■王 偉 賈玉山 周天榮 尹 強 格根圖

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

紫花苜蓿(Medicago sativa L.)為多年生豆科牧草，素有“牧草之王”的美譽[1]。隨著畜牧業(yè)的快速發(fā)展，紫花苜蓿已逐漸成為我國種植面積最大、應用最廣的一種優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)牧草。伴隨我國農(nóng)業(yè)結(jié)構的轉(zhuǎn)變，紫花苜蓿在農(nóng)業(yè)中的作用也變得重要起來[2]。由于我國北方地區(qū)冬季氣溫較低，凍害嚴重影響苜蓿生長分布[3]，制約了紫花苜蓿的越冬及返青。目前，紫花苜蓿返青率減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鍵問題[4]。刈割措施作為紫花苜蓿利用的一種重要方式[5]，能夠充分發(fā)揮紫花苜蓿的作用，提高其生產(chǎn)性能[6]。合理的刈割技術不僅影響紫花苜蓿的品質(zhì)，還會影響到翌年的返青率。紫花苜蓿的返青率與根系內(nèi)可溶性糖含量有著非常緊密的聯(lián)系[7]，根系內(nèi)可溶性糖含量增加，可適當提高紫花苜蓿的抗寒能力[8]，并有助于提高返青率[9]。因此，本試驗通過對不同刈割措施下紫花苜蓿的根系內(nèi)可溶性糖含量及返青率進行測定，以此來確定最佳刈割技術，為提高紫花苜蓿生產(chǎn)能力以及提高返青率提供科學的理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

在寧夏回族自治區(qū)銀川市賀蘭山農(nóng)牧場茂盛草業(yè)公司進行試驗，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)2 800～3 000 h，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200 mm左右，無霜期185 d左右。

1.2 供試品種及試驗設計

以“金皇后”紫花苜蓿(Medicago sativa L.)為試驗原料。試驗小區(qū)面積為9 m2(3 m×3 m)，采用人工刈割的方式，于2013年5月26日、7月11日、8月17日、9月20日進行第1次、第2次、第3次、第4次刈割，結(jié)合當?shù)厣a(chǎn)實際情況，以刈割留茬高度5～8 cm作為對照組（CK），設置0、2～5、8～11 cm刈割留茬高度處理，分別記為A1、A2、A3處理。以一年刈割4茬為對照組（CK），設置一年刈割1、2、3次刈割頻次處理，分別記為B1、B2、B3處理，每個處理設置3個重復（刈割頻度處理見表1）。

表1 不同刈割留茬高度處理下各茬次紫花

在對第2、3、4茬紫花苜蓿進行刈割之前對第1、2、3茬紫花苜蓿根系進行取樣，在第4茬刈割后35 d（各茬苜蓿收獲時間間隔為35 d左右）對第4茬苜蓿根系進行取樣。在刈割完畢后，人工挖取3～5株30 cm長的紫花苜蓿根系，用自來水沖洗干凈,并用吸水紙將根系上的水分吸去。將采集到的根部樣品在105℃下殺青,然后用烘箱于80℃烘干,將樣品用粉粹機粉粹,混勻后放入紙袋中備測。于翌年測定返青率。

1.3 試驗方法

用蒽酮比色法測定可溶性糖含量[9]。稱取干樣粉末5～100 mg，放入大試管，放15 ml蒸餾水，在沸水浴中煮沸20 min，取出冷卻，過濾入100 ml容量瓶，用蒸餾水洗殘渣數(shù)次，定容至刻度。將各管快速搖動混勻后，在沸水浴中煮10 min，取出冷卻，在620 mm波長下調(diào)零測定光密度，以光密度為縱坐標，葡萄糖含量（10-3mg）為橫坐標繪制標準曲線。

取待測樣品提取液1.0 ml加蒽酮試劑5 ml，同以上操作顯色測定光密度，重復3次。

計算公式如下：

可溶性糖含量（%）=(C×VT)/(W×V1×106)×100。式中：C——從標準曲線查得葡萄糖量(10-3mg)；

VT——樣品提取液總體積(ml)；

V1——顯色時取樣品液量(ml)；

W——樣品重(g)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

本試驗數(shù)據(jù)的前期處理利用Microsoft Office Excel 2003軟件進行，數(shù)據(jù)的方差分析利用SAS 9.0軟件進行分析，所有數(shù)據(jù)均以平均值±標準差來表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同留茬高度對每一茬次紫花苜蓿根系內(nèi)可溶性糖含量的影響（見表2）

表2 不同刈割留茬高度處理下各茬次紫花苜蓿根系內(nèi)可溶性糖含量

對不同茬次紫花苜蓿進行不同刈割留茬高度處理，對各茬次紫花苜蓿根系內(nèi)可溶性糖含量進行測定。

苜蓿根系內(nèi)可溶性糖含量與植物受逆境脅迫程度有關。從表2可知，在留茬高度條件對紫花苜蓿根系內(nèi)可溶性糖含量的影響中，不同留茬高度處理對紫花苜蓿根系中可溶性糖含量的影響差異極顯著(P＜0.01)。除A3處理外，其他刈割留茬高度處理組的可溶性糖含量均低于對照組(P＜0.01)。在5月26日刈割第一茬紫花苜蓿后，對照組、A3、A2處理之間差異不顯著，但均極顯著高于A1處理(P＜0.01)。在7月11日刈割第二茬紫花苜蓿后，對照組和A3處理組之間差異不顯著(P＞0.05)，均極顯著高于A1、A2處理組，且A1、A2處理組之間差異不顯著。在8月17日刈割第三茬紫花苜蓿后，對照組與各處理組之間呈現(xiàn)極顯著差異(P＜0.01)，刈割留茬高度對紫花苜蓿根系內(nèi)可溶性糖含量的作用為A3＞CK＞A2＞A1。9月20日刈割第四茬紫花苜蓿后，對照組和各處理組根系內(nèi)可溶性糖含量差異極顯著，其中，A3處理組內(nèi)可溶性糖含量最高，對照組次之，A1、A2處理之間差異不顯著，但A2要高于A1。

2.2 刈割留茬高度對返青率的影響

最后一茬紫花苜蓿留茬高度的高低將會充分影響返青率。本試驗在9月20日刈割第四茬紫花苜蓿后，于翌年4月27日測定不同處理組的返青率，進行差異性顯著分析，結(jié)果見表3。

表3 刈割留茬高度對紫花苜及返青率的影響

由表3可以看出，在對不同留茬高度紫花苜蓿返青率進行顯著性分析后，A1、A2和A3處理組較對照處理差異極顯著(P＜0.01)。通過差異性顯著分析可得出隨著刈割留茬高度的增加，各處理的返青率也存在極顯著差異(P＜0.01)，其中A3處理的返青率要極顯著高于CK、A1、A2處理組，且較CK、A1、A2高4.4%、20.80%、17.24%。CK的返青率要極顯著低于A3處理，但降低幅度較小，可知適當降低留茬高度對苜蓿翌年的返青率影響較??；CK的返青率要極顯著高于A1、A2處理組，且較 A1、A2處理組高 15.4%、13.46%。A2處理較對照組和A3處理返青率降低幅度較大；留茬高度為A1處理的返青率為最低，且較CK、A3、A2處理差異極顯著(P＜0.01)?？芍詈笠徊缱匣ㄜ俎Ａ舨绺叨鹊慕档蛯俎Ｒ钅甑姆登嗦示哂休^大的影響。

2.3 不同刈割頻次對紫花苜蓿根系內(nèi)可溶性糖含量的影響（見表4）

對苜蓿進行不同刈割頻度處理后，測得不同處理根內(nèi)可溶性糖含量如表4所示。

表4 不同刈割頻次對紫花苜蓿根系內(nèi)可溶性糖含量的影響（mg/g）

由表4可以看出，在整個生長季期間，紫花苜蓿根系中的可溶性糖含量一直在變化，不同刈割頻次的紫花苜蓿根系中可溶性糖含量表現(xiàn)為不同的趨勢。CK在整個生長季中呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢，在5月26日刈割第一茬紫花苜蓿后，各處理根系內(nèi)可溶性糖含量差異不顯著（P＞0.05），但CK根系內(nèi)可溶性糖含量要高于B1、B2、B3處理，其中B1、B2、B3處理之間可溶性糖含量變化較小。在7月11日刈割第二茬紫花苜蓿后，各處理之間差異極顯著（P＜0.01），且呈現(xiàn)不同升高或降低趨勢，B1、CK組中可溶性糖含量較5月26日降低，B2、B3處理組根系內(nèi)可溶性糖含量較5月26日明顯升高，升高幅度較大。在8月17日刈割第三茬紫花苜蓿后，由于當時氣溫較高，各處理組之間差異極顯著（P＜0.01），且根系內(nèi)可溶性糖含量較5月26日、7月11日下降幅度較大，各處理之間可溶性糖含量為CK＞B3＞B1＞B2。在9月20日對紫花苜蓿進行第四次刈割后，B1、B2、B3處理之間差異不顯著（P＞0.05），較8月17日B1、B2、B3處理根系內(nèi)可溶性糖含量升高幅度為37.85、41.24、35.19 mg/g；CK根系內(nèi)可溶性糖含量則為整個處理組中含量最低，且較8月17日CK處理根系內(nèi)可溶性糖含量升高8.76 mg/g。各處理組在9月20日進行最后一次刈割后所測得根系內(nèi)可溶性糖含量為B3＞B1＞B2＞CK。

2.4 不同刈割頻次對紫花苜蓿返青率的影響

對紫花苜蓿進行不同刈割頻次處理后，于翌年測定返青率，結(jié)果見表5。

表5 刈割頻次與紫花苜蓿返青率之間的關系

從表5可以看出，刈割頻次對紫花苜蓿的返青率具有顯著影響，隨著刈割次數(shù)的增加，返青率呈現(xiàn)顯著降低趨勢。通過顯著性分析可以看出，B1、B2、B3處理與CK之間返青率差異極顯著(P＜0.01)，且返青率均高于對照組；B3處理的苜蓿返青率極顯著高于B1和B2處理(P＜0.01)，分別高2.2%和1.9%；B2和B1處理之間差異不顯著(P＞0.05)，但B2處理組的返青率要稍高于B1處理組。對照組的返青率值則為整個處理組中最低值，僅為70.5%。各處理之間返青率值大小為B3＞B2＞B1＞CK。

3 討論

3.1 最后一茬紫花苜蓿適宜刈割留茬高度的確定

苜蓿最后一茬留茬高度的不同會極顯著影響根系內(nèi)可溶性糖的含量，可溶性糖在此過程中作為一種低溫保護物質(zhì)，能夠提高苜蓿對低溫脅迫的適應[10]，在溫度降低的情況下，苜蓿會發(fā)生相應的生理生化方面的變化，在此過程中，所有植物組織中的可溶性糖含量都會升高，這是比較普遍的生理現(xiàn)象[11]。此外，可溶性糖還可以提高細胞液濃度和細胞持水組織中的非結(jié)冰水濃度，有助于降低細胞質(zhì)的冰點，能夠緩沖細胞質(zhì)因過度脫水而造成凝固[12-13]，可見可溶性糖是一種低溫保護物質(zhì)。本試驗中在9月20日刈割最后一茬苜蓿時，已進入初秋，隨著氣溫的降低苜蓿根系中可溶性糖含量會持續(xù)增加。氣溫下降造成苜蓿根部積累了大量的可溶性糖，而最后一茬苜蓿留茬高度不同，對應根系內(nèi)可溶性糖積累量也顯著不同。因此，可以推斷最后一茬留茬高度越高越有助于根系可溶性糖含量的增加。

3.2 刈割頻次對紫花苜蓿根系內(nèi)可溶性糖含量的影響

紫花苜蓿刈割頻次和可溶性糖含量一直被認為是相互對立的，刈割頻次的增加意味著可溶性糖含量的降低。楊恒山在研究中指出，在內(nèi)蒙古通遼地區(qū)紫花苜蓿刈割4茬以上，根系營養(yǎng)物質(zhì)用于再生生長消耗較多，致使根中總糖含量顯著偏低，直接影響到紫花苜蓿的安全越冬和來年的再生生長[14]。多次刈割不利于紫花苜蓿保持較高的可溶性糖含量[15]，因此從可溶性糖含量方面看刈割次數(shù)越少越好。遲文峰在哈爾濱地區(qū)對當年種植的紫花苜蓿進行不同刈割次數(shù)處理后，結(jié)果表明刈割次數(shù)與紫花苜蓿根系中可溶性糖含量及越冬率呈顯著負相關[3]。本試驗結(jié)果與以上研究相似，隨著刈割頻次的增加，各處理組苜蓿根系內(nèi)的可溶性糖含量明顯呈現(xiàn)下降趨勢，并在最后一茬刈割后，CK組降低到整個生長季最低值58.90 mg/g。雖然刈割次數(shù)的增多會提高飼草產(chǎn)量，卻導致苜蓿根系內(nèi)的可溶性糖含量明顯下降。

4 結(jié)論

通過對“金皇后”紫花苜蓿進行不同留茬高度及頻次的刈割處理研究，探討了刈割留茬高度及頻次對紫花苜蓿根系內(nèi)可溶性糖含量以及返青率的影響，確定了苜蓿的最佳刈割方式。主要結(jié)論如下：

①建議銀川地區(qū)末茬刈割留茬高度為8～11 cm，對翌年苜蓿生長有利。

②最佳刈割頻次為一年刈割3次，此刈割頻次下的苜蓿根系內(nèi)可溶性糖含量較高，有利于提高返青率。