年刈割次數對科爾沁沙地不同秋眠級紫花苜蓿品種產量、品質和越冬率的影響

楊秀芳, 梁慶偉*, 娜日蘇, 張晴晴， 潘翔磊， 劉榮霞

(1. 赤峰市農牧科學研究院， 內蒙古 赤峰 024031； 2.甘肅省金川集團股份有限公司服務分公司， 甘肅 金昌 737100)

紫花苜蓿(Medicagosativa)一年之中的刈割次數與秋眠級、種植區的氣候、土壤條件、生長期的長短及灌溉和施肥有關[1]。刈割次數過多，在北方地區會造成不能安全越冬；刈割次數過少又會造成草產量下降[2]。在科爾沁沙地北部的赤峰市及周邊地區近年來沙地節水灌溉苜蓿種植面積逐年增加，存在選擇苜蓿品種秋眠級及刈割次數不合理的問題，從而影響苜蓿產量、品質及越冬。徐春明等[3]研究認為，中秋眠級數的苜蓿品種生物量積累的潛力最大，其次為低秋眠級數的苜蓿品種，高秋眠級數的苜蓿品種生物量積累的潛力最小。趙祥等[4]研究認為，苜蓿干草產量與其秋眠級呈極顯著負相關。不同生態區域，苜蓿適宜種植秋眠級和年刈割次數差異較大。常春等[5]研究表明，銀川地區苜蓿的適宜刈割期為初花期，刈割次數為4次。徐斌等[6]認為≥10℃積溫2 600℃～3 600℃，極端最低溫度-31.7℃～23.3℃，年降水量500～700 mm的地區，適合種植秋眠性苜蓿品種，可收獲3～4茬。楊恒山等[2]選擇苜蓿品種阿爾貢奎因進行研究，得出內蒙古西遼河平原在水澆地條件種植紫花苜蓿以1年刈割3～4次為宜。王金梅等[7]研究表明，滄州及同類生態環境地區秋眠級4級的苜蓿品種以間隔35 d，年刈割5次為宜。但目前關于不同秋眠級苜蓿品種在科爾沁沙地年刈割次數對苜蓿產量、品質及越冬的影響未見報道。本研究在內蒙古赤峰市阿魯科爾沁旗牧草種植核心區，種植不同秋眠級的6個紫花苜蓿品種，分析不同秋眠級苜蓿品種不同刈割次數對苜蓿產量、品質和越冬率的影響，確定適宜的苜蓿秋眠級和刈割次數，為科爾沁沙地苜蓿產業健康持續發展提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于內蒙古赤峰市阿魯科爾沁旗紹根鎮國家牧草產業技術體系試驗示范基地(43°37' N，120°22' E)，屬于中溫帶半干旱大陸性季風氣候區，年日照時數2 767～3 034 h，年積溫為2 900℃～3 400℃，年平均氣溫為 5.5℃，極端最高氣溫40.6℃，極端最低氣溫—32.7℃，無霜期125～135 d，年平均降水量300～400 mm。試驗地土壤有機質含量10.0 g·kg-1，堿解氮47 mg·kg-1，速效磷14.4 mg·kg-1，速效鉀97 mg·kg-1，土壤為沙土。阿魯科爾沁旗試驗地1—4月份(2016-2018) 氣象數據見表1。氣象資料由內蒙古赤峰市阿魯科爾沁旗氣象局和國家牧草產業技術體系試驗示范基地提供。

1.2 試驗材料與試驗設計

選擇不同秋眠級的6個紫花苜蓿品種(表2)，其中極秋眠型品種1個：敖漢苜蓿，秋眠型品種2個：北極熊和雪豹；半秋眠型品種3個：拉迪諾、5010和前景。試驗于2015年6月26日播種，人工條播，行距20 cm，播種量22.5 kg·hm-2，小區面積5.5 m×8 m=44 m2，3次重復。播種當年未進行刈割，2016年每個苜蓿品種年刈割3次。2017年，對不同秋眠級苜蓿品種分別進行年刈割2次、3次、4次試驗。試驗期間根據土壤含水量及時進行灌溉，在越冬前和返青期分別灌溉越冬水和返青水。播種時施基肥磷酸二胺150 kg·hm-2。2015年7月下旬人工除雜草1次。2017年和2018年6月中旬、8月上旬人工除雜草各1次。

表1 2016-2018年氣象數據Table 1Meteorological data in 2016-2018

表2 參試紫花苜蓿品種Table 2 Alfalfa varieties

1.3 測定指標與方法

株高：刈割前，每小區隨機選取10株，計量絕對高度，10次重復。2017年測定。

再生速度：再生絕對高度除以再生天數即再生速度，每小區隨機取10株，10次重復。2017年測定。

干草產量：留茬高度為5～8 cm，測產面積1 m2，重復3次。取樣200 g置于烘箱烘干后折算干草產量。刈割2次，分別在2017年6月15日，7月25日；刈割3次，分別在2017年6月4日，7月12日，8月21日；刈割4次，分別在2017年6月1日，7月5日，8月11日，9月12日。

營養成分：粗蛋白(Crude Protein，CP)、中性洗滌纖維(Neutral Detergent Fiber，NDF)和酸性洗滌纖維(Acid Detergent Fiber，ADF)用近紅外光譜技術測定。

相對飼喂價值(Relative Feed Value,RFV)，采用公式(1)～(3)計算。

DMI(%BW)=120/NDF(%DM)

(1)

DDM(%DM)=88.9-0.779×ADF(%DM)

(2)

RFV=DMI×DDM/1.29

(3)

其中DM為干物質，DMI為干物質采食量，DDM為可消化干物質。

越冬率 越冬率=存活總株數/植株總數×100%。于2016年、2017年、2018年苜蓿返青期測定。

1.4 統計方法

用SPSS 11.5統計軟件進行單因素方差分析、t檢驗，用Duncan法進行顯著性比較。

2 結果與分析

2.1 不同刈割次數對不同秋眠級苜蓿品種越冬率的影響

不同秋眠級苜蓿品種隨刈割次數的增加，2018年越冬率均表現出逐漸降低的趨勢，其中拉迪諾和5010刈割4次越冬率顯著低于刈割2次和3次(P<0.05)，前景和雪豹刈割3次和4次越冬率顯著低于刈割2次(P<0.05)；t測驗表明，敖漢苜蓿和北極熊刈割2次和3次的越冬率差異不顯著(P>0.05)。年刈割2次，所有品種越冬率均可達到78%以上，越冬率最高的品種為5010和雪豹，達91%，越冬率最低的品種是前景，為78.3%，參試品種間差異不顯著(P>0.05)；刈割3次越冬率達到65%以上的有敖漢、北極熊和拉迪諾，越冬率最高的品種為敖漢苜蓿和拉迪諾，均為68.0%，越冬率最低的品種是前景，為24.0%，顯著低于其它苜蓿品種(P<0.05)；受秋眠性影響，敖漢苜蓿和北極熊沒能刈割4次，其余4個苜蓿品種刈割4次的越冬率均低于40%。2017年年刈割3次的不同秋眠級苜蓿品種的越冬率均高于80%，其中敖漢苜蓿的越冬率最高，為98.3%，顯著高于5010和前景(P<0.05)。2016年未刈割各品種越冬率均達到90%以上，越冬率最高的品種是北極熊，達到100%，顯著高于雪豹和前景(P<0.05)，與敖漢、5010和拉迪諾間無顯著性差異(P>0.05)。

表3 刈割次數對苜蓿越冬率的影響Table 3 Effects of cutting times on winter survival rate of alfalfa

注：2018年同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，2016年和2017年同行不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同

Note:The different lowercase letters in the same column mean extremely significant difference at 0.05 level in 2018,the different lowercase letters in the same row mean extremely significant difference at 0.05 level in 2016 and 2017. The same as below

2.2 不同秋眠級苜蓿品種年刈割2次、3次和4次干草產量差異分析

年刈割2次總干草產量最高的品種是5010，為10 472.23 kg·hm-2，產量最低的品種是北極熊，為7 418.83 kg·hm-2，兩者差異顯著(P<0.05)；其次為雪豹，產量為 9 219.36 kg·hm-2，與其它苜蓿品種產量差異不顯著(P>0.05)(表4)。

表4 2017年不同秋眠級苜蓿品種年刈割2次干草產量Table 4 Total annual hay yield of cutting two times of the different fall dormancy rating of alfalfa varieties in 2017

年刈割3次總干草產量差異不顯著(P>0.05)(表5)，全年干草產量最高的品種是北極熊，為11 538.82 kg·hm-2，其次為拉迪諾和敖漢苜蓿，產量分別為10 970.59 kg·hm-2和10 814.13 kg·hm-2，產量最低的品種是雪豹，為9 946.09 kg·hm-2。

表5 2017年不同秋眠級苜蓿品種年刈割3次干草產量Table 5 Total annual hay yield of cutting three times of the different fall dormancy rating of alfalfa varieties in 2017

年刈割4次干草總產量差異顯著(表6)，產量最高的品種是拉迪諾，為10 974.17 kg·hm-2，其次為5010和前景，總干草產量分別為10 426.03 kg·hm-2和10 113.30 kg·hm-2，均顯著高于敖漢苜蓿和北極熊(P<0.05)；總產量最低的品種是北極熊，為7 758.70 kg·hm-2。受秋眠級影響，敖漢苜蓿和北極熊第4茬沒有獲得產量，拉迪諾、5010、前景和雪豹刈割4次總干草產量之間差異不顯著(P>0.05)。

表6 2017年不同秋眠級苜蓿品種年刈割4次干草產量Table 6 Total annual hay yield of cutting four times of the different fall dormancy rating of alfalfa varieties in 2017

參試的不同秋眠級的6個苜蓿品種，敖漢苜蓿、北極熊、雪豹均以年刈割3次總產量最高，其中北極熊年刈割3次總產量顯著高于年刈割2次和4次(P<0.05)，拉迪諾、5010和前景以年刈割4次總產量最高，不同刈割次數之間產量差異不顯著(P>0.05)。

表7 不同秋眠級苜蓿品種年刈割2次、3次、4次總干草產量Table 7 Total annual hay yield of cutting two times，three times and four times of the different fall dormancy rating of alfalfa varieties

2.3 不同秋眠級苜蓿品種不同刈割次數對第1茬、第2茬、第3茬和第4茬粗蛋白質含量的影響

不同秋眠級苜蓿品種不同刈割次數第1茬粗蛋白質含量變化不同，敖漢苜蓿以刈割4次最高，5010以刈割2次粗蛋白質含量最高，拉迪諾、北極熊、前景和雪豹均以刈割3次粗蛋白質含量最高，顯著高于刈割2次和4次(P<0.05)(表8)。

刈割3次和4次的第2茬粗蛋白質含量均達到20%以上，其中5010和北極熊以刈割3次第2茬粗蛋白質含量最高，顯著高于刈割2次(P<0.05)，敖漢苜蓿、拉迪諾、前景和雪豹以刈割4次第2茬粗蛋白質含量最高，顯著高于刈割2次和3次(P<0.05)(表8)。

無論刈割3次還是4次，所有參試品種的第3茬、第4茬粗蛋白質含量均高于20%，其中敖漢苜蓿以刈割3次粗蛋白質含量最高，顯著高于刈割4次(P<0.05)，其余品種均以刈割4次粗蛋白質含量最高，顯著高于刈割3次(P<0.05)(表8)。

受秋眠性影響，敖漢苜蓿和北極熊沒能刈割第4茬。拉迪諾、5010、雪豹、前景的第4茬粗蛋白質含量均高于25%(表8)。

表8 刈割次數對不同秋眠級苜蓿品種第1茬、第2茬、第3茬和第4茬粗蛋白質含量的影響Table 8 Effects of cutting times on CP of the first cutting，the second cutting，the third cutting and the fourth cutting of the different fall dormancy rating of alfalfa varieties

注：*P<0.05，下同

Note:*significant at the 0.05 level,the same as below

2.4 不同秋眠級苜蓿品種不同刈割次數對第1茬、第2茬、第3茬和第4茬RFV的影響

從表9可以看出，不同秋眠級苜蓿品種不同刈割次數第1茬RFV變化不同。5010以刈割2次RFV最高，達到201，其余5個品種均以刈割3次RFV最高，RFV均在160以上，敖漢苜蓿、拉迪諾、前景和雪豹刈割3次RFV顯著高于刈割2次和4次(P<0.05)。第2茬敖漢苜蓿、5010和雪豹以刈割3次RFV最高，敖漢苜蓿和雪豹刈割3次RFV顯著高于刈割2次(P<0.05)，北極熊和前景以刈割2次RFV最高，拉迪諾以刈割4次RFV最高。第3茬敖漢苜蓿和北極熊以刈割3次RFV最高，顯著高于刈割4次(P<0.05)，其余4個品種以刈割4次RFV最高，拉迪諾和5010刈割4次RFV顯著高于刈割3次(P<0.05)。受秋眠性影響，敖漢苜蓿和北極熊沒能刈割第4茬。第4茬拉迪諾、5010、雪豹、前景的RFV均達到180以上。

表9 不同刈割次數對不同秋眠級苜蓿品種第1茬、第2茬、第3茬和第4茬RFV的影響Table 9 Effects of cutting times on RFV of the first cutting of，the second cutting，the third cutting and the fourth cutting of the different fall dormancy rating of alfalfa varieties

2.5 不同秋眠級苜蓿品種的株高和再生速度

一般秋眠性極強的苜蓿品種在秋季的生長緩慢，刈割之后恢復生長也很慢；而秋眠性弱的品種在秋季生長旺盛，且刈割后能很快恢復。6個不同秋眠級苜蓿品種各茬生長速度均有顯著差異。第2茬生長速度較快的品種是拉迪諾和前景，為2.47 cm·d-1和2.42 cm·d-1，顯著高于雪豹、北極熊和敖漢(P<0.05)，與5010無顯著性差異(P>0.05)；第3茬生長速度最快的品種是拉迪諾，為1.94 cm·d-1，其次為5010和雪豹，分別為1.89 cm·d-1和1.88 cm·d-1，顯著高于北極熊和敖漢(P<0.05)；第4茬生長速度較快的品種是拉迪諾、5010和前景，分別為1.51 cm·d-1，1.45 cm·d-1和1.41 cm·d-1，顯著高于雪豹、北極熊和敖漢(P<0.05)(表10)。

表10 不同秋眠級苜蓿品種的株高和再生速度Table 10 Plant height and regeneration rate of the different fall dormancy rating of alfalfa varieties

3 討論

刈割次數不僅影響紫花苜蓿的當年草產量及營養品質，而且對其安全越冬和持久利用具有重要的影響[8]，而刈割次數又會受到紫花苜蓿秋眠性的影響。紫花苜蓿的秋眠性是指其在秋季因太陽光照時間由長變短和氣溫下降時的一種特有的適應性生長特性，這種特性能導致紫花苜蓿地上形態和生物產量發生變化[9-11]。Teuber等[12]將苜蓿品種的秋眠等級劃分為11個等級5大類型，其中1級為極秋眠型；2，3級為秋眠型；4，5，6級為半秋眠型；7，8級為非秋眠型；10，11級為極非秋眠型。非秋眠型品種秋季刈割后再生速度快，秋眠性強的苜蓿刈割后再生速度慢，從而降低全年的刈割次數和產草量[10,13]。本試驗中，第4茬極秋眠型品種敖漢、秋眠型品種北極熊和雪豹的再生速度顯著低于半秋眠型品種拉迪諾、5010和前景，敖漢苜蓿和北極熊受秋眠性影響，未能刈割第4次；極秋眠型品種敖漢、秋眠型品種北極熊和雪豹以年刈割3次總產量最高，半秋眠型品種拉迪諾、5010和前景以年刈割4次總產量最高。同樣刈割3次時，秋眠型品種和半秋眠型品種全年總干草產量差異不顯著，這與前人[14]研究結果一致。參試的6個苜蓿品種中，拉迪諾、前景、北極熊和雪豹的第1茬粗蛋白質含量和相對飼喂價值以刈割3次最高，5010以刈割2次最高，而敖漢苜蓿以刈割4次粗蛋白質含量最高，刈割3次RFV最高，其原因可能是敖漢苜蓿返青較早，5010返青較晚，進入初花期的時間不同所致。本研究中隨刈割次數的增加，不同秋眠級苜蓿品種2018年越冬率逐漸降低，刈割4次越冬率顯著低于刈割2次，與孫德智等[8]、于輝等[15]的研究結果一致，高頻刈割不利于根系生物量和營養物質的積累，是造成翌年返青率下降的主要原因[8]，至于2018年刈割3次越冬率大幅度低于2017年，主要受2018年春季內蒙古赤峰市阿魯科爾沁旗“倒春寒”氣候條件影響，即遇到氣候異常年份年刈割3次，種植半秋眠型紫花苜蓿品種比種植極秋眠型和秋眠型苜蓿品種會增加不能越冬的風險。

4 結論

綜合考慮刈割次數對不同秋眠級苜蓿品種干草產量、品質和越冬率的影響，在科爾沁沙地北部灌溉苜蓿種植區，選擇經過品種適應性評價的秋眠級1～4級的苜蓿品種，優先選擇國內抗寒品種，年刈割2～3次為宜。