夏播時間與當年刈割時間對紫花苜蓿生長、產(chǎn)量和越冬率的影響

楊秀芳,梁慶偉，張晴晴，娜日蘇，潘翔磊

(赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 赤峰 024031)

科爾沁沙地北部的內(nèi)蒙古赤峰市阿魯科爾沁旗自2006年開始探索試驗種植節(jié)水灌溉紫花苜蓿(Medicagosativa)人工草地，截止目前優(yōu)質(zhì)牧草種植面積已達4.7萬hm2，主要種植牧草品種為紫花苜蓿和飼用燕麥，在科爾沁沙地初步形成了“紫花苜?！曈醚帑湣匣ㄜ俎！钡妮喿髂Ｊ?飼用燕麥每年播種2季，收獲時間分別為當年6月末、10月初～10月中旬，收獲燕麥后苜蓿的播種時間為當年7～8月初或翌年4月上旬.經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在本區(qū)域生產(chǎn)中，選擇在7～8月初播種苜蓿的種植企業(yè)和農(nóng)牧民，為了播種當年獲得產(chǎn)量，播種當年進行1次刈割，刈割時間把握不準確，出現(xiàn)苜蓿翌年返青較差的現(xiàn)象，從而影響第2年及以后的產(chǎn)量，返青很差的甚至需要補播或重新播種，給企業(yè)和農(nóng)牧民造成經(jīng)濟損失.近年來，國內(nèi)學(xué)者王英哲等[1]、曾慶飛等[2]、田永雷等[3]、張曉華等[4]、牛犇等[5]也對不同播種時間對苜蓿生長及越冬率的影響進行研究，但均集中在未刈割狀況下苜蓿越冬情況的研究.為了明確科爾沁沙地北部地區(qū)苜蓿夏播時間與秋季刈割時間的互作響應(yīng)，在阿魯科爾沁旗牧草種植核心區(qū)開展了7～8月上旬播種苜蓿同時進行播種當年秋季刈割的試驗，研究不同夏播時間與當年刈割時間對紫花苜蓿生長、產(chǎn)量及越冬率的影響，同時對刈割后越冬前苜蓿根頸可溶性糖、可溶性蛋白對苜?？购缘挠绊戇M行分析，為阿魯科爾沁旗夏播紫花苜蓿播期與當年刈割時間提供技術(shù)指導(dǎo).

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于內(nèi)蒙古赤峰市阿魯科爾沁旗紹根鎮(zhèn)國家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系試驗示范基地，地理位置N 43°37′，E 120°22′；屬于中溫帶半干旱大陸性季風氣候區(qū)，年日照時數(shù)2 767～3 034 h，年積溫為2 900～3 400 ℃，年平均氣溫為 5.5 ℃，極端最高氣溫40.6 ℃，極端最低氣溫-32.7 ℃，無霜期125～135 d，年平均降水量300～400 mm.試驗地土壤有機質(zhì)含量10.0 g/kg，堿解氮47 mg/kg，速效磷14.4 mg/kg，速效鉀97 mg/kg，土壤為沙土.阿魯科爾沁旗試驗地2016年10月～2017年4月氣象數(shù)據(jù)如表1所示.氣象資料由國家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系試驗示范基地提供.

表1 2016和2017年氣象數(shù)據(jù)

1.2 試驗材料與試驗設(shè)計

試驗材料為進口紫花苜蓿品種‘雪豹’，由北京佰青源畜牧業(yè)科技發(fā)展有限公司提供.試驗小區(qū)人工條播，播種量15 kg/hm2，行距20 cm，3次重復(fù)，小區(qū)面積7 m×9 m=63 m2，于2016年7月2日開始播種，共播種4期；8月共播種2期，分別為8月2日、8月10日播種；根據(jù)不同播期，進行不同刈割處理，每個刈割處理面積2 m2(2 m×1 m)，3次重復(fù)，以秋季不刈割作為對照，試驗設(shè)計如表2所示.試驗期間根據(jù)土壤含水量及時進行灌溉，在越冬前和返青期分別灌溉越冬水和返青水，人工適時除雜草.

表2 試驗設(shè)計

1.3 試驗方法

株高：刈割前，每小區(qū)隨機選取10株，計量絕對高度，10次重復(fù).不刈割處理株高在11月2日測定.

根系特性：每個處理小區(qū)隨機選取5株重復(fù).采用壕溝法[6-7]，以軍用鐵鍬完整挖取紫花苜蓿的根系部分，用自來水沖洗干凈，并用吸水紙將根系上的水分吸去，立即帶回室內(nèi)進行根系表型性狀的測量.根頸直徑用游標卡尺測量根頸最膨大處直徑；主根直徑，根頸下5 cm處測定；主根質(zhì)量，測地下0～10 cm深主根段質(zhì)量[8-9].

越冬率：每個處理選擇有代表性的樣段3處，每樣段長1 m，作好標記.在越冬前及第2年返青后分別統(tǒng)計樣段中植株總數(shù)及返青數(shù)，計算越冬率.越冬率=存活總株數(shù)/植株總數(shù)×100%.于2017年苜蓿返青期測定.

干草產(chǎn)量：留茬高度為5～8 cm，測產(chǎn)面積1 m2，重復(fù)3次.取樣200 g置于烘箱烘干后折算干草產(chǎn)量.于2016年播種當年和2017年第1茬測定.

生理指標：可溶性糖含量采用硫酸蒽酮法測定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍比色法測定[10].在2016年11月7日，采集所有處理苜蓿根系，實驗室洗凈，烘干至恒質(zhì)量，粉碎后測定.

1.4 數(shù)據(jù)處理

用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行方差分析和相關(guān)分析，方差分析結(jié)果用Duncan氏方法進行顯著比較(α=0.01,α=0.05).

2 結(jié)果與分析

2.1 夏播時間與當年刈割時間對紫花苜蓿生長的影響

夏播時間的早晚和當年刈割時間對紫花苜蓿生長發(fā)育的影響顯著(表3).夏播時間越早，株高較高，根頸直徑、主根直徑較粗，主根質(zhì)量也較大.處理T1系列、T2系列、T3系列和T4系列的株高均極顯著高于T5和T6處理(P<0.01).從播種到10月11日，7月2日播種，株高達49.0 cm，根頸直徑為0.542 cm，主根質(zhì)量為1.776 g，而8月10日播種，株高較矮，根頸較細，主根質(zhì)量較小，分別為17.5，0.346 cm，0.98 g.從不同播期的苜蓿植株的生長性狀來看，阿魯科爾沁旗種植紫花苜蓿夏播最晚不宜晚于7月末.

表3 夏播時間與當年刈割時間對紫花苜蓿生長的影響

2.2 夏播時間與當年刈割時間對紫花苜蓿越冬率、根頸可溶性糖含量和可溶性蛋白含量的影響

由表4可知，隨著夏播時間的延遲，從7月2日～8月10日，未刈割處理苜蓿的越冬率呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢，7月2日～8月2日之間播種的苜蓿，未刈割處理越冬率可達75%以上，其中處理T1-7的越冬率最高，為94.95%，處理T6的越冬率最低，為42.27%.7月播種的苜蓿， T1系列中，9月4日刈割處理的越冬率高于未刈割處理，但差異不顯著(P>0.01)，處理T2系列、T3系列和T4系列播種當年秋季未刈割的越冬率均高于各刈割處理，在7月初播種，在9月初至11月初之間刈割越冬率在70%以上，在7月中旬播種，只有在9月上旬和11月初刈割越冬率可達80%，在7月下旬播種，在9月下旬至11月初之間刈割越冬率介于70.73%～75.67%之間，在7月末播種，在9月末至11月初之間刈割越冬率平均僅為45.29%.

表4 夏播時間與當年刈割時間對紫花苜蓿越冬率、根頸可溶性糖和可溶性蛋白含量的影響

隨著夏播時間和刈割時間的延遲，各處理間苜蓿根頸可溶性糖含量差異極顯著，但變化規(guī)律性不強，可溶性糖含量介于211.89～270.87 mg/g之間(表4).處理T1系列、T2系列、T3系列和T4系列4個播期處理中，與未刈割相比，播種當年刈割的紫花苜蓿入冬前根頸中可溶性蛋白含量有降低的趨勢.未刈割處理越冬率與可溶性蛋白含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)，相關(guān)系數(shù)為0.744.

2.3 夏播時間與當年刈割時間對紫花苜蓿當年刈割干草產(chǎn)量及翌年頭茬干草產(chǎn)量的影響

由表5可知，處理T1系列、T2系列、T3系列中各刈割處理播種當年刈割干草產(chǎn)量差異不顯著(P>0.05)，T4系列中處理T4-4、T4-5的干草產(chǎn)量顯著高于處理T4-6(P<0.05)，播種當年刈割干草產(chǎn)量介于1 447.55～2 016.22 kg/hm2之間.處理T5-7、T6-7因苜蓿植株較小，未進行刈割.

T1系列、T2系列、T3系列和T4系列2017年第1茬干草產(chǎn)量未刈割處理產(chǎn)量均高于各刈割處理，其中處理T1系列，2017年第1茬未刈割處理(T1-7)干草產(chǎn)量最高，達4 486.00 kg/hm2，顯著高于處理T1-3、T1-5、 T1-6的產(chǎn)量(P<0.05)；處理T2系列，未刈割處理T2-7的2017年第1茬干草產(chǎn)量顯著高于除處理T2-2外的其他處理(P<0.05)，達5 150.74 kg/hm2；處理T3系列，未刈割處理T3-7的2017年第1茬干草產(chǎn)量顯著高于處理T4-4、T4-5和T4-6的產(chǎn)量(P<0.05)，為4 901.12 kg/hm2.

表5 夏播時間與當年刈割時間對干草產(chǎn)量的影響

3 討論

3.1 夏播時間與當年刈割時間對紫花苜蓿生長的影響

在內(nèi)蒙古大部分地區(qū)，播種紫花苜蓿宜在夏季進行，夏播苜蓿正值雨熱同期，氣溫回升快，水熱效應(yīng)好，紫花苜蓿播種后出苗速度快，有利于苜蓿幼苗生長[11].本研究對7～8月上旬夏播紫花苜蓿不同播期的苜蓿株高及根系特性研究結(jié)果表明，7月份播種苜蓿的株高極顯著高于8月份播種的苜蓿；夏播時間越晚，株高較低，根頸直徑、主根直徑較細，主根質(zhì)量也較小.這是由于播種期較晚，尤其在8月份之后，氣溫變化幅度較大，尤其夜間溫度較低，不利于紫花苜蓿幼苗植株生長[2].

3.2 夏播時間與當年刈割時間對紫花苜蓿越冬率的影響

本研究表明，夏播時間對苜蓿越冬率的影響顯著，隨著夏播時間的延遲，未刈割處理苜蓿的越冬率呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢，7月份播種苜蓿的越冬率均極顯著高于8月2日和8月10日.紫花苜蓿于8月后播種，因紫花苜蓿有秋眠的特性，此時氣溫降低，生長周期縮短，嚴重影響紫花苜蓿的越冬[1]，早播更利于苜蓿越冬[12].從夏播時間與當年刈割時間對紫花苜蓿越冬率的影響來看，阿魯科爾沁旗8月不適宜播種，與未刈割相比，7月初播種的苜蓿適宜在9月初刈割；7月12日～7月29日播種的苜蓿秋季未刈割越冬率均要高于刈割處理，建議播種當年不進行刈割，如果遇到冬季及返青季氣候異常，刈割更會增加越冬風險.

3.3 夏播時間與當年刈割時間對紫花苜蓿根頸可溶性糖和可溶性蛋白含量的影響

秋季刈割會影響紫花苜蓿根內(nèi)可溶性糖和可溶性蛋白含量的積累，對翌年越冬率也有一定影響，晚秋刈割會明顯削弱苜蓿的抗寒性能[13].孫浩等[14]對科爾沁沙地建植當年的苜蓿進行秋季刈割，越冬率均處于較低水平，在24.1%～54.8%之間，不進行末次刈割苜蓿越冬率顯著高于其他處理，新建植苜蓿當年不宜進行刈割.有研究表示，播種時期(7月1日、7月15日、8月1日和8月15日)與可溶性蛋白含量及翌年所測苜蓿越冬率呈極顯著負相關(guān)關(guān)系，越冬率與可溶性蛋白含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系[15].本研究試驗結(jié)果顯示，播種當年刈割對苜蓿越冬率的影響顯著，除了處理T1-1外，處理T2系列、T3系列和T4系列播種當年秋季未刈割的越冬率均高于各刈割處理；7月2日～7月24日不同播期與刈割期苜蓿平均越冬率達到70%以上，顯著高于其他播期與刈割組合處理；與未刈割相比，秋季刈割的紫花苜蓿入冬前主根中可溶性蛋白含量有降低的趨勢，未刈割處理越冬率與可溶性蛋白含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系.合理的秋季刈割對苜蓿越冬影響較小，不合理秋季刈割因?qū)е伦匣ㄜ俎Ｖ鞲刑妓衔锖秃衔锖拷档?，且刈割后苜蓿再生長消耗根系營養(yǎng)物質(zhì)不利于紫花苜蓿越冬[17-18].

3.4 夏播時間與當年刈割時間對紫花苜蓿當年刈割干草產(chǎn)量及翌年頭茬干草產(chǎn)量的影響

Haagenson等[18]，Bélanger等[19]研究顯示，秋季刈割顯著降低紫花苜蓿越冬后頭茬草產(chǎn)量；而Irvine等[20]的研究表明與未刈割相比，8～9月下旬進行秋季刈割顯著降低了越冬后頭茬草產(chǎn)量而10月初～10月中旬卻沒有顯著影響.本研究結(jié)果表明，T1系列、T2系列、T3系列和T4系列各刈割處理越冬后頭茬草產(chǎn)量均低于未刈割處理，7月2日和7月12日播種，在9月4日、9月11日刈割越冬后頭茬草產(chǎn)量與未刈割相比差異不顯著，7月24日和7月29日播種的苜蓿，與未刈割相比，秋季刈割顯著降低了越冬后頭茬草產(chǎn)量，這可能是因為苜蓿播期太晚，苜蓿植株弱小，加之刈割不利于根系營養(yǎng)物質(zhì)的積累所造成.

4 結(jié)論

在阿魯科爾沁旗紫花苜蓿夏播時間最佳播期為7月2日～7月24日；7月2日播種的苜蓿適宜在9月初刈割，7月12日以后播種苜蓿當年不宜進行刈割.