冬伐高度对桑叶产量及品质的影响

娄德钊，涂娜娜，卢芙萍，王树昌，武华周

（1中国热带农业科学院环境与植物保护研究所，海口 571101；2海南大学植物保护学院，海口 570228）

0 引言

桑树是多年生木本落叶植物，桑科（Moraceae）桑属（Morus），国内各省均有种植。进入21世纪，世界蚕桑产业格局发生重大调整，蚕桑主产地向南亚热带和热带地区转移。目前，海南桑园面积2800 hm2，主要集中在琼中、昌江、临高、儋州、东方等县市[1-3]。桑树冬季修剪，能使桑枝条充实，避免枝条发生病枯和冻害，消灭越冬害虫及卵，提高翌年桑树发芽率，促进桑叶优质高产。海南桑园冬伐采用根刈（即剪留地面5～10 cm）处理方式，造成枝条营养损失大，根系更易受损，发芽较晚、发芽较少，桑枝成熟慢，小蚕饲喂迟缓等问题[4-5]。开展不同冬伐高度对桑叶产量及品质的影响研究，对桑园科学管理、增加桑叶产量等具有指导意义。近年来有关剪枝对不同作物产量及品质的影响有较多的研究报导。林木的修剪不仅控制树形，便于管理，还能够控制林木营养生长与生殖生长的关系，改变林间生态小系统，提高叶片光合效率，增加同化物积累，达到增产的目的[6-9]。杨婷斐等[10]控制冬伐时期苹果园留枝量，发现苹果叶的N、P、K含量与光合净速率，随留枝量的增加呈先增后减的趋势。王延秀等[11]研究发现不同剪伐方法能够影响不同树势幼龄苹果长势，不同长势的果树应当采取不同的修剪方式。黄永敬等[12]发现正常生长的龙眼重回缩修剪后树体生长更加旺盛，枝条徒长更明显，能够增加叶片中GA3、ZT含量，但乙烯、IAA含量明显增加，重回缩修剪后施用PP333抑制了枝条的徒长。王谢等[13]测定新生枝条和叶片中的养分分配，得出较粗的桑枝能够将养分转移到叶片，且其养分含量低于较细桑枝。文柳璎等[14]研究不同冬伐方式发现，相比根刈，低刈能够增加春季桑叶产量与产茧量。与林强等[15]研究结果相一致，但均未能明确最佳剪伐高度。陈爱萍等[16]调查桐庐县蚕桑发展时发现，春伐能够降低桑园青枯病的发生。郑章云[17]研究发现果桑株产果量与枝条长呈正相关，但桑葚单果质量随留长呈负相关，综合两者指标提出了果桑留枝长应以60～150 cm为宜，证明了冬伐留条长能够影响桑果的品质与产量，也间接证明了冬伐能够影响叶片营养成分与产量。海南省位于中国大陆最南端，属热带季风气候，桑园冬伐区别于内陆地区，蚕农缺乏对桑园冬伐管理的指导。本研究通过分析不同冬伐高度对桑叶产量和品质的影响，明确最佳冬伐高度，提高桑叶产量和品质，旨在优化热带地区桑园冬伐方式，提高养蚕效益，促进热带地区桑蚕产业发展。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验区位于海南省临高市多文镇琼坊小蚕饲育基地，该地区属热带季风气候。高温多雨，光照充足。年平均气温23～24℃，1月平均气温16.9℃，7月平均气温为28.3℃，日均最低温度22℃，日均最高温度29℃。年平均雨日为135.9天，降雨量为1417.8 mm，5—10月为雨季，雨量占全年的85%，全年无霜，土壤质地为红壤。

试验区所种桑树品种为‘抗青283×抗青10’，行间距40 cm×60 cm。冬管后重施肥，每公顷施肥量为微生物菌肥（5亿，根医生）1500 kg、过磷酸钙375 kg、尿素225 kg、硫酸钾240 kg。春季养蚕时间为2月下旬，采用条桑式饲喂方式。

1.2 试验方法

1.2.1 冬伐处理 冬管时间为2018年12月28日。设置冬伐高度为5（CK）、25、45、65、85 cm 5个处理，每个处理设3个重复，共15个小区，每个小区面积15 m×30 m。

1.2.2 桑地上部形态指标的测定 冬管60天后，小蚕饲育前，对桑地上部形态指标进行测定。采用五点取样法，取每个小区取长势一致15棵桑树，测量桑叶产量、发枝条数、桑枝叶片数、枝条长度、茎粗，取平均值。将每棵桑树上、下位叶片分别装入自封袋中（上位叶片为最大光叶下3～7位叶片，下位叶片为最大光叶下8～12位叶片），带回实验室测定营养物质。

1.2.3 桑叶营养物质的测定 桑叶片水分含量的测定参照《食品中水分含量的测定》（GB/T 5009.3—2016）中的直接干燥法，蛋白质含量的测定参照《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》（GB 5009.5—2016）中的凯氏定氮法，灰分含量的测定参照《食品中灰分的测定》（GB/T 5009.4—2016）。

1.3 统计分析

采用Excel 2010制图及SPSS 20.0进行统计分析，利用LSD最小显著差数法进行各处理间的差异分析，并通过SPSS 20.0进行桑叶地上部形态与产量的相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同冬伐高度对桑叶产量及地上部形态指标的影响

桑叶产量及地上部形态指标测定结果（图1）表明，桑叶产量、枝条叶片数、茎粗随冬伐高度的增长呈先增高后减少的趋势，当冬伐高度为45 cm时，各指标均高于对照组，而发枝条数则随冬伐高度的增加呈递增的趋势。冬伐高度为45 cm时桑叶产量、枝条叶片数和茎粗与对照组相比分别显著提高26.12%、16.23%和18.86%（P<0.05）。冬伐高度45 cm与冬伐高度25 cm相比，桑叶产量、枝条叶片数和茎粗分别显著提高12.11%、3.27%和13.71%（P<0.05）。冬伐高度65 cm与冬伐高度45 cm相比，桑叶产量、枝条叶片数和茎粗分别显著降低11.64%、18.21%和2.85%（P<0.05）。冬伐高度85 cm时桑叶产量、枝条叶片数和茎粗显著低于冬伐高度45 cm（P<0.05），但桑叶产量与对照组相比并没有显著变化。桑枝条数随冬伐高度增加总体上呈现出递增的趋势，冬伐高度85 cm时枝条数最多与对照组和冬伐高度45 cm时分别显著提高43.87%和16.25%，冬伐高度45 cm桑枝条数低于冬伐高度25 cm，但差异不显著。表明不同冬伐高度对桑树叶片产量与地上部形态具有很大影响。

图1 不同冬伐高度对桑树形态指标及桑叶产量的影响

2.2 不同冬伐高度桑地上部形态指标及桑叶产量的相关性

对桑地上部形态指标及桑叶产量相关性进行分析，结果（表1）表明，除发枝条数与枝条叶片数相关不显著外，其他地上部形态之间的相关性均呈差异显著或极显著（P<0.01），其中桑叶鲜重与地上部形态各指标均呈差异显著或极显著正相关，枝条数与枝条叶片数和茎粗之间呈负相关，但枝条数与枝条叶片数差异不显著，枝条数与枝条长度、枝条长度与茎粗之间均呈差异显著或极显著正相关（P<0.01）。表明通过提高桑枝条数、枝条叶片数、枝条长度、茎粗均能提高桑叶产量。

表1 桑地上部形态指标与桑叶产量相关性分析

2.3 不同冬伐高度对桑叶营养物质含量的影响

不同冬伐高度对桑叶营养物质含量的比较分析表明，随冬伐高度的增加叶片水分含量、粗蛋白含量总体呈先增加后减少的趋势（表2），当冬伐高度为45 cm时，上位叶片水分含量、上位叶片粗蛋白含量、下位叶片粗蛋白含量均具有较高水平，分别高于对照组1.00%、6.87%和2.20%，其中上位叶片粗蛋白含量差异显著（P<0.05）。冬伐高度为45 cm时下位叶片水分含量与CK组相比近乎相等差异不显著。上、下位叶片灰分含量随冬伐高度的增加呈递增趋势，上位叶片表现明显，上、下位叶片冬伐高度45 cm时均显著高于对照组12.50%、11.11%，但当冬伐高度为45、65、85 cm下位叶片灰分含量相等。说明不同冬伐高度能够影响桑叶营养物质含量，并且冬伐高度为45 cm时，上、下位叶片粗蛋白含量显著高于其他处理组，地上部桑叶水分含量高于其他处理组，但差异不显著。

2.4 不同冬伐高度桑叶产量

根据每株桑叶产量与每公顷桑株数计算桑叶春季产量（图2），不同冬伐处理间的春季桑叶产量存在差异，冬伐高度45 cm春季桑叶产量最高达15797.92 kg/hm2，桑叶产量排序为冬伐高度45 cm>冬伐高度65 cm>冬伐高度25 cm>冬伐高度85 cm>对照组。

图2 不同冬伐高度桑园桑叶春季产量拟合回归曲线

分析桑叶产量与冬伐高度的关系得出拟合回归方程，如式（1）。经计算得出当冬伐高度为45.29 cm时，每公顷桑叶产量得到最大值15217.04 kg。

式中，y为每公顷桑叶产量，x为冬伐高度，R2=0.945。

3 结论

本研究结果表明，冬伐高度能够影响春季桑叶产量、地上部形态以及营养物质的含量。冬伐高度与春季桑叶产量的关系呈现先升高后降低的关系，通过拟合回归方程推算得冬伐高度45.29 cm为临界点；冬伐高度能够影响桑树地上部形态指标，桑发枝条数随冬伐高度的增加呈递增趋势，而枝条长度、枝条叶片数、茎粗呈先增加后减少的趋势，相关分析表明桑叶产量与发枝条数、枝条叶片数、枝条长度、茎粗均具有显著或极显著正相关，且当冬伐高度45 cm时，除发枝条数各项指标均优于处理组及其他对照组；冬伐高度能够影响桑叶品质，当冬伐高度45 cm上位叶片含水量、粗蛋白含量高于其他处理组。冬伐高度45 cm能够增加桑叶产量、提升桑叶品质。研究初步建立了桑园产量与冬伐高度回归曲线方程，经计算得到桑园最佳冬伐高度为45.29 cm，桑叶产量最大值为15217.04 kg/hm2。

4 讨论

4.1 冬伐高度与桑叶产量及地上部形态研究

冬季修剪是果树、苗木整形修剪的重要组成部分，修剪强度与果实高产、稳产及品质密切相关[18-19]。桑树自然状态为乔木，修剪留枝量的高低受气候、环境、作物品种、栽培管理措施等方面的影响[20]。朱方容等[21]认为冬留长枝的春叶养蚕比冬齐拳剪伐的叶质好，间接证明冬留长枝能够增加桑叶产量。本研究结果表明，与对照相比，冬伐高度45 cm时，桑叶产量、桑发枝条数、枝条长度、枝条叶片数、茎粗都显著提高，这与文柳璎等[14]认为低刈（30～50 cm）能够促进桑树发芽、增加桑叶产量相一致。冬伐留枝过短秋季储存的营养物质更易流失，春季发枝条数减少[22]；同时也更易造成根系受损，营养物质运输受阻，导致桑树生长初期缓慢，叶片轻薄。此外，李刚等[23]研究认为留80 cm桑枝长水平剪伐为优，春季发芽率高，桑叶产量最高，而本研究结果发现，冬伐高度85 cm虽然桑发枝条数增多，但枝条长度、枝条叶片数、桑叶产量均低于45 cm，且茎粗变小，与其存在不同。可能是因为热带地区冬季温度高，桑发枝条数显著增加，枝条细，光合产生的有机物质供给桑枝，源库关系发生变化，桑叶养分转移至桑枝，造成冬伐高度增加反而桑叶产量降低。

桑地上部形态指标及桑叶产量的相关性分析研究对提高桑叶产量、规划桑园具有重要的意义。桑树产量由环境、栽培条件、品种所决定；将桑园产量的构成要素划分为叶数、叶重、单株枝数、每条枝长、种植密度5个指标，并且认为单株枝数与枝条长主要受栽培措施的影响[22]；通过人工改善群落中的群体结构能够增加枝条数，获得最高桑叶产量。本研究首次将地上部形态与桑叶产量进行相关性分析，研究结果发现，桑叶产量与发枝条数、枝条叶片数、枝条长度、茎粗均具有显著差异或极显著的正相关性；本研究发现发枝条数与枝条叶片数存在负相关性，与茎粗存在负显著相关性，这可能是枝条数增多养分分流增多，枝条与叶片得不到足够的营养，最终导致枝条细小、叶片数量减小的原因。由此推断桑园冬伐总枝条数、留芽数与桑叶产量之间可能存在负相关性，但还需进一步验证。

4.2 不同冬伐高度对桑叶营养物质含量的研究

桑叶养分存储量一般可以通过茎粗来大体估算，这是因为较粗的茎有更发达的根系组织，其输送的养分也越多[13]。吕鸿声[25]统计适熟叶与小蚕饲育的关系，应当选择含水量较多、营养物质较丰富的叶片；以最大光叶下一位叶记为1位，1龄蚕饲喂3、4位叶片，2龄蚕饲喂5、6位叶片，3龄蚕饲喂7、8位叶片。海南省小蚕饲养模式一般采用小蚕共育，1龄到3龄由小蚕共育室饲养，因此本研究分别采集上部位叶片、下部位叶片测定桑叶品质。研究结果表明冬伐高度为45 cm时的上位叶片含水量、粗蛋白含量高于其他处理组，更符合小蚕饲育期桑叶营养条件；灰分含量随着冬伐高度的增加呈递增的趋势，但当冬伐高度45 cm时有一个明显的增加。王谢等[13]研究表明，与细桑枝相比，粗桑枝自身枝条中的干物质、全钾和总镁含量却更低，因为较粗的桑枝能够将更多的营养物质转移到叶片，造成叶片干物质含量增高，养分积累更多。本研究表明桑枝越粗其对应的粗蛋白含量也越高。