播种方式对燕麦和饲用豌豆饲草产量及品质的影响

郭常英， 王 伟， 德科加， 蒲小剑， 魏晓丽， 段娜宁， 彭 丹， 徐成体

(青海大学畜牧兽医科学院， 青海 西宁 810016)

燕麦(Avenasativa)是青藏高原种植面积最大的一年生禾本科饲草，具有适应性强、抗寒性强、容易种植、产量高、饲用价值优良等特性[11]。利用燕麦制成的青干草气味香、口感佳，可溶性碳水化合物含量高，被予以“甜甘草”的美誉[12]。饲用豌豆(Pisumsativum)生长迅速、种植简单、饲草产量和饲用价值都很高，具有抗低温能力强、攀援性强、固氮能力强及适应性强的优点[13-15]。燕麦与饲用豌豆混播后不仅可有效合理地利用空间、光照、热量和水分资源，增加饲草产量[16]，还可营养互补，提高粗蛋白、粗脂肪含量，降低中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量，提高饲草品质[17]。饲用豌豆还能通过根瘤菌固定土壤缝隙中游离氮元素，改善土壤结构，提高土壤肥力[18]，从而提高混播草地草产量[19]。

近年来，在青藏高原高寒地区中禾-豆混播的研究主要集中在混播比例、混播种类等方面，但是有关燕麦与饲用豌豆间混作及播种行距栽培技术领域的研究报道很少。由于缺乏对混播草地组成结构、株丛密度、生物量累积分布的科学分析，播种方式对混播草地牧草产量和品质有何影响，适合该区气候条件的播种方式均尚无定论。因此，本试验通过研究高寒地区间混作及不同行距交互处理对燕麦、饲用豌豆混播草地饲草产量及营养品质的影响，为青海省饲草混播增产提质提供科学依据。

1 材料与方法1.1 试验地基本概括

试验地位于青海省草原改良试验站，隶属于青海省海南藏族自治州共和县石乃亥乡境内(99°60′50″ N，37°00′01″ E)，该区域位于青海湖南端，海拔3 270 m，属典型高原大陆性气候区，大气稀薄，干旱少雨，光照时间长，太阳辐射强，平均气温在4℃左右，年降水量为523 mm；土壤为栗钙土，播前土壤理化性质为：有机质49.6 g·kg-1，全氮3.3 g·kg-1，速效磷21.11 mg·kg-1，速效氮78.1 mg·kg-1，速效钾102.4 mg·kg-1，全磷2.9 g·kg-1。

1.2 供试材料

本试验选用青甜一号燕麦(Qingtian No.1)和青建一号饲用豌豆(Qingjian No.1)，种子由青海省畜牧兽医科学院提供。

1.3 试验设计

试验于2021年5月下旬在青海省草原改良实验站开展，采用2因素随机区组设计，设置不同的播种方式(混播：A1，间作：A2，燕麦单播：A3，饲用豌豆单播：A4)以及不同的行距(30 cm：B1，25 cm：B2，20 cm：B3，15 cm：B4)。小区面积3 m×5 m，每个试验处理小区的播量一致，间混作小区中播量为燕麦90 kg·hm-2，饲用豌豆45 kg·hm-2，单播处理中燕麦播量为150 kg·hm-2，饲用豌豆播量为90 kg·hm-2，3次重复。试验地无底肥、无追肥、无灌溉，土壤肥力相对均匀。燕麦分蘖期和拔节期除杂草2次。播种方案见表1。

上海国资委提出，要加快混合所有制改革，优先推进品牌企业整体上市和核心资产上市，鼓励具有一定品牌影响力的国有控股上市公司引入战略投资者实施“二次混改”。

表1 试验播种方案Table 1 Experimental seeding scheme

1.4 指标测定及方法

相对生长速率(Relative growth rate，RGR)[20]：每个小区定株燕麦与饲用豌豆各三株，分别于燕麦拔节期/饲用豌豆分枝期(7月15日)、燕麦开花期/饲用豌豆现蕾期(8月14日)、燕麦乳熟期/饲用豌豆开花期(9月12日)以及燕麦蜡熟期/饲用豌豆结荚期(10月11日)用钢卷尺测量自然高度，并通过以下公式计算相对生长速率：

式中：T1，T2分别为相邻两次株高的测定时间；W1，W2分别为T1和T2时的株高；从7月15日到10月11日共计算3个不同时期的相对生长速率，分别记为RGR1(7月15日至8月14日)，RGR2(8月14日至9月12日)，RGR3(9月12日至10月11日)。

草产量[21]：在燕麦蜡熟期、饲用豌豆结荚期整体刈割，采集后迅速装入密封袋并带回实验室。分拣混播样地中的燕麦和饲用豌豆植株，分别称其鲜重。在烘箱105℃中杀青30 min，然后65℃烘干至恒重，称其干重。

营养成分：将烘干草样用粉碎机粉碎过1 mm筛，选取 3份样品测定粗蛋白含量(凯氏定氮法)[22]、可溶性糖含量(蒽酮法)[23]、中酸性洗涤纤维含量(范式洗涤纤维法)[20]、粗脂肪含量(乙醚浸提法)[24]、粗灰分含量(直接灰化法)[24]、无氮浸出物含量(含量差减法)[24]。

1 kg干物质能量[25-26]：依据每小区饲草的营养价值，按如下公式计算总能(Gathered energy，GE)、可消化养分总量(Total digestible nutrients，TDN)、消化能(Digestive energy，DE)、代谢能(Metabolic energy，ME)。

GE=(CP×23.86+EE×39.36+CF×17.58+NFE×17.58)/100

TDN=CP+CF+NFE+2.25×EE

DE=[TDN/(100×1 000)]×4 409×4.184

1.5 数据统计与分析

1.5.1灰色关联度综合评价模型 灰色关联度分析法[27-29]适用于m个组合，n个指标的综合评价，该模型可减低人为打分出现的偏差，其基本方法是：参考最优目标以供试植株组合在各指标的上限指标为依据，构造出各项指标都优于比较组合的“理想组合”，即饲草产量和品质各项指标构成的数列为最优组合序列X0，供试组合各项指标构成的数列为比较序列Xi(i=1,2，….，k;k为供试组合数目)然后按照以下步骤对数据进行处理。

A.对各混播组合各指标数据进行无量纲初值化处理，即所有最大值指标相应Xi(k)数据除以X0(k)各点的数据，最小值指标以相应X0(k)各点的数据，最小值指标应以相应X0(k)数据除以Xi(k)各点的数据。

B.计算各点(Kij)的绝对差值，公式为：

Δi(k)=X0(k)-Xi(k)

C.计算各指标关联系数值，公式为：

其中a=minX0(k)-Xi(k)=0.000；b=maxX0(k)-Xi(k)。ρ为分辨率系数，一般取值为0.5。

D.计算各指标的关联度，公式为：

其中，n为参与评价的指标个数。关联度越高，排名则越前。

1.5.2其余数据分析 数据处理采用Excel软件和SPSS 18.0 统计分析软件对不同处理的不同指标进行方差分析，并用Duncan法对各处理进行多重比较。以上作图均在Sigma plot软件中完成。

2 结果与分析2.1 不同处理对燕麦、饲用豌豆相对生长速率的影响

本试验相对生长速率的测定期为90 d，从7月15日开始第一次测定，利用3个连续测定阶段内的平均相对生长速率来测定饲草相对生长速率，结果如表2所示。在生长初期(RGR1)与生长后期(RGR3)混播处理的燕麦相对生长速率显著高于间作处理及单播处理(P<0.05)，其中混播30 cm处理的相对生长速率最高，较其他处理增加了3.43%～40.25%。饲用豌豆在生长初期(RGR1)与生长后期(RGR3)中单播处理的相对生长速率显著高于混播处理与间作处理(P<0.05)，在生长中期(RGR2)表现为混播处理高于间作处理及单播处理，其中混播处理的相对生长速率在生长中期较间作处理及单播处理分别显著提高了11.59%～21.39%。不同行距对燕麦及饲用豌豆的相对生长速率存在显著影响(P<0.05)，其中燕麦与饲用豌豆均在行距30 cm时的相对生长速率显著高于其他三个行距(P<0.05)。

表2 不同播种方式对燕麦、饲用豌豆相对生长速率的影响Table 2 Effect of different sowing methods on the relative growth rate of oats and forage peas

2.2 草产量

混播草地草产量以10月初刈割时饲草重量计，此时燕麦正处于蜡熟期，饲用豌豆为结荚期。不同处理对燕麦及饲用豌豆的鲜草产量有着极显著的影响(P<0.01)，其中混播30 cm处理的燕麦鲜草产量最高，为27.19 t·hm-2，显著高于其他处理(P<0.05)；饲用豌豆单播15 cm处理的鲜草产量最高，为64.51 t·hm-2，显著高于其他各处理(P<0.05)。

不同播种方式对饲草干草产量存在极显著影响(P<0.01)。其中燕麦在混播30 cm处理下的干草产量最高，为12.79 t·hm-2，显著高于间作处理时的干草产量(P<0.05)；不同行距间燕麦干草产量差异显著(P混播处理。不同行距间饲用豌豆干草产量差异显著(P<0.05)，其中混播15 cm处理的饲用豌豆干草产量最高，较其他三个行距增加了2.43%～32.86%。

不同处理对燕麦鲜干比存在显著影响(P<0.05)，其中混播15 cm处理时燕麦的鲜干比最高，显著高于混播25 cm、混播20 cm、间作25 cm以及燕麦30 cm单播时(P<0.05)，与其他处理之间差异不显著。间混作对饲用豌豆鲜干比具有极显著影响(P<0.01)，其中饲用豌豆单播时的鲜干比最高，显著高于其他播种方式(P<0.05)，其次为间作处理(表3)。

表3 不同播种方式对燕麦、饲用豌豆鲜草产量、干草产量及鲜干比的影响Table 3 Effect of different sowing methods on fresh grass yield,hay yield and fresh-to-dry ratio of oats and forage peas

不同播种方式对总干草产量具显著影响(P<0.05)，其中饲用豌豆15 cm单播处理时总干草产量最高，为20.72 t·hm-2，显著高于其他处理(P<0.05)，其次为混播30 cm处理。混播30 cm处理的总干草产量较间作处理增加了21.21%，较燕麦单播处理增加了42.11%(图1)。间作处理较燕麦单播处理增加了26.52%。

图1 不同混播方式对总干草产量的影响Fig.1 Effect of different blending methods on total hay yield

2.3 不同播种方式对饲草营养成分的影响

如表4所示，不同处理对混播草地的粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗灰分以及无氮浸出物含量都具有显著影响(P间作处理>燕麦单播，混播处理与饲用豌豆单播处理的粗蛋白含量差异不显著，较间作处理增加了39.47%，较燕麦单播处理增加了43.23%。行距间差异显著(P<0.05)，行距25 cm播种时粗蛋白含量最大，较其他行距增加了1.51%～7.45%。不同播种方式下中性洗涤纤维含量与酸性洗涤纤维含量间存在显著差异(P<0.05)。燕麦单播时中酸性洗涤纤维含量显著高于间混作时(P<0.05)，较燕麦单播相比，混播处理时中性洗涤纤维含量降低了15.73%，酸性洗涤纤维含量降低了5.69%；间作处理时中性洗涤纤维含量降低了18.02%，酸性洗涤纤维含量降低了6.16%，结果表明间混作会降低饲草的中酸性洗涤纤维含量，提高饲用价值。

燕麦20 cm单播处理的粗脂肪含量最高，为5.13%，其次为混播30 cm处理(4.83%)，这两个处理之间差异不显著，但均显著高于其他处理(P<0.05)。不同播种方式之间差异显著(P<0.05)，燕麦单播时的粗脂肪含量显著高于饲用豌豆单播、间作处理、混播处理(P<0.05)。不同处理间的可溶性糖含量差异极显著(P<0.01)，其中饲用豌豆20 cm单播时的可溶性糖含量最高，为18.17%，显著高于其他处理(P<0.05)。饲用豌豆20 cm单播时的无氮浸出物含量最高，为36.33%，与混播25 cm播种、间作20 cm、间作15 cm处理之间具有显著差异(P<0.05)，与其他处理之间差异并不显著。

结果表明，播种方式对营养成分的影响大小表现为中性洗涤纤维>酸性洗涤纤维>可溶性糖>粗脂肪>无氮浸出物>粗蛋白>粗灰分。

表4 不同播种方式对燕麦、饲用豌豆混播干草营养成分的影响Table 4 Effect of different sowing methods on the nutrient composition of oat and forage pea mixed hay

2.4 不同播种方式对饲草干物质能量的影响

如表5所示，不同播种方式显著影响干物质的总能、可消化养分总量、消化能以及代谢能(P<0.05)。燕麦20 cm单播时的总能、可消化养分总量、消化能以及代谢能最大，其次为混播30 cm处理，混播20 cm处理的总能、可消化养分总量、消化能以及代谢能最小。燕麦20 cm单播处理的总能较其他处理增加了0.43%～3.38%，可消化养分总量增加了0.67%～3.68%，消化能较其他处理增加了0.67%～3.68%，代谢能增加了0.67%～3.68%。

干物质的能量受播种方式影响表现为：总能>可消化养分总量>消化能>代谢能。

表5 不同播种方式燕麦、饲用豌豆混播草地干物质能量的影响Table 5 Effect of different sowing methods on dry matter energy of oat and forage pea mixed grass

2.5 饲草养分指标相关分析

在不同播种方式下，将燕麦、饲用豌豆混播草地干草产量、干物质能量(总能、消化能、代谢能)与饲草营养成分(粗蛋白、粗脂肪、可溶性糖)作相关分析。由表6分析可知，1 kg干物质总能与消化能、代谢能呈极显著正相关关系(P<0.01)，与粗脂肪含量呈显著正相关关系(P<0.05)；消化能与代谢能及粗脂肪含量呈极显著正相关关系(P<0.01)；代谢能与粗脂肪含量呈显著正相关关系(P<0.05)。

表6 草地生产性能的相关关系Table 6 Correlation between grassland production performance

2.6 生产性能综合分析

运用灰色关联度理论的权重决策法，选择饲草干草产量、粗蛋白含量、中性洗涤纤维含量、酸性洗涤纤维含量、粗脂肪含量、无氮浸出物含量、可溶性糖含量、干物质总能、消化能、代谢能以及可消化养分总量等10项指标进行权重比较。其中中酸性洗涤纤维含量采用最低值，其余指标均采用最高值共同构造出“理想组合”。由表7可知，饲用豌豆15 cm单播时饲草综合性状最好，其次为混播30 cm处理，间作30 cm处理排第三。

表7 不同播种模式下生产性能的加权关联度Table 7 Weighted correlations of production performance under different seeding patterns

3 讨论3.1 不同播种方式下相对生长速率及草产量的差异及原因

植物的相对生长效率可表观其生长效率和生长潜能[30]，是衡量相对生长性能的有效定量指标[31]。在本试验中，燕麦与饲用豌豆均在七月到八月这一时期相对生长速率最高，此时正是燕麦拔节期以及饲用豌豆分枝期，营养生长及生殖生长旺盛，株高提高的幅度最大，此试验结果与朱亚琼等人[32]一致。其中单播时燕麦的相对生长速率均低于间混作时，说明间混作能提高饲草的相对生长速率，使其具有产量优势[33]。不同行距对饲草的相对生长速率具有显著影响，其中行距30 cm时有利于燕麦的生长，行距25 cm时有利于饲用豌豆的生长。

产量是反映饲草生产性能的重要指标，产草量越高说明其生产性能越好[34]。青藏高原高寒地区由于气温降低往往使得燕麦在灌浆期便停止生长，饲草未达到收获期便已收获，可能导致了饲草产量降低，此时通过对混播草地草群结构、牧草种间竞争以及一年生禾豆混播人工草地生物量、品质等系统地研究，总结出适宜青藏高原高寒气候条件下种植的一年生禾豆混播人工草地种植技术规程，使这类地区充分利用土地与光热资源，逐步解决家畜在冷季因蛋白等营养缺乏而造成的效益下降等问题，为青藏高原饲草饲料生产提供科学依据[36]。在本试验中，不同处理对饲草鲜草产量、干草产量均存在极显著影响，显著高于燕麦单播，说明间混作较燕麦单播具有优势，此研究结果与富新年等人[35-39]的研究结果一致。其中混播处理的鲜草产量及干草产量均高于间作处理，说明混播处理更具有产量优势。行距30 cm处理的草产量最高，其次为行距25 cm，可能是因为行距的减小使两种作物间的竞争过于激烈，降低了草产量，此结果与安昊云等人的试验结果一致[40-42]。

3.2 不同播种方式下营养品质及干物质能量的差异及原因

适宜的播种方式和播种行距可以有效利用空间和光热资源，在维持甚至提高禾本科饲草产量的基础上改善群体营养品质，达到高产优质的目的[43]。饲草的粗蛋白质含量、中酸性洗涤纤维含量、粗脂肪含量、可溶性糖含量等均是衡量饲草营养品质的主要指标。粗蛋白含量越高，饲草品质越好；中酸性洗涤纤维含量越低，饲草消化率越高，越易被牲畜采食[44]。在本试验中，燕麦与饲用豌豆间混作及不同行距交互处理对混播草地的饲草品质均具有不同程度的影响，其中混播处理的粗蛋白含量高于间作处理及单播，中酸性洗涤纤维含量均低于间作处理及单播处理，说明间混作会提高饲草的粗蛋白含量降低饲草的中酸性洗涤纤维含量，从而提高饲用价值，其中混播处理综合效果优于间作处理，此结果与徐强等人[39,45]的研究结果一致。

不同播种方式对干物质能量均有显著影响，其中总能受播种方式影响最大，混播30 cm播种时的总能、可消化养分总量、消化能以及代谢能值最大，主要可能是因为混播处理时植株每一行密度增加，提升了顶部位叶高度和改变了位叶张角，使顶部1～3位叶对植物光合作用贡献率，同时行距最大，其叶绿素含量与光合特性大于其他位叶[46-48]，有利于干生物量的合成与累积，此结果与苟蓉等人的试验结果一致[49]。不同行距对干物质能量具有显著影响，其中行距30 cm时的各能量值最大，主要是因为行距增大使作物增大对光能的利用率，从而增大了干物质能量。

4 结论

间混作提高了饲草的相对生产效率，增加了饲草产量，其中混播处理的干草产量高于间作处理。播种行距对饲草干草产量具有影响，饲草产量从高到低依次排序为：30 cm>25 cm>15 cm>20 cm。混播处理的粗蛋白含量高于间作处理，中酸性洗涤纤维含量低于间作处理，其中行距为30 cm与25 cm时，其各营养指标相对优于其他两个行距。因此，通过合理的群体空间结构配置，可以提高养分利用效率从而提高草产量，其中混播30 cm处理综合表现最优，适宜在青海省高寒地区推广应用。