平茬对巨菌草生长的影响

张祖琳，李钢铁，王月林，张金旺，张军红

(内蒙古农业大学，内蒙古呼和浩特 010000)

巨菌草(PennisetumgiganteumZ.X.Lin)，系禾本科(Poacae)狼尾草属(Pennisetum)多年生直立丛生型植物，原产于非洲北部、地中海南岸。研究表明，巨菌草是一种适合在热带、温带及亚热带地区生长和人工栽培的优质高产的刈割型牧草，一年可刈割多次，年鲜草产量可达200 t/hm2以上，是当今世界生物量最大的饲草植物[1-5]。巨菌草的优点有很多，如粗蛋白和糖分含量高，抗逆性强，适应性广，植株高大，生物量大，生长快以及无生物入侵风险等。巨菌草已经作为优质的菌草、牧草和生态治理材料等在我国广泛栽培应用，并创造了巨大的经济效益和生态效益[4，5，6-7]。因此，巨菌草具有很大的发展潜力和社会效益、经济效益及生态效益，是菌草产业中可以人工栽培的优势草种之一[4，8-11]。

平茬是林木培育中常见的技术手段，平茬后，植株的水分条件得以改善，林木顶端分生组织快速生长，从而加速主干形成，使得新生枝条生长迅速[12]。新萌生植物的根冠比较高[13]，根系中贮藏淀粉较多，使得开始遭到破坏的地上部分得到最先的养分供应[14-17]，同时，由于萌蘖植株的叶片Pn较高，地上生物量迅速恢复[18-21]。平茬增加了其生物量，提高了牲畜可食比[22]。合理的平茬方式是维持植株再生能力和提高产量的重要措施。平茬对植物地上和地下部分的生长都有一定的影响，郑士光等[23]采用土柱法对平茬与对照区柠条根系生长特点进行研究，结果表明，平茬120 d后，平茬处理林地内根系根量明显增加，比对照区增加了71.11%。白茹梦等[24]研究发现，平茬处理后巨菌草的生长速度明显增加，包括株高、叶片数、基部直径；
其中分蘖形成的数量也大于未平茬时的分蘖数量；
平茬后生物量显著高于未平茬的生物量，平茬处理改变了巨菌草的生长速度，增加了巨菌草的分蘖数量，提高了巨菌草的生物产量。由此可见，合理的平茬是维持植株再生能力和提高产量的重要技术措施。笔者以内蒙古呼和浩特市土默特左旗温室大棚内巨菌草为研究对象，利用平茬技术，以平茬前作为对照，与平茬后作比较，分析平茬对巨菌草生长速度的改变，探究平茬对巨菌草生长的影响。

1.1 试验材料以内蒙古农业大学东园区巨菌草为植物材料，巨菌草苗取自内蒙古农业大学海流图园区温室大棚。

1.2 试验设计试验布设在内蒙古农业大学东园区。2021年5月29日在研究区选择相邻、立地条件相似的巨菌草样地设计平茬处理，共计平茬前与平茬后2个处理，以未平茬巨菌草作为对照。平茬时注意保证茬口平滑，无劈茬裂口，留茬高度为10 cm。根据巨菌草的生长周期(一般为60 d)，于7月29日进行平茬前处理，对样地内巨菌草以丛为单位进行调查，记录每日生长指标。7月30日进行第1次平茬，并测量生物量和丛重；
7月30日进行平茬后处理，并记录每日生长指标；
9月25日进行生物量测定，记录丛重。

1.3 生长指标测定株高:测定巨菌草的最高高度，平茬前后分别测定，每天进行一次测量；
分蘖数:记录样方内每丛植株分蘖数，平茬前后分别测定；
生物量:生长末季测定巨菌草生物量。

1.4 数据处理采用Excel 2.0软件对试验数据进行整理，用 SPSS 25.0进行相关性分析和回归分析。

2.1 平茬后巨菌草各指标相关性分析由表1可知，株高、分蘖数、地上部分生物量之间存在不同程度的相关性，其中，株高与地上部分生物量之间的相关系数为0.609，P=0.00，呈极显著正相关；
分蘖数与地上部分生物量之间相关系数为0.850，P=0.00，呈极显著正相关；
株高与分蘖数之间相关系数为0.373，P=0.06，说明株高与分蘖数之间不存在相关关系。

表1 平茬后巨菌草各指标相关性分析

2.1.1地上部分生物量与株高之间的影响关系。为了进一步探讨巨菌草株高与地上部分生物量之间的关系，以X1(株高)为自变量，Y1(地上部分生物量)为因变量进行线性回归分析，建立线性回归方程。根据巨菌草株高与地上部分生物量的相关系数可知，株高与地上部分生物量之间存在极显著相关性，经过一元线性回归分析，结果表明，株高与地上部分生物量的R2=0.370(P<0.05)，达到显著水平，说明巨菌草株高与地上部分生物量之间存在影响关系。所得线性回归方程为Y1=-2 211.633+29.349X1，为了确定回归方程是否可以应用，将实测样本数据代入方程进行适合性检验，R2=0.136 5，说明存在一定的拟合关系(图1)。

图1 巨菌草地上部分生物量与株高的拟合关系

2.1.2地上部分生物量与分蘖数之间的影响关系。为了进一步探讨巨菌草分蘖数与地上部分生物量之间的关系，运用SPSS软件以X2(分蘖数)为自变量，Y2(地上部分生物量)为因变量进行线性回归分析，建立线性回归方程。根据巨菌草分蘖数与地上部分生物量的相关系数可知，分蘖数与地上部分生物量之间存在显著相关性，经过一元线性回归分析可知，分蘖数与地上部分生物量的复相关系数R2=0.722(P<0.05)，达到显著水平，所得到线性回归方程为Y2=-166.556+85.362X2，说明巨菌草分蘖数与地上部分生物量之间存在影响。为了确定回归方程是否可以应用，用实测样本数据进行适合性检验，R2=0.407 4，拟合度较株高有所提升(图2)。

图2 巨菌草地上部分生物量与分蘖数的拟合关系

2.1.3地上部分生物量与株高、分蘖数之间的影响关系。为了进一步探讨巨菌草株高、分蘖数与地上部分生物量之间的关系，运用SPSS软件以X3(株高)、X4(分蘖数)为自变量，Y3(地上部分生物量)为因变量进行线性回归分析，建立线性回归方程。根据巨菌草株高与地上部分生物量和分蘖数与地上部分生物量的相关系数可知，株高与地上部分生物量之间存在极显著相关性，分蘖数与地上部分生物量之间存在极显著相关性，经过多元线性回归分析可知，株高和分蘖数与地上部分生物量的R2=0.821(P<0.05)，达到显著水平，得到线性回归方程为Y3=-2 167.139+16.353X3+72.668X4，说明巨菌草株高和分蘖数与地上部分生物量之间存在影响关系。为了确定回归方程是否可以应用，要用实测样本数据进行适合性检验，R2=0.695 8，接近于1，说明拟合度较高，经检验被认为是最优关系模型(图3)。

图3 巨菌草地上部分生物量与株高和分蘖数的拟合关系

2.2 平茬后生长观测与分析

2.2.1平茬对株高的影响。从图4、5可见，经过平茬处理的巨菌草生长迅速，株高增长较快，最后趋于平缓。平茬前巨菌草的最大株高为180.11 cm，平均株高为150.28 cm，最小株高为130.24 cm；
平茬处理后，巨菌草的株高最高达到195.67 cm，平均株高为159.52 cm，最小株高为140.20 cm；
平茬前后株高差值分别为15.56、9.24、9.96 cm，且平茬后巨菌草植株累积生长迅速，平茬后株高高于平茬前同一时间段株高。

图4 平茬后巨菌草株高生长规律

图5 平茬前后巨菌草株高对比

2.2.2平茬对分蘖数的影响。从图6可见，平茬前分蘖数最多，为25个，平均为21个，最少分蘖数为16个；
平茬后，分蘖数最多达49个，平均分蘖数30个，最少分蘖数17个；
平茬前后分蘖数差值为24、9、1个。巨菌草平茬后生长过程中，萌生新芽的数量随平茬时间的推延而增多，且平茬后萌生新芽数量大于平茬前萌生新芽数量。

图6 平茬前后巨菌草分蘖数对比

2.2.3平茬对地上部分生物量的影响。从图7可见，平茬前地上部分生物量最小为73.20 g，平均为854.92 g，最大为3 319.20 g；
平茬后，巨菌草的地上部分生物量最小560.36 g，平均1 941.22 g，最大5 451.25 g；
平茬前后地上部分生物量差值为487.16、1 086.30、2 132.05 g。由此说明，平茬后巨菌草的地上部分生物量增加，原因可能是平茬后植株株高较高，植株分蘖数较多，单株能够充分吸收养分，生长较快，故其地上部分生物量均高于平茬前植株的地上部分生物量。

图7 平茬前后巨菌草地上部分生物量对比

2.2.4平茬对生长量的影响。由图8可知，平茬前巨菌草生长量为2.53 cm，平茬后生长量为2.57 cm，全年生长量为1.27 cm，相较于平茬前生长量有所增加。通过平茬处理，巨菌草得到更新复壮，生长速率也更快。可见，平茬处理改变了巨菌草的生长速度，提高了产量。

图8 平茬前后巨菌草生长量比较

该研究结果表明，通过平茬处理，平茬后的巨菌草植株得到更新复壮，为合理管理并科学利用巨菌草提供了科学依据，促使其持续发挥价值。巨菌草平茬后株高生长迅速，分蘖数增加，在生长季初期，萌生新芽生长较迅速，而到生长季末，分蘖数增加减缓，但是仍比未平茬的巨菌草分蘖数多；
巨菌草平茬后的生物量远大于未平茬的生物量。该试验结果表明平茬对于巨菌草有重要的影响作用。