不同刈割時期和留茬高度紫花苜蓿品質動態研究

王麗學，　馮　婧，　馬　強，　陳龍賓，　韓　靜，劉景喜，　潘振亮，　張效生，　霍文娟，　馬　毅*

（1.天津市畜牧獸醫研究所，天津 300381；2.天津市農業科學院，天津 300192）

紫花苜蓿（Medicago sativa）為豆科苜蓿屬多年生草本植物，具有適應性強、產量高、品質好、營養豐富、抗旱耐鹽堿以及固氮保持水土等特點（趙燕梅等，2015；韓思訓等，2014；于輝等，2010），是世界上分布最廣的優質蛋白類飼料作物 （張吉明等，2015；房立志等，2014），與青貯玉米共同構成了高產奶牛必需配備的優質粗飼料 （蔡海霞，2014）。不同的刈割時期和留茬高度對紫花苜蓿產量和品質均有不同程度的影響 （蔡海霞，2014；常春等，2013；代紅軍等，2009），有研究表明紫花苜蓿干草的營養品質以現蕾期最佳，其次是初花、盛花和結莢期（單貴蓮等，2012），但綜合產業化對紫花苜蓿品質與產量的要求，初花期相對飼用價值最高（李光耀等，2014；常春等，2013）。刈割時期不同紫花苜蓿年刈割茬次不同，進而影響其產草量和營養價值（包烏云等，2015），紫花苜蓿刈割茬次存在地域差異，與當地氣候條件及水肥管理密切相關（劉曉靜等，2014）。適宜留茬高度在一定程度上可以促進紫花苜蓿的再生生長，提高其再生能力和生物量（代紅軍等，2009），據報道，在華北地區苜蓿刈割留茬高度3～5 cm為宜，冬季最后一次刈割宜提高至8～9 cm（蔡海霞，2014）。

目前有關紫花苜蓿刈割時期和留茬高度的研究已相對成熟，但在生產中亦存在諸多問題，如地域、氣候以及管理水平的不同給紫花苜蓿的生長帶來的差異，故其刈割模式并非一成不變，需根據實際情況進行調整。本文通過對天津地區不同刈割時期和留茬高度下紫花苜蓿營養品質變化動態進行研究，并結合區域氣候特點，探討不同刈割時期和留茬高度紫花苜蓿品質動態，旨在為天津地區紫花苜蓿精細化刈割管理提供理論指導與借鑒。

1　材料與方法

1.1試驗區域基本概況試驗于2014年天津市畜牧獸醫研究所的現代畜牧業科技創新基地開展，位于天津市武清區下伍旗鎮忠義村內。屬溫帶半濕潤大陸性季風氣候，四季分明、光照充足、雨熱同季，全年平均氣溫12.2℃，≥0℃有效積溫為4187.6℃，年日照2646.2 h，無霜期206 d，年平均降水量489.9 mm，主要集中在7、8月，全年平均風速2.6 m/s。土壤屬于沙壤土，有機質含量17.21 g/kg，全氮 1.44 g/kg，有效磷 72.5 mg/kg，速效鉀156.13mg/kg。

1.2試驗材料與設計試驗用苜蓿品種為三得利苜蓿，播種時間為2014年4月15日，播種方式為條播，畝播量1.5 kg。于2015年3月中旬苜蓿返青時采用裂區試驗設計進行小區劃分，主區為收獲時期 （現蕾、初花和盛花），刈割留茬高度（2.5、5.0、7.5 cm 和 10.0 cm）作為副區，主區和副區面積分別為2m×12m和2m×3m，試驗設置三個區組作為重復。苜蓿當年返青時間為3月20日，苜蓿各刈割時期的時間和間隔詳見表1。

表1　紫花苜蓿不同刈割時期的刈割時間

1.3樣品采集和指標分析在各刈割時期各副區選擇有代表性的樣段，樣段長度為50 cm，每個樣段刈割5行紫花苜蓿，經鍘刀切碎，整體稱重、記錄，通過四分法取樣品500 g左右，記錄鮮重后于105℃殺青2 h后85℃烘干至恒重，記錄其干重，每個留茬高度（副區）5個平行，計算紫花苜蓿干物質含量并折算公頃總干物質產量。由于苜蓿可刈割多茬，故每次取樣結束后，按副區留茬高度刈割各副區區域內所有苜蓿，以確保區域內苜蓿的一致性。

烘干至恒重的紫花苜蓿樣品粉碎后進行粗蛋白質、中性洗滌纖維 （NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）的分析，粗蛋白采用凱氏定氮法分析，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量采用Van Soest方法進行測定。

1.4數據統計與分析文中數據分析由IBM SPSS statistics 20.0和Microsoft Excel 2010完成，數據均以“平均值±標準差”表示，通過HSD對各項指標進行多重比較分析（P＜0.05）。

根據隸屬函數法對紫花苜蓿產量和品質進行綜合評價，隸屬函數計算：

式中：X為紫花苜蓿某一指標測定值，Xmax和Xmin分別表示某一指標測定值內的最大和最小值。一般而言，紫花苜蓿干物質總產量和粗蛋白質與其產量和品質呈正相關，其隸屬函數運用公式（1）計算，而中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量與其品質呈負相關，故其隸屬函數運用公式 （2）計算，上述所有指標的隸屬函數之和即可作為評價紫花苜蓿產量和品質的綜合指數。

2　結果與分析

對不同刈割時期、不同留茬高度和不同茬次的紫花苜蓿產量和營養指標進行裂區試驗方差分析結果表明（表2），區組間差異未達顯著水平（數據未在表中顯示），說明試驗重復性良好；留茬高度與刈割茬次、留茬高度與刈割時期、刈割茬次與留茬高度以及留茬高度、刈割茬次和刈割時期之間交互作用均未達顯著水平 （數據未在表中顯示）；紫花苜蓿干物質產量和營養指標（粗蛋白質、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和相對飼喂價值）在不同刈割時期、不同留茬高度和不同刈割茬次間差異均達極顯著水平 （P＜0.01或P＜0.001）；上述各指標在不同的刈割茬次和刈割時期均存在極顯著的交互作用（P＜0.001）。

2.1不同刈割時期、不同留茬高度和不同刈割茬次紫花苜蓿生物產量和營養品質的差異從表3可以看出，不同刈割時期紫花苜蓿干物質產量在現蕾期和初花期較盛花期分別降低了13.44%和19.26%（P＜0.05）；粗蛋白質含量隨著刈割期的延長呈下降趨勢，其中盛花期較現蕾期和初花期分別降低了21.74%和12.57%（P＜0.05）；中性洗滌纖維含量在現蕾期和初花期較盛花期分別降低了5.64%和6.97%（P＜0.05），酸性洗滌纖維含量在現蕾期和初花期較盛花期分別降低了13.07%和17.34%（P＜0.05）；相對飼喂價值在初花期和現蕾期較盛花期分別提高了12.57%和15.66%（P ＜ 0.05）。

表2　紫花苜蓿在不同的刈割時期、不同留茬高度和不同茬次產量和營養指標的裂區試驗方差分析

表3　不同刈割期、不同留茬高度和不同茬次紫花苜蓿產量和營養成分

隨著留茬高度的增加，紫花苜蓿的干物質產量呈降低趨勢，其中10.0 cm留茬較2.5 cm留茬降低了17.80%（P＜0.05）；粗蛋白質含量在10.0 cm和7.5 cm留茬較2.5 cm留茬分別增加了11.67%和8.40%（P＜0.05）；中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量在10.0 cm留茬較2.5 cm留茬分別降低了4.61%和7.62%（P＜0.05）；相對飼喂價值在7.5 cm和10.0 cm留茬較2.5 cm留茬分別提高了5.84%和 8.16%（P＜0.05）。

在不同的刈割茬次，紫花苜蓿的干物質產量呈逐茬下降的趨勢，其中1茬較2、3、4、5茬分別增加了 165.26%、221.70%、315.38%和 821.95%（P＜0.05）；粗蛋白質含量表現為5茬最高，其次為1、2茬，而3、4茬最低，其中5茬和1茬較4茬分別提高了45.88%和13.67%（P＜0.05）；中性洗滌纖維含量表現為5茬最低，而1、2、3、4茬逐茬增加，其中5茬和1茬較4茬分別降低了14.89%和9.46%（P＜0.05）；酸性洗滌纖維含量表現為5茬最低，而其他茬次間差異不顯著，其中5茬較4茬降低了18.78%（P＜0.05）；相對飼喂價值表現為5茬最高，其次為1、2、3茬和4茬之間差異不顯著，其中1茬和5茬較4茬分別提高了12.29%和25.41%（P＜0.05）。第5茬表現出的干物質產量低而營養品質最佳主要是由于僅現蕾期刈割了第5茬，而其他茬次均是現蕾期、初花期和盛花期平均值。

2.2不同刈割期和不同茬次交互作用下紫花苜蓿產量和營養成分的變化不同刈割期和不同茬次之間存在顯著的交互作用，說明不同的刈割時期的各茬次紫花苜蓿產量和營養成分的變化不一致。從表4可以看出，現蕾期紫花苜蓿干物質產量以現蕾期5茬最低而盛花期1茬最高，后者較前者增加了1078.05%（P＜0.05），各刈割時期均以第1茬最高；粗蛋白質含量在現蕾期1茬最高而盛花期1茬最低，前者較后者增加了99.69%（P＜0.05）；中性洗滌纖維含量在現蕾期1茬最低而現蕾期4茬最高，前者較后者降低了19.92%（P＜0.05）；酸性洗滌纖維含量在現蕾期5茬最低而盛花期3茬最高，前者較后者降低了30.64%（P＜0.05）；相對飼喂價值在現蕾期5茬最高而盛花期3茬最低，前者較后者提高了37.25%（P ＜ 0.05）。

2.3不同刈割期和不同留茬高度紫花苜蓿產量和營養品質的綜合評價運用隸屬函數法對不同刈割時期和留茬高度的紫花苜蓿產量和品質進行綜合評價。從表5可以看出，總隸屬函數以現蕾期10.0 cm最高而盛花期2.5 cm最低，前者較后者提高了203.26%（P＜0.05），但現蕾期5.0、7.5 cm和 10.0 cm以及初花期 7.5 cm和10.0 cm之間差異未達顯著水平，由此可見，現蕾期5.0 cm留茬刈割和初花期7.5 cm留茬刈割即可達到產量和品質的相對平衡，同時說明若適當提高留茬高度可以彌補刈割期推遲導致的品質差異。

表4　不同刈割期和不同茬次交互作用下紫花苜蓿的產量和營養成分

表5　不同刈割期和留茬高度紫花苜蓿的綜合隸屬函數

3　結論與討論

相對飼喂價值（RFV）是衡量牧草采食量和能量價值的重要指標（李光耀等，2014），是目前對苜蓿進行綜合評價的主要指標。紫花苜蓿現蕾期和初花期具有較高的粗蛋白質和較低的NDF、ADF含量，其相對飼喂價值顯著高于盛花期。這較李光耀等（2014）和常春等（2013）認為，紫花苜蓿初花期收獲較佳的結論增加了一個現蕾期，應該是由于天津地區無霜期相對較長（2015年無霜期242 d），現蕾期可刈割5茬，如此便彌補了刈割4茬較初花期在產量和品質上產生的差異。

紫花苜蓿留茬高度因地、因時而異，適宜的留茬高度應根據其生物學特性和管理水平而定，稍低刈割有利于刺激苜蓿根莖多發枝條 （蔡海霞，2014）。隨著留茬高度的增加，紫花苜蓿的干物質產量下降但其品質增加，因其相對飼喂價值在7.5 cm和10.0 cm之間差異不顯著，但二者顯著高于5.0 cm和2.5 cm。結合產業化對紫花苜蓿產量和品質的雙重要求，以現蕾期5.0 cm留茬和初花期7.5 cm留茬較合理。

由于只有現蕾期刈割5茬，其他均刈割4茬，在暫不考慮現蕾期5茬的情況下，隨著刈割茬次的增加，苜蓿年干物質產量下降，其品質以第1茬最高，具有較高的粗蛋白質含量和較低的NDF和ADF含量。這與趙燕梅等 （2013）、陳水紅等（2010）和杜書增等（2013）相關研究認為，苜蓿各茬次營養價值表現為第1茬最優的結果基本一致，但其他茬次間品質規律性較弱與相關報道略有不同，這一方面是地域不同其收獲茬次不同導致，另外，也可能與當地氣候變化有關，天津地區雨熱同季，炎熱的夏季會使紫花苜蓿受到熱脅迫，進而使其營養生長向生殖生長推進，降低紫花苜蓿營養品質，而苜蓿品質與氣候因子之間的關系有待于進一步進行研究。

綜上所述，結合產業化對紫花苜蓿產量和品質的要求，天津地區紫花苜蓿的刈割模式以現蕾期5.0 cm留茬和初花期7.5 cm留茬較合理，其中現蕾期和初花期分別年刈割5茬和4茬。

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