂方式。

1.2 試驗方法

1.2.1 冬伐處理 冬管時間為2018年12月28日。設(shè)置冬伐高度為5（CK）、25、45、65、85 cm 5個處理，每個處理設(shè)3個重復(fù)，共15個小區(qū)，每個小區(qū)面積15 m×30 m。

1.2.2 桑地上部形態(tài)指標(biāo)的測定 冬管60天后，小蠶飼育前，對桑地上部形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行測定。采用五點取樣法，取每個小區(qū)取長勢一致15棵桑樹，測量桑葉產(chǎn)量、發(fā)枝條數(shù)、桑枝葉片數(shù)、枝條長度、莖粗，取平均值。將每棵桑樹上、下位葉片分別裝入自封袋中（上位葉片為最大光葉下3～7位葉片，下位葉片為最大光葉下8～12位葉片），帶回實驗室測定營養(yǎng)物質(zhì)。

1.2.3 桑葉營養(yǎng)物質(zhì)的測定 桑葉片水分含量的測定參照《食品中水分含量的測定》（GB/T 5009.3—2016）中的直接干燥法，蛋白質(zhì)含量的測定參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測定》（GB 5009.5—2016）中的凱氏定氮法，灰分含量的測定參照《食品中灰分的測定》（GB/T 5009.4—2016）。

1.3 統(tǒng)計分析

采用Excel 2010制圖及SPSS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計分析，利用LSD最小顯著差數(shù)法進(jìn)行各處理間的差異分析，并通過SPSS 20.0進(jìn)行桑葉地上部形態(tài)與產(chǎn)量的相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同冬伐高度對桑葉產(chǎn)量及地上部形態(tài)指標(biāo)的影響

桑葉產(chǎn)量及地上部形態(tài)指標(biāo)測定結(jié)果（圖1）表明，桑葉產(chǎn)量、枝條葉片數(shù)、莖粗隨冬伐高度的增長呈先增高后減少的趨勢，當(dāng)冬伐高度為45 cm時，各指標(biāo)均高于對照組，而發(fā)枝條數(shù)則隨冬伐高度的增加呈遞增的趨勢。冬伐高度為45 cm時桑葉產(chǎn)量、枝條葉片數(shù)和莖粗與對照組相比分別顯著提高26.12%、16.23%和18.86%（P<0.05）。冬伐高度45 cm與冬伐高度25 cm相比，桑葉產(chǎn)量、枝條葉片數(shù)和莖粗分別顯著提高12.11%、3.27%和13.71%（P<0.05）。冬伐高度65 cm與冬伐高度45 cm相比，桑葉產(chǎn)量、枝條葉片數(shù)和莖粗分別顯著降低11.64%、18.21%和2.85%（P<0.05）。冬伐高度85 cm時桑葉產(chǎn)量、枝條葉片數(shù)和莖粗顯著低于冬伐高度45 cm（P<0.05），但桑葉產(chǎn)量與對照組相比并沒有顯著變化。桑枝條數(shù)隨冬伐高度增加總體上呈現(xiàn)出遞增的趨勢，冬伐高度85 cm時枝條數(shù)最多與對照組和冬伐高度45 cm時分別顯著提高43.87%和16.25%，冬伐高度45 cm桑枝條數(shù)低于冬伐高度25 cm，但差異不顯著。表明不同冬伐高度對桑樹葉片產(chǎn)量與地上部形態(tài)具有很大影響。

圖1 不同冬伐高度對桑樹形態(tài)指標(biāo)及桑葉產(chǎn)量的影響

2.2 不同冬伐高度桑地上部形態(tài)指標(biāo)及桑葉產(chǎn)量的相關(guān)性

對桑地上部形態(tài)指標(biāo)及桑葉產(chǎn)量相關(guān)性進(jìn)行分析，結(jié)果（表1）表明，除發(fā)枝條數(shù)與枝條葉片數(shù)相關(guān)不顯著外，其他地上部形態(tài)之間的相關(guān)性均呈差異顯著或極顯著（P<0.01），其中桑葉鮮重與地上部形態(tài)各指標(biāo)均呈差異顯著或極顯著正相關(guān)，枝條數(shù)與枝條葉片數(shù)和莖粗之間呈負(fù)相關(guān)，但枝條數(shù)與枝條葉片數(shù)差異不顯著，枝條數(shù)與枝條長度、枝條長度與莖粗之間均呈差異顯著或極顯著正相關(guān)（P<0.01）。表明通過提高桑枝條數(shù)、枝條葉片數(shù)、枝條長度、莖粗均能提高桑葉產(chǎn)量。

表1 桑地上部形態(tài)指標(biāo)與桑葉產(chǎn)量相關(guān)性分析

2.3 不同冬伐高度對桑葉營養(yǎng)物質(zhì)含量的影響

不同冬伐高度對桑葉營養(yǎng)物質(zhì)含量的比較分析表明，隨冬伐高度的增加葉片水分含量、粗蛋白含量總體呈先增加后減少的趨勢（表2），當(dāng)冬伐高度為45 cm時，上位葉片水分含量、上位葉片粗蛋白含量、下位葉片粗蛋白含量均具有較高水平，分別高于對照組1.00%、6.87%和2.20%，其中上位葉片粗蛋白含量差異顯著（P<0.05）。冬伐高度為45 cm時下位葉片水分含量與CK組相比近乎相等差異不顯著。上、下位葉片灰分含量隨冬伐高度的增加呈遞增趨勢，上位葉片表現(xiàn)明顯，上、下位葉片冬伐高度45 cm時均顯著高于對照組12.50%、11.11%，但當(dāng)冬伐高度為45、65、85 cm下位葉片灰分含量相等。說明不同冬伐高度能夠影響桑葉營養(yǎng)物質(zhì)含量，并且冬伐高度為45 cm時，上、下位葉片粗蛋白含量顯著高于其他處理組，地上部桑葉水分含量高于其他處理組，但差異不顯著。

2.4 不同冬伐高度桑葉產(chǎn)量

根據(jù)每株桑葉產(chǎn)量與每公頃桑株數(shù)計算桑葉春季產(chǎn)量（圖2），不同冬伐處理間的春季桑葉產(chǎn)量存在差異，冬伐高度45 cm春季桑葉產(chǎn)量最高達(dá)15797.92 kg/hm2，桑葉產(chǎn)量排序為冬伐高度45 cm>冬伐高度65 cm>冬伐高度25 cm>冬伐高度85 cm>對照組。

圖2 不同冬伐高度桑園桑葉春季產(chǎn)量擬合回歸曲線

分析桑葉產(chǎn)量與冬伐高度的關(guān)系得出擬合回歸方程，如式（1）。經(jīng)計算得出當(dāng)冬伐高度為45.29 cm時，每公頃桑葉產(chǎn)量得到最大值15217.04 kg。

式中，y為每公頃桑葉產(chǎn)量，x為冬伐高度，R2=0.945。

3 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，冬伐高度能夠影響春季桑葉產(chǎn)量、地上部形態(tài)以及營養(yǎng)物質(zhì)的含量。冬伐高度與春季桑葉產(chǎn)量的關(guān)系呈現(xiàn)先升高后降低的關(guān)系，通過擬合回歸方程推算得冬伐高度45.29 cm為臨界點；冬伐高度能夠影響桑樹地上部形態(tài)指標(biāo)，桑發(fā)枝條數(shù)隨冬伐高度的增加呈遞增趨勢，而枝條長度、枝條葉片數(shù)、莖粗呈先增加后減少的趨勢，相關(guān)分析表明桑葉產(chǎn)量與發(fā)枝條數(shù)、枝條葉片數(shù)、枝條長度、莖粗均具有顯著或極顯著正相關(guān)，且當(dāng)冬伐高度45 cm時，除發(fā)枝條數(shù)各項指標(biāo)均優(yōu)于處理組及其他對照組；冬伐高度能夠影響桑葉品質(zhì)，當(dāng)冬伐高度45 cm上位葉片含水量、粗蛋白含量高于其他處理組。冬伐高度45 cm能夠增加桑葉產(chǎn)量、提升桑葉品質(zhì)。研究初步建立了桑園產(chǎn)量與冬伐高度回歸曲線方程，經(jīng)計算得到桑園最佳冬伐高度為45.29 cm，桑葉產(chǎn)量最大值為15217.04 kg/hm2。

4 討論

4.1 冬伐高度與桑葉產(chǎn)量及地上部形態(tài)研究

冬季修剪是果樹、苗木整形修剪的重要組成部分，修剪強(qiáng)度與果實高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)及品質(zhì)密切相關(guān)[18-19]。桑樹自然狀態(tài)為喬木，修剪留枝量的高低受氣候、環(huán)境、作物品種、栽培管理措施等方面的影響[20]。朱方容等[21]認(rèn)為冬留長枝的春葉養(yǎng)蠶比冬齊拳剪伐的葉質(zhì)好，間接證明冬留長枝能夠增加桑葉產(chǎn)量。本研究結(jié)果表明，與對照相比，冬伐高度45 cm時，桑葉產(chǎn)量、桑發(fā)枝條數(shù)、枝條長度、枝條葉片數(shù)、莖粗都顯著提高，這與文柳瓔等[14]認(rèn)為低刈（30～50 cm）能夠促進(jìn)桑樹發(fā)芽、增加桑葉產(chǎn)量相一致。冬伐留枝過短秋季儲存的營養(yǎng)物質(zhì)更易流失，春季發(fā)枝條數(shù)減少[22]；同時也更易造成根系受損，營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸受阻，導(dǎo)致桑樹生長初期緩慢，葉片輕薄。此外，李剛等[23]研究認(rèn)為留80 cm桑枝長水平剪伐為優(yōu)，春季發(fā)芽率高，桑葉產(chǎn)量最高，而本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，冬伐高度85 cm雖然桑發(fā)枝條數(shù)增多，但枝條長度、枝條葉片數(shù)、桑葉產(chǎn)量均低于45 cm，且莖粗變小，與其存在不同。可能是因為熱帶地區(qū)冬季溫度高，桑發(fā)枝條數(shù)顯著增加，枝條細(xì)，光合產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)供給桑枝，源庫關(guān)系發(fā)生變化，桑葉養(yǎng)分轉(zhuǎn)移至桑枝，造成冬伐高度增加反而桑葉產(chǎn)量降低。

桑地上部形態(tài)指標(biāo)及桑葉產(chǎn)量的相關(guān)性分析研究對提高桑葉產(chǎn)量、規(guī)劃桑園具有重要的意義。桑樹產(chǎn)量由環(huán)境、栽培條件、品種所決定；將桑園產(chǎn)量的構(gòu)成要素劃分為葉數(shù)、葉重、單株枝數(shù)、每條枝長、種植密度5個指標(biāo)，并且認(rèn)為單株枝數(shù)與枝條長主要受栽培措施的影響[22]；通過人工改善群落中的群體結(jié)構(gòu)能夠增加枝條數(shù)，獲得最高桑葉產(chǎn)量。本研究首次將地上部形態(tài)與桑葉產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)性分析，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，桑葉產(chǎn)量與發(fā)枝條數(shù)、枝條葉片數(shù)、枝條長度、莖粗均具有顯著差異或極顯著的正相關(guān)性；本研究發(fā)現(xiàn)發(fā)枝條數(shù)與枝條葉片數(shù)存在負(fù)相關(guān)性，與莖粗存在負(fù)顯著相關(guān)性，這可能是枝條數(shù)增多養(yǎng)分分流增多，枝條與葉片得不到足夠的營養(yǎng)，最終導(dǎo)致枝條細(xì)小、葉片數(shù)量減小的原因。由此推斷桑園冬伐總枝條數(shù)、留芽數(shù)與桑葉產(chǎn)量之間可能存在負(fù)相關(guān)性，但還需進(jìn)一步驗證。

4.2 不同冬伐高度對桑葉營養(yǎng)物質(zhì)含量的研究

桑葉養(yǎng)分存儲量一般可以通過莖粗來大體估算，這是因為較粗的莖有更發(fā)達(dá)的根系組織，其輸送的養(yǎng)分也越多[13]。呂鴻聲[25]統(tǒng)計適熟葉與小蠶飼育的關(guān)系，應(yīng)當(dāng)選擇含水量較多、營養(yǎng)物質(zhì)較豐富的葉片；以最大光葉下一位葉記為1位，1齡蠶飼喂3、4位葉片，2齡蠶飼喂5、6位葉片，3齡蠶飼喂7、8位葉片。海南省小蠶飼養(yǎng)模式一般采用小蠶共育，1齡到3齡由小蠶共育室飼養(yǎng)，因此本研究分別采集上部位葉片、下部位葉片測定桑葉品質(zhì)。研究結(jié)果表明冬伐高度為45 cm時的上位葉片含水量、粗蛋白含量高于其他處理組，更符合小蠶飼育期桑葉營養(yǎng)條件；灰分含量隨著冬伐高度的增加呈遞增的趨勢，但當(dāng)冬伐高度45 cm時有一個明顯的增加。王謝等[13]研究表明，與細(xì)桑枝相比，粗桑枝自身枝條中的干物質(zhì)、全鉀和總鎂含量卻更低，因為較粗的桑枝能夠?qū)⒏嗟臓I養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移到葉片，造成葉片干物質(zhì)含量增高，養(yǎng)分積累更多。本研究表明桑枝越粗其對應(yīng)的粗蛋白含量也越高。