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An evaluation of forage potential of an alfalfa+maize intercropping system

苜蓿+玉米间作系统饲料生产潜力的评定



全 文 :书苜蓿+玉米间作系统饲料生产潜力的评定
张桂国1,2,杨在宾1,董树亭2
(1.山东农业大学动物科技学院,山东 泰安271018;2.作物生物学国家重点实验室 山东农业大学农学院,山东 泰安271018)
摘要:本试验目的在于探讨不同苜蓿+玉米间作模式下营养物质生产能力及其瘤胃可降解养分产量的差异,从而
对玉米+苜蓿间作系统饲料生产能力作出合理的评定。试验设苜蓿、玉米行数比分别为2∶2,3∶2,4∶2,5∶2四
个间作处理,每处理3个重复,其所占间作面积比分别为33%∶67%,43%∶57%,50%∶50%,55%∶45%,玉米、
苜蓿单作为对照组。通过测定各处理干物质产量、营养物质产量、养分瘤胃降解率,从而可以对不同间作模式下可
降解营养物质产量及总可降解养分产量等指标进行比较,对不同间作系统饲料生产能力进行综合评定。结果表
明,苜蓿+玉米间作系统与玉米和苜蓿单作系统相比,提高了单位间作面积总干物质产量、营养物质的产量,营养
物质瘤胃降解率和瘤胃可降解养分产量,具有更高的饲料生产潜力,是一种可行的饲料生产模式,本试验条件下
5∶2间作模式表现出最佳的生产优势。
关键词:苜蓿;玉米;间作;饲料生产潜力
中图分类号:S344.16  文献标识码:A  文章编号:10045759(2011)02011710
  作物间作系统与单作相比能够提高光、水分、土壤养分等生长资源的利用率以及杂草病虫害的生物防控能
力[1],从而增加系统总产和土地利用效率[2,3]。在温带地区间作栽培模式被广泛的应用在饲料生产体系中[1,3],
它能够提供更稳定的饲料产量,更全面的营养供给,以及更均衡的饲料供应季节[13]。选择生长季节不同或不同
种属牧草间作是生产中常用的模式,冬性和春性禾谷类牧草混播比春性牧草单播能够提供更稳定的营养物质供
给[4],豆科与禾本科牧草间作能提高收获干草总蛋白质产量[4,5]。单作牧草常常因为生长季节限制和营养价值的
不均衡而导致饲料供应不足,尤其在半干旱地区豆科与禾本科的间作能够在不增加生产成本的条件下为畜牧业
提供营养丰富的饲草料[5]。Juskiw等(2000)[6]研究了大麦(犎狅狉犱犲狌犿狏狌犾犵犪狉犲)、燕麦(犃狏犲狀犪狊犪狋犻狏犪)、黑麦草
(犔狅犾犻狌犿狆犲狉犲狀狀犲)等牧草混播或间作与单作相比能够延长收获期,提供更全面的饲料营养,包含豆科作物的牧草
间作系统还能够通过生物固氮作用为土壤提供可持续的氮源供给[7]。豆科与禾本科作物间作系统通过禾本科从
土壤中吸收有机氮而减缓氮的矿质化,从而使氮的损失最小化[8],在保持土地可持续利用的同时获得更大的优质
饲料生产,这种生产模式比粮食作物单作具有更大的饲料生产潜力,降低农区发展草食畜牧业的成本投入,取得
经济和生态的双重效益[9]。在间作系统中作物的适宜种植密度和栽培模式也是取得生产优势的必需条件[1012]。
先前的研究认为包含一年生豆科与禾本科作物的间作体系,不仅能够提高生长资源的利用率[1],在饲料产出上能
提供更多的饲料干物质和可利用蛋白质[1],提高整体的饲料营养价值[3,5],同时可以弥补饲草料季节分布不均的
缺点[15]。对多年生紫花苜蓿(犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪)和一年生夏玉米(犣犲犪犿犪狔狊)间作的研究认为,两者间作可以提
高生长资源利用率[1014]和系统的经济产出[15,16],但对于其饲料生产潜能研究较少。在我国农区长期存在耕地资
源不足,发展草食畜牧业所需的优质饲草料匮乏的问题,牧草与饲料作物的间作栽培是充分利用光、热、水、土等
资源,在不减少粮食生产的前提下,增收优质饲草的有效途径之一[9,1720]。玉米是我国栽培最广泛的粮饲兼用型
作物,苜蓿是我国北方栽培最广泛的多年生饲料作物,本试验的目的在于研究不同紫花苜蓿和夏玉米间作模式对
生产性能以及营养物质产量和利用率的影响,从而对间作系统的饲料生产潜能进行综合评定,为我国农区发展草
食畜牧业提供新的饲料来源途径。
第20卷 第2期
Vol.20,No.2
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA   
117-126
2011年4月
 收稿日期:20100324;改回日期:20100416
基金项目:“十一五”国家科技攻关项目(2006BAD15B0703),国家科技支撑计划项目(2007BAD31B04)和国家自然科学基金项目(30571098,
30771282)资助。
作者简介:张桂国(1977),男,山东泗水人,讲师,博士。Email:zhanggg@sdau.edu.cn
通讯作者。Email:stdong@sdau.edu.cn
1 材料与方法
1.1 试验材料与试验田概况
本试验以玉米和紫花苜蓿2种作物为供试材料,玉米选用郑单958,具有耐密性、抗倒伏、早熟、株型紧凑和
高产稳产的特点,适宜间套作;苜蓿选用阿尔冈金,在本地区有多年的栽培历史。大田试验于2007-2009年在山
东泰安中国黄淮海区域玉米技术创新中心进行,试验地点位于北纬36°09′,东经117°09′,属于温带半湿润大陆性
气候,四季分明,光照充足,年日照2611h,年平均气温12.8℃,无霜期约200d,年降水量701.6mm。试验地为
褐壤土,土层深厚,土壤含有机质47.5g/kg、全氮3.45g/kg、速效磷35.61mg/kg、速效钾61.09mg/kg。
1.2 试验设计
试验设苜蓿∶玉米行数比为2∶2,3∶2,4∶2,5∶2四个间作处理,每处理3个重复,苜蓿与玉米所占间作面
积比例分别为33%∶67%,43%∶57%,50%∶50%,55%∶45%,玉米、苜蓿单作为对照组。苜蓿在2007年4
月3日进行人工行播,行距20cm,播量22.5kg/hm2(千粒重2.3870g),间作玉米2007-2009年均在5月31
日人工点播,行距40cm,60000株/hm2,玉米行和苜蓿行间距30cm(图1)。每个小区长6.5m,宽度各处理包
括2个带宽,各间作处理小区面积分别为15.6m2(2∶2处理),18.2m2(3∶2处理),20.8m2(4∶2处理),23.4
m2(5∶2处理)。单播玉米、苜蓿与间作播种相同的栽培密度。
1.3 样品采集
1.3.1 采样时间 生产中苜蓿主要作为饲料作物以收获植物营养体为主,要进行多次刈割,综合考虑生物产量
和营养品质2个指标,一般在苜蓿初花期(1/10开花)收获。本试验中3年取样测产都是在苜蓿进入初花期后进
行刈割测产,2007年刈割3次,2008年刈割4次,2009年刈割5次,累计苜蓿多次刈割产量之和为苜蓿的年度产
量。最后一次采样时间2007-2009年9月30日,玉米完熟期,生育期120d,玉米和苜蓿都进行收获测产,此后
气温变低,为利于苜蓿越冬,不再刈割。
1.3.2 采样方法 苜蓿在初花期对每一小区进行刈割测产,留茬5~10cm,利于再生。在7-8月份黄淮地区
进入高温多雨期,高温、高湿的双重胁迫使得苜蓿田间通风较差,生长缓慢,生育期推迟,不能进入正常开花期,出
现干死枝条现象,在生产中为利于后茬苜蓿再生,通常此阶段也要进行刈割[21],这也符合苜蓿此阶段在生产中的
实际作业程序。采样时每小区随机选取10株玉米收获测产,记录各处理产量(每处理3个重复小区),苜蓿全部
刈割,采集的鲜样剔除其中的杂草,称重,按《饲料分析及饲料质量检测技术》(第二版)中的方法对每个处理的3
个重复小区分别采集5kg左右苜蓿鲜样带回实验室测定干物质含量[22]。
1.4 样品测定
营养成分测定:样品中营养成分(蛋白质、脂肪、碳水化合物)及能量的测定采用《饲料分析及饲料质量检测技
术》(第二版)中的方法[22]。
降解率测定:根据试验中各处理苜蓿、玉米籽粒、玉米秸秆的实际干物质产量的比例,做成混合样品,以装有
永久性瘤胃瘘管的小尾寒羊为试验动物,用尼龙袋法测定不同栽培模式下混合产物48h降解率[23,24]。
1.5 计算和统计
各项指标计算方法如下,单位面积苜蓿(玉米粒、玉米秸)干物质产量(t/hm2)=单位间作土地面积苜蓿(玉
米粒、玉米秸)产量(t/hm2)/苜蓿(玉米)所占间作面积。
总干物质产量(t/hm2)=每hm2 间作土地玉米粒产量(t/hm2)+玉米秸(t/hm2)+苜蓿干草(t/hm2)
单位间作面积某营养物质产量(t/hm2)=单位间作土地面积苜蓿干物质产量(t/hm2)×苜蓿干物质中
某养分的含量(%)+单位间作土地面积玉米粒干物质产量(t/hm2)×玉米粒干物质中某养分的含量(%)
+单位间作土地面积玉米秸干物质产量(t/hm2)×玉米秸干物质中某养分的含量(%)
养分降解率(%)=(降解前样品中某养分-降解后样品中某养分)/降解前样品中某养分×100
单位间作面积可降解某营养成分产量(t/hm2)=单位间作面积某营养物质产量(t/hm2)×养分降解率
试验数据采用Excel2003进行统计,SAS9.0forwindows进行方差分析和多重比较。统计表格中间作混合
样(pooled)指各间作处理同一指标的平均值,目的在于比较间作处理与苜蓿或玉米单作之间的差异。
811 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.2
图1 试验设计
犉犻犵.1 犈狓狆犲狉犻犿犲狀狋犱犲狊犻犵狀
A∶M 表示苜蓿(alfalfa)和玉米(maize)行数比 A∶Mmeanstherowsrateofalfalfatomaize
2 结果与分析
2.1 干物质生产能力的比较
不同苜蓿+玉米间作模式下单位面积干物质产量如表1所示,2007年,以玉米单作总产量高于各间作处理
(犘<0.05),各间作处理中除3∶2模式外,其他间作组总产量均大于苜蓿单作(犘<0.05)。单位面积下的苜蓿产
911第20卷第2期 草业学报2011年
量5∶2间作大于苜蓿单作(犘<0.05),各间作处理中单位面积下的苜蓿产量随间作面积的增大产量呈线性增加
趋势(犘<0.01)。5∶2间作模式单位生长土地面积玉米及秸秆产量均不低于单作玉米(犘>0.05)。在2008年
各间作处理总产量无显著差异,均大于单作苜蓿(犘<0.01),与单作玉米无显著差异(犘=0.1841)。单位面积的
苜蓿产量,5∶2和2∶2间作模式显著大于单作苜蓿,玉米籽粒和玉米秸秆各间作处理与单作玉米之间无显著差
异(犘>0.05)。在2009年,总产量以5∶2和4∶2间作模式最高,显著大于玉米和苜蓿单作(犘<0.01)。单位面
积下的苜蓿、玉米籽粒及秸秆产量各间作均大于单作玉米和单作苜蓿,随苜蓿所占间作面积的增加呈线性增大的
趋势(犘<0.01)。
表1 不同间作模式下单位面积干物质产量比较
犜犪犫犾犲1 犜犺犲狔犻犲犾犱狊狅犳犱狉狔犿犪狋狋犲狉狆犲狉狌狀犻狋犾犪狀犱狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
年度
Years
项目
Items
处理 Treatments
玉米单作
MS
(t/hm2)
2∶2
(t/hm2)
3∶2
(t/hm2)
4∶2
(t/hm2)
5∶2
(t/hm2)
苜蓿单作
AS
(t/hm2)
间作混
合样
Pooled
标准差
SEM
影响(犘值)Effects(犘values)
线性
Linear
Pooled
VS.MS
Pooled
VS.AS
2007 总产Total 26.36d21.15bc18.07a 19.80b 22.54c 17.94a 20.39 0.7847 0.0009 0.0018 0.0006
苜蓿Alfalfa 0 17.29a 18.41b 18.04b 20.91c 17.94b 18.66 0.0644 0.0012 - 0.0005
玉米粒 Maizegrain 14.26c12.69bc 9.50a 11.29ab12.93bc 0 11.60 0.7352 <0.0001 0.0089 -
玉米秸 Maizestalk 12.11b10.37b 8.32a 10.28b 11.91b 0 10.22 0.5833 <0.0001 0.0048 -
玉米秸+籽粒Grain+stalk 26.36c23.07bc17.82a 21.57ab24.83bc 0 21.82 0.1293 <0.0001 0.0063 -
2008 总产Ttotal 25.27b25.52b 23.83b 23.82b 23.32b 21.16a 24.12 0.5403 <0.0001 0.1841 0.0074
苜蓿Alfalfa 0 25.01b 22.77ab22.93ab23.66b 21.16a 23.59 0.8761 0.0067 - 0.0321
玉米粒 Maizegrain 13.41a13.53a 12.83a 12.43a 11.93a 0 12.68 0.4052 <0.0001 0.3469 -
玉米秸 Maizestalk 11.86a12.25a 11.79a 12.28a 11.98a 0 11.83 0.4274 <0.0001 0.9393 -
玉米秸+籽粒Grain+stalk 25.27b25.77b 24.63ab24.71ab23.91a 0 24.51 0.6854 <0.0001 0.4596 -
2009 总产Total 23.47b24.86c 27.14d 28.66e 27.98de22.04a 27.16 0.3923 0.6217 <0.0001 0.0001
苜蓿Alfalfa 0 25.46b 27.35c 28.04c 28.32c 22.04a 27.29 0.3415 0.0114 - 0.0003
玉米粒 Maizegrain 11.97a13.08a 14.48b 15.73b 14.42b 0 14.43 0.4163 0.0031 0.0002 -
玉米秸 Maizestalk 11.50a11.48a 12.49ab13.55b 13.15b 0 12.67 0.3933 0.0011 0.0045 -
玉米秸+籽粒Grain+stalk 23.47a24.56a 26.98b 29.28c 27.56bc 0 27.10 0.6633 0.0019 0.0003 -
 注:表中总产量包括每hm2 玉米籽粒+玉米秸秆+苜蓿干草三者干物质产量之和;表中苜蓿、玉米粒、玉米秸产量是不同间作处理下每hm2 的产
量。单位面积产量=单位间作土地面积产量/所占间作面积。
 Note:Thetotalyieldsincludethemaizegrain,maizestalkandalfalfahaymatterinperhaland.Theyieldsofalfalfa,maizegrainandmaizestalk
inthetablerepresentedtheoutputinperha.Theoutputperunitland=theoutputperunitintercroppingland/thesoilproportionoccupiedininter
croppingsystem.
2.2 不同间作处理单位间作面积营养物质产量比较
不同苜蓿和玉米间作处理下营养物质产量结果显示(表2),在各间作处理中随苜蓿所占间作比例的增大,每
hm2 间作土地蛋白质产量呈线性增加(犘<0.01),各间作处理蛋白质产量均显著大于单作玉米(犘<0.01),在
2007和2008年均以单作苜蓿每hm2 蛋白质产量最大(犘<0.05),2009年5∶2间作组每hm2 蛋白质产量最大,
大于单作苜蓿(犘<0.05)。3年中,单位间作土地脂肪的产量均大于单作苜蓿(犘<0.01),在2007年随间作苜蓿
所占土地面积的增大而线性减小(犘<0.01),各间作处理脂肪产量均小于单作玉米(犘<0.05),2008年,各间作
处理单位面积脂肪产量都不小于单作玉米,2009年,各间作处理单位面积脂肪产量均大于单作玉米(犘<0.05)。
在2007年,碳水化合物和总能产量单作玉米均大于间作处理(犘<0.05),各间作处理显著大于单作苜蓿(犘<
021 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.2
0.05),以5∶2间作组产量最大。2008年,碳水化合物和总能产量单作玉米组仍大于各间作处理(犘<0.05),单
作苜蓿组最小(犘<0.05),各间作处理间无显著差异(犘>0.05)。2009年,各间作处理碳水化合物产量都不小于
单作玉米(犘>0.05),而显著大于单作苜蓿(犘<0.05),总能产量各间作组均大于单作玉米和苜蓿,以4∶2和
5∶2间作组最大。
表2 不同间作模式下单位间作面积营养物质产量比较
犜犪犫犾犲2 犜犺犲狔犻犲犾犱狊狅犳狀狌狋狉犻犲狀狋狊狆犲狉犻狀狋犲狉犮狉狅狆狆犻狀犵犪狉犲犪狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
年度
Years
项目
Items
处理 Treatments
玉米单作
MS
2∶2 3∶2 4∶2 5∶2 苜蓿单作
AS
间作混
合样
Pooled
标准差
SEM
影响(犘值)Effects(犘values)
线性
Linear
Pooled
VS.MS
Pooled
VS.AS
2007 粗蛋白CP(t/hm2) 2.55a 2.81b 2.74ab 3.12c 3.99d 4.03d 3.16 0.0791 <0.0001 0.0014 <0.0001
粗脂肪EE(t/hm2) 1.20d 0.93c 0.54b 0.61b 0.67b 0.21a 0.69 0.0426 <0.0001 0.0003 <0.0001
碳水化合物C.H2O(t/hm2)21.43d 16.05c 13.64ab 14.90bc16.35c 11.96a 15.24 0.6612 <0.0001 0.0007 <0.0001
总能GE(MJ/hm2) 482.90d 384.13bc324.88a 358.81ab406.82c313.14a 368.66 15.1051 0.0004 0.0016 0.0003
2008 粗蛋白CP(t/hm2) 2.25a 3.52b 3.72bc 3.93cd 4.14d 5.09e 3.83 0.1060 <0.0001<0.0001 0.0009
粗脂肪EE(t/hm2) 0.58b 0.72d 0.65c 0.57b 0.58b 0.37a 0.60 0.0159 0.0014 0.4483 <0.0001
碳水化合物C.H2O(t/hm2)21.64c 18.10b 18.21b 18.01b 18.33b 13.78a 18.41 0.4239 <0.0001 0.0061 0.0003
总能GE(MJ/hm2) 454.91c 433.49b432.46b 430.54b432.10b376.17a 436.65 10.0386 <0.0001 0.2434 0.0045
2009 粗蛋白CP(t/hm2) 2.12a 3.78b 4.38c 5.13d 5.50e 5.10d 4.70 0.0537 <0.0001<0.0001 0.0074
粗脂肪EE(t/hm2) 0.51b 0.76d 0.56c 0.55c 0.57c 0.43a 0.60 0.0097 0.0647<0.0001 <0.0001
碳水化合物C.H2O(t/hm2)20.06bc 19.13b 20.55cd 21.29d 20.11bc14.74a 20.27 0.2527 0.0018 0.1628 <0.0001
总能GE(MJ/hm2) 421.96b 454.35c485.46d 514.18e 504.27de395.61a 489.57 5.8307 0.5772<0.0001 0.0001
 注:表中粗蛋白(CP)包括每公顷间作土地苜蓿粗蛋白产量+玉米籽粒粗蛋白产量+玉米秸秆粗蛋白产量三者之和,粗脂肪(EE)、碳水化合物
(C.H2O)、总能(GE)三项含义相同。
 Note:Thecrudeprotein(CP)indicatedthesumofalfalfacrudeprotein,maizegrainandmaizestalkperhaintercroppingland,etherextract(EE),
carbohydrate(CH2O)andgrossenergy(GE)havethesamemeaning.
2.3 不同处理营养物质瘤胃降解率比较
干物质瘤胃降解率三年中表现出同样的规律(表3),各间作处理总干物质降解率大于玉米和苜蓿单作(犘<
0.05),各间作处理中随苜蓿所占比例的增加呈增大的趋势,3年中均是5∶2间作降解率最大。蛋白质降解率也
表现出同样的变化规律,随间作中苜蓿所占比例的增加而增大(犘<0.05),3年中均是单作苜蓿降解率最大,显著
大于各间作处理和玉米单作(犘<0.05),各间作处理中5∶2间作中蛋白降解率最大(犘<0.05)。脂肪的降解率,
2007年玉米单作最大(犘<0.05),各间作处理中随苜蓿所占间作比例的增加呈减小的趋势,单作苜蓿最小,显著
低于各单作(犘<0.05)。2008年脂肪的降解率苜蓿单作最小(犘<0.05),各间作处理中5∶2组最低(犘<0.05)。
2009年脂肪的降解率,以玉米单作最高(犘<0.05),苜蓿单作最低(犘<0.05),各间作处理中随苜蓿所占面积的
增加呈降低趋势,以5∶2最低(犘<0.05)。2007年,碳水化合物的降解率玉米和苜蓿单作差异不显著(犘>
0.05),均小于各间作处理(犘<0.05),间作中随苜蓿所占比例的增加而增大。2008年表现出类似的规律,间作中
以5∶2模式碳水化合物降解率最大(犘<0.05),单作玉米和苜蓿之间无显著差异(犘>0.05)。2009年各间作处
理中仍以5∶2间作碳水化合物降解率最大,各间作处理大于玉米和苜蓿单作(犘<0.05),玉米和苜蓿单作之间
差异不显著(犘>0.05)。能量的降解率3年中均以苜蓿单作最低(犘<0.05),小于单作玉米和各间作处理,玉米
单作在2007年大于2∶2间作(犘>0.05),小于其他间作处理(犘<0.05),2008年大于2∶2间作小于5∶2间作,
与其他间作差异不显著(犘>0.05),2009年则与2∶2和3∶2间作差异不显著(犘>0.05),小于5∶2间作(犘<
0.05)。
121第20卷第2期 草业学报2011年
表3 不同处理干物质瘤胃降解率比较
犜犪犫犾犲3 犜犺犲狉狌犿犲狀犱犲犵狉犪犱犪犫犻犾犻狋狔狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
年度
Years
处理
Treatments
降解率Degradability(%)
干物质Drymatter 粗蛋白Crudeprotein 粗脂肪Etherextract 碳水化合物Carbohydrate 总能Grossenergy
2007 玉米单作 MS 40.40±2.42a 27.96±0.28a 63.08±1.53d 62.98±3.21a 58.60±1.57b
2∶2 43.62±2.62b 30.24±1.53b 56.01±0.41c 64.29±1.28b 57.60±0.16a
3∶2 47.91±0.98cd 37.49±0.92c 57.61±2.33c 65.10±2.50bc 59.09±0.98c
4∶2 46.63±1.89c 40.48±0.94d 47.22±1.90b 66.32±0.57c 59.69±1.91c
5∶2 48.17±1.93d 41.27±0.37e 48.56±0.32b 74.58±0.94d 65.18±1.18d
苜蓿单作AS 43.41±0.56b 45.02±0.75f 39.66±0.35a 63.95±2.12a 57.49±0.26a
2008 玉米单作 MS 39.65±0.45a 24.71±0.19a 67.52±1.15c 63.11±0.47b 59.21±0.28b
2∶2 41.60±0.53b 27.97±0.29b 71.58±0.45d 61.40±0.51a 54.31±1.01a
3∶2 45.85±1.94c 33.80±0.16c 73.28±1.39d 64.60±0.21b 58.83±0.93b
4∶2 45.89±0.45c 37.60±1.36d 72.36±0.48d 61.64±0.95a 57.64±0.46b
5∶2 49.91±0.51d 40.44±0.88e 47.34±0.58b 75.58±0.49c 67.13±0.51c
苜蓿单作AS 39.63±0.57a 40.00±0.51f 43.33±0.67a 64.73±0.58b 55.98±0.61a
2009 玉米单作 MS 37.16±0.66a 27.94±0.38a 58.64±2.12d 62.84±2.25a 58.40±0.76b
2∶2 41.63±1.10b 35.77±1.55b 40.43±1.26b 67.19±0.47b 59.21±0.69b
3∶2 46.97±0.59c 41.18±0.34c 41.94±0.34b 65.60±0.31b 59.29±0.56b
4∶2 48.37±0.79d 40.53±0.83c 42.08±0.97b 71.00±0.73c 62.79±0.82c
5∶2 48.42±1.81d 44.93±0.56d 49.78±0.39c 73.58±0.48d 65.16±0.51c
苜蓿单作AS 37.18±0.84a 50.05±0.57e 35.98±1.29a 63.17±1.93a 45.49±1.82a
 注:表中每一年度同列数据标注相同字母者表示差异不显著(犘>0.05),标注不同字母者表示差异显著(犘<0.05)。
 Note:Datamarkedwiththesameletterinthesamecolumnforeachyearsuggestedtheyhadnosignificantdifference(犘>0.05),andthedifferent
letterssuggestedthesignificantdifference(犘<0.05).
2.4 单位间作面积瘤胃可降解营养物质产量比较
48h瘤胃可降解营养物产量显示(表4),2007年瘤胃可降解脂肪、碳水化合物及能量产量均是玉米单作最
高,显著大于各间作处理(犘<0.05),苜蓿单作最低,与各间作组之间差异显著(犘<0.05)。可降解蛋白质产量随
苜蓿所占间作面积增大呈线性增加(犘<0.01),以单作苜蓿最高。各间作处理中以5∶2间作蛋白质、碳水化合
物产量最大(犘<0.05),总能产量各间作组之间差异不显著(犘>0.05)。2008年,瘤胃可降解蛋白随苜蓿所占间
作面积的增加呈线性增加趋势(犘<0.01)。各间作组可降解脂肪大于单作玉米和单作苜蓿(犘<0.05),可降解碳
水化合物产量5∶2间作组与玉米单作差异不显著,大于其他间作组和单作苜蓿(犘<0.05)。可降解能量产量
5∶2间作组最大(犘<0.05),苜蓿单作最小(犘<0.05)。2009年可降解蛋白产量随苜蓿所占间作面积增大呈线
性增加(犘<0.01),以单作苜蓿最高。可降解脂肪产量5∶2间作组最大(犘<0.05),玉米单作与其他间作组之间
差异不显著,均大于苜蓿单作(犘<0.05),可降解碳水化合物产量以4∶2和5∶2间作组大于单作玉米(犘<
0.05),单作苜蓿产量最低(犘<0.05)。可降解能量以5∶2间作组最大,大于单作玉米和单作苜蓿(犘<0.05)。
2.5 瘤胃总可降解养分的比较
在饲料营养价值的评定中常采用总可降解养分(totaldegradablenutrients,TDN)来评定饲料在瘤胃中降解
程度的大小[15,16],总可降解养分是综合了饲料中可降解蛋白、可降解碳水化合物与2.25倍可降解粗脂肪的总
和,计算公式如下
犜犇犖=犡1+犡2×2.25+犡3
式中,犡1 表示可降解粗蛋白;犡2 表示可降解粗脂肪;犡3 表示可降解碳水化合物。
221 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.2
表4 不同处理下单位间作面积瘤胃可降解营养物质产量比较
犜犪犫犾犲4 犜犺犲狔犻犲犾犱狊狅犳狉狌犿犲狀犱犲犵狉犪犱犪犫犾犲狀狌狋狉犻犲狀狋狊狆犲狉犻狀狋犲狉犮狉狅狆狆犻狀犵犪狉犲犪狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
年度
Years
项目
Items
处理 Treatments
玉米单作
MS
2∶2 3∶2 4∶2 5∶2 苜蓿单作
AS
间作混
合样
Pooled
标准差
SEM
影响(犘值)Effects(犘values)
线性
Linear
Pooled
VS.MS
Pooled
VS.AS
2007 粗蛋白CP(t/hm2) 0.71a 0.85b 1.03c 1.26d 1.65e 1.82f 1.20 0.0279 <0.0001 <0.0001 <0.0001
粗脂肪EE(t/hm2) 0.76d 0.52c 0.31b 0.29b 0.32b 0.09a 0.36 0.0234 <0.0001 0.0001 <0.0001
碳水化合物C.H2O(t/hm2)13.50c 10.32b 10.88b 11.88bc12.19c 7.65a 10.32 0.4296 0.0004 0.0016 <0.0001
总能GE(MJ/hm2) 202.96c 197.52bc184.95b 185.65b190.11b151.57a168.81 7.2068 0.0014 0.0045 0.0024
2008 粗蛋白CP(t/hm2) 0.63a 0.87b 1.26c 1.59d 1.56d 2.04e 1.32 0.0358 <0.0001 <0.0001 0.0002
粗脂肪EE(t/hm2) 0.39b 0.42c 0.42c 0.41c 0.43c 0.16a 0.37 0.0108 0.0019 0.4631 <0.0001
碳水化合物C.H2O(t/hm2)13.66e 12.34cd 11.76bc 11.10b 13.10de 8.92a 11.81 0.2682 <0.0001 0.0151 0.0003
总能GE(MJ/hm2) 269.36c 253.12b 252.19b 248.05b283.13d210.65a252.75 4.6397 0.0617 0.2336 0.2216
2009 粗蛋白CP(t/hm2) 0.59a 1.35b 1.80c 2.08d 2.47e 2.55f 1.81 0.0229 <0.0001 <0.0001 <0.0001
粗脂肪EE(t/hm2) 0.26b 0.26b 0.24b 0.25b 0.28c 0.15a 0.25 0.0039 0.0042 <0.0001 <0.0001
碳水化合物C.H2O(t/hm2)12.61b 12.85b 13.48c 15.12d 14.80d 9.31a 13.03 0.1669 0.0599 <0.0001 <0.0001
总能GE(MJ/hm2) 246.88b 269.05c 287.94d 322.07e328.46e229.14a280.59 1.6129 0.0909 <0.0001 <0.0001
 注:表中每一年度同行数据标注相同字母者表示差异不显著(犘>0.05),标注不同字母者表示差异显著(犘<0.05)。
 Note:Datamarkedwiththesameletterinthesamerowforeachyearsuggestedtheyhadnosignificantdifference(犘>0.05),andmarkedwiththe
differentletterssuggestedthesignificantdifference(犘<0.05).
  本试验不同处理瘤胃总可降解养分的比较显示(图2),在2007年,瘤胃总可降解养分各间作处理均大于单
作苜蓿(犘<0.05),只有5∶2间作与单作玉米差异不显著(犘>0.05),其他间作小于单作玉米。2008年各间作
处理总可降解养分产量均大于单作苜蓿(犘<0.05),5∶2间作显著大于玉米单作(犘<0.05),2009年各间作处理
瘤胃总可降解养分产量显著大于玉米和苜蓿单作(犘<0.05),各间作处理中随苜蓿所占间作面积的增加而增大,
以5∶2间作模式下产量最大。
3 讨论
3.1 不同处理下干物质产量
由干物质产量变化趋势可以看出,由于第1年苜蓿的生长较弱,在间作系统建立的第1年,各间作总产量均
小于单作玉米,未表现出间作的产量优势。但相同单位生长面积下的苜蓿产量各间作均大于单作苜蓿,单位生长
面积下的玉米和秸秆产量5∶2处理也不低于单作玉米,这表明间作系统中苜蓿和玉米的互作促进了各自的生
长,尤其对苜蓿的生长有了显著的促进作用。苜蓿在第2年开始进入高产期,间作系统建立的第2年,各间作处
理单位面积苜蓿和玉米产量均不低于玉米单作,而显著大于苜蓿单作。2009年各间作处理总产及单位生长土地
面积下的苜蓿、玉米产量均显著大于玉米和苜蓿单产,这表明在苜蓿+玉米间作系统中对生长资源的利用大于各
自单作[10,11],3年的产量结果表明,5∶2间作模式表现出最佳的间作优势,苜蓿+玉米以5∶2行数间作是最佳
的栽培模式。Smith和Carter[11](1998)的研究认为苜蓿和玉米以不同的带宽进行间作,产量较单作都有不同程
度的增加,在美国以6.096m的带宽进行间作是最佳的模式。陈玉香等[13](2002)研究玉米和苜蓿间作系统认为
两者在生长资源的利用上具有互补性,从而增加了整个系统的产出。由于苜蓿是多年生豆科牧草,在生长过程中
有多次的刈割,使得苜蓿+玉米间作系统在光合效率,水分及氮素利用上都高于单作系统,特别在苜蓿进入高产
期后,固氮作用增强[10,11]。对生长资源利用的互补性和高效率使得整个间作系统的产量得到提高[10,11,13,14]。
3.2 不同处理营养物质产量
苜蓿+玉米间作系统比玉米单作提高了蛋白质产量,比苜蓿单作提高了脂肪、碳水化合物和总能产量,3年
中表现出同样的变化规律。根据苜蓿的生长特点,在栽培的第1年苜蓿生长较弱,生产能力较低[21],这可能是导
321第20卷第2期 草业学报2011年
致本试验第1年各间作处理脂肪、碳水化合物和总能
图2 不同处理瘤胃总可降解养分的比较
犉犻犵.2 犜犺犲犮狅犿狆犪狉犻狊狅狀狅犳狉狌犿犲狀狋狅狋犪犾犱犲犵狉犪犱犪犫犾犲狀狌狋狉犻犲狀狋狊
图中不同字母表示差异显著Differentletters
meansignificantdifference(犘<0.05)
产量都小于单作玉米的原因,从第2年开始,苜蓿开始
进入高产期,各间作系统脂肪产量不小于单作玉米,在
第3年生产中各间作处理蛋白、脂肪、碳水化合物及总
能产量均大于玉米和苜蓿单作。这表明苜蓿+玉米间
作系统在营养物质产出上比单作系统具有更大的生产
潜力[10,11]。类似的研究也表明了在大豆(犌犾狔犮犻狀犲
犿犪狓)+玉米或苜蓿+冬小麦(犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿)间
作系统中总营养物质产出都高于单作系统[25,26],多年
生豆科牧草和一年生禾本科作物间作能够提高系统产
量和营养价值[10,26],本试验中玉米和苜蓿间作也提高
了饲料营养成分产出,由于苜蓿是多年生豆科牧草,苜
蓿和玉米间作系统在苜蓿开始进入高产期后才表现出
更好的生产优势[10,26,27]。
3.3 不同处理营养物质瘤胃降解率
营养物质瘤胃降解率显示单作玉米或苜蓿收获产
物干物质降解率无显著差异,而两者的搭配使用提高
了干物质的降解率,不同的搭配比例干物质降解率有
所差异。3年中蛋白质的降解率均是以玉米单作最
低,苜蓿单作最高,由于苜蓿蛋白品质较好,更适合动
物消化利用[19],和玉米搭配使整体的降解率优于玉米
单作。单作玉米脂肪的降解率最高,单作苜蓿降解率
最低,玉米和苜蓿间作会降低整体的脂肪降解率。苜
蓿和玉米的搭配提高了碳水化合物的降解率,大于玉
米或苜蓿的碳水化合物降解率。在饲料降解利用过程
中能量来源于蛋白质、脂肪和碳水化合物的降解,它是
可利用营养物质降解的综合反映。研究表明饲料构成
中不同的精粗比或豆科与禾本科的配合使用都能提高
整体的体外干物质降解率(IVDMD)、粗蛋白和粗纤维
降解率[3,5,21,2729]。本试验玉米单作收获的秸秆含有更
多的结构性碳水化合物,降解率较低,苜蓿干草蛋白质
含量较高,两者配合提高了干物质、蛋白质、碳水化合
物等营养物质降解率,超过了苜蓿或玉米单独的降解率,这表明玉米+苜蓿间作系统与单作相比提高了收获产物
整体营养物质降解率。
3.4 不同处理瘤胃可降解营养物质产量
在第1年生产中,玉米+苜蓿间作组可降解蛋白产量大于玉米单作,可降解碳水化合物、脂肪、总能产量均大
于苜蓿单作。在间作系统建立的第2年,5∶2间作组可降解营养物质(蛋白、脂肪、碳水化合物)及总能产量均大
于单作玉米,除可降解蛋白外,其他营养物质及总能也大于单作苜蓿。由于苜蓿干草中含蛋白较多,3年中均是
苜蓿单作可降解蛋白质产量最大,玉米和苜蓿的搭配使用增加了单位间作土地可降解干物质、脂肪、碳水化合物
和能量的产量。由此可见玉米+苜蓿间作与玉米单作相比能提供更多的可降解蛋白、脂肪、碳水化合物及能量,
与苜蓿单作相比可提高脂肪、碳水化合物及总能产量,单作苜蓿能够生产更多的可降解蛋白。研究表明,豆科牧
草与禾本科牧草搭配使用具有明显的累加效应,可提高营养物质的利用率[5],在禾本科牧草中间作豆科牧草提高
421 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.2
了系统整体的营养物质产量和利用率[3,5,29]。瘤胃总可降解养分是以能量为衡量基础,综合考虑可降解蛋白、脂
肪和碳水化合物叠加效应,用以评定饲料的营养价值。本试验结果显示,间作处理能够提高整体的总可降解养分
产量。
4 结论
苜蓿+玉米间作提高了单位间作面积总干物质产量和单位生长面积苜蓿和玉米的干物质生产能力,其中
5∶2间作模式表现出最佳的产量优势。
苜蓿+玉米间作系统提高了单位间作面积营养物质的产量,营养物质瘤胃降解率,瘤胃可降解养分产量以及
总可降解养分的产量,具有比玉米或苜蓿单作系统更高的饲料生产潜力,是一种可行的饲料生产模式,苜蓿和玉
米以5∶2行数比进行间作表现出最佳的饲料生产潜力。
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犃狀犲狏犪犾狌犪狋犻狅狀狅犳犳狅狉犪犵犲狆狅狋犲狀狋犻犪犾狅犳犪狀犪犾犳犪犾犳犪+犿犪犻狕犲犻狀狋犲狉犮狉狅狆狆犻狀犵狊狔狊狋犲犿
ZHANGGuiguo1,2,YANGZaibin1,DONGShuting2
(1.ColegeofAnimalScienceandTechnology,ShandongAgriculturalUniversity,Tai’an271018,China;
2.KeyLaboratoryofCropBiologyofChina,DepartmentofAgronomy,ShandongAgricultural
University,Tai’an271018,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Thenutrientproductionperformanceofdifferentalfalfa(犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪)+maize(犣犲犪犿犪狔狊)inter
croppingsystemsandthediscrepancyofrumendegradablenutrientsyieldswerestudiedtomakeacomprehen
siveassessmentontheforagepotentialoftheseintercroppingsystems.Fourintercroppingtreatments(alterna
tingalfalfaandmaizerowsina2∶2,3∶2,4∶2,5∶2,design)withthreereplicatesandintercroppingarea
ratesof33%∶67%,43%∶57%,50%∶50%,55%∶45%,respectivelywereestablished.Purestandsof
maizeandalfalfawereusedasthecontrolgroups.Drymatteryields,nutrientyields,andrumendegradability
ofnutrientsweremeasuredtomakecomparisonsofdegradablenutrientsoutputandtotaldegradablenutrients
ofthedifferentalfalfa+maizeintercroppingsystems.Acomprehensiveassessmentwasmadeofforagepoten
tial.Thealfalfa+maizeintercroppingsystemimprovedtotaldrymatterandnutrientyieldsperunitofinter
croppedlandandenhancednutrientsrumendegradabilityandproductionoftotaldegradablenutrients,witha
higherfeedproductionpotentialcomparedwithpurestandsofmaizeoralfalfa.Undertheconditionsofthisex
periment,the5∶2intercroppingpatternsgavethebestproduction.
犓犲狔狑狅狉犱狊:alfalfa(犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪);maize(犣犲犪犿犪狔狊);intercropping;foragepotential
621 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.2