青藏高原環(huán)湖地區(qū)老芒麥、中華羊茅和早熟禾多年生混播人工草地雜類草分布

張永超 ,祁發(fā)宏 ,秦燕

(1.青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院，西寧 810016，2.青海省海北藏族自治州草原站，海晏 810299)

近幾十年以來，受人類放牧、采集活動(dòng)和全球氣候暖濕化的影響[1，2]，青藏高原高寒牧區(qū)天然草地出現(xiàn)嚴(yán)重退化現(xiàn)象，黑土灘大面積出現(xiàn)，水土流失逐年擴(kuò)大，隨之而來的是牧草產(chǎn)草量急劇下降，嚴(yán)重阻礙青藏高原地區(qū)農(nóng)牧民生活水平提升、本地區(qū)畜牧業(yè)的發(fā)展和青藏高原高寒生態(tài)系統(tǒng)的安全。在退化天然草地恢復(fù)的同時(shí)建植人工草地，是解決青藏高原高寒牧區(qū)牧草供給不平衡的重要途徑，可以緩解天然草地放牧壓力，改善冬春季牧草短缺狀況和有效應(yīng)對冬季雪災(zāi)等自然災(zāi)害。

當(dāng)前，青藏高原高寒牧區(qū)人工草地建植以一年生牧草單播和一年生禾豆混播為主，而多年生人工草地大規(guī)模建植較少。以青海省為例，同德牧草良種繁殖場擁有1萬hm2的多年生人工草地，以種子生產(chǎn)為主，飼草主要以種子收獲后的秸稈為主，其品質(zhì)無法與青干草或青貯飼草相比。多年生人工草地飼草田的發(fā)展在青藏高原地區(qū)仍然存在很大的發(fā)展空間。多年生人工草地一年建植，多年利用，效益長，水土保持等生態(tài)功能多，相比一年生人工草地的高強(qiáng)度利用，多年生人工草地更接近自然，且環(huán)境友好。以往多年生人工草地種植過程存在管理粗放的問題，青海省可大規(guī)模種植的多年生牧草種子以老芒麥、早熟禾和中華羊茅為主，播種方式多以單播為主，少數(shù)混播，相關(guān)單播栽培種植技術(shù)成熟，但混播栽培缺乏系統(tǒng)的研究，種植栽培的后期管理薄弱[3]。

雜草是指目標(biāo)栽培植物之外，受到人為栽培條件的影響，在田間滋生，且?guī)в小岸鄬?shí)性，易落?！币吧匦缘闹参铩Ｎ覈嗟卣{(diào)查發(fā)現(xiàn)雜草有1 400余種，常見農(nóng)田雜草包括稗、扁稈藨草、野燕麥、看麥娘、鴨舌草、藜、蓼、莧、眼子菜、馬唐等，其主要危害是造成農(nóng)作物減產(chǎn)。雜草長期受到選擇和人工干擾的雙重壓力，其傳播方式、傳粉特點(diǎn)、多實(shí)性、落粒不齊性、種子休眠、耐受性、可塑性、多倍性和雜合性表現(xiàn)了高度進(jìn)化的特點(diǎn)，出現(xiàn)雜草發(fā)生量大且分布廣的現(xiàn)象[4]。目前雜草防控以化學(xué)除草劑為主，同時(shí)也采用耕作措施，包括秋冬深翻，灌溉，輪作換茬，去除雜草繁殖體，提高種間競爭等。

人類對雜草的態(tài)度，由早期的從生態(tài)系統(tǒng)中嚴(yán)格清除，到目前對雜草進(jìn)行綜合管理，越來越關(guān)注雜草在生態(tài)系統(tǒng)中的功能。雜草多樣性的生態(tài)功能包括保護(hù)天敵、控制害蟲，促進(jìn)土壤養(yǎng)分循環(huán)，消除環(huán)境污染等。系統(tǒng)中物種多樣性和基因多樣性是系統(tǒng)功能發(fā)揮中的重要角色。生態(tài)系統(tǒng)特別是人為干擾強(qiáng)烈，以個(gè)別作物和牧草為收獲目標(biāo)的，應(yīng)更加合理的保護(hù)系統(tǒng)生物多樣性，從系統(tǒng)角度出發(fā)，維持系統(tǒng)的可持續(xù)來管理雜草和系統(tǒng)的多樣性，從而獲得更多的作物和飼草產(chǎn)出。

在我國西北地區(qū)，雜草野燕麥(Avenafatua)在燕麥畏的使用下得到有效控制，但是雙子葉雜草快速擴(kuò)張[5]?？梢姵輨δ繕?biāo)雜草群落可短期有效控制，但長期來看，雜草主要群落發(fā)生更迭，雜草的危害并沒有得到有效控制，因此雜草的治理過程是對雜草群落變化的預(yù)測。

本研究以多年生混播草地為研究對象，關(guān)注多種混播組合下，雜草在人工草地建植早期在植物群落中的分布情況，為系統(tǒng)雜草群落管理提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于青海省海北州西海鎮(zhèn)青藏高原多年生牧草種質(zhì)資源圃(東經(jīng)100°59′、北緯36°54′)，海拔高度3 159 m，屬高原大陸性氣候，寒冷期長，年平均氣溫0.9 ℃，最高氣溫30.5 ℃，最低氣溫-33.8 ℃?！?0 ℃年積溫634.5 ℃，光照充足，太陽輻射強(qiáng)。干濕季分明，雨熱同季，年平均降水量403.6 mm，無霜期30 d。土壤類型為黑鈣土，土壤養(yǎng)分含量為有機(jī)質(zhì)38.35 g/kg、堿解氮2.58 mg/kg、速效磷1.36 mg/kg、速效鉀21.69 mg/kg，土壤pH值為8.21[6]。

1.2 試驗(yàn)處理

本研究選用青藏高原高寒地區(qū)審定登記的青海中華羊茅、青牧1號(hào)老芒麥和青海扁莖早熟禾為研究對象，采用不同混播組合和混播比例建植人工草地。共設(shè)置22個(gè)混播處理，混播比例見表1。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)小區(qū)，小區(qū)面積3 m5 m，15 m2，小區(qū)間間隔0.5 m。于2018年5月完成小區(qū)種植，種植方式采用條播，行距30 cm。

表1 老芒麥多年生人工草地混播處理

1.3 雜草調(diào)查

于2018年開花期進(jìn)行多年生人工草地雜草調(diào)查，調(diào)查項(xiàng)目包括雜草的種類、高度、蓋度和多度。調(diào)查結(jié)束進(jìn)行田間雜草清除工作。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)雜類草：風(fēng)毛菊(SaussureajaponicaThunb.)，灰綠藜(Chenopodiumglaucum)，堿茅(Puccinelliadistans)，苦荬菜(Ixerispolycephala)，棱子芹(Pleurospermumuralense)，播娘蒿(Descurainiasophia)，糙蘇(Phlomisumbrosa)，平車前(Plantagodepressa)，鈍裂銀蓮草(Anemoneobtusiloba)，鵝絨委陵菜(Potentillaanserina)，蘩縷(Stellariamedia)，莓葉委陵菜(Potentillafragarioides)，蒲公英(Taraxacummongolicum)，微孔草(Microulasikkimensis)，香薷(ElsholtziaciliateThunb.)，黃花蒿(ArtemisiahediniiOstenf.)，中華角茴香(Hypecoumleptocarpum)，珠芽蓼(Polygonumviviparum)。

雜草重要值計(jì)算：IV=(相對高度+相對蓋度+相對多度)/3。

B為雜草的生態(tài)位寬度，S為樣點(diǎn)數(shù)，IVi是該雜草在第i樣點(diǎn)中的重要值。

2 結(jié)果

2.1多年生人工混播草地雜草基本情況

老芒麥混播人工草地中，雜草種類最高達(dá)到13種，出現(xiàn)在HB3處理中，雜草種類最低是6種，出現(xiàn)在HB1和HB6處理中，雜草種類平均為9種；雜草的蓋度在HB1處理中最高，為80.5%，雜草平均蓋度為35.42%，最低是15.5%，出現(xiàn)在HB22處理下；雜草平均密度74株，密度最高達(dá)到272株，密度最低28株，出現(xiàn)在HB16處理中(見表2)。

表2 老芒麥不同混播處理雜草豐富度、蓋度、密度和高度及在不同混播處理下分布情況

2.2多年生人工混播草地雜草重要值

由表3可知，在老芒麥人工多年生混播草地不同組合處理下，黃花蒿的重要值最高，為0.392，出現(xiàn)在HB18混播處理中。蒲公英的重要值最小，為0.014，出現(xiàn)在HB2混播處理中。雜草重要值較高的種類分別為黃花蒿(0.392)、香薷(0.376)、棱子芹(0.353)、播娘蒿(0.333)、風(fēng)毛菊(0.287)、車前(0.273)和苦荬菜(0.255)。在群落中占比較低的雜草分別為蒲公英(0.014)、莓葉委陵菜(0.017)和灰綠藜(0.037)。

表3 多年生人工草地雜草重要值

2.3 多年生人工混播草地雜草生態(tài)位寬度

由表4可知，老芒麥人工草地中生態(tài)位寬度最大的是黃花蒿(0.872)，出現(xiàn)在HB17處理中，其它依次為蒲公英(0.781，HB2)，莓葉委陵菜(0.587，HB10)，棱子芹(0.477，HB1)，鵝絨委陵菜(0.442，HB20)，灰綠藜(0.388，HB12)，香薷(0.375，HB6)。

表4 多年生人工草地雜草的生態(tài)位寬度

生態(tài)位寬度最窄的是播娘蒿(0.001，HB2)，棱子芹(0.001，HB4),黃花蒿(0.003，HB9),苦荬菜(0.005，HB12)和香薷(0.007，HB17)。

3 討論

雜草群落的演替日益受到人們的重視，應(yīng)用生態(tài)學(xué)理論對雜草群落的演替進(jìn)行研究，對人工栽培系統(tǒng)雜草的有效管理具有重要的意義。在人工栽培系統(tǒng)中，植物種群密度大、資源稀缺是農(nóng)田生境的重要特征。調(diào)查研究雜草種類、特征、重要值、生態(tài)位寬度等，能夠揭示雜草種間生態(tài)相似關(guān)系，預(yù)測雜草之間的相互關(guān)系和變化趨勢[7]。

3.1 多年生人工混播草地中雜草的特征

雜草的種類、密度和蓋度可直觀反映雜草的田間生長情況。在本研究中，多年生人工混播草地中雜草種類統(tǒng)計(jì)調(diào)查共發(fā)現(xiàn)13種，出現(xiàn)在HB3混播處理中，HB3是早熟禾單播，早熟禾相比老芒麥在1齡期出苗較慢，前期生長較弱，屬于長齡牧草，在生長后期會(huì)逐步成坪，在其生長初期，雜草借助自身耐干旱、生長快等優(yōu)勢，快速占領(lǐng)絕大多數(shù)生長空間，入侵率高[3]。在中后期栽培牧草占據(jù)草地中的優(yōu)勢地位[8]，后期隨著栽培草地年齡的增長，栽培草地退化，雜草重新進(jìn)入。人工栽培草地雜草的結(jié)構(gòu)組成會(huì)經(jīng)歷上述3個(gè)階段，階段間沒有明顯的區(qū)分。

在HB1(老芒麥單播)和HB6(3種草混播)混播處理中，雜草種類最低是6種，出現(xiàn)在HB1和HB6中，且雜草的蓋度在HB1處理中也最高，達(dá)到80.5%，但其平均高度是最低的，低矮的棱子芹和珠芽廖在群落中占主要地位。

在HB22處理中，老芒麥和中華羊茅混播，老芒麥理論計(jì)算占3/4，該處理下雜草蓋度最低，僅為15.5%，主要為風(fēng)毛菊和苦荬菜為主。且HB22處理下雜草密度在各混播處理中最低，僅次于HB16處理。風(fēng)毛菊和苦荬菜單株蓋度較其他雜類草高，在群落中占據(jù)更多的空間，遮蔭高，不利于其他雜草的生長。HB22處理中，老芒麥占比較高，生長速率快，相對于中華羊茅和早熟禾，它能夠迅速占據(jù)群落空間。

HB16處理以中華羊茅為主，早熟禾為輔，該處理下雜草密度最低，雜草以植株高，冠幅大的黃花蒿為主，其次為香薷、棱子芹和苦荬菜?？傮w來看在HB16混播處理中，雜類草以高大的黃花蒿占主導(dǎo)，小型雜類草占據(jù)零星的生態(tài)位，同時(shí)受到中華羊茅和早熟禾種間競爭壓力，其雜草密度偏低。

寇建村[9]在甘肅天祝高山草甸的多年生混播草地雜草研究中發(fā)現(xiàn)，雜草全為闊葉雜草，其中灰綠藜、香薷和微孔草占比較高，與本研究中的雜草種類和群落占比接近，這類雜草在高寒地區(qū)人工栽培草地中普遍存在。

3.2 多年生人工混播草地中雜草的重要值分布

從雜草的重要值角度來分析，在老芒麥人工混播多年生草地中，雜草的重要值較高的為黃花蒿、香薷、棱子芹及播娘蒿，這些雜類草植株高，蓋度大，是當(dāng)前環(huán)湖地區(qū)的主要雜類草，是雜草的主要防控對象。針對雜草種子產(chǎn)量高，易落粒的特性，應(yīng)于苗期進(jìn)行物理或化學(xué)防除。

在對田間主要雜草防除的同時(shí)，對糙蘇、車前草、蘩縷、風(fēng)毛菊、灰綠藜、苦荬菜、中華角茴香等9種雜草也應(yīng)提高重視程度，它們在雜草群落中次于當(dāng)前田間主要雜草，可能成為防除后期的主要雜草。目前常用的選擇性除草劑或滅殺性除草劑對本研究中大部分雜草具有滅殺效果，因此后期雜草管理重點(diǎn)可能是目前雜草群落中占比較小，競爭力弱的雜類草，如棱子芹、蒲公英、莓葉委陵菜、灰綠藜、鵝絨委陵菜及微孔草。

3.3多年生人工混播草地中雜草的生態(tài)位寬度

生態(tài)位較寬的雜草，對環(huán)境資源利用的多樣性較高[10]。通常生態(tài)位寬度大的雜草以犧牲對局域范圍內(nèi)資源的利用效率來換取對大范圍內(nèi)資源的利用能力[11]。當(dāng)資源供應(yīng)不足時(shí)，作為利用資源多樣化的泛化型雜類草具有更強(qiáng)的生態(tài)適應(yīng)、更廣的分布范圍和更大的存活機(jī)會(huì)，當(dāng)資源供應(yīng)豐富時(shí)，在局域小生境范圍內(nèi)，特化雜類草具有更高的資源利用效率，其競爭能力強(qiáng)于泛化型雜草種類。雜草生態(tài)位重疊值反映了雜草對資源利用的相似性[12]。

不同的混播組合處理對草地中雜草的種類組成有較大的影響。老芒麥人工草地中生態(tài)位寬度較大的是黃花蒿、蒲公英、莓葉委陵菜、棱子芹、鵝絨委陵菜、灰綠藜和香薷，出現(xiàn)在不同的混播處理中。

3.4多年生人工混播草地中雜草的組成及混播草地的穩(wěn)定

栽培草地的穩(wěn)定性是草地建植與管理的核心問題[3]，人工栽培草地的抗雜草入侵能力是其穩(wěn)定性的重要表征[13]。多年生人工草地在單播栽培種植情況下雜草更易于侵入，利用價(jià)值降低，在3齡時(shí)雜草入侵嚴(yán)重[13]。隨著多年生人工草地年齡的增加，草地內(nèi)雜草從一年生向多年生轉(zhuǎn)變。人工草地覆蓋度較高的處理下，雜草的重要值降低，雜草群落相似?；瘜W(xué)防除對1齡和2齡人工草地雜草群落影響明顯。合理的物種組合是維持多年生草地穩(wěn)定性的前提條件，多種草種組合經(jīng)多年生長，草地群落結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定。單播人工草地植物群落在草地3齡時(shí)發(fā)生變化，目標(biāo)草種草地蓋度高，對雜草的防除效果好[13]。多年生人工草地建植，無論是在退化天然草地還是栽培草地的土壤基礎(chǔ)上，都是對本地區(qū)原有土壤種子庫的一個(gè)擾動(dòng)。選擇合適的草種組合，是建立長期持續(xù)利用人工草地的基礎(chǔ)。前期雜草的控制是維持混播禾草在群落中占據(jù)優(yōu)勢的重要措施，否則人工草地前期雜草失控，嚴(yán)重者直接導(dǎo)致人工栽培草地建植失敗?；觳ソM合中若所選牧草生長稀疏，密度小，則雜草競爭力往往較高。個(gè)別牧草品種單播，密度較高的情況下，能夠很好的抑制雜草的生長[3]。

單播老芒麥處理下雜草種類最少，雜草的密度和蓋度最高。而單播中華羊茅處理下，雜草蓋度較高，雜草種類和密度較低。單播早熟禾處理下，雜草種類最多，雜草蓋度較高，雜草密度次之。相比之下，老芒麥對雜草的抑制力更強(qiáng)。綜合分析，HB6、HB16和HB20處理下對環(huán)湖地區(qū)人工草地建植初期雜草抑制力較好。從人工草地利用角度出發(fā)，需要對2齡和3齡草地中雜草生長情況進(jìn)一步關(guān)注。

4 結(jié)論

4.1多年生人工混播草地可有效控制雜草的發(fā)生，單播早熟禾草地中發(fā)現(xiàn)13種雜草，早熟禾單播易遭到雜草入侵影響，應(yīng)配合老芒麥進(jìn)行混播種植。

4.2老芒麥植株高大，生長快，在人工混播草地建植中，可有效抑制雜類草的種類和生長，作為混播草地重要牧草品種，在混播組合中進(jìn)行優(yōu)先考慮。

4.3多年生人工混播草地中生態(tài)位寬度較大的是黃花蒿、蒲公英、莓葉委陵菜、棱子芹、鵝絨委陵菜、灰綠藜和香薷，且出現(xiàn)在不同的混播處理中。黃花蒿、香薷、棱子芹、播娘蒿，這些雜類草植株高，蓋度大，是環(huán)湖地區(qū)當(dāng)下主要的雜類草。老芒麥混播草地栽培管理后期，應(yīng)對棱子芹、蒲公英、莓葉委陵菜、灰綠藜、鵝絨委陵菜及微孔草提高雜草風(fēng)險(xiǎn)的評估和管控。