不同留茬高度對3種禾草草產量和品質的影響

劉皓棟，曹文俠，徐長林，李 文，李小龍，張小嬌

(甘肅農業大學 草業學院/草業生態系統教育部重點實驗室/甘肅省草業工程實驗室/中-美草地畜牧業可持續發展研究中心，甘肅 蘭州 730070)

不同留茬高度對3種禾草草產量和品質的影響

劉皓棟，曹文俠，徐長林，李 文，李小龍，張小嬌

(甘肅農業大學 草業學院/草業生態系統教育部重點實驗室/甘肅省草業工程實驗室/中-美草地畜牧業可持續發展研究中心，甘肅 蘭州 730070)

以3種3齡單播禾草為對象，研究了不同留茬高度0 cm (CH0)，2 cm (CH2)，4 cm (CH4)，6 cm (CH6)，8 cm(CH8)對草產量及牧草品質的綜合影響。結果表明，中華羊茅草產量隨留茬高度的增加呈先增加后降低的趨勢，冷地早熟禾和青牧1號老芒麥呈現先降低后增加的趨勢。中華羊茅與冷地早熟禾均在CH6時草產量最大，分別為233.36 g/m2，197.69 g/m2，而青牧1號老芒麥的最大草產量(236.11 g/m2)出現在CH0時。第1次刈割，隨留茬高度的增加，草產量下降，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種禾草草產量、粗蛋白和粗纖維含量先增加后降低，在留茬高度為CH6時均達到最大值，總有機碳含量于CH8達到最大值，再生速度變化不明顯。刈割留茬高度CH6和CH8保持了較高的生產力和營養品質。

多年生禾草；刈割高度；產草量；飼草品質

建植人工草地是減輕天然草地放牧壓力，恢復草地生態的重要途徑，也是解決牧區冷季家畜補飼，保障家畜營養平衡，實現牧區畜牧業可持續發展的主要手段。老芒麥(Elymussibiricus)、中華羊茅(Festucasinensis)和冷地早熟禾(Poacrymophila)因有較強的抗寒、抗旱能力成為西北高寒地區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、改善草地群落結構，提升草地生產力等方面有重要作用[2，3]。近年來，國內學者從不同刈割時期[4]、不同播期[5]及其栽培利用[6]等方面對禾草做了一些研究，但對高寒地區人工、半人工禾草地合理刈割利用方面的研究報道較少[7,9]。多年生禾草地隨刈割留茬高度的不同，年產草量和營養價值發生顯著變化。試驗研究了高寒地區不同刈割留茬高度對多年生禾本科單播草地的改良效果，以實現合理刈割措施下，多年生人工草地既能直接維持較高的生產力，產出優質的牧草，也能間接的提高畜產品質量和土地利用率，保證草地畜牧業的可持續發展。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于祁連山東段天祝藏族自治縣抓西秀龍甘肅農業大學高山草原試驗站，地處N 37°40′，E 132°32′，海拔2 960 m。試驗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)，無絕對的無霜期。植物生長期約為120～150 d，土壤類型為亞高山草甸土。

1.2 試驗材料

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

1.3 試驗設計及田間管理

多年生單播禾草地建植于2012年，采用隨機區組排列,4次重復，12個小區，每個小區面積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號老芒麥3.7 g/m2、中華羊茅1.85 g/m2，播種時間為2012年6月2日，每年進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種禾草生長均勻的區域設置樣方進行第1次刈割處理(C1)，刈割時設置0 cm(CH0)、2 cm(CH2),4 cm(CH4),6 cm(CH6),8 cm(CH8)共5個留茬高度。7月24日進行第2次刈割(C2)，刈割留茬高度同前。9月14日牧草停止生長后，齊地面刈割，記為第3次刈割(C3)。計算總產草量。每次刈割草樣，測定其鮮重，并置于烘箱105℃殺青0.5 h，在60℃烘干至恒重，稱其干重，并磨細裝入自封帶貼標備用。

1.4 測定指標與方法

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

1.5 數據分析

用Excel 2013數據整理，用SPSS 19.0統計分析軟件進行試驗數據的單因素方差分析，差異顯著性用Duncan法進行多重比較，最后采用Excel作圖。

2 結果與分析

2.1 不同刈割留茬高度對草產量的影響

刈割留茬高度顯著影響3種禾草的草產量(圖1)。第1次刈割，3種禾草刈割留茬高度為CH0時，草產量最大，當刈割留茬高度為CH8時，草產量最小，鮮草產量和干草產量隨刈割留茬高度的增加逐漸降低。相對于冷地早熟禾和中華羊茅，相同留茬高度，青牧1號老芒麥產量高；第2次割草，3種禾草的再生鮮草產量和干草產量隨留茬高度的增加先增加后降低，最大值皆出現于留茬高度為CH6。當留茬高度為CH6時，中華羊茅的鮮草產量和干草產量、青牧1號老芒麥的干草產量顯著高于其他刈割留茬高度(P<0.05)。3次割草后，中華羊茅總草產量隨留茬高度的增加先增加后降低，于CH6達到最大草產量(233.36 g/m2)。冷地早熟禾和青牧1號老芒麥的產草量隨留茬高度的增加呈現先降低后增加的趨勢，其中，冷地早熟禾在CH6時達最大草產量，為197.69 g/m2，青牧1號老芒麥于CH0時達最大值，為236.11 g/m2。留茬高度為CH4時，中華羊茅、冷地早熟禾、青牧1號老芒麥3種禾草總干草產量最低(圖2)，與最高的干產草產量相比，總干草產量分別下降了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達到最大值(圖3)。留茬高度為CH6時，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)，中華羊茅最快生長速度為0.99 cm/d，冷地早熟禾最快生長速度為0.55 cm/d。第3次刈割，中華羊茅和青牧1號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，中華羊茅和青牧1號老芒麥的再生速度達到最大值(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達到最大值1.44 cm/d。結果表明，冷地早熟禾再生速率較低，生長較慢，尤其是當留茬高度為CH2時，再生速率達到了0.13 cm/d。

圖2 不同刈割留茬高度處理下的干草產量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CH6粗蛋白含量達到最大值時，與其他刈割留茬高度差異顯著(P<0.05)。青牧1號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號老芒麥粗蛋白含量皆表現為先升高后降低，當留茬高度為CH4時，中華羊羊茅和冷地早熟禾粗蛋白最高，當留茬高度為CH6時，青牧1號老芒麥粗蛋白含量顯著的高于其他留茬高度(P<0.05)；結果表明，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表現最為突出，青牧1號老芒麥在留茬高度CH4和CH6表現相同的變化趨勢，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養價值。同時也說明刈割不能增加青牧1號老芒麥的營養價值；此外，中華羊茅和青牧1號老芒麥的粗蛋白含量表現出高于冷地早熟禾的趨勢(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有機碳的影響

第1次刈割處理，不同刈割留茬高度對中華羊茅有機碳含量的影響表現為：CH2> CH8>CH6>CH0>CH4。對青牧1號總有機碳含量的影響表現為：CH4>CH8>CH6>CH0>CH2。冷地早熟禾總有機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號老芒麥總有機碳含量于留茬

高度CH8最高，分別為422.9、413.87 g/kg。當留茬高度為CH6時，冷地早熟禾總有機碳含量最高(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碳含量整體表現為下降趨勢，冷地早熟禾于留茬高度CH8下降最為明顯，總有機碳含量下降了13.1%，但青牧1號老芒麥總有機碳含量略有上升的趨勢(圖5)。

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

2.5 不同刈割留茬高度對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“V”型變化趨勢，最大值皆出現于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，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環境的主要方式[12]，不僅影響草地生產力的維持和提高，還影響草地翌年的越冬率和再生性[13，14]。對東祁連山地區單播禾草草地進行刈割發現，隨著刈割留茬高度的增加，第1次刈割草產量逐漸降低。3種禾草刈割前生長期較長，故第1次刈割草產量高于第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茬刈割時牧草為再生草，水分含量較多，草產量較低。這與張鮮花等[15]研究結果一致。

刈割是草地管理的重要措施，適當的刈割有利于日光進入禾草基層，抑制雜草，防治病蟲害，使禾草健康生長，提高草地的利用效率和生產力。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，促進光合作用的進行[16]，加之此刈割留茬高度能解除牧草的頂端優勢及有性生殖，從而改變了牧草的生長及生殖模式[17]，促進了植物的快速增長，使其保持了相對較高的產量和生長速度。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、刈割后以生殖生長為主，莖的生長速度較快，中性洗滌纖維含量較高。青牧1號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，刈割后葉片生長速率較快，再生速度較高。試驗說明，中華羊茅宜建植放牧型人工草地，青牧1號老芒麥適合作為人工草地草種對退化草地進行改良，冷地早熟禾適宜進行草地的低茬刈割或放牧利用，抑制其生殖生長。

草地的牧草營養狀況是牧草品質的重要因素，其高低直接會影響到草地的生產性能。而牧草的粗蛋白質(CP)、總有機碳(TOC)和中性洗滌纖維(NDF)含量是說明草地牧草質量的重要指標。中華羊茅、冷地早熟禾、青牧1號老芒麥3種禾草首次割草后，生長速度較快，第2次刈割前已進入拔節期，隨著刈割留茬高度的增加，草地的莖葉比呈現先下降后增高的趨勢，粗蛋白含量和中性洗滌纖維含量表現為先增高后降低。這與許能祥等[18]觀點不一致，他認為年刈割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。這主要是因為刈割留茬高度的不同所致。牧草刈割后再生消耗大量貯藏的非結構性碳水化合物，禾草生長初期非結構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碳含量下降這與廖偉彪等[19]的觀點一致。本研究中青牧1號老芒麥作為疏叢型上繁草割草后生殖枝生長迅速，總有機碳含量有上升的趨勢。

試驗的3種3齡禾草雖同時建植，但表現出不同的生育時期(表1)。冷地早熟禾返青早，抽穗快，生長迅速，但青牧1號老芒麥表現出較為滯后的生育時期，從返青期到抽穗期皆表現出比冷地早熟禾遲15 d的生育期。對于東祁連山高寒地區15 d氣候變化大，牧草的營養價值受之影響較為明顯[20]。選擇相同時間對禾草地進行刈割目的是為了防止該地區禾草地按生育期刈割時，忽略氣候因素的綜合影響。

4 結論

研究不同刈割留茬高度對多年生禾草地的改良效果發現，中華羊茅總草產量隨留茬高度的增加先增加后降低，于CH6達到最大草產量，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號老芒麥的產草量隨留茬高度的增加呈現先降低后增加的趨勢，分別于CH6和CH0達到最大值，其中冷地早熟禾為197.69 g/m2，青牧1號老芒麥為236.11 g/m2；第1次刈割，隨著留茬高度的增加，3種禾草草產量逐漸降低，第2次刈割草產量呈現先增加后降低的趨勢，第1次刈割草產量高于第2次刈割；2次刈割后，3種禾草的粗蛋白含量、再生草的生長速度隨留茬高度的增加先增加后降低，在留茬高度CH6達到最大值，中華羊茅、冷地早熟禾和青牧1號老芒麥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先降低后增加的趨勢，第2次割草粗纖維含量呈現相反的趨勢，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，有機碳含量變化趨勢不明顯，第2次割草有機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的草產量、粗蛋白含量、再生速度以及有機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力和營養品質。

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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

現代農業產業技術體系(CARS-35)；甘肅省農牧廳“退牧還草”科技支撐項目、“打草場建設”項目資助

劉皓棟(1990-)，男，甘肅鎮原人，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