茬次与品种对多花黑麦草在北方地区种植的产量及营养价值的影响

付志慧, 格根图*, 贾玉山, 王志军, 吕世杰, 侯美玲, 南丁罕, 意如乐, 阿希达, 金 国

(1.内蒙古农业大学草原与资源环境学院， 农业农村部饲草栽培、加工及高效利用重点实验室， 内蒙古 呼和浩特 010019；2.内蒙古民族大学农学院， 内蒙古 通辽 028042； 3.东乌珠穆沁旗草原工作站， 内蒙古 锡林郭勒盟, 026300)

多花黑麦草(Loliummultiflorum)是禾本科一年生优质的冷季型、速生性可刈割牧草[1]；因其具有易栽培、消化率高、抗逆性强、产量高、刈割后再生性强、适口性好且蛋白质含量丰富等优点，是温带地区畜牧生产中极佳的饲草[2]。在我国南方地区，多花黑麦草在粮草轮作、种草养畜、废水净化等方面发挥着及其重要的作用[3]，尤其是“稻-黑麦草-奶牛”模式成为了黑麦草养畜子系统中应用最广泛、发展最成熟的模式[4]。黑麦草属南方地区常见草种，但在北方地区尚未推广开来。2020年中央1号文件提出：“大力发展现代草牧业、深入实施粮改饲政策，加快推进奶业振兴，以北方农牧交错带为重点,扩大粮改饲规模，发展优质饲草，推广种养结合模式”。因此，在北方地区筛选高产优质的黑麦草品种，探索其高效收获策略并推广种植，对于充分发挥其饲用价值，解决地方性饲草短缺问题，克服年内季节间牲畜之间的差异生产和可用牧草的季节性不平衡，提高北方饲草品质，缓解饲草短期供需矛盾，保障畜牧业稳定发展具有重要意义。

在牧草管理中，刈割次数[5]与频次[6]直接影响牧草的产量与品质。王延周[7]等人探讨刈割茬次对苎麻(Boehmerianivea(L.)Gaudich)饲用产量和品质的影响，以2个苎麻品种为材料，研究一年内不同刈割茬次对其产量与品质变化的影响，结果表明：在不同茬次间的产量性状中，干鲜比的变异幅度最大；而在不同茬次间的饲用品质上呈现“前2次优于后 4次”的变化规律。孙扣忠[8]等人在探究刈割次数对江苏沿海地区多花黑麦草产量及品质的影响，结果表明：大棚种植多花黑麦草以刈割 5次产量最高，随着刈割次数的增加，粗蛋白质含量下降。宋书红[9]等人研究刈割时期对4种紫花苜蓿(Medicagosativa)和红豆草(OnobrychisviciaefoliaScop)产量及营养价值的影响，结果表明：牧草的最适刈割时期为第一茬，适宜的种植品种为‘新牧2号’。Hyungsoo[10]等人研究刈割时间对多花黑麦草和燕麦(AvenasativaL.)单独或组合播种的产量和品质的影响，发现第1次刈割的最高干物质产量为18 680 kg·hm-2。第2次刈割的粗蛋白含量最高，达11.97%。在不同地理区域，均呈现随着刈割茬次的增加，牧草的产量及营养价值呈现下降的趋势。

综上所述，多花黑麦草作为优质牧草，在北方地区，其品种和刈割茬次对产量及营养价值的影响鲜有报道。为此，本研究以3个品种的多花黑麦草为试验材料，基于分析刈割茬次对产量(干重)、鲜干比、粗蛋白质、中性洗涤纤维、水溶性碳水化合物的影响，探究茬次与品种对多花黑麦草在北方地区种植的产量及营养价值的影响，以期筛选出可在北方地区推广种植的高产优质多花黑麦草品种，同时为多花黑麦草的刈割管理及高效利用提供科学指导。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于内蒙古农业大学牧草试验基地，地理坐标为111°41′ E，40°49′ N，属典型蒙古高原大陆性气候，四季变化明显，年平均气温变化较大，年均温度10℃～14℃，年均降水量在400 mm左右，多集中在7—9月。试验地土壤为沙质栗钙土，土壤肥力适中，具备灌溉条件。

1.2 试验方法

1.2.1试验材料 多花黑麦草种子由内蒙古正奇农牧业有限公司提供，品种分别为‘剑宝’、‘先锋’、‘双筒枪’。

1.2.2试验设计 本试验采用单因素随机区组设计，品种为处理因素，每个品种种植4 m×5 m的小区，3个重复。于2019年5月26日播种，6月26日开始收获第1茬(孕穗后期抽穗前期刈割，后续刈割均以此标准)，共收获5茬(具体刈割时间见表1)，从第1茬至第4茬，每隔20 d左右刈割一次，第4茬到第5茬由于积温的影响，时间间隔为47 d。每个小区之间间隔30 cm，种植前施用有机肥(羊粪)作底肥，行距12 cm，播种深度3 cm，播种后细土覆盖，播量为3.75 g·m-2，刈割留茬高度为3 cm。定期进行灌溉、去除杂草和病虫害防治。

表1 3个品种的多花黑麦草收获时间表

1.2.3样品处理 将采集的样品收获后，置于烘箱中，105℃杀青30 min后，再将温度调至65℃烘干48 h至恒重，测定其风干重。

1.3 测定指标及方法

干草产量：刈割后称量其鲜重质量，用草样的鲜草产量乘该样方(1 m×1 m)测出的鲜干比，即为草样干草产量(单位：kg)并换算成公顷产量，取3个小区的平均值，即为干草产量(kg·hm-2)。共收获5茬，将各茬次的干草产量相加得到年度干草总产量(kg·hm-2)。

鲜干比：测定鲜草重量时，每个样方各留一份鲜草样品，将样品(约100 g)带回室内，放入65℃烘箱中烘48 h至草样恒重后，测定其干重，鲜重除以干重即得鲜干比。

营养品质：每次刈割时，从每种处理的收获样品中随机选取1 kg，带回实验室，放入65℃烘箱中烘48 h至草样恒重后，用GRINDER粉碎仪器CM20粉碎以备营养品质检测。利用FOSS KJ2300全自动凯氏定氮仪测定粗蛋白质(Crude protein，CP)含量，利用FOSS Fibertee2010全自动纤维分析系统测定中性洗涤纤维(Neutral detergent fiber，NDF)含量[11](占DM的百分比)，水溶性碳水化合物(Water soluble carbohydrate，WSC)采用蒽酮-硫酸法[12]测定。

1.4 数据处理与分析

通过双因素方差分析(ANOVA)评估不同品种不同刈割茬次对多花黑麦草产量及营养价值的差异显著性，在SAS 9.2中调用ANOVA过程，结果在Excel 2016中绘图。采用对应分析探讨3个品种、5个刈割茬次与多花黑麦草产量与营养价值的对应关系，在SAS9.2中调用CORRESP过程，对应关系图在Excel 2016中绘制。

2 结果与分析

2.1 品种和刈割茬次对多花黑麦草农艺性状的影响

品种和刈割茬次对多花黑麦草农艺性状的影响见图1。‘剑宝’的产量最高，为35 698.27 kg·hm-2，其产量与‘先锋’无显著性差异，与‘双筒枪’存在显著性差异(P<0.05)；不同品种第3茬次的产量最高，与第2茬次有显著性差异(P<0.05)。3个品种的鲜干比无显著性差异；第2茬次的鲜干比值最高，为8.03，与其他各茬次均有显著性差异(P<0.05)。

图1 品种与刈割茬次对多花黑麦草农艺性状的影响

2.2 品种和刈割茬次对多花黑麦草营养价值的影响

由图2所示，‘剑宝’的粗蛋白质含量最高，为17.8% DM，与‘双筒枪’差异显著(P<0.05)；各品种第1茬次粗蛋白质含量最高，为22.62% DM，与其他各茬次均存在显著性差异(P<0.05)，第3茬次次之，显著高于第2，4，5茬次(P<0.05)。‘剑宝’的中性洗涤纤维含量最低，为52.21% DM，与其他2品种差异显著(P<0.05)。‘双筒枪’的水溶性碳水化合物含量最高，为22.84% DM，各品种第2茬次水溶性碳水化合物含量最低，为15.37% DM，与其它各茬次存在显著性差异(P<0.05)。从茬次对粗蛋白质含量的影响结果来看，从第3茬次开始，随着刈割茬次的增加，粗蛋白质含量呈现下降趋势；从茬次对中性洗涤纤维含量的影响结果来看，从第2茬次开始，随着刈割茬次的增加，中性洗涤纤维含量呈现下降趋势。从茬次对水溶性碳水化合物含量的影响结果来看，从第3茬次开始，随着刈割茬次的增加，水溶性碳水化合物含量整体呈现上升趋势。

图2 不同品种与刈割茬次对多花黑麦草营养价值的影响

2.3 品种和刈割茬次与产量和营养价值的对应分析

品种与产量和营养价值的对应分析见图3，3个品种在纵坐标(第二坐标)的两侧，由于不同品种与各项指标的远近表示彼此之间的密切程度。由图可知，干草产量与3个品种距离较近，鲜干比、水溶性碳水化合物、中性洗涤纤维与3个品种距离较远，表明3个品种的鲜干比、水溶性碳水化合物等含量相差不大，主要差异表现在干草产量上。‘双筒枪’距离粗蛋白质、水溶性碳水化合物、鲜干比，中性洗涤纤维4个指标的点距离较近，说明在鲜干比反映的适口性上，‘双筒枪’的适口性较好、其粗蛋白质含量高、水溶性碳水化合物含量较高，中性洗涤纤维含量较低；‘剑宝’与‘先锋’离干重指标较近，在干草产量反映的生产性能上，这2个品种的干草产量相对高一些，生产性能相对较好。

图3 多花黑麦草品种与产量和营养价值的对应分析

刈割茬次与产量和营养价值的对应分析见图4。干草产量与后3个茬次距离较近，从干草产量所反映的生产性能上，表明后3个刈割茬次决定了干草产量的多少，影响了多花黑麦草生产性能的高低；鲜干比与各刈割茬次的距离较远，在鲜干比所反映的适口性上，表明适口性与刈割茬次没有较大的关联；粗蛋白质、中性洗涤纤维含量的高低主要由第1茬次与第2茬次决定；水溶性碳水化合物含量的积累主要与第2茬次有关。

图4 刈割茬次与多花黑麦草产量和营养价值的对应分析

3 讨论

牧草产量是牧草重要的经济性状之一，是评价其品种优劣的关键因素，也是衡量牧草生产力大小的主要指标[13-14]。不同的产草量可以反映不同品种的生产性能及其适应性[15]。本研究中，‘剑宝’的干草总产量最高，表明在北方典型蒙古高原大陆性气候条件下，其经济效应最佳、生产性能及适应性最强。同时，对应分析的结果也表现出各品种在干草产量上差异较明显，说明品种不同，其生产性能与适应性也存在明显差异，与匡崇义[16]等人研究结果类似。刈割是提高牧草饲用价值的有效方式，刈割茬次与饲草产量、品质密切相关[10]。本研究中，多花黑麦草的第1茬草与第2茬草均高于赵桂琴[17]在燕麦研究中的头茬草与2茬草的产草量，同时各品种的年度干草总产量均高于南铭[18]等人在6个燕麦品种研究中的总产草量，说明多花黑麦草在北方地区种植的产草量要高于北方地区主推的燕麦。本研究中第3茬次干草产量最高，可能原因是第3茬次生长时的温度及水热条件更适合黑麦草的干物质积累[19]，若以高产为收获目标，在生产中可将播种期适当提前，同时注重前3茬次的田间管理。

鲜干比是指鲜草重与干草重的比例，它反映牧草的干物质积累程度和利用价值[20]，同时也是评价牧草适口性的一个重要指标，鲜干比越高适口性越好[21]；另一方面，鲜干比也反映青干草出草率，鲜干比越大，青干草出草率越低[22]。在本试验中，‘剑宝’的鲜干比值最高，说明其适口性最好。刈割茬次对牧草的鲜干比也有显著影响，本研究中，第2茬次的鲜干比显著高于其他茬次，同样对应着干草产量也最低，与李三要[23]等人研究结果类似。可能是由于牧草第2茬次生产过程中降雨量偏多，后期随着温度的升高，降雨量的减少，干物质积累量的增加，鲜干比值降低[24]。

粗蛋白质、中性洗涤纤维与水溶性碳水化合物均是衡量和反映牧草营养品质的重要评价指标[25]，一般来说，饲草的粗蛋白质含量越高，中性洗涤纤维含量越低，水溶性碳水化合物含量越高，其品质越好。饲用燕麦和多花黑麦草的粗蛋白质含量都在10%以上，但多花黑麦草略高于饲用燕麦[26]。由于牧草自身的特性，不同品种的黑麦草其品质也不相同[27]，本研究中，3个不同品种的多花黑麦草粗蛋白质含量差异显著，‘剑宝’的粗蛋白质含量最高，中性洗涤纤维含量最低，说明其营养品质较好。

刈割茬次不仅影响着饲草的产量，也影响着饲草的品质[10]，从营养价值来看，粗蛋白质是家畜必不可少的营养物质[25]，其含量的高低不仅影响着牧草的经济效益[28]也直接关系着家畜的产乳量和乳蛋白产量[29]。本研究中，第1茬次的粗蛋白质含量显著高于其他各茬次，可能原因是第1茬次的生长期最长，营养物质积累量最多；随着刈割茬次的增加，粗蛋白质含量基本呈下降趋势，这与孙扣忠[8]等人研究结果一致，但第3茬次的粗蛋白质含量高于第2茬次，可能原因是在管理过程中施肥种类的改变导致第3茬次粗蛋白质含量高于第2茬次但仍然低于第1茬次，第2茬次中性洗涤纤维含量突增，需进一步探讨与论证。

Haselmann[30]等人研究证明牧草中较高的水溶性碳水化合物含量能够增强奶牛瘤胃发酵过程，从而为奶牛提供更多的营养和能量。Chunmei[27]等人研究表明当牧草的光合作用产量超过碳水化合物利用率时，水溶性碳水化合物就会积累，本研究中，随着刈割茬次的增加，水溶性碳水化合物含量从第2茬次开始呈现上升趋势，表明随着刈割茬次的增加，黑麦草的光合作用产量增加，积累的水溶性碳水化合物增多，有利于其本身的能量积累及后期优质饲草的加工利用。可依据饲草的利用方式，适当选择合理的刈割方案，若想收获高蛋白含量低纤维含量的饲草，需在第1茬次加强田间管理，保持水肥充足。

4 结论

在3个供试品种中，‘剑宝’的干草产量最高、生产性能最好、鲜干比值最高、粗蛋白质含量最高、中性洗涤纤维含量最低、营养品质最好，可在本地区推广种植。在生产实际中，若以高产为收获目标，应注重前3茬黑麦草的田间管理工作；若以粗蛋白质含量为收获目标，为家畜提供优质饲草，以第1茬次最佳。