刈割留茬高度對(duì)青稞飼草與籽粒產(chǎn)量及飼用品質(zhì)的影響

王小萍,白羿雄,2,姚曉華,姚有華,李 新,安立昆,吳昆侖

(1.青海大學(xué)/青海省農(nóng)林科學(xué)院/青海省青稞遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/國(guó)家麥類改良中心青海青稞分中心,青海西寧 810016; 2.西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院,陜西楊凌 712100)

青稞(HordeumvulgareL. var.nudumHook. f.)又稱裸大麥、米大麥和元麥,是最早被馴化的農(nóng)作物之一[1],也是青藏高原地區(qū)主要的糧食作物和藏族群眾賴以生存的基本口糧,已有3 500多年的種植歷史[2]。青稞屬一年生糧飼兼用作物,具有耐寒、抗旱、適應(yīng)性廣等特點(diǎn),而且植株繁茂、分蘗多、再生能力強(qiáng)、飼草產(chǎn)量高,其苗草飼草(青苗)和秸稈飼草是高寒區(qū)重要的補(bǔ)飼飼草[5];其籽粒營(yíng)養(yǎng)豐富,富含β-葡聚糖、多酚、生育酚等活性物質(zhì),具有一定藥用價(jià)值[3-4]。相較于其他干草,青稞青苗的適口性好、含糖量高、木質(zhì)素和纖維素等難消化物質(zhì)少,有利于牲畜生長(zhǎng)。青稞秸稈作為重要的再生資源,在一定程度上可以解決飼料短缺的問(wèn)題,是高原地區(qū)重要的青貯飼料[6]。近年來(lái),青海省部分生態(tài)區(qū)由于水土大面積流失,引發(fā)草地退化,導(dǎo)致畜牧業(yè)發(fā)展受阻。開(kāi)展青稞多元化利用對(duì)于提高飼料供給、促進(jìn)畜牧業(yè)發(fā)展、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、提高農(nóng)牧民的收入具有重要意義。

刈割是作物多元化利用的有效方式之一,糧飼兼用作物刈割可以提供飼草,提升作物綜合效益。刈割可解除作物頂端優(yōu)勢(shì),刺激產(chǎn)生新組織,提高凈光合速率和初級(jí)生產(chǎn)力[7],如燕麥(AvenasativaL. )[8]、大麥(HordeumvulgareL.)[9]和甜高粱(Sorghumdochna)[10]刈割后會(huì)刺激植株分蘗芽的再生,使分蘗數(shù)和地上部生物量增大,在保障籽粒產(chǎn)量的前提下,提升了飼草產(chǎn)量,使作物綜合經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值提升。飼草產(chǎn)量提高主要是利用作物補(bǔ)償性生長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn),補(bǔ)償性生長(zhǎng)是指植物在放牧或機(jī)械損傷后通過(guò)自身一系列調(diào)控以抵消組織損傷的不利影響、恢復(fù)機(jī)體功能以維持植株正常生長(zhǎng)的能力[11],可劃分為超補(bǔ)償、等補(bǔ)償和欠補(bǔ)償三種類型[12]。

不同的刈割留茬高度對(duì)飼草品質(zhì)的影響有所不同[13]。Yang等[14]研究表明,隨著刈割留茬高度的降低,再生牧草的N和P含量呈上升的趨勢(shì),且營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)呈升高趨勢(shì)。盧 強(qiáng)等[15]研究發(fā)現(xiàn),隨著留茬高度的降低即刈割強(qiáng)度的增強(qiáng),苜蓿中蛋白質(zhì)含量呈降低的趨勢(shì),當(dāng)留茬高度為5～8 cm時(shí),苜蓿相對(duì)飼用價(jià)值(RFV)和飼草產(chǎn)量均較高,其經(jīng)濟(jì)價(jià)值達(dá)到最大。

適當(dāng)?shù)牧舨绺叨扔欣趯?shí)現(xiàn)群落地上生物量正補(bǔ)償性生長(zhǎng),從而提高飼草產(chǎn)量[16]。目前,關(guān)于刈割留茬高度對(duì)于再生青稞飼草產(chǎn)量和相關(guān)品質(zhì)特性的研究尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。本研究擬分析不同刈割留茬高度對(duì)青稞飼草產(chǎn)量及品質(zhì)、再生青稞農(nóng)藝性狀、再生青稞秸稈產(chǎn)量和飼用品質(zhì)的影響,以確定適宜于青稞飼草和籽粒兼收的最佳刈割留茬高度,為青稞多元化利用提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

以青海省大面積種植及主推的3個(gè)青稞品種為參試材料:昆侖14號(hào)為穗粒數(shù)多、穗部飽滿、抗逆性強(qiáng)、豐產(chǎn)性好、適應(yīng)廣的國(guó)審青稞品種;柴青1號(hào)為適宜于柴達(dá)木灌區(qū)大面積種植、株型緊湊、耐寒、耐旱的青稞品種;昆侖18號(hào)株型緊湊、抗逆性強(qiáng)、豐產(chǎn)性好,為適宜于高寒區(qū)種植的青稞新品種。昆侖14號(hào)和柴青1號(hào)的生育期為122 d,昆侖18號(hào)的生育期為120 d。3個(gè)參試材料均屬春性、中熟品種,由青海省農(nóng)林科學(xué)院提供。

1.2 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2020年4-8月在青海省西寧市城北區(qū)的青海省農(nóng)林科學(xué)院作物所試驗(yàn)田(101°74′E,36°56′N)進(jìn)行。試點(diǎn)海拔2 261 m,屬于大陸性高原半干旱氣候,降雨量少,蒸發(fā)量大,無(wú)霜期短,晝夜溫差大。土壤耕作層含有機(jī)質(zhì)22.02 g·kg-1、全氮1.15 g·kg-1、有效磷22.60 mg·kg-1、速效鉀160.18 mg·kg-1、總磷1.178 g·kg-1,總鉀19.31 g·kg-1,硝酸鹽氮11.80 mg·kg-1,銨態(tài)氮4.61 mg·kg-1。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用兩因素裂區(qū)設(shè)計(jì),以 3個(gè)品種為主區(qū);留茬高度為裂區(qū),設(shè)置4個(gè)留茬高度,分別為H1(8 cm)、H2(7 cm)、H3(6 cm)、H4(5 cm),未刈割處理為對(duì)照(CK)。3次重復(fù),共計(jì)45個(gè)小區(qū)。小區(qū)面積為10 m2(2.5 m×4.0 m)。采用等行距人工點(diǎn)播,行距為20 cm,株距為5 cm。于各品種分蘗盛期進(jìn)行刈割,刈割面積為10 m2。留茬高度參照邢虎成等[17]研究,通過(guò)割草機(jī)(HD20,諸暨市海道機(jī)械有限公司)的高度檔桿控制。耕前施磷銨300 kg·hm-2和尿素150 kg·hm-2作為基肥,苗期進(jìn)行人工除草,刈割后追施尿素37.5 kg·hm-2。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 青稞飼草產(chǎn)量測(cè)定

青苗產(chǎn)量:刈割前人工除雜草,于分蘗盛期按試驗(yàn)設(shè)計(jì)用割草機(jī)對(duì)各小區(qū)開(kāi)展刈割,將采收后的青苗立即稱重并放置于網(wǎng)袋;置于干燥箱80 ℃烘干至恒重,計(jì)算青苗產(chǎn)量、青苗含水量。干草用于后續(xù)飼用品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定。

秸稈產(chǎn)量:參考趙方媛等[18]的方法測(cè)定。

1.4.2 青稞相關(guān)農(nóng)藝性狀測(cè)定

成熟期在各小區(qū)選長(zhǎng)勢(shì)一致具有代表性的植株10株,參照白羿雄等[19]的方法取完整根系,用根系掃描儀(WinRHIZO STD4800 LA2400+ scanner, Canada) 掃描根系,用WinRHIZO 根系分析系統(tǒng)分析根系動(dòng)力學(xué)參數(shù)并統(tǒng)計(jì)不同處理下的根系體積、根表面積、根直徑、根尖數(shù)等指標(biāo);將根系烘干,測(cè)定根干重。利用莖稈強(qiáng)度測(cè)定儀(YYD-1,浙江托普)測(cè)定莖稈強(qiáng)度;利用游標(biāo)卡尺測(cè)量植株壁厚和莖粗;株高利用卷尺測(cè)量穗頂至地面高度;利用卷尺測(cè)量穗長(zhǎng);統(tǒng)計(jì)小穗數(shù);利用微電腦自動(dòng)數(shù)粒器(杭州大吉光電儀器有限公司)隨機(jī)測(cè)1 000粒種子重量。

1.4.3 青苗和秸稈飼用品質(zhì)測(cè)定

將青苗和秸稈干樣利用高速萬(wàn)能粉碎機(jī)(FW100,天津華鑫)粉碎成粉末,過(guò)60目篩,置于密封袋中保存。采用范式洗滌法測(cè)定酸性洗滌纖維(acid detergent fiber,ADF)和中性洗滌纖維(neutral detergent fiber,NDF)含量[20];高溫灼燒法(箱式電阻爐SX2-4-10,沈陽(yáng)市節(jié)能電爐廠)測(cè)定灰分(ash)含量;用凱氏定氮法測(cè)定粗蛋白(crude protein,CP)[21]含量;用酶聯(lián)免疫試劑盒(ELISA)測(cè)定木質(zhì)素、纖維素和半纖維素含量。青苗和秸稈相對(duì)飼用價(jià)值(relative feed value,RFV)根據(jù)以下公式計(jì)算[22]。

RFV=(88.9-0.779×ADF)×(120÷NDF)÷1.29

1.4.4 青稞經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值計(jì)算

青稞的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值計(jì)算公式如下[23]:青苗經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值(FEP)=青苗產(chǎn)量×青苗價(jià)格( 1 200 元·t-1);秸稈經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值(SEP)= 秸稈產(chǎn)量×秸稈價(jià)格(914元·t-1);籽粒經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值(GEP)=籽粒產(chǎn)量×籽粒價(jià)格(3 000元·t-1)。綜合經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值(CEP)=FEP+SEP+GEP。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用 Excel 2010進(jìn)行繪圖和數(shù)據(jù)處理,利用SPSS 20.0對(duì)數(shù)據(jù)開(kāi)展方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同留茬高度對(duì)飼草產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

2.1.1 對(duì)青苗產(chǎn)量和含水量的影響

隨著留茬高度降低,青稞青苗產(chǎn)量(鮮重、干重)均呈顯著提高趨勢(shì)(圖1)。相較于H1處理,昆侖14號(hào)在H2、H3和H4處理下青苗鮮重增幅分別為14.23%、29.90%、42.82%;昆侖18號(hào)的增幅分別為28.99%、55.31%、90.10%;柴青1號(hào)分別增高約0.34倍、1.44倍、2.63倍(圖1A)。H2、H3和H4處理下昆侖14號(hào)干重較H1處理分別增加17.90%、34.41%、53.76%,昆侖18號(hào)分別增加35.56%、82.22%、131.22%,柴青1號(hào)分別增加0.58倍、1.92倍、3.58倍(圖1B)。青苗含水量隨留茬高度的降低呈降低趨勢(shì),不同品種間降幅不同(圖1C)。在同一刈割高度下,昆侖14號(hào)青苗產(chǎn)量最高,說(shuō)明其適于青苗飼用。

A:青苗鮮重;B:青苗干重;C:青苗含水量。H1:留茬高度8 cm;H2:留茬高度7 cm;H3:留茬高度6 cm;H4:留茬高度5 cm;相同品種圖柱上不同小寫(xiě)字母表示不同留茬高度差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。下圖同。

2.1.2 對(duì)青苗飼用品質(zhì)的影響

由表1可知,留茬高度對(duì)青苗飼用品質(zhì)有顯著效應(yīng)。隨著留茬高度降低,青苗中粗蛋白含量呈逐漸降低趨勢(shì),纖維類物質(zhì)含量呈增加趨勢(shì),導(dǎo)致其RFV呈逐漸降低的趨勢(shì)。相較于H1處理,在H2、H3、H4處理下青苗粗蛋白含量平均降幅分別為7.75%、10.51%、13.15%;RFV平均降幅分別為2.91%、11.98%、13.44%。青苗中纖維素含量平均增幅分別為7.71%、28.57%、 32.74%;木質(zhì)素的平均增幅分別為32.04%、 54.69%、68.41%,酸性洗滌纖維的平均增幅分別為7.45%、12.81%、5.16%;中性洗滌纖維的平均增幅分別為 1.70%、11.50%、14.85%。各青稞品種H1處理下青苗中CP含量最高,纖維素類物質(zhì)含量最低, RFV最高。

表1 不同留茬高度對(duì)青稞青苗飼草品質(zhì)的影響

隨留茬高度降低,柴青1號(hào)青苗中灰分含量逐漸增加,而昆侖14號(hào)和昆侖18號(hào)青苗中灰分含量呈先增后降趨勢(shì);昆侖14號(hào)和柴青1號(hào)的半纖維素含量呈先降后升趨勢(shì),而昆侖18號(hào)表現(xiàn)為先增后降的變化規(guī)律。在同一處理下,柴青1號(hào)粗蛋白含量顯著高于其他品種,纖維素類物質(zhì)的含量均顯著低于其他品種(P<0.05),RFV高于其他品種。說(shuō)明品種對(duì)青苗飼用品質(zhì)有顯著 影響。

2.1.3 對(duì)秸稈產(chǎn)量的影響

相較于未刈割處理(CK),H1處理下,昆侖14號(hào)秸稈產(chǎn)量增加0.27%,昆侖18號(hào)和柴青1號(hào)的秸稈產(chǎn)量降低34.75%(差異顯著)、 7.35%;在H2、H3、H4處理下,昆侖14號(hào)秸稈產(chǎn)量降幅分別為5.56%、34.42%、65.22%;昆侖18號(hào)秸稈產(chǎn)量降幅分別為34.75%、45.32%、 54.49%;柴青1號(hào)秸稈產(chǎn)量降幅分別為22.05%、 41.74%、81.31%,差異均顯著(圖2),說(shuō)明刈割留茬高度顯著影響青稞秸稈產(chǎn)量(P<0.05)。在同一留茬高度下,昆侖14號(hào)秸稈產(chǎn)量顯著高于其他品種(P<0.05),其最優(yōu)刈割處理H1的秸稈產(chǎn)量與CK間差異不顯著,其秸稈產(chǎn)量為8.99 t·hm-2。

CK:未刈割。下圖同。

2.1.4 對(duì)秸稈飼用品質(zhì)的影響

由表2可知,刈割使青稞秸稈中粗蛋白含量增多,纖維類物質(zhì)減少,RFV升高。相較于CK,在各刈割處理下,秸稈中的粗蛋白含量和RFV的平均增幅分別為8.63%和14.06%;木質(zhì)素、纖維素、半纖維素、ADF、NDF平均降幅分別為6.99%、10.87%、14.30%、9.51%、7.11%。隨著留茬高度的降低,秸稈中纖維素、木質(zhì)素、ADF含量逐漸降低;CP和RFV呈先降后升的趨勢(shì)。H4處理下各青稞品種的RFV最高。相較于H1處理,在H2、H3、H4處理下青稞秸稈中纖維素平均降幅分別為2.73%、4.33%、15.41%;木質(zhì)素平均降幅分別為2.63%、9.82%、16.76%;ADF平均降幅分別為1.25%、5.05%、8.23%。

表2 不同留茬高度對(duì)青稞秸稈飼用品質(zhì)的影響

隨著留茬高度的降低,柴青1號(hào)秸稈中半纖維素含量逐漸降低,而其在昆侖14號(hào)和昆侖18號(hào)中則呈先增高后降低的趨勢(shì);昆侖14號(hào)和昆侖18號(hào)秸稈中灰分呈先降低后升高的趨勢(shì),而其在柴青1號(hào)中呈先升高后降低趨勢(shì)。昆侖18號(hào)和柴青1號(hào)秸稈中粗蛋白含量均在H1處理時(shí)最高,而昆侖14號(hào)H4處理最高。在同一處理下,昆侖14號(hào)秸稈中粗蛋白含量顯著高于其他品種(P<0.05);木質(zhì)素、ADF、NDF含量均顯著低于其他品種,RFV則顯著高于其他品種(P< 0.05)。說(shuō)明留茬高度對(duì)不同品種青稞秸稈飼用品質(zhì)的影響存在差異。

2.2 不同刈割留茬高度對(duì)青稞農(nóng)藝性狀的影響

2.2.1 對(duì)青稞莖部性狀的影響

由表3可知,相較于CK,在H1處理下,昆侖14號(hào)和昆侖18號(hào)的莖稈變粗、壁厚變厚、稈強(qiáng)增強(qiáng)、株高增高。隨著刈割留茬高度的降低,各青稞品種的株高、壁厚、莖粗和莖稈強(qiáng)度均降低。相較于H1處理,在H2、H3、H4處理下,株高、壁厚、莖粗和莖稈強(qiáng)度平均降幅分別為 11.38%、42.51%、5.43%和17.67%。相較于CK,當(dāng)留茬高度低于6 cm時(shí),莖稈中有效分蘗數(shù)顯著降低(P< 0.05),且降幅隨著留茬高度的降低而增大,說(shuō)明刈割會(huì)對(duì)再生青稞莖稈特性產(chǎn)生顯著影響(P<0.05),輕度刈割(H1)有助于促進(jìn)青稞莖稈生長(zhǎng)發(fā)育,使青稞植株更繁茂,而重度刈割(H3、H4)會(huì)抑制青稞莖稈縱向和橫向的生長(zhǎng)。

表3 不同留茬高度對(duì)青稞莖部性狀的影響

2.2.2 對(duì)青稞根系的影響

由表4可知,相較于H1處理,在H2、H3、H4處理下3個(gè)品種根長(zhǎng)平均值分別降低13.64%、 21.97%、32.43%;根表面積平均值分別降低17.24%、31.66%、36.62%;根系直徑平均值分別降低6.41%、10.53%、16.20%;根體積平均值分別降低22.85%、 41.39%、52.75%;根干重平均增加23.43%、 43.99%、52.30%。相較于CK,昆侖18號(hào)H4處理的根系生長(zhǎng)發(fā)育受到嚴(yán)重抑制,其根長(zhǎng)、根表面積、根系直徑、根體積及根干重分別降低33.80%、39.73%、189.19%、51.67%、 51.95%。這說(shuō)明輕度刈割(H1)會(huì)促進(jìn)青稞根系生長(zhǎng),而重度刈割(H4)則會(huì)限抑制根系發(fā)育。

表4 不同留茬高度對(duì)青稞根系性狀的影響

相較于CK,當(dāng)留茬高度大于7 cm(H1和H2),刈割使昆侖18號(hào)根長(zhǎng)、根表面積、根系直徑、總體積和根重均增加,使根系更發(fā)達(dá);當(dāng)留茬高度低于6 cm(H3和H4)時(shí),昆侖14號(hào)和昆侖18號(hào)根長(zhǎng)、根系直徑、根體積、根干重變小,而柴青1號(hào)的根長(zhǎng)、根面積在各個(gè)處理下均高于CK;說(shuō)明不同類型青稞品種根系對(duì)刈割響應(yīng)存在差異。在同一刈割處理下,昆侖14號(hào)根系中各指標(biāo)均高于其他品種,其根系更發(fā)達(dá)。

2.2.3 對(duì)青稞穗部性狀的影響

相較于CK,H3和H4處理使青稞穗長(zhǎng)變短、小穗數(shù)和穗粒數(shù)減少(表5);H3和H4處理穗長(zhǎng)平均降幅分別為3.76%和16.14%;小穗數(shù)的降幅分別為12.31%和20.32%;穗粒數(shù)降幅分別為15.16%和24.10%;千粒重的降幅分別為5.66%和13.81%。相較于CK,H1處理的小穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重均增加。H1處理小穗數(shù)、穗粒和千粒重平均增幅分別為12.46%、6.24%和9.24%。相較于CK,在H1處理下,昆侖14號(hào)和昆侖18號(hào)的單株穗數(shù)均降低,而柴青1號(hào)單株穗數(shù)增多,表明青稞品種對(duì)刈割留茬高度的響應(yīng)存在差異。在同一處理下,昆侖14號(hào)穗長(zhǎng)和穗粒數(shù)均高于其他品種。

表5 不同留茬高度對(duì)青稞穗部性狀的影響

2.3 刈割留茬高度對(duì)青稞籽粒產(chǎn)量的影響

由圖3可知,隨著刈割留茬高度降低,青稞籽粒產(chǎn)量呈逐漸降低趨勢(shì)。相較于CK,3個(gè)青稞品種在H1和H2處理下籽粒產(chǎn)量均顯著增大(昆侖18號(hào)的H2處理除外)。相較于H1,在H2、H3、H4處理下籽粒產(chǎn)量平均降幅分別為5.49%、 44.32%、65.59%。相較于CK,當(dāng)留茬高度低于6 cm時(shí),青稞籽粒產(chǎn)量顯著降低,H3和H4處理平均降幅分別為28.93%和54.50%。各品種籽粒產(chǎn)量均在H1時(shí)最大,其中昆侖14號(hào)的籽粒產(chǎn)量最高,為5.09 t·hm-2。通徑分析表明,產(chǎn)量構(gòu)成因子中,對(duì)刈割留茬高度響應(yīng)最敏感的指標(biāo)為穗粒數(shù),其次為千粒重,影響最小的指標(biāo)為有效穗數(shù)(表6)。

表6 產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)產(chǎn)量影響的通徑分析

圖3 不同留茬高度下青稞籽粒產(chǎn)量

2.4 刈割留茬高度對(duì)青稞綜合經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值的影響

由表7可知,在H1處理下青稞綜合經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值最高,隨著刈割留茬高度的降低,青稞綜合經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值呈降低的趨勢(shì);相較于CK,在H1、H2、H3、H4處理下綜合經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值的平均增幅分別為 53.97%、48.28%、26.73%、8.89%。隨著留茬高度的降低,各青稞品種飼草經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值(青苗經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值、秸稈經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值)和籽粒經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值呈逐漸降低趨勢(shì),降幅隨留茬高度的降低而增大;最終使青稞品種的綜合效益呈逐漸降低趨勢(shì)。相較于H1,在 H2、H3、H4處理下,青稞的青苗經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值平均增幅分別為25.85%、76.45%、131.90%;秸稈平均經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值降幅分別為 11.09%、26.19%、 49.42%;籽粒經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值的平均降幅分別為 10.77%、40.42%、 67.71%;綜合經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值的平均降幅分別為 3.62%、17.37%、29.06%。在同一留茬高度下,昆侖14號(hào)青苗經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值、秸稈經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值、籽粒經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值均高于其他品種,使其綜合經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值最高。

表7 不同留茬高度下青稞的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值

3 討 論

3.1 刈割留茬高度對(duì)青稞生產(chǎn)性能的影響

農(nóng)藝性狀是評(píng)價(jià)作物或牧草生產(chǎn)性能的重要標(biāo)準(zhǔn),生產(chǎn)性能是青稞產(chǎn)草量和籽粒產(chǎn)量的綜合表現(xiàn),其中株高、分蘗數(shù)、莖粗與植株的產(chǎn)草量顯著相關(guān)[24-25],青稞穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、千粒重等指標(biāo)直接影響青稞籽粒產(chǎn)量[26],根系作為植株汲取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分的重要器官,間接影響青稞的產(chǎn)草量和籽粒產(chǎn)量[27]。因此,青稞莖部、根系和穗部的農(nóng)藝性狀在一定程度上反映青稞生產(chǎn)性能。

留茬高度決定青稞殘留光合作用器官(葉)數(shù)量和芽生長(zhǎng)點(diǎn)的被破壞程度,對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育有顯著影響[28]。本研究結(jié)果表明,高留茬刈割(H1)會(huì)促進(jìn)青稞莖部的橫縱向生長(zhǎng),導(dǎo)致分蘗數(shù)增多、莖稈變粗、壁厚變厚、稈強(qiáng)增大(表3),這與王 茜等[29]對(duì)冬小麥的研究結(jié)果一致?？赡芤?yàn)楦吡舨缲赘钊コ饲囡先~,使植株產(chǎn)生超補(bǔ)償效應(yīng),產(chǎn)生更多的分蘗芽,形成更多新組織,最終使地上部?jī)艄夂纤俾侍嵘?導(dǎo)致青稞秸稈各指標(biāo)均升高。隨著刈割留茬高度的降低,莖部生長(zhǎng)點(diǎn)被破壞,引發(fā)地上部葉面積指數(shù)迅速下降[30],當(dāng)刈割留茬高度小于6 cm時(shí),會(huì)嚴(yán)重抑制青稞根系發(fā)育,對(duì)植株產(chǎn)生不可逆的損害,導(dǎo)致植株光合速率降低,影響同化物合成,不利于青稞正常生長(zhǎng)發(fā)育[31]。

3.2 刈割留茬高度對(duì)青稞產(chǎn)量的影響

留茬高度影響作物同化物生成以及分配,最終對(duì)作物產(chǎn)量產(chǎn)生影響。本研究結(jié)果表明,隨著留茬高度的降低,青苗飼草產(chǎn)量均呈逐漸增大的趨勢(shì),該研究結(jié)果同彭 廷等[32]對(duì)水稻的研究結(jié)果一致。高寒區(qū)青稞的生育期為110～135 d,本研究中青稞飼草刈割時(shí)間為播種后49 d(分蘗盛期),高強(qiáng)度刈割(H2、H3、H4)處理使秸稈產(chǎn)量顯著降低,可能因?yàn)榍囡N植區(qū)風(fēng)力大、積溫低、光照輻射過(guò)強(qiáng),導(dǎo)致青稞在高強(qiáng)度刈割處理下其再生速率降低,致使青稞秸稈產(chǎn)量顯著降低。品種對(duì)刈割響應(yīng)存在一定差異,H1處理下,昆侖18號(hào)和柴青1號(hào)的秸稈產(chǎn)量顯著下降,昆侖14號(hào)秸稈產(chǎn)量則與CK差異不顯著,可能刈割分蘗芽再生分化能力激活程度不同。

適宜的留茬高度可在不影響作物籽粒產(chǎn)量情況下,為生產(chǎn)提供補(bǔ)飼用飼料[33]。本研究結(jié)果表明,適度刈割(H1、H2)可以顯著提高青稞籽粒產(chǎn)量,當(dāng)留茬高度為8 cm(H1)時(shí),青稞單株穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重均顯著增高,最終致使青稞籽粒顯著增產(chǎn)?？赡苓m度刈割刺激青稞植株產(chǎn)生超補(bǔ)償效應(yīng),使機(jī)體凈光合速率提升,積累的同化物總量升高,植株將更多同化物輸送至穗部以保障籽粒生長(zhǎng)發(fā)育,促進(jìn)穗部生長(zhǎng)發(fā)育,達(dá)到增產(chǎn)的效應(yīng)。低留茬刈割(H3、H4)處理下,青稞穗部生長(zhǎng)發(fā)育受到了嚴(yán)重抑制,使穗粒數(shù)、千粒重、單株穗數(shù)均顯著降低,導(dǎo)致青稞籽粒產(chǎn)量銳減?？赡芤?yàn)榱舨绺叨冉档?源器官產(chǎn)生不可逆的損傷,葉面積生長(zhǎng)恢復(fù)速率降低,引起同化物總量降低。同化物總量降低可能導(dǎo)致穗部分配的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與能量減少,導(dǎo)致單株穗數(shù)減少,致使庫(kù)器官數(shù)量減少,使分配到青稞穗部的同化物受限,引發(fā)植株生育期推遲,導(dǎo)致穗長(zhǎng)變短、籽粒小,使穗粒數(shù)和千粒重顯著降低,導(dǎo)致籽粒產(chǎn)量銳減。

3.3 刈割留茬高度對(duì)青稞青苗及秸稈飼用品質(zhì)的影響

本研究結(jié)果表明,隨著留茬高度的降低,青稞青苗的RFV呈不斷降低的趨勢(shì),該研究結(jié)果與刈割留茬高度對(duì)苜蓿、雀芒草、黑麥草[34-36]中飼用品質(zhì)指標(biāo)的規(guī)律一致。可能因?yàn)橹参镏械鞍踪|(zhì)合成的組織為葉片,留茬高度越高,采收的葉片比例越高,其粗蛋白含量越高。留茬高度越低,青苗中莖稈組織的比例越高,而秸稈纖維類物質(zhì)含量相對(duì)較高,導(dǎo)致其飼用品質(zhì)降低。

青稞秸稈中木質(zhì)素、纖維素、半纖維素、ADF和NDF含量相對(duì)較高,在秸稈的機(jī)械固持發(fā)揮重要支撐作用。刈割后,秸稈中粗蛋白含量高于CK,纖維類物質(zhì)的含量低于CK,導(dǎo)致其RFV升高,使秸稈的飼用品質(zhì)升高。在H4處理下,三個(gè)品種秸稈RFV均達(dá)到最大值。昆侖18號(hào)和柴青1號(hào)的粗蛋白含量在H4處理下最高,而昆侖14號(hào)粗蛋白含量則在H1處理時(shí)達(dá)到最大值,可能秸稈中粗蛋白積累量在不同品種間存在差異。除了刈割留茬高度顯著影響青苗和秸稈的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),刈割期和刈割頻次都會(huì)對(duì)飼草及秸稈的品質(zhì)指標(biāo)產(chǎn)生不同程度的影響[37]。

4 結(jié) 論

隨著刈割留茬高度的降低,各青稞品種的青苗產(chǎn)量呈升高的趨勢(shì),而秸稈產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量呈降低的趨勢(shì);H1處理下各青稞品種的綜合經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值最高,其中昆侖14號(hào)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值最高,可達(dá)2.861×104元·hm-2。留茬高度的降低使青苗中的粗蛋白含量降低,纖維類物質(zhì)含量升高,RFV降低,其中柴青1號(hào)青苗的RFV在各個(gè)處理下均顯著高于其他品種(P<0.05)。刈割會(huì)使青稞秸稈中粗蛋白含量增多,使其RFV升高,昆侖18號(hào)和柴青1號(hào)秸稈中粗蛋白含量均在H1處理達(dá)最高,而昆侖14號(hào)秸稈中粗蛋白在H4處理下最高。綜合青稞的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值和飼草的品質(zhì)來(lái)看,昆侖14號(hào)為最適宜飼草與籽粒兼收的青稞品種,H1(留茬8 cm)為最佳刈割留茬高度。