果園套種牧草地上生物量的動態(tài)變化及其對土壤肥力的影響

曾丹娟,黃玉清,莫 凌,黎彥余，2，王 靜，2，王三秋，2

(1.廣西壯族自治區(qū)中國科學(xué)院廣西植物研究所,廣西 桂林 541006; 2.廣西師范大學(xué),廣西 桂林 541004)

牧草是草食牲畜賴以生存的主要飼料來源，廣西人多地少，為避免與耕地相爭，果園套種牧草實為發(fā)展牧業(yè)的一條有效途徑。大量研究證實，果園套種牧草與傳統(tǒng)的清耕相比，可提高單位面積的復(fù)種指數(shù)[1],充分利用園間的水肥條件抑制果園雜草生長[2]，促進果樹生長，提高果品產(chǎn)量和品質(zhì)[3]、提高土壤肥力[4]，有效改善果園小氣候[5]，降低地溫和氣溫[6]，減少環(huán)境污染,抑制大氣揚塵[7],經(jīng)濟效益、生態(tài)效益顯著[8-9]。牧草生物量的高低反映植物群落光合產(chǎn)物積累的大小，是生產(chǎn)力的度量，牧草生物量及其季節(jié)變化模式也是牧草選擇和制定其管理措施的一個重要依據(jù)[10-12]，因此對牧草生物量及其生產(chǎn)性能進行深入研究，探尋其能充分滿足家畜飼料需要的種植方式，對于充分合理利用土地，改善生態(tài)環(huán)境具有十分重要的意義。為此，以菊苣(Cichoriumintybus)、黑麥草(Loliummultiflorum)、雞腳草(Dactylisglomerata)、高羊茅(Festucaarundinacea)、4個紫花苜蓿(Medicagosativa)品種(Hunter Rive、Overseason、WL525HQ、Eureka)和3個白三葉(Trifoliumrepens)品種(Haifa、Rivenda、Koala)為對象，將其套種于果園，研究其地上生物量的動態(tài)變化以及種植牧草后土壤養(yǎng)分的改變，以期為果園選擇適宜的牧草種類以及牧草的合理種植提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗地概況

試驗地設(shè)置在廣西植物研究所試驗地內(nèi)，該區(qū)地理位置110°12′ E，25°11′ N，海拔170 m，年均溫度19.2 ℃，最熱月(7月份)平均溫度28.3 ℃，最冷月(1月份)平均溫度8.4 ℃，極端最高溫38 ℃，極端最低溫度-6 ℃。年降水量1 655.6 mm,降水集中在4-6月，冬季雨量較少，干濕交替明顯，年平均相對濕度78%。試驗地種植梨樹，樹齡為10年，株行距為3 m×4 m。土壤為酸性粘土，全氮1.68 g/kg，全磷1.62 g/kg，全鉀6.09 g/kg，有機質(zhì)43.4 g/kg，有效磷160.6 mg/kg，有效鉀84.2 mg/kg。

2 材料與方法

2.1試驗材料 菊苣、高羊茅、雞腳草和白三葉購自貴陽市捷克利草業(yè)研究所，紫花苜蓿和黑麥草分別購自北京中種草業(yè)有限公司和廣西草業(yè)中心。

2.2試驗方法 2007年10月-2008年6月在梨園內(nèi)進行試驗，隨機區(qū)組設(shè)計，每品種3次重復(fù),小區(qū)設(shè)在梨樹盤以外的行間，小區(qū)面積2 m×3 m，小區(qū)間距為50 cm，四周設(shè)保護行1 m。播種前對土壤進行耕翻，除去地面雜草結(jié)合整地并開溝，用腐熟有機肥作基肥(30 000 kg/hm2)。根據(jù)種子發(fā)芽率計算播種量，試驗所用的菊苣、高羊茅、雞腳草、白三葉、紫花苜蓿和黑麥草播種量分別為7、18、13、10、18和18 kg/hm2，于2007年10月下旬撒播，播深2 cm。各處理的土壤、地形等生態(tài)條件及牧草、梨的田間常規(guī)管理措施一致。整個生育期完全自然狀態(tài)生長，僅進行田間人工除雜草1～2次。

2.3測定項目和方法

2.3.1株高 3-6月每月刈割1次，每次刈割時測定牧草的高度作為刈割時株高，每個小區(qū)隨機選取植株10株，3個小區(qū)共測得30株，其平均值作為該牧草的株高值。

2.3.2牧草鮮草和干草產(chǎn)量 在牧草生長季進行產(chǎn)量測量，每月測定1次，在小區(qū)內(nèi)用1 m×1 m樣方框隨機框取，測定鮮草質(zhì)量，將鮮草切成段，放入遠紅外鼓風(fēng)干燥箱，105 ℃殺青30 min，然后在85 ℃下烘干至質(zhì)量恒定，測定干草質(zhì)量。

2.3.3土壤測定 試驗結(jié)束后采集0～20 cm土層土壤，重復(fù)2次，清耕為對照。檢驗依據(jù)LY/T 1228-1999、LY/T 1232-1999、LY/T 1234-1999、LY/T 1255-1999、LY/T 1229-1999、LY/T 1236-1999、LY/T 1237-1999、LY/T 1239-1999等土壤分析技術(shù)規(guī)范分析土壤全氮、全磷、全鉀、全硫、水解氮、有效磷、有效鉀、有機質(zhì)、pH值等指標(biāo)。

2.4數(shù)據(jù)處理 用SPSS 13.0軟件對數(shù)據(jù)進行相關(guān)分析，One-Way ANOVA方差分析，并用LSD法進行多重比較，用Excel 2003軟件作圖。

3 結(jié)果

3.1株高和平均日增長量比較

3.1.1菊苣、黑麥草、雞腳草和高羊茅 菊苣、黑麥草、雞腳草和高羊茅刈割時株高與日增長量均存在差異(表1)。其中，3月刈割時黑麥草株高和日增長量均顯著大于菊苣、雞腳草和高羊茅(P<0.05),表明黑麥草在早春生長較快，由于其不耐高溫，6月底全部死亡，僅刈割3次。在觀測期內(nèi)，不同時期各種牧草生長速度也表現(xiàn)出相應(yīng)的差異，如菊苣5月的日增長量顯著高于3、4和6月(P<0.05)，雞腳草和高羊茅4月刈割株高和日增長量均顯著高于3、5和6月(P<0.05)，表明菊苣是在5月長勢最好，而雞腳草和高羊茅在4月長勢最好。

3.1.2紫花苜蓿 株高4個品種間大都差異不顯著(P>0.05)；同一品種不同刈割時間差異顯著(P<0.05)。4和5月刈割時，Hunter River和Overseason的日增量均顯著高于3和6月(P<0.05)，而WL525HQ和Eureka 5月刈割時的日增量均顯著高于3、4和6月(P<0.05)，表明Hunter River和Overseason在4和5月長勢最好，而WL525HQ和Eureka 5月長勢最好(表2)。

3.1.3白三葉 Koala和Haifa比Rivenda長勢好(表3)。3種牧草均以5月刈割時日增長量最高，4月次之，3月最小。

表1 菊苣、黑麥草、雞腳草和高羊茅刈割時株高和平均日增長量

表2 不同品種紫花苜蓿刈割時株高和平均日增長量

表3 不同品種白三葉刈割時株高和平均日增長量

3.2鮮草和干草產(chǎn)量比較

3.2.1菊苣、黑麥草、雞腳草和高羊茅 菊苣3-6月鮮、干草產(chǎn)量均分別在13 000和1 000 kg/hm2以上，其中3、4和6月鮮草產(chǎn)量差異不大，5月鮮草產(chǎn)量最低，為13 560 kg/hm2，而干草是3、4和5月差異不大，6月干草產(chǎn)量最高，為1 654 kg/hm2。黑麥草在3月刈割時鮮草和干草產(chǎn)量高達35 560和3 928.7 kg/hm2，顯著高于菊苣、雞腳草和高羊茅，4月和5月鮮草和干草產(chǎn)量與菊苣、雞腳草和高羊茅差異不大。雞腳草3月刈割時鮮草和干草產(chǎn)量最低，4、5和6月干草產(chǎn)量差異不大。高羊茅3、4和5月鮮、干草產(chǎn)量均維持在10 000和1 000 kg/hm2以上，6月產(chǎn)量降低。菊苣(刈割4次)、黑麥草(刈割3次)、雞腳草(刈割4次)和高羊茅(刈割4次)總鮮草產(chǎn)量依次為73 422、59 546、25 634和41 250 kg/hm2；干草產(chǎn)量依次為6 218.7、6 472.3、3 678和5 618.7 kg/hm2。

3.2.2紫花苜蓿 Hunter River3-6月鮮、干草產(chǎn)量均大于其他3種牧草，其鮮、干草總產(chǎn)量分別為31 355和4 135.8 kg/hm2。WL525HQ、Eureka和Overseason的鮮草、干草產(chǎn)量差異不大(圖2)。

3.2.3白三葉 Koala和Haifa 3-6月鮮、干草產(chǎn)量均大于Rivenda，Koala、Haifa和Rivenda的鮮草總產(chǎn)量分別為29 534、31 924和19 150 kg/hm2；干草總產(chǎn)量分別為3 887、4 032和1 904 kg/hm2(圖3)。

3.3土壤變化 種植過牧草的土壤養(yǎng)分與清耕相比，土壤中的水解氮和有機質(zhì)明顯增多，pH值升高，而有效鉀、磷的含量降低，其余養(yǎng)分元素變化不大。如菊苣區(qū)和Haifa區(qū)土壤中水解性氮含分別比對照區(qū)提高了30.0%和130.0%，有機質(zhì)含量提高了55.3%和68.0%，有效鉀比對照區(qū)降低47.9%和41.8%，有效磷降低了9.7%和13.2%(表4)。說明果園套種牧草能提高土壤肥力，促進果樹生長，并有降低土壤酸度的效果。

圖1 4種牧草鮮草和干草產(chǎn)量的動態(tài)變化

圖2 4個紫花苜蓿品種鮮草和干草的動態(tài)變化

圖3 3個白三葉品種鮮草和干草的動態(tài)變化

4 討論與結(jié)論

要實現(xiàn)果園生草的最佳生理生態(tài)效應(yīng)，必須加強草種與果園的最佳組合的選擇，做到果樹與不同草種的配套[13]。果樹和草種都有其不同的生態(tài)適應(yīng)性，因此本研究對果園套種不同牧草開展地上生物量的研究，并比較了種植牧草后土壤養(yǎng)分的變化。在菊苣、黑麥草、雞腳草和高羊茅4種牧草中，鮮草產(chǎn)量從高到低依次為菊苣>黑麥草>高羊茅>雞腳草，干草產(chǎn)量從高到低依次為黑麥草>菊苣>高羊茅>雞腳草，菊苣和黑麥草的草產(chǎn)量較高。菊苣3-6月鮮、干草產(chǎn)量均在13 000和1 000 kg/hm2以上，且各月差異不大，表明菊苣是一種具有較高生產(chǎn)力和持續(xù)利用時間較長的牧草[14]。黑麥草為冷季型牧草，在3月生長迅速，刈割時草產(chǎn)量顯著高于其他牧草品種，進入6月，氣溫有時超過30 ℃，過高溫度導(dǎo)致黑麥草死亡，僅能刈割3次，但其干草產(chǎn)量仍是4種牧草中最高的。杜華平等[15]研究表明，一年生黑麥草的產(chǎn)草量主要集中在初穗期第1次刈割。本研究中黑麥草的產(chǎn)草量主要集中在第1次刈割，能滿足早春家畜對牧草的需求。紫花苜蓿4個品種中，以Hunter River的鮮草和干草產(chǎn)量最高，白三葉3個品種中，以Haifa最高，其鮮草和干草產(chǎn)量均在30 000和4 000 kg/hm2以上。

果園生草后能夠改善表層土壤的物理性狀，降低表層土壤容重，增加田間持水能力，提高土壤有機質(zhì)、水解氮、 速效磷、 速效鉀的含量，改善土壤實際供肥能力[16-17]。本研究中果園種植的幾種牧草能明顯提高土壤中水解氮和有機質(zhì)的含量，降低土壤酸度，從而提高土壤肥力和促進果樹生長，但有效磷和有效鉀含量下降，需補充磷肥和鉀肥。

表4 土壤養(yǎng)分變化

綜合考慮牧草的產(chǎn)量和改善土壤肥力的效果，選擇菊苣、黑麥草、Hunter River和Haifa 4種牧草作為果園的套種牧草，既能獲得較高的草產(chǎn)量，又能滿足家畜對牧草營養(yǎng)多樣化的要求，并能提高土壤肥力，促進果樹生長。

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