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不同苜蓿品种混播和播种量对牧草产量及品质的影响

2022-07-08李满有李东宁王斌李小云沈笑天曹立娟倪旺王腾飞兰剑

草业学报 2022年5期
关键词:灰分播种量苜蓿

李满有 ,李东宁 ,王斌 ,李小云 ,沈笑天 ,曹立娟 ,倪旺 ,王腾飞 ,兰剑 ,3*

(1. 宁夏大学农学院,宁夏 银川 750021;2. 宁夏农垦茂盛草业有限公司,宁夏 银川 750021;3. 宁夏草牧业工程技术研究中心,宁夏 银川 750021)

宁夏回族自治区是我国北方典型的农牧交错地区,是重要的畜牧业发展基地之一。然而过去不合理的放牧和开垦等致使土地发生了不同程度的沙漠化,为了防止这种现象的进一步恶化,自2003年起宁夏当地政府发布了禁牧封育条例,草食动物生产以放养为主转变成舍饲为主,同时随着粮、经、饲三元种植结构协调发展,对优质高产的牧草需求量日益增大[1-3]。因此,探寻减缓饲草压力,弥补优质饲草料短缺的人工草地种植方式对畜牧业发展至关重要。混播不仅可以提高草地产量、促进牧草蛋白质的形成[4-5],还具备控制和防除杂草病害[6-7]、改良土壤结构和增强土壤肥力的能力[8-9],已成为人工草地种植的首选方式[10]。选择合理的播种量是建植优质、高产人工草地的根本保证。播种量很大程度上影响牧草群体结构,进而影响群体的干物质生产[11]。紫花苜蓿(Medicago sativa)以适应性强、生物量大和蛋白质含量高等特点,素有“牧草之王”的美誉[12],在我国饲草料供应中占有举轻若重的地位。研究表明,不同地区紫花苜蓿产量和品质随着播种量的增加呈先增加后降低的趋势[13-16],但各地区紫花苜蓿适宜播种量具有差异性。古琛等[14]在内蒙古呼伦贝尔市鄂温克族自治旗进行不同播种量对黄花苜蓿(Medicago falcata)草地产出的研究结果表明,黄花苜蓿播种量为10.5 kg·hm-2时产草量最高;张荟荟等[15]在新疆呼图壁研究不同播种量对紫花苜蓿生物学特性及产草量的影响结果表明,该地区种植紫花苜蓿的适宜播种量为15.0 kg·hm-2,其草产量和单位面积蛋白质产量最高;余有成等[16]在陕西咸阳研究不同播种量对越年生紫花苜蓿产草量结果表明,紫花苜蓿产草量、品质在播种量为35.0 kg·hm-2时最高。总而言之,探究适合当地紫花苜蓿最佳播种量对该地区畜牧业发展具有重要意义。

目前,国内外学者在紫花苜蓿混播方面的研究主要集中在豆禾搭配在不同施氮量[17-18]、混播比例[19]、灌溉量[20]、刈割期[19,21]等栽培措施下对草地产量和品质的影响,鲜有研究考虑播种量对紫花苜蓿混播草地的影响,尤其未见针对宁夏干旱地区紫花苜蓿品种间混播如何确定合理的播种量的研究报道。在混播方式对草地优势形成的解析中,同行混播[4]和间行混播[22-23]均能提高草地生产性能,增强牧草种间生态位互补。因此,本试验在宁夏引黄灌区通过探究 2017(建植第 2年)、2018(建植第3年)和 2019年(建植第4年)紫花苜蓿品种‘巨能7’和‘三得利’在混播方式和播种量交互条件下对紫花苜蓿产量和品质的影响,以期获得紫花苜蓿品种‘巨能7’和‘三得利’最佳混播方式和播种量,为该地区紫花苜蓿实现优质、高产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在宁夏农垦茂盛草业有限公司试验基地(38°33′N,106°03′E,海拔1110.4 m)进行,属典型温带大陆性气候,四季分明,气候干燥,昼夜温差大。该地年平均气温8~9 ℃,日照充足,年日照时数达2800~3100 h,年平均降水量180~210 mm,且主要集中在秋季,年均相对湿度65%~70%,年均无霜期190 d 左右。土壤为粘壤土(0~35 cm),pH 8.23,有机质含量 15.08 g·kg-1,速效氮含量 51.23 mg·kg-1,速效磷含量 18.76 mg·kg-1,速效钾含量128.93 mg·kg-1。

1.2 试验材料

供试材料为‘巨能7’(Magna Graze Ⅶ)和‘三得利’(Sanditi),秋眠级均为4~5,种子发芽率均为90%以上,田间出苗率在85%以上,符合试验播种要求。试验材料均由宁夏农垦茂盛草业有限公司提供。

说明:于2013-2015年在宁夏农垦茂盛草业有限公司试验基地和宁夏平吉堡试验基地对‘巨能7’、‘三得利’等苜蓿品种做了大量的品种选育试验,结果发现‘三得利’虽抗病虫害能力弱,茎秆矮壮,产量低,但抗倒伏性极强。而‘巨能7’虽抗病虫害,茎秆高,产量高,但易倒伏。从性状对比来看,二者混播具有明显的互补潜力。从对照(单播)角度来看,‘巨能7’单播更具有参考性。

1.3 试验方法

试验采用二因素随机区组设计(表1),设置3个混播方式(‘巨能7’单播,‘巨能7’与‘三得利’同行混播,‘巨能 7’与‘三得利’间行混播)为A 因素,3个播种量(13.5、18.0 和 22.5 kg·hm-2)为 B 因素(播种量均指理论播种量,且为混播品种的合计播种量),混播比例为1∶1,共9个处理,3 次重复,小区面积5 m×6 m,小区间隔1 m,四周设1 m 保护行,行距为20 cm,播种深度2~3 cm。

表1 试验设计Table 1 Experiment design

试验于 2016年 4月 28 日播种,本试验各项指标测定于 2017(建植第 2年)、2018(建植第 3年)和 2019年(建植第4年)的4-10月进行,每年测定4 茬,时间均为初花期,每年呈现的指标均为4 茬均值。试验地采用地下滴灌的方式,滴灌带间距为60 cm,滴灌带深20 cm,滴头间距30 cm。每年灌水6 次,分别为返青期、第1 茬分枝期、第2 茬分枝期、第3 茬分枝期、第4 茬分枝期和越冬水,每次的灌水量高度约为30 mm,试验地常规管理。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 株高 初花期在每个小区选择30 株长势均一的植株,将卷尺两头用细绳固定在白色加厚塑料管上,测量植株从地面到最高部位的自然状态垂直高度。

1.4.2 分枝数 初花期在每个小区选取6个具有代表整个样方的1 m 样段,统计并记录苜蓿根颈部的一级分枝数。

1.4.3 生物量与鲜干比 建植第2年(2017年)进行苜蓿刈割测产,一年刈割4 茬,刈割时间均为初花期。建植第3(2018年)和4年(2019年)对苜蓿测产方式同上。在初花期,每个小区随机选取2 m(21 m×2 m)样方进行刈割,重复6 次,留茬高度5 cm 左右,称鲜草产量;另取3个500 g 左右鲜样带回实验室在105 ℃下杀青35 min 后,65 ℃烘干至恒重,称干草产量,然后用鲜草产量/干草产量计算出鲜干比。

1.4.4 叶茎比 每次测定完鲜草产量后随机在每个小区抽取1 kg 左右鲜草,带回实验室在105 ℃下杀青20 min 后65 ℃烘干至恒重,冷却后将叶茎全部分离,其中花序的质量计算到叶片中去,叶茎比=叶干重/茎干重。

1.4.5 营养指标 随机在每个小区取500 g 左右鲜样,自然阴干后用粉碎机粉碎成末,过0.42 mm 筛。参照《饲料及饲料添加剂质量检测方法与品质管理》[24]测定苜蓿粗蛋白(crude protein,CP)、粗灰分(crude ash,ASH)、中性洗涤纤维(neutral detergent fiber,NDF)和酸性洗涤纤维(acid detergent fiber,ADF)含量。相对饲喂价值(relative feeding value,RFV)根据ADF 和NDF 计算:

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2013 整理基础数据和Origin 2019b 绘图,采用SPSS Statistics 26 进行方差分析、Duncan多重比较和主成分分析(principal component analysis,PCA)。

2 结果与分析

2.1 混播方式和播种量对苜蓿农艺性状的影响

由表2 可知,混播方式和播种量对2017-2018年苜蓿株高无显著影响,2019年A1条件下各处理苜蓿株高间存在显著差异(P<0.05),其中苜蓿株高最高的是A1B2处理,虽与A1B3处理差异不显著,但显著高于A1B1处理,2019年在混播方式A2、A3条件各处理苜蓿株高差异不显著;除2017年混播方式A2条件下各处理苜蓿分枝数差异不显著,其余处理对2017-2019年苜蓿分枝数均有显著影响(P<0.05)。混播方式A1条件下,2017-2019年苜蓿分枝数均在播种量为B2时最多。混播方式A2条件下,2018-2019年苜蓿分枝数均在播种量为B2时最多。混播方式A3条件下,2017-2019年苜蓿分枝数分别在播种量为B3、B2、B1时最多。随着种植年限的增加,各处理苜蓿分枝数均呈增加趋势;从表3 可知,混播方式对2017年苜蓿株高,2019年苜蓿分枝数影响显著(P<0.05),均在A2中最多。播种量对2017-2018年苜蓿分枝数影响显著(P<0.05),随着播种量的增加分枝数均呈先增加后降低趋势,最大值在B2中,具体排列顺序由高到低依次为B2>B3>B1。混播方式×播种量互作对2017-2019年苜蓿株高、分枝数均无显著影响。

表2 混播方式和播种量对苜蓿株高、一级分枝数的影响Table 2 The influence of mixed mode and sowing amount on alfalfa plant height and the number of first-level branches

表3 混播方式和播种量互作对苜蓿株高、一级分枝数的影响Table 3 The effect of mixed mode and sowing amount on alfalfa plant height and primary branch number

如图1 所示,混播方式和播种量对苜蓿3年株高、分枝数均值影响显著(P<0.05)。其中A2B3处理苜蓿株高相对较高,且与混播方式A1条件下的苜蓿株高差异显著;随着播种量的增加,不同混播方式下的苜蓿分枝数均呈先增加后降低的趋势,其中A2B2处理苜蓿分枝数最多,显著高于A1B3、A3B1和A3B3处理。

图1 混播方式和播种量对苜蓿3年株高、一级分枝数均值的影响Fig. 1 The effect of mixed mode and sowing amount on the average value of three-year alfalfa plant height and the number of primary branches

由表4 可知,混播方式和播种量对2019年各处理苜蓿叶茎比无显著影响,而2017-2018年在混播方式A1下,各处理苜蓿叶茎比之间存在显著差异(P<0.05),其中2017年苜蓿叶茎比最高的是A1B2处理,虽与A1B1处理差异不显著,但显著高于A1B3处理,2018年苜蓿叶茎比最高的是A1B3处理,虽与A1B1处理差异不显著,但显著高于A1B2处理。混播方式A2条件下,各处理苜蓿叶茎比在2017-2019年之间均无显著差异。混播方式A3条件下,各处理苜蓿叶茎比在2017-2018年无显著差异,在2019年差异显著(P<0.05),其中A3B3处理苜蓿叶茎比最高,与A3B2处理差异显著。随着种植年限的增加,各处理苜蓿叶茎比均呈先降低后增加趋势;混播方式和播种量对2017、2019年各处理苜蓿鲜干比均无显著影响,2018年各处理苜蓿鲜干比在混播方式A1和A3下无显著差异,而在A2条件下差异显著(P<0.05),其中鲜干比最高的是A2B2处理,显著高于A2B3处理。随着种植年限的增加,各处理苜蓿鲜干比均呈先增加后降低趋势(A2B1除外),但2017-2018年增长程度相对高于2018-2019年降低程度;从表5 可知,混播方式对2017-2019年苜蓿叶茎比均无显著影响,对2017年苜蓿鲜干比影响显著(P<0.05),其中鲜干比最高的处理为A3,显著高于A2处理。播种量、混播方式×播种量互作对2017-2019年苜蓿叶茎比和鲜干比均无显著影响。

表4 混播方式和播种量对苜蓿叶茎比、鲜干比的影响Table 4 The effect of mixed mode and sowing amount on alfalfa leaf-stem ratio and fresh-dry ratio

表5 混播方式和播种量互作对苜蓿叶茎比、鲜干比的影响Table 5 The effect of the interaction of mixed mode and sowing amount on alfalfa leaf stem-ratio and fresh-dry ratio

如图2 所示,混播方式和播种量对苜蓿3年叶茎比、鲜干比均值无显著影响。

图2 混播方式和播种量对苜蓿3年叶茎比、鲜干比均值的影响Fig.2 Effect of mixed mode and sowing amount on the average value of leaf-stem ratio and fresh-dry ratio of alfalfa in 3 years

由表6 可知,2017-2019年各处理苜蓿干草产量在混播方式A1、A2下无显著差异,在混播方式A3下存在显著差异(P<0.05)。混播方式A3下,2017-2019年苜蓿干草产量均在播种量为B2时最高,且均显著高于播种量为B3时苜蓿干草产量;从表7 可知,混播方式对2017年苜蓿干草产量有极显著影响(P<0.01),其中A3干草产量最低,与其他处理差异显著,混播方式对2018-2019年苜蓿干草产量无显著影响。播种量对2017-2019年苜蓿干草产量均无显著影响。混播方式×播种量互作对2017年苜蓿干草产量有极显著影响(P<0.01),对2018-2019年苜蓿干草产量无显著影响。

表6 混播方式和播种量对苜蓿干草产量的影响Table 6 The effect of mixed mode and sowing amount on alfalfa hay yield

表7 混播方式和播种量互作对苜蓿干草产量的影响Table 7 Interaction of mixed mode and sowing amount on the yield of alfalfa hay yield

如图3 所示,苜蓿3年干草产量均值在A3B3处理有最小值,且与A2B2、A3B2处理差异显著(P<0.05)。在同一混播方式条件下,随着播种量的增加,各处理苜蓿干草产量均呈先增加后降低的趋势。

图3 混播方式和播种量对苜蓿3年干草产量均值的影响Fig. 3 The effect of mixed mode and sowing amount on the average hay yield of alfalfa in 3 years

2.2 播种量和混播方式对苜蓿营养品质的影响

由表8 可知,混播方式A1、A2条件下,各处理苜蓿粗灰分含量在2017-2018年存在显著差异(P<0.05),混播方式A3条件下,各处理苜蓿粗灰分含量在2019年存在显著差异。不同混播方式下苜蓿粗灰分含量均在播种量为B1时最高。随着种植年限的增加,各处理苜蓿粗灰分含量均呈先增加后降低趋势(A3B1除外);混播方式和播种量对2017-2019年苜蓿粗蛋白含量无显著影响。随着种植年限的增加,2018-2019年苜蓿粗蛋白含量低于2017年;从表9 可知,混播方式对2017年苜蓿粗灰分、粗蛋白含量有显著影响(P<0.05),其中粗灰分含量在 A3中最高,与 A2差异显著,而粗蛋白含量在A2中最低,与其他处理差异显著。播种量对2017年苜蓿粗灰分、粗蛋白含量有显著影响(P<0.05),随着播种量的增加两者均呈降低趋势,播种量对2018年苜蓿粗灰分含量有极显著影响(P<0.01),B1粗灰分含量最高,显著高于其他处理。混播方式×播种量互作对2019年苜蓿粗灰分含量,2017年苜蓿粗蛋白含量有显著影响。

表8 混播方式和播种量对苜蓿粗灰分、粗蛋白含量的影响Table 8 The effect of mixed mode and sowing amount on the crude ash and crude protein content of alfalfa

表9 混播方式和播种量互作对苜蓿粗灰分、粗蛋白含量的影响Table 9 The interaction of mixed mode and sowing amount on the crude ash and crude protein content of alfalfa

如图4 所示,混播方式和播种量对苜蓿3年粗灰分含量均值影响显著,对3年粗蛋白含量均值无显著影响。粗灰分含量最高的是A3B1处理,与A1B3、A2B2、A2B3、A3B2处理差异显著。

图4 混播方式和播种量对苜蓿3年粗灰分、粗蛋白含量均值的影响Fig.4 The effect of mixed mode and sowing amount on the average value of crude ash and crude protein content of alfalfa in 3 years

由表10 可知,混播方式和播种量对2017-2019年苜蓿中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量均无显著影响。随着种植年限的增加,各处理苜蓿中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量均呈降低趋势;从表11 可知,混播方式对2017年苜蓿酸性洗涤纤维含量影响显著(P<0.05),在A2中有最高值,按从大到小的顺序排列为A2>A3>A1,混播方式对其他年限苜蓿中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量无显著影响。播种量对2017-2019年苜蓿中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量均无显著影响。混播方式×播种量互作对2017-2019年苜蓿中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量均无显著影响。

表10 混播方式和播种量对苜蓿中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量的影响Table 10 The effect of mixed mode and sowing amount on the content of neutral detergent fiber and acid detergent fiber of alfalfa

表11 混播方式和播种量互作对苜蓿中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量的影响Table 11 The interaction of mixed mode and sowing amount on the content of neutral detergent fiber and acid detergent fiber of alfalfa

如图5 所示,混播方式和播种量对苜蓿3年酸性洗涤纤维含量均值无显著影响,但对3年中性洗涤纤维含量均值影响显著(P<0.05)。中性洗涤纤维含量最高的是A1B1处理,且与A1B2处理差异显著。

图5 混播方式和播种量对苜蓿3年中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量均值的影响Fig. 5 Effect of mixed mode and sowing amount on the average content of neutral detergent fiber and acid detergent fiber of alfalfa in 3 years

由表12 可知,在混播方式A1条件下,各处理苜蓿相对饲喂价值在2018-2019年有显著差异(P<0.05)。其中A1B2处理苜蓿相对饲喂价值在2018年最高,与A1B1处理差异显著。在2019年,苜蓿相对饲喂价值最高的是A1B3处理,与A1B1处理差异显著;混播方式A2条件下,各处理苜蓿相对饲喂价值只在2017年有显著差异,其中相对饲喂价值最高的是A2B1处理,显著高于A2B2和A2B3处理。随着种植年限的增加,各处理苜蓿相对饲喂价值均呈增加趋势,其中2017-2018年增加幅度高于2018-2019年。从表13 可知,混播方式对2017年苜蓿相对饲喂价值有极显著影响(P<0.01),处理A1、A2分别对应最高值和最低值,具体排列顺序为A1>A3>A2,混播方式对2019年苜蓿相对饲喂价值有显著影响(P<0.05),处理A3值最高,与A1差异显著。播种量及混播方式×播种量互作对苜蓿相对饲喂价值均无显著影响。

表12 混播方式和播种量对苜蓿相对饲喂价值的影响Table 12 The effect of mixed mode and sowing amount on the relative feeding value of alfalfa

表13 混播方式和播种量互作对苜蓿相对饲喂价值的影响Table 13 The effect of the interaction of mixed mode and sowing amount on the relative feeding value of alfalfa

如图6 所示,苜蓿3年相对饲喂价值均值在A2B1处理有最高值,且与A1B1处理差异显著(P<0.05)。除A1B1外其余处理苜蓿相对饲喂价值间无显著差异。

图6 混播方式和播种量对苜蓿3年相对饲喂价值均值的影响Fig. 6 Effect of mixed mode and sowing amount on the average value of three-year alfalfa relative feeding value

2.3 苜蓿主要性状的主成分分析

主成分分析能够充分地反映苜蓿各性状间起主导作用的综合性状。对苜蓿10个主要性状:株高(X1)、分枝数(X2)、叶茎比(X3)、鲜干比(X4)、干草产量(X5)、粗灰分(X6)、粗蛋白(X7)、中性洗涤纤维(X8)、酸性洗涤纤维(X9)、相对饲喂价值(X10)进行相关性检验(表2~14),结果表明有两对性状呈极显著相关(P<0.01),另外两对性状呈显著相关(P<0.05)。其中,中性洗涤纤维(X8)、酸性洗涤纤维(X9)均与相对饲喂价值(X10)呈极显著正相关,叶茎比(X3)与干草产量(X5)呈显著负相关,中性洗涤纤维(X8)与酸性洗涤纤维(X9)呈显著正相关。性状间的相关性易导致信息重叠,为消除重叠信息的误导影响,对苜蓿10个主要性状进行主成分分析(表15)。根据特征值λ≥1 的原则,提取了4个主要成分,方差贡献率分别为35.183%、29.133%、15.915%、11.203%,能够保留原有信息的91.434%。

表15 苜蓿主要性状的特征值和累计贡献率Table 15 Characteristic values and cumulative contribution rates of main characters of alfalfa

第一主成分特征值为3.518,此成分中载荷绝对值较高的为粗灰分(X6)、粗蛋白(X7)、分枝数(X2)和叶茎比(X3),分别为 0.878、0.878、0.732 和 0.691,主要反映了草地的营养和农艺状况,可解析为综合因子。该成分中除叶茎比(X3)和粗蛋白(X7)值为负外,其余性状值均为正,说明随着该成分的增加,有利于除叶茎比(X3)和粗蛋白(X7)外的各个正数性状值的增加;第二主成分特征值为2.913,此成分中载荷绝对值较高的为中性洗涤纤维(X8)、酸性洗涤纤维(X9)和相对饲喂价值(X10),分别为0.907、0.822 和0.943,主要反映了草地的营养状况,可解析为营养因子。该成分中只有鲜干比(X4)、干草产量(X5)和粗灰分(X6)值为负,其余性状值均为正,说明随着该成分的增加,有利于除鲜干比(X4)、干草产量(X5)和粗灰分(X6)外的各个正数性状值增加;第三主成分特征值为1.592,此成分中载荷绝对值较高的是鲜干比(X4),值为0.818,可解析为鲜干比因子。在该成分中,除鲜干比(X4)、粗灰分(X6)、酸性洗涤纤维(X9)、相对饲喂价值(X10)值为负外,其余各个性状值均为正,说明随着该成分的增加,有利于除鲜干比(X4)、粗灰分(X6)、酸性洗涤纤维(X9)、相对饲喂价值(X10)外的其余各个正数性状值的增加;第四主成分特征值为1.120,此成分中载荷绝对值较高的是干草产量(X5),为0.528,主要反映了草地产出状况,可解析为产量因子。该成分中除株高(X1)、叶茎比(X3)、鲜干比(X4)和粗灰分(X6)值为负外,其余各个性状值均为正,说明随着该成分的增加有利于除株高(X1)、叶茎比(X3)、鲜干比(X4)和粗灰分(X6)外的其余各个正数性状值的增加。

表14 苜蓿主要性状的相关系数矩阵Table 14 Correlation coefficient matrix of main characters of alfalfa

利用主成分载荷矩阵中的数值除以主成分相对应的特征值再开平方即得到4个主成分中每个性状所对应的系数即特征向量A1、A2、A3和A4(表16)。将特征向量和苜蓿主要性状的标准化数据(表17)代入主成分计算模型计算公因子Y1、Y2、Y3和Y4(表18):

表16 苜蓿主要性状的特征向量(Ai)Table 16 Feature vectors(Ai)of main characters of alfalfa

表17 播种量和混播方式下的苜蓿主要性状的标准化数据Table 17 Standardized data of main traits of alfalfa under sowing amount and mixed mode

表18 混播方式和播种量下的苜蓿主要性状的综合排名Table 18 Comprehensive ranking of main traits of alfalfa under mixed mode and sowing amount

综合公因子Y1中,A2B2处理得分最高;Y2为营养公因子,得分最高的是A2B1处理;鲜干比公因子Y3中,A2B3处理得分最高;Y4为产量公因子,得分最高的是A3B2处理。根据公式Y=(35.183Y1+29.133Y2+15.915Y3+11.203Y4)/91.434,对 4 种公因子进行综合评价,得出排名前3 的依次为A2B2、A2B1和A3B2处理。

3 讨论

紫花苜蓿产量的稳定增长离不开合适的栽培方式[25],混播方式和播种量是苜蓿实现优质、高产的重要栽培方式。本试验结果表明,随着播种量的增加,在不同混播方式下的苜蓿3年平均干草产量均呈先增加后降低的趋势,与苗锦山等[26]研究结果相似。说明适当的增加播种量对提高苜蓿产量有明显的效果。主要原因是在一定的范围内随着播种量的提高,增加了单位面积植株的密度,弥补了苜蓿分枝不足的空间,植株能够最大程度地利用环境资源,从而促进了干草产量的增加;植株在生长过程中由于空间有限,播种量过高,导致植株密度过大,植株生存空间加剧恶化,群体通风透光差,草层结构分布不均匀,影响植株的正常光合作用,故不能有效提高苜蓿产量[11]。本研究发现,紫花苜蓿在不同混播方式建植下,苜蓿产量均在播种量为18.0 kg·hm-2最高,与孙仕仙等[27]关于播种量在22.8 kg·hm-2时苜蓿产草量最高的观点不一致。可能是不同地区的土壤特征、气候条件的差异以及田间管理措施不同造成的。在适宜播种量18.0 kg·hm-2条件下,紫花苜蓿品种间进行同行混播和间行混播3年干草产量均值较‘巨能7’单播有所提高。可能原因是紫花苜蓿抗倒伏品种‘三得利’与易倒伏品种‘巨能7’在合适的播种量下混播后,‘三得利’给‘巨能7’提供了生长支撑,减少了其倒伏,提高了其株高,从而提高了饲草产量。目前关于紫花苜蓿品种间混播如何确定合理的混播方式和播种量的研究鲜见,而深入解析紫花苜蓿在混播方式和播种量对草地生产性能影响的机制将成为今后一个阶段的研究重点。

牧草品质在草地建植及利用中占有非常重要的地位,是牧草最基本的特性之一。粗蛋白是衡量牧草品质的重要指标之一[28]。本试验结果表明,随着播种量的增加,单播紫花苜蓿3年粗蛋白含量均值呈先增加后降低趋势,同行混播和间行混播苜蓿3年粗蛋白含量均值呈先降低后增加趋势,这与张帆等[13]关于紫花苜蓿粗蛋白含量随着播种量增加而增加的观点不一致。可能原因是前人采用的试验材料为中苜1 号,不同品种牧草自身的生理特性具有差异性[29],只有在适合自身的播种量下才能抑制单株生长发育,茎干生长变得纤细,叶片占比增大,从而有利于牧草粗蛋白质含量增加[30],故不同紫花苜蓿品种蛋白质含量变化趋势在不同播种量下具有差异性。中性洗涤纤维含量决定着苜蓿的适口性,其含量过高会降低牧草的适口性,酸性洗涤纤维含量影响着家畜对苜蓿的消化率,且酸性洗涤纤维与消化率呈负相关关系[31]。在本研究中,混播方式和播种量对紫花苜蓿3年中性洗涤纤维含量影响显著,对酸性洗涤纤维含量无显著影响,与Lloveras 等[32]、李源等[33]关于播种量对紫花苜蓿中性、酸性洗涤纤维含量均无显著影响的观点存在差异,主要是因为前人只通过播种量来探讨紫花苜蓿品质,而本试验涉及了混播方式和播种量2个因素,可能削弱了播种量对紫花苜蓿饲喂品质的影响效应。相对饲喂价值是中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量的综合反映,用来预测某一特定牧草的采食量和能量价值,其值越高,说明该牧草的营养价值越高[34]。本试验发现,同行混播、播种量为13.5 kg·hm-2时苜蓿相对饲喂价值最高,达156.87,且与‘巨能7’单播、播种量为13.5 kg·hm-2处理差异显著,说明合理的混播方式和播种量在一定程度上能有效改善紫花苜蓿饲喂品质。

4 结论

通过对宁夏引黄灌区不同混播方式和播种量处理的3年紫花苜蓿生产性能及营养品质进行分析,结果表明,苜蓿平均株高、一级分枝数、干草产量、粗灰分、中性洗涤纤维含量和相对饲喂价值影响显著(P<0.05),对鲜干比、叶茎比、酸性洗涤纤维和粗蛋白含量影响不显著。其中,苜蓿干草产量在‘巨能7’与‘三得利’同行混播、播种量为 18.0 kg·hm-2时有最高值,为 16.79 t·hm-2;‘巨能 7’与‘三得利’同行混播、播种量为 18.0 kg·hm-2时相对饲喂价值为156.87,仅次于同行混播、播种量为13.5 kg·hm-2组合。经PCA 综合评价,‘巨能7’与‘三得利’同行混播、播种量为18.0 kg·hm-2时苜蓿综合表现最好,对宁夏引黄灌区发展精准紫花苜蓿产业具有重要意义。

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