刈割期与晾晒天数对饲料油菜产量和粗蛋白含量及水分的影响

时间：2024-05-24

陶玥玥孙华王海候陆长婴沈明星

（江苏太湖地区农业科学研究所/国家土壤质量相城观测实验站，215155，江苏苏州）

长江流域作为我国优质油菜（Brassica napus）主产区，随着近年来双低饲料油菜大面积推广应用，油菜已突破收获菜籽榨油的传统，逐渐成为菜、饲、肥、油兼用作物[1]。因地制宜促进油菜多功能开发利用对提高油菜种植效益具有重要意义[2-3]。观花兼饲料油菜逐渐成为长三角洲带乡村产业振兴和发展生态旅游的理想作物。随着人们生活水平的提高，对肉奶制品的需求量越来越大，冬春优质饲料短缺已成为制约畜牧业发展的重要因素[4]。饲料油菜种植成本低、生物产量高且营养物质含量丰富，饲料油菜具有较强的耐寒性，适宜在冬春季节种植，能有效缓解冬春季饲草生产量不足和青饲料缺乏的情况[3]。长三角农区水稻收获后种植油菜，越冬生长，次年花期结束后进行饲料化加工，不仅丰富了饲草种类，增加油菜产业效益，而且提高了光热资源利用率。

关于油菜饲用特性研究，目前主要集中在品种、播量及播期等种植技术方面[5-8]，然而饲料油菜收获技术研究较少。北方地区利用8至10月麦豆收获后的土地空闲期复种饲料油菜[9]，在抽薹期至开花期刈割以获得较优生物产量与营养价值[10-11]。南方地区油菜花期鲜草水分高，不利于机械收获和青贮，田间原位割晒可有效降低鲜草含水量，同时降低饲料制作成本，但至今关于饲料油菜适宜刈割期与晾晒天数的研究鲜有报道。本研究在长三角地区连续开展2年田间原位试验，对不同刈割与晾晒条件下饲料油菜的生物产量、粗蛋白含量与水分变化进行比较研究，旨在探明该地区饲料油菜的适宜刈割期与晾晒天数，为长江中下游流域油菜饲料化利用提供理论依据和实践指导。

1 材料与方法

1.1 试验地概况与材料

试验于2016-2018年在江苏省苏州市太仓城厢镇东林农业园区试验场（121°11′E，31°53′N）进行，该地属于长江三角洲，北亚热带季风气候，年均气温15.3℃，年均降水量1017mm，年均日照时数2280h。试验点土壤为粘质壤土，参照土壤农化分析方法[12]测定耕层土壤基础养分，pH 7.31、有机质18.20g/kg、全氮1.48g/kg、速效磷78.06mg/kg、速效钾102.58mg/kg。

供试油菜品种为甘蓝型双低杂交油菜宁杂1818，由江苏省农业科学院选育。试验期间气象数据由安装在试验点附近的小型气象站（WE-800，Global water，美国）自动监测。连续2年试验条件下，年际间气象参数无显著差异，全株油菜刈割后晾晒期内平均气温为21.83℃～22.65℃，平均风速0.31m/s，平均日降雨量2.03～2.84mm，平均空气湿度66.21%～69.12%（表1）。

表1 2016-2018年全株饲料油菜刈割至晾晒期间主要气象参数Table 1 Main weather parameters during the drying period of forage rapeseed from 2016 to 2018

1.2 试验设计

分别于2016年10月13日和2017年10月16日播种，播种量为6.0kg/hm2，播前施复合肥（N、P、K含量45%，江苏中农农资有限公司）750kg/hm2。全生育期不灌溉，及时防除杂草及虫害。试验于油菜终花（全田约75%的花序完全谢花）至角果期间进行5次刈割，每4d刈割1次，并连续2年重复试验。分别于2017年4月20日和2018年4月20日进行首次刈割处理。5次刈割处理依次简写为D0、D4、D8、D12和D16，即表示油菜终花后0、4、8、12和16d刈割。每次刈割时各小区采集5个样点，每个样点为1m2，留茬高度3～5cm，随即田间称取鲜重并随机抽取部分样品，带回实验室利用烘干失重法在70℃～80℃下烘干约72h至恒重，计算饲草干重和含水量。随后机器粉碎过40目筛后放干燥器保存，用于测定饲草营养成分。饲料油菜粗蛋白采用凯氏定氮法测定[12]。粗蛋白含量=干草粗蛋白含量×干物质含量。小区其余全株油菜田间原位晾晒13d，期间每天上午10:30测定鲜重与含水量变化动态，并通过自动温湿度记录仪（RC-4HA，江苏精创电气股份有限公司，江苏）每隔1h记录土壤温度和湿度值。

1.3 数据处理

用Microsoft Excel 365进行数据处理；采用Origin 9.2软件进行作图；采用SAS 9.2[13]的GLM过程进行完全随机方差分析，用最小二乘法（LSD）在0.05水平下进行显著性检验，用平均值和标准误差表示测定结果。采用SAS 9.2进行Pearson相关分析。

2 结果与分析

2.1 刈割期对饲料油菜生物产量与含水量的影响

双因素方差分析（表2）表明，试验年份对饲料油菜生物产量与鲜草含水量无显著影响，刈割期显著影响饲料油菜生物产量和含水量，试验年份×刈割期对饲料油菜生物产量和含水量无显著影响。不考虑年际间差异，随着刈割期延后，饲草鲜重呈先增加后平缓的趋势，D0处理饲草鲜重最低（P＜0.05），D4、D8、D12和 D16处理趋于平稳。饲草干重随着收获期的推迟呈线性正相关，延迟收割后饲草干重差距减小（表2和图1）。

图1 饲料油菜终花至角果期不同刈割时期下饲草产量的变化Fig.1 Dynamics of biomass yield of forage rapeseed from final flowering to podding stage at different harvest dates

2年试验均表现为前4次刈割处理鲜草含水量相当，分别在82.11%～82.57%和79.50%～81.45%范围内（图2），末次刈割下鲜草含水量分别下降为78.60%和77.87%。

图2 饲料油菜终花至角果期不同刈割期下鲜草含水量的变化Fig.2 Dynamics of water content of forage rapeseed from final flowering to podding stage at different harvest dates

2.2 刈割期对饲料油菜粗蛋白含量的影响

如图3所示，D0处理油菜饲草粗蛋白含量平均为14.80%，较D4处理显著增加了13.13%，后3次刈割时饲草粗蛋白含量较低，在9.01%～10.34%范围内，显著低于D0和D4处理。与D0处理相比，终花后4～16d刈割油菜饲草粗蛋白含量分别显著降低了11.31%、30.13%、32.88%和39.15%（图 3）。

图3 终花期至角果期不同刈割期下饲料油菜粗蛋白含量Fig.3 Dynamics of crude protein content of forage rapeseed from final flowering to podding stage at different harvest dates

如图4所示，D4处理饲草粗蛋白含量与生物产量均达到最优。

图4 不同刈割期下饲料油菜生物产量、粗蛋白产量和粗蛋白含量的变化Fig.4 Dynamics of biomass yield,crude protein yield and crude protein content of forage rapeseed at different harvest dates

2.3 刈割期与晾晒天数对饲料油菜鲜草含水量的影响

随着晾晒天数的延长，不同刈割期下油菜饲草鲜重和含水量下降趋势基本一致（图5a、c）。D4田间晾晒3d后，平均含水量由81.00%下降为66.30%（图 5d）。

图5 不同刈割期饲料油菜鲜重、含水量与晾晒时间的关系Fig.5 The relationship between fresh weight,water content of forage rapeseed and the drying period

随着刈割期延迟，油菜晾晒期间土壤累积温度上升速率逐渐增加，其中D16处理下晾晒期间内土壤温度迅速升高（图6a），饲草含水量下降最快（图5c）。不同刈割期土壤累积温度每增加10°C，鲜草含水量降低2.3%（图6b）。

图6 不同刈割期晾晒期土壤累积温度变化及平均土壤累积温度与鲜草含水量的关系Fig.6 The soil accumulated temperature during the drying period at different harvest dates and the relationship between the average soil accumulated temperature and water content of forage

3 讨论

适时刈割是保证饲料油菜生物产量与营养价值的重要因素，是生产实践中饲料油菜利用亟需解决的问题[14]。本研究中，长三角地区稻后复种饲料油菜，在油菜终花至角果期内随着刈割期推迟，饲草鲜产先增加后趋于平缓，粗蛋白含量逐渐降低；在终花4d刈割时饲草生物产量与粗蛋白产量均达到最优（图4）。目前关于饲料油菜适宜收割期研究主要集中于苗期、开花期和角果期等不同生育期间比较。湖北地区饲料油菜苗期、蕾薹期、花期至成熟期阶段饲草干物质含量逐渐增加，花后粗蛋白含量显著降低，宜在栽培后180d左右终花期刈割，此时粗蛋白和粗脂肪含量达最大值[15-16]。北方地区麦后饲料油菜苗期粗蛋白含量高于开花期和角果期，角果期粗纤维含量最高，兼顾饲草产量和营养价值，建议在抽薹期至开花期刈割[16-17]。本研究结论与其不一致，可能主要是品种类型、种植区域、气候特征及后期加工利用方式不同造成的。本研究中，饲料油菜利用方式是通过田间全程机械化田间打捆-包膜-微贮，再进行工厂化饲料加工。尽管油菜花期产量与粗蛋白产量较高，但水分含量过高显著降低了机械田间收贮作业效率与微贮效果。另一方面，为促进乡村休闲观光农业产业化发展，长三角地区饲料油菜往往在花期观光结束后收获[18]，本研究也证实油菜终花后4d刈割时饲草产量与粗蛋白产出最优。

另一方面，油菜饲草含水量是影响青贮发酵的重要因素，青贮原料一般要求含水量以60%～70%为宜[19]，然而，本研究中油菜饲草产量与粗蛋白产量最高时期，鲜草含水量达到82.16%。为降低鲜草含水量，北方地区油菜青贮主要利用玉米秸秆、麦草与糠进行混合青贮，取得较好的效果[20]。南方地区高湿条件下用于混贮的稻草原料易霉变而影响青贮料品质，并且混贮过程复杂、成本高，不适合大规模推广应用。本研究发现，终花后4d刈割并于田间晾晒4和5d时，油菜鲜草含水量由刈割时82.16%分别下降为71.45%和65.26%；刈割期推迟则可适当缩短田间晾晒时间。末次刈割处理含水量下降较快，主要是由于油菜角果期大部分叶片脱落，籽粒灌浆，饲草含水量自然下降，同时也有气温与土壤温度升高等环境条件的影响。国内外关于刈割后晾晒处理对饲草营养的研究主要集中在草木犀和苜蓿等豆科牧草，且大部分以调制成的干草进行研究[21-22]。饲草营养损失与干燥时间密切相关，植物呼吸作用、机械作用及长时间光照等也会造成可溶性养分大量流失，在田间干燥过程中，粗蛋白含量由苜蓿鲜草至干草共损失了6.6%[23]。因此，晾晒处理存在一定营养损耗，应缩短干燥时间，本研究中饲料油菜全株刈割后晾晒4～5d内宜进行青贮以减少营养损失。