平茬對巨菌草生長的影響

張祖琳，李鋼鐵，王月林，張金旺，張軍紅

(內蒙古農業大學，內蒙古呼和浩特 010000)

巨菌草(PennisetumgiganteumZ.X.Lin)，系禾本科(Poacae)狼尾草屬(Pennisetum)多年生直立叢生型植物，原產于非洲北部、地中海南岸。研究表明，巨菌草是一種適合在熱帶、溫帶及亞熱帶地區生長和人工栽培的優質高產的刈割型牧草，一年可刈割多次，年鮮草產量可達200 t/hm2以上，是當今世界生物量最大的飼草植物[1-5]。巨菌草的優點有很多，如粗蛋白和糖分含量高，抗逆性強，適應性廣，植株高大，生物量大，生長快以及無生物入侵風險等。巨菌草已經作為優質的菌草、牧草和生態治理材料等在我國廣泛栽培應用，并創造了巨大的經濟效益和生態效益[4，5，6-7]。因此，巨菌草具有很大的發展潛力和社會效益、經濟效益及生態效益，是菌草產業中可以人工栽培的優勢草種之一[4，8-11]。

平茬是林木培育中常見的技術手段，平茬后，植株的水分條件得以改善，林木頂端分生組織快速生長，從而加速主干形成，使得新生枝條生長迅速[12]。新萌生植物的根冠比較高[13]，根系中貯藏淀粉較多，使得開始遭到破壞的地上部分得到最先的養分供應[14-17]，同時，由于萌蘗植株的葉片Pn較高，地上生物量迅速恢復[18-21]。平茬增加了其生物量，提高了牲畜可食比[22]。合理的平茬方式是維持植株再生能力和提高產量的重要措施。平茬對植物地上和地下部分的生長都有一定的影響，鄭士光等[23]采用土柱法對平茬與對照區檸條根系生長特點進行研究，結果表明，平茬120 d后，平茬處理林地內根系根量明顯增加，比對照區增加了71.11%。白茹夢等[24]研究發現，平茬處理后巨菌草的生長速度明顯增加，包括株高、葉片數、基部直徑；其中分蘗形成的數量也大于未平茬時的分蘗數量；平茬后生物量顯著高于未平茬的生物量，平茬處理改變了巨菌草的生長速度，增加了巨菌草的分蘗數量，提高了巨菌草的生物產量。由此可見，合理的平茬是維持植株再生能力和提高產量的重要技術措施。筆者以內蒙古呼和浩特市土默特左旗溫室大棚內巨菌草為研究對象，利用平茬技術，以平茬前作為對照，與平茬后作比較，分析平茬對巨菌草生長速度的改變，探究平茬對巨菌草生長的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料以內蒙古農業大學東園區巨菌草為植物材料，巨菌草苗取自內蒙古農業大學海流圖園區溫室大棚。

1.2 試驗設計試驗布設在內蒙古農業大學東園區。2021年5月29日在研究區選擇相鄰、立地條件相似的巨菌草樣地設計平茬處理，共計平茬前與平茬后2個處理，以未平茬巨菌草作為對照。平茬時注意保證茬口平滑，無劈茬裂口，留茬高度為10 cm。根據巨菌草的生長周期(一般為60 d)，于7月29日進行平茬前處理，對樣地內巨菌草以叢為單位進行調查，記錄每日生長指標。7月30日進行第1次平茬，并測量生物量和叢重；7月30日進行平茬后處理，并記錄每日生長指標；9月25日進行生物量測定，記錄叢重。

1.3 生長指標測定株高:測定巨菌草的最高高度，平茬前后分別測定，每天進行一次測量；分蘗數:記錄樣方內每叢植株分蘗數，平茬前后分別測定；生物量:生長末季測定巨菌草生物量。

1.4 數據處理采用Excel 2.0軟件對試驗數據進行整理，用 SPSS 25.0進行相關性分析和回歸分析。

2 結果與分析

2.1 平茬后巨菌草各指標相關性分析由表1可知，株高、分蘗數、地上部分生物量之間存在不同程度的相關性，其中，株高與地上部分生物量之間的相關系數為0.609，P=0.00，呈極顯著正相關；分蘗數與地上部分生物量之間相關系數為0.850，P=0.00，呈極顯著正相關；株高與分蘗數之間相關系數為0.373，P=0.06，說明株高與分蘗數之間不存在相關關系。

表1 平茬后巨菌草各指標相關性分析

2.1.1地上部分生物量與株高之間的影響關系。為了進一步探討巨菌草株高與地上部分生物量之間的關系，以X1(株高)為自變量，Y1(地上部分生物量)為因變量進行線性回歸分析，建立線性回歸方程。根據巨菌草株高與地上部分生物量的相關系數可知，株高與地上部分生物量之間存在極顯著相關性，經過一元線性回歸分析，結果表明，株高與地上部分生物量的R2=0.370(P<0.05)，達到顯著水平，說明巨菌草株高與地上部分生物量之間存在影響關系。所得線性回歸方程為Y1=-2 211.633+29.349X1，為了確定回歸方程是否可以應用，將實測樣本數據代入方程進行適合性檢驗，R2=0.136 5，說明存在一定的擬合關系(圖1)。

圖1 巨菌草地上部分生物量與株高的擬合關系

2.1.2地上部分生物量與分蘗數之間的影響關系。為了進一步探討巨菌草分蘗數與地上部分生物量之間的關系，運用SPSS軟件以X2(分蘗數)為自變量，Y2(地上部分生物量)為因變量進行線性回歸分析，建立線性回歸方程。根據巨菌草分蘗數與地上部分生物量的相關系數可知，分蘗數與地上部分生物量之間存在顯著相關性，經過一元線性回歸分析可知，分蘗數與地上部分生物量的復相關系數R2=0.722(P<0.05)，達到顯著水平，所得到線性回歸方程為Y2=-166.556+85.362X2，說明巨菌草分蘗數與地上部分生物量之間存在影響。為了確定回歸方程是否可以應用，用實測樣本數據進行適合性檢驗，R2=0.407 4，擬合度較株高有所提升(圖2)。

圖2 巨菌草地上部分生物量與分蘗數的擬合關系

2.1.3地上部分生物量與株高、分蘗數之間的影響關系。為了進一步探討巨菌草株高、分蘗數與地上部分生物量之間的關系，運用SPSS軟件以X3(株高)、X4(分蘗數)為自變量，Y3(地上部分生物量)為因變量進行線性回歸分析，建立線性回歸方程。根據巨菌草株高與地上部分生物量和分蘗數與地上部分生物量的相關系數可知，株高與地上部分生物量之間存在極顯著相關性，分蘗數與地上部分生物量之間存在極顯著相關性，經過多元線性回歸分析可知，株高和分蘗數與地上部分生物量的R2=0.821(P<0.05)，達到顯著水平，得到線性回歸方程為Y3=-2 167.139+16.353X3+72.668X4，說明巨菌草株高和分蘗數與地上部分生物量之間存在影響關系。為了確定回歸方程是否可以應用，要用實測樣本數據進行適合性檢驗，R2=0.695 8，接近于1，說明擬合度較高，經檢驗被認為是最優關系模型(圖3)。

圖3 巨菌草地上部分生物量與株高和分蘗數的擬合關系

2.2 平茬后生長觀測與分析

2.2.1平茬對株高的影響。從圖4、5可見，經過平茬處理的巨菌草生長迅速，株高增長較快，最后趨于平緩。平茬前巨菌草的最大株高為180.11 cm，平均株高為150.28 cm，最小株高為130.24 cm；平茬處理后，巨菌草的株高最高達到195.67 cm，平均株高為159.52 cm，最小株高為140.20 cm；平茬前后株高差值分別為15.56、9.24、9.96 cm，且平茬后巨菌草植株累積生長迅速，平茬后株高高于平茬前同一時間段株高。

圖4 平茬后巨菌草株高生長規律

圖5 平茬前后巨菌草株高對比

2.2.2平茬對分蘗數的影響。從圖6可見，平茬前分蘗數最多，為25個，平均為21個，最少分蘗數為16個；平茬后，分蘗數最多達49個，平均分蘗數30個，最少分蘗數17個；平茬前后分蘗數差值為24、9、1個。巨菌草平茬后生長過程中，萌生新芽的數量隨平茬時間的推延而增多，且平茬后萌生新芽數量大于平茬前萌生新芽數量。

圖6 平茬前后巨菌草分蘗數對比

2.2.3平茬對地上部分生物量的影響。從圖7可見，平茬前地上部分生物量最小為73.20 g，平均為854.92 g，最大為3 319.20 g；平茬后，巨菌草的地上部分生物量最小560.36 g，平均1 941.22 g，最大5 451.25 g；平茬前后地上部分生物量差值為487.16、1 086.30、2 132.05 g。由此說明，平茬后巨菌草的地上部分生物量增加，原因可能是平茬后植株株高較高，植株分蘗數較多，單株能夠充分吸收養分，生長較快，故其地上部分生物量均高于平茬前植株的地上部分生物量。

圖7 平茬前后巨菌草地上部分生物量對比

2.2.4平茬對生長量的影響。由圖8可知，平茬前巨菌草生長量為2.53 cm，平茬后生長量為2.57 cm，全年生長量為1.27 cm，相較于平茬前生長量有所增加。通過平茬處理，巨菌草得到更新復壯，生長速率也更快?？梢?，平茬處理改變了巨菌草的生長速度，提高了產量。

圖8 平茬前后巨菌草生長量比較

3 結論

該研究結果表明，通過平茬處理，平茬后的巨菌草植株得到更新復壯，為合理管理并科學利用巨菌草提供了科學依據，促使其持續發揮價值。巨菌草平茬后株高生長迅速，分蘗數增加，在生長季初期，萌生新芽生長較迅速，而到生長季末，分蘗數增加減緩，但是仍比未平茬的巨菌草分蘗數多；巨菌草平茬后的生物量遠大于未平茬的生物量。該試驗結果表明平茬對于巨菌草有重要的影響作用。