刈割次数对菊芋生物量及营养价值影响研究

■王丽慧 李 屹 赵孟良 谭 龙 马元鑫 李 莉

(青海省蔬菜遗传与生理重点实验室青海省农林科学院菊芋研发中心，青海西宁810016)

菊芋(Helianthus tuberosus L.)为菊科向日葵属多年生草本植物，抗旱、抗寒、耐贫瘠，在我国各地均有少量种植[1]，菊芋用途广泛，在生态环境治理[2-3]、植物源农药[4]和能源作物开发[5]等方面也具有潜在价值。目前菊芋块茎的研究比较多，对菊芋秸秆饲用价值研究较少[6]，

畜牧业在青海占据着重要的地位，随着人们生活改善，对畜产品需求将进一步增加，对饲料需求量将进一步扩大，为了保护生态环境，减少牲畜的啃食量，再加上青海冬天寒冷而且漫长，必须要用饲料作过渡，种植业为畜牧业提供饲料的任务就更加突出，因此开发研究各类饲草饲料产品，对于缓解青海省饲草饲料资源紧张、提高饲草饲料产品的质量和产量，降低养殖成本，促进现代畜牧业的发展具有重要的支撑作用。本文通过不同刈割次数下不同菊芋品种产量及营养价值变化研究，旨在确定刈割的最佳次数及时期，为当地饲用菊芋生产和利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地点选择在青海省西宁市城北区二十里铺莫家泉试验地（海拔2 309 m）。该地区属湟水流域灌区，土壤为栗钙土，土壤有机质、全氮、全磷、全钾以及速效氮、速效磷、速效钾含量分别为20.28、1.17、2.18、22.5、69、65、229 mg/kg，pH值8.12。

1.2 供试材料

供试材料选用青海省农林科学院菊芋研发中心自主选育的早熟品种青芋1号和中熟品种青芋2号菊芋两个品种。

1.3 试验设计

试验采用裂区设计。不同品种为主处理，不同刈割次数为副处理，3次重复。2013年3月27日整地播种，每个小区面积3 m×5 m，每个品种种植9个小区，两个品种一共18个小区。株距40 cm，行距60 cm。

刈割次数试验设置3处理，分别在菊芋全生育期刈割0次（采收期收获的秸秆为CK）、1次(植株生长至170 cm时进行1次刈割)、2次（植株生长至120 cm时进行第1次刈割，长起来到130～140 cm再刈割1次）。每个处理3个重复。

1.4 测定指标及方法

样品采用刈割法，待植株生长至130 cm和170 cm时，进行第1次刈割，之后按照实验设计在整个生长期进行刈割，每次刈割后分别取样测定生物量指标。

灰分、水分的测定采用概略养分分析法；粗蛋白的测定采用凯氏定氮法，粗脂肪的测定采用GB/T6433-94索氏抽提法；粗纤维的测定先取用测定脂肪脱脂后的样品，然后采用丹麦福斯公司的半自动化纤维分析仪测定；钙的测定采用GB/T6436-2002高锰酸钾滴定法；磷的测定采用GB/T6437-2002钒钼黄比色法；总糖含量采用蒽酮比色法。

1.5 数据处理

实验数据采用Excel2003和DPS3.01软件进行数据整理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同刈割次数对菊芋生物量影响研究(见表1)

表1 不同刈割次数下不同菊芋生物量

对表1不同刈割次数下菊芋的总生物量进行分析可以看出，青芋1号和青芋2号在不同的刈割次数下，其地上部、地下块茎、以及总生物量是有差别的。以采收期进行采收为对照，在不同苗高时期进行刈割，得出在苗高170 cm左右留茬30 cm左右进行刈割1次，总生物量居于对照和刈割2次之间，地上部生物量大于对照而地下部生物量大于刈割2次的；在苗高120 cm左右留茬30 cm左右进行刈割1次，后期苗子长起来之后再割1次，总生物量达到最大，地上部生物量大于对照和刈割1次的，地下部生物量最小。在120 cm时刈割1次，长起来后再刈割1次鲜菊芋秸秆产量最高，青芋1号和青芋2号分别达到2 722.13 kg/亩和2 676.52 kg/亩；对照即采收期地下部块茎达到最大产量，青芋1号和青芋2号分别达到1 639.16 kg/亩和1 042.80 kg/亩。

2.1.1 不同刈割次数对菊芋总生物量影响结果分析

分析表2可以看出，不同刈割次数下菊芋总生物量表现为青芋1号刈割2次>青芋2号刈割2次>青芋1号刈割1次>青芋2号刈割1次>青芋1号刈割0次>青芋2号刈割0次。处理1与其余5个处理有显著差异，与处理3、4、5、6有极显著差异；处理2与处理1、4、5、6存在着显著差异，与处理4、5、6存在着极显著差异；处理3与处理1、4、5、6存在着显著差异，与1、5、6存在着极显著差异；处理4与处理1、2、3、6存在着显著差异，与处理1、2、6存在着极显著差异；处理5与处理1、2、3、6存在着显著差异，与处理1、2、6存在着极显著差异；处理6与其他处理存在着极显著差异。

表2 不同刈割次数下菊芋总生物量结果分析

2.1.2 不同刈割次数对菊芋地上部生物量影响结果分析

分析表3可以看出，不同刈割次数下菊芋地上部生物量大小和总生物量表现一致，为青芋1号刈割2次>青芋2号刈割2次>青芋1号刈割1次>青芋2号刈割1次>青芋1号刈割0次>青芋2号刈割0次。处理1、2之间没有差异，但与其他处理有着极显著差异；处理3、4之间没有差异，但与其他处理有着极显著差异；处理5、6之间没有差异，但与其他处理有着极显著差异；在青芋1号刈割2次的方式下地上部生物量达到最大，达到了2 722.13 kg/亩，而在对照青芋2号采收期收获的地上部值最小，为476.46 kg/亩。

表3 不同刈割次数下菊芋地上部生物量结果分析

2.1.3 不同刈割次数对菊芋地下部块茎产量影响结果分析

分析表4可以看出，不同刈割次数下菊芋地下部生物量大小表现为，青芋1号刈割0次>青芋1号刈割1次>青芋2号刈割0次>青芋2号刈割1次>青芋1号刈割2次>青芋2号刈割2次。处理1和其他处理间存在着极显著的差异；处理2、3之间没有差异，和其他处理间存在着极显著差异；处理4、5之间没有差异，和其他处理间存在着极显著差异；处理6和其他5个处理存在极显著差异；在青芋1号刈割0次的方式下地下部块茎产量达到最大，达到了1 639.16 kg/亩，而在青芋2号刈割2次的处理地下部块茎产量最小，为306.18 kg/亩。

表4 不同刈割次数下菊芋地下部生物量结果分析

2.2 不同种刈割次数下营养价值研究

不同刈割次数下菊芋营养价值测定选用青芋1号，分析表5可以看出，不同刈割时期菊芋秸秆营养物质含量是不同的，水分含量是株高在170 cm时刈割1次>株高120 cm时刈割第2次>株高120 cm时刈割第1次>对照(采收期)；粗蛋白含量是株高在170 cm时刈割1次>株高120 cm时刈割第1次>株高120 cm时刈割第2次>对照（采收期）；粗脂肪含量是株高在170 cm时刈割1次>株高120 cm时刈割第2次>株高120 cm时刈割第1次>对照（采收期）；粗纤维是对照（采收期）>株高120 cm时刈割第1次>株高120 cm时刈割第2次>株高在170 cm时刈割1次；粗灰分和钙含量是株高在170 cm时刈割1次>株高120 cm时刈割第2次>株高120 cm时刈割第1次>对照(采收期)；磷含量是株高在170 cm时刈割1次>株高120 cm时刈割第1次>株高120 cm时刈割第2次>对照（采收期）；无氮浸出物含量为株高120 cm时刈割第2次>株高120 cm时刈割第1次>株高在170 cm时刈割1次>对照(采收期)，总糖含量为株高在170 cm时刈割1次>株高120 cm时刈割第2次>株高120 cm时刈割第1次>对照（采收期）。株高在170 cm时刈割1次时菊芋秸秆中粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、钙、磷、总糖值均大于其他处理，分别为20.0%、1.683%、11.65%、0.765%、0.256%、17.59%，是4个处理中营养价值最高的时期。

表5 不同刈割次数下菊芋营养价值

3 讨论与结论

3.1 刈割时期及刈割次数与生物量的关系

分析不同刈割次数对菊芋产量的影响，得出刈割是饲草菊芋利用的方式之一，在确定适宜的刈割时间及刈割次数时，必须考虑菊芋生育期内生物量的增长以及营养物质的动态变化，以获得单位面积营养物质的最大产量。本研究在测定刈割次数对菊芋生物量影响得出结果是两个品种总的生物量为刈割2次（苗高120 cm时刈割1次；长起来的苗达到120 cm时再刈割一次）>刈割1次（苗高170 cm时刈割1次）>对照（采收期）；地上部生物量与总生物量表现为一致的；地下部生物量则为对照（采收期）>刈割1次（苗高170 cm时刈割1次）>刈割2次（苗高120 cm时刈割1次；长起来的苗达到120 cm时再刈割1次）；作为青饲料来说要想总生物量以及地上部生物量达到最大则最佳的选择是整个生育期刈割2次；若是以生产干秸秆为目的，则可以选择在采收期收获地上秸秆及地下块茎。

3.2 刈割时期及刈割次数与营养价值的关系

本研究在测定不同品种生物量基础上选择青芋1号测定了其营养物质含量，菊芋营养价值评定主要是粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、钙、磷、总糖。本试验结果表明不同刈割时间及刈割次数对菊芋营养成分含量影响较大，4个处理中株高170 cm时刈割1次的粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、钙、磷及总糖含量最大。粗蛋白是衡量饲料营养价值高低的重要指标，从粗蛋白来看刈割1次的含量远远高于其他三个处理，而总糖含量是制作青贮饲料的关键。为了保证菊芋秸秆高营养价值的同时达到一定的生物量，则可以选择在株高170 cm时刈割1次，这个时期营养价值较高，地上部和地下部同时具有一定生物量，同时此时也可以作为青贮饲料的原料。刈割的合理性应该考虑是否有利于菊芋的生长发育以及提高生物量，是否有利于菊芋秸秆中含有较高的营养价值，同时还要结合不同品种、水肥条件、青贮条件等因素的综合考虑，以充分保证在产量和品质上兼顾达到最大的利用效率。