全 文 ：刈割强度对新麦草产草量和贮藏
碳水化合物及含氮化合物影响的研究＊
戎郁萍　韩建国　王　培　毛培胜
(中国农业大学草地研究所 ,北京　100094)
摘要:　主要研究了刈割强度对新麦草不同部位物质分配的影响及对再生速度和再生草产量
的影响。结果表明 ,新麦草碳水化合物含量与其刈割后的再生关系密切 ,不同强度刈割后植物体各
部分碳水化合物含量迅速降低 ,尤其是分蘖节总糖变化剧烈。各刈割留茬处理分蘖节总糖降低幅
度的次序是:2cm>4cm>6cm>CK , 同时分蘖节含氮量也有变化。不同刈割强度对新麦草地上部
分粗蛋白质含量影响较大 ,刈割处理粗蛋白质含量比对照处理高 ,尤其以留茬 2cm 蛋白质含量最
高 ,并且此处理随物候期的推移粗蛋白质降低幅度最小。刈割后的再生速度和再生草产量 , 留茬
2cm 和留茬 4cm 差异不显著 , 但牧草品质以留茬 2cm 为宜。
关键词:　新麦草;刈割强度;碳水化合物;含氮量;再生速度;再生草产量
中图分类号:S543　　文献标识码:A 文章编号:1000—6311(2000)02-0028-07
Effects of Cutting Rate on Carbohydrate Reserves and Nitrogen Content of Russian
Wildryegrass (Psathyrostachys perennis Keng).RONG Yu-ping , HAN Jian-guo ,
WANG Pei , MAO Pei-sheng (Grassland inst itute , China Agricultural Universi ty ,
Beij ing 100094):Grassland of China , No.2 , 2000 , pp.28 ～ 34.
Abstract:　The effects of cutting rate on the dist ribution of the carbohydrate reserves
and nitrogen content in the dif ferent org ans of the Russian w ildryeg rass were studied.
The results show ed that the relationship was very closely betw een the regrow th of Rus-
sian wildryeg rass and the carbohydrate reserves.The carbohydrate reserves of the organs
of the Russian wildryeg rass were decreased quickly , especially the total sugar of the
crow n af ter the dif ferent cutting rate.The order of the different stubble height in w hich
the total sugar of the crow n decreased w as 2cm>4cm>6cm >CK and the nit rogen con-
tent of the crow n also changed simultaneously.The cutting rate had more effects on the
protein above the g round.The pro tein content of the Russian w ildryegrass , which was
cut to 2cm , was the highest of all treatments and the decreasing size w as the least fol-
lowing the phenology period.The regrow th speed and the reg row th yield betw een the
t reatment of 2cm stubble height and 4cm stubble height had no signif icant differences ,
but the treatment of 2cm stubble height w as bet ter according to the forage quality.
Key words:　Russian w ildryegrass;　Cutting rate;　Carbohydrate reserves;　Nitro-
gen content;　Regrow th speed;　Reg row th yield
1　引言
新麦草(Psathy rostachys perennis Keng)
为多年生下繁禾草 ,中旱生 、长寿命 。原产于
中亚和西伯利亚地区 ,我国新疆有野生种分
布。该种生长期长 ,再生快 ,基部叶量丰富 ,
适口性好 ,是干旱 、半干旱地区一种优良的放
牧型禾草 。
＊国家“九五”科技攻关专题(96-016-01-04)内容
收稿日期:1999-04-26;修订日期:1999-07-12
作者简介:戎郁萍 , 女 , 1969 年生 , 中国农业大学在读
博士生 , 主要从事草地生态和草地管理研究 ,已发表论文 2
篇.
中 国 草 地
Grassland of China
　　2000 , No .2 , pp.28 ～ 34　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
贮藏物质是植物生长发育的能源 ,对植
物的生命活动有重要作用 。刈割和放牧等利
用方式能够影响植物贮藏物质如碳水化合物
和含氮化合物的分布和含量[ 7 , 9 , 14] 。同时 ,
碳水化合物含量也被用作指示植物采摘后的
再生能力[ 8] 。我国对牧草贮藏碳水化合物
的研究主要集中在天然草地植物[ 2 , 3 , 4 , 6] ,而
不同刈割强度对人工草地牧草贮藏碳水化合
物的影响研究较少。刈割对植物含氮化合物
的影响也主要集中在地上部分 ,对牧草其他
部位的含氮化合物变化研究不多。本文的主
要目的是通过对新麦草不同刈割强度的研
究 ,探讨植物体内碳水化合物和含氮化合物
的变化在植物再生干物质积累中的作用 ,以
及新麦草碳水化合物的积累模式和含氮化合
物的变化规律 ,为新麦草合理利用提供指导。
2　材料和方法
2.1　试验地自然条件
试验地位于河北省承德地区鱼儿山牧
场 ,地处河北丰宁满族自治县西北部坝上高
原 ,位于东经 148°16′, 北纬 41°44′, 海拔
1460m 。年均气温为 1℃, 1 月份平均气温
-18.6℃。7月平均气温 17.6℃;≥10℃积温
为1513.1℃,无霜期 85d ,降水量 430.7mm ,
主要集中在 7 、8 、9 月 , 占全年降水量的
79%。年蒸发量 1735.7mm , 是降水量的 4
倍多 ,年平均相对湿度 63%。全年盛行西
风 、西北风 ,年平均风速 4.3m/ s。试验地当
年 3 ～ 9月月均温 、月降水量为:3月 2.9℃和
13.6mm;4月 8.4℃和 32.7mm;5 月 11.4℃
和43.7mm;6 月 16.0℃和 111.0mm;7 月
18.4℃和135.4mm;8月 15.7℃和 65.1mm;
9月9.8℃和 32.5mm 。
2.2　试验地
试验地为 1989年 7月播种建植的新麦
草人工草地 ,行距 25cm 。建植后作为种子
田 ,后改做放牧地。
2.3　试验设计
2.3.1　刈割高度和刈割时期
新麦草抽穗期进行第 1次刈割 ,刈割留
茬高度设 2cm 、4cm 、6cm和对照(CK)不刈割
4个处理。以后分别在 6月 30日和 7 月 21
日再按上述方法进行第 2次 、第 3次刈割。
2.3.2　样品的采集及再生性测定
在刈割当天和刈后 7d 、14d采样。采样
后把植物按照不同部位分开 ,即地上部分 、分
蘖节和根 ,区分出活根和死根 ,冲洗干净 。各
部分在 70℃下烘干称重 ,粉碎过 1mm 筛 ,留
作室内分析。在刈割当天测新麦草再生草产
量。每隔 7d测新麦草植株高度 ,计算再生速
度。
2.4　试验室分析
用 3 ,5-二硝基水杨酸比色法测定样品
中的总糖和还原糖含量[ 1] 。含氮化合物(粗
蛋白质)用凯氏定氮法测定[ 5] 。
3　结果分析
3.1　刈割对再生草产量和再生速度的影响
研究结果如表 1所示 ,第 1次刈割后 ,各
留茬高度之间产草量差异均达到极显著水平
(P<0.01);第 2 次刈割时 ,各留茬高度之间
的产草量无极显著差异(P >0.01),但是留
茬 4cm 和 6cm 产草量差异显著(P <0.05);
第 3次刈割时 ,各留茬高度之间也无极显著
差异(P >0.01),但是留茬 2cm 、4cm 都与留
茬6cm 之间产草量差异显著(P <0.05)。生
长季节总产草量留茬 2cm 和 4cm 与 6cm 差
异极显著(P <0.01),其中留茬 2cm 和 4cm
之间总产草量无极显著差异(P >0.01)。同
一留茬高度不同刈割次数之间的产草量 ,留
茬2cm 和 4cm 都是第 1 次刈割与后两次刈
割之间的产草量有极显著差异(P <0.01),
留茬 6cm 则是第 3 次刈割与前两次刈割之
间的产草量有显著差异(P<0.05)。
29第 2期　　　戎郁萍　韩建国等　　刈割强度对新麦草产草量和贮藏碳水化合物及含氮化合物影响的研究
表 1　不同刈割强度对新麦草产草量(干物质)的影响(干重:g/ m2)
刈割留茬高度 第 1次刈割 第 2次刈割 第 3次刈割 总产草量
2cm 157.52Aa＊＊ 106.08Aab 99.36Ab 362.96Aa
4cm 145.88Bb＊＊ 112.84Aa 103.92Ab 362.64Aa
6cm 90.96Cc 102.4Ab 121.04Aa＊ 314.4Bb
CK(齐地面刈割) 175.43 241.41 224.51 -
　　注:同一列中不同的大写字母表示产量差异达到极显著水平(P<0.01),不同小写字母表示产量差异达到显著水平
(P<0.05);同一行中“ ＊”表示产量差异达到显著水平(P<0.05),“ ＊＊”表示产量差异达到极显著水平(P<0.01)。
　　不同刈割留茬处理 ,均是在刈割后第 1
周再生速度最大 ,其后再生速度降低(表 2)。
第 2次刈割后的再生速度最快 ,主要原因是
7月份是牧草生长的高峰期 ,水热条件适宜。
第1次刈割后 ,留茬 4cm 再生速度最快 ,6cm
次之 ,2cm 最低;第 2次刈割后 ,留茬 2cm 的
处理再生最快;第 3次刈割后 ,留茬 6cm 的
处理再生速度高。不同刈割时期再生速度的
差异 ,表明在不同季节 ,利用高度应该有所差
别。
表 2　不同刈割强度新麦草再生速度的变化(cm/d)
留茬
处理
第 1次刈割再生速度 第 2次刈割再生速度 第 3次刈割再生速度
第 1周 第 2周 第 3周 平 均 第 1周 第 2周 第 3周 平 均 第 1周 第 2周 第 3周 平均
2cm 1.17 0.536 0.157 0.611 2.05 0.963 0.552 1.19 1.23 0.734 0.295 0.753
4cm 1.20 0.690 0.357 0.749 1.70 0.810 0.507 1.01 1.25 0.804 0.318 0.791
6cm 1.17 0.571 0.307 0.683 1.75 0.952 0.461 1.05 1.27 0.811 0.361 0.814
3.2　刈割对植株各部位碳水化合物含量的
影响
3.2.1　总糖的变化
返青后新麦草地上部分总糖含量增加 ,
进入抽穗期(6 月 10日以后)由于贮藏营养
物质被用于生殖器官的发育和种子形成 ,所
以地上部分总糖含量减少;盛花期降到最低
(6月 23日),然后开始上升;结实期后(7月
21日后)又开始增加 ,直到入秋趋于稳定 。
不同刈割强度总糖变化一致 ,且和对照地上
部分总糖积累规律相似 ,在早春牧草返青期
(5月 5日),含量降到很低为 23.99%, 1个
月后升到32.63%(6 月 10日),此时进入抽
穗期 ,开始刈割 ,变化趋势如图 1。
图 1　新麦草地上部分总糖和还原糖含量变化
30 　　　　　　　　　　　　　　　　　中　　国　　草　　地　　　　　　　　　　　　　　　　　2000年
　　新麦草第 1次刈割后 ,地上部分总糖含
量在前 2周之内降低 ,第 3周上升;第 2次刈
割后 ,总糖含量持续下降 ,直到第 3 次刈割
后 ,总糖含量才开始上升(图 1)。主要原因
是由于第 2次刈割后的再生期处于牧草旺盛
生长的 7月 ,水热条件均很好 ,新麦草的再生
速度加快 ,大量贮藏碳水化合物和光合产物
被用于合成结构性物质如细胞壁 、纤维素 、木
质素等 ,所以地上部分总糖含量在这一时期
持续下降 。
新麦草茎基部(分蘖节)总糖含量远远高
于地上部分和根 ,是牧草再生时能量的主要
来源。返青初期(5 月 5 日), 其含量是
27.94%,仅占抽穗期(6月 10 日)总糖含量
的45.39%。3次刈割后分蘖节总糖含量呈
两种变化趋势 ,第 1次刈割后总糖含量持续
下降;第 2次和第 3次刈割后是先下降 ,一周
后增加(2cm 处理除外)。2cm 处理第 2 次刈
割后总糖含量始终处于增加状态(图 2),可
能是由于分蘖节中的其他能量物质如脂肪和
蛋白质转化成了碳水化合物。刈割处理后分
蘖节总糖的变化规律和对照分蘖节总糖的变
化趋势一致 ,说明试验所设留茬处理并不能
改变新麦草分蘖节本身的总糖积累规律 ,只
是数量上发生变化 。
图 2　新麦草分蘖节总糖和还原糖含量变化
　　根部总糖含量变化规律与分蘖节稍有差
异。返青后根部总糖含量上升(从 26.8%上
升到 28.16%),第 1 次刈割后 ,总糖含量增
加 ,第 2次刈割后减少 ,到第 3次刈割时略有
增加 ,刈割后减少 ,两周后开始上升(图 3)。
根部总糖含量变化幅度不及分蘖节 ,说明新
麦草根系生长对地上部分采摘反应不敏感。
3.2.2　还原糖的变化
还原糖为单糖 ,经常处于被植物利用状
态或用于合成双糖。地上部分还原糖含量在
返青后略有下降 ,在 3次刈割后变化规律一
致 ,均是刈割后迅速减少 ,第 3 周开始增加
(图 1)。表明刈割后还原糖迅速被利用 ,然
后动用总糖分解为还原糖 ,再加上后期新生
的叶片进行光合作用首先合成的是单糖和蔗
糖 ,因而还原糖含量后期反而上升 。和对照
地上部分还原糖含量变化相比 ,刈割处理始
终处于还原糖极低的状态 ,变化幅度剧烈。
分蘖节中还原糖含量的变化和地上部分
还原糖变化有差异 。对照分蘖节还原糖含量
31第 2期　　　戎郁萍　韩建国等　　刈割强度对新麦草产草量和贮藏碳水化合物及含氮化合物影响的研究
在返青后持续增加(从 0.72%到 2.78%),直
到盛花期后(6月 23日以后)才开始下降 ,以
后变化规律与刈割处理一致 。第 1 次刈割
后 ,留茬 2cm 和 4cm 的处理 ,还原糖含量持
续减少;第 2次刈割后 ,还原糖含量 1周后开
始上升 ,到第 3次刈割时达到最高点;第 3次
刈割后变化规律和第 2次刈割时一致。刈割
留茬 6cm 还原糖含量变化 ,除第 1次刈割后
有差异外 , 其余和对照(CK)基本一致(图
2)。结果表明 ,新麦草刈割留茬高(6cm)对
其再生时还原糖含量变化影响不大 ,低留茬
植物再生时迅速利用分蘖节中的还原糖 。
根部还原糖含量变化规律和分蘖节及地
上部分完全不同(图 3)。三种处理均是第 1
次刈割后还原糖含量下降;第 2 次刈割后还
原糖含量 1周后上升 ,然后下降;第 3次刈割
后 ,留茬 2cm 和 4cm 变化趋势一致 ,第 1周
下降 ,后两周上升 ,留茬 6cm 始终上升。对
照根部还原糖含量较刈割处理低 ,变化幅度
也不大。
图 3　新麦草根系总糖和还原糖含量变化
3.3　刈割对植物各部位含氮化合物及粗蛋
白质含量的影响
新麦草地上部分粗蛋白质含量变化与物
侯期基本一致 。随物侯期的推移 ,粗蛋白质
含量逐渐降低(图 4)。但是刈割后 ,植物粗
蛋白质含量增加 , 各刈割处理均高于对照
(CK),以留茬 2cm 粗蛋白质含量最高 , 4cm
次之 ,6cm 最低 。表明刈割能提高牧草的营
养价值。
牧草返青后 ,分蘖节含氮量减少 ,但是刈
割后增加 。对照(CK)分蘖节含氮量和刈割
处理相比一直处于较低水平。刈割留茬越
低 ,分蘖节含氮量增加幅度越大(图 4)。留
茬 2cm 的处理 ,刈割后分蘖节含氮量比其他
处理高。可能由于刈割刺激分蘖节中的蛋白
质分解 ,使其向地上部分转移 ,用于地上部分
粗蛋白质的合成和其他物质的合成 ,所以刈
割处理分蘖节的含氮量较高。
根部含氮量在牧草返青后增加 ,刈割后
的变化规律基本和对照(CK)一致 ,即和物侯
规律一致(图 4)。牧草进入生殖生长后(即 6
月 10日后),根部含氮化合物向地上部分的
生殖生长转移 ,所以含氮量下降;牧草结实后
(7月 21日),根部含氮量又上升 ,进入初秋
后含氮量下降直到趋于稳定。此种变化规律
也表明根部含氮量对刈割处理的反应不敏
感;结合根系总糖的变化 ,发现试验中所设刈
割强度对新麦草根系生长影响不大。符合
32 　　　　　　　　　　　　　　　　　中　　国　　草　　地　　　　　　　　　　　　　　　　　2000年
Walton(1983)指出的强烈采摘后 ,根部蛋白
质可能分解用于根系的呼吸 ,在禾草根中没
有或极少有物质能用于地上部分的再生[ 10] 。
图 4　刈割强度对新麦草不同部位含氮量和粗蛋白质含量的影响
4　讨论
4.1　刈割后新麦草的再生速度
新麦草在不同时期刈割后 ,留茬高度不
同再生速度也不同。刈割后第 1周的再生速
度最快 ,表明此时牧草依靠分蘖节的贮藏碳
水化合物生长 。第 1周后 ,牧草已经能够进
行光合作用 ,光合产物一部分用来进行地上
部分茎叶的继续生长 ,另一部分运输到分蘖
节和根部用于牧草根系的生长和产生新的分
蘖 ,所以再生速度在后期降低 。7月份刈割
后再生速度最快 ,主要由于此时的水热条件
最适宜生长 ,尤其是留茬 2cm 刈割处理再生
速度最快 ,可能是由于这个时期低留茬高度
能够促进分蘖节碳水化合物的利用 。
4.2　新麦草刈割后碳水化合物含量的变化
规律与牧草再生的关系
试验结果表明:新麦草的再生能力很强
(可以刈割 3次以上)主要取决于其生物学特
性 ,一是由于新麦草是丛生下繁禾草 ,基部叶
量丰富 ,刈割后基部仍有大量叶残留 ,能够进
行光合作用;二是新麦草茎基部(分蘖节)含
有较高的贮藏碳水化合物(高于芨芨草 、羊草
及隐子草)[ 6] , 能够为植物再生提供能量 。
刈割后新麦草碳水化合物含量在 2周之内都
降低 ,第 3周时有所回升 ,表明再生后地上茎
叶又能进行光合作用 ,从而在分蘖节和根部
积累碳水化合物 。多次刈割后 ,不同处理间
碳水化合物变化差异显著(P <0.05),但是
刈割次数之间除第 1次刈割与其他两次之间
差异显著外(P <0.05),其他两次刈割间差
异不显著(P >0.05),表明新麦草对适宜的
刈割频率(留出足够再生时间的刈割)反应不
敏感 。符合 Jameson(1963)提出的没有将碳
水化合物减少到临界水平的刈割 ,除了暂时
的影响外对牧草没有其他更大的影响[ 8] 。
但是 ,Olson和Wallander (1997)认为多次放
牧并不能改变高羊茅的总碳水化合物和碳水
化合物库 , 只能是导致地上生物量的变
化[ 15] 。作者认为 ,之所以出现这些争议可能
和不同牧草的生物学特性有关[ 6] 。
4.3　含氮化合物在牧草再生中的作用
33第 2期　　　戎郁萍　韩建国等　　刈割强度对新麦草产草量和贮藏碳水化合物及含氮化合物影响的研究
刈割后新麦草各部位含氮化合物的变化
表明 ,在新麦草的再生中含氮化合物也有作
用。刈割后新麦草各部位含氮量都增加 ,尤
其是地上部分 ,说明再生时植物体内的氮向
地上的生长部位重新分配 。新麦草根部含氮
量开始增加 ,然后降低 ,可能是刈割后根部氮
吸收量增加和根部含氮物质分解的共同结
果。许多研究都证实分蘖节中的含氮化合物
是采摘后枝叶再生的氮源[ 9 ,10 , 11 ,14] 。
5　结论
5.1　新麦草刈割后的再生速度与留茬高度
和气候条件(水热)相关 , 7 月份再生速度最
快 ,尤其是留茬 2cm 的刈割处理 。留茬 2cm
与留茬 4cm 生长季节总再生草产量无极显
著差异(P >0.01),但都与留茬 6cm 处理差
异极显著(P <0.01),且刈割后产草量均高
于对照。
5.2　新麦草刈割后的再生与植株体内碳水
化合物含量和含氮量密切相关 ,尤其是与分
蘖节总糖含量相关。刈割后 ,前 2周分蘖节
总糖含量下降幅度大 ,并且留茬高度越低下
降越快。刈割后地上部分粗蛋白质含量增
加 ,尤其是留茬 2cm 处理增加幅度最大 ,且
随物侯期的推移下降幅度最小 。所以在管理
利用时要结合牧草贮藏碳水化合物变化和含
氮量变化 ,制定出合理的利用方式和利用强
度。
5.3　新麦草返青时消耗大量的碳水化合物
和含氮化合物 ,所以不能在此时利用 ,以免降
低牧草的再生能力。综合考虑再生草产量和
牧草品质(粗蛋白质含量),本试验认为新麦
草在该地区(农牧交错地区)的最适宜利用高
度是留茬 2cm 。
主要参考文献:
[ 1 ] 　王沛文.基础生物化学试验指导[ M] .西安:陕西科
学技术出版社 , 1985 , 6～ 8.
[ 2 ] 　许志信 ,巴图朝鲁 ,卫智军 ,段淳清 ,赵刚 ,昭和斯图.
牧草再生与贮藏碳水化合物含量变化关系的研究
[ J] .草业学报 , 1993 , 2(4):13～ 18.
[ 3 ] 　许志信.草甸草原六种牧草贮藏养分含量变化规律
的研究[ J] .中国草地 , 1993 ,(6):22～ 25.
[ 4 ] 　许志信 ,白永飞.干草原牧草贮藏碳水化合物含量变
化规律的研究[ J] .草业学报 , 1994 , 3(4):27～ 31.
[ 5 ] 　杨胜.饲料分析及饲料质量检测技术[ M ] .北京:北
京农业大学出版社 , 1996 , 19～ 22.
[ 6 ] 　白可喻 ,赵萌莉 , 卫智军 ,韩国栋, 许志信.刈割对荒
漠草原集中牧草贮藏碳水化合物的影响[ J] .草业学
报 , 1996, 4(2):127～ 132.
[ 7 ] 　Ward C Y , R E Blaster.Carbohyd rate food reserves
and leaf area in regrow th of orchadgrass [ J] .Crop
Sci , 1961 , 1:366～ 370.
[ 8 ] 　Jameson D C.Reponses of individual plants to harvest-
ing [ J] .Bot.Rev.1963 , 29:532～ 594.
[ 9 ] 　Buw ai M , M J Trlica.Mult iple defoliat ion effects on
herbage yield , vigor , and total nonst ructural carbohy-
drates of f ive-range species [ J] .J.Range Manage ,
1977 , 30:164～ 171.
[ 10] 　C ralle H T , G H Heichel.Nit rogen f ixat ion and vege-
t at ive regrow th of alfalfa and bi rdsfoot trefoi l af ter suc-
cessive harvests or f loral debudding [ J] .Plant Physiol ,
1981 , 67:889～ 905.
[ 11] 　Walton P D.Product ion &m anagement of cult ivated
forages [ M ] .Reston Publishing Compony , Inc.Re-
ston , Virginia , 1983 , 144～ 160.
[ 12] 　Kim T H , A Ourry , J Boucaud , G Lemaire.Changes
in source-sinks relationship for ni trogen during re-
grow th of lucerne(Medicago sativa L.)follow ing re-
moval of shoots [ J] .Aust J.Plant Physiol , 1991 ,
18:593～ 602.
[ 13] 　Kim T H , A Ourry , J Boucaud , G Lemai re.Parti tion
of ni trogen derived f rom N2 f ixation and reserves in
nodulated Med icago sativa L.du ring reg row th [ J] .
J.Exp.Bot., 1993 , 44:555～ 562.
[ 14] 　Ourry A , T H Kim , J Boucaud.Nit rogen reserve mo-
bilizat ion during regrow th of Med icago sa tiva L.[ J] .
Plant Physiol, 1994 , 105:831～ 837.
[ 15] 　Olson B E , R T Wallander.Biomass and carbohy-
drates of spot ted knapw eed and Idaho fescue af ter re-
peated grazing [ J] .J.Range Manage , 1997 , 50:
409～ 412.
34 　　　　　　　　　　　　　　　　　中　　国　　草　　地　　　　　　　　　　　　　　　　　2000年