海北州小黑麦与饲用型豌豆混播生产性能及营养品质分析

魏晓丽， 徐成体， 蒲小剑， 段娜宁， 王 伟

(青海大学畜牧兽医科学院， 青海 西宁 810016)

小黑麦(Triticale)是由小麦属(Triticum)和黑麦属(Secale)物种经属间有性杂交和杂种染色体数加倍而得到的新物种，属于粮草兼用型的禾本科作物[1]，具有抗寒性强、早熟、抗病、高产、适口性好、蛋白质及赖氨酸含量较高等特点，是畜牧业发展中重要的饲料作物之一[2]。豌豆(Pisumsativum)是干旱地区重要的倒茬养地和饲料作物[3]，近年来豌豆被用作饲草引入高寒地区，由于其所需气候特征独特及对其研究时间较短，对于豌豆的研究还未形成科学体系，豌豆只作为混播饲草在高寒地区种植。

海北州位于青海省东北部，草地畜牧业是当地主要生产经营方式，但是其独特的气候环境导致了当地季节性草畜不平衡问题，牲畜越冬饲草料短缺是制约当地畜牧业发展的重要瓶颈。近年来青海省大力发展饲草产业，扩大饲草种植面积。相关学者经研究发现，适宜的禾豆混播能有效提高饲草产量和品质、保存粗蛋白，降低纤维素含量，提高饲草适口性的同时优化饲草料调制[4]。苟蓉[5]对燕麦(AvenasativaL.)和箭筈豌豆(ViciasativaL.)混播草地牧草生产性能的影响研究表明20 cm同行条播草地的干草产量和能量产量最大，适合在生产中推广应用；秦燕[6]研究了不同混播比例对燕麦和箭筈豌豆混播草地植物生长特征的影响，发现燕麦与箭筈豌豆以2∶1的混作方式进行种植时品质较优；罗彩云[7]在青海湖地区进行燕麦与箭筈豌豆混播比例筛选试验发现该地区箭筈豌豆和燕麦的最佳混播比例是1∶1；西然朋措[8]在称多县以小黑麦和饲用型豌豆为研究对象进行混播试验，结果表明小黑麦播种量210 kg·hm-2+饲用豌豆22. 5 kg·hm-2是适宜该地区的禾豆混播比例。目前禾豆混播的研究很多，但有关小黑麦与饲用豌豆混播的研究少见报道。本试验针对小黑麦与饲用型豌豆开展不同混播比例研究，对其物候期、生产性能及营养品质参数进行比较分析，以期为海北州筛选适合的小黑麦与饲用型豌豆混播比例提供科学支撑，满足该区域生态畜牧业建设的发展需要。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于海北藏族自治州西海镇的青海省畜牧兽医科学院牧草实验繁育基地，地理坐标是98°05′～102°41′ E，36°44′～39°05′ N，平均海拔3 210 m，年降雨量达366.4 mm，年平均气温-0.5℃，昼夜温差大，日照强烈，年蒸发量为1 531.1 mm。试验小区土壤为高山草甸土，土壤pH值6.92，有机质含量为2.36%，全氮含量为0.95%，全磷含量为0.82%，全钾含量为1.35%[9]。

1.2 试验材料

小黑麦为‘甘农2号’，来源于甘肃农业大学；饲用型豌豆为‘青建1号’，来源于青海畜牧兽医科学院。

1.3 试验方法

试验小区面积为15 m2(3 m×5 m)，每个处理设置5次重复，随机区组设计，播种时间为2020年5月22日，土壤翻耕20～30 cm，播种方式为条播，行距30 cm、每小区10行。设置了7个不同的禾豆混播比例，具体的混播组合和播量见表1。单播小黑麦和饲用豌豆为对照组。播前施磷酸二铵(含N 64%)10 kg·hm-2、尿素(含N 46%)75 kg·hm-2。生育期除杂草2次，期间无灌溉无追肥。

表1 试验设计Table 1 Experimental design

1.4 测定内容及方法

物候期：小黑麦和饲用型豌豆均以50% 植株进入该生育期为准，记录各生育时期，计算生育天数及生长时间。

株高：小黑麦在其抽穗期时测定株高，饲用型豌豆在其盛花期测定株高；植株高度用卷尺测定植株顶端至植株基部土壤表面的垂直高度。

生物量：小黑麦在其抽穗期刈割，饲用型豌豆达到盛花期时刈割，每个处理均割4个重复，留1个重复以供后期物候期的测定。各处理均为去除边际效应(边1行)后整片刈割，留茬3 cm，称重；在105℃烘箱中杀青30 min，随后65℃烘箱内烘干至恒重后称重，计算鲜草产量和干草产量。

营养品质：测定不同小区的草样营养品质；测定方法参照文献《饲料分析及饲料质量检测技术》[10]，其中粗灰分(Crude ash，Ash)含量测定采用马福炉灰化法，粗蛋白(Crude protein，CP)含量测定采用凯氏定氮法[11]，粗脂肪(Ether extract，EE)含量测定采用索氏抽提法[12]，可溶性糖(Soluble sugar，SS)含量测定采用蒽酮比色法[13]，中性洗涤纤维(Neutral detergent fiber，NDF)和酸性洗涤纤维(Acid detergent fiber，ADF)含量测定采用范式纤维分析法[14]，木质素(Lignin，LI)含量测定采用Klason法[15]。

饲草粗蛋白产量：饲草粗蛋白产量=单位饲草粗蛋白含量×饲草产量。

相对产量总和(Relative yield total，RYT)：利用相对产量总和测定小黑麦+饲用豌豆混播草地饲草产量的混播优势。

RYT=Yij/Yii+Yji/Yjj

式中:Yij为种i与种j混播时种i的鲜草产量；Yii为种i单播时的鲜草产量；Yji为种j同种i混播时种j的鲜草产量；Yjj为种j单播时的鲜草产量。RYT=1，说明在该组分下种间和种内干扰相等；RYT<1，说明在该组分下种间干扰大于种内干扰，环境资源没得到充分利用；RYT>1说明种间干扰小于种内干扰，各个竞争种可能有某种程度的生态位分化，环境资源得到充分利用[16]。

土地当量比(Land equivalent ratio，LER)：利用土地当量比衡量小黑麦+饲用型豌豆混播草地种子产量的混播优势。

LER=Lo+LP

式中：Lo=混播小黑麦干草产量/单播小黑麦干草产量；LP=混播饲用型豌豆干草产量/单播饲用型豌豆干草产量。当LER>1时，表示有混播优势；当LER<1时则无混播优势[17]。

1.5 数据处理

采用Excel整理数据，利用SPSS 26统计软件对试验数据进行统计分析(P<0.05)，并且进行主成分分析与隶属函数分析。

2 结果与分析

2.1 不同混播处理下饲草的物候期

如表2所示，小黑麦于6月8日播种，不同混播处理小黑麦出苗期没有差异；E处理与G处理的小黑麦分蘖期较其他处理早1天；A，C，E，G，H处理的小黑麦拔节期较其他处理早2天，孕穗期比其他处理早1天；其他时期不同处理的时间一致。

表2 小黑麦物候期Table 2 Phenological phase of triticale

由表3可知，不同混播处理对饲用型豌豆的物候期影响不大，只有在出苗期时D，E，G，L处理的饲用型豌豆较其他处理早一天；饲用型豌豆从播种期到出苗期需13，14天，从出苗期到分枝期需8天，从分枝期到现蕾期需35天，9月4日到达结荚期。

表3 饲用型豌豆物候期Table 3 Phenological phase of forage pea

2.2 不同混播处理下饲草株高

如图1所示，G处理的小黑麦株高显著低于A，B，C，D处理中小黑麦的株高(P<0.05)。D处理的饲用豌豆株高显著高于B，E，F，H以及L处理的饲用豌豆株高(P<0.05)。本试验发现，小黑麦与饲用豌豆混播有利于茎杆生长，而D处理不论是小黑麦还是饲用豌豆的株高均为最高，说明小黑麦+饲用豌豆混播播量为小黑麦180 kg·hm-2+饲用型豌豆48 kg·hm-2时最有利于小黑麦和饲用豌豆的茎杆生长。

图1 不同混播处理饲草株高Fig.1 Plant height under different mixed seeding treatments注：图中不同小写字母代表不同处理间差异显著(P<0.05)，下同Note:Different lowercase letters indicate significant differences between different treatment at the 0.05 level,the same as below

2.3 不同混播处理下草产量、相对产量及蛋白产量

各混播单播处理干鲜草产量如表4所示，小黑麦鲜重产量F处理显著高于B，D，H处理(P<0.05)，达29 800 kg·hm-2；干重与鲜重结果一致，干草产量也是F处理最高，达11 294 kg·hm-2。饲用型豌豆L，H处理的鲜重最高，显著高于其他处理(P<0.05)，达15 444 kg·hm-2，13 778 kg·hm-2，干重与其鲜重结果一致，达5 699 kg·hm-2，5 084 kg·hm-2。E处理的总鲜重与总干重最优，显著高于A，B，D，L处理(P<0.05)，其鲜重为32 678 kg·hm-2，干重为12 307 kg·hm-2。

表4 不同混播处理下草产量、相对产量及蛋白产量Table 4 Grass yield,relative yield and protein yield under different mixed seeding treatments

不同处理下的相对产量总和均大于1，说明种间干扰小于种内干扰，环境资源在混播条件下得到充分利用[18]。D，H的土地当量比小于1，表明此处理无混播优势，其他处理的土地当量比大于1，表明有混播优势。F处理的粗蛋白产量最高，达1 291 kg·hm-2，显著高于A，B，C，D，L处理(P<0.05)。

2.4 不同混播处理下饲草营养品质

2.4.1粗灰分(Ash)含量 粗灰分(Ash)是反映饲草中无机物含量的指标[19]。由图2可知，不同混播处理下饲草的粗灰分含量A处理与E处理显著高于B，D，H处理(P<0.05)。A，C，E，F，L处理之间粗灰分含量无显著差异。

图2 不同混播处理饲草粗灰分含量Fig.2 Crude ash content under different mixed seeding treatments

2.4.2粗蛋白(CP)含量 粗蛋白(CP)含量是评价饲草营养价值的重要指标之一，也是家畜必不可少的营养物质[20]。图3数据表明，本试验中F处理的混合饲草CP含量最高，达10.29%，显著高于C处理(P<0.05),与其他处理之间差异不显著。其次是H，G处理，其CP含量达10.27%，9.05%，显著高于C处理(P<0.05)，与其它处理间无显著差异。

图3 不同混播处理饲草粗蛋白含量Fig.3 Protein content under different mixed seeding treatments

2.4.3粗脂肪(EE)含量 饲草中的粗脂肪(EE)能为牲畜提供能量[21]。由图4可知，C，L处理的混合饲草EE含量显著高于B，D，E，F，G处理(P<0.05)。C处理的EE含量最高，达14.03 g·kg-1；其次是L，H处理与A处理，达13.63 g·kg-1，12.4 g·kg-1，11.87 g·kg-1。

图4 不同混播处理饲草粗脂肪含量Fig.4 Ether extract content under different mixed seeding treatments

2.4.4可溶性糖(SS)含量 饲草储存的养分主要是可溶性糖(SS)，因此SS含量的多少影响到饲草的适口性与营养水平[22]。由图5可知，C，D处理的混合饲草SS含量最高，达13.5 g·kg-1，12.1 g·kg-1，显著高于F，G，H，L处理的SS含量(P<0.05)；L处理的SS含量最低，说明小黑麦与饲用型豌豆的混播处理能够提高混合草样的SS含量。

图5 不同混播处理饲草可溶性糖含量Fig.5 Soluble sugar content under different mixed seeding treatments

2.4.5中性洗涤纤维(NDF)含量 图6中，A处理的NDF含量最高，显著高于其他处理中混合饲草NDF含量(P<0.05)，达61.50%；结果表明，A，H，L处理的饲草NDF含量较高，D，G，E处理的NDF含量较低。

图6 不同混播处理饲草中性洗涤纤维含量Fig.6 Neutral detergent fiber content under different mixed seeding treatments

2.4.6酸性洗涤纤维(ADF)含量 ADF含量直接影响饲草的消化率，其含量越高，饲草的消化率越低[23]。图7结果显示，9个处理下饲草的ADF含量差异不显著，其中A处理的饲草ADF含量最高，其次是C，H，L处理，这与NDF含量的结果基本相一致。

图7 不同混播处理饲草酸性洗涤纤维含量Fig.7 Acid detergent fiber content under different mixed seeding treatments

2.4.7木质素(LI)含量 木质素(LI)在植物体内的沉积主要为植物的直立生长提供支撑作用，其含量多少与植物株高有密切关系[24]。由图8可知，9个不同处理的饲草LI含量之间无显著差异。其中D处理饲草LI含量最高，达6.17%。其次是E处理。这与株高结果基本一致。

图8 不同混播处理饲草木质素含量Fig.8 Lignin content under different mixed seeding treatments

2.5 综合评价

2.5.1主成分分析 主成分分析是指将测定指标较多的数据进行整合，通过确定累计贡献率来最终确定选择指标。因此本试验通过对干草产量、CP，NDF，ADF，SS，EE，Ash和LI含量进行主成分分析。由表5可知，干草产量、CP，NDF，ADF，SS含量占总成分的98.392%，所以可选择这5个指标进行隶属函数值分析。

表5 特征值和方差贡献表Table 5 Characteristic value and variance contribution table

2.5.2隶属函数法分析 采用隶属函数法，对供试不同处理的5个主成分干草产量、CP,NDF,SS含量以及可溶性糖含量进行隶属函数值计算(表6)。结果表明隶属函数值最大为D处理，达0.727；其次是E处理，0.682。综合表现排序为：D>E>G>F>B>H>L>C>A，小黑麦与饲用型豌豆最佳混播播量为小黑麦180 kg·hm-2+饲用型豌豆48 kg·hm-2其次是小黑麦150 kg·hm-2+饲用型豌豆60 kg·hm-2。

表6 不同混播处理饲草各指标隶属函数值及综合评价值Table 6 Forage subordinate function values and comprehensive evaluation of each index value under different mixed seeding treatments

3 讨论

3.1 不同混播处理对生产性能的影响

饲草的生产性能是由其自身特性所决定的，同时受外界多种因素的影响，是其自身特性和外界环境条件共同作用的结果[25]。本试验对小黑麦与饲用型豌豆进行物候期观测结果表明小黑麦与饲用型豌豆的播种期到出苗期所用时间分别为8天与14天，这与西然朋措等人[9]的研究结果不同。本试验的出苗时间较短，西然朋措等人在称多县进行禾豆混播试验的结果表明小黑麦与饲用豌豆从播种期到出苗期所用时间分别为14天与19天，造成这一差异的原因可能是播种时间不同导致温度不同。

饲草产量的高低是衡量草地生产力的重要指标之一[26]，产草量越高说明其生产性能越好。所以较高的产草量是饲草混播追求的最主要的目标[27]。多数国外研究者也认为，禾本科与豆科混播可提高群体产量和饲用品质[28]。已有研究显示，混播较单播草地生产力提高14.0%～43.2%[29]，关正翾等[30]试验结果表明，燕麦+箭筈豌豆同行混播 25%∶75%组合生产性能较高；曹仲华等[31]在山南试验得出燕麦与箭筈豌豆的最佳混播比例为50%∶50%；刚永和等人[32]研究表明燕麦与饲用豌豆以6∶4混播处理下产草量最佳。本试验中E处理的产草量最高，混播播量为小黑麦150 kg·hm-2+饲用型豌豆60 kg·hm-2。这一结果与曹仲华研究结果一致，与刚永和等人研究结果不同，虽然两者研究结果不完全相同，但混播处理较单播处理产草量更高，这一结论是一致的。本试验小黑麦鲜草与干草产量的结果表明，在小黑麦播种量减少的同时其产草量并没有按比例随之减少，反而在F处理中产草量达到最高，说明在牧草混播体系中，播种量不是决定产草量多少的关键因素。

在混播体系中，物种之间的竞争和互补提高了产量和品质，使得生产性能提高[33]。郑伟等[34]研究进一步指出，栽培草地生产性能不是单项因素的比较，而是综合评价。本试验中不同混播处理的相对产量总和均大于1，说明本试验混播处理的种内干扰大于种间干扰，其资源环境得到充分利用；除D，H处理外，本试验的其他处理土地当量比均大于1，说明其具有混播优势，并且B，E，F处理的混播优势较高。这与关正翾、马晓东等人[30,35]研究结果一致，均是混播处理后种内干扰大于种间干扰。本研究结果与蒋汶桃等人[36]的研究结果有差异，蒋汶桃等人研究表明2∶6混播比例下红豆草(OnobrychisviciifoliaScop.)-垂穗披碱草(ElymusnutansGriseb.)混播群体具有较好的混播优势，但各处理的种内干扰大于种间干扰。

3.2 不同混播处理对营养品质的影响

CP含量是饲草品质鉴定的重要指标，其含量的多少能够说明饲草的好坏[35]；韩建国等[37]研究表明，燕麦与箭筈豌豆混合饲草CP含量较高，是因为豆科牧草固氮效果明显，混播中的燕麦能更好的吸收利用土壤中累积的氮素，增加混合饲草的CP含量。本试验中F，G，H处理的混合饲草CP含量较高，而小黑麦单播饲草的CP含量为6.83%，饲用型豌豆单播饲草CP含量为8.89%；说明小黑麦与饲用豌豆混播能够提高饲草整体CP的含量，并且以F，G，H处理的饲草CP含量较高，品质较优。研究结果与孙杰等人[38]研究结果相似，孙杰等人通过研究海拔高度和混播比例对燕麦与箭筈豌豆产草量及质量的影响发现，随着豌豆混播比例的增加，饲草CP含量呈上升趋势。

有报道表明，燕麦与箭筈豌豆以1∶1[39]，5∶3[41]，7∶3[40]，3∶2比例混播在高寒牧区种植较为理想。本试验中C，D处理的SS含量最高，而小黑麦单播处理的SS含量为10.17 g·kg-1，饲用豌豆单播处理的SS含量为4.03 g·kg-1。说明小黑麦与饲用型豌豆混播可显著提高混合饲草的SS含量，以C,D混播处理最优，与韩志林等人[10]研究结果一致。其原因主要是豆科牧草含有较多的蛋白质、钙和磷等营养成分，而禾本科含有较多的碳水化合物[42]。

本试验中不同处理的粗灰分含量有差异，B，D处理的粗灰分含量显著低于A，C，E，F，L处理(P<0.05)，这与杨耀胜[16]、安昊云等人[43]研究结果有差异。杨耀胜研究表明不同处理的饲草粗灰分含量无显著差异，安昊云研究表明不同混播处理的粗灰分含量均高于单播，其结论有差异的原因可能是各试验设计本身不完全相同，另外，各试验地区的水热条件、土壤肥力等差异很大。研究表明，禾本科粗脂肪含量大于豆科，所以混播处理中，粗脂肪含量较低的处理豆科占比较大[44]。本试验中C，L处理粗脂肪含量最优，F处理最低，与袁翠林等人[44]研究基本相似。

NDF含量越高，饲草品质越低，采食率越低；相反则采食率越高。ADF含量与饲草消化率有直接关系[38]。ADF含量越高，适口性越差；反之则适口性越好，易于家畜采食[23]。本试验表明，D，E，G处理的NDF含量均低于其他处理，尤其是D处理的ADF和NDF均较低，表明其饲草消化率与适口性均较好，这与韩建国、马晓东等人[31,35,37，45]研究结果一致。不同植物及其不同组织之间木质素的种类和含量不同[46]，本试验中不论单播还是不同混播处理对饲草木质素的含量影响不显著，但D处理的木质素含量相对较高，与饲草株高呈现的结果基本一致。

4 结论

本试验研究结果表明：小黑麦与饲用豌豆混播后，显著提高了除混播120 kg·hm-2小黑麦+ 72 kg·hm-2饲用型豌豆处理外的饲用型豌豆的株高。混播处理总产草量均大于单播处理。而混播处理的ADF和NDF含量均低于单播处理。混播处理120 kg·hm-2小黑麦+ 72 kg·hm-2饲用型豌豆与60 kg·hm-2小黑麦+ 96 kg·hm-2饲用型豌豆处理的CP含量较高。根据隶属函数值综合评价得出，在青海省海北地区小黑麦与饲用豌豆的最佳混播播量为180 kg·hm-2小黑麦+饲用型豌豆48 kg·hm-2饲用型豌豆，其次是150 kg·hm-2小黑麦+60 kg·hm-2饲用型豌豆。