青海湖地區(qū)燕麥與箭筈豌豆最佳混播比例的篩選

羅彩云，趙 亮，趙新全，徐世曉，賀福全，許 茜，陳 昕

(中國科學(xué)院西北高原生物研究所/高原生物適應(yīng)與進(jìn)化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810008)

燕麥(Avenasativa)屬禾本科早熟禾亞科燕麥屬，具有適應(yīng)性強(qiáng)，草、籽兼用，生產(chǎn)潛力大，質(zhì)量好，牲畜喜食等優(yōu)點(diǎn)，在我國分布地區(qū)較為廣泛[1]，尤其是在青藏高原地區(qū)。箭筈豌豆(Viciasativa)是優(yōu)質(zhì)豆科牧草，抗旱性強(qiáng)，蛋白質(zhì)含量豐富，產(chǎn)量高，但當(dāng)株高達(dá)到 50 cm以上，莖有蔓生性狀，容易倒伏，不利于生長和收獲[2]。燕麥-箭筈豌豆混播后不僅可有效合理地利用空間、光照、熱量和水分資源，增加牧草產(chǎn)量[3-4]；還可進(jìn)行營養(yǎng)互補(bǔ)，提高粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)含量，降低中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)含量，提高牧草品質(zhì)[5]；箭筈豌豆還能通過根瘤菌固定大氣中的氮?dú)?N2)，減少氮肥使用量，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力[6]，從而提高混播草地草產(chǎn)量[7]；可提高冬春季家畜補(bǔ)飼水平，降低天然草地載畜壓力，是高寒牧區(qū)人工草地種植的一種高效模式[8]。但不同區(qū)域、不同品種、不同比例的混播都有較大的差異[4]。因此，選擇適宜當(dāng)?shù)氐暮侠斫M合顯得尤為重要。

燕麥和箭筈豌豆混播比例不同，對(duì)草產(chǎn)量和牧草品質(zhì)的影響很大，通過測(cè)定二者的混播比例對(duì)草產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，以期確定箭筈豌豆和燕麥混播的最佳比例和刈割時(shí)間，為當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)飼草料供給、緩解冬春季飼料短缺提供相關(guān)技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地自然條件

試驗(yàn)樣地設(shè)在離青海湖二郎劍景區(qū)靠東方向6～7 km的甲乙村，地理位置N 36°54′70″，E 100°61′59″，平均海拔3 300 m，平均氣溫 -0.5℃。甲乙村是一個(gè)藏族聚居村，位于倒淌河鎮(zhèn)西部，青海湖南岸，月均最低氣溫(12月)-22.3℃，最高(7月)18.5℃。年降水量338 mm，無霜期38 d，農(nóng)作物生長期130～150 d，牧草生長期150～170 d。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)材料青引2號(hào)燕麥(A.sativacv.Qingyin No.2)由青海省畜牧獸醫(yī)學(xué)院草原所提供，蘭箭3號(hào)箭筈豌豆(V.sativacv.Lanjian No.3)由農(nóng)業(yè)部牧草與草坪草種子質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(蘭州)提供。材料于2015年5月25日播種，試驗(yàn)設(shè)有4種混播比例，分別為箭筈豌豆(W)和燕麥(Y)以1∶0、1∶1、1∶2和1∶3的比例混播。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，每種處理3個(gè)重復(fù)，小區(qū)面積5 m×5 m2，間隔2 m，人工播種。播種方式為散播，播種深度為10 cm。試驗(yàn)期間不灌溉，不施肥，出苗后人工除草2次。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

根據(jù)牧草生長特性，播種后從拔節(jié)期開始取樣，間隔15 d取樣1次。取樣日期依次為2015年7月15日、7月30日、8月15日、8月30日、9月15日和9月30日。在試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)設(shè)1 m×1 m的樣方1個(gè)，齊地面剪下牧草，稱鮮重后放入烘箱65℃烘干稱重，獲取單位面積干草產(chǎn)量。

每次取樣后將烘干的牧草樣品粉碎，過40目篩，測(cè)定粗蛋白(CP)、酸性洗滌纖維(ADF)、中性洗滌纖維(NDF)、粗脂肪(EE)的含量，其中CP用凱氏定氮法、NDF和ADF用Van Soest法、EE用乙醚浸提法測(cè)定[9]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 16.0進(jìn)行方差分析及多重比較，顯著性水平為P≤0.05，采用Origin 16.0作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同混播比例干草產(chǎn)量比較分析

生長季內(nèi)牧草干草產(chǎn)量呈逐漸增加趨勢(shì)，7月中旬1∶0、1∶1、1∶2和1∶3混播比例干草產(chǎn)量依次為105.68、128.74、149.22和164.17 g/m2。各混播比例干草產(chǎn)量2015年9月底達(dá)到最大，以1∶0、1∶1、1∶2和1∶3混播比例依次為1 155.14、1 997.09、1 946.38、1 967.70 g/m2。3個(gè)豆禾混播處理產(chǎn)量之間沒有顯著差異，且均顯著高于箭筈豌豆單播處理(1∶0)。箭筈豌豆單播處理(1∶0)干草產(chǎn)量顯著低于其他處理，比其他3種混播比例干草產(chǎn)量約低800 g/m2(占41%)(圖1)。

圖1 2015年不同混播比例處理下的干草產(chǎn)量Fig.1 The yield variation of different mixture pastures at different harvesting times 注：不同字母表示不同混播比例間差異顯著(P<0.05)

2.2 不同混播比例營養(yǎng)成份含量比較

隨著牧草生育時(shí)期的推移，粗蛋白含量逐漸降低?；觳ヌ幚碇校S著燕麥比例的增加，干草粗蛋白(CP)含量逐漸下降(圖2A)。8月15日、8月30日、9月15日、9月30日，單播箭筈豌豆粗蛋白含量分別是箭筈豌豆燕麥1∶3處理粗蛋白含量的2.0倍、3.4倍、2.7倍和2.4倍(圖2A)。干草粗脂肪(EE)含量在7月底達(dá)到最高，8月底到9月中旬較低，箭筈豌豆單播處理粗脂肪含量顯著低于其他混播處理，除9月中旬之外(圖2B)。不同混播比例干草中性洗滌纖維含量在9月中旬達(dá)到最大值，箭筈豌豆單播處理(1∶0)中性洗滌纖維含量顯著低于其他混播處理，其他混播比例之間中性洗滌纖維含量差異不顯著(圖2C)。生長季內(nèi)，不同混播比例干草酸性洗滌纖維含量在9月中旬達(dá)到最大值，箭筈豌豆單播處理(1∶0)中性洗滌纖維含量顯著低于其他混播比例(除2015年7月15日外)，其他混播比例之間中性洗滌纖維含量差異不顯著(圖2D)。

箭筈豌豆單播處理在8月底粗蛋白產(chǎn)量達(dá)到最高值，為276.47 g/m2，顯著高于其他處理，分別是1∶1，1∶2和1∶3混播比例粗蛋白產(chǎn)量的1.6，1.8和2.7倍。箭筈豌豆與燕麥1∶1比例混播處理在9月底粗蛋白產(chǎn)量最高，為364.79 g/m2，顯著高于其他混播比例，約是箭筈豌豆單播處理(1∶0)粗蛋白產(chǎn)量的1.5倍，是1∶2混播比例粗蛋白產(chǎn)量的1.4倍，是1∶3混播比例粗蛋白產(chǎn)量的2.4倍(圖 3)。箭筈豌豆單播處理與箭筈豌豆與燕麥1∶2混播比例之間差異不顯著，以箭筈豌豆與燕麥1∶3混播比例粗蛋白產(chǎn)量最低，為152.79 g/m2。除7月中旬各比例粗蛋白產(chǎn)量差異不顯著(30～33 g/m2)，其他收獲時(shí)間都以箭筈豌豆與燕麥以1∶3混播比例最低(圖 3)。

圖2 不同混播比例、不同收獲時(shí)間的主要營養(yǎng)含量Fig.2 The main nutrients variation of different mixture pastures at different harvesting times注： 不同小寫字母表示不同混播比例間差異顯著性(P<0.05)

圖3 2015年不同混播比例及收獲時(shí)間的CP產(chǎn)量Fig.3 The CP yield variation of different mixture pastures at different harvesting times注：不同字母表示不同混播比例差異顯著(P<0.05)

3 討論

箭筈豌豆在混播中的比例占到30%～50%時(shí)[4,10-12]，產(chǎn)量均較單播有明顯提高，比箭筈豌豆單播可提高12.0%～96.0%，比燕麥單播可提高6.4%～44.9%[10,13-15]，試驗(yàn)結(jié)果與上述報(bào)道相似。韓學(xué)明[16]研究發(fā)現(xiàn)混播中燕麥比例對(duì)群落產(chǎn)量起著決定性作用，研究結(jié)果也得以證實(shí)。產(chǎn)量是衡量草地生產(chǎn)力的重要指標(biāo)之一[17]，是草地單位面積地上部分各組織、器官生物量的總和，它的變化反映了植物體內(nèi)有機(jī)物的積累情況。產(chǎn)草量是反映混播牧草生產(chǎn)性能的重要測(cè)度值，產(chǎn)草量越高說明其生產(chǎn)性能越好。因此，較高的產(chǎn)量是牧草混播中追求的首要目標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果表明，混播的種植方式可提高干物質(zhì)產(chǎn)量，與李佶愷等[3]的研究結(jié)果相似。

粗蛋白質(zhì)是評(píng)價(jià)混播牧草營養(yǎng)品質(zhì)的主要指標(biāo)之一[17]。提高混播牧草的粗蛋白質(zhì)含量有利于其C/N比的平衡，有助于提高反芻動(dòng)物對(duì)混播牧草的消化率[18]。試驗(yàn)表明，隨著牧草生育期的推移，粗蛋白含量逐漸降低。不同的混播比例中，隨著燕麥比例的增加，粗蛋白含量逐漸下降(圖2A)。中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量隨之上升(圖2C、D),這與韓建國等[19]、曹仲華等[20]、李佶愷等[3]的研究結(jié)果相似。有報(bào)道表明，燕麥與箭筈豌豆以1∶1[10,21]、5∶3[16]、7∶3[22]、3∶2[11]比例混播在高寒牧區(qū)較為理想，而此次研究表明箭筈豌豆與燕麥以1∶1的比例混播最為理想。各研究結(jié)果不同主要是因?yàn)楦髟囼?yàn)設(shè)計(jì)本身都不完全相同，評(píng)價(jià)的方法和手段不相同以及考慮的角度不同。另外，各試驗(yàn)地區(qū)的水熱條件、土壤肥力等差異很大。

有關(guān)燕麥和箭筈豌豆混播的最佳刈割期[23]、混播比例[4,8,24]、草產(chǎn)量和草品質(zhì)[3,8,15,24]均有報(bào)道。但不同地區(qū)水熱條件和土壤肥力存在一定的差異，因此，燕麥和箭筈豌豆混播的合理比例、適宜刈割時(shí)期和產(chǎn)量均隨著區(qū)域環(huán)境的變化而發(fā)生明顯的改變。不同刈割時(shí)期對(duì)于牧草產(chǎn)量以及粗蛋白等營養(yǎng)指標(biāo)都具有顯著性影響，楊庫等[25]適宜的收獲時(shí)期除了要考慮作物的產(chǎn)量外，營養(yǎng)價(jià)值豐富與否同樣重要，收獲太晚作物中可消化的營養(yǎng)物質(zhì)含量低。試驗(yàn)中，箭筈豌豆單播處理粗蛋白產(chǎn)量在8月底達(dá)到最高，是其他混播比例粗蛋白產(chǎn)量的1.6～2.7倍，而在8月底之后粗蛋白產(chǎn)量明顯下降，說明該地區(qū)單播箭筈豌豆8月底是最佳收獲時(shí)間。而對(duì)于混播處理，以1∶1混播比例在9月底粗蛋白產(chǎn)量達(dá)到最高，達(dá)到了高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的目的，因此其最佳收獲時(shí)間為 9 月底。

4 結(jié)論

試驗(yàn)探討了青海高寒牧區(qū)環(huán)湖地區(qū)箭筈豌豆—燕麥不同混播比例和不同收獲時(shí)間牧草的產(chǎn)量和品質(zhì)，箭筈豌豆與燕麥1∶1比例混播處理在9月底粗蛋白產(chǎn)量顯著高于其他混播處理，是箭筈豌豆單播處理(1∶0)粗蛋白產(chǎn)量的1.5倍，是1∶2混播比例粗蛋白產(chǎn)量的1.4倍，是1∶3混播比例粗蛋白產(chǎn)量的2.4倍。而NDF，ADF和EE含量從8月中旬到9月底達(dá)到基本穩(wěn)定的狀態(tài)，綜合干草產(chǎn)量及粗蛋白產(chǎn)量考慮，青海湖地區(qū)箭筈豌豆和燕麥的最佳混播比例是1∶1，牧草最佳收獲時(shí)間是9月底。