优化苜蓿生产管理实践：基于技术分组的农场产量提升策略分析

本文综述通过对美国中西部38个苜蓿田的实地调查，系统分析了影响苜蓿（Medicago sativa L.） forage harvested（产量）的关键管理因素。研究发现，通过硫（S）、钾（K）等营养元素精准施用、增加刈割次数（>3次）以及采用半干青贮（haylage）或青贮（silage）方式，可显著缩小农场实际产量与试验田潜力之间30%–50%的差距。研究通过条件推断树分析识别出三个技术分组，为制定差异化苜蓿高产管理策略提供了重要依据。

　　

1 INTRODUCTION

苜蓿（Medicago sativa L.）作为美国第四大作物，在畜牧业和生态系统服务中具有重要地位。然而，农场实际产量与试验田潜力之间存在30%–50%的差距。本研究通过调查美国中西部24名农民管理的38块苜蓿田，旨在识别最大化 forage harvested 的管理实践，并探讨不同生产目标下的优化策略。

2 MATERIALS AND METHODS

2.1 Farmer selection and survey

研究于2021–2022年开展，覆盖威斯康星州、伊利诺伊州和密歇根州的24名农民，共收集66个田区-年份组合数据。通过详细问卷调查记录田区面积、土壤信息、种植制度、施肥及刈割管理等关键指标。 forage harvested 数据通过农场称重设备或数字技术获取，营养成分通过近红外光谱分析。

2.2 Statistical analysis

采用广义最小二乘法（GLS）模型校正田区和株龄变异，通过线性回归和条件推断树分析管理实践对 forage harvested 的影响。以 forage harvested 为因变量，管理实践为自变量，通过反向淘汰法筛选显著变量。

3 RESULTS

3.1 Establishment practices

玉米（Zea mays L.）为主要前茬作物（66%），垂直耕作（50%）和免耕（16%）占比较高。春季播种占比74%，有机管理田区占16%。播种深度、刈割高度等参数在田区间高度一致。

3.2 Inputs

播种年除草剂使用率为53%， established stand 降至11%。 Roundup ready 品种占48%。播种年63%田区施用粪肥， established stand 钾肥（K）施用率增至76%。硫（S）肥施用与其他养分投入显著相关（p<0.01）。

3.3 Alfalfa forage use and harvest management

田区按用途分为半干青贮（haylage，50%）、干草（hay，34%）和青贮（silage，16%）。半干青贮和青贮田区刈割次数多（>3次），养分投入更高。72%田区在8月末至9月初完成末次刈割。

3.4 Forage harvested

established stand 的 forage harvested 显著高于播种年（p<0.01）。刈割间隔<50天、半干青贮/青贮用途、播种年粪肥施用与更高产量相关（p<0.05）。线性模型显示，非有机管理、玉米前茬、常规耕作、钾（K）和硫（S）肥施用可提升产量35%。

3.5 Alfalfa technological groups

条件推断树分析识别出三个技术分组：

• •
  Group 1（高投入半干青贮/青贮组）：产量最高（12 Mg ha^?1），硫（S）肥施用率100%，刈割次数>3次
• •
  Group 2（中投入半干青贮组）：产量中等（9 Mg ha^?1），依赖粪肥为主
• •
  Group 3（干草田组）：产量最低（7 Mg ha^?1），投入少且刈割间隔长

4 DISCUSSION

4.1 Alfalfa management practices and forage harvested

管理策略受用途驱动显著。半干青贮和青贮系统通过高频刈割和精准施肥实现更高产量，其产量（最高17.3 Mg ha^?1）接近试验田水平。硫（S）肥与钙（Ca）、钾（K）等养分的协同施用对产量提升至关重要。

4.2 Alfalfa technological groups

技术分组揭示了管理强度与生产目标的关联。Group 1通过高投入和高频刈割实现产量最大化，Group 2侧重有机养分管理，Group 3则以低投入和持久性为目标。末次刈割时间对越冬能力影响显著，8月末前刈割可降低冬季冻害风险。

5 CONCLUSIONS

综合管理策略是提升苜蓿 forage harvested 的关键。硫（S）肥施用、刈割频率优化以及半干青贮/青贮系统的采用可有效缩小产量差距。未来需进一步评估不同管理策略的经济效益和生态可持续性。