平茬對(duì)巨菌草生長(zhǎng)的影響

張祖琳，李鋼鐵，王月林，張金旺，張軍紅

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，內(nèi)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(chǎn)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(qū)生長(zhǎng)和人工栽培的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的刈割型牧草，一年可刈割多次，年鮮草產(chǎn)量可達(dá)200 t/hm2以上，是當(dāng)今世界生物量最大的飼草植物[1-5]。巨菌草的優(yōu)點(diǎn)有很多，如粗蛋白和糖分含量高，抗逆性強(qiáng)，適應(yīng)性廣，植株高大，生物量大，生長(zhǎng)快以及無(wú)生物入侵風(fēng)險(xiǎn)等。巨菌草已經(jīng)作為優(yōu)質(zhì)的菌草、牧草和生態(tài)治理材料等在我國(guó)廣泛栽培應(yīng)用，并創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益[4，5，6-7]。因此，巨菌草具有很大的發(fā)展?jié)摿蜕鐣?huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益及生態(tài)效益，是菌草產(chǎn)業(yè)中可以人工栽培的優(yōu)勢(shì)草種之一[4，8-11]。

平茬是林木培育中常見(jiàn)的技術(shù)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(zhǎng)，從而加速主干形成，使得新生枝條生長(zhǎng)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(kāi)始遭到破壞的地上部分得到最先的養(yǎng)分供應(yīng)[14-17]，同時(shí)，由于萌蘗植株的葉片Pn較高，地上生物量迅速恢復(fù)[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(chǎn)量的重要措施。平茬對(duì)植物地上和地下部分的生長(zhǎng)都有一定的影響，鄭士光等[23]采用土柱法對(duì)平茬與對(duì)照區(qū)檸條根系生長(zhǎng)特點(diǎn)進(jìn)行研究，結(jié)果表明，平茬120 d后，平茬處理林地內(nèi)根系根量明顯增加，比對(duì)照區(qū)增加了71.11%。白茹夢(mèng)等[24]研究發(fā)現(xiàn)，平茬處理后巨菌草的生長(zhǎng)速度明顯增加，包括株高、葉片數(shù)、基部直徑；其中分蘗形成的數(shù)量也大于未平茬時(shí)的分蘗數(shù)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(zhǎng)速度，增加了巨菌草的分蘗數(shù)量，提高了巨菌草的生物產(chǎn)量。由此可見(jiàn)，合理的平茬是維持植株再生能力和提高產(chǎn)量的重要技術(shù)措施。筆者以內(nèi)蒙古呼和浩特市土默特左旗溫室大棚內(nèi)巨菌草為研究對(duì)象，利用平茬技術(shù)，以平茬前作為對(duì)照，與平茬后作比較，分析平茬對(duì)巨菌草生長(zhǎng)速度的改變，探究平茬對(duì)巨菌草生長(zhǎng)的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料以內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)東園區(qū)巨菌草為植物材料，巨菌草苗取自內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)海流圖園區(qū)溫室大棚。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)布設(shè)在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)東園區(qū)。2021年5月29日在研究區(qū)選擇相鄰、立地條件相似的巨菌草樣地設(shè)計(jì)平茬處理，共計(jì)平茬前與平茬后2個(gè)處理，以未平茬巨菌草作為對(duì)照。平茬時(shí)注意保證茬口平滑，無(wú)劈茬裂口，留茬高度為10 cm。根據(jù)巨菌草的生長(zhǎng)周期(一般為60 d)，于7月29日進(jìn)行平茬前處理，對(duì)樣地內(nèi)巨菌草以叢為單位進(jìn)行調(diào)查，記錄每日生長(zhǎng)指標(biāo)。7月30日進(jìn)行第1次平茬，并測(cè)量生物量和叢重；7月30日進(jìn)行平茬后處理，并記錄每日生長(zhǎng)指標(biāo)；9月25日進(jìn)行生物量測(cè)定，記錄叢重。

1.3 生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定株高:測(cè)定巨菌草的最高高度，平茬前后分別測(cè)定，每天進(jìn)行一次測(cè)量；分蘗數(shù):記錄樣方內(nèi)每叢植株分蘗數(shù)，平茬前后分別測(cè)定；生物量:生長(zhǎng)末季測(cè)定巨菌草生物量。

1.4 數(shù)據(jù)處理采用Excel 2.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，用 SPSS 25.0進(jìn)行相關(guān)性分析和回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 平茬后巨菌草各指標(biāo)相關(guān)性分析由表1可知，株高、分蘗數(shù)、地上部分生物量之間存在不同程度的相關(guān)性，其中，株高與地上部分生物量之間的相關(guān)系數(shù)為0.609，P=0.00，呈極顯著正相關(guān)；分蘗數(shù)與地上部分生物量之間相關(guān)系數(shù)為0.850，P=0.00，呈極顯著正相關(guān)；株高與分蘗數(shù)之間相關(guān)系數(shù)為0.373，P=0.06，說(shuō)明株高與分蘗數(shù)之間不存在相關(guān)關(guān)系。

表1 平茬后巨菌草各指標(biāo)相關(guān)性分析

2.1.1地上部分生物量與株高之間的影響關(guān)系。為了進(jìn)一步探討巨菌草株高與地上部分生物量之間的關(guān)系，以X1(株高)為自變量，Y1(地上部分生物量)為因變量進(jìn)行線性回歸分析，建立線性回歸方程。根據(jù)巨菌草株高與地上部分生物量的相關(guān)系數(shù)可知，株高與地上部分生物量之間存在極顯著相關(guān)性，經(jīng)過(guò)一元線性回歸分析，結(jié)果表明，株高與地上部分生物量的R2=0.370(P<0.05)，達(dá)到顯著水平，說(shuō)明巨菌草株高與地上部分生物量之間存在影響關(guān)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(yīng)用，將實(shí)測(cè)樣本數(shù)據(jù)代入方程進(jìn)行適合性檢驗(yàn)，R2=0.136 5，說(shuō)明存在一定的擬合關(guān)系(圖1)。

圖1 巨菌草地上部分生物量與株高的擬合關(guān)系

2.1.2地上部分生物量與分蘗數(shù)之間的影響關(guān)系。為了進(jìn)一步探討巨菌草分蘗數(shù)與地上部分生物量之間的關(guān)系，運(yùn)用SPSS軟件以X2(分蘗數(shù))為自變量，Y2(地上部分生物量)為因變量進(jìn)行線性回歸分析，建立線性回歸方程。根據(jù)巨菌草分蘗數(shù)與地上部分生物量的相關(guān)系數(shù)可知，分蘗數(shù)與地上部分生物量之間存在顯著相關(guān)性，經(jīng)過(guò)一元線性回歸分析可知，分蘗數(shù)與地上部分生物量的復(fù)相關(guān)系數(shù)R2=0.722(P<0.05)，達(dá)到顯著水平，所得到線性回歸方程為Y2=-166.556+85.362X2，說(shuō)明巨菌草分蘗數(shù)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(yīng)用，用實(shí)測(cè)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行適合性檢驗(yàn)，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(shù)的擬合關(guān)系

2.1.3地上部分生物量與株高、分蘗數(shù)之間的影響關(guān)系。為了進(jìn)一步探討巨菌草株高、分蘗數(shù)與地上部分生物量之間的關(guān)系，運(yùn)用SPSS軟件以X3(株高)、X4(分蘗數(shù))為自變量，Y3(地上部分生物量)為因變量進(jìn)行線性回歸分析，建立線性回歸方程。根據(jù)巨菌草株高與地上部分生物量和分蘗數(shù)與地上部分生物量的相關(guān)系數(shù)可知，株高與地上部分生物量之間存在極顯著相關(guān)性，分蘗數(shù)與地上部分生物量之間存在極顯著相關(guān)性，經(jīng)過(guò)多元線性回歸分析可知，株高和分蘗數(shù)與地上部分生物量的R2=0.821(P<0.05)，達(dá)到顯著水平，得到線性回歸方程為Y3=-2 167.139+16.353X3+72.668X4，說(shuō)明巨菌草株高和分蘗數(shù)與地上部分生物量之間存在影響關(guān)系。為了確定回歸方程是否可以應(yīng)用，要用實(shí)測(cè)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行適合性檢驗(yàn)，R2=0.695 8，接近于1，說(shuō)明擬合度較高，經(jīng)檢驗(yàn)被認(rèn)為是最優(yōu)關(guān)系模型(圖3)。

圖3 巨菌草地上部分生物量與株高和分蘗數(shù)的擬合關(guān)系

2.2 平茬后生長(zhǎng)觀測(cè)與分析

2.2.1平茬對(duì)株高的影響。從圖4、5可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)平茬處理的巨菌草生長(zhǎng)迅速，株高增長(zhǎng)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(dá)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(zhǎng)迅速，平茬后株高高于平茬前同一時(shí)間段株高。

圖4 平茬后巨菌草株高生長(zhǎng)規(guī)律

圖5 平茬前后巨菌草株高對(duì)比

2.2.2平茬對(duì)分蘗數(shù)的影響。從圖6可見(jiàn)，平茬前分蘗數(shù)最多，為25個(gè)，平均為21個(gè)，最少分蘗數(shù)為16個(gè)；平茬后，分蘗數(shù)最多達(dá)49個(gè)，平均分蘗數(shù)30個(gè)，最少分蘗數(shù)17個(gè)；平茬前后分蘗數(shù)差值為24、9、1個(gè)。巨菌草平茬后生長(zhǎng)過(guò)程中，萌生新芽的數(shù)量隨平茬時(shí)間的推延而增多，且平茬后萌生新芽數(shù)量大于平茬前萌生新芽數(shù)量。

圖6 平茬前后巨菌草分蘗數(shù)對(duì)比

2.2.3平茬對(duì)地上部分生物量的影響。從圖7可見(jiàn)，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(shuō)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(shù)較多，單株能夠充分吸收養(yǎng)分，生長(zhǎng)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(duì)比

2.2.4平茬對(duì)生長(zhǎng)量的影響。由圖8可知，平茬前巨菌草生長(zhǎng)量為2.53 cm，平茬后生長(zhǎng)量為2.57 cm，全年生長(zhǎng)量為1.27 cm，相較于平茬前生長(zhǎng)量有所增加。通過(guò)平茬處理，巨菌草得到更新復(fù)壯，生長(zhǎng)速率也更快?？梢?jiàn)，平茬處理改變了巨菌草的生長(zhǎng)速度，提高了產(chǎn)量。

圖8 平茬前后巨菌草生長(zhǎng)量比較

3 結(jié)論

該研究結(jié)果表明，通過(guò)平茬處理，平茬后的巨菌草植株得到更新復(fù)壯，為合理管理并科學(xué)利用巨菌草提供了科學(xué)依據(jù)，促使其持續(xù)發(fā)揮價(jià)值。巨菌草平茬后株高生長(zhǎng)迅速，分蘗數(shù)增加，在生長(zhǎng)季初期，萌生新芽生長(zhǎng)較迅速，而到生長(zhǎng)季末，分蘗數(shù)增加減緩，但是仍比未平茬的巨菌草分蘗數(shù)多；巨菌草平茬后的生物量遠(yuǎn)大于未平茬的生物量。該試驗(yàn)結(jié)果表明平茬對(duì)于巨菌草有重要的影響作用。