不同留茬高度对川饲苎2 号产量与品质的影响研究

刘同颖，扶雅芬，龚秋林，朱四元∗，王延周∗

(1.中国农业科学院麻类研究所，湖南 长沙 410221；2.江西省宜春市硒资源开发利用中心，江西 宜春 336000)

苎麻(Boehmeria nivea(L.)Gaud.)是荨麻科(Urticaceae)苎麻属(Boehmeria)的多年生草本植物，原产于中国，被称为“中国草”。 目前，饲用苎麻主产区有湖南、湖北、江西、四川等地[1－2]。 苎麻是一种优良的饲用作物，营养价值与苜蓿相当，其嫩茎叶含有丰富的蛋白质、氨基酸、类胡萝卜素、维生素和微量元素[3－4]，可以作为高产优质蛋白饲料的补充原料。

饲用苎麻主要是收获青绿茎、叶等营养体[5]。 大面积种植时，为减少时间和人力成本，往往采用机械化收割技术。 刈割时适宜留茬，利于机械化收割。 饲用苎麻营养生长旺盛，一年内可多次收割，刈割留茬高度会影响苎麻生物产量和蛋白含量[6－7]。 刈割留茬能够打破牧草的顶端优势，有助于改变牧草的生长模式与状况，使其以较高的速度生长，增加产量同时能够在原本的基础上利于草地群落健康发展及长期利用[8－9]。 目前饲用苎麻一般在高度60～80 cm 时进行刈割[10－11]，才能有效兼顾产量与品质，但此时苎麻处于旺长初期，生长速度快，使得收获期极短，仅有5 d 左右，短时间集中收获造成收获与加工压力巨大，同时难以实现原料持续供应于养殖场。 因此本试验探究不同留茬高度对川饲苎2 号经济性状、产量性状以及营养品质的影响，以期为饲用苎麻高产优质和持续供给提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验选用川饲苎2 号为试验材料。 该品种是“渠县青杠麻×大竹线麻”杂交后代中选择出的新品种，具有发蔸及再生能力强、年生物产量高、前期生长快等特点[12]。

1.2 试验设计

试验选用第4 年麻，采用完全随机区组设计，根据留茬高度不同共设置3 个处理:平地刈割(A 处理)、留茬20 cm(B 处理)和留茬40 cm(C 处理)，每个处理重复3 次，共9 个小区。 小区厢宽2.8 m，厢长5 m，厢沟宽0.5 m，小区面积为16.012 5 m2，种植株距0.5 m，行距0.8 m，每小区种植株数40 株。刈割在第1 次以A 处理的90%以上植株在株高120～130 cm 适时收割，第2～7 次，以A 处理的株高80～90 cm适时收割，各次刈割时间分别为T1:4 月11 日；T2:5 月13 日；T3:6 月16 日；T4:7 月13 日；T5:8 月10 日；T6:9 月7 日；T7:10 月16 日，B、C 处理刈割次数及时间同A 处理一致。

1.3 试验概况

试验地位于中国农业科学院麻类研究所国家苎麻种质资源圃，地处长沙市望城区白箬铺。 该地区属亚热带季风性湿润气候，气候温和湿润，春温变化大，夏初雨水多，伏秋高温久，冬季严寒少雨。 热量资源丰富，无霜期长，雨水充沛，光照充足，且光热水相对集中在春夏季节[13]。 试验期间的田间管理主要为施肥、除草、抗旱和预防病虫害。 在生长期间，视天气状况适时灌溉，雨水天气注意开沟排水防渍，每次刈割后，有杂草及时人工锄草，雨天注意开沟排水防渍。 试验期间冬培，施用总养分≥51%，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)为17∶17∶17 的复合肥375 kg/hm2，在每季麻刈割后施尿素150 kg/hm2。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 农艺性状及饲用产量测定

一般在非雨天植株无露水时进行刈割测产与采样。 苎麻采样时，按五点取样法，采集具有代表性长势的植株鲜样1.00 kg 以上(植株不少于20 株)，准确称重，所得值为样品鲜重，小区内全部刈割称重获得小区鲜产。 用米尺测量刈割后从茎秆底部到顶部的垂直高度为株高，叶片数调查时，茎秆底部与顶部叶宽小于2 cm 叶片不计算在内，最终取样品测量值的平均值为株高与叶片数。然后将样品进行茎叶分离，其中茎秆用铡刀切成大小为2 cm 左右片段，置于65 ℃烘箱烘干后称重，烘干样保存备用，测定营养成分。 根据测产小区的苎麻鲜重、面积和样品鲜重、风干重，计算出每个小区的每公顷风干物产量；根据样品干重的叶茎比和风干物产量计算每个小区的叶与茎风干物质产量；根据风干物产量和粗蛋白含量计算每个小区蛋白产量。

1.4.2 营养指标测定

将烘干后的样品用粉碎机粉碎并充分混匀，用于分析营养品质指标。 参照张丽英[14]的方法进行水分、粗蛋白、粗纤维的含量测定。

1.5 数据处理

采用Excel 2019 进行数据处理，用IBM SPSS Statistics 26 进行统计分析，分析数据以平均值±标准差表示，均以p<0.05 为显著性水平，使用Origin 进行图表制作。

2 结果与分析

2.1 不同留茬高度对饲用苎麻经济性状的影响

由图1(a)可知，除了第一次与第五次以外，留茬对每次刈割株高的影响不显著。 在第一次刈割时因留茬导致收获高度降低，其中C 处理显著降低；第五次刈割时，A 处理的株高为92.3 cm，显著高于另外两组处理(p<0.05)；在后四次刈割，随着留茬高度增加，株高有下降的趋势。

图1 不同留茬高度对饲用苎麻经济性状的影响Fig.1 Effects of different stubble heights on economic traits of forage ramie

如图1(b)所示，除第三次以外，其他批次叶片数在刈割后并没有因为留茬不同而受到显著影响，第三次A 处理叶片数为13.8，显著高于另外两组处理(p<0.05)。

由图1(c)可以看出，除第一次刈割外，随着留茬高度的增加，分株数也在显著增加，这一结果表明留茬高度能够影响苎麻分株数，且随着收割批次的增加，分株数也在逐步增加。

由图1(d)可以看出，叶茎比在刈割时受到留茬高度的影响:在第一次刈割时，因为留茬使茎重减少，留茬越高，叶茎比越高，C 处理叶茎比为1.40，显著高于A、B 处理(p<0.05)；第二次和第三次刈割留茬高度与叶茎比并无显著差异；第四至七次均是随着留茬高度的增加，叶茎比在同步增加，C 处理显著高于A 处理，因此后四次留茬高度对叶茎比具有显著影响。

2.2 不同留茬高度对饲用苎麻饲用产量性状的影响

由图2(a)可以看出，第一次刈割A 处理的叶产量显著高于B、C 处理，第二次和第三次刈割时，3 个处理间差异均达显著水平，随着留茬高度增加，叶产量显著增加。 其中第二次刈割的C 处理、B 处理产量分别为1163.10 kg/hm2和1057.35 kg/hm2，较A 处理分别增加20.40%和9.46%；第三次刈割的C 处理、B 处理产量分别为1243.35 kg/hm2和1140.30 kg/hm2，较A 处理分别增加17.31%和7.59%；后四次刈割在不同处理间叶产量均无显著差异。 从第二次刈割时，随着留茬高度增加叶产量有增加的趋势。

图2 不同留茬高度对饲用苎麻产量性状的影响Fig.2 Effects of different stubble heights on yield traits of forage ramie

由图2(b)可以看出:第一次刈割因留茬使株高下降，茎产量显著减少；第二次和第三次刈割，C 处理茎产量显著高于A 处理，与叶产量变化基本一致；第五次刈割，A 处理茎产量显著高于B、C处理；第四、六、七次茎产量均无显著变化。 从第四次刈割时，随着留茬高度增加茎产量有下降的趋势。

由图2(c)可以看出:整株产量在第一次刈割时3 个处理相互间差异显著；第二次和第三次刈割，随着留茬高度增加，整株产量增加，第二次刈割，C 处理整株产量为1923.60 kg/hm2，显著高于A 处理(p<0.05)；第三次刈割，B、C 处理显著高于A 处理；后四次刈割各处理整株产量无显著变化。

由图2(d)可以看出:第一次刈割时，由于留茬的影响，蛋白产量A 处理显著高于C 处理，与整株产量变化基本一致；第三次刈割时，随着留茬高度增加蛋白产量在增加，C 处理蛋白产量为341.25 kg/hm2，显著高于A 处理，增产24.11%(p<0.05)；第二、四至七次各处理均无显著变化。

2.3 不同留茬高度对饲用苎麻营养品质的影响

由表1 可知，在叶粗蛋白含量中，除第三次刈割外，其他批次均不显著。 其中第三次刈割A 处理叶粗蛋白含量显著低于C 处理；茎粗蛋白含量在第二次和第四次具有显著性差异，其他批次均不显著；第二次刈割，3 个处理间相互显著；第四次刈割，A 处理显著低于C 处理；第一次与第五次刈割整株蛋白含量随着留茬高度增加而显著增加，其他批次整株蛋白含量均不显著，在刈割后期，随着留茬高度增加整株蛋白有增加的趋势。

表1 不同留茬高度对饲用苎麻营养品质的影响Table 1 Effects of different stubble heights on nutritional quality of forage ramie

叶粗纤维含量在同一批次不同处理间差异不显著。 茎粗纤维含量变化趋势与叶几乎一致，但在第二次刈割时，随着刈割高度增加而增加，C 处理的粗纤维含量显著高于A 处理，这与此批次茎中粗蛋白含量变化相反，原因可能是此批次受到外界环境多雨环境的影响，从地下长出的茎秆比较嫩而导致的。 整株粗纤维含量，除第三次与第四次刈割外，其他批次各处理间均有显著变化。第一次因叶茎比增加，A 处理显著高于C 处理；第二次受到茎粗纤维含量的影响整株粗纤维含量也具有显著性变化；第五次到第七次刈割，随着留茬高度增加整株粗纤维含量在下降，其中C 处理的粗纤维含量显著低于A 处理。

综上所述，除了第二次刈割外，留茬可以改善饲用苎麻的营养品质。

2.4 不同留茬高度对饲用苎麻年产量和蛋白产量的影响

由表2 可以看出，年产量(T1～T7)中，叶产量C 处理比A 处理高10.60%，差异显著(p<0.05)，茎、整株、整株蛋白产量均无显著差异。 第二次和第三次汇总(T2～T3)中，叶、茎和整株产量随着留茬高度的增加而显著增加；整株粗蛋含量随着留茬高度的增加而增加，其中C 处理显著高于A处理的。 后四次(T4～T7)汇总中，各产量指标均无显著差异。

表2 不同留茬高度对饲用苎麻年产量和蛋白产量的影响Table 2 Effects of different stubble heights on annual yield and protein yield of forage ramie 单位:kg/hm2

3 讨论与结论

留茬是饲草生产利用过程中常见的管理方法，其通过改变植物的物质分配转运，影响牧草的地上和地下生物量[15]。 对于一年生作物，留茬过高会降低生物产量，影响经济效益[16－19]；但对于一年多次收获作物，留茬反而有助于作物增产或提高作物品质，郝阳毅等[20]研究发现，随着构树留茬高度的升高，生物学产量有所降低，但营养品质显著上升。 本试验第一次刈割各处理产量为2713.80、2291.25、1937.70 kg/hm2，结合表1 营养品质，与其研究结果一致。 王坤龙等[15]研究表明，末茬留茬高度为8～11 cm 时，对翌年第一茬紫花苜蓿干草产量和品质具有正向作用。

研究[21]表明，合理的刈割留茬可以增加产草量，提高牧草再生能力和生产力，过度刈割会影响牧草后期生长，本试验的处理在第二次和第三次刈割时具有明显增产效果，且留茬越高，增产效果越明显。 表明C 处理在一定程度上具有再生性强和生长旺盛的特点。 合理的留茬高度是制定饲用苎麻机械收获制度的重要参数之一。 留茬高度与苎麻再生能力、生长速度、产量和品质密切相关。 留茬高度过高时[22]，富含营养高的部分枝叶仍留于地面，未被割去，苜蓿产量降低；留茬过低减少了苜蓿光合作用，影响苎麻再生和营养物质积累，会降低后期苜蓿产量。 机械收割时，割幅、地形、风向、种植密度、机械性能等因素都会影响留茬高度，随之影响苎麻产量和品质。 控制好留茬高度，是苎麻收获的一个重要环节[23]。 本研究表明，随着留茬高度的增加， 饲用苎麻川饲苎2号第二次和第三次收获具有明显的增产效果:其中B 处理叶产量增产8.48%、茎产量增产14.33%、整株增产10.81%；C 处理叶产量增产18.78%、茎产量增产20.69%、整株增产19.54%。 因此， 从促进苎麻生长与产量的角度来看， 6 月份之前，适当留茬有助于饲用苎麻增产。

营养价值的高低是衡量饲草饲用价值的重要指标之一，饲草的营养价值在很大程度上取决于粗蛋白质、粗纤维等成分[24]，本研究结果表明，随着留茬高度的增加，苎麻的年粗蛋白含量有增加趋势，这与景美铃等[25]研究结果一致，主要是由于刈割留茬可以刺激植物在形态建成上改变策略，导致植物产生较多新生分枝和幼嫩叶片，进而促进植物有效吸收土壤中的养分，促进植物个体发育，提高营养价值[26]。 但留茬对苎麻的增产效果并不持续。 根据研究结果可以看出，在第四次及之后的试验中，留茬高度除了对分株数、叶茎比和粗纤维有显著影响外，对其他性状均无显著影响，也无显著增产效果。 考虑到饲料麻在第四次刈割时已经处于高温天气，留茬茎秆老化，分支长势差，同时留茬会消耗田间营养，增加损耗，因此综合考虑建议在第四次刈割后适当降低留茬高度或平茬处理。

研究结果表明，留茬高度的增加在第二和第三茬次有利于苎麻增产，第四茬次之后数据都趋于稳定，没有增产效果，但品质有上升趋势。 基于本研究结果，可以考虑通过留茬来延长收获期，根据王延周等[27]研究结果，饲用苎麻快速生长期的生长速度能达到3.87～5.47 cm/d，留茬40 cm能够使苎麻生长时间延长10～15 d，使得苎麻收获期可以长达15～20 d，有助于实现饲用苎麻原料持续供给和缓解加工压力。