凉山地区燕麦与光叶紫花苕不同混播比例对生物量影响的研究

柳茜，乔雪峰，陶雅，徐丽君，李峰，杨万春

（1.四川省凉山彝族自治州畜牧兽医科学研究所，西昌 615042；2.中国农业科学院草原研究所，呼和浩特 010010；3.呼伦贝尔国家野外站/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081；4.凉山州七里坝种羊场，昭觉 616150）

豆科与禾本科牧草混播可提高牧草产量与品质[1～4]，发展混播草地是增加牧草产量和提高质量的有效途径[3]。豆科与禾本科牧草混播组合与混播比例是影响混播牧草产量和品质的主要因素[4～6]，其混播组成和比例合理与否直接影响着混播牧草潜力的发挥[7,8]。燕麦（Avenasative）是禾本科一年生牧草，具有适应性强、生产潜力大、质量好、牲畜喜食等优点[9～12]，既是高寒地区主栽牧草之一，也是南方冬闲田种植的一个优势草种[13]。光叶紫花苕（Viciavillosavar.glabrescens）是一年生优质豆科牧草，具有产草量高、草质好、营养丰富的特点，是凉山地区冬闲田种植的当家品种。由于禾本科牧草中粗蛋白含量低，不能满足家畜对蛋白质的需求，而燕麦和光叶紫花苕混播，不但可以提高牧草产量，而且可以提高粗蛋白含量，改善牧草品质[14]。目前在我国南方关于光叶紫花苕与多花黑麦草（Loliummultiforum）、小黑麦（Triticale hexaploide）、大麦（Hordeumvulgare）等一年生禾本科牧草混播的研究报道不少[15～19]，但与燕麦混播的研究尚属少见[20]。为此，本试验在凉山地区安宁河流域利用冬闲田开展燕麦与光叶紫花苕混播的研究，以期筛选出最佳混播比例，为该地区建立高产优质一年生豆科与禾本科牧草混播草地提供依据。

1 材料与方法

1．1 试验地概况

试验在四川省西昌市凉山州畜科所的牧草试验地进行。地处27°53′N，102°15＇E，海拔1 550m，属山地亚热带暖温区，春季干旱多风，夏季多雨，无霜期272d，年均温17℃，1月气温9.5℃，7月气温22.6℃，年降水量1 013mm，集中在7～9月份，年蒸发量1 945mm。试验地土壤有机质为2.5%，全氮0.165%，全磷0.07%，全钾2.25%，碱解氮12.6mg/kg，有效磷38.2mg/kg，速效钾134mg/kg，pH值为5.1。

1．2 试验材料

供试燕麦品种美达（A. sativa‘Monida’），由北京正道种业有限公司提供，光叶紫花苕（V.sativa‘liangshan’）为自留种。

1．3 试验设计

试验共设5个处理，燕麦单播、75%燕麦+25%光叶紫花苕、50%燕麦+50%光叶紫花苕、25%燕麦+75%光叶紫花苕、光叶紫花苕单播，每个处理3次重复，小区面积为30m2（6m×5m），区组间隔0.8m，小区间隔1m，采用完全随机区组排列。试验于2018年10月12日播种，播种前每个小区施基肥磷酸二胺300kg/hm2，采用30cm行距条播，燕麦和光叶紫花苕同行混播。燕麦的单播播种量为135kg/hm2，光叶紫花苕的单播播种量为90kg/hm2，混播组合中每个草种播种量是混播组合中该草种的混播比例与单播播种量的乘积。试验采用统一管理，燕麦为乳熟期时刈割测产。

1．4 测定项目及方法

1.4.1 株高

刈割时分别从各小区随机取组分草种各10株，测定自然高度。

1.4.2 产草量

燕麦为乳熟期时测产，光叶紫花苕为结荚期时测产（2019年3月27日）。每个小区随机取2m×2m的样方进行测产，重复3次；留茬高度5cm，称混合鲜样总重量，然后分检燕麦和光叶紫花苕，分别称重，65℃烘箱中烘干至恒重称各组分干草质量；另取混合鲜样1kg，65℃烘箱中烘干至恒重然后测干草重。

1.4.3 粗蛋白产量

干草样粉碎过40目筛，采用105℃烘干法测定干物质含量[21]；凯氏定氮法测定粗蛋白含量，粗蛋白产量=干草产量×粗蛋白含量[22～24]。

1．5 试验数据处理

试验数据采用SPSS24.0进行方差分析与多重比较。

2 结果与分析

2．1 株高

燕麦单播的株高为134.32cm（表1），不同混播处理中燕麦的株高为142.04～150.35cm，比燕麦单播提高5.75%～11.93%，其中75%燕麦+25%光叶紫花苕的株高显著高于燕麦单播（P＜0.05），而25%燕麦+75%光叶紫花苕和50%燕麦+50%光叶紫花苕株高与燕麦单播差异不显著（P＞0.05）；光叶紫花苕单播的株高为61.67cm，不同混播处理中光叶紫花苕株高为85.74～91.42cm，比单播提高39.03%～48.24%，不同混播处理的光叶紫花苕株高显著高于光叶紫花苕单播（P＜0.05），不同混播处理间的株高差异不显著（P＞0.05）。

表1 燕麦与光叶紫花苕混播株高

2．2 产草量

产草量是衡量群体结构的一项重要指标，合理的草群结构可充分利用有限的土地资源获得高产[25]。燕麦和光叶紫花苕单播的鲜草产量分别为63 214.98kg/hm2和42 732.86kg/hm2（表2）；混播鲜草产量为73 181.41～87 822.21kg/hm2，其中鲜草产量最高的是50%燕麦+50%光叶紫花苕，为87 822.21kg/hm2，其次是75%燕麦+25%光叶紫花苕，鲜草产量最低的是25%燕麦+75%光叶紫花苕。燕麦和光叶紫花苕单播的干草产量分别为15 513.89kg/hm2和9 907.35kg/hm2；混播的干草产量为18 464.72～22 522.71kg/hm2，其中50%燕麦+50%光叶紫花苕的干草产量显著高于其他处理（P＜0.05）。干草产量由高到低依次为50%燕麦+50%光叶紫花苕＞75%燕麦+25%光叶紫花苕＞25%燕麦+75%光叶紫花苕＞燕麦单播＞光叶紫花苕单播，表现为混播产量＞单播产量，混播干草产量随着燕麦比例的增加呈现出先增加后降低的趋势，燕麦比例达到50%时，干草产量最高。混播干草产量比燕麦单播提高19.02%～45.18%，比光叶紫花苕单播提高86.37%～127.33%。

表2 燕麦与光叶紫花苕混播产草量

2．3 混播生物量构成

表3 混播组合中各组分生物量构成

混播生物量是由燕麦和光叶紫花苕共同构成，二者在混播生物量中的构成见表3。燕麦在25%燕麦+75%光叶紫花苕、50%燕麦+50%光叶紫花苕、75%燕麦+25%光叶紫花苕混播中的生物量占比分别为84.39%、89.65%、94.61%；而光叶紫花苕的生物量占比分别为15.61%、10.35%、5.39%，表明燕麦在混播生物量构成中一直占主导地位，在群落中占优势。

2．4 粗蛋白产量

燕麦单播的粗蛋白含量为6.14%（表4），混播的粗蛋白含量为7.70%～10.80%，随着光叶紫花苕比例的增加，粗蛋白含量逐渐上升，光叶紫花苕单播的粗蛋白含量最高，为19.07%，分别是25%燕麦+75%光叶紫花苕、50%燕麦+50%光叶紫花苕、75%燕麦+25%光叶紫花苕和燕麦单播粗蛋白含量的1.82倍、2.21倍、2.56倍和3.21倍。燕麦单播的粗蛋白产量为952.50kg/hm2，混播的粗蛋白产量为1492.95～2009.10kg/hm2，其中25%燕麦+75%光叶紫花苕、50%燕麦+50%光叶紫花苕的粗蛋白产量分别为1994.25kg/hm2、2009.10kg/hm2，与光叶紫花苕单播粗蛋白产量差异不显著（P＞0.05），显著高于75%燕麦+25%光叶紫花苕和燕麦单播的粗蛋白产量（P＜0.05）。混播中25%燕麦+75%光叶紫花苕和50%燕麦+50%光叶紫花苕比光叶紫花苕单播粗蛋白产量提高2.17%～2.94%，各混播粗蛋白产量是燕麦单播的1.57～2.11倍。

表4 燕麦与光叶紫花苕混播粗蛋白产量

3 讨论

3．1 混播对株高的影响

株高是影响牧草产量的重要指标[26,27]，在混播处理中燕麦株高比单播提高5.75%～11.93%，光叶紫花苕株高比单播提高39.03%～48.24%。燕麦和光叶紫花苕混播生长初期两种牧草的个体较小，资源需求强度较弱，燕麦对光叶紫花苕荫蔽度较小，光叶紫花苕依赖自身生长特性横向扩展，拔节期以后牧草个体变大，资源需求增强，促使燕麦株高迅速增加，对光叶紫花苕的荫蔽度增强，行间光照已不能满足光叶紫花苕生长需求，光叶紫花苕为了获得生存所需光照以燕麦直立茎杆为支撑攀援向上生长，增强植物顶端对光照的竞争，光叶紫花苕株高增加促进燕麦向更高处生长，燕麦与光叶紫花苕混播株高变化具有比单播植株高度高的趋同现象。这与苟文龙等[7]、马春晖等[28]的研究一致。

3．2 混播对干草产量的影响

产草量是衡量草地生产力的重要指标之一[29]，是草地单位面积地上部分各组分、器官生物量的总和，反映了植物体内有机物的积累状况，是生产性能的重要测度值，产草量越高说明其生产性能越好。试验中混播的干草产量为18 464.72～22 522.71kg/hm2，混播干草产量比燕麦单播提高19.02%～45.18%，比光叶紫花苕单播提高86.37%～127.33%，表现为混播牧草具有较单播牧草高而稳定的产量。这是因为在生长过程中，豆科牧草的叶片集中在上部，而禾本科牧草的叶片主要集中在下部，提高了光能利用率从而增加了单位面积的产量[30]，同时，豆科牧草通过共生固氮作用所固定的氮元素提供给相邻禾草吸收利用促进了禾本科牧草的生长从而提高产量[31]。不同的混播比例也会影响牧草产量，混播中干草产量由高到低依次为50%燕麦+50%光叶紫花苕＞75%燕麦+25%光叶紫花苕＞25%燕麦+75%光叶紫花苕,混播干草产量随着混播中燕麦比例的增加呈现出先增加后降低的趋势，燕麦比例达到50%时，干草产量最高。混播中燕麦占总生物量的84.39%、89.65%、94.61%，燕麦对群落产量起着决定性作用。

3．3 混播对粗蛋白质的影响

粗蛋白质是评价混播牧草营养品质的主要指标之一[12,29]。提高混播牧草的粗蛋白含量有利于其碳氮比的平衡，有助于提高反刍动物对混播牧草的消化率[32]。试验中燕麦+光叶紫花苕混播草地的的粗蛋白含量为7.70%～10.80%，介于燕麦单播和光叶紫花苕单播之间，表现出随着光叶紫花苕播种比例的增加而增加。这主要是燕麦+光叶紫花苕混播草地中，一是由于豆科牧草的加入使得原有禾本科牧草草地质量得到提高，增加了混播草地粗蛋白含量， 二是由于燕麦+光叶紫花苕混播后株高增长的协同作用，使混播群落形成了较高的冠层，提高了光能利用率，改善了混播草层受光结构,使光叶紫花苕下层枝叶能够正常生长,增大了牧草中叶片的含量，改善了种群饲草的营养成分，三是由于禾本科牧草对氮素的需求促进了豆科牧草的生物固氮作用，同时，豆科牧草固定的氮素又会有一部分转移到禾本科牧草中，提高了养分利用率，从而使收获的牧草中粗蛋白含量增高。混播的粗蛋白产量为1994.25～2009.10kg/hm2，混播中50%燕麦+50%光叶紫花苕的粗蛋白产量最高，比单播光叶紫花苕粗蛋白产量提高2.94%，是燕麦单播的2.11倍。

4 结论

燕麦与光叶紫花苕按适当的比例进行混播，不但能提高干草产量同时能有效提高草地粗蛋白产量。从干草产量来看，50%燕麦+50%光叶紫花苕＞75%燕麦+25%光叶紫花苕＞25%燕麦+75%光叶紫花苕＞燕麦单播＞光叶紫花苕单播。从粗蛋白产量来看，50%燕麦+50%光叶紫花苕＞25%燕麦+75%光叶紫花苕＞光叶紫花苕混播＞75%燕麦+25%光叶紫花苕＞燕麦单播。综合燕麦与光叶紫花苕混播草地产量和品质指标，在凉山地区安宁河流域冬闲田建植一年生人工混播草地以50%燕麦+50%光叶紫花苕为宜。