不同留茬高度苜蓿根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量與干草品質(zhì)的相關(guān)性研究

王 偉，賈玉山，周天榮，尹 強(qiáng)，格根圖*

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)

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不同留茬高度苜蓿根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量與干草品質(zhì)的相關(guān)性研究

王 偉1，賈玉山1，周天榮1，尹 強(qiáng)2，格根圖1*

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)

為了研究留茬高度對苜蓿粗蛋白及返青率的影響，本試驗(yàn)以3年生“金皇后”紫花苜蓿為研究材料，研究不同留茬高度下苜蓿根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量與粗蛋白、相對飼用價值及返青率之間的關(guān)系。結(jié)果表明：隨著留茬高度的增加，苜蓿根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量均呈現(xiàn)上升的趨勢；當(dāng)最后一次留茬高度高于8cm時，返青率將大于70%，其中留茬高度8～11cm處理返青率高達(dá)79.2%，返青效果較好?？紤]到根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量對苜蓿粗蛋白含量及返青率的影響，建議銀川地區(qū)第一、二、三茬留茬高度為5～8cm，最后一次留茬高度以不低于8cm為宜。

苜蓿；留茬高度；根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)；干草品質(zhì)；返青率

紫花苜蓿(Medicagosativa)為多年生豆科牧草，素有“牧草之王”的美名〔1〕。隨著牧草產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，苜蓿已逐漸成為我國種植面積最大、應(yīng)用最廣的一種優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)牧草。伴隨我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，苜蓿的作用也變得重要起來〔2〕。刈割是苜蓿利用的一種重要方式〔3〕，不僅會影響苜蓿根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量，還會影響翌年的返青率〔4〕。我國北方地區(qū)冬季氣溫較低，嚴(yán)重影響苜蓿生長分布〔5〕，制約了苜蓿的越冬及返青。目前，苜蓿返青率降低逐漸成為制約我國北方地區(qū)人工草地能否成功建植的關(guān)鍵問題〔6〕。苜蓿的返青率與入冬前根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量有著非常緊密的聯(lián)系〔7〕，當(dāng)根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量增加時，可適當(dāng)提高苜蓿的抗寒能力〔8〕，有助于提高返青率〔9〕。因此，本試驗(yàn)通過研究不同留茬高度對苜蓿根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量、干草品質(zhì)及返青率的影響，以此確定最佳刈割留茬高度，為提高苜蓿生產(chǎn)能力以及返青率提供科學(xué)的理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

在寧夏回族自治區(qū)銀川市進(jìn)行試驗(yàn)，地理位置為北緯37.2°,東經(jīng)105.3°,年平均氣溫8.5℃，日溫差12～15℃，年平均日照時數(shù)2800～3000h，是全國太陽輻射和日照時數(shù)最多的地區(qū)之一，年平均降水量200mm左右，無霜期185d左右。

1.2 供試品種

以種植年限為三年的“金皇后”紫花苜蓿為試驗(yàn)原料。試驗(yàn)小區(qū)面積為9m2(3m×3m),采用人工刈割的方式，在現(xiàn)蕾期到初花期進(jìn)行，結(jié)合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實(shí)際情況，以留茬高度2～5cm為對照組，設(shè)置0cm、5～8cm、8～11cm刈割留茬高度處理，分別記為A1、A2、A3，每個處理設(shè)置3個重復(fù)。

在2013年5月26日、7月11日、8月17日、9月20日分別刈割第一、二、三、四茬苜蓿。5月25日對第一茬苜蓿進(jìn)行取樣，測定第一茬未刈割苜蓿根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量，在5月26日對第一茬苜蓿進(jìn)行不同留茬高度處理；在7月10日對苜蓿取樣(由于7、8月份正值雨季，為了降低下雨對苜蓿營養(yǎng)品質(zhì)的影響，故推遲刈割)，人工挖取苜蓿根，用自來水沖洗干凈,并用吸水紙將根上的水分吸去。將采集到的根部樣品在105℃下殺青,然后在烘箱內(nèi)烘干,將樣品用粉碎機(jī)粉碎,混勻后放入紙袋中。測定苜蓿根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)、植株粗蛋白含量及計(jì)算RFV，以此研究刈割留茬高度對下一茬苜蓿根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)及粗蛋白含量的影響，第三、四茬次苜蓿刈割方式、取樣均使用以上方法。在第四茬刈割后35天(苜蓿一般收獲時間間隔為35天左右)對第四茬苜蓿根進(jìn)行取樣、測定。于翌年測定返青率。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

本試驗(yàn)數(shù)據(jù)的前期處理利用Microsoft Office Excel 2003軟件進(jìn)行，數(shù)據(jù)的方差分析利用SAS9.0軟件進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差來表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 留茬高度對苜蓿根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量的影響

2.1.1 留茬高度對苜蓿根內(nèi)可溶性糖含量的影響

對苜蓿進(jìn)行不同留茬高度處理后，測定各處理根內(nèi)可溶性糖含量的變化(見圖1)。從圖1可知，5月26日各處理根系內(nèi)可溶性糖含量之間差異極不顯著(P<0.01)，但A3、A2處理根系內(nèi)可溶性糖含量要大于A1處理和CK處理。在7月11日，A3處理和A2處理之間可溶性糖含量差異極不顯著(P<0.01)，均高于A1、CK處理，且A1、CK處理之間可溶性糖含量呈現(xiàn)極不顯著差異(P<0.01)。在8月17日，各處理之間呈現(xiàn)極顯著差異(P<0.01)，可溶性糖含量大小排序?yàn)锳3>A2>CK>A1。在9月20日，各處理根系內(nèi)可溶性糖含量差異極顯著(P<0.01)，A3處理可溶性糖含量最高，A2處理次之，A1、CK處理之間差異極不顯著(P<0.01)，但CK處理要高于A1處理。

圖1 不同留茬高度對苜蓿根內(nèi)可溶性糖含量的影響

2.1.2 留茬高度對苜蓿根內(nèi)可溶性蛋白含量的影響

通過對苜蓿進(jìn)行不同留茬高度處理后，測定各處理根內(nèi)丙二醛含量的變化(見圖2)。從圖2可知，苜蓿經(jīng)過不同留茬高度處理后，在5月26日測得各處理根系內(nèi)丙二醛含量不同。在7月11日測得各處理丙二醛含量較5月26日有所降低，且降低幅度較大，各處理之間呈現(xiàn)極顯著性差異(P<0.01)。在8月17日測得丙二醛含量要極顯著低于5月26日和7月11日(P<0.01)，但較7月11日變化幅度較小。在9月20日，各處理根系中丙二醛含量極顯著增加(P<0.01)，A2處理和A3處理之間差異極顯著(P<0.01)，且根內(nèi)丙二醛含量均高于A1處理、CK處理。

圖2 不同留茬高度對苜蓿根內(nèi)丙二醛含量的影響

2.1.3 留茬高度對苜蓿根內(nèi)丙二醛含量的影響

通過對苜蓿進(jìn)行不同留茬高度處理后，測定各處理根內(nèi)可溶性蛋白含量的變化(見圖3)。由圖3可見，在5月26日對苜蓿未進(jìn)行刈割之前測得根系內(nèi)可溶性蛋白含量均無明顯變化。7月11日測得可溶性蛋白含量較5月26日下降，其中A1處理中可溶性蛋白含量下降12.82%，CK處理下降9.7%，A2處理下降為7.1%，A3處理下降7.1%。在8月17日測得各處理之間可溶性蛋白含量差異極不顯著(P<0.01)，且各處理較7月11日可溶性蛋白含量下降。在9月20日測得A3、A2處理和A1、CK處理處理之間差異極顯著(P<0.01)，較8月17日各處理中可溶性蛋白含量上升，且9月20日各處理可溶性蛋白含量是苜蓿生育期中的最大值。

圖3 不同留茬高度對苜蓿根內(nèi)可溶性蛋白含量的影響

2.2 不同刈割留茬高度根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量與下一茬植株品質(zhì)的關(guān)系

對第二茬苜蓿進(jìn)行不同留茬高度處理后，研究其根系內(nèi)儲藏性物質(zhì)與第三茬苜蓿粗蛋白的關(guān)系(見表1)。由表1可知，在對第二茬苜蓿經(jīng)過不同留茬高度處理后，當(dāng)茬根內(nèi)儲藏性物質(zhì)含量以及下茬粗蛋白含量均不同，第二茬苜蓿根內(nèi)可溶性糖含量以A3處理最多，分別為A2處理、A1處理、CK處理的1.008倍、1.037倍、1.044倍。A3處理丙二醛含量也是所有處理中最多的，CK處理和A2處理之間差異極不顯著(P<0.01)，但與A3處理、A1處理之間差異極顯著?？扇苄缘鞍缀恳訟3處理最多，為13.254mg/g，分別為A2處理、CK處理、A1處理的1.01倍，1.03倍，1.07倍。A1處理粗蛋白含量最低，僅為17.86%，低于優(yōu)質(zhì)苜蓿干草的標(biāo)準(zhǔn)。由此可見，隨留茬高度的降低，當(dāng)茬苜蓿根內(nèi)儲藏性物質(zhì)均呈現(xiàn)降低的趨勢，且下一茬苜蓿粗蛋白含量也隨之降低，且A1處理已降低到18%以下，可知留茬高度會影響當(dāng)茬根內(nèi)儲藏性物質(zhì)含量，從而影響下茬苜蓿粗蛋白含量。

表1 第二茬不同刈割留茬高度根系內(nèi)儲藏性物質(zhì)與第三茬苜蓿粗蛋白的關(guān)系

注：不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)。下同。

2.2.1 第三茬苜蓿不同留茬高度根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量與第四茬苜蓿品質(zhì)的關(guān)系

對第三茬苜蓿進(jìn)行不同刈割留茬高度處理后，測定不同處理根內(nèi)儲藏性物質(zhì)含量與第四茬苜蓿干草品質(zhì)的關(guān)系(見表2)。由表2可知，在對苜蓿經(jīng)過不同留茬高度處理后，第三茬根內(nèi)儲藏性物質(zhì)對第四茬苜蓿干草品質(zhì)會造成一定的影響。第三茬苜蓿根系中可溶性糖含量、丙二醛含量、可溶性蛋白含量和粗蛋白含量均留茬高度的增加呈現(xiàn)增加的趨勢，且到A3處理達(dá)到最大值，含量分別為48.63mg/g、15.022mg/g、12.903mg/g、19.25%。由第三茬根內(nèi)儲藏性物質(zhì)變化和第四茬粗蛋白含量變化趨勢可以認(rèn)為，第四茬苜蓿粗蛋白含量與第三茬苜蓿根內(nèi)有一定的聯(lián)系，當(dāng)苜蓿根內(nèi)儲存較多的營養(yǎng)物質(zhì)時，會促進(jìn)下茬苜蓿地上部分營養(yǎng)品質(zhì)的提高。

表2 第三茬不同留茬高度根系內(nèi)儲藏性物質(zhì)與第四茬苜蓿粗蛋白的關(guān)系

2.3 最后一次刈割留茬高度對翌年苜蓿粗蛋白含量及返青率的影響

對第四茬苜蓿進(jìn)行刈割留茬高度處理后，不同處理根內(nèi)儲藏性物質(zhì)含量與翌年苜蓿干草品質(zhì)的關(guān)系(見表3)。由表3可以看出，不同留茬高度處理對苜蓿根系內(nèi)儲藏性物質(zhì)的存儲會產(chǎn)生巨大的影響，4個處理根系內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)與翌年返青率具有極顯著影響(P<0.01)。A2處理和A3處理由于末茬留茬高度大于8cm，測得根系內(nèi)可溶性糖、丙二醛、可溶性蛋白含量要極顯著高于A1、CK處理(P<0.01)，其翌年返青率也明顯高于A1和CK處理，這說明最后一茬苜蓿留茬高度的高低會影響根系內(nèi)儲藏性物質(zhì)含量，從而將直接影響翌年苜蓿返青率的高低。當(dāng)最后一茬苜蓿留茬高度高于8cm時，翌年的返青率將會高于70%，其中A3處理翌年返青率達(dá)到了79.2%，返青效果較好。

最后一次苜蓿留茬高度的高低會直接翌年第一茬苜蓿的營養(yǎng)品質(zhì)。由表可知A1處理的粗蛋白含量要低于CK處理、A2處理、A3處理，且各處理間差異極顯著(P<0.01)。相對飼用價值以A1處理最低，僅為125.33。CK處理的粗蛋白含量則要稍低于A1處理，為15.11%，但相對飼用價值要稍高于A1處理，為128。A2處理粗蛋白含量較高，且高于A1處理、CK處理，其粗蛋白含量為18.24%，已屬于優(yōu)質(zhì)苜蓿干草，相對飼用價值也高于A1處理、CK處理，為134.03。A3處理粗蛋白含量要高于A2處理，其粗蛋白含量可高達(dá)19.79%，為優(yōu)質(zhì)苜蓿干草原料，相對飼用價值要高于A2處理，極顯著高于A1處理和CK處理(P<0.01)。

表3 第四茬不同留茬高度根系內(nèi)儲藏性物質(zhì)與翌年苜蓿返青率及營養(yǎng)品質(zhì)的關(guān)系

3 討論

3.1 留茬高度對苜蓿根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量的影響

有研究表明隨著留茬高度的降低，苜蓿粗蛋白含量呈現(xiàn)降低的趨勢〔10〕。這與本試驗(yàn)結(jié)果一致，通過測定苜蓿根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量和粗蛋白含量，以此來研究留茬高度對苜蓿根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量及粗蛋白的影響。試驗(yàn)中隨著留茬高度的降低，苜蓿粗蛋白含量也呈現(xiàn)降低的趨勢。苜蓿植株的生長需要足夠的營養(yǎng)物質(zhì)，留茬高度越低，供植株地上部分生長物質(zhì)就越少，此時植株生長所需要的物質(zhì)將全部由根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化，由于不同留茬高度下苜蓿根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量不同，因此苜蓿留茬越高，其根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量相對較多，下茬苜蓿生長越好，品質(zhì)也越好。

3.2 最后一次留茬高度與苜蓿翌年返青率的關(guān)系

返青率作為評價植物抗寒性的重要指標(biāo)，通過它可以反映出植物抗寒能力的強(qiáng)弱〔11〕。有研究表明抗寒能力的強(qiáng)弱與根內(nèi)存儲營養(yǎng)物質(zhì)含量有直接關(guān)系，在溫度降低時，根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)作為一種低溫保護(hù)物質(zhì)〔12〕，在此過程中其含量會升高，這是比較普遍的生理現(xiàn)象〔13〕。本試驗(yàn)對最后一茬苜蓿進(jìn)行不同留茬高度處理后，各處理根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量均升高，對應(yīng)的返青率出現(xiàn)升高的趨勢，由此得出最后一次留茬高度應(yīng)高于8cm，有利于苜蓿根在入冬后存儲營養(yǎng)物質(zhì)，從而提高翌年的返青率。這與根中可溶性糖含量將會直接影響苜蓿的返青率的研究結(jié)果一致〔3〕。

4 結(jié)論

4.1 從苜蓿根內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量及營養(yǎng)品質(zhì)方面考慮，建議第一、二、三茬苜蓿刈割留茬高度為5～8cm。

4.2 考慮到翌年返青率，建議末茬留茬高度需在8cm以上。

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The relative research between the nutrient content in alfalfa rootand hay quality under different stubble height

WANG Wei1, JIA Yu-shan1, ZHOU Tian-rong1, YIN Qiang2, GE Gen-tu1*

1.College of Ecology and Environment Science, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010019, China;2.Grassland Research Institute ,CAAS, Hohhot 010010,China)

In order to study the effect of stubble height on crude protein and green rate of alfalfa, this experiment choose the 3 years “golden queen” as research material, and study the relationship between the nutrient content in alfalfa root with different stubble height and crude protein ,RFV and green rate. The result shows that: with the stubble height increase , the nutrient content in root of alfalfa showed the rising trend ; if the last stubble height is more than 8cm, the green rate will higher than 70%, and green rate of 8～11cm measure was as higher as 79.2%, green effect is best. In view of the nutrient content in root will effect the crude protein and green rate of alfalfa, this paper advises the first、second and third time stubble height is 5～8cm, the last stubble height is at least 8 cm.

alfalfa; stubble height；nutrient content in alfalfa root ; hay quality ；green rate

2015-03-11

(2012BAD13B02,IRT 1259)內(nèi)蒙古溫性草原牧區(qū)生產(chǎn)生態(tài)生活基礎(chǔ)集成與示范項(xiàng)目。

劉 芳(1991-)，女，內(nèi)蒙古包頭市人，從事數(shù)量生態(tài)學(xué)研究。

S551+.7

A

2095—5952(2015)02—0044—06