播量和混播組合對(duì)寧南山區(qū)混播草地建植年生產(chǎn)性能影響

摘 要：在寧夏南部山區(qū)棄耕梯田建植禾本科和菊科混播草地，研究2個(gè)混播組合無(wú)芒雀麥+鴨茅+菊苣和無(wú)芒雀麥+葦狀羊茅+菊苣，與3個(gè)不同播量3.0、4.5、6.0 kg·667-1·m-2對(duì)建植年草地生產(chǎn)性能的影響。結(jié)果表明：混播組合是影響草地生產(chǎn)力的主因素，無(wú)芒雀麥+葦狀羊茅+菊苣組合在3個(gè)播量下均具有混播優(yōu)勢(shì)，每茬次生物量均極顯著高于無(wú)芒雀麥+鴨茅+菊苣組合;播量通過(guò)第2、3茬的生物量影響總生物量，播量4.5 kg·667-1·m-2的總生物量最極顯著高于其他播量處理?；觳ソM合和播量均可以顯著影響生產(chǎn)力穩(wěn)定性，無(wú)芒雀麥+葦狀羊茅+菊苣組合的生產(chǎn)力穩(wěn)定性極顯著高于無(wú)芒雀麥+鴨茅+菊苣組合，播量4.5 kg·667-1·m-2的生產(chǎn)力穩(wěn)定性最高。

關(guān)鍵詞：混播草地; 播量; 混播組合; 土地當(dāng)量比; 生產(chǎn)力穩(wěn)定性

中圖分類(lèi)號(hào)：S543"""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""""" 文章編號(hào)：1002-204X（2024）09-0051-05

doi：10.3969/j.issn.1002-204x.2024.09.009

Effects of Sowing Rate and Mixed Sowing Combination on Planting Year Performance of Mixed Grassland in Mountainous Area of Southern Ningxia

Zhang Na1*， Yang Falin1， Wang Shunxia1，2， Wu Xudong3，4， Yu Hongqian3，4

（1.Grassland Workstation of Ningxia， Yinchuan， Ningxia 750001; 2.Institute of Forestry and Grassland Ecology， Ningxia Academy of Agricultural and Forestry Sciences， Yinchuan， Ningxia 750002; 3.Key Laboratory of Desertification Control and Soil and Water Conservation of Ningxia， Yinchuan， Ningxia 750002; 4.College of Forestry and Grassland， Ningxia University， Yinchuan， Ningxia 750021）

Abstract To study the effects of two mixed sowing combinations of Bromus inermis + Dactylis glomerata + Cichorium intybus and Bromus inermis + Festuca arundinacea + Cichorium intybus， and three different sowing rates of 3.0 kg·667-1·m-2， 4.5 kg·667-1·m-2 and 6.0 kg·667-1·m-2 on the grassland performance in the established year， two mixed sowing combinations of gramineae and compositae were established in abandoned terraces in the Mountainous Area of Southern Ningxia. The results showed that the mixed sowing combination was the main factor affecting the grassland productivity. The mixed sowing combination of Bromus inermis + Festuca arundinacea + Cichorium intybus had the advantage under the three sowing rates， and the biomass per crop was significantly higher than that of Bromus inermis + Dactylis glomerata + Cichorium intybus. The seeding rate affected the total biomass through the biomass of the second and third stubble， and the total biomass of 4.5 kg·667-1·m-2 was significantly higher than that of other sowing rate treatments. Both the mixed sowing combination and sowing rate had significant effects on the productivity stability. The productivity stability of Bromus inermis + Festuca arundinacea + Cichorium intybus was significantly higher than that of Bromus inermis + Dactylis glomerata + Cichorium intybus， and the productivity stability of 4.5 kg·667-1·m-2 sowing rate was the highest.

Key words Mixed grassland; Sowing rate; Mixed sowing combination; Land equivalent ratio; Productivity stability

寧南山區(qū)素以肉牛產(chǎn)業(yè)為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。隨著寧夏草牧業(yè)的不斷發(fā)展，加之禁止耕地“非糧化”政策限制了飼草種植面積，影響了飼草產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展，飼草供需關(guān)系緊張已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要矛盾。寧南山區(qū)前些年脫貧攻堅(jiān)遷出大量農(nóng)民，棄耕地面積增加、地表植被覆蓋減少，放大土壤侵蝕效應(yīng)[1]。另外，棄耕地多為梯田，地塊不規(guī)整，道路狹窄，大型農(nóng)用機(jī)械難以作業(yè)。建植優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的人工混播草地，可以彌補(bǔ)飼草缺乏、緩解草畜矛盾、促進(jìn)畜牧業(yè)健康發(fā)展[2-3]，同時(shí)還可以提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值[4]。建植多年生混播草地，通過(guò)草種組合、組內(nèi)配比和播量調(diào)控植物對(duì)養(yǎng)分、光照及空間資源的利用[5]，提高單位面積產(chǎn)量，同時(shí)采取控制放牧技術(shù)，解決大型機(jī)械作業(yè)難的問(wèn)題，從而降低管理成本，提高農(nóng)民收入。

混播草地建植多以豆科和禾本科牧草為主，豆科牧草主要選擇苜蓿，因其具有產(chǎn)量高、再生快、適應(yīng)性強(qiáng)、分布范圍廣、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高的特性，并且還可以通過(guò)自身根瘤固氮，提高土壤肥力，促進(jìn)禾本科牧草生長(zhǎng)[6-7]，從而影響混播草地生產(chǎn)力和再生性;禾本科牧草根據(jù)種植區(qū)域氣候差異多選鄉(xiāng)土草種，可以搭配1～3種生活型、繁殖特性或生長(zhǎng)特性不同的品種。李滿(mǎn)有等[8]研究了燕麥分別與光葉紫花苕、箭筈豌豆、毛苕子混播的農(nóng)藝性狀和品質(zhì)，發(fā)現(xiàn)燕麥與光葉紫花苕混播組合的生產(chǎn)性能最好，干草產(chǎn)量達(dá)9 490.67 kg·hm-2。劉啟宇等[9]研究了刈割、混播比例和混播組合對(duì)草地產(chǎn)量的影響，發(fā)現(xiàn)刈割與混播組合的交互作用是影響草地產(chǎn)量的主因素。張輝輝等[10]研究了不同播量的禾本科牧草與苜蓿混播對(duì)草地生產(chǎn)力的影響，發(fā)現(xiàn)混播可以顯著提高草地干草產(chǎn)量，混播類(lèi)型直接影響禾本科牧草形態(tài)特征。魏孔濤等[11]研究了不同混播比例下混播草地不同生育期的生產(chǎn)性能和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，發(fā)現(xiàn)扁蓿豆和無(wú)芒雀麥混播比例為20∶80時(shí)，混播體系中牧草的干草產(chǎn)量較單播提高93.14%和25.06%。目前，對(duì)混播草地的研究多集中在豆科和禾本科混播、草種混播組合和播量配比，針對(duì)家畜營(yíng)養(yǎng)需求的研究較少。本研究選擇不同生長(zhǎng)特性和營(yíng)養(yǎng)差異的牧草，綜合考慮家畜能量需求，在寧南山區(qū)建植混播草地，探索混播組合和播量對(duì)草地生產(chǎn)性能的影響以及適宜的混播組合及播量，對(duì)解決當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)發(fā)展中優(yōu)質(zhì)飼草短缺問(wèn)題具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地位于寧夏隆德縣神林鄉(xiāng)隆德騰發(fā)牧草專(zhuān)業(yè)合作社基地，屬于中溫帶季風(fēng)區(qū)半濕潤(rùn)向半干旱過(guò)渡性氣候，年均氣溫為5.6 ℃，年平均日照時(shí)間為2 255.1 h，無(wú)霜期為125 d，年均降水量為492 mm，主要集中在7-8月。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，選擇無(wú)芒雀麥（Bromus inermis Wusu NO.1）、鴨茅（Dactylis glomerata L.）、葦狀羊茅（Festuca arundinacea Schred.）、菊苣（Cichorium intybus L.）4種植物，設(shè)置2種混播組合，分別為：無(wú)芒雀麥+鴨茅+菊苣（M1），無(wú)芒雀麥+葦狀羊茅+菊苣（M2）。每個(gè)混播組合設(shè)置3個(gè)播量，禾本科與菊科種子質(zhì)量比為3∶1，其中禾本科種子質(zhì)量比為1∶1，播量分別為3.0 kg·667-1·m-2（S1），4.5 kg·667-1·m-2（S2），6.0 kg·667-1·m-2（S3）。小區(qū)面積為60 m2，3次重復(fù)。以無(wú)芒雀麥、鴨茅、葦狀羊茅、菊苣單播小區(qū)為對(duì)照，播量4.5 kg·667-1·m-2，3次重復(fù)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

試驗(yàn)小區(qū)于2020年5月下旬建植，分別于7月下旬、8月下旬、9月下旬收割3茬，每次收割時(shí)分種測(cè)量各小區(qū)種植牧草和雜草的自然高度，同時(shí)刈割1 m×1 m的樣方3個(gè)，將種植牧草分種裝入信封中，雜草不分種全部裝入一個(gè)信封，及時(shí)帶回實(shí)驗(yàn)室稱(chēng)量鮮重后，置于烘箱中80 ℃烘干至恒重，稱(chēng)量得到干重。

土地當(dāng)量比（Land equivalent ratio， LER）計(jì)算[12]。使用LER評(píng)價(jià)混播組合中由物種多樣性引起的產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)，當(dāng)LERgt;1時(shí)，表示混播組合具有混播優(yōu)勢(shì)，當(dāng)LERlt;1時(shí)，反之。計(jì)算公式如下：

LER=++…+

式中，Yi為混播系統(tǒng)中第1～n個(gè)植物的生物量，yi為單播系統(tǒng)中第1～n種植物的生物量。

生產(chǎn)力穩(wěn)定性（Stability， S）計(jì)算[13]。計(jì)算當(dāng)年3次刈割后混播草地生產(chǎn)力再生的穩(wěn)定性，S值越大，表示該生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性越高。計(jì)算公式如下：

S=

式中，為某一段時(shí)間內(nèi)的平均產(chǎn)量，δ為該段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量變異的標(biāo)準(zhǔn)差。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2021軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，使用R（version 4.2.2）進(jìn)行單因素方差分析，采用Tukey法進(jìn)行多重比較，采用Origin 2021做圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物量

表1為四個(gè)混播草種無(wú)芒雀麥、鴨茅、葦狀羊茅和菊苣不同茬次由于菊科（菊苣）和禾本科（無(wú)芒雀麥、鴨茅、葦狀羊茅）牧草在形態(tài)上的差異導(dǎo)致的生物量差異，菊苣的生物量均為最高。對(duì)比禾本科牧草，葦狀羊茅第一茬生物量極顯著高于無(wú)芒雀麥和鴨茅;三種禾本科牧草在第二、三茬和總生物量間無(wú)顯著差異（Pgt;0.05）。

圖1為各處理第一、二、三茬生物量和總生物量的雙因素方差分析，可知主效應(yīng)混播組合（M）對(duì)第一、二、三茬生物量和總生物量均有極顯著影響（Plt;0.01），主效益播量（S）對(duì)第二、三茬生物量和總生物量有極顯著影響，混播組合與播量的交互作用（M×S）對(duì)第一、二茬生物量和總生物量有極顯著影響。

S2、S3處理第一茬生物量表現(xiàn)為混播組合M2極顯著高于M1，M2S2和M2S3分別為396.46 g·m-2和406.64 g·m-2;第二茬生物量表現(xiàn)為混播組合M2極顯著高于M1，最小播量S1顯著高于S2，M2S1和M2S2分別為607.64 g·m-2和552.57 g·m-2;第三茬生物量表現(xiàn)為混播組合M2極顯著高于M1，隨著播量的增加，生物量表現(xiàn)出先增加后減小的趨勢(shì)，各處理間差異不顯著。綜合三茬總生物量，發(fā)現(xiàn)混播組合、播量及其交互作用對(duì)生物量均有極顯著影響，混播組合M2極顯著高于M1，M1組合不同播量處理間差異不顯著，M2組合M2S2處理極顯著高于其他播量處理，為2 040.03 g·m-2。

2.2 土地當(dāng)量比

圖2為不同播量和混播組合對(duì)各茬次土地當(dāng)量比（LER）影響的雙因素方差分析?；觳ソM合（M）和混播組合×播量的交互作用（M×S）對(duì)LER均有極顯著影響（Plt;0.01），M2處理極顯著高于M1處理。第一茬LER不受播量的影響（Pgt;0.05）（圖2a），各處理均表現(xiàn)為具有混播優(yōu)勢(shì)，M1組合的LER隨播量的增加而減小，M2組合表現(xiàn)出相反趨勢(shì);第二茬LER受播量顯著影響（Plt;0.05）（圖2b），除M1S2處理，其他處理均具有混播優(yōu)勢(shì)，M1組合的LER隨播量的增加先減小后增加，M2組合表現(xiàn)出相反趨勢(shì);第三茬LER受播量的極顯著影響（圖2c），除M1S3處理，其他處理均具有混播優(yōu)勢(shì)，M1和M2組合的LER均隨播量的增加表現(xiàn)出先增加后減小的趨勢(shì);總生物量LER表現(xiàn)為M2混播組合極顯著高于M1，相同的混播組合下，LER隨播量的增加表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，且處理間均有顯著差異，M2S2處理的LER最大。

2.3 生產(chǎn)力穩(wěn)定性

如圖3所示，混播草地建植年生產(chǎn)力穩(wěn)定性受到牧草混播組合（Plt;0.01）和混播比例（Plt;0.01）的極顯著影響，混播組合和播量的交互作用對(duì)草地生產(chǎn)力穩(wěn)定性無(wú)顯著影響。M2組合的生產(chǎn)力穩(wěn)定性顯著高于M1，播量S2的生產(chǎn)力穩(wěn)定性顯著高于S3，S1與其他處理無(wú)顯著差異（Pgt;0.05）。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)混播草地于5月下旬建植，當(dāng)年收割三茬次，混播組合（M）對(duì)混播草地生物量、LER及生產(chǎn)力穩(wěn)定性均有極顯著影響（圖1d、圖2d、圖3），其中M2組合（無(wú)芒雀麥+葦狀羊茅+菊苣組合）均極顯著高于M1組合（無(wú)芒雀麥+鴨茅+菊苣組合），說(shuō)明混播草地植物的選擇和搭配是影響草地生產(chǎn)力、混播優(yōu)勢(shì)、生產(chǎn)力穩(wěn)定性的主導(dǎo)因素。本研究混播組合草種以禾本科為主，根據(jù)株叢類(lèi)型選擇了刈牧兼用的上繁草（葦狀羊茅）和耐牧的下繁草（無(wú)芒雀麥、鴨茅）[14-15]，搭配菊科植物（菊苣），促進(jìn)家畜對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，提升動(dòng)物生產(chǎn)性能[16-17]。M2組合為下繁草+上繁草組合，牧草株叢差異分享了空間生態(tài)位，較雙下繁草的M1組合再生性強(qiáng)（圖1b、圖1c）?；觳ゲ莸氐谝徊缟锪繉?duì)播量不敏感，各播量處理間差異不顯著（圖1a）;播量對(duì)第二、三茬生物量和總生物量均有顯著影響，第二茬生物量表現(xiàn)為3.0 kg·667-1·m-2（S1）最高（圖1b），第三茬和總生物量表現(xiàn)為4.5 kg·667-1·m-2（S2）最高（圖1c，圖1d），說(shuō)明第三茬生物量對(duì)總生物量貢獻(xiàn)最大，可占總生物量的25.99%～56.95%。

混播草地中植物可以通過(guò)生長(zhǎng)形態(tài)和密度變化影響植物株高和生產(chǎn)力，從而反映出不同植物對(duì)資源獲取能力的差異和種間競(jìng)爭(zhēng)能力[18]。本研究中M2組合均具有混播優(yōu)勢(shì)，總生物量LER隨播量的增加呈先增加后減小趨勢(shì)，其中4.5 kg·667-1·m-2（S2）的混播優(yōu)勢(shì)最強(qiáng)（圖2d）;M1組合的混播優(yōu)勢(shì)受播量影響較大，第二茬M1S2處理、第三茬M1S1處理、第三茬M1S3處理和總生物量M1S3處理均不具有混播優(yōu)勢(shì)（圖2），可能是生長(zhǎng)后期M1組合中無(wú)芒雀麥和鴨茅在第三茬生長(zhǎng)量最大（表1），混播后競(jìng)爭(zhēng)加劇，影響了牧草產(chǎn)量?；觳ゲ莸刂参镉捎谏鷳B(tài)位存在差異，對(duì)養(yǎng)分資源的獲取能力不同，生產(chǎn)力穩(wěn)定性可以衡量混播草地應(yīng)對(duì)刈割刺激的抵抗力和再生能力[19]。本研究中混播組合和播量均對(duì)生產(chǎn)力穩(wěn)定性有顯著影響，M2組合的生產(chǎn)力穩(wěn)定性顯著高于M1組合，說(shuō)明不同株叢類(lèi)型草種組合的生產(chǎn)力穩(wěn)定性強(qiáng)，對(duì)刈割的耐性?xún)?yōu)于相同株叢類(lèi)型組合。

綜上，在寧夏南部山區(qū)梯田耕地建植用于割草或放牧的混播草地，應(yīng)首先考慮草種組合，選擇上繁草和下繁草搭配產(chǎn)生混播優(yōu)勢(shì)，有利于提高混播草地產(chǎn)量和生產(chǎn)力穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 柳長(zhǎng)順，齊實(shí)，史明昌. 土地利用變化與土壤侵蝕關(guān)系的研究進(jìn)展[J]. 水土保持學(xué)報(bào)，2001，15（5）：10-17.

[2] 胡自治. 人工草地在我國(guó)21世紀(jì)草業(yè)發(fā)展和環(huán)境治理中

的重要意義[J]. 草原與草坪，2000（1）：12-15.

[3] 徐強(qiáng)，田新會(huì)，杜文華. 高寒牧區(qū)黑麥和箭筈豌豆混播對(duì)草產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響研究[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào)，2021，30（8）：49-59.

[4] 雷燕慧，丁國(guó)棟，李梓萌，等. 京津風(fēng)沙源治理工程區(qū)土地利用/覆蓋變化及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值響應(yīng)[J]. 中國(guó)沙漠，2021，41（6）：29-40.

[5] 馮琴，王斌，王騰飛，等. 不同播種量毛苕子與燕麥混播對(duì)草地生產(chǎn)性能及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響[J]. 草地學(xué)報(bào)，2022，30（12）：3439-3446.

[6] 鄭偉，加娜爾古麗，唐高溶，等. 不同混播方式下豆禾混播草地群落穩(wěn)定性的測(cè)度與比較[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào)，2015，24（3）：155-167.

[7] 王富強(qiáng)，向潔，郭寶光，等. 拉薩河谷區(qū)箭筈豌豆和黑麥混、間播建植方式研究[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào)，2018，27（8）：39-49.

[8] 李滿(mǎn)有，蒙向武，王斌，等. 燕麥–豆草混播組合對(duì)草地生產(chǎn)性能的影響[J]. 草業(yè)科學(xué)，2021，38（6）：1147-1155.

[9] 劉啟宇，云嵐，陳逸凡，等. 刈割頻率、混播比例和混播組合對(duì)鹽堿地混播草地產(chǎn)量及種間關(guān)系的影響[J]. 中國(guó)草地學(xué)報(bào)，2022，44（8）：61-68.

[10] 張輝輝，師尚禮，武蓓，等. 苜蓿與3種多年生禾草混播效應(yīng)研究[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào)，2022，31（2）：159-170.

[11] 魏孔濤，魚(yú)小軍，白梅梅，等. 混播比例對(duì)半干旱區(qū)放牧型混播草地草產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 中國(guó)草地學(xué)報(bào)，2022，44（9）：56-65.

[12] ANDERMEER J. The Ecology of Intercropping[M]. New York： Cambridge University Press， 1989.

[13] TILMAN D， REICH P B， KNOPS J M H. Biodiversity and ecosystem stability in a decade-long grassland experiment[J]. Nature， 2006， 441（7093）： 629-632.

[14] 郭孝. 如何科學(xué)利用牧草[J]. 農(nóng)家參謀，2003（12）：4.

[15] 樊江文，杜占池，鐘華平. 紅三葉、鴨茅生物量和葉面積時(shí)空結(jié)構(gòu)特征[J]. 草地學(xué)報(bào)，2004（3）：204-208，213.

[16] 王維康，陳代文，余冰，等. 菊粉對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能、養(yǎng)分表觀消化率及抗氧化能力的影響[J]. 動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，2021，33（2）：760-768.

[17] 付薇，陳偉，韓永芬，等. 菊苣替代日糧對(duì)綠頭野鴨生長(zhǎng)性能、屠宰性能、免疫指標(biāo)及養(yǎng)殖效益的影響[J]. 飼料工業(yè)，2022，43（24）：13-18.

[18] 權(quán)欣，武俊喜，楊培志，等. 拉薩河谷禾豆混播草地生產(chǎn)力與種間關(guān)系研究[J]. 草地學(xué)報(bào)，2023，31（3）：1-14.

[19] 葉婷，吳曉娟，蘆奕曉，等. 混播比例對(duì)兩種苜蓿混播草地產(chǎn)量和種群密度穩(wěn)定性的影響[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào)，2023，32（5）：1-11.

責(zé)任編輯：周慧