【摘 要】
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豆禾混播是建植高产人工草地的有效措施。本研究以多年生豆科牧草(紫花苜蓿)分别与多年生根茎疏丛型(草地早熟禾)、根茎型(无芒雀麦)和丛生型(苇状羊茅)禾草分别按比例为7:3、5:5和3:7组合建植人工草地(M代表紫花苜蓿、P代表草地早熟禾、B代表无芒雀麦、F代表苇状羊茅,组合成M7P3、M5P5、M3P7、M7B3、M5B5、M3B7、M7F3、M5F5、M3F7),以4个草种单播草地为对照,通过测
【基金项目】
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财政部和农业农村部,国家现代农业产业技术体系(CARS-34);
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豆禾混播是建植高产人工草地的有效措施。本研究以多年生豆科牧草(紫花苜蓿)分别与多年生根茎疏丛型(草地早熟禾)、根茎型(无芒雀麦)和丛生型(苇状羊茅)禾草分别按比例为7:3、5:5和3:7组合建植人工草地(M代表紫花苜蓿、P代表草地早熟禾、B代表无芒雀麦、F代表苇状羊茅,组合成M7P3、M5P5、M3P7、M7B3、M5B5、M3B7、M7F3、M5F5、M3F7),以4个草种单播草地为对照,通过测定2年龄混播系统牧草形态特征、生理特征和混播草种间化感作用,明确不同混播配比下牧草响应种间关系的策略,为建植可持续高产混播草地提供依据,对2年龄混播草地主要研究结果如下:1.紫花苜蓿与根茎疏丛型草地早熟禾混播的M7P3和M5P5组合系统中紫花苜蓿年平均相对产量(RY)分别为1.83和2.05,草地早熟禾年平均RY值分别为1.45和1.10,均大于1.0,两组分协同生长,M3P7组合系统中紫花苜蓿年平均RY值为2.73,大于1.0,草地早熟禾年平均RY值为0.94,小于1.0,紫花苜蓿对草地早熟禾生长具有抑制作用;紫花苜蓿分别与根茎型无芒雀麦和丛生型苇状羊茅各混播组合系统中豆禾牧草RY值均大于1.0,两组分协同生长。第一茬除M3B7组合系统外所有混播组合系统以及第二茬和第三茬各混播组合系统中紫花苜蓿竞争率(CR)值大于禾草,紫花苜蓿具有竞争优势,为群落优势种。2.混播系统中,紫花苜蓿主要通过降低株高和增加分枝数等生长策略来响应种间竞争,但因组合配比而异,其株高降低幅度大小依次为(豆禾比)3:7>5:5>7:3,分枝数增加幅度大小依次为(豆禾比)7:3>5:5>3:7。草地早熟禾主要通过增加株高和分蘖数等生长策略来响应种间竞争,其株高增加幅度大小依次为(豆禾比)3:7>5:5>7:3,分蘖数增加幅度大小依次为(豆禾比)7:3>5:5>3:7。无芒雀麦和苇状羊茅主要通过增加株高和减小茎粗等生长策略来响应种间竞争关系,其株高增加幅度和茎粗减小幅度大小依次均为(豆禾比)7:3>5:5>3:7。随着刈割茬次的增加,混播系统紫花苜蓿和草地早熟禾株高、分枝数/分蘖数以及无芒雀麦和苇状羊茅株高、茎粗均有增大的趋势。3.混播系统中,紫花苜蓿通过增强光合速率和强光利用效率来响应竞争环境,其光合速率和强光利用效率增加幅度依次为(豆禾比)3:7>5:5>7:3;混播草地早熟禾和无芒雀麦通过增强弱光的利用效率来响应竞争环境,二者弱光利用效率增加幅度依次为(豆禾比)3:7>5:5>7:3;M7F3和M5F5组合苇状羊茅通过增强弱光利用效率来响应竞争环境,弱光利用效率增加幅度依次为(豆禾比)3:7>5:5;M7F3组合苇状羊茅通过增强光合速率和对强光的利用效率来响应竞争环境。随着刈割茬次的增加,混播紫花苜蓿及M3F7组合苇状羊茅光合速率和强光利用效率增强,混播草地早熟禾、无芒雀麦及M7F3和M5F5组合苇状羊茅对弱光的利用效率增强。混播系统的紫花苜蓿和3种生活型禾草均通过降低丙二醛含量和提高抗氧化酶活性以及渗透调节物质含量来响应竞争环境;随着刈割茬次的增加,混播系统各草种丙二醛含量均下降,抗氧化酶活性和渗透调节物质含量均上升,单播各草种呈相反趋势。4.混播草地牧草低浓度浸提液促进效应高于单播草地,高浓度抑制效应低于单播。M3P7和M5F5混播草地低浓度浸提液对紫花苜蓿化感促进效应最大,高浓度抑制效应最小;M5P5、M7B3和M5F5混播草地低浓度浸提液分别对草地早熟禾、无芒雀麦和苇状羊茅化感促进效应最大,高浓度抑制效应最小。5.混播系统豆禾牧草通过发生可塑性形变,调节生理特征和种间化感作用等生长策略和生存策略来响应种间竞争关系的变化,调控豆科牧草和禾本科牧草的生长协同性,混播草地相对产量(RYT)和土地当量比(LER)值均大于1.0,混播草种间表现出一定的豆禾种间协同作用,使得混播草地系统增产。在各混播组合中,紫花苜蓿增产贡献率大于禾草,对混播系统生产力起主导作用。随茬次的增加,各混播草地RYT值和LER值均稳定大于1.0,生产力提高。尤其丛生型苇状羊茅与紫花苜蓿混播具有较稳定的种间关系、组分产量以及较高的生产力,系统年平均增产率为74.76%(M7F3)-94.00%(M3F7)。
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