刈割茬次对饲药兼用金荞麦产量和质量的影响△

乔旭，郭欣慰，江艳华，魏鹏，方辉，李艾莲，陈彩霞*

1.中国医学科学院 北京协和医学院 药用植物研究所/中草药物质基础与资源利用教育部重点实验室/濒危药材繁育国家工程实验室，北京 100193；

2.昌昊金煌（贵州）中药有限公司，贵州 凯里 556000；

3.安徽农业大学 资源与环境学院/农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室/长江经济带磷资源高效利用与水环境保护研究中心，安徽 合肥 230036；

4.新疆农业科学院 粮食作物研究所，新疆 乌鲁木齐 830091

金荞麦Fagopyrum dibotrys（D.Don）Hara 别称野荞麦、天养麦、苦荞头、红三七等，系蓼科荞麦属多年生双子叶草本植物[1-2]，是我国民间传统中草药，根茎可入药，多用于治疗肺脓疡、关节酸痛、多发性脓肿、跌打损伤等[3-4]。其适应性强，对土壤要求不严格，在瘠薄地、盐碱地、新开垦地均能很好地生长，具有生长快、耐刈割、产量高、易繁殖、抗病虫害性强、适口性好和营养价值高等优点，是土壤改良、饲料与药用功能兼备的多用途植物[3]。

金荞麦茎叶柔嫩多汁、粗纤维含量较低、粗脂肪和粗蛋白含量高、易消化、适口性好，可作为青饲料广泛用于猪、马、牛、羊、鹅、鸡等畜禽的饲用[5]。如果将金荞麦新鲜茎叶粉碎代替部分精饲料，喂猪可减少精饲料用量35 kg/头，喂鸡可减少精饲料用量2.04 kg/只，可有效降低养殖成本、提高经济效益[6]。饲料中添加10%的鲜金荞麦对热应激条件下蛋鸡的平均产蛋率无负面影响，加深了蛋黄颜色，提高了血清促卵泡素和黄体生成素含量，降低了血清炎症因子和内毒素水平[7]。金荞麦可以防治动物葡萄球菌病，细菌性下痢，消化道、呼吸道疾病，如金荞麦作为添加饲草可以防治鸡白痢和葡萄球菌病，提高产蛋率[8]。其根部乙醇提取物对猪胸膜肺炎放线杆菌、乙型溶血性链球菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌抑制效果较好[9-10]。因此，将金荞麦作为青饲料用于畜禽养殖，对促进我国养殖业的健康发展及推动草（药）畜配套发展具有重要意义。本研究通过探究刈割茬次对不同品系金荞麦饲草和根茎产量、质量的影响，阐明同时平衡饲草和根茎产量和品质的最佳刈割茬次，为综合开发利用金荞麦提供参考。

1 材料

1.1 样品

分别 于2018 年3 月24 日 至10 月26 日 和2019 年3 月27 日至10 月30 日在中国医学科学院药用植物研究所试验地内进行田间试验。选取健壮根茎采用分根繁殖的方法，将其切成8～10 cm 的小段，按株行距30 cm×60 cm 进行种植，栽植深度为10～15 cm，采用常规管理。以2个不同品系金荞麦（品系1和品系2）作为供试材料，经中国医学科学院药用植物研究所李艾莲研究员鉴定为廖科植物金荞麦Fagopyrum dibotrys（D.Don）Hara。2018 年金荞麦品系1 和品系2 生长发育时期见表1。品系1 和品系2 是2006 年利用60Co-γ射线辐射后，逐年选育获得的产量和遗传性状稳定、质量较优的2 个新品系，尚未认定品种。试验共设置4 个不同刈割处理，即刈割1、2、3、4茬次（以下简称T1、T2、T3、T4）。田间试验采用随机区组设计，每个品系设置3 个重复小区，小区面积6 m×24 m（刈割茬次面积为6 m×6 m）。具体刈割茬次和日期见表2。

表1 金荞麦生育期

表2 金荞麦刈割茬次日期

1.2 仪器

ACQUITY UHPLC H-Class 型超高效液相色谱系统-紫外检测器（美国Waters 公司）；BT25S 型万电子天平（德国赛多利斯科学仪器有限公司）；KQ 5200 DV 型超声波清洗仪（昆山市超声仪器有限公司）；DFT-100C 型100 g手提式高速粉碎机（温岭市林大机械有限公司）；DHG-9030A 型电热恒温鼓风干燥箱（北京陆希科技有限公司）。

1.3 试药

对照品表儿茶素（纯度：98%，批号：110878-201703，中国食品药品检定研究院）；乙腈为色谱纯（美国赛默飞世尔科技公司）；磷酸、甲醇为分析纯（北京化工厂有限责任公司）；水为娃哈哈纯净水。

2 方法

2.1 刈割方法

在距离地表10～15 cm 处用镰刀进行刈割。刈割完捆绑，称定鲜质量，同时测定分枝数、茎长和茎粗。其中，茎长用直尺测定从刈割处到植株生长点的长度；茎粗用游标卡尺测量刈割处茎的直径。地上部105 ℃杀青30 min，75 ℃烘干至恒重。收获方法：收获时先割去地上部茎叶，挖出根茎，洗净泥土，45 ℃烘干至恒重。

2.2 品质检测

按参考文献[11]方法测定粗蛋白和粗纤维含量，按照参考文献[12]方法测定表儿茶素含量。

2.3 统计分析

采用Microsoft Excel 2016、SigmaPlot和SPSS 16.0软件进行处理，采用最小显著差异（LSD）法进行处理间单因素多重比较。

3 结果

3.1 农艺性状

由表3 可知，随着刈割茬次的增加，金荞麦分枝数显著增加（P＜0.05）。例如，当刈割处理为T4时，2018 年品系1 第4 茬次的分枝数分别是第1 茬次、第2 茬次和第3 茬次的2.84、2.05 和1.30 倍，品系2 具有相同的趋势。当刈割处理为T1 时，金荞麦茎长最长，在2018 年品系1 和品系2 的长度分别达到了377、347 cm。随着刈割茬次的增加，金荞麦茎粗显著降低（P＜0.05）。例如，当刈割处理为T4时，2018 年品系1 第1 茬次的茎粗分别是第2 茬次、第3 茬次和第4 茬次的1.13、1.32、1.72 倍。品系1和品系2的分枝数、茎长和茎粗差异无统计学意义。

表3 刈割茬次对金荞麦农艺性状的影响（,n=4）

表3 刈割茬次对金荞麦农艺性状的影响（,n=4）

注：同列不同小写字母表示P＜0.05；表4～7同。

3.2 生物量

由表4可知，刈割T2、T3和T4处理金荞麦地上部鲜质量显著高于T1 处理（P＜0.05），不同品系之间差异无统计学意义。例如，T2、T3、T4茬次金荞麦品系1 的地上部鲜质量分别比T1 处理高53.4%、71.8%、45.1%。刈割2 茬次金荞麦地上部干质量最高。随着刈割茬次的增加，地上部干质量显著降低（P＜0.05）。例如，当刈割处理为T2 时，品系1 和2号在2018 年的地上部干质量分别比刈割1 茬次增加了28.3%、30.3%。由表5可知，随着刈割茬次的增加金荞麦地上部干鲜质量比显著下降（P＜0.05），品系1和品系2之间差异无统计学意义。

表4 刈割茬次对金荞麦各部位生物量的影响（n=4）

表5 刈割茬次对金荞麦地上部生物量及其干鲜质量比的影响（,n=4）

表5 刈割茬次对金荞麦地上部生物量及其干鲜质量比的影响（,n=4）

由表4 可知，随着刈割茬次的增加金荞麦根茎的生物量显著降低（P＜0.05）。例如，在2018 年刈割2、3、4茬次金荞麦品系1根茎生物量分别比刈割1茬次降低了6.5%、32.3%、47.1%，品系2分别比刈割1 茬次降低了21.2%、49.8%、55.5%。如表6所示，随着刈割茬次的增加，金荞麦根冠比呈下降的趋势，品系1的根冠比显著高于品系2。

表6 刈割茬次对金荞麦根冠比的影响（,n=4）

表6 刈割茬次对金荞麦根冠比的影响（,n=4）

3.3 质量

由表7 可知，随着刈割茬次的增加金荞麦地上部粗蛋白含量显著增加（P＜0.05），而粗纤维含量则相反。例如，当刈割处理为T4 时，品系1 在2018年的第1 茬次、第2 茬次、第3 茬次和第4 茬次粗蛋白质量分数分别是刈割处理T1 茬次的1.66、2.03、1.45、2.26 倍；品系1 在2018 年的第1 茬、第2 茬、第3 茬和第4 茬粗纤维质量分数则分别比刈割1 茬次降低了44.1%、59.7%、15.2%和38.7%。

表7 刈割茬次对金荞麦地上部粗蛋白和粗纤维质量分数的影响（,n=4）

表7 刈割茬次对金荞麦地上部粗蛋白和粗纤维质量分数的影响（,n=4）

如图1 所示，随着刈割茬次的增加，金荞麦根茎表儿茶素质量分数呈下降趋势，但不同刈割茬次之间差异无统计学意义（2018 年品系1 除外）。品系2 的表儿茶素质量分数高于品系1。例如，在2018、2019 年，品系2 的表儿茶素平均质量分数分别比品系1高10.8%、6.3%。

图1 刈割茬次对金荞麦根茎表儿茶素质量分数的影响（,n=4）

4 讨论

4.1 刈割茬次对金荞麦生物量的影响

鲜质量是反映牧草产量的重要指标。在同一高度刈割的前提下，本研究的2个品系刈割2～4次地上部鲜质量均显著高于刈割1次（P＜0.05）。干草是食草家畜牛、羊和马的传统饲料，本研究中2 个金荞麦品系刈割2次地上部干质量均显著高于刈割1次和4 次（P＜0.05）。干鲜比是衡量饲草经济性状的重要指标，能较好反映牧草适口性及品质[13-15]。刈割次数越多，金荞麦茎杆和叶片越鲜嫩，含水量越高，干鲜比越低。栽培管理措施也是影响金荞麦产量的主要因素。随着刈割茬次的增加，金荞麦对土壤养分需求量增加，但由于在本研究中没有施用基肥，且在每次刈割后也没有进行追肥，因此可能对金荞麦饲草和根茎的产量具有一定的影响。随刈割茬次增加，金荞麦茎粗显著减小（P＜0.05），根茎产量显著降低（P＜0.05）。每次刈割均会带走一定量的养分，因此，在传统的栽培管理中应进行适时的追肥，有利于产量的提高。金荞麦在贵州开花期为8 月中上旬[16-17]，在北京的开花期则为9 月下旬。因此，金荞麦在北方营养生长的时间比南方长约40 d，易获得较高的生物量。金荞麦的产量是传统饲草紫花苜蓿的2.96 倍[13]。金荞麦茎叶柔嫩多汁，适口性好，可作为青饲料或干饲料用于畜禽养殖。

4.2 刈割茬次对金荞麦质量的影响

反刍家畜对干草中各类养分的消化率取决于其粗纤维的含量。粗纤维含量愈高，各类养分的消化率愈低[13,15]。刈割次数是对干草、鲜草产量和营养价值影响最大的因素之一[13]。适时收割不仅可提高饲草的生物量，亦可提高饲草的营养价值。随着刈割茬次增加，本研究中2 个品系金荞麦的粗蛋白含量均显著增加，而粗纤维含量则显著降低（P＜0.05），其主要原因可能是刈割次数越多，茎秆越嫩、木质化度越低，粗蛋白含量增加、粗纤维含量降低，品质提高。例如，作为传统饲草紫花苜蓿，在保证其产量和品质的前提下，一般刈割3～4次为宜，高频次刈割显著降低紫花苜蓿的生产力和持久性[18-19]。在本研究中，刈割茬次对金荞麦根茎表儿茶素含量无显著影响。在同时平衡地上部和地下部生物量、饲草和根茎的品质时，金荞麦的最佳刈割次数为2～3次。刈割后必须加强水肥管理，促进金荞麦的生长，提高营养品质。