高寒地區(qū)不同禾豆混播組合與比例對(duì)牧草產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

方 偉

(青海省草原改良試驗(yàn)站，青海 共和 813000)

青藏高原是世界范圍內(nèi)高原牦牛和藏羊等牲畜的主要產(chǎn)地[1]，其畜牧業(yè)以天然草地為基礎(chǔ)[2]，但由于其獨(dú)特的地理位置形成了高寒氣候，使天然草地枯草期達(dá)6～7個(gè)月，生長(zhǎng)季較短，導(dǎo)致可食性牧草生長(zhǎng)受限，養(yǎng)分積累較少，因此造成夏秋季牲畜膘肥體壯，冬春季節(jié)草地資源匱乏影響牲畜生長(zhǎng)而出現(xiàn)餓瘦凍死現(xiàn)象加劇[3]；同時(shí)90%的草地放牧過(guò)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(tài)問(wèn)題愈嚴(yán)重；嚴(yán)重限制了高寒區(qū)畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展。因此緩解天然草地的放牧壓力，并為冬春季牲畜提供優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的牧草資源是高原畜牧業(yè)亟需解決的問(wèn)題。

研究表明，天然草地中人工草地每增加1%，其生產(chǎn)力可提高4%，人工草地增加到10%時(shí)，其生產(chǎn)力可提高一倍[8]。人工草地是緩解牧區(qū)天然草地放牧壓力和提升草地生產(chǎn)力的有效途徑，其高效集約的生產(chǎn)方式[9，10]，也有助于保護(hù)和恢復(fù)退化的天然草地，亦為高寒畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)牧草資源[11，12]。

人工草地建植的經(jīng)典模式是豆科與禾本科牧草混播，可提高人工草地群落穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)且高產(chǎn)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(shí)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(chǎn)價(jià)值[15，16]。但是，牧草自身的生理特性導(dǎo)致同種牧草在不同地區(qū)所表現(xiàn)出來(lái)的適應(yīng)性與生產(chǎn)性能不同[17]，且混播比例不當(dāng)會(huì)造成負(fù)增產(chǎn)，降低其經(jīng)濟(jì)效益。因此，草種因地制宜是混播草地關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，但對(duì)高寒地區(qū)不同品種和混播比例對(duì)禾豆混播草地研究較少。鑒于此，本研究以青牧1號(hào)老芒麥、蘭箭1號(hào)箭筈豌豆、青建1號(hào)飼用豌豆為供試材料，設(shè)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(duì)照，測(cè)定其生產(chǎn)性能、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，分析不同品種組合和混播比例對(duì)禾豆混播草地生產(chǎn)力、品質(zhì)的影響，同時(shí)利用灰色關(guān)聯(lián)度，對(duì)不同混播組合處理下混播牧草產(chǎn)量和品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為篩選青海地區(qū)禾豆混播高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的混播組合，以期為高海拔地區(qū)建植禾豆混播的人工草地提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于青海省草原改良試驗(yàn)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(qiáng)烈、晝夜溫差大、冬寒夏涼、干旱少雨、季風(fēng)大等氣候特征，在青藏高原具有高寒草地生態(tài)環(huán)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(fā)量1 501 mm，≥0℃年積溫1 330℃·d，≥10 ℃年積溫250℃·d，無(wú)絕對(duì)無(wú)霜期，土壤為暗栗鈣土[18，19]。

1.2 試驗(yàn)材料

禾本科飼草以青牧1號(hào)老芒麥為供試材料，豆科飼草以蘭箭1號(hào)箭筈豌豆，青建1號(hào)飼用豌豆為供試材料。分別簡(jiǎn)稱老芒麥、箭筈豌豆和飼用豌豆。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

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(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，主區(qū)為混播組合，老芒麥+箭筈豌豆(A1)、老芒麥+飼用豌豆(A2)，副區(qū)為混播比例，即老芒麥+箭筈豌豆、老芒麥+飼用豌豆，共設(shè)7個(gè)處理(T1～T7)，另以單播禾本科(T8)、單播豆科(T9)為對(duì)照，試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

各處理3次重復(fù)，共計(jì)54個(gè)小區(qū)，各小區(qū)面積4 m×5 m=20 m2，小區(qū)間隔為0.5 m，每區(qū)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(jìn)行施肥，無(wú)灌溉，定期除雜草、防治病蟲害。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及播量

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

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

1.4.2 鮮、干草產(chǎn)量 9月底進(jìn)行刈割，每小區(qū)隨機(jī)測(cè)定4個(gè)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(shí)驗(yàn)室105℃殺青30 min，65℃烘干后稱其干重。

1.4.3 莖葉比 在測(cè)定完鮮草產(chǎn)量之后，將處理后的飼草進(jìn)行莖、葉分離，稱重，用莖重與葉重的比值來(lái)表示莖葉比。

1.4.4 營(yíng)養(yǎng)指標(biāo) 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(jī)粉碎后裝入塑料自封袋，備營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)。粗蛋白質(zhì)(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(cè)定采用索氏浸提法。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析與評(píng)價(jià)方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)在Excel 2019進(jìn)行整理和作圖，采用SPSS 19.0對(duì)光合參數(shù)進(jìn)行交互雙因素方差分析和單因素ANOVA分析處理，并用Duncan法進(jìn)行多重比較(P<0.05)，以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

參照文獻(xiàn)[20]利用灰色關(guān)聯(lián)度為綜合評(píng)價(jià)不同處理禾豆混播草地的生長(zhǎng)，對(duì)其產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)：

第一，確定參考數(shù)列：各項(xiàng)指標(biāo)的最優(yōu)值為參考列，記為{X0(k)}(k=1，2，3，…，n)，各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定值為比較數(shù)列，記為{Xi(k)}(i=1，2，3，m，m為處理數(shù)(本試驗(yàn)為14)，此處為X；k=1，2，3，..，n，n為測(cè)定指標(biāo)數(shù)(本試驗(yàn)為9))。

2 結(jié)果與分析

2.1 品種和比例對(duì)禾豆混播草地生產(chǎn)性能和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響

由表2可知，兩種混播組合對(duì)禾本科株高、豆科株高和莖葉比指標(biāo)存在極顯著影響(P<0.01)；混播比例對(duì)禾本科株高、豆科株高、莖葉比、鮮草產(chǎn)量和干草產(chǎn)量指標(biāo)有極顯著影響(P<0.01)；禾本科株高、豆科株高、鮮草產(chǎn)量和干草產(chǎn)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(duì)禾豆混播草地生產(chǎn)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(duì)粗脂肪指標(biāo)有顯著影響(P<0.05)?；觳ケ壤龑?duì)粗脂肪有顯著影響(P<0.05)，對(duì)粗蛋白質(zhì)、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(duì)禾豆混播草地營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)影響的雙因素方差分析(F值)

2.2 混播組合對(duì)禾豆混播草地生產(chǎn)性能及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)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(chǎn)量和干草產(chǎn)量均無(wú)顯著差異。

表4 混播組合間禾豆混播草地生產(chǎn)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(zhì)、酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維均無(wú)顯著差異。

表5 混播組合間禾豆混播草地營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的差異

2.3 混播比例對(duì)禾豆混播草地生產(chǎn)性能及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

表6 混播比例間禾豆混播草地生產(chǎn)性能的差異

由表7可知，混播草地的粗蛋白質(zhì)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(zhì)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(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的差異

2.4 灰色關(guān)聯(lián)度綜合分析

表8 混播組合和比例對(duì)混播草地生長(zhǎng)特性影響的灰色關(guān)聯(lián)度綜合評(píng)價(jià)

3 討論

3.1 混播組合對(duì)草地生產(chǎn)性能和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

禾豆混播相比單播草地，可提高植物光合性能進(jìn)而提高其產(chǎn)量[21]。而不同草種對(duì)特定生境的適應(yīng)性差異，其生產(chǎn)性能和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)存在較大差異[22]。若混播組合選擇不當(dāng)，則造成種間不良競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)生牧草生長(zhǎng)不良，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差、品質(zhì)下降等問(wèn)題[23]?；觳ゲ莘N的選擇是決定混播組合的生產(chǎn)力高低[24]，產(chǎn)量持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短重要因素[25]。本試驗(yàn)結(jié)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(chǎn)量不受混播組合影響。老芒麥+箭筈豌豆組合鮮、干草產(chǎn)量均優(yōu)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(fā)現(xiàn)紫花苜蓿與無(wú)芒雀麥混播產(chǎn)量顯著高于單播紫花苜蓿的結(jié)果相似(P<0.05)。 這也印證了適宜的品種組合可減輕種間競(jìng)爭(zhēng)，使混播草地發(fā)揮協(xié)同作用更合理利用水、肥、氣、熱等環(huán)境資源，顯著提高生產(chǎn)力[27]。說(shuō)明高寒區(qū)禾豆混播草地生產(chǎn)力，優(yōu)于單播草地，且老芒麥+箭筈豌豆組合優(yōu)于老芒麥+飼用豌豆。禾豆混播草地中牧草粗蛋白質(zhì)(CP)滿足動(dòng)物攝取蛋白質(zhì)，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(zhì)含量、酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維無(wú)顯著差異，這和姚澤英等[29]研究發(fā)現(xiàn)紫花苜蓿+無(wú)芒雀麥組合與紫花苜蓿+垂穗披堿草組合間粗蛋白質(zhì)、酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維無(wú)顯著差異的結(jié)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?yàn)椴煌敛萜贩N在高寒生境下對(duì)粗脂肪指標(biāo)的響應(yīng)不同，表現(xiàn)出不同組合間差異顯著現(xiàn)象。以上研究說(shuō)明高寒區(qū)禾豆混播草地生產(chǎn)力，混播草地優(yōu)于單播，且老芒麥+箭筈豌豆優(yōu)于老芒麥+飼用豌豆，粗蛋白質(zhì)、酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維均無(wú)差異，僅粗脂肪存在差異。

3.2 混播比例對(duì)草地生產(chǎn)性能和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

3.3 灰色關(guān)聯(lián)度綜合分析

4 結(jié)論