饲草作物是牛、羊等反刍动物的主要饲料来源，但目前我国仍存在饲料原料短缺问题[1]。近年来，我国青贮玉米的种植比例不断提高，但青贮玉米营养成分不均衡，在饲喂动物时还需补充豆粕等高蛋白精料[2]。大豆全株具有较高的蛋白含量，可为动物提供蛋白来源[3]。栽培大豆作为饲草于19世纪初被美国引入，并长期利用[4]。研究表明，与种植密度、施肥等相比，收获时期更容易影响大豆的产草量和饲用品质[5]。大豆在生长早期收获，其饲草产量显著低于生长后期[6]。研究表明，饲用大豆在鼓粒满期至初熟期产量和品质均达到最优[7]。Manasa等[8]研究表明，与单作玉米相比，玉米-黑绿豆间作系统产量提高34.2%。刘昭明等[9]研究发现，青贮玉米与扁豆复合种植，群体冠层结构进一步优化，混合干鲜草产量显著增加。Machiani等[10]研究不同豆科作物与玉米间套作时发现，系统粗蛋白产量较单作显著提升。马娅杰等[11]研究青贮玉米与秣食豆间作系统的结果表明，群体生物产量和粗蛋白含量均显著提高。因此，筛选生育期合理的优质大豆与青贮玉米复合种植提高系统饲草产量和粗蛋白含量具有可行性。本试验在陇东镇原、陇中皋兰、河西黄羊等3个生态点，选用不同熟期的大豆品种与青贮玉米复合种植，探究不同组合下系统饲草的鲜干草产量和粗蛋白含量的变化特征，旨在明确甘肃不同生态点大豆-玉米带状复合种植模式下适宜青贮的品种组合，为青贮玉米优质高产的栽培技术提供参考。1材料与方法1.1试验材料青贮玉米品种选用北农青贮208（北京农学院植物科技系），大豆品种选用中黄30（中国农科院作物科学研究所）、陇黄3号（甘肃省农业科学院旱地农业研究所）和汾豆93（山西省农业科学院经济作物研究所）。供试青贮玉米、大豆品种特性见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.11.021.T001表1供试青贮玉米、大豆品种特性作物品种熟期组株型株高/cm生育期/d青贮玉米北农青贮208中熟半紧凑330~350110~130大豆中黄30MGⅢ早熟收敛性60~75120~135陇黄3号MGⅢ中熟收敛性70~85140~155汾豆93MGⅢ晚熟收敛性90~105155~1651.2试验地概况试验于2020年分别在陇东旱塬镇原县上肖村（甘肃省农科院镇原试验站，简称镇原）、中部沿黄灌区皋兰县明星村（简称皋兰）和河西绿洲灌区黄羊镇广场村（甘肃省农科院黄羊试验站，简称黄羊）进行。试验地前茬作物均是玉米，试验地基本情况见表2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.11.021.T002表2试验地基本情况试验地点经度纬度海拔/m年均温度/℃年均降水量/mm土壤类型有机质/(g/kg)全氮/(g/kg)碱解氮/(mg/kg)有效磷/(mg/kg)速效钾/(mg/kg)pH值镇原107.435.51 2548.3532黑垆土13.40.8787.410.5196.77.5皋兰104.335.21 7547.1263粉质壤土21.30.6764.712.7167.58.1黄羊103.137.51 7207.3154荒漠灌淤土14.70.7259.219.4149.57.91.3田间试验设计及种植规格（见图1）10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.11.021.F001图1青贮玉米、大豆单作及带状复合田间布置试验采用随机区组设计，设7个处理，每个处理3个重复。IPZ组为青贮玉米-中黄30带状复合种植，带幅250 cm，青贮玉米宽窄行种植，宽行210 cm，窄行40 cm，宽行内间作3行大豆，大豆行距30 cm，大豆与青贮玉米行间距75 cm；青贮玉米单粒穴播，株距13.3 cm，密度60 000株/hm2，大豆双粒穴播，穴距17.8 cm，密度135 000株/hm2。IPL组青贮玉米-陇黄3号带状复合种植，种植方式同IPZ组。IPF组为青贮玉米-汾豆93带状复合种植，种植方式同IPZ组。SMB组为青贮玉米单作，宽窄行种植，宽行70 cm，窄行40 cm，单粒穴播，株距30.3 cm，密度60 000株/hm2。SSZ组为中黄30单作，宽窄行种植，宽行60 cm，窄行40 cm，双粒穴播，穴距29.6 cm，密度135 000株/hm2。SSL组为陇黄3号单作，种植方式同SSZ组。SSF组为汾豆93单作，种植方式同SSZ组。小区采用南北行种植，小区面积6.0 m × 12.5 m，不施用农家肥，氮肥施用量为225 kg/hm2，磷肥施用量为90 kg/hm2，钾肥施用量为75 kg/hm2，肥料为尿素（含N 46%）、过磷酸钙（含P2O5 12%）和硫酸钾（K2O 50%）。其中N 50%，K2O 70%，P2O5 100%作为基肥；N 50%，K2O 30%作为花期追肥。肥水及大田管理同当地生产条件。大豆-玉米带状复合种植饲草刈割以青贮玉米乳熟后期为准，即玉米籽粒乳线下移。1.4生长季降水特点（见图2）由图2可知，2020年镇原、皋兰和黄羊年降水量分别为554.2、281.6、196.9 mm，均高于该区记录的多年（2000—2020年）平均降水量。7、8、9月各生态区多年平均降水量达到全年降水量的65%以上，有利于作物生长。图2试验地点降水量特点10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.11.021.F2a1（a）镇原10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.11.021.F2a2（b）皋兰10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.11.021.F2a3（c）黄羊1.5测定指标及方法1.5.1生育期记载观察并记载青贮玉米出苗、拔节、大喇叭口、抽雄、灌浆、乳熟等生育时期。大豆为出苗、花期、结荚、鼓粒、成熟等生育时期。记录标准以目测小区内50%的植株进入某生育时期为准。1.5.2样品采集青贮玉米乳熟线达到3/4处，各小区取中间3带22.5 m2（7.5 m × 3 m）的青贮玉米和大豆植株分别计算鲜草产量，取中间1带2.5 m2（2.5 m × 1 m）玉米和大豆植株晾晒15 d，65 ℃烘干至恒重，分别称量干重。将烘干的玉米和大豆粉碎后用于测定植株含氮量（采用凯氏定氮法），测定方法参照《土壤农化分析》[12]。植株粗蛋白含量=植株氮含量×6.25(1)粗蛋白产量=植株干重×植株粗蛋白含量(2)1.5.3粗蛋白产量当量比（LER）参照Al-Dalain[13]和Connolly等[14]的方法计算粗蛋白产量当量比。若LER1，表明复合种植具有增加粗蛋白产量的优势，LER1则为劣势。LER=LERsmaize + LERssoybean (3)LERs=YP/YM(4)式中：LERsmaize、LERssoybean分别为青贮玉米和大豆的相对粗蛋白产量当量比；YP为复合种植作物粗蛋白产量；YM为单作粗蛋白产量。1.6数据统计与分析试验数据采用Excel 2010软件和DPS（v9.50）统计软件进行汇总与统计分析。结果以“平均值±标准差”表示，P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1青贮玉米和大豆单作及复合种植生育期结构（见表3、表4）由表3、表4可知，旱作区镇原青贮玉米和大豆播期为5月10日，而灌区皋兰和黄羊播期均为4月28日；饲草刈割以玉米乳熟末期为准，镇原、皋兰和黄羊的青贮玉米收获期分别是9月17日、9月10日、9月13日。复合种植模式下饲草玉米生育期不受影响，而不同熟期大豆品种比单作开花期延迟6 d左右，表明大豆营养生长期相对延长。复合种植饲草刈割时，不同大豆品种所处的生育时期不同，早熟品种中黄30处于鼓粒满期至初熟期，中熟品种陇黄3号处于鼓粒初期至鼓粒满期，晚熟品种汾豆93处于盛荚期至鼓粒初期。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.11.021.T003表3青贮玉米单作及复合种植生育期结构试验点处理播种期出苗期拔节期大喇叭口期抽雄期灌浆期收获期镇原SMB组5月10日5月21日6月24日7月11日7月27日8月12日9月17日IPZ-B组5月10日5月21日6月25日7月13日8月1日8月15日9月17日IPL-B组5月10日5月21日6月25日7月13日8月1日8月15日9月17日IPF-B组5月10日5月21日6月25日7月13日8月1日8月15日9月17日皋兰SMB组4月28日5月13日6月15日7月3日7月16日7月28日9月10日IPZ-B组4月28日5月13日6月15日7月4日7月18日7月31日9月10日IPL-B组4月28日5月13日6月15日7月4日7月18日7月31日9月10日IPF-B组4月28日5月13日6月15日7月4日7月18日7月31日9月10日黄羊SMB组4月28日5月17日6月21日7月7日7月22日8月7日9月13日IPZ-B组4月28日5月17日6月21日7月8日7月24日8月9日9月13日IPL-B组4月28日5月17日6月21日7月8日7月24日8月9日9月13日IPF-B组4月28日5月17日6月21日7月8日7月24日8月9日9月13日10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.11.021.T004表4大豆单作及复合种植生育期结构试验点处理播种期出苗期花期结荚期鼓粒期收获期镇原SSZ组5月10日5月21日7月18日8月3日9月2日9月17日SSL组5月10日5月21日7月20日8月5日9月6日9月17日SSF组5月10日5月21日7月24日8月10日9月11日9月17日IPZ组5月10日5月21日7月23日8月5日9月4日9月17日IPL组5月10日5月21日7月26日8月9日9月12日9月17日IPF组5月10日5月21日7月29日8月14日9月16日9月17日皋兰SSZ组4月28日5月14日6月26日7月13日8月16日9月10日SSL组4月28日5月14日7月2日7月24日8月25日9月10日SSF组4月28日5月14日7月15日8月1日9月6日9月10日IPZ组4月28日5月14日6月29日7月15日8月17日9月10日IPL组4月28日5月14日7月7日7月26日8月29日9月10日IPF组4月28日5月14日7月22日8月7日9月9日9月10日黄羊SSZ组4月28日5月18日6月30日7月17日8月19日9月13日SSL组4月28日5月18日7月5日7月25日8月27日9月13日SSF组4月28日5月18日7月16日8月2日9月7日9月13日IPZ组4月28日5月18日7月4日7月21日8月21日9月13日IPL组4月28日5月18日7月11日7月28日8月30日9月13日IPF组4月28日5月18日7月22日8月7日9月10日9月13日2.2复合种植模式对青贮玉米和大豆混合饲草产量的影响（见表5）由表5可知，旱作区镇原，复合种植模式下晚熟品种汾豆93（IPF组）株高低于单作（SSF组），而灌区皋兰和黄羊，复合种植模式下各大豆品种株高均高于单作，表明生态点与种植方式对大豆株高的互作效应显著（P0.05）。复合种植及单作模式下大豆株高均表现为晚熟中熟早熟。旱作区镇原，中熟陇黄3号（SSL组）、晚熟汾豆93（SSF组）鲜草产量较高，早熟中黄30（SSZ组）鲜草产量相对较低。灌区皋兰和黄羊，大豆-玉米带状复合种植混合鲜草产量接近单作玉米，复合种植及单作模式下不同大豆品种鲜草产量表现出不同的变化特点，不同生态点大豆-玉米带状复合种植混合干草产量变化特点与鲜草产量变化基本一致。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.11.021.T005表5复合种植模式对青贮玉米和大豆混合饲草产量的影响试验地点组别株高/cm鲜草产量/(kg/hm2)干草产量/(kg/hm2)玉米大豆玉米大豆玉米+大豆玉米大豆玉米+大豆镇原IPZ组330.15±11.47ef70.82±10.08gh63.32±7.42de4.81±1.79h68.13±7.02c23.33±4.29ef2.63±0.65i25.96±4.34cIPL组334.68±12.60def87.71±12.07def60.22±6.36e10.85±2.4fgh71.07±5.76c21.68±3.76f4.20±0.95ghi25.88±3.88cIPF组325.43±14.45f98.90±10.35abcd60.85±7.73e11.28±2.92efg72.13±6.98c23.47±4.33ef4.04±1.12hi27.51±4.47cSMB组354.40±10.35bcd—82.56±5.45abc—82.56±5.45b34.19±2.95abc—34.19±2.95bSSZ组—61.99±6.43h—13.17±3.89d13.17±3.89d—5.58±1.34f5.58±1.34dSSL组—88.41±9.88 de—19.51±4.61c19.51±4.61d—7.68±1.53de7.68±1.53dSSF组—108.39±12.32ab—23.86±6.82ab23.86±6.82d—8.78±2.06cd8.78±2.06d皋兰IPZ组357.44±12.84bc79.85±10.93efg86.41±10.2abc7.97±2.02gh94.37±10.22a37.29±4.12ab3.28±0.81hi40.57±4.20aIPL组352.04±13.28bcde95.42±12.45cd77.42±8.34bc12.51±3.08def89.91±8.89ab34.33±3.75abc5.37±1.24fgh39.70±3.95aIPF组339.10±15.09cdef106.07±9.47abc75.62±8.76bc14.70±3.63d90.30±9.48ab34.12±4.08abc5.84±1.48f39.96±4.34aSMB组383.36±10.76a—94.20±6.24a—94.20±6.24a39.75±2.69a—39.75±2.69aSSZ组—72.83±6.99gh—14.50±2.89 d14.50±2.89d—5.56±1.11fg5.56±1.11dSSL组—92.24±9.89de—25.05±4.74abc25.05±4.74d—9.60±1.56bc9.60±1.56dSSF组—110.34±12.61a—28.78±6.71a28.78±6.71d—10.96±1.85ab10.96±1.85d黄羊IPZ组348.77±11.75cde75.35±10.69fg81.54±9.47abc7.68±1.95gh89.22±9.67ab30.27±3.58bcd3.20±0.83hi33.47±3.67bIPL组343.82±15.00cdef89.05±11.82de73.41±7.91cd12.82±2.96def86.23±8.45b26.71±3.06cde5.52±1.25fg32.23±3.06bIPF组331.25±16.62ef106.30±9.23abc71.36±8.24cde15.46±3.75d86.82±9.05b26.29±2.89de6.39±1.59ef32.68±3.30bSMB组373.33±12.73ab—89.75±5.75ab—89.75±5.75ab33.79±2.23ab—33.79±2.23bSSZ组—69.02±6.92gh—13.90±2.75de13.90±2.75 d—5.98±1.18f5.98±1.18dSSL组—86.08±8.84def—23.78±4.49bc23.78±4.49 d—9.94±1.93bc9.94±1.93dSSF组—97.35±10.98bcd—27.95±6.57a27.95±6.57d—11.45±2.67a11.45±2.67dP值试验地点0.0100.0200.0100.0100.0100.0100.0100.010种植方式0.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.010试验点×种植方式0.5180.0370.4730.0630.0100.0210.0100.010注：1.同列数据肩标不同字母表示差异显著（P0.05），相同字母或无字母表示差异不显著（P0.05）；下表同。2.“—”表示无此数据。2.3复合种植模式对青贮玉米和大豆混合饲草粗蛋白的影响（见表6）由表6可知，不同生态点种植模式对青贮玉米和大豆饲草粗蛋白的影响表现不同。旱作区镇原和灌区皋兰，复合种植下玉米粗蛋白含量低于单作，而IPL组大豆粗蛋白含量显著高于SSL组（P0.05），IPF组大豆粗蛋白含量显著高于SSF组。灌区黄羊，晚熟汾豆93（SSF组）粗蛋白含量显著高于其他复合种植IPZ组及其他单作组（P0.05），生态点与种植方式对大豆蛋白含量的互作效应极显著（P0.01）。与玉米单作相比，各生态区点玉米和大豆混合饲草粗蛋白含量均显著提高（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.11.021.T006表6复合种植模式对青贮玉米和大豆混合饲草粗蛋白的影响试验地点组别粗蛋白/%粗蛋白产量/(kg/hm2)粗蛋白产量当量比玉米大豆玉米+大豆玉米大豆玉米+大豆玉米大豆玉米+大豆镇原IPZ组5.38±0.24fg14.30±0.26k6.28±0.22i1.26±0.15f0.38±0.09k1.63±0.17ghi0.650.471.13IPL组5.40±0.26fg16.76±0.26f7.25±0.23h1.17±0.14f0.70±0.16hij1.87±0.21fgh0.610.561.17IPF组5.26±0.17g17.94±0.39de7.11±0.13h1.23±0.19f0.72±0.20hi1.99±0.28efg0.640.511.16SMB组5.61±0.35fg—5.61±0.35j1.92±0.15de—1.92±0.15efgh———SSZ组—14.32±0.39k14.32±0.39f—0.81±0.20gh0.81±0.20l———SSL组—16.15±0.44g16.15±0.44d—1.24±0.25de1.24±0.25jk———SSF组—16.74±0.32f16.74±0.32c—1.47±0.34cd1.47±0.34ij———皋兰IPZ组6.77±0.31ab15.49±0.41h7.47±0.30h2.52±0.28ab0.51±0.13ijk3.03±0.31ab0.890.631.52IPL组6.73±0.33abc18.10±0.41de8.27±0.31g2.31±0.25bc0.97±0.22fg3.28±0.33a0.810.621.43IPF组6.28±0.21cde19.66±0.27b8.23±0.17g2.14±0.26cd1.15±0.29ef3.29±0.39a0.750.551.31SMB组7.16±0.34a—7.16±0.34h2.85±0.19a—2.85±0.19bc———SSZ组—14.48±0.35jk14.48±0.35ef—0.80±0.16gh0.80±0.16l———SSL组—16.28±0.42fg16.28±0.42cd—1.56±0.25bc1.56±0.25hij———SSF组—18.94±0.39c18.94±0.39a—2.08±0.35a2.08±0.35ef———黄羊IPZ组6.25±0.23de15.07±0.40hi7.09±0.18h1.89±0.21cd0.48±0.13jk2.37±0.25cd0.890.541.43IPL组6.29±0.27cd17.58±0.41e8.22±0.27g1.68±0.19de0.97±0.22fg2.65±0.29bc0.790.551.33IPF组5.81±0.24ef20.17±0.34a8.62±0.20g1.53±0.18e1.29±0.32de2.82±0.37bc0.720.631.35SMB组6.31±0.26bcd—6.31±0.26i2.13±0.14bc—2.13±0.14de———SSZ组—14.87±0.28ij14.87±0.28e—0.89±0.18gh0.89±0.18kl———SSL组—17.89±0.36de17.89±0.36b—1.78±0.34b1.78±0.34fghi———SSF组—17.75±0.34de17.75±0.34b—2.03±0.47a2.03±0.47ef———P值试验地点0.0100.0100.0100.0100.0100.010———种植方式0.0110.0100.0100.0100.0100.010———试验点×种植方式0.0790.0100.0100.0680.0100.010———灌区皋兰和黄羊，大豆-玉米复合种植混合饲草粗蛋白产量显著高于玉米单作（P0.05）；不同生态点复合种植混合饲草蛋白产量变现为皋兰黄羊镇原，且灌区蛋白产量显著高于旱作区（P0.05）。从粗蛋白产量为基础的土地当量比（LER）分析，各生态点LER均大于1，表明复合种植对提高饲草蛋白产量有一定优势，且灌区优势明显。3讨论3.1生育期结构对青贮玉米和大豆混合饲草产量和品质的影响生育期可显著影响粒用性大豆产量和品质，初熟期收获的大豆粗蛋白含量更高[15]。Chang等[16]研究表明，绿肥大豆初粒期的产量和品质高于其他生育时期。Seiter等[17]研究发现，饲用大豆在满粒期到初熟期收获，产量和蛋白含量均较理想。本研究中，大豆与青贮玉米复合种植，间作大豆生育期较单作大豆延迟6 d左右，与陈光荣等[18]研究结果基本一致，表明间作复合种植使大豆营养生长期相对延长。此外，选择中、晚熟大豆品种与青贮玉米复合种植，饲草刈割时大豆正处于鼓粒初期至鼓粒满期，系统产量和粗蛋白含量均处于较高水平。3.2青贮玉米和大豆带状复合种植对混合饲草产量的影响研究表明，青贮玉米与拉巴豆、豌豆和饲草大豆等豆科作物间套混作种植均能够显著提高系统总产草量[2,9,19-20]。但也有研究表明，大豆间作复合种植系统中，随着群体生长，高秆作物对大豆隐蔽程度加重，间作大豆光合作用减弱，干物质积累显著降低[21-22]。本研究发现，灌区大豆-玉米带状复合种植系统饲草总产量相对较高，旱作区系统饲草产量较单作玉米显著下降，说明水分可能是限制旱作区大豆-玉米带状复合种植饲草生产力的主要因子。作物生产是一个种群过程，是作物种群同物理环境和生物环境相互作用的过程[23]。当水分和营养不受限制时，光照和遮阴成为作物主要竞争因子[24]。本研究结果表明，间作大豆较单作干鲜草产量明显降低，表明在复合系统中，大豆处于光热资源竞争弱势，系统饲草总产量与大豆个体获取光能力的性状密切相关，与范元芳等[21]研究结果基本一致。3.3青贮玉米和大豆带状复合种植对混合饲草蛋白含量的影响田应学等[25]研究发现，青贮玉米与拉巴豆套种后系统干草产量及蛋白含量显著提高。柳茜等[26]研究表明，与单作青贮玉米相比，青贮玉米与拉巴豆复合种植粗蛋白含量提高了31.13%。豆科作物与饲用禾本科间套混作可提高群体产量和饲用品质[8,10,27]。本研究中，旱作区和灌区，大豆-玉米复合种植混合饲草粗蛋白含量较玉米单作均有所提高，与上述研究基本一致；复合种植模式下青贮玉米和大豆的粗蛋白产量明显低于单作，这主要与间作复合种植模式下玉米和大豆干鲜草产量降低显著相关，说明大豆-玉米带状复合种植系统饲草的营养价值主要取决于参与复合种植的作物及其所占的比例，其粗蛋白产量主要取决于各作物的干物质产量。4结论本研究发现，大豆-玉米带状复合种植系统饲草的干鲜产草量和蛋白含量受地区和品种的显著影响。灌区复合系统饲草产量接近于玉米单作，复合系统饲草粗蛋白含量明显高于单作玉米，粗蛋白产量当量比均大于1，表明青贮玉米与大豆复合种植是灌区一种可行的优质饲料生产模式。从不同熟期大豆品种与玉米组合分析，饲草刈割时，中、晚熟品种正处于鼓粒初期至鼓粒满期，复合系统饲草产量和粗蛋白含量均处于较高水平，建议作为适宜青贮的大豆品种，具有应用推广价值。