紫花苜蓿 Medicago sativa L.

1．分类及分布
       紫花苜蓿，拉丁名：Medicago sativa L., 属于豆科苜蓿属多年生牧草，高60-120cm，根系发达，主根粗大，入土深达2-6米，侧根不发达，根瘤生长良好，着生在主根和侧根上，分枝现蕾期易于观察。根颈部位粗大，位于地表下3-8cm，由根颈处生长分蘖芽及分枝，生长年限越长，根颈越大，分枝越多。茎秆斜生或直立，具棱，自叶腋处可产生多级分枝，是构成再生草产量的重要组成部分。羽状三出复叶，苜蓿小叶长圆形，基部较窄，先端较阔而有锯齿，中下部全缘。而草木樨羽状三出叶的叶缘全部有锯齿，这也是苜蓿与草木樨形态学区别的最简易方法。总状花序腋生，每簇有花20-30朵，花萼筒状钟形，花冠蝶形，紫色或蓝色。种子肾形，黄褐色，千粒重1.44-2.30克。
       紫花苜蓿原产于伊朗和中亚西亚。主要作为战马和其它牲畜的饲草，早在公元前490年由罗马人战胜波斯人，占领伊朗后发现这一优良牧草，随后引入欧洲。后又由早期移民引种到美洲大陆，如最早由德国移民引入北美的格林苜蓿等。公元前119年，汉使张骞出使西域乌孙国，引种到长安。所以，我国内地有两千多年的种植历史。目前，紫花苜蓿栽培于全世界，是饲草中种植面积最大、应用最广泛的牧草。我国科学引种发生在三十年代以后，在全国形成了大量的地方品种，如陇中苜蓿、淮阴苜蓿、关中苜蓿、保定苜蓿、新疆大叶苜蓿、北疆苜蓿、天水苜蓿等。七十年代育成“草原一号”和“草原二号”新品种，现国家注册苜蓿品种已有60多个，但在生产上大面积推广的品种不多，主要为引进品种。 
2．生物学特性
       紫花苜蓿适于温暖半干旱气候，抗寒抗旱能力强。生长发育最适温度为25℃左右，温带和寒带均能生长，在北方-30℃低温条件下能安全越冬。抗旱能力强的原因是其根系强大，且入土深，能从土壤深层吸收水分。紫花苜蓿需水量高，尤其是孕蕾至初花期，需水量比禾本科牧草多两倍。所以，如需获得高产，还需要较好的灌溉。其适于年降水量500-800mm的地方和干旱半干旱有灌溉条件的地区生长，但不耐水淹。在年降水量超过1000mm以上而排水不良的地区不宜种植。对土壤要求不严，除太粘重的土壤或极瘠薄的砂土、地下水位低及强酸强碱土壤外都能生长，最适宜在富含钙质的土壤或沙壤土上生长。所以，苜蓿干草生产的最佳地区应为干旱半干旱、有灌溉条件的地区，如甘肃、宁夏、新疆、内蒙古西部等地区。紫花苜蓿耐盐碱、抗旱，对土壤要求不严格，同时可以固氮，是改良土壤的优良牧草。
3．经济价值
       紫花苜蓿鲜草和干草以及青贮料均是家畜的优良饲草，其适口性好，易消化，各种家畜均喜食；其营养价值高，作为优质的豆科牧草，苜蓿的蛋白含量高，可达18-24%；各种氨基酸含量平衡，必须氨基酸的含量比玉米高5.7倍。其营养平衡，富含有促生长因子以及丰富的胡萝卜素、维生素、黄酮类物质、苜蓿皂甙、矿物质元素和叶黄素等，尤其维生素A含量特别高，达44万IU/kg，是饲喂奶牛最重要的营养物质之一（见表2-11）。苜蓿含钙量高，特别有助于幼畜生长发育。苜蓿的蛋白质产量高，产量可达3000千克/公顷，高于大豆（1350-1800千克/公顷）；苜蓿干草产量高，可以达到15000-22500千克/公顷；其纤维质量好，现蕾期刈割，粗蛋白≥19%，NDF≤40%，ADF≤31%， RFV≥150%，DMI≥3.0%,产奶净能≥1.54Mcal/kg。此外，大量研究证明，长期饲喂苜蓿可提高粗饲料的比例，减少瘤胃酸中毒，改善瘤胃的环境，增强奶牛体质，减少疾病，提高奶牛产奶量以及品质。苜蓿是奶牛必需的优质粗饲料，尤其是高产奶牛。
4．营养成分及其利用
4.1 苜蓿的营养成分
       苜蓿的营养成分会随着成熟度的增加而减少。主要表现在叶片含量、蛋白、能量、维生素和矿物质元素的减少。相反，茎秆比例、纤维素和木质化程度会随之增加。特别是苜蓿开花以后，营养成分急速下降，蛋白质含量以每日0.5%的速度下降，而NDF和ADF含量急速增加，并且NDF的消化率也急速下降（见表2-9）。
       一般情况下，现蕾期的营养非常丰富，而且产量也比较高，单位面积土地所生产的总可消化营养物质最高，销售价格也高，奶农的饲喂效益也高，种植者和使用者均能获得最佳的效益。传统的最佳收获期为初花期，但根据奶牛的饲养反应，现在苜蓿最佳的收获期已提前到了现蕾期，美国称其为特级苜蓿（粗蛋白20%以上）。初花期收获的苜蓿称之为一级苜蓿（粗蛋白18-20%）。而我国目前收获期大多在初花期以后，甚至在盛花期开始收割，因此，品质较差，对奶牛的饲喂效果也不太明显。如果我们能在现蕾期收割，其产奶净能会在1.54Mcal/kg以上，粗蛋白会在20%以上，NDF和ADF含量会分别会在40%和30%以下，完全可以满足奶牛对能量、纤维的营养需要，蛋白还会过剩。实践证明，奶牛每天饲喂3千克特级苜蓿，可以减少1.5千克的精料使用量和粕类蛋白饲料的使用。高产奶牛可以饲喂到4-6千克/头·日。

表2-9 苜蓿不同生长时期的营养成分变化                   产奶净能：Mcal/kg 干物质。

引自杨茁萌，紫花苜蓿营养与质量评价及市场情况。首届中国奶业大会论文集，2010：289

       苜蓿的不同部位蛋白质含量不同（见表2-10）。蛋白质主要集中在叶片中，一般含蛋白质22-26%，苜蓿干草营养的70%来源于叶片。所以，叶片在干草的比重越低，蛋白含量就越少，品质就越差。蛋白质的含量除了受品种和土壤肥力因素影响外，最主要受刈割时间的影响，其次和田间作业水平有关。在现蕾期刈割，叶片的比重一般在40%以上，但是如果在田间晾晒时间过长、收获时叶片脱落太多，运输和加工时叶片浪费较多都会造成营养成分的损失。

表2-10 苜蓿不同部位的营养成分（%）

引自杨茁萌，紫花苜蓿营养与质量评价及市场情况。首届中国奶业大会论文集，2010：289

      表2-11表明，苜蓿的胡萝卜素含量很高（维生素A的前体），达44万IU/kg，而奶牛日粮中一般要求维生素A为18万IU/kg。如果每日饲喂3千克优质苜蓿，可以给奶牛提供132万IU维生素A，对奶牛的生产和繁殖具有重要的作用。没有任何饲料组份能像优质苜蓿，可以明显改善奶牛的体况及繁殖能力，减少疾病，延长奶牛的使用年限。

表2-11 苜蓿的营养成分（100g干物质含量）

引自杨茁萌，紫花苜蓿营养与质量评价及市场情况。首届中国奶业大会论文集，2010：289

4.2 苜蓿的利用及质量标准
       苜蓿可以调制成干草、青饲或做成半干青贮饲喂奶牛。
       在青饲中最好做到适当晾晒，减少其水分含量，防止反刍家畜得臌胀病。臌胀病是指反刍家畜在采食青嫩的苜蓿、三叶草等豆科牧草后，其细胞壁可以在瘤胃中快速崩溃，释放出大量可溶性叶蛋白，这些营养物质在瘤胃微生物的发酵作用下，产生大量的CO2等气体，该气体是一种包含有细胞残片、果胶、皂素等物的粘稠、混合气体，难以通过打嗝排出体外，造成瘤胃膨胀，上顶胸隔膜，造成家畜快速窒息死亡。加拿大专家用高皂素含量和低皂素含量苜蓿同源姊妹系做饲喂青苜蓿试验，结果证明它们之间在引起臌胀病方面没有显著区别，证明苜蓿中的皂素不是造成臌胀病的真正直接原因，仅起到辅助作用。而真正的原因是苜蓿中容易消化的大量可溶性叶蛋白。浓缩单宁可以沉淀可溶性叶蛋白，从而防止了臌胀病，沉淀的蛋白可以过瘤胃在小肠中进一步被吸收，研究表明在反刍家畜中，可提高蛋白质利用率30%以上。如豆科优良牧草红豆草、百脉根全株含有3%以上浓缩单宁，均可以安全放牧，不得臌胀病。当然，防止臌胀病还有化学方法，如在放牧奶牛、羊时，先让其饮用福尔马林溶液，也可防止臌胀病。
       在国外雨水较多，晾制干草风险大的地区，如美国威斯康辛州就在雨季生产半干苜蓿青贮，苜蓿刈割后在地里晾晒，待含水量降至45-55%时拉运回场，铡成5-10cm长度，进行填窖，压实，覆盖。有时也添加一些微生物等添加剂，保证青贮的质量。饲喂时一般替代青贮玉米的用量，当然青贮苜蓿的营养物质很高，需要调整配方中的其它饲料组份。
       苜蓿干草生产是世界上应用最广泛、数量最大的生产方式。影响干草品质的因素很多，包括品种、气候条件、土壤肥力、病虫害危害、杂草控制、收获时间和收获方式、运输与储藏以及加工等。但是，决定苜蓿干草品质最直接、最重要的因素是收获时期和收获操作。
       对于被收割的第一茬饲草来说，收割之前的计划工作是十分必要的。在现蕾早期收割有利于提高饲草的产量和质量。然而，由于一些客观条件的存在，如需要同时收割一些其他作物或需要收割的面积很大，导致收割饲草需要很多天才能完成，此时，需要提前几天就开始进行收割。因为相对饲草品质（RFQ）或相对饲用价值（RFV）每天会降低5%，此外，在收割过程中由于饲草的损失也会使这两项指标降低15%-20%。

表2-12 利用苜蓿品质预测方程（PEAQ）检测苜蓿的相对饲用价值（RFV）

* 数据来源：UW Extension 数据库。

       由表2-12可以看出，苜蓿收割期越早，相对饲用价值越高，苜蓿品质越好。过早收割会影响苜蓿产量，需要找到一个合适的留茬高度。在刈割苜蓿时留茬5cm，而不是10cm，这样做不但可以提高苜蓿产量达0.5吨/亩，而且还不会影响饲草的质量。对于第一年留茬高度不同的苜蓿饲草，在第二年所收割的饲草中各种营养素的含量水平如表2-13所列。虽然粗蛋白和中性洗涤纤维（NDF）的含量在数据上有一定的差异，但是相信大多数人不会为了蛋白质和纤维素含量水平这一个百分点的差异而放弃那每亩额外多产的0.5吨苜蓿干物质。此外，试验证明，这两种留茬度不同的苜蓿的中性洗涤纤维瘤胃降解率（NDFD）并没有显著差异。留茬高不利于再生草的生长，会产生留茬叶腋的次级分枝的生长，易于提前开花，营养生长不充分，饲草品质就差。而且，干枯的留茬会成为后作的杂质，影响物理指标。同时，在饲草干燥上，留茬高也并没有显现出明显的优势。

表2-13 苜蓿收割时分别留茬5cm和10cm时所得两种粗饲料的质量比较

* 数据来源：Miner Institude，2006

       但一年中最后一次收割牧草时，留茬度高可以使牧草在降雪天得到保温和防护，免受外界不良环境的侵害。此外，还有一个需要注意的问题是，在饲草分布不太均匀或者有很多石头的地里，应根据具体情况适当调整留茬高度。留茬度低会增加饲草中灰分的含量。另外还有一些特殊情况需要适当调整留茬高度，比如当禾本科牧草和苜蓿混种时，收割牧草时留茬高度应当增加；再比如光滑无芒雀麦、猫尾草以及鸭茅草在收割时需要留茬7.6 cm以上才能保证其正常生长。

在秋季收割牧草时要做到以下两点：

（1）不要过早的进行收割。这样做会使牧草在后期生长时间延长（同时牧草根部会吸收足够的能量养分），最终导致牧草因霜冻而死亡。

（2）不要过晚的进行收割。这样做会使牧草几乎没有再生长茎叶进行恢复的时间，同时牧草根部所贮存的能量和养分不足，也无法使牧草撑过冬季。

       苜蓿的质量评定对苜蓿销售者和采购者均十分重要。一般采取简易经验判断法和化学分析法，前者必须要与后者结合，最终还是以化学法数据为准。化学测定除实验室测定仪器、人员素质和标准方法外，科学取样十分关键。取样必须对每一个批次均要取样，美国一般以200吨、在同一块地、同一时间段内（48小时）收获的苜蓿为一个批次（Lot），然后随机取20个以上的样品，混合，密封在不透气的塑料袋里，送往试验室检测。样品重量不低于200克，样品太多也会影响试验误差。一般用取样钻在草捆撞击面中心垂直钻样，最好在销售前或加工前不久取样化验，此数据更能代表货物的质量。美国有资格备案的化验室有200多个，每年国家都会通过对4个盲样的测定进行资格的重审，以保证化验结果的权威性。
       美国根据苜蓿收割期和化学指标以及物理感观，将苜蓿干草分若干等级，分级标准见表2-7和表2-8。 我国于2006年根据苜蓿草的化学指标、物理规格和杂草率颁布了苜蓿干草捆分级标准，将其分为四个等级，结果见表2-14。此标准与美国的苜蓿干草标准有一定的区别，在美国苜蓿大量进入中国，并与国产苜蓿进行竞争时，标准的不同常常会给生产者和使用者造成许多质量等级的混乱。同时，在我国苜蓿干草分级标准中，化验的指标也不太全面。
       在苜蓿产品上，我国于2002年和2007年还分别颁布了苜蓿草粉和牧草颗粒分级标准（见表2-15和表2-16），对我国苜蓿生产起到了一定的指导意义。

表2-14  我国苜蓿干草捆分级标准       （%）

引自《中华人民共和国农业行业标准—苜蓿干草捆质量》（NY/T1170-2006）
表2-15  我国豆科草颗粒化学指标及质量分级（%，mg/kg）

注：各项化学成分含量均以86%干物质为基础计算。

引自《中华人民共和国农业行业标准—草颗粒质量检验与分级》（NY/T1575-2007）

表2-16  我国苜蓿干草粉质量分级（%，mg/kg）

引自《中华人民共和国农业行业标准—苜蓿干草粉质量分级》（NY/T140-2002）

参考文献：

1．杨茁萌，紫花苜蓿营养与质量评价及市场情况。首届中国奶业大会论文集（青岛：中国奶业协会），2010，6：289-302

2．Mark A. Marsalis et al.,Hay Quality,Sampling, and Testing

3. Dennis Cash, Howard F. Bowman,1993: Alfalfa Hay Quality Testing. Field Crops C-9(Forage) 

4. 《中华人民共和国农业行业标准—苜蓿干草粉质量分级》（NY/T140-2002）

5. 《中华人民共和国农业行业标准—草颗粒质量检验与分级》（NY/T1575-2007）

6. 《中华人民共和国农业行业标准—苜蓿干草捆质量》（NY/T1170-2006）