海拔高度和混播比例對燕麥與 箭筈豌豆產(chǎn)草量及質(zhì)量的影響

孫 杰，鞏 林，連 露,2，崔國文，尹 航，張亞玲，付佳琦

(1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030； 2.中國草學(xué)會，北京 100193)

青藏高原被稱為世界第三極地，也是我國五大牧區(qū)之一，位于中國西南部，地域廣闊，海拔高，具有明顯的垂直氣候帶，自然條件嚴(yán)酷[1-2]。在獨(dú)特的地理環(huán)境和氣候條件的影響下，氣候寒冷而干旱，年積溫低，生態(tài)環(huán)境脆弱，牧草生長季節(jié)短，冷季時(shí)間長達(dá)7～8個月，草地初級生產(chǎn)力水平低下，枯草季難以滿足放牧家畜的營養(yǎng)需求，草畜矛盾突出， 嚴(yán)重制約了該地區(qū)草地畜牧業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展[3-4]。自20世紀(jì)60年代以來，青藏高原牧區(qū)人口的快速增長和牲畜數(shù)量的不斷增加導(dǎo)致過牧，草地退化嚴(yán)重[5]。因此，當(dāng)前急需尋找新的生產(chǎn)模式和技術(shù)手段改善這一現(xiàn)狀。以豆科和禾本科牧草的混播最為經(jīng)濟(jì)有效[6]?；觳δ敛萆L的穩(wěn)定性、適應(yīng)性、提高牧草產(chǎn)量和品質(zhì)、改善土壤結(jié)構(gòu)、提高牧草土壤肥力等都具有很好的效果[7-11]。

燕麥(Arenasativa)是禾本科燕麥草屬一年生草本植物，在我國三北地區(qū)廣泛種植[12]。其莖葉柔軟多汁，適口性好，是一種極好的青刈飼草，在高寒牧區(qū)常作為冬、春家畜的補(bǔ)飼草[13-14]。箭筈豌豆(Viciasativa)是豆科的重要飼料作物，富含蛋白質(zhì)、鈣、磷等營養(yǎng)成分[15]。箭筈豌豆植株較為低矮，莖斜生，喜攀援，以燕麥為主體進(jìn)行豆禾混播可充分利用空間優(yōu)勢，獲得較高的牧草產(chǎn)量。燕麥與箭筈豌豆作為一年生長日植物進(jìn)入蠟熟期后其籽實(shí)部分的營養(yǎng)增加可抵消一部分營養(yǎng)物質(zhì)的損失。在蠟熟期對燕麥與箭筈豌豆進(jìn)行刈割可獲得較高的牧草產(chǎn)量并保證牧草的營養(yǎng)價(jià)值[16]。王建有和柴勇[17]發(fā)現(xiàn)在青藏高原海拔2 900 m的卓尼縣，引種的333/A春箭筈豌豆與燕麥混播組合的產(chǎn)草量較燕麥和箭筈豌豆單播顯著升高。王旭等[18]比較不同種植模式下燕麥與箭筈豌豆混播發(fā)現(xiàn)，燕麥蠟熟期與箭豌豆枯黃期混合飼草產(chǎn)量和粗蛋白產(chǎn)量最高，土地利用率提高了76%。趙宏魁等[19]通過種植密度和施氮水平對燕麥生物量分配的影響進(jìn)行研究。周青平[20]、陳功和賀蘭芳[21]分別研究了燕麥與箭筈豌豆混播的草層結(jié)構(gòu)、相關(guān)生理指標(biāo)及產(chǎn)量。但在不同高海拔條件下，對燕麥和箭筈豌豆進(jìn)行混播及相關(guān)理論的縱向比較研究還少見報(bào)道。

本研究在地處青藏高原的青海省民和縣和湟中縣不同海拔地區(qū)對燕麥與箭筈豌豆進(jìn)行單播及以燕麥為主體的不同比例混播試驗(yàn)，對蠟熟期的燕麥與箭筈豌豆的混播牧草的產(chǎn)量及營養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行測定，探究海拔對牧草產(chǎn)量及營養(yǎng)品質(zhì)的影響及不同海拔地區(qū)適于該兩種混播牧草的最優(yōu)混播比例，以期進(jìn)一步豐富高原牧草生產(chǎn)的理論體系、加強(qiáng)高寒草原栽培播草地的合理栽培與利用，解決冬、春兩個季節(jié)牧草供應(yīng)不足的問題。使草畜平衡發(fā)展，草地資源能夠可持續(xù)利用，創(chuàng)造出更多的生態(tài)效益和社會效益，為不同海拔條件下牧草生產(chǎn)和合理利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本研究試驗(yàn)地位于青海省海東州民和回族土族自治縣(簡稱：民和縣)和青海省湟中縣境內(nèi)。在甘肅、青海兩省交界的民和縣，屬于高原大陸性干旱氣候，地理坐標(biāo)為102°26′-103°04′ E，35°45′-36°26′ N，海拔1 650～4 220 m，年均氣溫7.9～9.1 ℃，年降水量292.2 mm，無霜期198 d；湟中縣位于青海省東部，屬于青藏高原半干旱地區(qū)，地理坐標(biāo)為101°09′32″-101°54′50″ E，36°13′32″-37°03′19″ N，海拔2 225～4 488 m，年平均氣溫5.1 ℃，年均降水量509.8 mm，無霜期170 d左右。

1.2 試驗(yàn)材料

燕麥：青引1號 (A.sativa‘Qingyin No.1’)；箭筈豌豆：西牧324 (V.sativa‘Ximu 324’)；上述兩種牧草種子均由青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院提供。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在低海拔的民和回族土族自治縣海拔1 700-2 200 m范圍內(nèi)，隨海拔升高每隔100 m左右設(shè)置一個試驗(yàn)點(diǎn)，共設(shè)置5個試驗(yàn)點(diǎn)；在高海拔的湟中縣海拔2 600-3 000 m范圍內(nèi)，隨海拔升高每隔50 m左右設(shè)置一個試驗(yàn)點(diǎn)，共設(shè)置5個試驗(yàn)點(diǎn)。試驗(yàn)共計(jì)10個試驗(yàn)點(diǎn)。具體的試驗(yàn)地點(diǎn)經(jīng)緯度及海拔如表1所列。10個試驗(yàn)點(diǎn)均選在村莊周圍土地平整地區(qū)，土地翻整疏松，肥力均勻。經(jīng)測定10個試驗(yàn)地土壤有機(jī)質(zhì)含量18.29 g·kg-1，全氮含量0.13%，速效磷含量21.07 mg·kg-1，速效鉀含量171.39 mg·kg-1，土壤pH 7.61。

表1 試驗(yàn)地海拔及坐標(biāo)Table 1 Altitude and coordinate of experiment places

在每個海拔試驗(yàn)點(diǎn)，分別按照燕麥與箭筈豌豆混播比例為9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5設(shè)置5個混播處理，以燕麥單播和箭筈豌豆單播作為對照，即共設(shè)7個處理，每個處理重復(fù)3次。小區(qū)面積為6 m×4 m。燕麥和箭筈豌豆單播播種量分別為225和75 kg·hm-2，具體試驗(yàn)播種量設(shè)計(jì)方案如表2所列。土地平整后一次性施入基肥，播種后進(jìn)行澆灌。分別在燕麥進(jìn)入蠟熟期收獲，進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測定。

1.4 測定內(nèi)容及方法

2015年8月下旬至9月中旬(低海拔地區(qū)的民和縣在8月下旬進(jìn)行采樣，高海拔地區(qū)的湟中縣在9月上旬進(jìn)行取樣)，分別在每小區(qū)隨機(jī)框取1 m×1 m的樣方，留茬高度5 cm刈割。全部試驗(yàn)樣品進(jìn)行自然風(fēng)干晾曬，進(jìn)行65 ℃烘干，稱量干重，折合成每公頃干草產(chǎn)量。將刈割樣方內(nèi)全部干草樣品粉碎，分別過1和0.149 mm篩，置干燥處備用。進(jìn)行各處理營養(yǎng)成分的測定，具體測定方法如下[22]。

表2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案Table 2 Design of the experiment

牧草粗蛋白質(zhì)(CP)含量采用Foss 8600型全自動凱式定氮儀測定；粗脂肪(EE)釆用索氏乙醚浸提法測定；中性洗滌纖維(NDF)采用范式中性洗滌纖維法測定；酸性洗滌纖維(ADF)采用范式酸性洗滌纖維法測定。

1.5 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)基本整理，再運(yùn)用IBM SPSS Statistics 19.0進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理分析，用平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤表示測定結(jié)果，分別對同一混播比例不同海拔高度、同一海拔高度不同混播比例進(jìn)行單因素方差分析，并用Duncan法對各測定數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較。以混播組合中箭筈豌豆的混播比例為自變量，干草產(chǎn)量、粗蛋白含量、粗脂肪含量、中性洗滌纖維含量、酸性洗滌纖維含量為因變量進(jìn)行回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 海拔及混播比例對牧草干草產(chǎn)量的影響

2.1.1海拔高度對牧草干草產(chǎn)量的影響 海拔高度對牧草干草產(chǎn)量有極顯著影響(P<0.01)，但這種影響沒有規(guī)律性(表3)。燕麥單播干草產(chǎn)量在低海拔地區(qū)的民和縣境內(nèi)海拔2 190 m處最高，為8.50 t·hm-2；在高海拔地區(qū)的湟中縣境內(nèi)海拔2 614 m處最高，為8.63 t·hm-2。低海拔地區(qū)各海拔燕麥單播干草產(chǎn)量平均值(7.36 t·hm-2)高于高海拔地區(qū)各海拔燕麥單播干草產(chǎn)量的平均值(7.31 t·hm-2)。箭筈豌豆單播時(shí)，在低海拔地區(qū)的民和縣最高干草產(chǎn)量出現(xiàn)在海拔1 854和1 960 m處，均為7.70 t·hm-2；在高海拔地區(qū)的湟中縣最高干草產(chǎn)量出現(xiàn)在海拔2 715 m處，為5.37 t·hm-2。低海拔地區(qū)箭筈豌豆單播干草產(chǎn)量平均值(6.14 t·hm-2)較高海拔地區(qū)箭筈豌豆單播平均值(5.19 t·hm-2)高18.30%。在低海拔地區(qū)，混播比例9∶1、8∶2、7∶3的牧草干草產(chǎn)量最高均出現(xiàn)在海拔1 854 m處，混播比例6∶4和5∶5最大干草產(chǎn)量分別出現(xiàn)在海拔1 740和1 960 m處。在高海拔地區(qū)，混播比例9∶1牧草干草產(chǎn)量最大出現(xiàn)在海拔2 614 m處，混播比例8∶2和7∶3干草產(chǎn)量最大出現(xiàn)在海拔2 918 m處，混播比例為6∶4和5∶5干草產(chǎn)量最大出現(xiàn)在海拔2 668 m處。

2.1.2混播比例對牧草干草產(chǎn)量的影響 混播比例對牧草干草產(chǎn)量有極顯著影響(P<0.01)(表3)。除海拔1 854、1 960、2 080、2 190 m外，在同一海拔高度下均表現(xiàn)為混播牧草干草產(chǎn)量最大，燕麥單播次之，箭筈豌豆單播最小。在低海拔地區(qū)，海拔高度1 960 m處，混播比例為5∶5時(shí)，混播牧草干草產(chǎn)量最高，為12.87 t·hm-2，與同一海拔燕麥單播相比，顯著提高了60.88%(P<0.05)，與同一海拔箭筈豌豆單播相比，顯著提高了67.14%。在高海拔地區(qū)，海拔高度2 668 m處，混播比例為5∶5時(shí)，混播牧草干草產(chǎn)量最高，為12.65 t·hm-2，較同一海拔燕麥單播顯著提高了84.13%，較同一海拔箭筈豌豆單播顯著提高了136.45%。海拔1 960、2 668、2 715和2 784 m處的5∶5混播組合，海拔1 740、2 080和2 918 m處的6∶4混播組合，海拔2 190和2 614 m處的7∶3混播組合，海拔1 854 m處的8∶2混播組合為各海拔混播組合干草產(chǎn)量最大，混播牧草干草產(chǎn)量平均值比燕麥單播提高51.74%，比箭筈豌豆單播提高96.50%。

表3 不同海拔高度和混播比例對牧草干草產(chǎn)量的影響Table 3 Effect of altitude and mixed ratio on hay yield of forage t·hm-2

同列不同大寫字母表示差異顯著(P<0.05)，同行不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，**表示差異極顯著(P<0.01)。下同。

Different capital letters within the same column indicate significant difference at the 0.05 level, different lowercase letters within the same row indicate significant difference at the 0.05 level; ** indicateP<0.01; similarly for the following tables.

以箭筈豌豆混播比例(箭筈豌豆單播為1，燕麥單播為0，下同)x為自變量，牧草干草產(chǎn)量y為因變量，建立回歸方程。低海拔地區(qū)的民和縣為y=-10.176x2+8.276x+7.930，R2=0.868，達(dá)到顯著水平(P<0.05)，回歸方程擬合較好；在高海拔的湟中縣，回歸方程為y=-15.655x2+13.323x+7.524，R2=0.981，達(dá)到極顯著性水平(P<0.01)，回歸方程擬合較好。

2.2 海拔及混播比例對牧草品質(zhì)的影響

2.2.1海拔及混播比例對牧草粗蛋白的影響 海拔高度對牧草粗蛋白含量有極顯著影響(P<0.01)，但牧草粗蛋白含量隨海拔升高無規(guī)律性變化(表4)。燕麥單播和混播比例9∶1、8∶2表現(xiàn)為低海拔地區(qū)牧草粗蛋白含量平均值高于高海拔地區(qū)，而混播比例7∶3、6∶4、5∶5和箭筈豌豆單播表現(xiàn)相反。燕麥單播粗蛋白含量最高出現(xiàn)在海拔1 960 m處，為9.53%；箭筈豌豆單播粗蛋白含量最高出現(xiàn)在海拔2 190 m處，為22.76%。混播比例為9∶1的牧草粗蛋白含量在海拔2 190 m最高，為10.30%；混播比例為8∶2的牧草在海拔1 854 m處粗蛋白含量最高，為11.75%；混播比例為7∶3的牧草在海拔2 784 m處粗蛋白含量最高，為12.39%；混播比例為6∶4的牧草粗蛋白含量在海拔2 715 m處最高，為13.63%；混播比例為5∶5的牧草粗蛋白含量在海拔2 715 m處最高，為14.75%。

混播比例對牧草粗蛋白含量有極顯著影響(P<0.01)(表4)。在同一海拔高度下，箭筈豌豆單播粗蛋白含量均為最高，顯著高于燕麥單播和混播牧草(P<0.05)；除海拔1 740 m處混播組合6∶4、5∶5粗蛋白含量小于燕麥單播外，其他海拔高度均為燕麥單播牧草粗蛋白含量最低。在高海拔地區(qū)，隨箭筈豌豆混播比例的升高牧草粗蛋白含量升高；在低海拔地區(qū)這一規(guī)律不明顯。在各混播組合中，海拔2 715 m處混播比例5∶5牧草粗蛋白含量最高，較同一海拔燕麥單播提高了83.46%。

以箭筈豌豆混播比例x為自變量，牧草粗蛋白含量y為因變量，建立回歸方程。低海拔地區(qū)的民和縣為y=11.248x2+0.931x+8.664，R2=0.989，達(dá)到極顯著水平(P<0.01)，回歸方程擬合較好；在高海拔的湟中縣，回歸方程為y=4.694x2+9.542x+7.654，R2=0.999，達(dá)到極顯著水平(P<0.01)，回歸方程擬合較好。

2.2.2海拔及混播比例對牧草粗脂肪含量的影響 海拔高度對牧草粗脂肪含量有極顯著影響(P<0.01)(表5)。箭筈豌豆單播粗脂肪含量在高海拔地區(qū)表現(xiàn)為隨海拔高度升高而下降，其他處理無規(guī)律性變化，但燕麥單播、箭筈豌豆單播及混播牧草的粗脂肪含量均表現(xiàn)為低海拔地區(qū)平均值高于高海拔地區(qū)，低海拔地區(qū)燕麥單播、混播比例9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5和箭筈豌豆單播粗脂肪含量平均值分別較高海拔地區(qū)增加了23.60%、45.34%、48.31%、43.62%、40.46%、55.49%和76.12%。燕麥單播粗脂肪含量最大出現(xiàn)在海拔1 854 m處，為4.88%；混播比例9∶1在海拔1 740 m處粗脂肪含量最高，為4.86%；混播比例8∶2在海拔1 854 m處粗脂肪含量最高，為4.59%；混播比例7∶3在海拔2 080 m處粗脂肪含量最高，為4.82%；混播比例6∶4在海拔2 190 m處粗脂肪含量最高，為4.08%；混播比例5∶5在海拔1 960 m處粗脂肪含量最高，為4.60%。箭筈豌豆單播在海拔1 960 m處粗脂肪含量最高，為3.24%。

混播比例對混播牧草粗脂肪含量有極顯著影響(P<0.01)(表5)。在同一海拔高度下，箭筈豌豆單播時(shí)的粗脂肪含量均為最低。在海拔1 854、1 960、2 614、2 715、2 784和2 918 m處燕麥單播粗脂肪含量最高，其他海拔高度牧草粗脂肪含量最高出現(xiàn)在混播組合中。在各混播組合中，海拔1 740 m處混播比例9∶1牧草粗脂肪含量最高，為4.86%，較同一海拔箭筈豌豆單播提高80.67%。

表5 不同海拔高度和混播比例對牧草粗脂肪含量的影響Table 5 Effect of altitude and mixed ratio on EE content of forage %

以箭筈豌豆混播比例x為自變量，牧草粗脂肪含量y為因變量，建立回歸方程。低海拔地區(qū)的民和縣為y=-0.943x2-0.845x+4.521，R2=0.944，達(dá)到極顯著水平(P<0.01)，回歸方程擬合較好；在高海拔的湟中縣，回歸方程為y=0.076x2-1.918x+3.444，R2=0.989，達(dá)到極顯著水平(P<0.01)，回歸方程擬合較好。

2.2.3海拔及混播比例對牧草NDF含量的影響 海拔高度對牧草NDF含量有極顯著影響(P<0.01)(表6)，但牧草NDF含量隨海拔升高無規(guī)律性變化。燕麥、箭筈豌豆單播及混播牧草NDF含量均表現(xiàn)為高海拔地區(qū)平均值高于低海拔地區(qū)平均值。低海拔地區(qū)燕麥單播、混播比例9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5和箭筈豌豆單播NDF含量平均值分別較高海拔地區(qū)降低了11.69%、10.99%、13.59%、10.13%、14.58%、8.09%和16.21%。燕麥、箭筈豌豆單播及其混播牧草NDF含量均在海拔2 614 m處最高。燕麥單播在海拔1 740 m處NDF含量最低，為46.25%；混播比例9∶1、7∶3在海拔1 854 m處含量最低，分別為45.65%和48.29%；混播比例8∶2、5∶5和箭筈豌豆單播在海拔1 960 m處含量最低，分別為46.67%、47.71%和41.10%；混播比例6∶4在海拔2 080 m處最低，為45.61%。

混播比例對牧草NDF含量有極顯著影響(P<0.01)(表6)。各海拔高度中混播比例對牧草NDF含量無規(guī)律性影響。在各混播組合中海拔2 080 m處混播比例6∶4牧草NDF含量最低，為45.61%，較同一海拔箭筈豌豆單播升高了5.58%。

以箭筈豌豆混播比例x為自變量，牧草NDF含量y為因變量，建立回歸方程。低海拔地區(qū)的民和縣為y=-8.433x2+5.599x+50.091，R2=0.586，未達(dá)到顯著水平，回歸方程擬合一般；在高海拔的湟中縣，回歸方程為y=-3.004x2+2.048x+57.122，R2=0.497，未達(dá)到顯著水平，回歸方程擬合一般。

2.2.4海拔及混播比例對牧草ADF含量的影響 海拔高度對牧草ADF含量有極顯著影響(P<0.01)(表7)。燕麥、箭筈豌豆單播及混播牧草ADF含量均表現(xiàn)為高海拔地區(qū)平均值高于低海拔地區(qū)，低海拔地區(qū)燕麥單播、混播比例9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5和箭筈豌豆單播NDF含量平均值分別較高海拔地區(qū)降低了28.66%、26.26%、20.65%、25.48%、25.17%、15.10%和22.29%。燕麥單播在海拔1 740 m處ADF含量最低，為25.37%；混播比例9∶1在海拔1 854 m處ADF含量最低，為24.52%；混播比例8∶2和7∶3在海拔2 190 m處ADF含量最低，分別為24.54%和23.95%；混播比例6∶4和箭筈豌豆單播在海拔2 080 m處ADF含量最低，分別為25.45%和31.37%；混播比例5∶5在海拔2 715 m處ADF含量最低，為26.24%。除海拔2 715 m外在各個海拔均表現(xiàn)為箭筈豌豆單播牧草ADF含量最高。

表6 不同海拔高度和混播比例對牧草中性洗滌纖維含量的影響Table 6 Effect of altitude and mixed ratio on NDF content of forage %

表7 不同海拔高度和混播比例對牧草ADF含量的影響Table 7 Effect of altitude and mixed ratio on ADF content of forage %

混播比例對牧草NDF含量有極顯著影響(P<0.01)(表 7)。各海拔高度中混播比例對牧草NDF含量無規(guī)律性影響。在各混播組合中海拔2 190 m處混播比例7∶3牧草ADF含量最低，為23.95%，較同一海拔燕麥單播降低了21.50%，較同一海拔箭筈豌豆單播降低了34.04%。

以箭筈豌豆混播比例x為自變量，牧草ADF含量y為因變量，建立回歸方程。低海拔地區(qū)的民和縣為y=7.620x2-0.828x+27.986，R2=0.953，達(dá)到極顯著水平(P<0.01)，回歸方程擬合較好；在高海拔的湟中縣，回歸方程為y=20.078x2-14.667x+39.168，R2=0.851，達(dá)到顯著水平(P<0.05)，回歸方程擬合較好。

2.3 不同海拔各混播比例牧草產(chǎn)量和品質(zhì)的綜合評價(jià)

在各個海拔高度中最大關(guān)聯(lián)系數(shù)均出現(xiàn)在混播牧草中(表8)。海拔1 960、2 668、2 715、2 784 m最大關(guān)聯(lián)系數(shù)為混播比例5∶5，海拔1 740、2 080、2 918 m最大關(guān)聯(lián)系數(shù)為混播比例6∶4，海拔2 190和2 614 m混播比例7∶3關(guān)聯(lián)系數(shù)最大，海拔1 854 m處最大關(guān)聯(lián)系數(shù)為混播比例9∶1。

將同一混播組合中的各個海拔高度的關(guān)聯(lián)系數(shù)加和發(fā)現(xiàn)，在低海拔地區(qū)的民和縣混播組合8∶2的關(guān)聯(lián)系數(shù)之和最大,為3.144 297，在高海拔地區(qū)的湟中縣混播組合5∶5的關(guān)聯(lián)系數(shù)之和最大,為3.448 962。將同一混播組合中的10個海拔高度的關(guān)聯(lián)系數(shù)加和發(fā)現(xiàn)混播組合8∶2的關(guān)聯(lián)系數(shù)之和最大,為6.379 141。

3 討論

3.1 海拔高度及混播比例對牧草干草產(chǎn)量的影響

草地的產(chǎn)草量是衡量牧草生產(chǎn)性能的重要評價(jià)指標(biāo)，代表著草地的初級生產(chǎn)力。本研究中燕麥、箭筈豌豆單播均表現(xiàn)為低海拔地區(qū)牧草產(chǎn)量平均值較高海拔地區(qū)高，海拔對牧草生長形成綜合逆境，對牧草生物產(chǎn)量造成一定影響。隨海拔高度的增加溫度下降，輻射強(qiáng)度增強(qiáng)，植物光合效率降低，限制了植物的生長。此外，在高海拔地區(qū)，植物為抵御逆境出現(xiàn)矮化、生育期延遲等現(xiàn)象，造成牧草產(chǎn)量下降。研究發(fā)現(xiàn),水稻(Oryzasativa)隨海拔的升高，生長所需的積溫減少、生育期會延長，產(chǎn)量、有效穗數(shù)和穗粒數(shù)同樣隨海拔升高發(fā)生變化[23]，這與本研究結(jié)果基本一致。本研究中，同一縣境內(nèi)，牧草干草產(chǎn)量隨海拔高度升高無規(guī)律性變化，其原因一方面是由于海拔升高改變了牧草群落的小氣候，另一方面，本研究選取的青引1號燕麥和西牧324箭筈豌豆均為當(dāng)?shù)匚锓N，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，物種長期適應(yīng)環(huán)境形成特定耐受性是牧草產(chǎn)量隨海拔高度升高無規(guī)律性變化的重要原因。肖凱和李治國[24]對不同海拔地區(qū)夏播小麥(Triticumaestivum)產(chǎn)量的研究發(fā)現(xiàn)，隨海拔高度的升高，小麥產(chǎn)量有先升高后下降的不規(guī)律現(xiàn)象，與本研究結(jié)果相近。

本研究發(fā)現(xiàn)除海拔1 854、1 960、2 080、2 190 m外，在同一海拔高度下均表現(xiàn)為混播牧草干草產(chǎn)量最大，燕麥單播次之，箭筈豌豆單播最小。Jedel和Helm[25]對加拿大西部豌豆(Pisumsativum)和燕麥混播研究發(fā)現(xiàn)，豌豆和燕麥混播比單播豌豆干草產(chǎn)量平均提高2～3 mg·hm-2，李佶愷等[26]也發(fā)現(xiàn)，禾本科、豆科混播后提高了產(chǎn)量，與本研究結(jié)果相似。燕麥植株高大且直立生長，須根系發(fā)達(dá)，可充分利用光照、水分；箭筈豌豆植株低矮，燕麥可有效支撐箭筈豌豆生長，二者葉片可有效利用空間分層，減少種間競爭效應(yīng)，從而有效提高牧草產(chǎn)量。分別對民和縣和湟中縣箭筈豌豆混播比例與牧草干草產(chǎn)量進(jìn)行回歸分析，兩個縣均表現(xiàn)為擬合度較好的一元二次方程且二次項(xiàng)系數(shù)為負(fù)數(shù)，表明隨著箭筈豌豆混播比例的增加，牧草產(chǎn)量有先增加后降低的趨勢，即混播時(shí)牧草產(chǎn)量較高，而單播牧草產(chǎn)量較低，印證了上述觀點(diǎn)。

3.2 海拔高度及混播比例對牧草質(zhì)量的影響

海拔是影響植物生長的重要外界環(huán)境因素，其變化可直接影響植物的物質(zhì)代謝和結(jié)構(gòu)功能。高海拔地區(qū)氣候波動較大，對植物營養(yǎng)積累產(chǎn)生復(fù)雜影響。本研究中燕麥、箭筈豌豆及其混播牧草中粗蛋白含量隨海拔高度的升高無規(guī)律性變化，這可能與牧草對其生長的自然環(huán)境形成一定的適應(yīng)性和牧草進(jìn)入蠟熟期代謝速率減緩有一定關(guān)系；在禾本科植物生長過程中，隨海拔高度的升高，干旱少雨的環(huán)境可加速植物蛋白質(zhì)積累的速率[27]，但隨海拔的升高，箭筈豌豆粗蛋白合成受到抑制，不同海拔高度對植物的影響程度不同。國內(nèi)外部分研究表明，植物粗脂肪含量隨海拔升高呈現(xiàn)降低趨勢，海拔升高引起的氣溫日較差較大，不利于脂肪的積累[28]，本研究發(fā)現(xiàn)低海拔地區(qū)的民和縣牧草粗脂肪含量平均值較高海拔地區(qū)的湟中縣明顯升高，與上述觀點(diǎn)一致。牧草NDF的含量決定著家畜的采食率，NDF過高會降低牧草的適口性，導(dǎo)致了采食率的下降，ADF含量同樣與牧草消化率之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。低海拔地區(qū)牧草NDF含量和ADF含量平均值均較高海拔地區(qū)低，海拔的升高造成牧草纖維含量的升高，這可能與牧草抵御逆境脅迫有關(guān)。

表8 不同海拔高度和混播比例下牧草產(chǎn)量和質(zhì)量的綜合分析Table 8 Comprehensive analysis of yield and quality of forage under different altitudes and mixed ratios

本研究發(fā)現(xiàn)除海拔1 740 m外，其他海拔均表現(xiàn)為隨著箭筈豌豆混播比例的升高，混播牧草粗蛋白含量明顯上升，箭筈豌豆可有效提高牧草粗蛋白含量，這與曹仲華等[29]的研究結(jié)果相似。粗脂肪是牧草的能量物質(zhì)，在海拔1 854、1 960、2 614、2 715、2 784和2 918 m處燕麥單播粗脂肪含量最高，其他海拔高度牧草粗脂肪含量最高出現(xiàn)在混播組合中，這與馬軍等[30]的研究結(jié)果相似。本研究中混播比例對牧草NDF含量和ADF含量無規(guī)律性影響，但在混播牧草NDF、ADF的回歸方程中表明箭筈豌豆可有效改善纖維含量。粗蛋白含量的回歸方程為二次項(xiàng)和一次項(xiàng)均為正數(shù)的一元二次方程，表明箭筈豌豆可有效增加牧草粗蛋白含量；兩個縣脂肪含量的回歸方程二次項(xiàng)系數(shù)雖然相反，但是均表現(xiàn)為隨箭筈豌豆的增加脂肪含量下降。

本研究中，不同海拔地區(qū)混播對牧草的影響不同，這可能是不同的混播比例適用于不同的地區(qū)，今后需結(jié)合混播植物群落生長的時(shí)間和空間特征、牧草營養(yǎng)成分的季節(jié)性變化等具體原因做進(jìn)一步研究。

3.3 不同海拔高度和混播比例牧草產(chǎn)量和品質(zhì)的綜合評價(jià)

利用合理的種植方式在較高海拔地區(qū)種植牧草是獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)牧草的有效手段，牧草混播可極大利用環(huán)境資源、營養(yǎng)互補(bǔ)。本研究中各個海拔高度下最佳的播種方式存在差異，印證了環(huán)境對牧草綜合品質(zhì)有重要影響。燕麥單播時(shí)粗蛋白含量低、箭筈豌豆單播葉片脫落程度大，不能滿足生產(chǎn)要求，而混播有利于提高產(chǎn)量和品質(zhì)，達(dá)到生產(chǎn)要求。各海拔高度下最佳播種方式均為混播，表明混播可有效提高牧草的綜合品質(zhì)。

4 結(jié)論

1)海拔高度對燕麥、箭筈豌豆單播及二者混播牧草的干草產(chǎn)量沒有規(guī)律性影響。燕麥、箭筈豌豆單播干草產(chǎn)量表現(xiàn)為低海拔地區(qū)平均值高于高海拔地區(qū)平均值，除海拔1 854、1 960、2 080、2 190 m外，在同一海拔高度下均表現(xiàn)為混播牧草干草產(chǎn)量最大，燕麥單播次之，箭筈豌豆單播最小。牧草干草產(chǎn)量與箭筈豌豆混播比例存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。

2)牧草各營養(yǎng)指標(biāo)含量隨海拔高度升高無規(guī)律性變化，但隨著箭筈豌豆混播比例的升高，牧草粗蛋白含量隨之升高。燕麥、箭筈豌豆單播及混播牧草的粗脂肪含量均表現(xiàn)為低海拔地區(qū)平均值高于高海拔地區(qū)，牧草的NDF、ADF含量均表現(xiàn)為低海拔地區(qū)平均值較高海拔地區(qū)低，混播可有效降低牧草NDF和ADF含量。

3)經(jīng)灰色關(guān)聯(lián)分析各個海拔高度的最佳種植方式均為混播。在低海拔的民和縣最佳混播組合為8∶2，在高海拔的湟中縣最佳混播組合為5∶5，綜合10個海拔高度，最佳混播組合為8∶2。