引用本文
王永嘉, 成慧, 常生华, 侯扶江. 黄土高原高糖黑麦草的产量和品质预测. 草业科学, 2017,34(9):1863-1879
Wang Yong-jia, Cheng Hui, Eun Joong Kim, Nigel Scollan, Chang Sheng-hua, Hou Fu-jiang. Prediction of yield and quality of high sugar ryegrass in Loess plateau . Pratacultural Science,2017,34(9): 1863-1879  
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《草业科学》编辑部
黄土高原高糖黑麦草的产量和品质预测
王永嘉1,2, 成慧1, 常生华1,2, 侯扶江1,2
1.兰州大学草地农业科技学院,草地农业生态系统国家重点实验室,甘肃兰州 730020
2.农业部草牧业创新重点实验室,甘肃 兰州 730020
3.Department of Animal Science, Kyungpook National University, Sangju, South Korea
4.Institute of Biological, Environmental and Rural Sciences (IBERS), Aberystwyth University, Aberystwyth, UK
通信作者：侯扶江(1971-),男,河南扶沟人,教授,博导,博士,研究方向为草畜互作。E-mail:cyhoufj@lzu.edu.cn

第一作者:王永嘉(1992-),男,甘肃永登人,在读硕士生,研究方向为畜牧学。E-mail:yjwang15@lzu.edu.cn

收稿日期: 2017-03-21
基金: 基金项目:长江学者和创新团队发展计划项目(IRT-17R50); 甘肃省2016年草牧业试验试点和草业技术创新联盟科技支撑(GCLM2016001)
摘要

为探明黄土高原高糖黑麦草( Lolium perenne)粗蛋白、粗脂肪、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗灰分、可溶性碳水化合物等指标及产草量与其生长时间、株高、分蘖之间的关系,本研究采用田间试验结合预测模型的方法,利用生长时间、株高、分蘖对高糖黑麦草在模拟轮牧和收获干草两种利用方式下的牧草产量及品质进行预测。结果表明,收获干草的Aberavon、Aberstar、Premium和Abermagic黑麦草生长时间、株高和分蘖均与各营养指标显著相关( P<0.05);模拟轮牧的Aberavon、Aberstar、Premium和Abermagic黑麦草株高与各营养指标均不相关( P>0.05),生长时间、分蘖与粗蛋白、粗灰分之外的其它品质指标均显著相关( P<0.05)。利用生长时间、株高、分蘖对4个黑麦草品种的产草量和饲用成分建立一元回归预测和多元回归预测模型,经预测值与实测值对比,预测结果准确度均较高,可为高糖黑麦草在黄土高原栽培和利用提供科学依据。

关键词: 放牧; 分蘖; 株高; 粗蛋白; 粗脂肪; 粗纤维; 可溶性碳水化合物
中图分类号:S816 文献标志码:A 文章编号:1001-0629(2017)09-1863-17 doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2017-0013
Prediction of yield and quality of high sugar ryegrass in Loess plateau
Wang Yong-jia1,2, Cheng Hui1, Eun Joong Kim3, Nigel Scollan4, Chang Sheng-hua1,2, Hou Fu-jiang1,2
1.State Key Laboratory of Grassland Agro-ecosystems, College of Pastoral Agriculture Science and Technology, Lanzhou University, Lanzhou 730020, China
2.Key Laboratory of Grassland Livestock Industry Innovation, Ministry of Agriculture, Lanzhou University, Lanzhou 730020, China
3.Department of Animal Science, Kyungpook National University, Sangju, South Korea
4.Institute of Biological, Environmental and Rural Sciences (IBERS), Aberystwyth University, Aberystwyth, UK
Corresponding author: Hou Fu-jiang E-mail:cyhoufj@lzu.edu.cn
Abstract

In order to investigate the Loess plateau high sugar ryegrass CP, EE, NDF, ADF, Ash, WSC and other forage quality index and the relationship between growth time, plant height, tiller density; usingthe method of field experiment combined with the prediction model, in simulated grazing and hay harvest two utilization mode of forage yield and quality of forage composition could be predicted, with the growth time, plant height, tiller density on high sugar ryegrass. The results show that in hay harvest the growth time, plant height and tiller density of ryegrass were significantly correlated with each nutrient index of Aberavon, Aberstar, Premium and Abermagic ( P<0.05); Simulation grazing of Aberavon, Aberstar, Premium and Abermagic of ryegrass plant height and other nutrition indexes were not correlated ( P>0.05). Expect CP and Ash, the other quality indexes of ryegrass were significantly related with tiller density and growth time ( P<0.05). By usingthe growth time, plant height, tiller density, a single regression prediction model and a multiple regression prediction model were established for the yield and forage composition of 4 ryegrass cultivars, which were considerably accurate while being compared with the observed values. It can provide a scientific basis for the cultivation and utilization of high sugar ryegrass in the L. plateau

Keyword: grazing; tiller density; plant height; CP; EE; NDF; ADF; WSC

多年生黑麦草(Lolium perenne)是全世界种植面积最广的多年生禾本科作物, 广泛适应于降水充沛地区, 或具有灌溉条件的干旱、半干旱地区, 它产草量和品质俱佳, 主要用作放牧, 或刈牧兼用, 是全球、尤其是发达国家栽培草地-家畜放牧系统的重要组分[1, 2]。随着农业现代化加速, 我国多年生黑麦草种植面积迅猛扩展[2]。南方岩溶地区, 相对于传统奶牛饲养系统, 黑麦草-奶牛系统日产奶量、牛奶乳蛋白率提高, 经济收益增加[3]。四川盆地实行了饲用玉米(Zea mays)-黑麦草轮作, 水、热、光等利用率提升, 作物产量增加, 是传统水稻(Oryza sativa)、小麦(Triticum aestivum)轮作系统籽实产量的3.95倍, 干物质生产成本是同期种植籽用玉米的38.1%, 有效降低了家畜饲养成本[4, 5, 6, 7]。高糖黑麦草(high sugar ryegrass, HSR)可显著提高家畜的氮素利用率、降低反刍农业系统的温室气体排放[7, 8], 目前, 英国、美国等发达国家培育了多个新品种并用于生产实践, 然而在我国刚刚引起重视, 黄土高原和西北内陆干旱区等地区已开始引种、栽培和利用试验[9, 10]。

国内外对多年生黑麦草研究较多, 以黑麦草-家畜可持续放牧管理的理论、模式与技术为主[11, 12, 13, 14]; 还包括牧草种质资源评价[15, 16, 17, 18]、高糖黑麦草育种[19]、牧草抗逆高产栽培[20]、黑麦草+豆禾牧草混播草地建植与管理[11, 21], 以及干草与青贮调制[21]、混合日粮配制[22]、体内和体外消化代谢等[23, 24]。根据土壤积温和水分积温纠正值、出苗时间、播种时间等, 提出了地中海气候区旱作条件下黑麦草生长的预测模型[7]。在高原地区建立了黑麦草生育期光照、降水、温度等主要气候因子与产草量的关系模型[25]。我国对黑麦草产草量和营养品质的预测鲜见报道, 而且国内外对于HSR的产量和品质预测研究较少。为此, 在黄土高原探讨HSR的生产性能和营养成分的相关性, 建立其产量和营养成分的预测模型, 以期为HSR的利用与管理、区域粮改饲和三元种植结构提供科学依据。

1 材料与方法
1.1 研究区域概况

研究区设在兰州大学榆中草地农业综合试验站, 属大陆季风型气候, 海拔1 900 m, 年平均气温6.57 ℃, 1 月平均气温-8 ℃, 7月平均气温19 ℃。年均降水量381.8 mm, 相对湿度63%, 年均蒸发量1 406.8 mm, 无霜期120 d, 全年日照时数2 607.2 h左右。≥ 0 ℃年积温3 052.7 ℃· d, 草原类型为微温微润草甸草原类[26], 草地农业系统优势类型为作物/天然草地-家畜综合生产系统[27]。

1.2 试验区管理

黑麦草试验品种均由Aberystwyth大学, 生物、环境和乡村科学研究所[Institute of Biological, Environmental and Rural Sciences (IBERS), Aberystwyth University]提供。其中阿旺(Aberavon)、明星(Aberstar)、神奇(Abermagic)为HSR品种, 对照品种普通(Premium)是我国西北地区广泛种植的品种, 也引自IBERS。试验区地势平坦, 采用完全随机区组设计, 小区面积4 m × 10 m, 4次重复, 区组间距2 m, 小区间距0.5 m。

2010年4月下旬播种, 行距40 cm。播种时施尿素 55 kg· hm-2、P2O5 55 kg· hm-2, K2O 74 kg· hm-2。播种后20 d灌水200 m3· hm-2。每小区均分为两个裂区, 一个裂区每3周模拟轮牧(simulated grazing, SG)一次, 2010年6月12日牧草株高30 cm时首次刈割, 留茬8 cm, 共刈割6次, 于2010年10月22日结束[10], 每次刈割后灌溉和追肥, 每次灌水量800 m3· hm-2, 喷灌10次, 共8 000 m3· hm-2。另一个裂区在10月22日收获干草(making hay, MH), 灌水、施肥的时间和量同另一裂区。

1.3 植被特征测定

刈割前测定产草量和30株牧草的株高(cm)、分蘖密度(个· m-2)[28]。牧草鲜样在105 ℃恒温箱中烘至恒重, 测定干物质产量(t· hm-2); 另取一份鲜样在60 ℃下烘48 h, 粉碎后测定牧草品质。

利用Ankom A200i半自动纤维分析仪测定中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)和粗纤维(CF); 采用GB/T6432-94, 微量凯氏定氮法测定粗蛋白(CP); Ankom XT15i全自动脂肪分析仪测定粗脂肪(EE); 流动分析仪测定可溶性碳水化合物(WSC); TM-0910P型马弗炉测定粗灰分(Ash)[9, 10]。

1.4 统计分析

用Microsoft Excel 2016绘图, 运用SPSS 19.0相关性分析模块对高糖黑麦草的产草量、生长时间、分蘖、株高、CP、EE、NDF、ADF、Ash、WSC进行相关性统计分析。以产草量、生长时间、分蘖和株高为自变量, 利用一般线性模型模块模拟高糖黑麦草饲用成分预测方程, 并分别对各品种黑麦草利用协方差分析比较回归方程斜率和截距的差异显著性, 若无显著差异(P> 0.05), 将4种黑麦草的数据合并后拟合; 若差异显著(P< 0.05), 则对各品种黑麦草分别拟合。

2 结果与分析
2.1 生长时间、株高、分蘖和各饲用成分之间的相关性

收获干草的Aberavon, NDF、ADF和CP、ADF和EE以及WSC和CP、EE、NDF、ADF的相关性均不显著(P> 0.05), 其它指标两两之间显著相关(P< 0.05)。在具有显著相关的各指标中, CP、EE和其它指标均呈负相关关系, 其它指标两两之间均呈正相关关系(表1)。模拟轮牧的Aberavon黑麦草, 生长时间和分蘖分别与产草量、EE、NDF、ADF、WSC显著(P< 0.05)或极显著(P< 0.01)相关(表1)。在具有显著相关的各指标中, 模拟轮牧下除PH和WSC呈负相关关系外, FY、TD、GT、NDF、ADF、Ash、WSC和在收获干草条件下结果相似, 均呈正相关关系, CP、EE和其它指标均呈负相关关系。

Aberstar黑麦草收获干草条件下, 分蘖和EE、WSC和EE、NDF、ADF、Ash、EE和ADF以及Ash和CP、EE的相关性不显著(P> 0.05)(表2), 其它两两指标显著相关(P< 0.05)。在各饲用成分显著相关的指标中, CP和EE之间呈正相关关系; 除CP、EE与其它指标之间呈负相关外, FY、TD、GT、NDF、ADF、Ash、WSC之间呈正相关。模拟轮牧下, 生长时间和分蘖分别与产草量、EE、NDF、ADF、WSC均显著相关(P< 0.05), 其中TD和CP、EE和TD、GT、NDF、WSC、WSC和ADF呈负相关关系, 其它相关指标间均呈正相关关系。

表1 模拟轮牧和收获干草两种利用方式下Aberavon产量和营养品质的相关性 Table 1 Correlationship among the indices of Aberavon ryegrass under two utilization methods of simulated rotational grazing and making had
表2 模拟轮牧和收获干草两种利用方式下Aberstar黑麦草各指标间相关性分析 Table 2 Correlationship among the indices of Aberstar ryegrass under two utilization methods of simulated rotational grazing and making had

Abermagic收获干草, 产草量和EE、WSC, EE和NDF、ADF、Ash, WSC和CP、ADF以及ADF和CP无显著相关性(P> 0.05), 其它指标之间显著相关(P< 0.05)(表3), 其中CP和FY、PH、TD、GT, EE和PH、TD、GT, WSC和EE、NDF、Ash呈负相关关系, 其余饲用指标间均呈正相关关系。模拟家畜轮牧条件下, 除CP和粗灰分外, 其它营养指标均与生长时间和分蘖呈显著(P< 0.05)或极显著(P< 0.01)相关关系, GT和PH、EE、NDF、ADF, FY和EE、CP, TD和EE, WSC和EE、NDF、ADF、Ash呈负相关关系, 其余相关指标间均呈正相关关系。

表3 模拟轮牧和收获干草两种利用方式下Abermagic黑麦草各指标间相关性分析 Table 3 Correlationship among the indices of Abermagic ryegrass under two utilization methods of simulated rotational grazing and making had

收获干草的Premium, 产草量与株高、NDF、ADF、Ash, 株高与分蘖、NDF、ADF, CP、粗脂肪分别与NDF、ADF、Ash、WSC之间无显著相关性(P> 0.05), 其它指标两两间显著相关(P< 0.05)(表4)。在具有相关性的指标中CP、EE和FY、PH、TD、GT, WSC和CP、Ash均呈负相关关系, 其它指标两两之间均呈正相关关系(表4)。模拟轮牧下, Premium生长时间和分蘖分别与产草量EE、NDF、ADF、WSC显著或极显著相关关系(P< 0.05或P< 0.01(表4)。在具有相关性的指标中, EE和FY、TD、GT、NDF、ADF、WSC, PH和TD、GT, WSC和PH、ADF和Ash, CP和FY均呈负相关关系, 其余指标两两之间均呈正相关关系(表4)。

表4 模拟轮牧和收获干草两种利用方式下Premium黑麦草各指标间相关性分析 Table 4 Correlationship among the indices of Premium ryegrass under two utilization methods of simulated rotational grazing and making had
2.2 利用生长时间对产草量和牧草品质进行预测

收获干草的Aberavon、Aberstar、Premium和Abermagic黑麦草的产草量均随生长时间呈线性递增(图1), 斜率体现了产草量随生长时间变化的敏感性, Abervon、Aberstar、Abermagic和Premium产草量平均每天分别增加9.9、2.0、1.4和8.6 kg· hm-2; Aberavon和Premium、Abermagic之间、Aberstar和Abermagic之间的斜率差异不显著(P> 0.05), 其它品种之间差异显著(P< 0.05)。模拟轮牧的所有品种黑麦草, 产草量随生长时间的斜率差异不显著, 呈线性上升, 日均增加28.3 kg· hm-2(图1)。

图1 收获干草和模拟轮牧两种条件下生长时间与产草量之间的关系
注:不同大、小写字母表示不同品种的斜率差异极显著(P< 0.01)和显著(P< 0.05)。下同。Fig. 1 Relationship between the growth time and hay yield under two utilization methods of making hay and simulated rotational grazing
Note: Different capital and lowercase letters indicate significant of slope among different species at 0.01 and 0.05 level, respectivly similarly for the following figures.

收获干草的Aberavon、Aberstar、Premium和Abermagic黑麦草, 随着生长时间延长, CP、EE均呈线性下降(图2、图3); CP斜率除Abermagic显著低于Aberavon和Aberstar外(P< 0.05), 其它品种间差异均不显著(P> 0.05); 各品种之间 EE的斜率差异显著(P< 0.05); WSC随生长时间呈线性增加, 日均增幅0.06%左右(图4)。

图2 收获干草和模拟轮牧两种条件下生长时间与粗蛋白之间的关系Fig. 2 Relationship between the growth time and CP under utilization methods of making hay and simulated rotational grazing

图3 收获干草和模拟轮牧两种条件下生长时间与粗脂肪之间的关系Fig. 3 Relationship between the growth time and EE under utilization methods of making hay and simulated rotational grazing

图4 收获干草和模拟轮牧两种条件下生长时间与可溶性碳水化合物(WSC)之间的关系Fig. 4 Relationship between the growth time and WSC under utilization methods of making hay and simulated rotational grazing

模拟轮牧下, 所有试验品种黑麦草CP与生长时间相关性不显著(P> 0.05)(图2), EE呈线性下降, 品种间斜率的差异不显著(P> 0.05)(图3); Abermagic 的WSC随生长时间升幅显著高于其它3个品种, Aberavon、Aberstar、Premium之间差异均不显著(P> 0.05)(图4)。

收获干草所有试验品种的黑麦草NDF、ADF、Ash与生长时间均呈正相关关系。Aberavon和Aberstar只有Ash的斜率降幅显著低于Abermagic(P< 0.05), NDF、ADF斜率差异均不显著(P> 0.05); Premium和Abermagic的NDF、ADF、Ash的斜率升幅均差异显著(P< 0.05)(图5-7)。

模拟轮牧下所有品种黑麦草Ash与生长时间相关性不显著(P> 0.05)(图7); 所有品种黑麦草NDF除Aberstar和Premium、Aberstar和Abermagic之间斜率差异显著(P< 0.05)外, 其它各组差异均不显著(P> 0.05)(图5); Aberavon、Aberstar、Premium和Abermagic的ADF斜率均不显著(P> 0.05), 平均每天增加5.93%(图5-6)。

2.3 利用株高对草产量和品质进行预测

用于收获干草的黑麦草产草量随株高的增大呈线性增加趋势(图8)。除Premium斜率升幅显著高于Aberstar外(P< 0.05), 其它所有试验黑麦草品种两两之间斜率均无显著差异(P> 0.05); 4种黑麦草CP和EE均呈线性下降(图8), Premium和Aberavon、Abermagic的EE斜率差异显著, 其它各品种EE之间斜率差异均不显著(P> 0.05)(图8)。

图5 收获干草和模拟轮牧两种条件下生长时间与中性洗涤纤维(NDF)之间的关系Fig. 5 Relationship between the growth time and NDF under utilization methods of making hay and simulated rotational grazing

图6 收获干草和模拟轮牧两种条件下生长时间与酸性洗涤纤维(ADF)之间的关系Fig. 6 Relationship between the growth time and ADF under utilization methods of making hay and simulated rotational grazing

图7 收获干草和模拟轮牧两种条件下生长时间与粗灰分之间的关系Fig. 7 Relationship between the growth time and ash under utilization methods of making hay and simulated rotational grazing

图8 收获干草条件下株高与产草量、粗蛋白、粗脂肪的关系Fig. 8 Relationship between the plant height and hay yield, CP, and EE under utilization methods of making hay

图9 收获干草条件下株高与NDF、ADF、WSC的关系Fig. 9 Relationship between the plant height and NDF, ADF, WSC under utilization methods of making hay

随株高的增加, Premium的NDF、ADF与株高相关不显著(P> 0.05), Aberstar和Abermagic的NDF斜率无显著差异(P=0.226), Aberstar和Aberavon、Abermagic斜率差异极显著(P< 0.01), Aberstar、Aberavon和Abermagic黑麦草的ADF斜率差异均不显著(P> 0.05)(图9); 随株高的增加, 所有试验品种黑麦草的WSC随株高增加呈线性增加, 除Aberavon斜率增幅显著小于Aberstar和Abermagic外(P< 0.05), 其它黑麦草两两之间斜率均无显著差异(P> 0.05)。

2.4 利用分蘖对产草量和品质的进行预测

收获干草的所有试验品种黑麦草的草产草量均随分蘖增加呈线性上升趋势, 除Aberavon与Aberstar斜率无显著差异外(P=0.439), 其它品种两两之间差异显著(P< 0.05)(图10)。模拟轮牧的产草量随分蘖的增大呈指数上升趋势, 品种之间的斜率无显著差异(P> 0.05)(图10)。

图10 收获干草和模拟轮牧两种条件下分蘖与产草量的关系Fig. 10 Relationship between the tiller density and hay production under two utilization methods of making hay and simulated rotational grazing

收获干草的高糖黑麦草CP随分蘖的增加呈线性下降趋势, 除Aberavon与其它3种黑麦草斜率差异不显著外(P> 0.05), 其它黑麦草两两之间斜率差异均显著(P< 0.05)(图11); Aberstar和Premium两个黑麦草品种EE与分蘖相关不显著(P> 0.05), Aberavon和Abermagic斜率差异显著(P< 0.05)(图12); Aberavon、Aberstar、Premium和Abermagic黑麦草的WSC随分蘖增加呈线性增长趋势, 除Aberavon和Abermagic的WSC(P=0.382)随分蘖增加斜率无显著差异外, 其它黑麦草两两之间的WSC随分蘖增加斜率增幅均差异显著(P< 0.05)(图13)。

图11 收获干草和模拟轮牧两种条件下分蘖与粗蛋白之间的关系Fig. 11 Relationship between the tiller density and CP under two utilization methods of making hay and simulated grazing

图12 收获干草和模拟轮牧两种条件下分蘖与粗脂肪之间的关系Fig. 12 Relationship between the tiller density and EE under two utilization methods of making hay and simulated rotational grazing

图13 收获干草和模拟轮牧两种条件下分蘖与WSC之间的关系Fig. 13 Relationship between the tiller density and WSC under two utilization methods of making hay and simulated rotational grazing

模拟轮牧下所有黑麦草品种分蘖和CP均无显著相关(P> 0.05)(图11)。EE随分蘖增加呈线性下降且各品种黑麦草两两之间斜率均无显著差异(P> 0.05), 日均减少0.6%左右(图12)。WSC随分蘖呈线性上升, 除Aberavon和Abermagic斜率无显著差异外(P=0.382), 其它黑麦草品种两两之间斜率均差异显著(P< 0.05)(图13)。

Aberavon、Aberstar、Premium和Abermagic收获干草的黑麦草随分蘖增加NDF、Ash均呈线性增长趋势, ADF呈对数增长趋势, 其中Aberavon和Premium以及Aberstar和Abermagic的 NDF和Ash斜率均差异不显著(P> 0.05)。Aberstar和Abermagic的ADF随分蘖增加斜率无显著差异(P> 0.05)、Aberavon和Premium的Ash随分蘖增加斜率无显著差异(P> 0.05), 其它黑麦草两两之间NDF、ADF、Ash三者随分蘖增加斜率均差异显著(P< 0.05)(图14-16)。

模拟放牧下, Aberavon、Aberstar、Premium和Abermagic黑麦草的Ash与分蘖相关不显著(P> 0.05)。NDF随分蘖数增加呈线性上升趋势、ADF随分蘖数增加呈对数上升趋势, 除Aberavon和Abermagic 的ADF斜率差异不显著外(P=0.382), 4个品种黑麦草NDF、ADF两两之间斜率均差异显著(P< 0.05)。

2.5 牧草生长对品质的多元回归预测

利用株高、分蘖和生长时间来模拟回归方程(表5), 通过株高、分蘖和生长时间3个指标来分别建立多元回归来预测黑麦草的产量和营养品质。利用株高、分蘖来模拟回归方程(表6), 通过株高和分蘖两个指标来建立多元回归来预测黑麦草的营养品质。

图14 收获干草和模拟轮牧两种条件下分蘖与NDF之间的关系Fig. 14 Relationship between the tiller density and NDF under two utilization methods of making hay and simulated rotational grazing

图15 收获干草和模拟轮牧两种条件下分蘖与ADF之间的关系Fig. 15 Relationship between the tiller density and ADF under two utilization methods of making hay and simulated rotational grazing

图16 收获干草和模拟轮牧两种条件下分蘖与Ash之间的关系Fig. 16 Relationship between the tiller density and Ash under two utilization methods of making hay and simulated rotational grazing

表5 利用株高、分蘖和生长时间预测黑麦草饲用成分的预测模型 Table 5 Forage nutrition prediction model by plant height, tiller density and growth time
表6 利用株高和分蘖预测黑麦草饲用成分的预测模型 Table 6 Forage nutrition prediction model by plant ehight and tiller density
3 讨论

牧草产草量和品质是确定利用时间和方式的决定因素。不同利用方式下的黑麦草草地生产能力差别巨大。收获干草利用方式下, Aberavon、Aberstar、Premium和Abermagic黑麦产草量随生长时间增加均表现出持续上升趋势, 且产草量均在150~175 d时达到最大(图17)。放牧是草地最经济适用的管理方式, 以最简便的方式为家畜提供良好的生存环境、健康的营养源[27]。放牧可以加速牧草营养物质循环、显著提高牧草光合能力、促进资源再分配[29]。在模拟放牧利用方式下, 牧草Aberavon、Aberstar、Premium、Abermagic累积产量随生长时间增加均表现出上升趋势, 其中Aberstar累积产草量最大。Binnie和Chestnutt[30]研究表明, 黑麦草放牧地可利用氮和残留氮含量均高于刈割草地。在黑麦(Secale cereale)[31]、春小麦(Triticum aestivum)[32]、燕麦(Avena sativa)[33]上也得到类似结果, 较收获干草的利用方式, 模拟放牧大大提高牧产草量和CP产量。

图17 模拟轮牧和收获干草两种利用方式下4个黑麦草品种的干草产量和粗蛋白与生长时间的关系
注:实线为生长时间和产草量对应值; 虚线为生长时间和CP对应值。Fig. 17 Relationship between the growth time and hay yield, CP under two utilization methods of making hay and simulated rotational grazing
Note: the solid line is the corresponding value of the growth time and the grass yield; the dotted line is the growth time and the corresponding value of CP.

图18 4种黑麦草粗蛋白的实测值与预测值关系Fig. 18 Relationship between observed value and predicted value of crude protein of four ryegrass

国外一些科研院所已经建立起了整套的苜蓿产量和营养品质预测模型, 欧洲采用GrazeGro通过观测叶片指标和分蘖来预测多花黑麦草的草产量[34]。Parsons等[35]建立了美国紫花苜蓿的NYPQ(New York Predictive Quality)和NYHT(New York Height)预测模型, 利用株高预测NDF。联合国采用AquaCrop模型对画眉草(Eragrostis tef)产量、水分利用效率等指标进行研究[36]。国内一般在种子培育方面有预测研究, 如萌发率[37]、发芽时间[38]等; 杜文勇等[39]研究利用AquaCrop模型通过灌溉方式、土壤成分等因素预测冬小麦产量。本研究预测模型中, Aberavon、Aberstar、Premium和Abermagic 4个高糖黑麦草品种预测的粗蛋白结果与实测值比较(图18), 草产量和生长时间拟合的预测方程和实测值比较接近, 与NYPQ、NYHT、AquaCrop等模型相比较拟合度相近[34, 35], 且预测值与实测值的拟合系数均大于0.85, 说明本研究的预测模型可以较精确地预测高糖黑麦草的生产性能和营养成分。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
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