氣象因子對(duì)牧草生長(zhǎng)發(fā)育的影響

張智慧，李莎莎

(1.綏化市氣象局，黑龍江 綏化 152002；2.黑龍江省畜牧研究所，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

牧草是畜牧業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)資源，同時(shí)在維持和修護(hù)生態(tài)系統(tǒng)方面起著重要的作用。牧草生長(zhǎng)發(fā)育除取決于遺傳因素，還受氣象條件的影響，其中影響較大的氣象因子主要是溫度、光照、降水和氣體。

1 溫度對(duì)牧草生長(zhǎng)發(fā)育的影響

溫度是牧草生長(zhǎng)發(fā)育最基本的生態(tài)因子，只有在一定的溫度條件下牧草才能生長(zhǎng)發(fā)育，達(dá)到一定的產(chǎn)量和品質(zhì)。牧草生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程包括三個(gè)溫度基本點(diǎn)，最低、最適和最高溫度，超過(guò)最高溫度或不足最低溫度，牧草的生命、生長(zhǎng)或發(fā)育將無(wú)法進(jìn)行。溫度對(duì)牧草的整個(gè)生育期均有影響，且整個(gè)生育期需要一定的積溫才能完成。

牧草的各生育期對(duì)溫度的需求不同，隨長(zhǎng)勢(shì)對(duì)溫度的需求越來(lái)越高 ,抽穗至成熟期提高日溫能獲得更高的牧草產(chǎn)量。5種野生豆科牧草的發(fā)芽試驗(yàn)表明，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)等指標(biāo)隨晝夜溫度的升高呈先上升后下降趨勢(shì)[1]。溫度過(guò)高，會(huì)破壞光合與呼吸作用之間的平衡，有機(jī)物質(zhì)供應(yīng)不足，同時(shí)過(guò)度蒸騰促使植物失水，從而影響生長(zhǎng)甚至導(dǎo)致死亡。研究表明，高溫抑制苜蓿植株的生長(zhǎng)，植株矮小，產(chǎn)量減少54%；葉面積縮小至常溫的1/4[2]。低溫凍害直接影響牧草的安全越冬，凍害嚴(yán)重的年份會(huì)造成大面積減產(chǎn)。

2 光照對(duì)牧草生長(zhǎng)發(fā)育的影響

光合作用是牧草物質(zhì)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，光合能力的強(qiáng)弱決定了生物量的積累。光照是牧草光合作用、光形態(tài)建成和光周期現(xiàn)象最重要的影響因子。光照還是牧草正常生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ)，直接影響牧草的生產(chǎn)量、生長(zhǎng)發(fā)育、干物質(zhì)積累和種子成熟。

通過(guò)不同光照時(shí)間對(duì)黑麥草的影響研究，結(jié)果顯示，發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率隨光照時(shí)間的延長(zhǎng)而升高，發(fā)芽指數(shù)呈先升后降的趨勢(shì)；不同的光照時(shí)間，黑麥草的根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)、根重和芽重差異顯著；不同光照時(shí)間處理黑麥草萌發(fā)、生長(zhǎng)和葉片可溶性糖含量差異顯著[3]。苜蓿的株高在60.4%和35.4%的全光照處理下最高，低光照下高度最低；苜蓿幼苗的分枝數(shù)、葉片數(shù)隨光照度的降低而降低[4]。不同光照強(qiáng)度對(duì)百喜草、葦狀羊茅和鴨茅生長(zhǎng)發(fā)育的影響試驗(yàn)結(jié)果顯示，三種牧草的生物量、光合能力、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量隨光照強(qiáng)度的減弱而降低；三種牧草的需光強(qiáng)度不同，鴨茅的耐陰性最強(qiáng)。

3 降水對(duì)牧草生長(zhǎng)發(fā)育的影響

水分是牧草生存的必要條件，細(xì)胞只有在一定的水分條件下才能完成生長(zhǎng)發(fā)育，有機(jī)質(zhì)的合成和分解、氣體的吸收和交換、物質(zhì)的運(yùn)輸均需水分作介質(zhì)才能完成。我國(guó)草原80%左右屬于干旱區(qū)溫帶草原，水分是制約牧草產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵。對(duì)三江源天然草場(chǎng)的研究發(fā)現(xiàn)，降水量的年度變化及季節(jié)分配是導(dǎo)致天然牧草產(chǎn)量年度波動(dòng)最主要的原因之一[5]。

水分持續(xù)短缺的時(shí)候，天然草場(chǎng)的返青期推后，栽培牧草的出苗時(shí)間會(huì)隨之延遲，縮短了青草期，生長(zhǎng)發(fā)育受到限制，以至降低了牧草的品質(zhì)和產(chǎn)量。植物對(duì)野生豆科牧草持續(xù)水分脅迫發(fā)現(xiàn)，株高及地上和地下生物量均顯著降低；根冠比、可溶性糖、游離脯氨酸、超氧化物歧化酶活性(SOD)活性、過(guò)氧化物酶活性(POD)活性均有顯著變化[6]。研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)蒙古草地牧草的返青期與4月的降水量呈顯著負(fù)相關(guān)，降水量減少，返青期推遲5～15天之間[7]。綜合11年的氣象和牧草觀測(cè)數(shù)據(jù)分析表明，牧草整個(gè)生育期的植株高度與降水量呈顯著正相關(guān)關(guān)系；春季多雨和干旱，牧草的返青相差38天，返青期降水的最佳氣候模型為一次線性回歸方程[8]。干旱嚴(yán)重時(shí)，不利于草場(chǎng)建植和改良，甚至?xí)觿〔菰嘶筒菰衬倪M(jìn)程。水分短缺直接影響植物的活性氧含量、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量、光合作用以及水分利用效率等，最終導(dǎo)致植物個(gè)體或群體生長(zhǎng)發(fā)育受損，形態(tài)發(fā)生變化，生物量和產(chǎn)量受到影響[9]。

4 氣體對(duì)牧草生長(zhǎng)發(fā)育的影響

對(duì)牧草影響較大的氣體主要是氧氣(O2)和二氧化碳(CO2)，氧氣是牧草地上部分及地下部分呼吸作用的重要成分之一，二氧化碳則是牧草光合作用的主要原料。研究顯示，二氧化碳濃度的升高會(huì)在一定程度上降低植物的氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率，增大水分利用率，提高了植物的光能利用率及光合速率。

牧草生長(zhǎng)較旺盛的時(shí)期，根系需要吸收較多的氧氣，氧氣不足會(huì)抑制牧草根系的呼吸作用，進(jìn)而削弱根系吸收土壤養(yǎng)分的能力。種子在萌發(fā)的過(guò)程缺氧會(huì)阻斷胚乳貯藏轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)。同時(shí)氧氣不足會(huì)導(dǎo)致種子產(chǎn)生乙醇和乙酸，影響種子的萌發(fā)。研究顯示，在同一濕度下，羊草和貝加爾針茅在高濃度CO2處理后的生物量高于低濃度CO2處理。牧草的種子萌發(fā)率在400～1500 mg/L的CO2濃度內(nèi)，隨濃度的增加而升高，而2000 mg/L濃度會(huì)顯著抑制種子萌發(fā)；低濃度的CO2對(duì)紫花苜蓿單播和混播葉片數(shù)及生物量無(wú)顯著影響，高濃度時(shí)(超過(guò)1500 mg/L)株高、葉片數(shù)和生物量明顯受到抑制；蒙古冰草對(duì)CO2濃度的耐受能力弱于紫花苜蓿，CO2濃度高于800 mg/L，蒙古冰草的生物量即會(huì)受到嚴(yán)重影響[10]。

5 結(jié)語(yǔ)

牧草對(duì)氣候條件的依賴(lài)性較高，適宜的氣候條件，促進(jìn)牧草的生長(zhǎng)發(fā)育，達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的效果，相反，不利的氣候條件會(huì)導(dǎo)致牧草的生長(zhǎng)受損。在實(shí)際生產(chǎn)中，考慮氣候條件對(duì)牧草生長(zhǎng)發(fā)育的影響，合理選擇適宜牧草品種和栽培技術(shù)，達(dá)到改良和合理利用牧草資源的目的，為畜牧生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。