陇中黄土高原混播草地生产性能

周栋昌，沈禹颖，武慧娟，耿小丽，李智燕，张 洁，付 萍，朱 倩

（1. 甘肃省草原技术推广总站，甘肃 兰州 730010；2. 兰州大学草地农业科技学院，甘肃 兰州 730020）

草地作为陆地上主要生物群落之一，在我国乃至全球生态系统中都发挥着巨大的生态、经济和社会服务功能[1]，不仅为人类提供了自身所需的生物资源，还对保护生态环境、维持陆地生态系统平衡具有重要作用[2]，具有极高的研究价值。甘肃省气候类型多样，草地资源丰富，是全国草原面积较大的省份之一。截至2016 年底，全省草原面积达1.8 ×107hm2[3]，在调节气候、改良土壤、防风固沙、涵养水源及维持生态平衡等方面发挥了重要的生态效应，有效地促进了甘肃省地区经济发展和农牧民收入的增加[4]。

定西(通称“陇中”)，位于甘肃省中部。2015 年以来，定西市委市政府规划将定西市打造成为“中国西部草都”，形成草畜协调发展、一二三产业融合发展的格局，在全省乃至全国都产生了较大的影响力，开启了陇中黄土高原丘陵区现代草产业发展的新局面。紫花苜蓿(Medicago sativa)与红豆草(Onobrychis viciaefolia)作为该地区推广种植面积较大的两个草种，传统以单播为主的栽培方式往往在应对干旱气候、病虫害发生及土壤养分利用等方面能力较差。将紫花苜蓿和红豆草混播有以下几方面的优点：第一，非灌区种植紫花苜蓿时，如果种植当年土壤墒情不好或降水偏少，紫花苜蓿由于缺水而生长受限，第1 年和第2 年的地上生物量较低[5]；然而，红豆草则不同，红豆草产草量稳定、产草高峰来临早，二者混播可以弥补紫花苜蓿前两年产量低的不足，也补足了红豆草为短寿命牧草的缺陷，能够有效地利用土地，保证利用期稳产、高产。第二，紫花苜蓿根、茎、叶中均含有皂苷[6]，过量饲喂会引起家畜臌胀，而红豆草中则含有单宁，两者混合可降低家畜臌胀病的发生率。第三，紫花苜蓿和红豆草虽均属于多年生豆科牧草，但二者根系在深浅及侧根数量多少等方面均存在差异，植物根系分布互补[7]，调整两种牧草之间的竞争关系，可降低环境的制约。本研究针对改善陇中黄土高原丘陵沟壑区牧草的群落结构、改变单一栽培的现状，结合当地栽培草地建设的实际，因地制宜，研究不同混播比例下紫花苜蓿和红豆草混播草地的混播机理、竞争关系等，通过比较不同播种比例下紫花苜蓿和红豆草的株高、地上生物量、分枝数、相对密度、相对产量总和、相对竞争力及单位面积营养物质产量等指标，筛选出综合效果最佳的混播组合，以期为黄土高原丘陵沟壑区大面积建植多年生豆科混播栽培草地和促进当地草产业持续健康发展提供技术支撑和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验点位于甘肃省定西市安定区李家堡镇黄金村，地理位置为35°31′17.3′′ N，104°46′51.4′′ E，海拔2 145 m，年平均气温7.2 ℃，极端最高气温35.1 ℃，极端最低气温−29.7 ℃，年平均降水量377 mm，主要集中在7 月 − 9 月，年相对湿度66%，无霜期平均151 d，绝对无霜期平均88 d，年均日照时长达2 437.7 h。土壤类型为黄绵土，播前测定试验地0 − 20 cm 土层的养分情况，pH 8.42，有机质含量9.60 g·kg−1，土壤全氮含量0.64 g·kg−1，速效氮含量16.23 mg·kg−1，速效磷含量107.67 mg·kg−1，速效钾含量19.85 mg·kg−1。

1.2 材料与方法

1.2.1 试验材料

甘农1 号紫花苜蓿(Medicago sativa ‘Gannong No.1’)由甘肃农业大学草业学院提供，甘肃红豆草(Onobrychis viciaefolia ‘Gansu’)由甘肃省草原技术推广总站提供，发芽率均不低于80%。

1.2.2 试验设计

试验采用完全随机设计，设3 个区组，5 个处理，分别为紫花苜蓿和红豆草混播比例分别为1 ꞉ 0(H1)、7 ꞉ 3 (H2)、5 ꞉ 5 (H3)、3 ꞉ 7 (H4)、0 ꞉ 1 (H5)，共15个小区，小区面积3 m × 5 m = 15 m2。于2016 年5 月10日播种，同行撒播，播种量分别为红豆草60 kg·hm−2、紫花苜蓿30 kg·hm−2，红豆草播深5 cm，紫花苜蓿播深3 cm，行距30 cm，混播时先播红豆草，再播紫花苜蓿，播前整地，播后耙耱。小区间隔为50 cm，采用人工除草，无灌溉，无施肥，田间管理同大田生产。

1.3 测定指标与测定方法

种植第2 年起，选择紫花苜蓿孕蕾期(此时红豆草处于初花期)时测定。株高：各小区随机选择紫花苜蓿和红豆草各10 株，测定其绝对高度。分枝数：各小区随机选择紫花苜蓿和红豆草各10 株，从根颈部位对分枝数进行计数。地上生物量：各小区随机确定1 m2的样方，刈割后测产，留茬高度5～6 cm；混播小区将紫花苜蓿和红豆草分开称重，置于60～65 ℃烘箱中烘干至恒重，计算干鲜比和地上生物量。

粗蛋白含量采用凯式定氮法测定；酸性洗涤纤维含量采用NY/T 1459–2007 酸性洗涤法测定；中性洗涤纤维含量采用GB/T 20806–2006 中性洗涤法测定；粗脂肪含量采用索氏抽提法测定；钙含量采用吸收分光光谱的方法测定；全磷含量采用钼黄分光光度法测定；钾含量采用GB/T 13885–2003 原子吸收分光光度法测定，具体方法参考杨胜[8]。

1.4 指标计算

相对密度：紫花苜蓿(红豆草)相对密度 = 混播时紫花苜蓿(红豆草)分枝数/混播组合中紫花苜蓿(红豆草)所占比例 × 单播时紫花苜蓿(红豆草)分枝数。

相对产量总和：紫花苜蓿和红豆草相对产量总和 = 混播时紫花苜蓿地上生物量/单播时紫花苜蓿地上生物量 + 混播时红豆草地上生物量/单播时红豆草地上生物量。

相对产量：紫花苜蓿(红豆草)相对产量 = 混播时紫花苜蓿(红豆草)地上生物量/单播时紫花苜蓿(红豆草)地上生物量。

种间竞争力：种间竞争力 = (紫花苜蓿相对产量 ×混播组合中紫花苜蓿占比)/(红豆草相对产量 × 混播组合中红豆草占比)[9]。

粗蛋白产量 = 地上生物量 × 粗蛋白含量；酸性洗涤纤维产量 = 地上生物量 × 酸性洗涤纤维含量；中性洗涤纤维产量 = 地上生物量 × 中性洗涤纤维含量。

相对饲喂价值 = (88.9 − 0.779 × 酸性洗涤纤维含量) × (120/中性洗涤纤维含量)/1.29[10-11]。

1.5 数据分析

运用SPSS 17.0 分别对混播草地的生产性能和营养成分进行单因素方差分析，使用Duncan 法进行数据多重比较，运用Excel 2007 统计软件作图。

2 结果与分析

2.1 混播草地生物量

2.1.1 株高

建植后第2 年(2017 年)，不同处理对株高的影响不同，但两茬紫花苜蓿和红豆草的株高均表现为单播高于混播。第1 茬，紫花苜蓿的株高在H1显著高于H2、H3和H4(P ＜ 0.05)，但H2、H3和H4各处理间差异不显著(P ＞ 0.05)；红豆草的株高在H5最高，H4次之，H3最低，各处理间差异均不显著。第2 茬，紫花苜蓿的株高表现为H1＞ H2＞ H4＞ H3，红豆草表现为H5＞ H2＞ H4＞ H3，但各混播处理间差异均不显著(图1)。

建植后第3 年(2018 年)，紫花苜蓿和红豆草的株高表现为单播高于混播，与第2 年一致。第1 茬，紫花苜蓿和红豆草的株高分别以H1和H5最高，但与各处理间差异均不显著(P ＞ 0.05)，紫花苜蓿的株高从大到小依次为H1＞ H2＞ H4＞ H3，红豆草的株高为H5＞ H2＞ H3＞ H4。第2 茬，紫花苜蓿的株高在H1最高，分别比H3和H4高11.40 和16.28 cm，且差异显著(P ＜ 0.05)；红豆草的株高在H5最高，分别比H3和H4高9.19 和14.05 cm，且差异显著(P ＜ 0.05) (图1)。

2.1.2 分枝数

建植后第2 年和第3 年，紫花苜蓿和红豆草的分枝数在各处理间差异均不显著(P ＞ 0.05)。第2 年，紫花苜蓿的分枝数在H4最高，H1次之，H2最低；红豆草的分枝数在H5最高，H4次之，H2最低。第3 年，紫花苜蓿的分枝数为H1最高，H2次之，H3最低；红豆草的分枝数变化与第2 年一致；第3年紫花苜蓿和红豆草的分枝数均高于第2 年(图2)。

图 1 2017 年和2018 年不同混播比例下苜蓿和红豆草的株高变化Figure 1 Variation of p lant height of alfalfa and sainfoin under different m ixed proportions in 2017 and 2018

图 2 不同混播比例下苜蓿和红豆草的分枝数变化Figure 2 Variation in branch numbers of alfalfa and sainfoin under different m ixed proportions

建植生长第2 年和第3 年，随着混播组合中紫花苜蓿比例的降低，其相对密度呈上升趋势，红豆草的相对密度呈下降趋势。第2 年，在H2紫花苜蓿的相对密度小于1，在H3、H4均大于1，其中H4最高；在H2、H3和H4红豆草的相对密度均大于1，其中H2最高，H4次之，在H3紫花苜蓿和红豆草的相对密度近似相等。第3 年，在H2、H3和H4紫花苜蓿和红豆草的相对密度均大于1 (图3)。

图 3 不同混播比例下苜蓿和红豆草的相对密度变化Figure 3 Variation in the relative density of alfalfa and sainfoin under different m ixed proportions

2.1.3 干鲜比

建植生长第2 年，不同混播比例下紫花苜蓿和红豆草的干鲜比变化不明显，各处理间差异不显著(P ＞ 0.05)；第3 年，第1 茬紫花苜蓿和红豆草的干鲜比在各处理间差异不显著，第2 茬紫花苜蓿的干鲜比在各处理间差异也不显著，红豆草的干鲜比表现为在H3处理显著高于H4和H5处理(P ＜ 0.05)，但与H2处理差异不显著(图4)。

2.1.4 地上生物量

建植后第2 年，第1 茬紫花苜蓿的地上生物量在H1最高，且显著高于H2、H3和H4(P ＜ 0.05)，H3次之；红豆草的地上生物量在H5最高，且显著高于H2、H3和H4(P ＜ 0.05)，H3次之；比较第1 茬各处理的单位面积地上生物量，表现为H5＞ H3＞ H1＞ H2＞H4。第2 茬，紫花苜蓿的地上生物量在H2显著高于H1、H3和H4(P ＜ 0.05)，与H1相比，产量增加了0.14 kg·m−2；红豆草的地上生物量随着混播组合中红豆草比例的增加而逐渐增大，在H5最高，且显著高于H2、H3和H4(P ＜ 0.05)；比较第2 茬单位面积地上生物量，H5最高，显著高于H1(P ＜ 0.05)。从全年地上生物量来看，各处理的地上生物量由高到低排序为H5＞ H2＞ H3＞ H4＞ H1(表1)。

图 4 2017 年和2018 年不同混播比例下苜蓿和红豆草的干鲜比Figure 4 Dry and fresh ratios of alfalfa and sainfoin under different m ixed proportions in 2017 and 2018

表 1 混播草地的地上生物量测定Table 1 Determ ination of the aboveground biomass of m ixed grassland kg·m−2

建植生长第3 年，第1 茬，紫花苜蓿的地上生物量随着混播组合中紫花苜蓿比例的下降而逐渐降低，在H1最高，且显著高于H4(P ＜ 0.05)，但与H2、H3差异不显著(P ＞ 0.05)；红豆草的地上生物量在H5最高，H3次之；比较第1 茬单位面积地上生物量，H2、H3的单位面积地上生物量显著高于H1、H5(P ＜ 0.05)，H3略高于H2。第2 茬，紫花苜蓿地上生物量的变化趋势与第1 茬一致，表现为H1最高，且显著高于H3和H4(P ＜ 0.05)；红豆草的地上生物量则随着混播组合中红豆草比例的增加而逐渐增大，在H5最高，且显著高于H2、H3和H4(P ＜ 0.05)；比较第2 茬单位面积地上生物量，H2最高，H3、H4次之，显著高于H1(P ＞ 0.05)。从全年地上生物量来看，H3最高，H2次之，分别比H1增产0.34、0.31 kg·m−2，比H5增产0.33、0.30 kg·m−2(表1)。

2.1.5 相对产量总和

建植生长第2 年，第1 茬，H2、H3和H4中紫花苜蓿和红豆草的相对产量总和均小于1，且H1、H5显著高于H4处理(P ＜ 0.05)，各处理表现为H1(H5) ＞H3＞ H2＞ H4；第2 茬，H2、H3和H4中紫花苜蓿和红豆草的相对产量总和均大于1；与H1、H5相比，紫花苜蓿和红豆草混播能够有效提高土地利用率4.15%～78.22%。建植生长第3 年，两茬H2、H3和H4中紫花苜蓿和红豆草的相对产量总和均大于1，第1 茬H3最大，H2次之；第2 茬H2最大，H3次之；与H1、H5相比，紫花苜蓿和红豆草混播能够有效提高土地利用率19.29%～53.49% (表2)。

2.1.6 种间竞争力

种间竞争力是判断混播群落中物种竞争能力大小的一项指标。随着混播组合中紫花苜蓿比例的降低，其竞争力逐渐减小，红豆草的竞争力逐渐增大。H2中紫花苜蓿的竞争力均大于1，说明H2中紫花苜蓿占优势，竞争能力优于红豆草；H3中除建植生长第3 年第1 茬紫花苜蓿的竞争力小于1 外，在其余各年份各茬次紫花苜蓿的竞争力均大于1；H4中红豆草的竞争力大于1，表明红豆草的竞争能力优于紫花苜蓿(表3)。

表 2 混播草地的相对产量及相对产量总和测定Table 2 Determ ination of the relative yield and total relative yield of m ixed grassland

表 3 相对竞争力测定Table 3 M easurem ent of relative com petitiveness

2.2 紫花苜蓿和红豆草混播草地的牧草品质

2.2.1 粗蛋白

对比不同混播比例下紫花苜蓿和红豆草两茬牧草中粗蛋白(crude protein, CP)含量，受不同混播比例的影响，两茬紫花苜蓿和红豆草的CP 含量均表现为H4最高，第1 茬表现为H4＞ H2＞ H3＞ H1(H5)，且相互之间差异均显著(P ＜ 0.05)；第2 茬紫花苜蓿表现为H4＞ H1＞ H3＞ H2，红豆草表现为H4＞ H5＞ H2＞H3；且紫花苜蓿的CP 含量略高于红豆草(图5)。对比不同混播比例下紫花苜蓿和红豆草两茬牧草的单位面积CP 产量总和，第1 茬，H5最高，且显著高于H2、H4(P ＜ 0.05)，分别是H1、H2、H3和H4的1.80、2.00、1.66 和2.74 倍，H2、H3、H4紫花苜蓿在CP 产量总和中的贡献率低于其在混播组合中的占比，红豆草则相反。第2 茬，单位面积CP 产量总和在H4最高，为226.52 g·m−2，且显著高于H5(P ＜ 0.05)，H2次之；H2中紫花苜蓿在CP 产量总和中的贡献率低于其在混播组合中的占比，H3、H4中则高于其在混播组合中的占比，分别为67.67%、53.44%和44.10%，红豆草相反(图5)。

2.2.2 酸性洗涤纤维

不同混播比例下紫花苜蓿和红豆草的酸性洗涤纤维(acid detergent fiber, ADF)含量表现不同(图6)。第1 茬，紫花苜蓿的ADF 含量表现为H3＞ H1＞ H2＞H4，各处理间均差异显著(P ＜ 0.05)，红豆草的ADF含量表现为H5＞ H3＞ H4＞ H2，各处理间均差异显著(P ＜ 0.05)；第2 茬，紫花苜蓿的ADF 含量在各处理间无显著差异(P ＞ 0.05)，H3最低，红豆草的ADF含量表现为H5显著高于H2、H3和H4(P ＜ 0.05)。不同混播比例下紫花苜蓿和红豆草的单位面积ADF产量总和有一定差异(图6)。第1 茬，H5最高，且显著高于其余各处理 (P ＜ 0.05)，分别为H1、H2、H3、H4的2.47、2.95、2.19、3.94 倍，H2、H3、H4中紫花苜蓿在ADF 产量总和中的贡献率低于其在混播组合中的占比，红豆草相反。第2 茬中单位面积ADF 产量总和同样表现为H5最高，为301.43 g·m−2，H2次之，且显著高于H1(P ＜ 0.05)，H2和H3紫花苜蓿在ADF产量中的贡献率低于其在混播组合中的占比，分别为62.89%和45.33%，H4高于其在混播组合中的占比，为44.68%，红豆草则相反。

图 5 混播草地中苜蓿和红豆草粗蛋白含量和单位面积粗蛋白产量的测定Figure 5 Determ ination of crude protein content and crude protein yield per unit area of alfalfa and soinfoin in m ixed sow ing grassland

2.2.3 中性洗涤纤维

比较不同混播比例下紫花苜蓿和红豆草的中性洗涤纤维(neutral detergent fiber, NDF)含量(图7)，第1 茬，紫花苜蓿和红豆草的NDF 含量分别为H1和H5最高，H3次之，H4最低；第2 茬，H4的紫花苜蓿NDF 含量最高，且显著高于其余处理(P ＜ 0.05)，H3最低，红豆草的NDF含量则表现为H2最高。对比不同混播比例下单位面积紫花苜蓿和红豆草的NDF 产量总和(图7)，第1 茬，H5最高，且显著高于其余各处理(P ＜ 0.05)，表现为H5＞ H3＞ H1＞ H2＞H4，H2、H3、H4中紫花苜蓿在NDF 产量总和中的贡献率均低于其在混播组合中的占比，红豆草相反；第2 茬，单位面积NDF产量总和在H2处理最高，H3次之，且显著高于H1(P ＜ 0.05)，H2、H3中紫花苜蓿在NDF 产量总和中的贡献率低于其在混播组合中的占比，分别为61.32%和45.45%，H4中则高于其在混播组合中的占比，为46.74%，红豆草相反。

2.2.4 其他养分比较

测定结果显示(表4)，第1 茬，紫花苜蓿的粗灰分(crude ash, Ash)含量在H4最高，H1次之，H3处理最低，各处理间差异显著(P ＜ 0.05)；H1的粗脂肪(ether extract, EE)含量最高，显著高于其余各处理(P ＜ 0.05)，H3最低；不同混播比例对紫花苜蓿中Ca、P、K 含量的影响不显著(P ＞ 0.05)；H3处理的Mg 含量最高，显著高于H1和H2(P ＜ 0.05)。第2 茬，紫花苜蓿的Ash 含量表现为H1＞ H4＞ H3＞ H2；H2的EE 含量最高，显著高于其余处理(P ＜ 0.05)，H1最低；Ca 含量表现为H1＞ H3＞ H4＞ H2；H3的P 和K 含量均为最高，H2次之；H1的Mg 含量最高，H3次之。第1 茬，紫花苜蓿的相对饲喂价值从大到小依次为H4＞ H2＞ H3＞ H1，H4、H2、H3处理分别比H1处理高27.42%、15.1%和4.4%；第2 茬，H3处理的紫花苜蓿相对饲喂价值最高，显著高于其余处理(P ＜ 0.05)。

图 6 混播草地中苜蓿和红豆草酸性洗涤纤维含量和单位面积酸性洗涤纤维产量的测定Figure 6 Determ ination of acid detergent fiber content and acid detergent fiber yield per unit area of alfalfa and soinfoin in m ixed grassland

第1 茬，红豆草中粗灰分含量为H2最高，H3次之，显著高于H4、H5(P ＜ 0.05)；粗脂肪含量表现为H4＞ H5＞ H2＞ H3，各处理间差异显著(P ＜ 0.05)；钙、磷、钾含量均表现为H2最高；镁含量在H2、H3和H4相同，显著高于H5(P ＜ 0.05) (表5)。第2 茬，粗灰分含量均表现为H4最高，H5次之，均显著高于H2、H3(P ＜ 0.05)；H4的粗脂肪含量最高，H3次之，H2最低，各处理间差异显著(P ＜ 0.05)；H4的钙含量较高，显著高于H3、H5(P ＜ 0.05)；H4的磷、钾、镁含量均较高。第1 茬，红豆草的相对饲喂价值从大到小依次为H2＞ H4＞ H3＞ H5，混播处理的相对饲喂价值高于单播处理；第2 茬，H4处理的红豆草相对饲喂价值最高，显著高于其余处理(P ＜ 0.05)，H3处理次之，H4、H3、H2处理分别比H5处理高49.73%、15.50%和8.23%。总体来看，红豆草的相对饲喂价值低于紫花苜蓿。

3 讨论与结论

3.1 混播对紫花苜蓿和红豆草草地地上生物量的影响

混播组合中不同品种占有各自的生态位，互相之间具有补偿协同效应，群落结构越丰富，稳定性越强，草地利用效能越佳[12]。众多研究表明，混播草地比单播草地可以更好地保持稳产和增产[13-14]。紫花苜蓿和扁穗冰草(Agropyron cristaturn)及无芒雀麦(Bromus inermis)混播后，相比于扁穗冰草单播以及无芒雀麦单播的3 年地上生物量分别提高了15.46%和7.27%[15]。本研究在黄土高原丘陵沟壑区将紫花苜蓿和红豆草按不同比例混播，建植生长第2 年的单位面积全年地上生物量均大于紫花苜蓿单播，建植生长第3 年的单位面积全年地上生物量均大于紫花苜蓿单播和红豆草单播，可能是因为紫花苜蓿比红豆草生育期晚，当红豆草达到初花期时，紫花苜蓿才刚进入孕蕾期，同一时间二者达到的生育时期不同，对环境中光、热、水、肥，以及土壤养分等的吸收利用也有一定差异，导致这两种牧草的生态位分离，使它们之间的竞争强度减弱，种间协同性增强，优化了资源的配置，提高了草地生产力。但是，受气候和水肥等条件的影响，不同混播比例下草地的单位面积产量增幅有一定差异，同时适宜的混播比例也是影响混播草地长久稳定性和持续高产力的重要因素。本研究中，在紫花苜蓿与红豆草的混播比例为7 ꞉ 3 和5 ꞉ 5 时地上生物量较高，表明这两个混播比例下二者对环境资源的利用以及协调性较好，可提高草地生产力，丰富草地群落结构，最大限度发挥草地生态效应和经济效应，这与宝音陶格涛[16]在无芒雀麦和苜蓿的混播试验研究中得出的结论一致。

图 7 混播草地中苜蓿和红豆草中性洗涤纤维含量及单位面积中性洗涤纤维产量的测定Figure 7 Determ ination of neutral detergent fiber content and neutral detergent fiber yield per unit area of alfalfa and soinfoin in m ixed grassland

表 4 混播草地中紫花苜蓿营养成分的测定Table 4 Determination of alfalfa nutrients in mixed grassland %

3.2 混播对紫花苜蓿和红豆草种间关系及群落稳定性的影响

对栽培草地而言，通过调控混播物种和混播比例往往能使混播草地实现系统资源的最优化利用，并维持长期较高的生产力和稳定性[17]。本研究发现，随着混播组合中紫花苜蓿比例的下降，紫花苜蓿的相对密度呈上升趋势，红豆草的相对密度呈下降趋势，这说明紫花苜蓿的分枝能力逐渐增强，红豆草的分枝能力逐渐减弱；在紫花苜蓿与红豆草为7 ꞉ 3 的比例下，红豆草的相对密度最大，在3 ꞉ 7 的比例下，紫花苜蓿的相对密度最大。建植生长第2 年，在紫花苜蓿和红豆草为7 ꞉ 3 的比例下，紫花苜蓿的相对密度小于1，说明红豆草的引入限制了紫花苜蓿种群的扩大；其余均大于1，说明紫花苜蓿和红豆草的种群均在扩大；在5 ꞉ 5 的比例下，紫花苜蓿和红豆草的相对密度相近，均大于1，此时它们的种群数量近似相同。生长第3 年的相对密度大于第2 年，随着时间的增长，紫花苜蓿和红豆草的种群逐渐扩大。郑伟等[9]研究表明，相对产量总和大于1 表明混播组合中各牧草占有不同的生态位，二者为协同共存关系。

表 5 混播草地中红豆草营养成分的测定Table 5 Determination of sainfoin nutrients in mixed grassland %

本研究中，在建植生长第2 年第1 茬紫花苜蓿和红豆草混播的相对产量总和小于1，说明两种牧草在建植初期为扩大自己种群、形成自己稳定群落，竞争激烈，存在种间干扰；而在建植生长第2 年第2 茬和第3 年第1、2 茬中相对产量总和均大于1，表明紫花苜蓿和红豆草的混播组合中，也可以很好地协调利用光、热、水、肥等资源，紫花苜蓿和红豆草混播草地改善了草地群落的生产性能和资源利用结构，丰富了群落结构，两个种群之间发生生态位分离或对资源的利用种间干扰较小，较单播草地具有一定的产量优势，更有利于栽培草地的稳定。在紫花苜蓿与红豆草为7 ꞉ 3 和5 ꞉ 5 的混播中紫花苜蓿在种间竞争中占有优势，随着混播草地中紫花苜蓿比例的降低，紫花苜蓿相对于红豆草的种间竞争力减小，主要是因为随着混播群落中紫花苜蓿所占比例的降低，其竞争优势减弱，相对于红豆草竞争力变弱，这与张仁平等[18]以及锡文林和张仁平[19]在无芒雀麦和紫花苜蓿的不同混播比例下的研究结果一致，紫花苜蓿的生物量和种间竞争力始终占据优势，而且随着混播组合中紫花苜蓿比例逐渐减小，其竞争力也逐渐减小。

3.3 混播对紫花苜蓿和红豆草品质的影响

紫花苜蓿因其蛋白质含量高、营养物质丰富，被誉为“牧草之王”[20]。青饲或是调制成干草饲喂均可提高牲畜产奶量。在实际生产中，粗蛋白、粗脂肪、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、粗灰分、钙、磷、镁和相对饲喂价值等均被列为是评价饲草料营养价值的重要指标。本研究结果显示，在3 ꞉ 7 的混播比例下紫花苜蓿和红豆草的粗蛋白含量均为最高，这说明将二者混播促进了系统对氮磷的吸收和利用。第1 茬在紫花苜蓿和红豆草为0 ꞉ 1 的混播比例下粗蛋白产量总和最高，第2 茬在3 ꞉ 7 的混播比例下粗蛋白产量总和最高，且二者在5 ꞉ 5、3 ꞉ 7 的比例下，紫花苜蓿在粗蛋白产量总和中的贡献率高于其在混播组合中的占比，分别为53.44%和44.10%，这主要是因为混播草地中，在混播种类和混播比例相同的情况下，营养物质产量不仅与牧草的营养物质百分含量有关，还与其单位面积干物质产量具有较高的相关性[21]。本研究中，在刈割时紫花苜蓿的生育时期比红豆草晚，且紫花苜蓿的粗蛋白含量高于红豆草，但在第1 茬中红豆草的地上生物量较高。在牧草的营养品质中，粗纤维是影响牧草适口性和消化率的重要因素。同样，因单位面积干物质产量和刈割时期的不同导致第1 茬单位面积酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维产量在紫花苜蓿和红豆草为3 ꞉ 7的比例下最低，第2 茬在紫花苜蓿单播和红豆草单播时单位面积酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维产量较低，3 ꞉ 7 的比例下次之，混播在一定程度上改善了牧草的品质。牧草中粗蛋白、酸性洗涤纤维以及中性洗涤纤维是直接影响牧草相对饲喂价值的3 项重要指标。本研究中紫花苜蓿和红豆草混播通过对以上指标的影响间接地影响了牧草的相对饲喂价值，其中，紫花苜蓿的相对饲喂价值第1 茬在3 ꞉ 7的比例下最高，红豆草则相反，在7 ꞉ 3 的比例下相对饲喂价值最高；第2 茬紫花苜蓿在5 ꞉ 5 的比例下相对饲喂价值最高，而红豆草在3 ꞉ 7 的比例下相对饲喂价值最高。总体来说，紫花苜蓿的相对饲喂价值高于红豆草。不同混播比例下，紫花苜蓿和红豆草中粗灰分、粗脂肪含量均有所变化，且在第一茬与第2 茬间也存在一定差异。红豆草中粗灰分含量低于紫花苜蓿。紫花苜蓿第2 茬中钙、磷、钾和镁含量高于第1 茬，这说明混播组合通过调控地上与地下资源的竞争，可以使混播草地获得较大的牧草产量和营养物质产量优势[21]。

综上所述，无论从地上生物量、群落结构、稳定性以及单位面积营养物质产量来看，混播均优于单播，混播草地较单播草地能够更加优化群落结构和资源利用优势，从而提高单位面积干物质和营养物质产量，本研究中尤其以紫花苜蓿和红豆草7 ꞉ 3 和5 ꞉ 5 的混播比例效果较好，生产中可以参考通过建立人工混播草地以提高草地产草量和营养品质，同时还可以延长草地使用寿命。