楊秀芳, 梁慶偉*, 娜日蘇, 張晴晴， 潘翔磊， 劉榮霞

(1. 赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院， 內(nèi)蒙古 赤峰 024031； 2.甘肅省金川集團(tuán)股份有限公司服務(wù)分公司， 甘肅 金昌 737100)

紫花苜蓿(Medicagosativa)一年之中的刈割次數(shù)與秋眠級(jí)、種植區(qū)的氣候、土壤條件、生長期的長短及灌溉和施肥有關(guān)[1]。刈割次數(shù)過多，在北方地區(qū)會(huì)造成不能安全越冬；刈割次數(shù)過少又會(huì)造成草產(chǎn)量下降[2]。在科爾沁沙地北部的赤峰市及周邊地區(qū)近年來沙地節(jié)水灌溉苜蓿種植面積逐年增加，存在選擇苜蓿品種秋眠級(jí)及刈割次數(shù)不合理的問題，從而影響苜蓿產(chǎn)量、品質(zhì)及越冬。徐春明等[3]研究認(rèn)為，中秋眠級(jí)數(shù)的苜蓿品種生物量積累的潛力最大，其次為低秋眠級(jí)數(shù)的苜蓿品種，高秋眠級(jí)數(shù)的苜蓿品種生物量積累的潛力最小。趙祥等[4]研究認(rèn)為，苜蓿干草產(chǎn)量與其秋眠級(jí)呈極顯著負(fù)相關(guān)。不同生態(tài)區(qū)域，苜蓿適宜種植秋眠級(jí)和年刈割次數(shù)差異較大。常春等[5]研究表明，銀川地區(qū)苜蓿的適宜刈割期為初花期，刈割次數(shù)為4次。徐斌等[6]認(rèn)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(qū)，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(jìn)行研究，得出內(nèi)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(tài)環(huán)境地區(qū)秋眠級(jí)4級(jí)的苜蓿品種以間隔35 d，年刈割5次為宜。但目前關(guān)于不同秋眠級(jí)苜蓿品種在科爾沁沙地年刈割次數(shù)對(duì)苜蓿產(chǎn)量、品質(zhì)及越冬的影響未見報(bào)道。本研究在內(nèi)蒙古赤峰市阿魯科爾沁旗牧草種植核心區(qū)，種植不同秋眠級(jí)的6個(gè)紫花苜蓿品種，分析不同秋眠級(jí)苜蓿品種不同刈割次數(shù)對(duì)苜蓿產(chǎn)量、品質(zhì)和越冬率的影響，確定適宜的苜蓿秋眠級(jí)和刈割次數(shù)，為科爾沁沙地苜蓿產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于內(nèi)蒙古赤峰市阿魯科爾沁旗紹根鎮(zhèn)國家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系試驗(yàn)示范基地(43°37' N，120°22' E)，屬于中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，年日照時(shí)數(shù)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(yàn)地土壤有機(jī)質(zhì)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(yàn)地1—4月份(2016-2018) 氣象數(shù)據(jù)見表1。氣象資料由內(nèi)蒙古赤峰市阿魯科爾沁旗氣象局和國家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系試驗(yàn)示范基地提供。

1.2 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇不同秋眠級(jí)的6個(gè)紫花苜蓿品種(表2)，其中極秋眠型品種1個(gè)：敖漢苜蓿，秋眠型品種2個(gè)：北極熊和雪豹；半秋眠型品種3個(gè)：拉迪諾、5010和前景。試驗(yàn)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(qū)面積5.5 m×8 m=44 m2，3次重復(fù)。播種當(dāng)年未進(jìn)行刈割，2016年每個(gè)苜蓿品種年刈割3次。2017年，對(duì)不同秋眠級(jí)苜蓿品種分別進(jìn)行年刈割2次、3次、4次試驗(yàn)。試驗(yàn)期間根據(jù)土壤含水量及時(shí)進(jìn)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(shí)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(shù)據(jù)Table 1Meteorological data in 2016-2018

表2 參試紫花苜蓿品種Table 2 Alfalfa varieties

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

株高：刈割前，每小區(qū)隨機(jī)選取10株，計(jì)量絕對(duì)高度，10次重復(fù)。2017年測(cè)定。

再生速度：再生絕對(duì)高度除以再生天數(shù)即再生速度，每小區(qū)隨機(jī)取10株，10次重復(fù)。2017年測(cè)定。

干草產(chǎn)量：留茬高度為5～8 cm，測(cè)產(chǎn)面積1 m2，重復(fù)3次。取樣200 g置于烘箱烘干后折算干草產(chǎn)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(yǎng)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(shù)測(cè)定。

相對(duì)飼喂價(jià)值(Relative Feed Value,RFV)，采用公式(1)～(3)計(jì)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(zhì)，DMI為干物質(zhì)采食量，DDM為可消化干物質(zhì)。

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

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

用SPSS 11.5統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析、t檢驗(yàn)，用Duncan法進(jìn)行顯著性比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同刈割次數(shù)對(duì)不同秋眠級(jí)苜蓿品種越冬率的影響

不同秋眠級(jí)苜蓿品種隨刈割次數(shù)的增加，2018年越冬率均表現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)，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(cè)驗(yàn)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(dá)到78%以上，越冬率最高的品種為5010和雪豹，達(dá)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(dá)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(gè)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(jí)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(dá)到90%以上，越冬率最高的品種是北極熊，達(dá)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(shù)對(duì)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(jí)苜蓿品種年刈割2次、3次和4次干草產(chǎn)量差異分析

年刈割2次總干草產(chǎn)量最高的品種是5010，為10 472.23 kg·hm-2，產(chǎn)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(chǎn)量為 9 219.36 kg·hm-2，與其它苜蓿品種產(chǎn)量差異不顯著(P>0.05)(表4)。

表4 2017年不同秋眠級(jí)苜蓿品種年刈割2次干草產(chǎn)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(chǎn)量差異不顯著(P>0.05)(表5)，全年干草產(chǎn)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(chǎn)量分別為10 970.59 kg·hm-2和10 814.13 kg·hm-2，產(chǎn)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(jí)苜蓿品種年刈割3次干草產(chǎn)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(chǎn)量差異顯著(表6)，產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)量最低的品種是北極熊，為7 758.70 kg·hm-2。受秋眠級(jí)影響，敖漢苜蓿和北極熊第4茬沒有獲得產(chǎn)量，拉迪諾、5010、前景和雪豹刈割4次總干草產(chǎn)量之間差異不顯著(P>0.05)。

表6 2017年不同秋眠級(jí)苜蓿品種年刈割4次干草產(chǎn)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(jí)的6個(gè)苜蓿品種，敖漢苜蓿、北極熊、雪豹均以年刈割3次總產(chǎn)量最高，其中北極熊年刈割3次總產(chǎn)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(chǎn)量最高，不同刈割次數(shù)之間產(chǎn)量差異不顯著(P>0.05)。

表7 不同秋眠級(jí)苜蓿品種年刈割2次、3次、4次總干草產(chǎn)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(jí)苜蓿品種不同刈割次數(shù)對(duì)第1茬、第2茬、第3茬和第4茬粗蛋白質(zhì)含量的影響

不同秋眠級(jí)苜蓿品種不同刈割次數(shù)第1茬粗蛋白質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)含量均達(dá)到20%以上，其中5010和北極熊以刈割3次第2茬粗蛋白質(zhì)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(zhì)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(zhì)含量均高于20%，其中敖漢苜蓿以刈割3次粗蛋白質(zhì)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(zhì)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(zhì)含量均高于25%(表8)。

表8 刈割次數(shù)對(duì)不同秋眠級(jí)苜蓿品種第1茬、第2茬、第3茬和第4茬粗蛋白質(zhì)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(jí)苜蓿品種不同刈割次數(shù)對(duì)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(jí)苜蓿品種不同刈割次數(shù)第1茬RFV變化不同。5010以刈割2次RFV最高，達(dá)到201，其余5個(gè)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(gè)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(dá)到180以上。

表9 不同刈割次數(shù)對(duì)不同秋眠級(jí)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(jí)苜蓿品種的株高和再生速度

一般秋眠性極強(qiáng)的苜蓿品種在秋季的生長緩慢，刈割之后恢復(fù)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(fù)。6個(gè)不同秋眠級(jí)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(jí)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(shù)不僅影響紫花苜蓿的當(dāng)年草產(chǎn)量及營養(yǎng)品質(zhì)，而且對(duì)其安全越冬和持久利用具有重要的影響[8]，而刈割次數(shù)又會(huì)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(shí)間由長變短和氣溫下降時(shí)的一種特有的適應(yīng)性生長特性，這種特性能導(dǎo)致紫花苜蓿地上形態(tài)和生物產(chǎn)量發(fā)生變化[9-11]。Teuber等[12]將苜蓿品種的秋眠等級(jí)劃分為11個(gè)等級(jí)5大類型，其中1級(jí)為極秋眠型；2，3級(jí)為秋眠型；4，5，6級(jí)為半秋眠型；7，8級(jí)為非秋眠型；10，11級(jí)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(qiáng)的苜蓿刈割后再生速度慢，從而降低全年的刈割次數(shù)和產(chǎn)草量[10,13]。本試驗(yàn)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(chǎn)量最高，半秋眠型品種拉迪諾、5010和前景以年刈割4次總產(chǎn)量最高。同樣刈割3次時(shí)，秋眠型品種和半秋眠型品種全年總干草產(chǎn)量差異不顯著，這與前人[14]研究結(jié)果一致。參試的6個(gè)苜蓿品種中，拉迪諾、前景、北極熊和雪豹的第1茬粗蛋白質(zhì)含量和相對(duì)飼喂價(jià)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(zhì)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(jìn)入初花期的時(shí)間不同所致。本研究中隨刈割次數(shù)的增加，不同秋眠級(jí)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(jié)果一致，高頻刈割不利于根系生物量和營養(yǎng)物質(zhì)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(nèi)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(huì)增加不能越冬的風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論

綜合考慮刈割次數(shù)對(duì)不同秋眠級(jí)苜蓿品種干草產(chǎn)量、品質(zhì)和越冬率的影響，在科爾沁沙地北部灌溉苜蓿種植區(qū)，選擇經(jīng)過品種適應(yīng)性評(píng)價(jià)的秋眠級(jí)1～4級(jí)的苜蓿品種，優(yōu)先選擇國內(nèi)抗寒品種，年刈割2～3次為宜。