禾豆混播与调亏灌溉对河西地区饲草产量、品质和水分利用的影响

安昊云，王 皓，贾倩民，常生华，Shahzad Ali，刘永杰，张 程，侯扶江

（兰州大学草地农业生态系统国家重点实验室 / 兰州大学农业农村部草牧业创新重点实验室 /兰州大学草地农业教育部工程研究中心 / 兰州大学草地农业科技学院，甘肃 兰州 730020）

近些年，随着经济快速发展和生活质量的不断提升，我国居民对肉、蛋、奶等畜产品的需求加速，造成饲料短缺现象愈发严重[1]。目前，青贮饲料越来越受到人们的重视，其中，青贮玉米(Zea mays)是许多国家畜牧业发展中重要的饲草之一，它既是缓解牧区饲料短缺的重要来源，更是农牧交错地区冬春饲料来源的有力保障[2]。但青贮玉米蛋白含量较低，而青贮玉米与豆科物混播对于提高青贮饲料营养品质具有重要作用[3]。刘昭明和许金玲[4]的研究表明，青贮玉米与扁豆(Lablab purpureus)混播形成不同的冠层结构，扁豆成为群体下部冠层的优势作物，混播显著提高了鲜草产量和干物质产量。田应学等[5]研究表明，青贮玉米和拉巴豆(Dolichos lablab)套种后，其产量、粗蛋白、粗灰分等含量显著增高，产量最高达55 350.0 kg·hm–2，与单作青贮玉米相比，可实现农民增收10 520.5 CNY·hm–2。多数研究表明，与玉米单播相比，青贮玉米与饲用扁豆(Lablab purpureus)[6]、半野生大豆(Glycine gracilis)[7]、豌豆(Pisum sativum)和秣食豆(G. max)[8]等豆科作物混作混播均能显著提高产草量。同时，禾本科与豆科作物混播下两种作物根系深浅搭配，能实现水肥利用的互补，较单作显著提高水分利用效率(WUE)[9-10]。有研究表明，豆科植物和玉米套种可增强了土壤固氮微生物的活性，提高土壤肥力[11]，豆科植物和玉米混作时能够营养互补，可提高青贮饲草的营养价值和经济效益[12]。因此，筛选结构合理、高产、优质的玉米与豆科混播组合，对河西灌区农业生产具有重要的现实意义。

相关研究表明，保墒和调亏灌溉能显著减少全生育期内玉米的耗水量，提高玉米的经济产量，从而提高玉米的WUE[13]。与全生育期适宜灌水相比，玉米苗期中度与拔节期轻度调亏处理的产量、WUE 分别提高5.2%、26.3%和1.5%、18.3%[14]。另有研究表明，在作物非关键生育时期实施亏缺灌溉，有利于作物生长、干物质积累及其向籽粒的转运，增加籽粒产量和生物量[15]。苗期中度水分亏缺下玉米的产量和WUE分别提高了1.2%和12.0%，是最佳的灌水模式[16]。随灌水量的增加农田耗水量增加，在适度的范围内WUE 也随之增加，但如果灌水过多会造成WUE 下降[17]。春玉米亏缺灌溉较充分灌溉能减少4.3%～7.1%的总蒸散量，提高1.9%～6.7%的WUE[18]。综上所述，以往研究在调亏灌溉对作物生长及产量影响方面取得了很多成果，但在西北干旱区适合青贮玉米和豆科饲草混播的调亏灌溉措施尚不明确，且作用机理尚不明晰，有待进一步研究。

因此，本研究采用青贮玉米分别与秣食豆和拉巴豆混播的种植模式，以单播玉米作为对照。在每个种植模式下设置6 种灌溉方式，探究不同灌溉方式下青贮玉米和豆科饲草的鲜干草产量、营养品质和水分利用特征，旨在明确西北干旱区禾豆混播种植下适宜的调亏灌溉策略，为青贮玉米的高产优质栽培与水肥高效利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

本试验于2019 年在甘肃省张掖市临泽县兰州大学内陆干旱区草地农业试验站(39°15′ N，100°02′ E)进行，该区天然草地属盐渍化草甸。海拔1 390 m，年平均气温7.16 ℃，年平均降水量121.5 mm，分配不均匀，全年降水主要集中在7 月– 9 月，年均蒸发量2 337.6 mm，属于温带大陆性干旱气候，全年日照时数3 042 h，≥ 10 ℃年积温3 026 ℃·d。2019 年试验地的降水量如图1 所示。

图 1 2019 年研究区的降水量Figure 1 Rainfall in the study area in 2019

1.2 试验设计和田间管理

本试验采用两因素随机区组设计，设置3 个种植模式：青贮玉米单播(Z)、青贮玉米–秣食豆混播(ZG)、青贮玉米–拉巴豆混播(ZD)。每个种植模式下设置6 种灌溉方式：重度亏水(I1)，即在玉米12叶期、散粉期和灌浆期不灌溉，仅在6 叶期灌水1 500 m3·hm–2；后期亏水(I2)，即在玉米散粉期和灌浆期不灌溉，在6 叶期和12 叶期各灌水1 500 m3·hm–2；交替亏水(I3)，即在玉米12 叶期和灌浆期不灌溉，在 6 叶期和散粉期各灌水1 500 m3·hm–2；后期轻度亏水(I4)，即仅在灌浆期不灌溉，在6 叶期、12 叶期和散粉期各灌水1 500 m3·hm–2；前期轻度亏水(I5)，即仅在12 叶期不灌溉，在6 叶期、散粉期和灌浆期各灌水1 500 m3·hm–2；充分灌溉(I6)，即在6 叶期、12 叶期、散粉期和灌浆期各灌溉1 500 m3·hm–2。共18 个处理，重复3 次，共54 个小区，随机区组排列，小区面积为33 m2(10 m × 3.3 m)，各小区之间设置1 m保护行。试验于2019 年4 月26 日播种，10 月1 日收获。青贮玉米种植采用半覆膜方式，覆膜宽度为60 cm，种植密度均为90 000 株·hm–2，宽窄行种植，窄行行距为40 cm, 宽行行距为70 cm。供试青贮玉米品种为曲辰九号(新审饲玉2011042 号，来源于云南曲辰种业股份有限公司)使用点播机进行人工点播。秣食豆(松嫩秣食豆，来源于黑龙江省畜牧研究所)和拉巴豆(品种为海沃，来源于北京百斯特草业有限公司)的种植密度均为270 000 株·hm–2，在同行两株玉米之间种植3 株豆科作物。各处理＞施肥量一致，在播种前施基肥磷酸二铵300 kg·hm–2和尿素75 kg·hm–2，6 叶期追肥施尿素330 kg·hm–2。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 鲜草和干草产量、干物质消化率、采食量和相对饲用价值

收获期，各小区随机选取5.5 m2(5 m × 1.1 m)土地上的青贮玉米和豆科植株，将玉米和豆科植株分别称量鲜重，每公顷土地上玉米和豆科的总鲜重作为鲜草产量。之后选取1 m2的玉米和豆科植株晾晒2 周，于65 ℃烘箱烘干48 h 至恒重，玉米和豆科植株分别称量干重，每公顷土地上玉米和豆科的总干重作为干草产量。

相对饲用价值(RFV)计算如下：

式中：VADF和VNDF分别为酸性和中性洗涤纤维含量(%)，DDM 为可消化干物质(%)，DMI 为干物质采食量(%)。

1.3.2 营养品质

在收获期将玉米烘干样分茎秆、叶片和籽粒3 部分粉碎，豆科植株整株粉碎，密封保存。使用FOSS-NIRS DS 250 型(丹麦)近红外分析仪测定粉碎样品的营养成分(淀粉、粗蛋白、粗灰分、粗脂肪、酸性和中性洗涤纤维)含量，根据玉米(茎秆、叶片和籽粒)和豆科作物(整株)的干草产量和营养成分含量计算玉米和豆科作物的营养成分产量，各处理的营养成分产量为每公顷土地上玉米和豆科作物的营养成分产量之和，各处理的营养成分含量为总营养成分产量与总干草产量的百分比。

1.3.3 土壤水分、耗水特征及水分利用效率

在播种前和收获期，各小区随机选取3 点，取样位置为膜上。采用土钻法在两株玉米之间0 – 100 cm土层每20 cm 取1 个土样，放入铝盒中保存，在105 ℃烘箱内烘48 h 至恒重后称重，计算土壤质量含水量[19]。

土壤贮水量计算公式[20]如下：

式中：SW 为土壤贮水量(mm)，hi为土层深度(cm)；bi为土壤容重(g·cm–3)；mi为土壤质量含水量(%)；n 为土层数。

土壤蒸散量(ET)计算公式[21]如下：

式中：R 为降水量(mm)，I 为灌水量(mm)，SW1为播种前0 – 100 cm 土层土壤贮水量(mm)，SW2为收获期0 – 100 cm 土层土壤贮水量(mm)。

水分利用效率(WUE)计算公式[22-23]如下：

WUE=Y/ET。

式中：Y 为总干草产量(kg·hm–2)，ET 为生育期土壤蒸散量。

1.4 数据处理与统计方法

采用 Excel 2010 进行数据统计与制图，使用SPSS 24 软件进行多因素方差分析，不同处理之间多重比较采用图基法(Tukey′s M ethod)，显著性水平设为 P ＜ 0.05。

2 结果与分析

2.1 鲜草和干草产量、干物质消化率、采食量和相对饲用价值

显著性分析表明(表1)，种植方式(PM)和灌溉模式(IM)对鲜草产量的影响达到极显著水平(P ＜0.01)，两者的交互作用(PM × IM)对其无显著影响(P ＞ 0.05)。与I1 平均值相比，I2、I3、I4、I5 和I6 的鲜草产量分别增加17.3%、21.2%、39.1%、45.9%和46.6%，差异达到显著性水平。在I2 模式下，混播处理(ZG和ZD)的鲜草产量显著(P ＜ 0.05)高于单播(Z)，而在其他灌溉模式下，各种植方式无显著差异(P ＞0.05)。混播处理的鲜草产量显著高于单播，ZG 和ZD 较Z 分别提高19.4%和16.4%，但混播处理间无显著差异。在所有处理中ZG-I6 的鲜草产量最高，达137.7 t·hm–2，其次是ZG-I5，两者差异不显著。

方差分析表明(表1)，种植方式和灌溉模式对干草产量的影响达到极显著水平(P ＜ 0.01)，两者的交互作用对其无显著影响(P ＞ 0.05)。相同种植方式下，I4、I5 和I6 的干草产量显著高于I1，但I4、I5 和I6差异不显著。与I1 相比，I2、I3、I4、I5 和I6 的干草产量分别增加13.9%、17.7%、35.8%、44.2%和43.8%，差异达到显著性水平。相同灌溉模式下，3 个种植方式的干草产量无显著差异。平均值显示，ZG 与ZD 干草产量显著高于Z，较Z 分别提高12.7%和9.0%，ZG 与ZD 处理无显著差异。所有处理中，ZG 的I5 获得了最高的干草产量，为40.62 t·hm–2，其次是ZG-I6，两者差异不显著。

方差分析表明(表1)，种植方式和灌溉模式对干物质消化率的影响均不显著(P ＞ 0.05)。相同种植方式下，灌溉处理(I1～I6)干物质消化率无显著差异。相同灌溉模式下，各个种植方式下的干物质消化率无显著差异。与Z 相比，ZG 和ZD 的干物质消化率分别提高了1.7%和1.2%，差异未达显著水平。所有处理中，ZG-I5 处理获得了最高的干物质消化率(74.92%)。

如表1 所列，种植方式对干物质采食量影响极显著(P ＜ 0.01)，灌溉模式对其影响显著(P ＜ 0.05)。相同种植方式下，各灌溉方式的干物质采食量无显著差异(P ＞ 0.05)。与I1 平均值相比，I2、I3、I4、I5和I6 干物质采食量分别提高1.5%、1.8%、3.5%、8.6%和8.1%，差异未达显著水平。相同灌溉模式下，3 个种植方式干物质采食量无显著差异。与Z 相比，ZG 和ZD 的干物质采食量平均分别提高7.7%、8.5%，差异达显著水平。所有处理中，ZD 的I6 处理获得了干物质采食量(4.39%)。

如表1 所列，种植方式对相对饲用价值(RFV)影响极显著(P ＜ 0.01)，灌溉模式对相对饲用价值影响不显著( P ＞ 0.05)。相同种植方式下，6 个灌溉模式之间RFV 差异不显著(P ＞ 0.05)。与I1 平均值相比，I2、I3、I4、I5 和I6 的RFV 分别提高0.8%、1.2%、3.9%、9.5%和9.3%，差异未达显著水平。相同灌溉

模式下，3 个种植模式的RFV 无显著差异。与Z 相比，ZG 和ZD 的RFV 平均分别提高7.7%、8.5%，差异达显著水平。所有处理中，ZD-I6 获得了最高RFV(254.03%)，其次是ZG-I5，两者差异不显著。

表 1 不同处理下饲草的鲜草产量、干草产量、干物质消化率、干物质采食量和相对饲用价值Table 1 Fresh and hay grass yield, dry matter digestibility, dry matter intake, and relative feedingvalue of forage grass under different treatments

2.2 营养成分含量

方差分析结果显示(表2)，种植方式和灌溉模式对粗蛋白含量影响极显著(P ＜ 0.01)。相同种植方式下，灌溉处理(I1～I6)的粗蛋白含量差异不显著(P ＞0.05)。与I1 平均值相比，I4、I5 和I6 粗蛋白含量分别提高10.6%、14.6%和12.2%，差异达到显著水平，I2、I3、I4、I5 和I6 差异不显著。相同灌溉模式下，两种混播(ZD 和ZG)与单播(Z)的粗蛋白含量差异不显著。较Z 平均值相比，ZG 和ZD 粗蛋白平均分别提高13.8%和14.8%，差异达到显著水平。在所有处理中，ZD 的I5 处理的粗蛋白含量最高，其次是ZG 的I5 处理，两者之间差异不显著。

种植方式和灌溉模式对粗脂肪含量极显著(P ＜0.01) (表2)。Z 和ZG 种植方式下，I3、I4、I5、I6 粗脂肪含量显著高于I1( P ＜ 0.05)，与I1 平均值相比，I2、I3、I4、I5 和I6 粗脂肪含量分别提高17.2%、23.6%、25.0%、28.2%和29.2%，差异达到显著水平。相同灌溉模式下，两种混播(ZD 和ZG)与单播(Z)的粗脂肪含量差异不显著。ZG 粗脂肪含量较ZD 平均提高5.7%，差异达到显著水平。所有处理中，ZG 的I6 处理获得了最高的粗脂肪含量(3.94%)，其次是ZG 的I5 处理，两者无显著差异。

种植方式和灌溉模式对粗灰分含量影响极显著(P ＜ 0.01) (表2)。相同种植方式下，I1、I4、I5 和I6 的粗灰分含量差异不显著。与I1 平均值相比，I6 粗灰分含量降低10.0%，差异达显著性水平，I5和I6 之间差异不显著。相同灌溉方式下，混播处理的粗灰分含量大多显著高于单播处理。与Z 相比，ZG与ZD 的粗灰分含量平均分别提高20.3%和23.8%，差异达显著水平。

种植方式对淀粉含量影响极显著(P ＜ 0.01)，灌溉方式对其影响不显著(P ＞ 0.05) (表2)。相同种植方式下，灌溉处理(I1～I6)的淀粉含量差异不显著。与I1 平均值相比，I2、I3、I4、I5、I6 淀粉含量分别提高2.1%、0.7%、3.9%、3.5%和3.1%，差异未达显著水平。相同灌溉模式下，3 个种植方式之间淀粉含量无显著差异。较Z 相比，ZG 和ZD 淀粉含量平均分别降低10.4%和9.9%，差异达显著水平。ZG的I4 处理淀粉含量最高(44.8%)，与ZG 的I5 处理差异不显著。

种植方式和灌溉模式对中性洗涤纤维(NDF)含量影响极显著(P ＜ 0.01) (表2)。相同种植方式下，灌溉处理(I1～I6)的NDF 含量无显著差异。与I1 平均值相比，I2、I3、I4、I5 和I6 的NDF 含量分别降低1.4%、1.6%、3.3%、8.0%和7.4%，差异不显著。相同灌溉模式下，3 个种植方式之间NDF 含量无显著差异。与Z 相比，ZG 和ZD 的 NDF 含量平均分别降低7.2%和7.9%，差异达显著水平。所有处理中，ZD的I6 处理NDF 含量最低，与ZG 的I5 处理差异不显著。

种植方式对酸性洗涤纤维(ADF)含量影响极显著(P ＜ 0.01) (表2)，灌溉模式对其无显著影响(P ＞0.05)。相同种植方式下，灌溉处理(I1～I6)的ADF含量无显著差异。与I1 平均值相比，I4、I5 和I6 的ADF 含量分别降低2.1%、4.3%和6.0%，差异未达显著水平。相同灌溉模式下，各种植方式的ADF 含量无显著差异。与Z 相比，ZG 和ZD 的ADF 平均分别降低了7.6%和5.3%，差异达显著水平。所有处理中，ZG 的I5 处理ADF 含量最低，为18.0%。

2.3 营养成分产量

方差分析结果显示(表3)，种植方式和灌溉模式对粗蛋白产量影响极显著(P ＜ 0.01)。相同种植方式下，I5 和I6 的粗蛋白产量均显著高于I1、I2 和I3，I4、I5 与I6 无显著差异。与I1 平均值相比，I2、I3、I4、I5 和I6 粗蛋白产量分别提高21.4%、28.4%、50.2%、65.3%和61.3%，差异达显著水平。相同灌溉模式下，两种混播处理(ZD 和ZG)的粗蛋白产量显著高于单播(Z)。与Z 相比，ZG 和ZD 粗蛋白产量平均分别提高28.0%和24.8%，差异显著。所有处理中，ZG 的I5 处理粗蛋白产量最高。

种植方式和灌溉模式对粗脂肪产量影响极显著(P ＜ 0.01) (表3)。相同种植方式下，I3、I4、I5 和I6 的粗脂肪产量显著高于I1，I5 与I6 无显著差异。与I1 平均值相比，I2、I3、I4、I5 和I6 粗脂肪产量分别提高32.5%、44.2%、68.8%、84.4%和84.4%，差异达显著水平。ZG 粗脂肪平均产量相对最高，显著高于Z，与ZD 无显著差异。

种植方式和灌溉模式对粗灰分产量影响极显著(P ＜ 0.01) (表3)。相同种植方式下，I4、I5 和I6 的粗灰分产量显著高于I1，I4、I5 和I6 无显著差异。与I1 平均值相比，I2、I3、I4、I5 和I6 粗灰分产量分别提高18.4%、28.8%、33.6%、34.4%和29.6%，差异达显著水平。相同灌溉模式下，两混播的粗灰分产量显著高于单播，两混播之间差异不显著。与Z 相比，ZG 和ZD 粗灰分产量平均分别提高34.9%和34.9%，差异达显著水平。

表 2 不同处理下饲草的营养成分含量Table 2 Nutrient content of forage grass under different treatments

表 3 不同处理下饲草的营养成分产量Table 3 Nutrient yield of forage grass under different treatments

种植方式对淀粉产量无显著影响(P ＞ 0.05) ，灌溉模式对其影响极显著(P ＜ 0.01) (表3)。相同种植方式下，I5 和I6 的淀粉产量显著高于I1、I2 和I3，I4、I5、I6 差异不显著。与I1 平均值相比，I2、I3、I4、I5 和I6 淀粉产量分别提高了16.0%、18.4%、41.0%、49.4%和48.3%，差异达显著水平。相同灌溉模式下，各种植方式的淀粉产量差异不显著。ZG 和ZD 处理的淀粉平均含量显著低于Z 处理。所有处理中，ZG-I5 处理获得了最高的淀粉产量。

种植方式对中性洗涤纤维 (NDF) 产量无显著影响(P ＞ 0.05) (表3)，灌溉模式对其影响极显著(P ＜0.01)。相同种植方式下，I4、I5 和I6 的NDF 产量显著高于I1，I4、I5 和I6 差异不显著。与I1 平均值相比，I2、I3、I4、I5 和I6 的NDF 产量分别提高12.1%、15.6%、31.1%、32.8%和33.2%，差异达显著水平。相同灌溉模式下，3 个种植模式的NDF 产量无显著差异。所有处理中，ZG 的I5 处理获得了最高的NDF 产量。

种植方式对酸性洗涤纤维 (ADF) 产量无显著影响(P ＞ 0.05) (表3)，灌溉模式对其影响极显著(P ＜0.01)。相同种植方式下，I4、I5 和I6 的ADF 产量显著高于I1，I4、I5 与I6 差异不显著。与I1 平均值相比，I2、I3、I4、I5 和I6 的ADF 产量分别提高了17.2%、20.8%、33.0%、38.0%和35.4%，差异达显著水平。相同灌溉模式下，3 个种植模式的ADF 产量无显著差异。所有处理中，ZG 的I5 处理获得了最高的ADF 产量。

2.4 水分利用特征

方差分析结果显示(表4)，种植方式和灌溉模式对播种前土壤贮水量的影响无显著差异(P ＞ 0.05)。种植方式对收获期土壤贮水量的影响不显著，灌溉模式对其影响极显著(P ＜ 0.01)。相同种植方式下，I4、I5 和I6 的收获期土壤贮水量显著高于I1，I4、I5 与I6 差异不显著。与I1 平均值相比，I2、I3、I4、I5 和I6 收获期土壤贮水量分别增加28.5%、28.5%、39.8%、44.2%和51.8%，差异达显著水平。相同灌溉模式下，两种混播种植与单播的收获期土壤贮水量无显著差异。与Z 相比，ZG 和ZD 收获期土壤贮水量平均分别降低2.4%和2.0%，差异未达显著水平。

种植方式对土壤蒸散量(ET)的影响不显著(P ＞ 0.05) (表4)。灌溉模式对其影响极显著(P ＜0.01)，相同种植方式下，I3、I4、I5 和I6 的ET 显著高于I1。与I1 平均值相比，I2、I3、I4、I5 和I6 的ET 分别增加14.2%、16.8%、43.8%、42%和75.1%，差异达显著水平。相同灌溉模式下，两种混播两种混播种植与单播的ET 无显著差异。所有处理中，ZG 的I6处理土壤蒸散量最高，较ZG 的I5 处理增加22.13%。

种植方式和灌溉模式对水分利用效率(WUE)影响极显著(P ＜ 0.01) (表4)。相同种植方式下，I6 的WUE 显著低于其他灌溉模式。与I6 平均值相比，I1、I2、I3、I4 和I5 的WUE 分别提高21.8%、21.3%、22.7%、14.9%和23.6%，差异达显著水平。相同灌溉模式下，两种混播和单播的WUE 无显著差异。与Z 相比，ZG 和ZD 平均分别提高了0.9%和2.5%，差异达显著水平，ZG 与ZD 无显著差异。所有处理中，ZGI5 获最高的WUE [72.15 kg·(hm2·mm)–1]。

3 讨论

3.1 禾–豆混播与调亏灌溉对饲草生长及产量的影响

研究表明，与单播玉米相比，玉米与饲用扁豆、豌豆和秣食豆等豆科作物混播均能显著提高总产草量[6,8]。张淑艳等[24]研究也发现，青贮玉米与秣食豆混播处理的群体生物量显著高于玉米单播。本研究结果与其相似，两种混播处理的鲜干草产量显著高于单播。这是由于混播较单播可以增加叶面积指数，形成合理的冠层结构，使作物充分利用光、热等资源，进而提高作物产量[25-26]。此外，豆科牧草根系带有根瘤菌，可固定空气中的氮气，从而提高土壤肥力，促进植物生长[11]，且豆科牧草与玉米的根系互作越紧密越有利于豆科结瘤固氮[27]。青贮玉米与豆科作物混播是否可通过增加土壤养分来提高群体产量，有待进一步研究。

作物早期耗水量较小，进行水分亏缺可使作物提前经受干旱锻炼，促使根系生长，提高根冠比，为最终获得较高产量打下基础[28]。大量研究表明，玉米在生育前期对水分亏缺的敏感度较低，适度水分亏缺并没有显著影响玉米的植株性状，并且促进水分和营养向根系供给，有利于增强作物的耐旱能力，在后期灌水可实现作物的补偿性生长，从而获得较高产量，而过量灌溉并不能显著提高产量，并且降低了水分利用效率[14,29]。本研究结果与以上研究结果相似，在灌水量低于4 500 m3·hm–2时(I1～I5)，鲜干草产量随灌水量的增加而提高，但灌水6 000 m3·hm–2充分灌溉处理(I6)的鲜干草产量与前期轻度亏水处理(I5)无显著差异，并且充分灌溉处理的WUE 显著低于调亏灌溉处理(I1～I5)。产生以上结果的原因可能是，玉米12 叶期处于6 月份，该月降水33.5 mm，降水较多(图1)，在该时期灌水促进玉米生长的作用较小；而在玉米散粉期和灌浆期(7 月和8 月)的降水较少，在该时期灌水恰好为玉米提供充足的水分，因此前期轻度亏水处理的鲜干草产量与充分灌溉无明显差异，但显著提高了WUE。

表 4 不同处理下饲草的水分利用特征Table 4 Water use characteristics of forage grass under different treatments

3.2 禾–豆混播与调亏灌溉对饲草营养品质的影响

刘美华[30]研究认为，青贮玉米与拉巴豆混播能降低中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量，提高粗蛋白含量，改善饲草的营养品质。连露等[31]研究表明，青贮玉米与秣食豆混播能显著提高粗脂肪的含量及产量，但混播处理的淀粉含量低于单播。多数国外研究也认为，禾本科与豆科混播可提高群体产量和饲用品质[32-33]。本研究结果与以上研究结果相似，表明青贮玉米与秣食豆或拉巴豆混播较玉米单播显著增加了粗蛋白、粗灰分的含量及产量，明显降低了酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量，因而显著提高了干物质采食量和相对饲用价值，改善了混播饲草的营养品质。

不同灌水量对青贮玉米的营养品质影响不同，适量灌水可以改善其品质[34]。李涛等[35]研究发现，节水20%的灌溉处理相较于节水40%及充分灌溉处理，玉米的营养品质得到最大程度的改善，其粗蛋白含量分别提高11.8%和4.5%，粗灰分含量分别提高31.7%和5.0%，粗纤维含量分别降低25.8%和15.6%。本研究发现，节水25%前期轻度亏水处理(I5)的各营养成分含量和产量以及相对饲用价值与充分灌溉处理无显著差异，且粗蛋白、粗灰分和淀粉的含量及产量略高于充分灌溉。

3.3 禾–豆混播与调亏灌溉对饲草水分利用状况的影响

李恩慧等[36]研究发现，小麦(Triticum aestivum)和苜蓿(Medicago sativa)间套作较苜蓿单播增加了总生物量，降低了土壤蒸散量，使得土壤贮水量增加，提高了WUE。赵洋等[37]研究认为，不同种植密度下玉米间作豌豆(Pisum sativum)较玉米单作增加了土壤蒸散量和WUE 分别提高19.2%～23.7%和11.1%～28.1%。本研究表明，收获期禾–豆混播与玉米单播的土壤贮水量和蒸散量无显著差异。这可能是由于混播处理虽然作物蒸腾耗水较多，但植株密集，具有一定遮阴作用，阻止阳光直射地表，减少了土壤水分的无效蒸发[38]。本研究发现，由于禾–豆混播较单播显著提高了干草产量，而土壤蒸散量无明显差异，进而显著提高了WUE。

多数研究表明，随灌水量的增加农田蒸散量增加，在一定灌水量范围内WUE 也随之增加，但如果灌水过多会造成WUE 下降[17,39]。本研究结果与以上研究结果相似，无论单播还是混播，在玉米生长前期轻度亏水处理(I5)的鲜干草产量与充分灌溉(I6)无显著差异，但其WUE 显著高于充分灌溉处理。这是由于在我国西北干旱半干旱地区大部分土壤水分以无效蒸发的形式损失，过量灌溉并不能显著提高玉米产量，并增加了土壤蒸散量，因而降低了WUE[28]。另外，通过调亏灌溉对作物生长前期进行抗旱锻炼，会促进植株根系生长，在生育后期进行补灌可使作物补偿性生长，进而提高产量和WUE[40]。

4 结论

禾–豆混播较玉米单播可显著增加鲜干草产量以及粗蛋白和粗灰分产量，同时降低酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量，进而提高相对饲用价值，改善饲草品质。混播较单播也显著提高了水分利用效率，且青贮玉米与秣食豆混播的效果优于拉巴豆。前期轻度亏水处理的鲜干草产量以及粗蛋白、粗脂肪、粗灰分和淀粉产量与充分灌溉无明显差异，且较充分灌溉显著提高了水分利用效率。所有处理中，青贮玉米–秣食豆混播下前期轻度亏水处理的粗蛋白、粗脂肪和淀粉产量及水分利用效率最高，且鲜干草产量仅次于充分灌溉，该处理是适宜河西地区青饲玉米生产的种植方式和灌溉模式，具有应用推广价值。