紫花苜蓿與冰草混播當年對牧草品質的影響

中圖分類號：S551+7 文獻標志碼：A 文章編號：1001-4330（2025）02-0474-10

0 引言

【研究意義】豆科牧草與禾本科牧草混播（豆禾混播）是提高人工草地生產力的重要栽培措施之一，不僅可顯著提高牧草生產力、改善牧草質量和提高牧草產量，而且對資源高效利用、水土保持也具有重要意義[1-3]。豆科牧草與禾本科牧草在地上部分及地下部分空間分布上具有一定的互補性，可充分利用水、肥、光等資源，緩解種間的競爭關系，增加生物多樣性，提高牧草品質[4-5]。豆禾混播既能提高牧草產量，又能使收獲的飼草營養價值更均衡，有利于牧草的調制和利用，且可顯著降低雜草再生力，有利于提升草地生產力的整體水平[6-7]。【前人研究進展】近年來，多年生豆禾牧草混播的研究主要集中在紫花苜蓿（Medicagosativa）紅豆草（Onobrychisviciaefolia）無芒雀麥（Bromusinermis）垂穗披堿草（Elymusnutans）老芒麥（Elymussibiricus）羊草（Leymuschinensis）等牧草中；而一年生豆科牧草混播的研究大多集中于箭筈豌豆（Viciasativa）毛苕子（Viciavillosa）、豌豆（Pisumsativum）燕麥（Avenasativa）等牧草中。以上均是針對混播比例草品質方面的研究，同時也提出適宜當地的優質、高產混播組合模式[8-12]。此外，孫杰等[13]研究證明，在中高海拔地區青引1號燕麥和箭筈豌豆在5：5混播中干草產量最高，比單播燕麥增加了 6 0 . 8 8 % 。李佶愷等[14]研究發現，增加箭筈豌豆的混播比例有助于提高牧草的品質，合適的混播比例，可以獲得牧草產量與品質俱佳的效果。劉敏等[15]研究表明，當豆禾播種比例在1：2的情況下，減少了部分物種的競爭，使混播牧草的粗蛋白含量增加，粗纖維含量降低，有利于提高牧草的營養價值。【本研究切入點】冰草（Agropyroncristatum）具有返青早，分蘗多，高度抗旱、耐寒、耐鹽堿，粗蛋白質含量較高，具有較高的飼用價值[16-17]，但目前針對冰草的研究較少，僅有的研究也主要集中在草產量、種間競爭等方面，缺乏品質方面的研究。在混播草地中，冰草的競爭力有時會強于紫花苜蓿，通過抑制雜草來維系混播草地的穩定性[18]，而關于冰草在混播草地中對牧草品質的貢獻未見相關報道，且與紫花苜蓿混播后牧草品質是否會發生變化，也需要深入探索。【擬解決的關鍵問題】選擇紫花苜蓿（上繁草）和冰草（下繁草）混播人工草地為對象，探索在有灌溉條件下，混播比例對牧草營養品質的影響，篩選紫花苜蓿和冰草的最佳混播比例，為調制優質飼草提供混播組合理論依據。

材料與方法

1.1 材料

1.1. 1 研究區概況

試驗地位于新疆呼圖壁縣農業農村部新疆旱生牧草原種基地（ E），平均海拔 4 9 5 m ，地勢較為平坦。屬于溫帶大陸性干旱半干旱氣候，平原地區平均氣溫 ，年均降水量 ，無霜期170d，年均蒸發量2 3 6 1 . 1 m m ，全年日照總時數 3 0 9 0 h 。土壤類型為灰棕荒漠土。表1

1. 1. 2 紫花苜蓿

供試材料為紫花苜蓿，品種為佳能紫花苜蓿（Medicagosativavar.Jianeng），該品種秋眠級4，越冬指數2，葉量豐富，劉割后再生能力強，高抗莖線蟲，是品質優良、產草量很高的紫花苜蓿品種。冰草具有品質佳、分蘗多、生長快、抗旱、耐鹽等特點。2022年4月購買，裸種，購買后于常溫、通風、干燥處保存。

1.2 方法

1. 2.1 試驗設計

試驗于2022年4月28日進行。設置5個混播處理，分別為豆禾混播A（3：7）、B（4：6）、C（5：5）、D（6：4）E（7：3），同行混播;2個單播處理，分別為紫花苜蓿單播（MX）、冰草（BC）單播；共7個處理。采用隨機區組設計，每處理重復3次，小區面積 4 m × 5 m ，共21個小區。條播，行距25cm，小區四周設 5 0 c m 保護行。播種前測定種子發芽率均大于 9 5 % 。采用滴灌方式，苗期施肥45 ，其他田間正常管理。表2，圖1

1.2.2 樣品采集及指標測定

于播種當年的7月7日刈割取樣，留茬高度均為 5 c m 。在每小區內選取3個 樣方，在樣方內，選取長勢均勻紫花苜蓿和冰草 0 . 5 m 的混合樣品，刈割后置于網袋內，貼好標簽，置于室內通風、干燥、不透光處陰干；單播與混播處理取樣方法相同。取樣時避開邊際效應，陰干后粉碎過120目網篩，混合均勻，采用四分法留樣 1 0 g ，用于測定牧草養分指標。

測定牧草養分指標：粗脂肪（Crudefat，CF）、中性洗滌纖維（Neutraldetergentfibre，NDF）、酸性洗滌纖維（Aciddetergentfibre，ADF）、全碳、全磷、可溶性糖、淀粉、酸性洗滌木質素（Aciddetergentlignin，ADL）、半纖維素、纖維素、粗蛋白和全氮共12 個指標。測定方法參照《飼草產品檢驗》[19]，其中，粗脂肪采用索氏提取法測定，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維采用范式纖維分析法測定，全碳采用元素分析儀燃燒法測定，全磷采用分光光度計鉬銻抗比色法測定，可溶性糖和淀粉采用分光光度計蒽酮比色法測定，酸性洗滌木質素采用馬弗爐范式洗滌法測定，半纖維素和纖維素采用范式洗滌法的ANKOM2200型纖維分析儀測定，粗蛋白和全氮采用凱氏定氮儀測定。

式中， 為標準絕對差， 為二級最小絕對差， 為二級最大絕對差， ρ 為分辨系數，取值范圍0.5；gi為加權關聯度； n 為樣本數。

1.3 數據處理

采用Excel2019進行數據處理，使用SPSS26.0統計軟件中的One-wayANOVA進行不同比例間各指標的差異分析，Duncan‘s法進行差異顯著性檢驗，顯著性水平判斷依據為 P lt; 0 . 0 5 ，并且進行灰色關聯度分析[20-21]，圖表數據為平均值± 標準誤，使用Origin2022作圖。

2 結果與分析

2.1各處理中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量的變化

研究表明，播種當年各處理之間，NDF含量較高的是處理D和處理E，分別達 4 0 . 8 3 % 和4 0 . 5 2 % ；NDF含量最低的是BC處理，為3 3 . 2 4 % ，顯著低于MX處理和各混播處理（ P lt; 0.05），其次是處理A，為 3 6 . 9 6 % 。BC處理的ADF含量最低，為 2 3 . 5 9 % ，其次是A處理。為2 6 . 7 1 % 。隨著紫花苜蓿比例的增加，NDF含量和ADF含量提高；反之隨著冰草比例的增加，NDF和ADF含量會降低。圖2

注：圖中不同小寫字母表示處理間差異顯著 ? P lt; 0 . 0 5 ，下同

Notes：Diferent lowercaselettrsinthefigureindicate significantdifferencesbetween the treatments（ ? lt; 0 . 0 5 ），thesameasbelow

2.2 各處理粗脂肪和全碳含量的變化

研究表明，播種當年各處理之間，MX處理的粗脂肪含量最低，為 1 . 3 2 % ，處理A的粗脂肪含量最高，達 5 . 6 6 % ，是MX處理的4.29倍。播種當年混播所有處理的粗脂肪含量均顯著高于MX處理（ ），混播可以明顯提升牧草的粗脂肪含量。播種當年各處理中，BC處理全碳含量最高，達 4 1 . 5 1 % ，且與其他處理差異顯著（ Plt; 0.05）。在同行混播處理中，B處理全碳含量最高，達 4 0 . 5 9 % ，顯著高于MX處理（ ；處理A全碳含量最低，僅有 3 9 . 1 3 % 。B處理會提高紫花苜蓿的全碳含量。圖3

2.3 各處理全氮和全磷含量的變化

研究表明，播種當年各處理之間，BC處理全氮含量最高，達 3 . 7 0 % ，顯著高于各混播處理和MX處理（ ）；5個混播中，處理A全氮含量最高，達 3 . 3 9 % ，顯著高于MX處理和其他混播處理（ ，混播 和MX處理間差異不顯著。BC處理全磷含量最高，達 2 . 5 2 % ，顯著高于MX處理和5個混播處理（ ）；其次是MX處理，為 2 . 1 3 % ；各混播處理中，B處理全磷含量較高。混播后降低了植物中全磷的含量。圖4

2.4 各處理淀粉和可溶性糖含量的變化

研究表明，播種當年各處理之間，處理D的淀粉含量最高，達 8 . 6 1 % ；其次是E處理，為8 . 4 3 % ;B處理淀粉含量最低，僅有 6 . 6 8 % ;其余各處理之間差異不顯著。BC處理的可溶性糖含量最高，達 4 . 9 2 % ，且與其他各處理差異顯著（ P lt; 0 . 0 5 ）；其次是C處理含量較高，達 3 . 7 8 % ;A處理的可溶性糖含量最低，僅有 2 . 9 6 % ；混播的C、D、E處理可溶性糖含量較MX處理有所提升，但差異不顯著。圖5

2.5 各處理半纖維素和纖維素含量的變化

研究表明，播種當年各處理之間，C處理的半纖維素含量最高，達 1 0 . 8 0 % ；MX處理和BC處理分別為 9 . 7 8 % 和 9 . 3 2 % ；混播處理C、E、D均高于MX和BC，半纖維素含量在各處理間的排序依次為 C gt; E gt; D gt; M X gt; B gt; B C gt; A ；混播中增加紫花苜蓿的比例會提高半纖維素含量。處理E的纖維素含量最高，達 2 3 . 4 2 % ；其次是MX處理，為2 2 . 7 0 % ；處理A的纖維素，為 2 1 . 2 6 % ;BC處理纖維素含量最低，為 1 9 . 3 5 % ；與MX處理相比，除了E處理以外，其余各混播處理均降低了纖維素含量；與BC處理相比，各混播處理均提高了牧草

纖維素含量。圖6

2.6 各處理粗蛋白含量和木質素含量的變化

研究表明，播種當年各處理之間，BC處理粗蛋白含量最高，達 2 3 . 1 3 % ，顯著高于各混播處理和MX處理（ P lt; 0 . 0 5 ） ；在各混播處理中，A處理粗蛋白含量較高，達 2 1 . 1 6 % ，顯著高于MX處理和其他混播處理（ ；混播處理 B， C， D， E 和MX處理差異不顯著。播種當年各處理酸性洗滌木質素含量之間顯著差異（ ，以E處理的含量最高，達 7 . 3 5 % ；其次是C處理，含量為 6 . 4 6 % ;BC處理含量最低，僅有 4 . 0 5 % 。所有混播處理木質素含量均顯著高于BC處理的（ ，E處理能明顯提高植物酸性洗滌木質素含量。圖7

2.7 綜合評價

研究表明，各指標在評價系統所占的權重順序為淀粉 gt; 酸性洗滌纖維 gt; 全氮 gt; 粗脂肪 gt; 木質素 gt; 半纖維素 gt; 纖維素 gt; 中性洗滌纖維 gt; 全磷 gt; 可溶性糖 gt; 全碳 gt; 粗蛋白。表3

加權關聯度越大，混播配比處理綜合表現越佳。灰色關聯度的排序為 B Cgt; Cgt; Agt; Dgt; Egt; B 。在同行混播中，紫花苜蓿和冰草在豆禾比在C處理下牧草營養指標為最佳組合，綜合性狀表現最佳；其次是A處理和D處理。表4

3討論

3.1 各處理對飼草營養品質的影響

混播草地牧草的營養價值主要取決于參與混播植物種類及其所占的比例，飼草的生產性能是其自身特性和外界環境條件共同作用的結果[22]牧草中所含的粗脂肪是熱能的主要原料，是牧草的主要能量物質，含量越多，牧草的營養價值越高[23]。飼草中ADF 含量較高時，會引起動物健康問題，ADF與牧草消化率呈負相關關系，隨著ADF含量的上升，牧草品質下降[24-25]。測定牧草的纖維素含量被認為是鑒定其品質優劣的關鍵指標之一，其含量越高，牧草的品質越差。半纖維素含量越高，則牧草營養價值越高[26]

研究中發現BC處理的ADF最低，混播A處理較低，混播中紫花苜蓿比例的增加也會提高ADF含量，反之隨著冰草比例的增加，會降低ADF含量;同時NDF含量最低的是BC處理，各混播中A處理較低。主要是由于單播冰草的莖葉比顯著低于紫花苜蓿，會提高牧草適口性和增加消化率； A， B， D 處理顯著高于MX和BC的粗脂肪含量，混播較單播相比可以提升牧草的粗脂肪含量，隨著冰草比例的增加粗脂肪呈上升趨勢。相似的結果也出現在鄭偉等27采用6種禾豆飼草混播種植對牧草營養成分的研究結果中，所有混播組合的粗蛋白產量、粗脂肪產量均有顯著提高，這是由于豆科飼草固定的氮素替代了一部分外源氮素，緩解了混播禾豆飼草對氮素的競爭，提高了草地生產性能。此外，混播處理的粗蛋白含量顯著高于單播紫花苜蓿（ ）。與王博杰等[28]的\"混播草地紫花苜蓿和冰草的粗蛋白含量均顯著高于單播草地，混播人工草地提升了牧草的品質”的結果基本相似。研究中單播冰草粗蛋白含量高，原因是在灌溉條件下，水肥較充足，為冰草生長提供了較好條件，種植當年冰草葉量豐富，而且葉片長且寬大，莖稈少是造成其粗蛋白含量高的主要原因；也有研究表明，冰草在不同時期的粗蛋白含量存在顯著差異，粗蛋白含量隨著生育期的變化而逐漸降低，抽穗期粗蛋白含量最高，開花后期到成熟期下降速度加快，從而品質降低[29-30]，研究冰草取樣時處于初花期，屬于養分峰值期，也是造成其粗蛋白含量高的另一原因。以C處理的半纖維素和可溶性糖趨于同行混播中最高，E處理的纖維素和木質素含量最高，混播與單播紫花苜蓿相比在一定程度上提高了半纖維素含量，降低了牧草的纖維含量。采用灰色關聯度分析得出，同行混播中C處理下牧草營養指標為最佳組合，綜合性狀表現最佳，其次是A處理和D處理。與之前在研究紫花苜蓿和冰草當年牧草生產性能中株高、葉長、葉寬、莖葉比中得出的結論相似，紫花苜蓿在 3：7 混播比例下葉長葉寬均顯著高于單播，單播冰草和混播5：5下莖葉低，因而牧草適口性會提高，品質也有所提升[31]同楊鵬年等[32]在甘南高寒牧區，進行飼用燕麥與箭筈豌豆混播試驗結果相似，確定最佳組合是5：5，CP含量達到 1 5 . 6 1 % ，綜合評價最佳。采樣的隨機性和田間試驗的誤差也會影響結果發生變化。

氮、磷、碳是植物在生長過程中所必需的營養元素，也對牧草的營養構成有著重要的促進作用[33]。研究中A處理顯著高于MX，其余各處理的全氮含量與MX處理相比無顯著差異，全磷養分均低于單播處理，單播冰草全碳含量趨于最高，與單播紫花苜蓿相比，B處理顯著提高了全碳含量 P lt; 0 . 0 5 ） ，MX處理、A處理、C處理、D處理、E處理無顯著差異。與郭川等[34]研究的4種牧草下5：5和3：7處理的植物全氮含量與單播紅三葉無顯著差異，5：5處理的植物全磷含量顯著高于單播的結果基本一致。李恩慧等[35]研究表明，與單播相比，小麥/苜蓿間套作不僅顯著提高了小麥植株氮含量，而且還提高了養分吸收效率。表明適宜的禾豆混播方式和比例能夠在不同程度上提高牧草的養分含量，從而提高牧草品質。

3.2 各處理對飼草的綜合評價

吳姝菊[30]通過在黑龍江進行冰草的混播研究中發現，相較于單播，第一年與紫花苜蓿混播的產量要高出 2 . 1 1 % ，單播冰草的產量顯著低于單播紫花苜蓿的產量（ ）；第二年冰草和無芒雀麥混播后產量比單播的分別高了 1 6 . 1 0 % 、11. 5 7 % 。王博杰等[28研究結果表明，不論是混播處理還是單播紫花苜蓿（ 產量均顯著高于單播冰草，因此，混播比單播更具產量高、營養價值有效積累的混播優勢。研究中使用灰色關聯度方法對12項營養指標進行權重計算，并且得到7個處理的加權關聯度，排序為 B Cgt; Cgt; Agt; D gt; Egt; Bgt; M X ，其中單播BC營養質量最高，混播中營養價值最高的為C。混播與單播相比，其優勢主要體現在除了牧草養分較高以外，還具有高產的特性，C處理更有利于牧草養分的積累，同時要高于BC的產量。關正等[3]也同樣驗證試驗所研究的結果，其對同行 5 0 ： 5 0 的混播與單播對照研究發現，混播的優勢更為明顯，混播比例可作為優質牧草生產，同時也兼顧了牧草營養、提高產量對改善土壤肥力也有促進作用。

4結論

在新疆北疆地區，紫花苜蓿和冰草單播與5種混播比例下的12個代表性營養指標進行了綜合評價，單播冰草綜合表現最優，篩選出營養指標下同行混播C（5：5）為優勢混播組合，其中較單播紫花苜蓿增加了粗脂肪、中性洗滌纖維、全碳、淀粉、可溶性糖、半纖維素、提高了酸性木質素；降低了全磷和纖維素。混播比例會影響多年生禾豆混播草地牧草營養品質，適宜的混播比例可以提高牧草營養品質。

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Effects of mixed sowing of Medicago sativa and Agropyron cristatum on forage quality

XU Yingyue’，HOU Yurong2， ZHOU Chenye1，WANG Jing'，LI Youzheng1 ZHOU Qi1，LAN Jiyong2， ，WEI Peng'，WANG yuxiang' （1. College of Grassland Science， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 83Oo52，China; 2. Institute of Grassland Science， Xinjiang Academy of Animal Husbandry， Urumqi 83Oooo， China）

Abstract：【Objective】 To screen the optimal mixed seeding ratio of Medicago sativa and Agropyron cristatuminthe hopeof providinga theoretical basisfor theestablishmentof high qualityartificial grassland in northern Xinjiang.【Methods】The effcts of mixed sowing of legume and grass on forage quality were analyzed by means of forage nutrient index detection technique and mathematical statistics method.The ratios of legume - grass mixtures of the seven treatments were A （ 3 ： 7 ） ，B（4：6），C（5：5），D （ 6：4 ） ，E（7：3），M. sativa and A . cristatum.【Results】 There were significant diferences in forage nutrition quality and proportion of mixed sowing in mixed sowing year，and the crude fat content of mixed sowing treatment was significantly increased compared with that of single sowing of alfalfa （ ）.Under C（5：5）treatment，the contents of neutral and acid detergent fibers were lower （ 3 8 . 6 4 % and 2 7 . 5 1 % ，respectively），crude protein content was 1 9 . 0 1 % ，total carbon， total nitrogen content and soluble sugar content were higher （ 4 0 . 2 1 % ， 3 . 0 4 % and （20 4 1 . 7 7 % ，respectively）.The results of the comprehensive evaluation of grey correlation degree for diffrent treatmentswere 一 M . sativa and A . cristatum can improve the nutritional quality of herbage，and the nutritional quality of mixed sowing herbage is better than that of MX，and the best mixed sowing ratio of is used in the mixed sowing treatments.

Key words：Medicago sativa; Agropyron cristatum ; mixed cropping; mixed sowing ratio; forage quality; the year of planting；artificial grassland