不同留茬高度對川飼苧2 號產(chǎn)量與品質(zhì)的影響研究

劉同穎，扶雅芬，龔秋林，朱四元?，王延周?

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所，湖南 長沙 410221；2.江西省宜春市硒資源開發(fā)利用中心，江西 宜春 336000)

苧麻(Boehmeria nivea(L.)Gaud.)是蕁麻科(Urticaceae)苧麻屬(Boehmeria)的多年生草本植物，原產(chǎn)于中國，被稱為“中國草”。 目前，飼用苧麻主產(chǎn)區(qū)有湖南、湖北、江西、四川等地[1－2]。 苧麻是一種優(yōu)良的飼用作物，營養(yǎng)價值與苜蓿相當(dāng)，其嫩莖葉含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、類胡蘿卜素、維生素和微量元素[3－4]，可以作為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蛋白飼料的補(bǔ)充原料。

飼用苧麻主要是收獲青綠莖、葉等營養(yǎng)體[5]。 大面積種植時，為減少時間和人力成本，往往采用機(jī)械化收割技術(shù)。 刈割時適宜留茬，利于機(jī)械化收割。 飼用苧麻營養(yǎng)生長旺盛，一年內(nèi)可多次收割，刈割留茬高度會影響苧麻生物產(chǎn)量和蛋白含量[6－7]。 刈割留茬能夠打破牧草的頂端優(yōu)勢，有助于改變牧草的生長模式與狀況，使其以較高的速度生長，增加產(chǎn)量同時能夠在原本的基礎(chǔ)上利于草地群落健康發(fā)展及長期利用[8－9]。 目前飼用苧麻一般在高度60～80 cm 時進(jìn)行刈割[10－11]，才能有效兼顧產(chǎn)量與品質(zhì)，但此時苧麻處于旺長初期，生長速度快，使得收獲期極短，僅有5 d 左右，短時間集中收獲造成收獲與加工壓力巨大，同時難以實(shí)現(xiàn)原料持續(xù)供應(yīng)于養(yǎng)殖場。 因此本試驗(yàn)探究不同留茬高度對川飼苧2 號經(jīng)濟(jì)性狀、產(chǎn)量性狀以及營養(yǎng)品質(zhì)的影響，以期為飼用苧麻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和持續(xù)供給提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)選用川飼苧2 號為試驗(yàn)材料。 該品種是“渠縣青杠麻×大竹線麻”雜交后代中選擇出的新品種，具有發(fā)蔸及再生能力強(qiáng)、年生物產(chǎn)量高、前期生長快等特點(diǎn)[12]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)選用第4 年麻，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，根據(jù)留茬高度不同共設(shè)置3 個處理:平地刈割(A 處理)、留茬20 cm(B 處理)和留茬40 cm(C 處理)，每個處理重復(fù)3 次，共9 個小區(qū)。 小區(qū)廂寬2.8 m，廂長5 m，廂溝寬0.5 m，小區(qū)面積為16.012 5 m2，種植株距0.5 m，行距0.8 m，每小區(qū)種植株數(shù)40 株。刈割在第1 次以A 處理的90%以上植株在株高120～130 cm 適時收割，第2～7 次，以A 處理的株高80～90 cm適時收割，各次刈割時間分別為T1:4 月11 日；T2:5 月13 日；T3:6 月16 日；T4:7 月13 日；T5:8 月10 日；T6:9 月7 日；T7:10 月16 日，B、C 處理刈割次數(shù)及時間同A 處理一致。

1.3 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)地位于中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所國家苧麻種質(zhì)資源圃，地處長沙市望城區(qū)白箬鋪。 該地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，氣候溫和濕潤，春溫變化大，夏初雨水多，伏秋高溫久，冬季嚴(yán)寒少雨。 熱量資源豐富，無霜期長，雨水充沛，光照充足，且光熱水相對集中在春夏季節(jié)[13]。 試驗(yàn)期間的田間管理主要為施肥、除草、抗旱和預(yù)防病蟲害。 在生長期間，視天氣狀況適時灌溉，雨水天氣注意開溝排水防漬，每次刈割后，有雜草及時人工鋤草，雨天注意開溝排水防漬。 試驗(yàn)期間冬培，施用總養(yǎng)分≥51%，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)為17∶17∶17 的復(fù)合肥375 kg/hm2，在每季麻刈割后施尿素150 kg/hm2。

1.4 測定項(xiàng)目與方法

1.4.1 農(nóng)藝性狀及飼用產(chǎn)量測定

一般在非雨天植株無露水時進(jìn)行刈割測產(chǎn)與采樣。 苧麻采樣時，按五點(diǎn)取樣法，采集具有代表性長勢的植株鮮樣1.00 kg 以上(植株不少于20 株)，準(zhǔn)確稱重，所得值為樣品鮮重，小區(qū)內(nèi)全部刈割稱重獲得小區(qū)鮮產(chǎn)。 用米尺測量刈割后從莖稈底部到頂部的垂直高度為株高，葉片數(shù)調(diào)查時，莖稈底部與頂部葉寬小于2 cm 葉片不計(jì)算在內(nèi)，最終取樣品測量值的平均值為株高與葉片數(shù)。然后將樣品進(jìn)行莖葉分離，其中莖稈用鍘刀切成大小為2 cm 左右片段，置于65 ℃烘箱烘干后稱重，烘干樣保存?zhèn)溆茫瑴y定營養(yǎng)成分。 根據(jù)測產(chǎn)小區(qū)的苧麻鮮重、面積和樣品鮮重、風(fēng)干重，計(jì)算出每個小區(qū)的每公頃風(fēng)干物產(chǎn)量；根據(jù)樣品干重的葉莖比和風(fēng)干物產(chǎn)量計(jì)算每個小區(qū)的葉與莖風(fēng)干物質(zhì)產(chǎn)量；根據(jù)風(fēng)干物產(chǎn)量和粗蛋白含量計(jì)算每個小區(qū)蛋白產(chǎn)量。

1.4.2 營養(yǎng)指標(biāo)測定

將烘干后的樣品用粉碎機(jī)粉碎并充分混勻，用于分析營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)。 參照張麗英[14]的方法進(jìn)行水分、粗蛋白、粗纖維的含量測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2019 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用IBM SPSS Statistics 26 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，分析數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，均以p<0.05 為顯著性水平，使用Origin 進(jìn)行圖表制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同留茬高度對飼用苧麻經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由圖1(a)可知，除了第一次與第五次以外，留茬對每次刈割株高的影響不顯著。 在第一次刈割時因留茬導(dǎo)致收獲高度降低，其中C 處理顯著降低；第五次刈割時，A 處理的株高為92.3 cm，顯著高于另外兩組處理(p<0.05)；在后四次刈割，隨著留茬高度增加，株高有下降的趨勢。

圖1 不同留茬高度對飼用苧麻經(jīng)濟(jì)性狀的影響Fig.1 Effects of different stubble heights on economic traits of forage ramie

如圖1(b)所示，除第三次以外，其他批次葉片數(shù)在刈割后并沒有因?yàn)榱舨绮煌艿斤@著影響，第三次A 處理葉片數(shù)為13.8，顯著高于另外兩組處理(p<0.05)。

由圖1(c)可以看出，除第一次刈割外，隨著留茬高度的增加，分株數(shù)也在顯著增加，這一結(jié)果表明留茬高度能夠影響苧麻分株數(shù)，且隨著收割批次的增加，分株數(shù)也在逐步增加。

由圖1(d)可以看出，葉莖比在刈割時受到留茬高度的影響:在第一次刈割時，因?yàn)榱舨缡骨o重減少，留茬越高，葉莖比越高，C 處理葉莖比為1.40，顯著高于A、B 處理(p<0.05)；第二次和第三次刈割留茬高度與葉莖比并無顯著差異；第四至七次均是隨著留茬高度的增加，葉莖比在同步增加，C 處理顯著高于A 處理，因此后四次留茬高度對葉莖比具有顯著影響。

2.2 不同留茬高度對飼用苧麻飼用產(chǎn)量性狀的影響

由圖2(a)可以看出，第一次刈割A(yù) 處理的葉產(chǎn)量顯著高于B、C 處理，第二次和第三次刈割時，3 個處理間差異均達(dá)顯著水平，隨著留茬高度增加，葉產(chǎn)量顯著增加。 其中第二次刈割的C 處理、B 處理產(chǎn)量分別為1163.10 kg/hm2和1057.35 kg/hm2，較A 處理分別增加20.40%和9.46%；第三次刈割的C 處理、B 處理產(chǎn)量分別為1243.35 kg/hm2和1140.30 kg/hm2，較A 處理分別增加17.31%和7.59%；后四次刈割在不同處理間葉產(chǎn)量均無顯著差異。 從第二次刈割時，隨著留茬高度增加葉產(chǎn)量有增加的趨勢。

圖2 不同留茬高度對飼用苧麻產(chǎn)量性狀的影響Fig.2 Effects of different stubble heights on yield traits of forage ramie

由圖2(b)可以看出:第一次刈割因留茬使株高下降，莖產(chǎn)量顯著減少；第二次和第三次刈割，C 處理莖產(chǎn)量顯著高于A 處理，與葉產(chǎn)量變化基本一致；第五次刈割，A 處理莖產(chǎn)量顯著高于B、C處理；第四、六、七次莖產(chǎn)量均無顯著變化。 從第四次刈割時，隨著留茬高度增加莖產(chǎn)量有下降的趨勢。

由圖2(c)可以看出:整株產(chǎn)量在第一次刈割時3 個處理相互間差異顯著；第二次和第三次刈割，隨著留茬高度增加，整株產(chǎn)量增加，第二次刈割，C 處理整株產(chǎn)量為1923.60 kg/hm2，顯著高于A 處理(p<0.05)；第三次刈割，B、C 處理顯著高于A 處理；后四次刈割各處理整株產(chǎn)量無顯著變化。

由圖2(d)可以看出:第一次刈割時，由于留茬的影響，蛋白產(chǎn)量A 處理顯著高于C 處理，與整株產(chǎn)量變化基本一致；第三次刈割時，隨著留茬高度增加蛋白產(chǎn)量在增加，C 處理蛋白產(chǎn)量為341.25 kg/hm2，顯著高于A 處理，增產(chǎn)24.11%(p<0.05)；第二、四至七次各處理均無顯著變化。

2.3 不同留茬高度對飼用苧麻營養(yǎng)品質(zhì)的影響

由表1 可知，在葉粗蛋白含量中，除第三次刈割外，其他批次均不顯著。 其中第三次刈割A(yù) 處理葉粗蛋白含量顯著低于C 處理；莖粗蛋白含量在第二次和第四次具有顯著性差異，其他批次均不顯著；第二次刈割，3 個處理間相互顯著；第四次刈割，A 處理顯著低于C 處理；第一次與第五次刈割整株蛋白含量隨著留茬高度增加而顯著增加，其他批次整株蛋白含量均不顯著，在刈割后期，隨著留茬高度增加整株蛋白有增加的趨勢。

表1 不同留茬高度對飼用苧麻營養(yǎng)品質(zhì)的影響Table 1 Effects of different stubble heights on nutritional quality of forage ramie

葉粗纖維含量在同一批次不同處理間差異不顯著。 莖粗纖維含量變化趨勢與葉幾乎一致，但在第二次刈割時，隨著刈割高度增加而增加，C 處理的粗纖維含量顯著高于A 處理，這與此批次莖中粗蛋白含量變化相反，原因可能是此批次受到外界環(huán)境多雨環(huán)境的影響，從地下長出的莖稈比較嫩而導(dǎo)致的。 整株粗纖維含量，除第三次與第四次刈割外，其他批次各處理間均有顯著變化。第一次因葉莖比增加，A 處理顯著高于C 處理；第二次受到莖粗纖維含量的影響整株粗纖維含量也具有顯著性變化；第五次到第七次刈割，隨著留茬高度增加整株粗纖維含量在下降，其中C 處理的粗纖維含量顯著低于A 處理。

綜上所述，除了第二次刈割外，留茬可以改善飼用苧麻的營養(yǎng)品質(zhì)。

2.4 不同留茬高度對飼用苧麻年產(chǎn)量和蛋白產(chǎn)量的影響

由表2 可以看出，年產(chǎn)量(T1～T7)中，葉產(chǎn)量C 處理比A 處理高10.60%，差異顯著(p<0.05)，莖、整株、整株蛋白產(chǎn)量均無顯著差異。 第二次和第三次匯總(T2～T3)中，葉、莖和整株產(chǎn)量隨著留茬高度的增加而顯著增加；整株粗蛋含量隨著留茬高度的增加而增加，其中C 處理顯著高于A處理的。 后四次(T4～T7)匯總中，各產(chǎn)量指標(biāo)均無顯著差異。

表2 不同留茬高度對飼用苧麻年產(chǎn)量和蛋白產(chǎn)量的影響Table 2 Effects of different stubble heights on annual yield and protein yield of forage ramie 單位:kg/hm2

3 討論與結(jié)論

留茬是飼草生產(chǎn)利用過程中常見的管理方法，其通過改變植物的物質(zhì)分配轉(zhuǎn)運(yùn)，影響牧草的地上和地下生物量[15]。 對于一年生作物，留茬過高會降低生物產(chǎn)量，影響經(jīng)濟(jì)效益[16－19]；但對于一年多次收獲作物，留茬反而有助于作物增產(chǎn)或提高作物品質(zhì)，郝陽毅等[20]研究發(fā)現(xiàn)，隨著構(gòu)樹留茬高度的升高，生物學(xué)產(chǎn)量有所降低，但營養(yǎng)品質(zhì)顯著上升。 本試驗(yàn)第一次刈割各處理產(chǎn)量為2713.80、2291.25、1937.70 kg/hm2，結(jié)合表1 營養(yǎng)品質(zhì)，與其研究結(jié)果一致。 王坤龍等[15]研究表明，末茬留茬高度為8～11 cm 時，對翌年第一茬紫花苜蓿干草產(chǎn)量和品質(zhì)具有正向作用。

研究[21]表明，合理的刈割留茬可以增加產(chǎn)草量，提高牧草再生能力和生產(chǎn)力，過度刈割會影響牧草后期生長，本試驗(yàn)的處理在第二次和第三次刈割時具有明顯增產(chǎn)效果，且留茬越高，增產(chǎn)效果越明顯。 表明C 處理在一定程度上具有再生性強(qiáng)和生長旺盛的特點(diǎn)。 合理的留茬高度是制定飼用苧麻機(jī)械收獲制度的重要參數(shù)之一。 留茬高度與苧麻再生能力、生長速度、產(chǎn)量和品質(zhì)密切相關(guān)。 留茬高度過高時[22]，富含營養(yǎng)高的部分枝葉仍留于地面，未被割去，苜蓿產(chǎn)量降低；留茬過低減少了苜蓿光合作用，影響苧麻再生和營養(yǎng)物質(zhì)積累，會降低后期苜蓿產(chǎn)量。 機(jī)械收割時，割幅、地形、風(fēng)向、種植密度、機(jī)械性能等因素都會影響留茬高度，隨之影響苧麻產(chǎn)量和品質(zhì)。 控制好留茬高度，是苧麻收獲的一個重要環(huán)節(jié)[23]。 本研究表明，隨著留茬高度的增加， 飼用苧麻川飼苧2號第二次和第三次收獲具有明顯的增產(chǎn)效果:其中B 處理葉產(chǎn)量增產(chǎn)8.48%、莖產(chǎn)量增產(chǎn)14.33%、整株增產(chǎn)10.81%；C 處理葉產(chǎn)量增產(chǎn)18.78%、莖產(chǎn)量增產(chǎn)20.69%、整株增產(chǎn)19.54%。 因此， 從促進(jìn)苧麻生長與產(chǎn)量的角度來看， 6 月份之前，適當(dāng)留茬有助于飼用苧麻增產(chǎn)。

營養(yǎng)價值的高低是衡量飼草飼用價值的重要指標(biāo)之一，飼草的營養(yǎng)價值在很大程度上取決于粗蛋白質(zhì)、粗纖維等成分[24]，本研究結(jié)果表明，隨著留茬高度的增加，苧麻的年粗蛋白含量有增加趨勢，這與景美鈴等[25]研究結(jié)果一致，主要是由于刈割留茬可以刺激植物在形態(tài)建成上改變策略，導(dǎo)致植物產(chǎn)生較多新生分枝和幼嫩葉片，進(jìn)而促進(jìn)植物有效吸收土壤中的養(yǎng)分，促進(jìn)植物個體發(fā)育，提高營養(yǎng)價值[26]。 但留茬對苧麻的增產(chǎn)效果并不持續(xù)。 根據(jù)研究結(jié)果可以看出，在第四次及之后的試驗(yàn)中，留茬高度除了對分株數(shù)、葉莖比和粗纖維有顯著影響外，對其他性狀均無顯著影響，也無顯著增產(chǎn)效果。 考慮到飼料麻在第四次刈割時已經(jīng)處于高溫天氣，留茬莖稈老化，分支長勢差，同時留茬會消耗田間營養(yǎng)，增加損耗，因此綜合考慮建議在第四次刈割后適當(dāng)降低留茬高度或平茬處理。

研究結(jié)果表明，留茬高度的增加在第二和第三茬次有利于苧麻增產(chǎn)，第四茬次之后數(shù)據(jù)都趨于穩(wěn)定，沒有增產(chǎn)效果，但品質(zhì)有上升趨勢。 基于本研究結(jié)果，可以考慮通過留茬來延長收獲期，根據(jù)王延周等[27]研究結(jié)果，飼用苧麻快速生長期的生長速度能達(dá)到3.87～5.47 cm/d，留茬40 cm能夠使苧麻生長時間延長10～15 d，使得苧麻收獲期可以長達(dá)15～20 d，有助于實(shí)現(xiàn)飼用苧麻原料持續(xù)供給和緩解加工壓力。