河西地区豆禾混播草地生产性能对刈割高度与施肥的响应

doi:10.11686/cyxb2020467

草业学报 ›› 2021, Vol. 30 ›› Issue (4): 99-110.DOI: 10.11686/cyxb2020467

河西地区豆禾混播草地生产性能对刈割高度与施肥的响应

王辛有¹(), 曹文侠¹(), 王小军¹, 刘玉祯², 高瑞¹, 王世林¹, 安海涛¹, 邓秀霞¹, 王文虎¹

^1.甘肃农业大学草业学院，草业生态系统教育部重点实验室，中-美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃兰州 730070
^2.青海大学畜牧兽医科学院，青海西宁 810000

收稿日期:2020-10-19 修回日期:2020-12-14 出版日期:2021-04-20 发布日期:2021-03-16
通讯作者: 曹文侠
作者简介:Corresponding author. E-mail: caowx@gsau.edu.cn
王辛有（1995-），男，内蒙古临河人，在读硕士。E-mail: 1029150153@qq.com
基金资助:
国家重点研发计划(2016YFC0400306)

Herbage production and forage quality responses to cutting height and fertilization of legume-grass mixtures in the Hexi region

Xin-you WANG¹(), Wen-xia CAO¹(), Xiao-jun WANG¹, Yu-zhen LIU², Rui GAO¹, Shi-lin WANG¹, Hai-tao AN¹, Xiu-xia DENG¹, Wen-hu WANG¹

^1.College of Grassland Science，Gansu Agricultural University，Grassland Ecosystem Key Laboratory of Ministry of Education，Sino-U. S. Research Centers for Sustainable Grassland and Livestock Management，Lanzhou 730070，China
^2.Animal Science and Veterinary Medicine，Qinghai University，Xining 810000，China

Received:2020-10-19 Revised:2020-12-14 Online:2021-04-20 Published:2021-03-16
Contact: Wen-xia CAO

摘要/Abstract

摘要：

刈割和施肥是豆禾混播草地生产过程中极为重要的田间管理措施，合理的留茬高度和氮磷配施模式可以有效提高混播草地的生产性能。为探究不同留茬高度和施肥模式对多年生豆禾混播草地产量与品质的影响，在河西走廊地区以紫花苜蓿、无芒雀麦和长穗偃麦草1∶1∶1建植的第3年豆禾混播草地为试验对象，利用裂区试验设计，以留茬高度为主区，设置5 cm（A₁）、8 cm（A₂）、11 cm（A₃）3个留茬高度，施肥模式为副区，设置不施肥CK（B₁）、单施磷肥：150 kg P₂O₅·hm^-2（B₂）、低氮高磷：75 kg N·hm^-2+225 kg P₂O₅·hm^-2（B₃）、氮磷平衡：150 kg N·hm^-2+150 kg P₂O₅·hm^-2（B₄）、单施氮肥：150 kg N·hm^-2（B₅）、高氮低磷：225 kg N·hm^-2+75 kg P₂O₅·hm^-2（B₆）6个施肥模式，在混播草地中豆科牧草初花期进行刈割，施肥方式为第1茬刈割后追施。结果表明：以A₃B₃（11 cm留茬高度和75 kg N·hm^-2+225 kg P₂O₅·hm^-2的施肥模式）处理组合全年产量最高（19626 kg·hm^-2）；A₂B₂（8 cm留茬高度和150 kg P₂O₅·hm^-2的施肥模式）处理组合全年产量最低（14342 kg·hm^-2）。提高留茬高度会在一定程度上降低紫花苜蓿整体品质，提高禾本科牧草整体品质。增施氮肥的同时减施磷肥可有效提高牧草粗蛋白含量和相对饲用价值（RFV），施用量过高会使牧草粗蛋白含量和相对饲用价值下降，最合理的氮磷配施模式为150 kg N·hm^-2+150 kg P₂O₅·hm^-2。综合产量和品质的结果来看，适当的磷肥施用量可以显著提高牧草营养品质。利用TOPSIS综合评价模型对混播草地产量及各混播组分营养品质进行整体评价后得出：8 cm的留茬高度以及施150 kg N·hm^-2+150 kg P₂O₅·hm^-2的氮磷为适宜在河西走廊地区紫花苜蓿+无芒雀麦+长穗偃麦草混播草地利用的留茬高度与施肥模式的组合。

关键词: 豆禾混播草地, 留茬高度, 氮磷配施, 草地产量, 营养品质

Abstract:

Mowing and fertilization are extremely important field management decisions in the cultivation of legume-grass mixtures. Appropriate stubble height at mowing and optimal application rates of nitrogen and phosphorus fertilizers can enhance the productivity of mixed grassland. This research was conducted in the Hexi Corridor area and explored the effects of different stubble heights and fertilizer application rates on the yield and quality of a three-year-old perennial legume-grass mixture comprising Medicago sativa， Bromus inermis and Elytrigia elongata at a planting ratio of 1∶1∶1. The experiment used a split-plot design with three stubble heights as main plots： 5 cm （A₁）， 8 cm （A₂） and 11 cm （A₃）. Six fertilizer treatments were included as sub-plots： no fertilization （CK， B₁）， single phosphorus （150 kg P₂O₅·ha^-1， B₂）， low nitrogen and high phosphorus （75 kg N·ha^-1+225 kg P₂O₅·ha^-1， B₃）， equal nitrogen and phosphorus （150 kg N·ha^-1+150 kg P₂O₅·ha^-1， B₄）， single nitrogen application （150 kg N·ha^-1， B₅）， high nitrogen and low phosphorus application （225 kg N·ha^-1+75 kg P₂O₅·ha^-1， B₆）. The leguminous forages in the mixed grassland were mowed at the early-flowering stage， and fertilized after the first mowing. It was found that： the A₃B₃ treatment combination had the highest annual yield （19626 kg·ha^-1）； and the A₂B₂ treatment combination had the lowest annual yield （14342 kg·ha^-1）. Increasing the stubble height reduced the crude protein content of alfalfa to some extent， and adding nitrogen enhanced the crude protein levels of poaceous forages. The relative forage value （RFV） of herbage was increased by increasing nitrogen and decreasing phosphorus， and the forage RFV was also decreased when the fertilizer application rate was too high. The optimal combination of nitrogen and phosphorus fertilizer was 150 kg N·ha^-1+150 kg P₂O₅·ha^-1. Based on the combined results for yield and quality， the appropriate application rate of phosphate fertilizer application significantly improved the nutritional quality of forage grass. Using the TOPSIS comprehensive evaluation model to evaluate the yield of mixed grassland and the nutritional quality of each mixed forage， the 8 cm stubble height and 150 kg N·ha^-1+150 kg P₂O₅·ha^-1 is the optimal combination of stubble height and fertilizer application for the mixed forage cropping of M. sativa+B. inermis+E. elongata in the Hexi Corridor.

Key words: legume-grass mixtures, stubble heights, combination of N and P, grassland yield, forage quality

王辛有, 曹文侠, 王小军, 刘玉祯, 高瑞, 王世林, 安海涛, 邓秀霞, 王文虎. 河西地区豆禾混播草地生产性能对刈割高度与施肥的响应[J]. 草业学报, 2021, 30(4): 99-110.

Xin-you WANG, Wen-xia CAO, Xiao-jun WANG, Yu-zhen LIU, Rui GAO, Shi-lin WANG, Hai-tao AN, Xiu-xia DENG, Wen-hu WANG. Herbage production and forage quality responses to cutting height and fertilization of legume-grass mixtures in the Hexi region[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2021, 30(4): 99-110.

图/表 9

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牧草品种 Forage species	变异来源 Source of variation	自由度 df	产量 Yield	株高 Plant height	分枝数（分蘖数） Tiller No. (branching No.)	粗蛋白 Crude protein	粗脂肪 Crude fat	相对饲用价值 RFV
清水紫花苜蓿 M. sativa	留茬高度Stubble height (A)	2	-	0.059	0.000***	0.000***	0.885	0.023*
	施肥Fertilization (B)	5	-	0.396	0.254	0.759	0.001**	0.001**
	A×B	10	-	0.001**	0.036*	0.007**	0.022*	0.222
	误差Error	36	-
无芒雀麦 B. inermis	留茬高度Stubble height (A)	2	-	0.006**	0.000***	0.000***	0.273	0.001**
	施肥Fertilization (B)	5	-	0.227	0.819	0.000***	0.178	0.000***
	A×B	10	-	0.002**	0.604	0.004**	0.002**	0.009**
	误差Error	36	-
长穗偃麦草 E. elongate	留茬高度Stubble height (A)	2	-	0.075	0.496	0.011*	0.021*	0.091
	施肥Fertilization (B)	5	-	0.029*	0.263	0.083	0.527	0.009**
	A×B	10	-	0.043*	0.016*	0.010*	0.000***	0.444
	误差Error	36	-	-	-	-	-	-
豆禾混播草地 Legume-grass mixture	留茬高度Stubble height (A)	2	0.048*	-	-	-	-	-
	施肥Fertilization (B)	5	0.181	-	-	-	-	-
	A×B	10	0.002**	-	-	-	-	-
	误差Error	36	-	-	-	-	-	-

牧草品种 Forage species	变异来源 Source of variation	自由度 df	产量 Yield	株高 Plant height	分枝数（分蘖数） Tiller No. (branching No.)	粗蛋白 Crude protein	粗脂肪 Crude fat	相对饲用价值 RFV
清水紫花苜蓿 M. sativa	留茬高度Stubble height (A)	2	-	0.059	0.000***	0.000***	0.885	0.023*
	施肥Fertilization (B)	5	-	0.396	0.254	0.759	0.001**	0.001**
	A×B	10	-	0.001**	0.036*	0.007**	0.022*	0.222
	误差Error	36	-
无芒雀麦 B. inermis	留茬高度Stubble height (A)	2	-	0.006**	0.000***	0.000***	0.273	0.001**
	施肥Fertilization (B)	5	-	0.227	0.819	0.000***	0.178	0.000***
	A×B	10	-	0.002**	0.604	0.004**	0.002**	0.009**
	误差Error	36	-
长穗偃麦草 E. elongate	留茬高度Stubble height (A)	2	-	0.075	0.496	0.011*	0.021*	0.091
	施肥Fertilization (B)	5	-	0.029*	0.263	0.083	0.527	0.009**
	A×B	10	-	0.043*	0.016*	0.010*	0.000***	0.444
	误差Error	36	-	-	-	-	-	-
豆禾混播草地 Legume-grass mixture	留茬高度Stubble height (A)	2	0.048*	-	-	-	-	-
	施肥Fertilization (B)	5	0.181	-	-	-	-	-
	A×B	10	0.002**	-	-	-	-	-
	误差Error	36	-	-	-	-	-	-

牧草种类Forage species	施肥Fertilization	A₁	A₂	A₃
清水紫花苜蓿 M. sativa	B₁	56.9633±1.01229Ba	56.3000±0.01925Bc	64.7000±0.78905Aa
	B₂	61.8267±0.85063Aa	62.6917±0.37047Aab	59.2367±0.55812Bbc
	B₃	60.4700±1.73205Aa	65.1678±2.05922Aa	61.0467±0.12702Aab
	B₄	60.8333±0.18860Aa	64.9333±0.42339Aa	54.1333±2.42487Bc
	B₅	64.2883±4.10592Aa	58.2667±1.37005Abc	58.8967±0.25211Abc
	B₆	61.0467±2.49030Aa	61.8000±3.19467Aab	55.9333±3.15618Abc
无芒雀麦 B. inermis	B₁	45.4900±1.25862Bb	46.8667±1.34715Bb	57.8333±0.71207Aa
	B₂	45.3267±0.43013Cb	56.7317±1.38660Aa	52.8278±0.90022Ba
	B₃	49.8933±0.29157Aab	52.8689±1.61562Aab	53.2667±3.69504Aa
	B₄	53.2767±0.14723Aa	48.7000±0.92452Aab	53.9000±3.05996Aa
	B₅	54.4667±2.34693Aa	52.2889±4.15841Aab	55.4917±0.48594Aa
	B₆	52.2500±2.45374Aa	56.4667±3.27165Aa	51.4667±0.73131Aa
长穗偃麦草 E. elongate	B₁	18.8200±0.86600Acd	23.3050±1.36351Aa	24.6333±3.25241Aab
	B₂	13.5500±2.96758Ad	19.5500±0.37528Aa	18.6689±3.28976Abc
	B₃	16.4300±0.51962Ccd	23.5311±0.23190Ba	27.9667±1.05944Aa
	B₄	24.3500±2.41332Aab	27.2550±7.08890Aa	15.2183±0.62835Ac
	B₅	26.6700±0.57735Aa	23.5444±5.86560Aa	27.3567±1.14123Aa
	B₆	20.2400±1.17779Abc	25.9333±2.69430Aa	19.5333±3.11769Abc

牧草种类Forage species	施肥Fertilization	A₁	A₂	A₃
清水紫花苜蓿 M. sativa	B₁	56.9633±1.01229Ba	56.3000±0.01925Bc	64.7000±0.78905Aa
	B₂	61.8267±0.85063Aa	62.6917±0.37047Aab	59.2367±0.55812Bbc
	B₃	60.4700±1.73205Aa	65.1678±2.05922Aa	61.0467±0.12702Aab
	B₄	60.8333±0.18860Aa	64.9333±0.42339Aa	54.1333±2.42487Bc
	B₅	64.2883±4.10592Aa	58.2667±1.37005Abc	58.8967±0.25211Abc
	B₆	61.0467±2.49030Aa	61.8000±3.19467Aab	55.9333±3.15618Abc
无芒雀麦 B. inermis	B₁	45.4900±1.25862Bb	46.8667±1.34715Bb	57.8333±0.71207Aa
	B₂	45.3267±0.43013Cb	56.7317±1.38660Aa	52.8278±0.90022Ba
	B₃	49.8933±0.29157Aab	52.8689±1.61562Aab	53.2667±3.69504Aa
	B₄	53.2767±0.14723Aa	48.7000±0.92452Aab	53.9000±3.05996Aa
	B₅	54.4667±2.34693Aa	52.2889±4.15841Aab	55.4917±0.48594Aa
	B₆	52.2500±2.45374Aa	56.4667±3.27165Aa	51.4667±0.73131Aa
长穗偃麦草 E. elongate	B₁	18.8200±0.86600Acd	23.3050±1.36351Aa	24.6333±3.25241Aab
	B₂	13.5500±2.96758Ad	19.5500±0.37528Aa	18.6689±3.28976Abc
	B₃	16.4300±0.51962Ccd	23.5311±0.23190Ba	27.9667±1.05944Aa
	B₄	24.3500±2.41332Aab	27.2550±7.08890Aa	15.2183±0.62835Ac
	B₅	26.6700±0.57735Aa	23.5444±5.86560Aa	27.3567±1.14123Aa
	B₆	20.2400±1.17779Abc	25.9333±2.69430Aa	19.5333±3.11769Abc

[1]	贾雨雷, 廖真, 汪丽芳, 卜建超, 林标声, 林辉, 苏德伟, 鲁国东, 林占熺. 化肥减量配施菌草固氮菌肥对巨菌草生长、营养品质及土壤养分的影响[J]. 草业学报, 2021, 30(3): 215-223.
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河西地区豆禾混播草地生产性能对刈割高度与施肥的响应

Herbage production and forage quality responses to cutting height and fertilization of legume-grass mixtures in the Hexi region

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图/表 9

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