刈割次數對種植當年草原3號雜花苜蓿生長特性、產量及品質的影響

孟 凱，閆士元，米福貴

（內蒙古農業(yè)大學草原與資源環(huán)境學院，內蒙古 呼和浩特 010011）

苜蓿是奶牛等食草動物的重要優(yōu)質蛋白飼草，因其抗逆性強、適應范圍廣、適口性好等特點被譽為“牧草之王”，近年來被廣泛種植應用［1］。發(fā)展苜蓿產業(yè)，對于調整種植業(yè)結構，完善“糧食作物—經濟作物—飼料作物和牧草”三元結構，推進農牧結合，提升草產品和畜產品市場競爭力具有重要意義［2］。內蒙古中部地區(qū)以其獨特的地理位置與自然氣候成為苜蓿主產區(qū)，但該地區(qū)苜蓿規(guī)?；N植歷史較短，因此其研究基礎薄弱、技術積累少、技術研發(fā)嚴重滯后于產業(yè)發(fā)展。對于苜蓿生產來說，優(yōu)良的栽培和管理條件及合理的種植加工和收獲技術尤為重要，但是，其他各種因素也會直接或間接地影響著苜蓿的產量和品質［3-6］。刈割收獲是苜蓿生產的主要利用方式，刈割時間與次數會對苜蓿的草產量、營養(yǎng)成分、越冬率和可持續(xù)利用產生顯著影響［7-10］。由于苜蓿再生性強，因此在生長季內可以進行適量刈割，切忌刈割次數過多或過少，刈割次數過多，會使其再生能力有所下降，從而導致越冬率低；刈割次數過少，會導致其飼草產量下降和品質變差。到目前為止，在苜蓿刈割次數的研究上多集中于苜蓿種植第2年越冬性、生產特性及營養(yǎng)品質等方面［11-12］，對于苜蓿種植當年的基礎研究較少。

表1 試驗地土壤養(yǎng)分狀況

草原3號雜花苜蓿是從草原2號雜花苜蓿群體中通過集團混合選擇等方法經多年選育而成，耐寒、耐旱性強，能在干旱及半干旱地區(qū)、較寒冷地區(qū)或輕度鹽堿的土壤上種植，是適于在北方旱區(qū)、半干旱區(qū)種植的優(yōu)良苜蓿品種，現(xiàn)已在內蒙古中西部地區(qū)及相鄰地區(qū)被廣泛種植應用。因此，該試驗以草原3號雜花苜蓿為研究對象，對種植當年刈割次數進行了研究，并通過對草原3號雜花苜蓿生長特性、干草產量、營養(yǎng)品質及越冬性進行測定分析，探索草原3號雜花苜蓿播種當年生產效益及最優(yōu)刈割次數，旨在為該區(qū)域及同類生態(tài)條件地區(qū)草原3號雜花苜蓿適宜刈割次數的正確抉擇及收獲利用技術的集成與優(yōu)化提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于內蒙古呼和浩特市西南約30 km的土默特左旗沙爾沁鄉(xiāng)，地理坐標為111°45′E，40°36′N；屬于半干旱大陸性氣候，海拔 1 065 m，年均氣溫5.6℃，7月最高氣溫37.3℃，1月最低氣溫-32.8℃，≥10℃年活動積溫2 700℃以上，年均降水量368 mm左右，無霜期130 d左右，初霜日一般出現(xiàn)在9月15日左右，終霜日出現(xiàn)在5月12日左右，土壤類型為砂壤土；全年生育期澆水2次，播種前施肥1次，苗期除草1次。試驗地土壤養(yǎng)分狀況見表1。

1.2 試驗材料與試驗設計

該試驗用的材料為草原3號雜花苜蓿（Medicago varia Martin.cv.Caoyuan No.3），由內蒙古農業(yè)大學經過多年選育從草原2號雜花苜蓿群體中育成的新品種。試驗種子收獲自內蒙古農業(yè)大學東區(qū)牧草試驗地，其凈度為89.0%、發(fā)芽率為95.0%、千粒重為2.0 g、水分含量為5.0%，能夠達到國家牧草種子標準二級水平。試驗于2017年5月10日播種，試驗設置A、B 2種刈割處理，A處理為刈割1次，B處理為刈割2次，每個處理3次重復，共設有6個小區(qū)，每個小區(qū)面積為20 m2（4 m×5 m），每個小區(qū)播種量統(tǒng)一為30 g。各處理刈割時間見表2。

表2 不同處理刈割時間

1.3 測定指標及方法

1.3.1 株高及生長速度：在草原3號雜花苜蓿出苗或返青后，隨機選擇10株并掛牌標記，并每隔10 d測量標記植株的高度，然后在其刈割后，再每隔10 d測量標記植株的高度，以計算其生長速度。

1.3.2 莖葉比與鮮干比：每次刈割時，選取5株草原3號雜花苜蓿進行齊地面刈割，將其莖葉分離，分別測定重量并計算莖葉比，然后將其帶回實驗室于烘箱內105℃殺青1 h，然后于65℃烘干48 h至恒重，再次分別稱量其重量，并計算鮮干比。

莖葉比（SLR）＝［莖干重（kg）/葉干重（kg）］×100%

鮮干比 （FDR）＝［苜蓿鮮重 （kg）/苜蓿干重（kg）］×100%

1.3.3 越冬率：當土壤解凍，草原3號雜花苜蓿開始返青時（2018年4月20日），每小區(qū)隨機選取20 cm×40 cm的樣段，連續(xù)重復3次，將其根莖部位周圍的土用小鏟鏟去，并且讓各植株之間相互分離，然后記錄植株總體株數和越冬后存活下來的株數，并計算越冬率。

越冬后存活下來的株數=植株總數-根莖部脫水、腐爛等死亡的株數

越冬率＝（存活總株數/植株總數）×100%

圖1 不同刈割次數下草原3號雜花苜蓿株高的變化

1.3.4 干草產量：試驗于草原3號雜花苜蓿分別進行1次刈割（8月10日）和2次刈割（8月1日、9月10日），刈割后的留茬高度為5 cm，將小區(qū)內的草原3號雜花苜蓿全部刈割后稱量其鮮重。并隨機在每個小區(qū)選取稱重1 kg的鮮苜蓿，然后將其帶回室內，放入105℃烘箱內殺青1 h，并在65℃下烘干到恒重，最后將重量轉換成干草產量。

1.3.5 營養(yǎng)成分測定：每茬草原3號雜花苜蓿刈割時，均選取其中的1 kg樣品，采用GRINDER粉碎儀CM20粉碎后以待營養(yǎng)成分檢測。粗蛋白（CP）含量采用凱氏定氮法（FOSS Kjiltec 8400全自動凱氏定氮儀）測定、酸性洗滌纖維（ADF）和中性洗滌纖維（NDF）含量采用Van Voest法（Ankom 220型纖維分析儀）測定、粗脂肪（EE）含量采用索氏脂肪浸提法測定，最后根據NDF和ADF計算相對飼用價值（RFV）。計算公式如下：

RFV=DMI×DDM/1.29

DMI=120/NDF

DDM=88.9-0.779×ADF

其中，DMI為干物質采食量，DDM為可消化干物質。

1.4 數據處理

使用Excel 2007和SAS 9.2軟件進行數據分析處理及作圖。

2 結果與分析

2.1 不同刈割次數對草原3號雜花苜蓿生長特性的影響

由圖1可知，草原3號雜花苜蓿的株高隨著刈割次數的增加表現(xiàn)出降低的變化。刈割1次處理中，刈割前株高最高為83 cm，刈割后最高為31 cm。刈割2次處理中，第1茬株高最高為66 cm，第2茬株高最高為50 cm。總體來看，在未刈割前，株高變化基本一致且無明顯差異。在刈割后，隨著刈割次數的增加，刈割時間的提前，株高出現(xiàn)滯后性?？傮w來看，種植當年刈割1次處理的平均株高為57 cm，刈割2次處理的平均株高為59 cm。

由圖2可知，草原3號雜花苜蓿的生長速度隨著刈割次數的增加而降低，在第1茬中，刈割1次處理與刈割2次處理均表現(xiàn)出相同的變化，即隨著時間的增加生長速度表現(xiàn)出上升的趨勢。在第1次刈割前，刈割1次處理的生長速度較高于刈割2次處理的生長速度，而在第2次刈割前，刈割2次處理的生長速度又高于刈割1次處理。刈割1次處理刈割前的平均生長速度為1.40 cm/d，刈割后的平均生長速度為1.16 cm/d。刈割2次處理中，第1茬的平均生長速度為1.36 cm/d，第2茬的平均生長速度為1.23 cm/d?？傮w來看，種植當年刈割1次處理的平均生長速度為1.28 cm/d，刈割2次處理的生長速度平均為1.30 cm/d。

由表3可知，在莖葉比方面，莖葉比隨著刈割次數的增加而降低，在刈割2次處理中，第1茬、第2茬的莖葉比分別為0.89、0.81，均低于刈割1次處理，刈割1次處理的莖葉比為0.98?？傮w來看，刈割2次處理的莖葉比平均值為0.85，顯著低于刈割1次處理（P＜0.05）。在鮮干比方面，鮮干比隨著刈割次數的增加而增加，刈割2次處理中，第1茬、第2茬的鮮干比分別為3.70、3.81，均高于刈割1次處理，刈割1次處理的鮮干比為3.57，刈割2次處理的鮮干比平均值為3.76，顯著高于刈割1次處理（P＜0.05）。在越冬率方面，刈割1次處理的越冬率最高，為95%，顯著高于刈割2次處理，刈割2次處理的越冬率僅為41%（P＜0.05）。

圖2 不同刈割次數對草原3號雜花苜蓿生長速度的影響

表3 不同刈割次數對草原3號雜花苜蓿莖葉比、鮮干比及越冬率的影響

圖3 不同刈割次數對草原3號雜花苜蓿干草產量的影響

2.2 不同刈割次數對草原3號雜花苜蓿干草產量的影響

由圖3可知，種植當年刈割次數對草原3號雜花苜蓿干草產量具有顯著的影響，不同刈割次數處理下草原3號雜花苜蓿的干草產量差異顯著（P＜0.05），干草產量隨刈割次數的增加而增加。在第1茬中，2個刈割處理的干草產量差異顯著（P＜0.05），刈割1次處理的干草產量為3 330 kg/hm2，顯著高于刈割2次處理中第1茬的干草產量（2 738 kg/hm2）。但從全年來看，刈割2次處理的干草總產量為5 211 kg/hm2，顯著高于刈割1次處理的干草總產量。

2.3 不同刈割次數對草原3號雜花苜蓿營養(yǎng)品質的影響

由表4可知，在不同刈割次數的草原3號雜花苜蓿營養(yǎng)成分中，刈割1次處理與刈割2次處理相比，除粗脂肪含量外，其他營養(yǎng)成分均差異顯著（P＜0.05）。其中，刈割2次處理的第1茬和第2茬粗蛋白含量分別為19.6%、21.4%，均高于刈割1次處理，刈割1次處理的粗蛋白含量為18.5%。整體來看，刈割2次處理下粗蛋白含量的平均值為20.5%，顯著高于刈割1次處理（P＜0.05）。酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量在不同刈割次數下均表現(xiàn)出相同的變化，即隨著刈割次數的增加而降低，且刈割2次處理的第1茬、第2茬酸性洗滌纖維與中性洗滌纖維含量均低于刈割1次處理，其中，第2茬酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量均最低，分別為35.5%、39.9%?？傮w來看，刈割2次處理酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量的平均值分別為35.9%、40.6%，均顯著低于刈割1次處理，刈割1次處理的酸性洗滌纖維與中性洗滌纖維含量分別為37.6%、46.8%。相對飼用價值隨著刈割次數的增加而增加，刈割2次處理的第1茬、第2茬相對飼用價值均高于刈割1次處理，其中，第2茬相對飼用價值最高，為140；刈割1次處理的相對飼用價值僅為119。

表4 不同刈割次數對草原3號雜花苜蓿營養(yǎng)品質的影響

3 討論

雜花苜蓿是通過紫花苜蓿和黃花苜蓿雜交選育而成，不僅具備紫花苜蓿優(yōu)良的農藝形狀，還具備黃花苜蓿優(yōu)良的抗逆性特征。針對當年春季種植的草原3號雜花苜蓿進行刈割調控研究發(fā)現(xiàn)，隨著刈割次數的增加，株高、生長特性、莖葉比均表現(xiàn)出降低趨勢，這與常春等［13］研究結果一致。于輝等［14］在哈爾濱對種植2年的紫花苜蓿進行不同刈割次數試驗得出刈割次數與越冬率呈現(xiàn)顯著負相關關系，這也與該試驗結果相似，即隨著刈割次數的增加，越冬率顯著降低。關于刈割次數對苜蓿干草產量的影響，大量研究均得出［11，14-15］隨著刈割次數增加苜蓿干草產量增加的結果。而對苜蓿營養(yǎng)品質的影響也同樣表現(xiàn)出，隨著刈割次數增加，粗蛋白含量增加，酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量降低的結果［16-17］。該試驗針對種植當年的草原3號雜花苜蓿進行試驗得出，刈割1次為最佳，雖然刈割2次無論在產量和營養(yǎng)品質方面均表現(xiàn)較好，但在越冬率上很差，并且返青時間較刈割1次的更晚，對草原3號雜花苜蓿第2年生長生產影響顯著，不利于可持續(xù)利用及效益最大化。不同播種時期對紫花苜蓿生長及越冬影響顯著［18］，而該試驗中草原3號雜花苜蓿的種植時間為5月中旬，因此，相關結果還有待于進一步研究驗證。此外，相對于紫花苜蓿而言，有關雜花苜蓿的種植技術研究較為薄弱，也有待于更深入和全面的研究探討，只有這樣，才能進一步挖掘雜花苜蓿優(yōu)良的品種特性。

4 結論

①在生長特性方面，刈割次數對種植當年草原3號雜花苜蓿株高和生長速度影響不顯著，對莖葉比、鮮干比和越冬率影響顯著。種植當年草原3號雜花苜蓿刈割2次處理的平均株高、生長速度、鮮干比較高，分別為 59 cm、1.30 cm/d、3.76；刈割1次處理的莖葉比、越冬率最高，分別為0.98、95%。

②在干草產量方面，刈割次數對種植當年草原3號雜花苜蓿干草產量影響顯著，隨著刈割次數的增加干草總產量增加，刈割2次處理下全年總產量最高，為5 211 kg/hm2。

③在營養(yǎng)品質方面，刈割次數對種植當年草原3號雜花苜蓿營養(yǎng)品質影響顯著，刈割2次處理下粗蛋白、相對飼用價值整體平均值較高，分別為20.5%、140，酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維整體平均值最較小，分別為35.9%、40.6%。

綜合考量刈割次數對種植當年草原3號雜花苜蓿生長特性、干草產量、營養(yǎng)品質及越冬率的影響，種植當年刈割1次最佳。