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(yàn)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(dá)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“紫花苜蓿—飼用燕麥—紫花苜蓿”的輪作模式.飼用燕麥每年播種2季，收獲時間分別為當(dāng)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(dāng)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(dāng)年獲得產(chǎn)量，播種當(dāng)年進(jìn)行1次刈割，刈割時間把握不準(zhǔn)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(bǔ)播或重新播種，給企業(yè)和農(nóng)牧民造成經(jīng)濟(jì)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(jìn)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(jìn)行播種當(dāng)年秋季刈割的試驗(yàn)，研究不同夏播時間與當(dāng)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(jìn)行分析，為阿魯科爾沁旗夏播紫花苜蓿播期與當(dāng)年刈割時間提供技術(shù)指導(dǎo).

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)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(yàn)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(fēng)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(yàn)地土壤有機(jī)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(yàn)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(yàn)示范基地提供.

表1 2016和2017年氣象數(shù)據(jù)

1.2 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)材料為進(jìn)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(yàn)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(jìn)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(yàn)設(shè)計(jì)如表2所示.試驗(yàn)期間根據(jù)土壤含水量及時進(jìn)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(yàn)設(shè)計(jì)

1.3 試驗(yàn)方法

株高：刈割前，每小區(qū)隨機(jī)選取10株，計(jì)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(jī)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(jìn)行根系表型性狀的測量.根頸直徑用游標(biāo)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(biāo)記.在越冬前及第2年返青后分別統(tǒng)計(jì)樣段中植株總數(shù)及返青數(shù)，計(jì)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(dāng)年和2017年第1茬測定.

生理指標(biāo)：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(lán)比色法測定[10].在2016年11月7日，采集所有處理苜蓿根系，實(shí)驗(yàn)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(jì)軟件進(jìn)行方差分析和相關(guān)分析，方差分析結(jié)果用Duncan氏方法進(jìn)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(dāng)年刈割時間對紫花苜蓿生長的影響

夏播時間的早晚和當(dāng)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(dá)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(xì)，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(dāng)年刈割時間對紫花苜蓿生長的影響

2.2 夏播時間與當(dāng)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(dá)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(dāng)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(dá)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(dāng)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(qiáng)，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(dāng)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(dāng)年刈割時間對紫花苜蓿當(dāng)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(dāng)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(dāng)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(jìn)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(dá)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(dá)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(dāng)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(dāng)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(jìn)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(xì)，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(dāng)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(yán)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(dāng)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(dāng)年不進(jìn)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(fēng)險.

3.3 夏播時間與當(dāng)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(dāng)年的苜蓿進(jìn)行秋季刈割，越冬率均處于較低水平，在24.1%～54.8%之間，不進(jìn)行末次刈割苜蓿越冬率顯著高于其他處理，新建植苜蓿當(dāng)年不宜進(jìn)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(fù)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(yàn)結(jié)果顯示，播種當(dāng)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(dāng)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(dá)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(dāng)年刈割時間對紫花苜蓿當(dāng)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(jìn)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?yàn)檐俎２テ谔恚俎Ｖ仓耆跣?，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(dāng)年不宜進(jìn)行刈割.