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高寒地区一年生禾豆饲草混播群落内部组分及调控的研究

周青平  
【摘要】:青藏高原由于其独特的环境条件,适宜人工种植的牧草品种较少,即使适宜栽培的品种,由于其栽培技术的不同,其牧草产量和质量差异较大。为了充分挖掘牧草的生产潜力,作者于2001~2003年开展了“高寒地区一年生禾、豆牧草混播群落内部组分及其调控的研究”。 本研究针对青海省环湖地区、柴达木岔地、青南地区和东部农业区四大生态区域,分别进行了3项试验研究:(1)选择4种一年生禾本科牧草和4种一年生豆科牧草,搭配成若干个混播组合处理,进行田间栽培试验研究;(2)不同播量处理,进行草层结构与生物量积累试验研究;(3)不同生态区域最适播种时期筛选的试验研究。 通过观测,获取各个混播群落内各品种的生长发育、营养成分、生物量等系列参数;采用层次分析(AHP)和通径分析法,探讨一年生禾、豆牧草混播品种组合的优化模式,草群结构状况、种间竞争特点、生物量积累速度以及不同生态环境下的最适播种期等,期望探索相关的理论和技术,达到为当地及同类地区牧草生产服务的目的。 1.通过查阅大量文献资料,追踪同类研究信息,认为:在青藏高原建立优质、高产的一年生禾、豆牧草混播群落是饲草生产中的一项重要技术和发展方向,十分必要。在青藏高原高寒牧区,关于禾、豆混播种类组合、搭配比例、草层结构和适宜播种期等问题的研究,在混播草地研究领域处于前沿。 2.青藏高原高寒牧区,一年生禾草与豆科牧草混播群落的生产性能、营养成分和植物学特性均有良好表现。禾本科牧草在单播条件下,开花期干草产量和粗纤维产量分别为6953kg/hm~2和1496kg/hm~2,抽穗—初花期粗蛋白质产量为489kg/hm~2。本研究16个混播组合中,最低干草产量为9000kg/hm~2(T_5~T_8,即青稞与豆科牧草混播群落),最高为21000kg/hm~2(T_9,即甜燕麦+毛苕子混播群落),粗蛋白质产量为636.5~3004.8kg/hm~2,粗纤维产量1323~1773kg/hm~2。混播群落干草产量远高于单播禾草的产量。禾、豆牧草混播群落在茎叶比、鲜干比、根长、根重等方面均优于单播禾草。所有这些良好表现,得益于种间竞争和共生互利,提高了对太阳能和土壤养分等资源的利用率,促进了物质积累过程。 3.不同禾、豆科牧草混播组合的生产性能差异明显。主要表现在物候期、群落季相、层片结构、茎叶比、干鲜比、含水率及根量的空间配置对营养成分含量、土壤肥力和牧草产量等方面的影响。对这些性状量化后作为评价禾、豆混播组合的指标。根据不 同的指标可以筛选出不同的最佳组合,但是为了防止片面性,预防出现极端值,故采用 层次分析法(AHP)计算各项指标的权重系数进行综合评价,并参考各个单项指标,评 选禾、豆混播的最佳组合。 4.采用层次分析法并参考各个单项指标对供试禾、豆牧草混播组合评价结果是: 甜燕麦+西牧880箭答碗豆(T,0)与黑麦草+豌豆(T4)为长生育期的最佳混播组合; 青海444燕麦+西牧880箭答碗豆为短生育期的最佳混播组合。前两者适宜在青海环湖 地区和柴达木地区推广,后者拟在青南地区种植,也可在青海东部农业区复种。 5.在确定最佳搭配组合的基础上,开展了不同播量的试验。用同一燕麦播种量 (l 35kg/lm12)与不同箭答碗豆播种量(75kghan,一45kg小1112)搭配混播,以及用同一箭 髻碗豆播种量(56.25kg月11112)与不同燕麦播种量(16s.75kg/hmZ一67.5kg八lm2)搭配混, 分别与单播燕麦和单播箭答碗豆进行比较,其生物量具有以下特点和变化规律: (l)单播燕麦的鲜、干草产量非常显著的低于所有混播草群和单播箭害碗豆草群 的产量。 (2)单播箭答碗豆的鲜、干草产量次低,其中干草产量极显著的低于所有混播草 群、高于单播燕麦草群的产草量。 (3)在混播配比中,当燕麦的播种量确定后,混播草群的最高产草量是与箭答碗 豆最小播量相搭配的草群产草量;相反,当箭薯碗豆播种量确定后,混播草群的最高产 草量是与燕麦最大播量相搭配的草群产草量。这两种组合中禾、豆比例完全一致,均为 l:3,但前者总播量低(18okg加rnZ),产草量高(ssookg小mZ),后者总播量高(225kg/hmZ), 产草量低(8300kg彻rnZ)。因此,燕麦与箭答碗豆混播的最佳配比应该是3:1,且以燕 麦/箭警碗豆=135:45为好。 (4)在青藏高原,燕麦与箭答碗豆混播草群生物量增长速度有明量的阶段性,且 以6月底至7月底为生物量积累的关键时期。一般来说,无论单、混播的草群在苗期株 高生长和生物量增长都较慢,到禾草拔节、豆草分枝以后明显加快,豆草比禾草滞后约 15d,单播比混播滞后10d左右。造成这些差异的主要原因:一是幼苗期的主要营养器 官(根、叶)发育欠完善(根、叶数少,叶面积指数小,叶绿机尚未完成结构分化,光 合酶系统活性弱等)功能较差;二是混播草群种间竞争机制促进生长:三是禾、豆共生 互利机制。 (5)采用相对生物(RYT)和竞争率(CR)分析燕麦与箭警碗豆混播种间竞争结 果,在6月30日前后和7月28日前后,RYTl表明在这两个时期燕麦和箭薯碗豆占有 不同生态位,利用不同资源,具有良好的共生互利关系。在6月16日前后只有豆科草 比例最低的草群(T4)RYT1,7月28日前后只有燕麦比例最高的草群(T6)RYT1, 表明在这两


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