刈割次数对种植当年草原3号杂花苜蓿生长特性、产量及品质的影响

孟 凯，闫士元，米福贵

（内蒙古农业大学草原与资源环境学院，内蒙古 呼和浩特 010011）

苜蓿是奶牛等食草动物的重要优质蛋白饲草，因其抗逆性强、适应范围广、适口性好等特点被誉为“牧草之王”，近年来被广泛种植应用［1］。发展苜蓿产业，对于调整种植业结构，完善“粮食作物—经济作物—饲料作物和牧草”三元结构，推进农牧结合，提升草产品和畜产品市场竞争力具有重要意义［2］。内蒙古中部地区以其独特的地理位置与自然气候成为苜蓿主产区，但该地区苜蓿规模化种植历史较短，因此其研究基础薄弱、技术积累少、技术研发严重滞后于产业发展。对于苜蓿生产来说，优良的栽培和管理条件及合理的种植加工和收获技术尤为重要，但是，其他各种因素也会直接或间接地影响着苜蓿的产量和品质［3-6］。刈割收获是苜蓿生产的主要利用方式，刈割时间与次数会对苜蓿的草产量、营养成分、越冬率和可持续利用产生显著影响［7-10］。由于苜蓿再生性强，因此在生长季内可以进行适量刈割，切忌刈割次数过多或过少，刈割次数过多，会使其再生能力有所下降，从而导致越冬率低；刈割次数过少，会导致其饲草产量下降和品质变差。到目前为止，在苜蓿刈割次数的研究上多集中于苜蓿种植第2年越冬性、生产特性及营养品质等方面［11-12］，对于苜蓿种植当年的基础研究较少。

表1 试验地土壤养分状况

草原3号杂花苜蓿是从草原2号杂花苜蓿群体中通过集团混合选择等方法经多年选育而成，耐寒、耐旱性强，能在干旱及半干旱地区、较寒冷地区或轻度盐碱的土壤上种植，是适于在北方旱区、半干旱区种植的优良苜蓿品种，现已在内蒙古中西部地区及相邻地区被广泛种植应用。因此，该试验以草原3号杂花苜蓿为研究对象，对种植当年刈割次数进行了研究，并通过对草原3号杂花苜蓿生长特性、干草产量、营养品质及越冬性进行测定分析，探索草原3号杂花苜蓿播种当年生产效益及最优刈割次数，旨在为该区域及同类生态条件地区草原3号杂花苜蓿适宜刈割次数的正确抉择及收获利用技术的集成与优化提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于内蒙古呼和浩特市西南约30 km的土默特左旗沙尔沁乡，地理坐标为111°45′E，40°36′N；属于半干旱大陆性气候，海拔 1 065 m，年均气温5.6℃，7月最高气温37.3℃，1月最低气温-32.8℃，≥10℃年活动积温2 700℃以上，年均降水量368 mm左右，无霜期130 d左右，初霜日一般出现在9月15日左右，终霜日出现在5月12日左右，土壤类型为砂壤土；全年生育期浇水2次，播种前施肥1次，苗期除草1次。试验地土壤养分状况见表1。

1.2 试验材料与试验设计

该试验用的材料为草原3号杂花苜蓿（Medicago varia Martin.cv.Caoyuan No.3），由内蒙古农业大学经过多年选育从草原2号杂花苜蓿群体中育成的新品种。试验种子收获自内蒙古农业大学东区牧草试验地，其净度为89.0%、发芽率为95.0%、千粒重为2.0 g、水分含量为5.0%，能够达到国家牧草种子标准二级水平。试验于2017年5月10日播种，试验设置A、B 2种刈割处理，A处理为刈割1次，B处理为刈割2次，每个处理3次重复，共设有6个小区，每个小区面积为20 m2（4 m×5 m），每个小区播种量统一为30 g。各处理刈割时间见表2。

表2 不同处理刈割时间

1.3 测定指标及方法

1.3.1 株高及生长速度：在草原3号杂花苜蓿出苗或返青后，随机选择10株并挂牌标记，并每隔10 d测量标记植株的高度，然后在其刈割后，再每隔10 d测量标记植株的高度，以计算其生长速度。

1.3.2 茎叶比与鲜干比：每次刈割时，选取5株草原3号杂花苜蓿进行齐地面刈割，将其茎叶分离，分别测定重量并计算茎叶比，然后将其带回实验室于烘箱内105℃杀青1 h，然后于65℃烘干48 h至恒重，再次分别称量其重量，并计算鲜干比。

茎叶比（SLR）＝［茎干重（kg）/叶干重（kg）］×100%

鲜干比 （FDR）＝［苜蓿鲜重 （kg）/苜蓿干重（kg）］×100%

1.3.3 越冬率：当土壤解冻，草原3号杂花苜蓿开始返青时（2018年4月20日），每小区随机选取20 cm×40 cm的样段，连续重复3次，将其根茎部位周围的土用小铲铲去，并且让各植株之间相互分离，然后记录植株总体株数和越冬后存活下来的株数，并计算越冬率。

越冬后存活下来的株数=植株总数-根茎部脱水、腐烂等死亡的株数

越冬率＝（存活总株数/植株总数）×100%

图1 不同刈割次数下草原3号杂花苜蓿株高的变化

1.3.4 干草产量：试验于草原3号杂花苜蓿分别进行1次刈割（8月10日）和2次刈割（8月1日、9月10日），刈割后的留茬高度为5 cm，将小区内的草原3号杂花苜蓿全部刈割后称量其鲜重。并随机在每个小区选取称重1 kg的鲜苜蓿，然后将其带回室内，放入105℃烘箱内杀青1 h，并在65℃下烘干到恒重，最后将重量转换成干草产量。

1.3.5 营养成分测定：每茬草原3号杂花苜蓿刈割时，均选取其中的1 kg样品，采用GRINDER粉碎仪CM20粉碎后以待营养成分检测。粗蛋白（CP）含量采用凯氏定氮法（FOSS Kjiltec 8400全自动凯氏定氮仪）测定、酸性洗涤纤维（ADF）和中性洗涤纤维（NDF）含量采用Van Voest法（Ankom 220型纤维分析仪）测定、粗脂肪（EE）含量采用索氏脂肪浸提法测定，最后根据NDF和ADF计算相对饲用价值（RFV）。计算公式如下：

RFV=DMI×DDM/1.29

DMI=120/NDF

DDM=88.9-0.779×ADF

其中，DMI为干物质采食量，DDM为可消化干物质。

1.4 数据处理

使用Excel 2007和SAS 9.2软件进行数据分析处理及作图。

2 结果与分析

2.1 不同刈割次数对草原3号杂花苜蓿生长特性的影响

由图1可知，草原3号杂花苜蓿的株高随着刈割次数的增加表现出降低的变化。刈割1次处理中，刈割前株高最高为83 cm，刈割后最高为31 cm。刈割2次处理中，第1茬株高最高为66 cm，第2茬株高最高为50 cm。总体来看，在未刈割前，株高变化基本一致且无明显差异。在刈割后，随着刈割次数的增加，刈割时间的提前，株高出现滞后性。总体来看，种植当年刈割1次处理的平均株高为57 cm，刈割2次处理的平均株高为59 cm。

由图2可知，草原3号杂花苜蓿的生长速度随着刈割次数的增加而降低，在第1茬中，刈割1次处理与刈割2次处理均表现出相同的变化，即随着时间的增加生长速度表现出上升的趋势。在第1次刈割前，刈割1次处理的生长速度较高于刈割2次处理的生长速度，而在第2次刈割前，刈割2次处理的生长速度又高于刈割1次处理。刈割1次处理刈割前的平均生长速度为1.40 cm/d，刈割后的平均生长速度为1.16 cm/d。刈割2次处理中，第1茬的平均生长速度为1.36 cm/d，第2茬的平均生长速度为1.23 cm/d。总体来看，种植当年刈割1次处理的平均生长速度为1.28 cm/d，刈割2次处理的生长速度平均为1.30 cm/d。

由表3可知，在茎叶比方面，茎叶比随着刈割次数的增加而降低，在刈割2次处理中，第1茬、第2茬的茎叶比分别为0.89、0.81，均低于刈割1次处理，刈割1次处理的茎叶比为0.98。总体来看，刈割2次处理的茎叶比平均值为0.85，显著低于刈割1次处理（P＜0.05）。在鲜干比方面，鲜干比随着刈割次数的增加而增加，刈割2次处理中，第1茬、第2茬的鲜干比分别为3.70、3.81，均高于刈割1次处理，刈割1次处理的鲜干比为3.57，刈割2次处理的鲜干比平均值为3.76，显著高于刈割1次处理（P＜0.05）。在越冬率方面，刈割1次处理的越冬率最高，为95%，显著高于刈割2次处理，刈割2次处理的越冬率仅为41%（P＜0.05）。

图2 不同刈割次数对草原3号杂花苜蓿生长速度的影响

表3 不同刈割次数对草原3号杂花苜蓿茎叶比、鲜干比及越冬率的影响

图3 不同刈割次数对草原3号杂花苜蓿干草产量的影响

2.2 不同刈割次数对草原3号杂花苜蓿干草产量的影响

由图3可知，种植当年刈割次数对草原3号杂花苜蓿干草产量具有显著的影响，不同刈割次数处理下草原3号杂花苜蓿的干草产量差异显著（P＜0.05），干草产量随刈割次数的增加而增加。在第1茬中，2个刈割处理的干草产量差异显著（P＜0.05），刈割1次处理的干草产量为3 330 kg/hm2，显著高于刈割2次处理中第1茬的干草产量（2 738 kg/hm2）。但从全年来看，刈割2次处理的干草总产量为5 211 kg/hm2，显著高于刈割1次处理的干草总产量。

2.3 不同刈割次数对草原3号杂花苜蓿营养品质的影响

由表4可知，在不同刈割次数的草原3号杂花苜蓿营养成分中，刈割1次处理与刈割2次处理相比，除粗脂肪含量外，其他营养成分均差异显著（P＜0.05）。其中，刈割2次处理的第1茬和第2茬粗蛋白含量分别为19.6%、21.4%，均高于刈割1次处理，刈割1次处理的粗蛋白含量为18.5%。整体来看，刈割2次处理下粗蛋白含量的平均值为20.5%，显著高于刈割1次处理（P＜0.05）。酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量在不同刈割次数下均表现出相同的变化，即随着刈割次数的增加而降低，且刈割2次处理的第1茬、第2茬酸性洗涤纤维与中性洗涤纤维含量均低于刈割1次处理，其中，第2茬酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量均最低，分别为35.5%、39.9%。总体来看，刈割2次处理酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量的平均值分别为35.9%、40.6%，均显著低于刈割1次处理，刈割1次处理的酸性洗涤纤维与中性洗涤纤维含量分别为37.6%、46.8%。相对饲用价值随着刈割次数的增加而增加，刈割2次处理的第1茬、第2茬相对饲用价值均高于刈割1次处理，其中，第2茬相对饲用价值最高，为140；刈割1次处理的相对饲用价值仅为119。

表4 不同刈割次数对草原3号杂花苜蓿营养品质的影响

3 讨论

杂花苜蓿是通过紫花苜蓿和黄花苜蓿杂交选育而成，不仅具备紫花苜蓿优良的农艺形状，还具备黄花苜蓿优良的抗逆性特征。针对当年春季种植的草原3号杂花苜蓿进行刈割调控研究发现，随着刈割次数的增加，株高、生长特性、茎叶比均表现出降低趋势，这与常春等［13］研究结果一致。于辉等［14］在哈尔滨对种植2年的紫花苜蓿进行不同刈割次数试验得出刈割次数与越冬率呈现显著负相关关系，这也与该试验结果相似，即随着刈割次数的增加，越冬率显著降低。关于刈割次数对苜蓿干草产量的影响，大量研究均得出［11，14-15］随着刈割次数增加苜蓿干草产量增加的结果。而对苜蓿营养品质的影响也同样表现出，随着刈割次数增加，粗蛋白含量增加，酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量降低的结果［16-17］。该试验针对种植当年的草原3号杂花苜蓿进行试验得出，刈割1次为最佳，虽然刈割2次无论在产量和营养品质方面均表现较好，但在越冬率上很差，并且返青时间较刈割1次的更晚，对草原3号杂花苜蓿第2年生长生产影响显著，不利于可持续利用及效益最大化。不同播种时期对紫花苜蓿生长及越冬影响显著［18］，而该试验中草原3号杂花苜蓿的种植时间为5月中旬，因此，相关结果还有待于进一步研究验证。此外，相对于紫花苜蓿而言，有关杂花苜蓿的种植技术研究较为薄弱，也有待于更深入和全面的研究探讨，只有这样，才能进一步挖掘杂花苜蓿优良的品种特性。

4 结论

①在生长特性方面，刈割次数对种植当年草原3号杂花苜蓿株高和生长速度影响不显著，对茎叶比、鲜干比和越冬率影响显著。种植当年草原3号杂花苜蓿刈割2次处理的平均株高、生长速度、鲜干比较高，分别为 59 cm、1.30 cm/d、3.76；刈割1次处理的茎叶比、越冬率最高，分别为0.98、95%。

②在干草产量方面，刈割次数对种植当年草原3号杂花苜蓿干草产量影响显著，随着刈割次数的增加干草总产量增加，刈割2次处理下全年总产量最高，为5 211 kg/hm2。

③在营养品质方面，刈割次数对种植当年草原3号杂花苜蓿营养品质影响显著，刈割2次处理下粗蛋白、相对饲用价值整体平均值较高，分别为20.5%、140，酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维整体平均值最较小，分别为35.9%、40.6%。

综合考量刈割次数对种植当年草原3号杂花苜蓿生长特性、干草产量、营养品质及越冬率的影响，种植当年刈割1次最佳。