海北州小黑麥與飼用型豌豆混播生產性能及營養品質分析

魏曉麗， 徐成體， 蒲小劍， 段娜寧， 王 偉

(青海大學畜牧獸醫科學院， 青海 西寧 810016)

小黑麥(Triticale)是由小麥屬(Triticum)和黑麥屬(Secale)物種經屬間有性雜交和雜種染色體數加倍而得到的新物種，屬于糧草兼用型的禾本科作物[1]，具有抗寒性強、早熟、抗病、高產、適口性好、蛋白質及賴氨酸含量較高等特點，是畜牧業發展中重要的飼料作物之一[2]。豌豆(Pisumsativum)是干旱地區重要的倒茬養地和飼料作物[3]，近年來豌豆被用作飼草引入高寒地區，由于其所需氣候特征獨特及對其研究時間較短，對于豌豆的研究還未形成科學體系，豌豆只作為混播飼草在高寒地區種植。

海北州位于青海省東北部，草地畜牧業是當地主要生產經營方式，但是其獨特的氣候環境導致了當地季節性草畜不平衡問題，牲畜越冬飼草料短缺是制約當地畜牧業發展的重要瓶頸。近年來青海省大力發展飼草產業，擴大飼草種植面積。相關學者經研究發現，適宜的禾豆混播能有效提高飼草產量和品質、保存粗蛋白，降低纖維素含量，提高飼草適口性的同時優化飼草料調制[4]。茍蓉[5]對燕麥(AvenasativaL.)和箭筈豌豆(ViciasativaL.)混播草地牧草生產性能的影響研究表明20 cm同行條播草地的干草產量和能量產量最大，適合在生產中推廣應用；秦燕[6]研究了不同混播比例對燕麥和箭筈豌豆混播草地植物生長特征的影響，發現燕麥與箭筈豌豆以2∶1的混作方式進行種植時品質較優；羅彩云[7]在青海湖地區進行燕麥與箭筈豌豆混播比例篩選試驗發現該地區箭筈豌豆和燕麥的最佳混播比例是1∶1；西然朋措[8]在稱多縣以小黑麥和飼用型豌豆為研究對象進行混播試驗，結果表明小黑麥播種量210 kg·hm-2+飼用豌豆22. 5 kg·hm-2是適宜該地區的禾豆混播比例。目前禾豆混播的研究很多，但有關小黑麥與飼用豌豆混播的研究少見報道。本試驗針對小黑麥與飼用型豌豆開展不同混播比例研究，對其物候期、生產性能及營養品質參數進行比較分析，以期為海北州篩選適合的小黑麥與飼用型豌豆混播比例提供科學支撐，滿足該區域生態畜牧業建設的發展需要。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于海北藏族自治州西海鎮的青海省畜牧獸醫科學院牧草實驗繁育基地，地理坐標是98°05′～102°41′ E，36°44′～39°05′ N，平均海拔3 210 m，年降雨量達366.4 mm，年平均氣溫-0.5℃，晝夜溫差大，日照強烈，年蒸發量為1 531.1 mm。試驗小區土壤為高山草甸土，土壤pH值6.92，有機質含量為2.36%，全氮含量為0.95%，全磷含量為0.82%，全鉀含量為1.35%[9]。

1.2 試驗材料

小黑麥為‘甘農2號’，來源于甘肅農業大學；飼用型豌豆為‘青建1號’，來源于青海畜牧獸醫科學院。

1.3 試驗方法

試驗小區面積為15 m2(3 m×5 m)，每個處理設置5次重復，隨機區組設計，播種時間為2020年5月22日，土壤翻耕20～30 cm，播種方式為條播，行距30 cm、每小區10行。設置了7個不同的禾豆混播比例，具體的混播組合和播量見表1。單播小黑麥和飼用豌豆為對照組。播前施磷酸二銨(含N 64%)10 kg·hm-2、尿素(含N 46%)75 kg·hm-2。生育期除雜草2次，期間無灌溉無追肥。

表1 試驗設計Table 1 Experimental design

1.4 測定內容及方法

物候期：小黑麥和飼用型豌豆均以50% 植株進入該生育期為準，記錄各生育時期，計算生育天數及生長時間。

株高：小黑麥在其抽穗期時測定株高，飼用型豌豆在其盛花期測定株高；植株高度用卷尺測定植株頂端至植株基部土壤表面的垂直高度。

生物量：小黑麥在其抽穗期刈割，飼用型豌豆達到盛花期時刈割，每個處理均割4個重復，留1個重復以供后期物候期的測定。各處理均為去除邊際效應(邊1行)后整片刈割，留茬3 cm，稱重；在105℃烘箱中殺青30 min，隨后65℃烘箱內烘干至恒重后稱重，計算鮮草產量和干草產量。

營養品質：測定不同小區的草樣營養品質；測定方法參照文獻《飼料分析及飼料質量檢測技術》[10]，其中粗灰分(Crude ash，Ash)含量測定采用馬福爐灰化法，粗蛋白(Crude protein，CP)含量測定采用凱氏定氮法[11]，粗脂肪(Ether extract，EE)含量測定采用索氏抽提法[12]，可溶性糖(Soluble sugar，SS)含量測定采用蒽酮比色法[13]，中性洗滌纖維(Neutral detergent fiber，NDF)和酸性洗滌纖維(Acid detergent fiber，ADF)含量測定采用范式纖維分析法[14]，木質素(Lignin，LI)含量測定采用Klason法[15]。

飼草粗蛋白產量：飼草粗蛋白產量=單位飼草粗蛋白含量×飼草產量。

相對產量總和(Relative yield total，RYT)：利用相對產量總和測定小黑麥+飼用豌豆混播草地飼草產量的混播優勢。

RYT=Yij/Yii+Yji/Yjj

式中:Yij為種i與種j混播時種i的鮮草產量；Yii為種i單播時的鮮草產量；Yji為種j同種i混播時種j的鮮草產量；Yjj為種j單播時的鮮草產量。RYT=1，說明在該組分下種間和種內干擾相等；RYT<1，說明在該組分下種間干擾大于種內干擾，環境資源沒得到充分利用；RYT>1說明種間干擾小于種內干擾，各個競爭種可能有某種程度的生態位分化，環境資源得到充分利用[16]。

土地當量比(Land equivalent ratio，LER)：利用土地當量比衡量小黑麥+飼用型豌豆混播草地種子產量的混播優勢。

LER=Lo+LP

式中：Lo=混播小黑麥干草產量/單播小黑麥干草產量；LP=混播飼用型豌豆干草產量/單播飼用型豌豆干草產量。當LER>1時，表示有混播優勢；當LER<1時則無混播優勢[17]。

1.5 數據處理

采用Excel整理數據，利用SPSS 26統計軟件對試驗數據進行統計分析(P<0.05)，并且進行主成分分析與隸屬函數分析。

2 結果與分析

2.1 不同混播處理下飼草的物候期

如表2所示，小黑麥于6月8日播種，不同混播處理小黑麥出苗期沒有差異；E處理與G處理的小黑麥分蘗期較其他處理早1天；A，C，E，G，H處理的小黑麥拔節期較其他處理早2天，孕穗期比其他處理早1天；其他時期不同處理的時間一致。

表2 小黑麥物候期Table 2 Phenological phase of triticale

由表3可知，不同混播處理對飼用型豌豆的物候期影響不大，只有在出苗期時D，E，G，L處理的飼用型豌豆較其他處理早一天；飼用型豌豆從播種期到出苗期需13，14天，從出苗期到分枝期需8天，從分枝期到現蕾期需35天，9月4日到達結莢期。

表3 飼用型豌豆物候期Table 3 Phenological phase of forage pea

2.2 不同混播處理下飼草株高

如圖1所示，G處理的小黑麥株高顯著低于A，B，C，D處理中小黑麥的株高(P<0.05)。D處理的飼用豌豆株高顯著高于B，E，F，H以及L處理的飼用豌豆株高(P<0.05)。本試驗發現，小黑麥與飼用豌豆混播有利于莖桿生長，而D處理不論是小黑麥還是飼用豌豆的株高均為最高，說明小黑麥+飼用豌豆混播播量為小黑麥180 kg·hm-2+飼用型豌豆48 kg·hm-2時最有利于小黑麥和飼用豌豆的莖桿生長。

圖1 不同混播處理飼草株高Fig.1 Plant height under different mixed seeding treatments注：圖中不同小寫字母代表不同處理間差異顯著(P<0.05)，下同Note:Different lowercase letters indicate significant differences between different treatment at the 0.05 level,the same as below

2.3 不同混播處理下草產量、相對產量及蛋白產量

各混播單播處理干鮮草產量如表4所示，小黑麥鮮重產量F處理顯著高于B，D，H處理(P<0.05)，達29 800 kg·hm-2；干重與鮮重結果一致，干草產量也是F處理最高，達11 294 kg·hm-2。飼用型豌豆L，H處理的鮮重最高，顯著高于其他處理(P<0.05)，達15 444 kg·hm-2，13 778 kg·hm-2，干重與其鮮重結果一致，達5 699 kg·hm-2，5 084 kg·hm-2。E處理的總鮮重與總干重最優，顯著高于A，B，D，L處理(P<0.05)，其鮮重為32 678 kg·hm-2，干重為12 307 kg·hm-2。

表4 不同混播處理下草產量、相對產量及蛋白產量Table 4 Grass yield,relative yield and protein yield under different mixed seeding treatments

不同處理下的相對產量總和均大于1，說明種間干擾小于種內干擾，環境資源在混播條件下得到充分利用[18]。D，H的土地當量比小于1，表明此處理無混播優勢，其他處理的土地當量比大于1，表明有混播優勢。F處理的粗蛋白產量最高，達1 291 kg·hm-2，顯著高于A，B，C，D，L處理(P<0.05)。

2.4 不同混播處理下飼草營養品質

2.4.1粗灰分(Ash)含量 粗灰分(Ash)是反映飼草中無機物含量的指標[19]。由圖2可知，不同混播處理下飼草的粗灰分含量A處理與E處理顯著高于B，D，H處理(P<0.05)。A，C，E，F，L處理之間粗灰分含量無顯著差異。

圖2 不同混播處理飼草粗灰分含量Fig.2 Crude ash content under different mixed seeding treatments

2.4.2粗蛋白(CP)含量 粗蛋白(CP)含量是評價飼草營養價值的重要指標之一，也是家畜必不可少的營養物質[20]。圖3數據表明，本試驗中F處理的混合飼草CP含量最高，達10.29%，顯著高于C處理(P<0.05),與其他處理之間差異不顯著。其次是H，G處理，其CP含量達10.27%，9.05%，顯著高于C處理(P<0.05)，與其它處理間無顯著差異。

圖3 不同混播處理飼草粗蛋白含量Fig.3 Protein content under different mixed seeding treatments

2.4.3粗脂肪(EE)含量 飼草中的粗脂肪(EE)能為牲畜提供能量[21]。由圖4可知，C，L處理的混合飼草EE含量顯著高于B，D，E，F，G處理(P<0.05)。C處理的EE含量最高，達14.03 g·kg-1；其次是L，H處理與A處理，達13.63 g·kg-1，12.4 g·kg-1，11.87 g·kg-1。

圖4 不同混播處理飼草粗脂肪含量Fig.4 Ether extract content under different mixed seeding treatments

2.4.4可溶性糖(SS)含量 飼草儲存的養分主要是可溶性糖(SS)，因此SS含量的多少影響到飼草的適口性與營養水平[22]。由圖5可知，C，D處理的混合飼草SS含量最高，達13.5 g·kg-1，12.1 g·kg-1，顯著高于F，G，H，L處理的SS含量(P<0.05)；L處理的SS含量最低，說明小黑麥與飼用型豌豆的混播處理能夠提高混合草樣的SS含量。

圖5 不同混播處理飼草可溶性糖含量Fig.5 Soluble sugar content under different mixed seeding treatments

2.4.5中性洗滌纖維(NDF)含量 圖6中，A處理的NDF含量最高，顯著高于其他處理中混合飼草NDF含量(P<0.05)，達61.50%；結果表明，A，H，L處理的飼草NDF含量較高，D，G，E處理的NDF含量較低。

圖6 不同混播處理飼草中性洗滌纖維含量Fig.6 Neutral detergent fiber content under different mixed seeding treatments

2.4.6酸性洗滌纖維(ADF)含量 ADF含量直接影響飼草的消化率，其含量越高，飼草的消化率越低[23]。圖7結果顯示，9個處理下飼草的ADF含量差異不顯著，其中A處理的飼草ADF含量最高，其次是C，H，L處理，這與NDF含量的結果基本相一致。

圖7 不同混播處理飼草酸性洗滌纖維含量Fig.7 Acid detergent fiber content under different mixed seeding treatments

2.4.7木質素(LI)含量 木質素(LI)在植物體內的沉積主要為植物的直立生長提供支撐作用，其含量多少與植物株高有密切關系[24]。由圖8可知，9個不同處理的飼草LI含量之間無顯著差異。其中D處理飼草LI含量最高，達6.17%。其次是E處理。這與株高結果基本一致。

圖8 不同混播處理飼草木質素含量Fig.8 Lignin content under different mixed seeding treatments

2.5 綜合評價

2.5.1主成分分析 主成分分析是指將測定指標較多的數據進行整合，通過確定累計貢獻率來最終確定選擇指標。因此本試驗通過對干草產量、CP，NDF，ADF，SS，EE，Ash和LI含量進行主成分分析。由表5可知，干草產量、CP，NDF，ADF，SS含量占總成分的98.392%，所以可選擇這5個指標進行隸屬函數值分析。

表5 特征值和方差貢獻表Table 5 Characteristic value and variance contribution table

2.5.2隸屬函數法分析 采用隸屬函數法，對供試不同處理的5個主成分干草產量、CP,NDF,SS含量以及可溶性糖含量進行隸屬函數值計算(表6)。結果表明隸屬函數值最大為D處理，達0.727；其次是E處理，0.682。綜合表現排序為：D>E>G>F>B>H>L>C>A，小黑麥與飼用型豌豆最佳混播播量為小黑麥180 kg·hm-2+飼用型豌豆48 kg·hm-2其次是小黑麥150 kg·hm-2+飼用型豌豆60 kg·hm-2。

表6 不同混播處理飼草各指標隸屬函數值及綜合評價值Table 6 Forage subordinate function values and comprehensive evaluation of each index value under different mixed seeding treatments

3 討論

3.1 不同混播處理對生產性能的影響

飼草的生產性能是由其自身特性所決定的，同時受外界多種因素的影響，是其自身特性和外界環境條件共同作用的結果[25]。本試驗對小黑麥與飼用型豌豆進行物候期觀測結果表明小黑麥與飼用型豌豆的播種期到出苗期所用時間分別為8天與14天，這與西然朋措等人[9]的研究結果不同。本試驗的出苗時間較短，西然朋措等人在稱多縣進行禾豆混播試驗的結果表明小黑麥與飼用豌豆從播種期到出苗期所用時間分別為14天與19天，造成這一差異的原因可能是播種時間不同導致溫度不同。

飼草產量的高低是衡量草地生產力的重要指標之一[26]，產草量越高說明其生產性能越好。所以較高的產草量是飼草混播追求的最主要的目標[27]。多數國外研究者也認為，禾本科與豆科混播可提高群體產量和飼用品質[28]。已有研究顯示，混播較單播草地生產力提高14.0%～43.2%[29]，關正翾等[30]試驗結果表明，燕麥+箭筈豌豆同行混播 25%∶75%組合生產性能較高；曹仲華等[31]在山南試驗得出燕麥與箭筈豌豆的最佳混播比例為50%∶50%；剛永和等人[32]研究表明燕麥與飼用豌豆以6∶4混播處理下產草量最佳。本試驗中E處理的產草量最高，混播播量為小黑麥150 kg·hm-2+飼用型豌豆60 kg·hm-2。這一結果與曹仲華研究結果一致，與剛永和等人研究結果不同，雖然兩者研究結果不完全相同，但混播處理較單播處理產草量更高，這一結論是一致的。本試驗小黑麥鮮草與干草產量的結果表明，在小黑麥播種量減少的同時其產草量并沒有按比例隨之減少，反而在F處理中產草量達到最高，說明在牧草混播體系中，播種量不是決定產草量多少的關鍵因素。

在混播體系中，物種之間的競爭和互補提高了產量和品質，使得生產性能提高[33]。鄭偉等[34]研究進一步指出，栽培草地生產性能不是單項因素的比較，而是綜合評價。本試驗中不同混播處理的相對產量總和均大于1，說明本試驗混播處理的種內干擾大于種間干擾，其資源環境得到充分利用；除D，H處理外，本試驗的其他處理土地當量比均大于1，說明其具有混播優勢，并且B，E，F處理的混播優勢較高。這與關正翾、馬曉東等人[30,35]研究結果一致，均是混播處理后種內干擾大于種間干擾。本研究結果與蔣汶桃等人[36]的研究結果有差異，蔣汶桃等人研究表明2∶6混播比例下紅豆草(OnobrychisviciifoliaScop.)-垂穗披堿草(ElymusnutansGriseb.)混播群體具有較好的混播優勢，但各處理的種內干擾大于種間干擾。

3.2 不同混播處理對營養品質的影響

CP含量是飼草品質鑒定的重要指標，其含量的多少能夠說明飼草的好壞[35]；韓建國等[37]研究表明，燕麥與箭筈豌豆混合飼草CP含量較高，是因為豆科牧草固氮效果明顯，混播中的燕麥能更好的吸收利用土壤中累積的氮素，增加混合飼草的CP含量。本試驗中F，G，H處理的混合飼草CP含量較高，而小黑麥單播飼草的CP含量為6.83%，飼用型豌豆單播飼草CP含量為8.89%；說明小黑麥與飼用豌豆混播能夠提高飼草整體CP的含量，并且以F，G，H處理的飼草CP含量較高，品質較優。研究結果與孫杰等人[38]研究結果相似，孫杰等人通過研究海拔高度和混播比例對燕麥與箭筈豌豆產草量及質量的影響發現，隨著豌豆混播比例的增加，飼草CP含量呈上升趨勢。

有報道表明，燕麥與箭筈豌豆以1∶1[39]，5∶3[41]，7∶3[40]，3∶2比例混播在高寒牧區種植較為理想。本試驗中C，D處理的SS含量最高，而小黑麥單播處理的SS含量為10.17 g·kg-1，飼用豌豆單播處理的SS含量為4.03 g·kg-1。說明小黑麥與飼用型豌豆混播可顯著提高混合飼草的SS含量，以C,D混播處理最優，與韓志林等人[10]研究結果一致。其原因主要是豆科牧草含有較多的蛋白質、鈣和磷等營養成分，而禾本科含有較多的碳水化合物[42]。

本試驗中不同處理的粗灰分含量有差異，B，D處理的粗灰分含量顯著低于A，C，E，F，L處理(P<0.05)，這與楊耀勝[16]、安昊云等人[43]研究結果有差異。楊耀勝研究表明不同處理的飼草粗灰分含量無顯著差異，安昊云研究表明不同混播處理的粗灰分含量均高于單播，其結論有差異的原因可能是各試驗設計本身不完全相同，另外，各試驗地區的水熱條件、土壤肥力等差異很大。研究表明，禾本科粗脂肪含量大于豆科，所以混播處理中，粗脂肪含量較低的處理豆科占比較大[44]。本試驗中C，L處理粗脂肪含量最優，F處理最低，與袁翠林等人[44]研究基本相似。

NDF含量越高，飼草品質越低，采食率越低；相反則采食率越高。ADF含量與飼草消化率有直接關系[38]。ADF含量越高，適口性越差；反之則適口性越好，易于家畜采食[23]。本試驗表明，D，E，G處理的NDF含量均低于其他處理，尤其是D處理的ADF和NDF均較低，表明其飼草消化率與適口性均較好，這與韓建國、馬曉東等人[31,35,37，45]研究結果一致。不同植物及其不同組織之間木質素的種類和含量不同[46]，本試驗中不論單播還是不同混播處理對飼草木質素的含量影響不顯著，但D處理的木質素含量相對較高，與飼草株高呈現的結果基本一致。

4 結論

本試驗研究結果表明：小黑麥與飼用豌豆混播后，顯著提高了除混播120 kg·hm-2小黑麥+ 72 kg·hm-2飼用型豌豆處理外的飼用型豌豆的株高。混播處理總產草量均大于單播處理。而混播處理的ADF和NDF含量均低于單播處理。混播處理120 kg·hm-2小黑麥+ 72 kg·hm-2飼用型豌豆與60 kg·hm-2小黑麥+ 96 kg·hm-2飼用型豌豆處理的CP含量較高。根據隸屬函數值綜合評價得出，在青海省海北地區小黑麥與飼用豌豆的最佳混播播量為180 kg·hm-2小黑麥+飼用型豌豆48 kg·hm-2飼用型豌豆，其次是150 kg·hm-2小黑麥+60 kg·hm-2飼用型豌豆。