高寒地區不同禾豆混播組合與比例對牧草產量及品質的影響

方 偉

(青海省草原改良試驗站，青海 共和 813000)

青藏高原是世界范圍內高原牦牛和藏羊等牲畜的主要產地[1]，其畜牧業以天然草地為基礎[2]，但由于其獨特的地理位置形成了高寒氣候，使天然草地枯草期達6～7個月，生長季較短，導致可食性牧草生長受限，養分積累較少，因此造成夏秋季牲畜膘肥體壯，冬春季節草地資源匱乏影響牲畜生長而出現餓瘦凍死現象加劇[3]；同時90%的草地放牧過載[4]，加劇其退化為黑土灘[5]，造成水土流失[6]，沙化[7]等生態問題愈嚴重；嚴重限制了高寒區畜牧業可持續發展。因此緩解天然草地的放牧壓力，并為冬春季牲畜提供優質、穩定的牧草資源是高原畜牧業亟需解決的問題。

研究表明，天然草地中人工草地每增加1%，其生產力可提高4%，人工草地增加到10%時，其生產力可提高一倍[8]。人工草地是緩解牧區天然草地放牧壓力和提升草地生產力的有效途徑，其高效集約的生產方式[9，10]，也有助于保護和恢復退化的天然草地，亦為高寒畜牧業的可持續發展提供穩定優質牧草資源[11，12]。

人工草地建植的經典模式是豆科與禾本科牧草混播，可提高人工草地群落穩定性，實現優質且高產的牧草[13]，亦可利用豆科根瘤菌的固氮作用改良混播草地的土壤狀況[14]，同時適宜的混播草種與混播比例可大幅度提升人工草地的生產價值[15，16]。但是，牧草自身的生理特性導致同種牧草在不同地區所表現出來的適應性與生產性能不同[17]，且混播比例不當會造成負增產，降低其經濟效益。因此，草種因地制宜是混播草地關注的熱點問題，但對高寒地區不同品種和混播比例對禾豆混播草地研究較少。鑒于此，本研究以青牧1號老芒麥、蘭箭1號箭筈豌豆、青建1號飼用豌豆為供試材料，設不同禾豆混播組合和比例為處理，以單播禾本科或豆科草地為對照，測定其生產性能、營養品質，分析不同品種組合和混播比例對禾豆混播草地生產力、品質的影響，同時利用灰色關聯度，對不同混播組合處理下混播牧草產量和品質進行綜合評價，為篩選青海地區禾豆混播高產優質的混播組合，以期為高海拔地區建植禾豆混播的人工草地提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于青海省草原改良試驗站，37°05′N，99°35′E，海拔3 270 m。高原干旱大陸性氣候，具有日照強烈、晝夜溫差大、冬寒夏涼、干旱少雨、季風大等氣候特征，在青藏高原具有高寒草地生態環境典型的代表性，其年均溫-0.7℃，年均降水量359.8 mm，年均蒸發量1 501 mm，≥0℃年積溫1 330℃·d，≥10 ℃年積溫250℃·d，無絕對無霜期，土壤為暗栗鈣土[18，19]。

1.2 試驗材料

禾本科飼草以青牧1號老芒麥為供試材料，豆科飼草以蘭箭1號箭筈豌豆，青建1號飼用豌豆為供試材料。分別簡稱老芒麥、箭筈豌豆和飼用豌豆。

1.3 試驗設計

以老芒麥、箭筈豌豆和飼用豌豆3種飼草建植禾豆混播人工草地。采用裂區試驗設計，主區為混播組合，老芒麥+箭筈豌豆(A1)、老芒麥+飼用豌豆(A2)，副區為混播比例，即老芒麥+箭筈豌豆、老芒麥+飼用豌豆，共設7個處理(T1～T7)，另以單播禾本科(T8)、單播豆科(T9)為對照，試驗設計見表1。

各處理3次重復，共計54個小區，各小區面積4 m×5 m=20 m2，小區間隔為0.5 m，每區12行，行距30 cm。

在播種前將底肥(磷酸二銨500 kg/hm2)均勻撒施地表。建植完成后不再進行施肥，無灌溉，定期除雜草、防治病蟲害。

表1 試驗設計及播量

1.4 測定項目及方法

1.4.1 株高 每小區隨機取老芒麥(開花期)、箭筈豌豆與飼用豌豆(初花期)各10株，測量從地面至植株穗尖的絕對高度。

1.4.2 鮮、干草產量 9月底進行刈割，每小區隨機測定4個具有代表性的1 m樣段，留茬5 cm，禾本科和豆科牧草混合剪割后稱其鮮重，帶回實驗室105℃殺青30 min，65℃烘干后稱其干重。

1.4.3 莖葉比 在測定完鮮草產量之后，將處理后的飼草進行莖、葉分離，稱重，用莖重與葉重的比值來表示莖葉比。

1.4.4 營養指標 取鮮草500 g，105℃殺青30 min，65℃烘干后的干草樣全部用高速粉碎機粉碎后裝入塑料自封袋，備營養成分檢測。粗蛋白質(CP)含量采用凱氏定氮法；中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量采用范氏洗滌纖維法；粗脂肪(EE)含量測定采用索氏浸提法。

1.5 統計分析與評價方法

試驗數據在Excel 2019進行整理和作圖，采用SPSS 19.0對光合參數進行交互雙因素方差分析和單因素ANOVA分析處理，并用Duncan法進行多重比較(P<0.05)，以平均值±標準差表示。

參照文獻[20]利用灰色關聯度為綜合評價不同處理禾豆混播草地的生長，對其產量和營養指標進行綜合評價：

第一，確定參考數列：各項指標的最優值為參考列，記為{X0(k)}(k=1，2，3，…，n)，各項指標測定值為比較數列，記為{Xi(k)}(i=1，2，3，m，m為處理數(本試驗為14)，此處為X；k=1，2，3，..，n，n為測定指標數(本試驗為9))。

2 結果與分析

2.1 品種和比例對禾豆混播草地生產性能和營養價值的影響

由表2可知，兩種混播組合對禾本科株高、豆科株高和莖葉比指標存在極顯著影響(P<0.01)；混播比例對禾本科株高、豆科株高、莖葉比、鮮草產量和干草產量指標有極顯著影響(P<0.01)；禾本科株高、豆科株高、鮮草產量和干草產量受混播組合和混播比例二者交互作用的極顯著影響(P<0.01)。

表2 品種和比例對禾豆混播草地生產性能影響的雙因素方差分析(F值)

由表3可知，兩種混播組合對粗脂肪指標有顯著影響(P<0.05)?；觳ケ壤龑Υ种居酗@著影響(P<0.05)，對粗蛋白質、酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維有極顯著影響(P<0.01)。粗脂肪受混播組合和混播比例二者交互作用的顯著影響(P<0.05)。

表3 品種和比例對禾豆混播草地營養品質影響的雙因素方差分析(F值)

2.2 混播組合對禾豆混播草地生產性能及營養品質的影響

由表4可知，混播組合A1的禾本科株高和莖葉比顯著高于A2(P< 0.05)；A2的豆科株高顯著高于A1(P< 0.05)，不同混播組合間鮮草產量和干草產量均無顯著差異。

表4 混播組合間禾豆混播草地生產性能的差異

由表5可知，混播組合A1的粗脂肪含量顯著高于A2(P< 0.05)。不同混播組合間粗蛋白質、酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維均無顯著差異。

表5 混播組合間禾豆混播草地營養品質的差異

2.3 混播比例對禾豆混播草地生產性能及營養品質的影響

表6 混播比例間禾豆混播草地生產性能的差異

由表7可知，混播草地的粗蛋白質含量隨豆科牧草混播比例的增加而增大，其中單播豆科處理(T9)的粗蛋白質含量顯著高于其它處理(P<0.05)。單播禾本科粗脂肪含量最低，單播豆科粗脂肪含量最高。單播老芒麥(T8)處理的NDF，ADF含量最高，單播豆科牧草(T9)處理NDF，ADF含量最低，且隨著豆科牧草比例增加顯著逐漸降低。

表7 混播組合間禾豆混播草地營養品質的差異

2.4 灰色關聯度綜合分析

表8 混播組合和比例對混播草地生長特性影響的灰色關聯度綜合評價

3 討論

3.1 混播組合對草地生產性能和營養品質的影響

禾豆混播相比單播草地，可提高植物光合性能進而提高其產量[21]。而不同草種對特定生境的適應性差異，其生產性能和營養品質存在較大差異[22]。若混播組合選擇不當，則造成種間不良競爭，產生牧草生長不良，結構穩定性差、品質下降等問題[23]?；觳ゲ莘N的選擇是決定混播組合的生產力高低[24]，產量持續時間長短重要因素[25]。本試驗結果表明，混播組合極顯著影響禾本科和豆科牧草的株高和莖葉比(P<0.01)，但鮮、干草產量不受混播組合影響。老芒麥+箭筈豌豆組合鮮、干草產量均優于老芒麥+飼用豌豆組合，并顯著高于單播老芒麥、單播箭筈豌豆和單播飼用豌豆(P<0.05)，這和劉敏等[26]發現紫花苜蓿與無芒雀麥混播產量顯著高于單播紫花苜蓿的結果相似(P<0.05)。 這也印證了適宜的品種組合可減輕種間競爭，使混播草地發揮協同作用更合理利用水、肥、氣、熱等環境資源，顯著提高生產力[27]。說明高寒區禾豆混播草地生產力，優于單播草地，且老芒麥+箭筈豌豆組合優于老芒麥+飼用豌豆。禾豆混播草地中牧草粗蛋白質(CP)滿足動物攝取蛋白質，ADF和NDF影響家畜采食量和消化情況，粗脂肪(EE)影響適口性[28]，本研究中老芒麥+箭筈豌豆組合與老芒麥+飼用豌豆組合間的粗蛋白質含量、酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維無顯著差異，這和姚澤英等[29]研究發現紫花苜蓿+無芒雀麥組合與紫花苜蓿+垂穗披堿草組合間粗蛋白質、酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維無顯著差異的結果相似。但本研究中老芒麥+箭筈豌豆組合間粗脂肪含量顯著高于老芒麥+飼用豌豆組合(P<0.05)，可能是因為不同牧草品種在高寒生境下對粗脂肪指標的響應不同，表現出不同組合間差異顯著現象。以上研究說明高寒區禾豆混播草地生產力，混播草地優于單播，且老芒麥+箭筈豌豆優于老芒麥+飼用豌豆，粗蛋白質、酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維均無差異，僅粗脂肪存在差異。

3.2 混播比例對草地生產性能和營養品質的影響

3.3 灰色關聯度綜合分析

4 結論