“多花黑麦草—饲用玉米”饲草生产系统产量品质、土壤养分及细菌多样性动态研究

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在国家大力提倡草牧业、粮改饲以及农业供给侧结构性改革的大背景下,利用冬闲田开展一年生冷季型牧草与玉米、水稻轮作发展草地农业,对推进冬季闲田开发利用、解决粮饲平衡、加快畜牧业发展具有重要意义。本研究采用多花黑麦草(Lolium multiflorum L.)同燕麦(Avena sativa L.)进行混播,作为"多花黑麦草—饲用玉米"饲草生产系统的前作改良部分;利用饲用玉米(Zea mays L.)进行不同播种密度种植试验作为饲草生产系统的后作部分。从累计干物质产量、累计粗蛋白产量和累计可消化干物质产量来评价饲草产量与品质,研究一年生禾禾混播的提质增产效应,并筛选出适用于四川平原地区一年生禾禾混播草地的优势混播组合及饲用玉米适宜种植密度;此外,将前作混播草地及后作饲用玉米草地的土壤养分、酶活性、细菌菌落结构及功能等方面进行关联分析,并结合系统饲草总产量,来研究"多花黑麦草—饲用玉米"饲草生产系统的生产力与细菌群落动态之间的相互关系。主要结果如下:1、多花黑麦草+燕麦混播草地最适播量综合多花黑麦草+燕麦混播草地的田间生产性状、资源互补效应和牧草营养品质等指标,混播组合M1(多花黑麦草22.5 kg/hm~2+燕麦37.5 kg/hm~2)群落组成合理、资源有效性较高,饲喂价值较好,其累计干物质产量达19445.30 kg/hm~2,累计粗蛋白产量达2814.04 kg/hm~2,累计可消化干物质产量达13135.30 kg/hm~2,为四川农区多花黑麦草人工草地最佳燕麦混播组合。2、最佳前作处理及后作种植密度(1)综合各处理的饲用玉米产量及品质发现种植密度78400株/hm~2的饲用玉米生产性能优于种植密度60600株/hm~2,且在种植密度78400株/hm~2下处理Y0(燕麦150.0 kg/hm~2)最优,M1次之。(2)饲用玉米各部分及整株的产量与品质差别较大,其中籽粒利用价值最高、穗轴最差。干物质产量、可消化干物质产量由高到低分别为籽粒>茎秆>叶片>苞叶>穗轴;粗蛋白产量依次为籽粒>叶片>茎秆>苞叶>穗轴。(3)"多花黑麦草—饲用玉米"饲草生产系统总产量表现最优的轮作组合为前作多花黑麦草22.5 kg/hm~2+燕麦37.5 kg/hm~2,后作饲用玉米种植密度78400株/hm~2,该组合干草产量为50216.58 kg/hm~2,粗蛋白产量为5046.24 kg/hm~2,可消化干物质产量为35422.61 kg/hm~2,为四川丘陵和平原地区"多花黑麦草—饲用玉米"饲草生产系统最佳种植组合。3、“多花黑麦草—饲用玉米”饲草生产系统土壤养分及细菌群落动态特征(1)"多花黑麦草—饲用玉米"饲草生产系统的土壤细菌平均相对丰度表现为:在门水平上,变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、绿弯菌门较高;在目水平上,未分类γ-变形菌纲、未分类酸杆菌纲、粘球菌目、根瘤菌目、鞘脂单胞菌目相对丰度较高;在属水平上,鞘脂单胞菌属的相对丰富度最高。(2)系统种植前后土壤细菌群落结构及功能差异显著(P<0.05),随种植阶段推进,土壤中变形菌门、酸杆菌门和绿弯菌门的细菌相对丰富度不断升高;根瘤菌目、鞘脂单胞菌目、甲基杆菌属和鞘脂单胞菌属的相对丰富度先升高后降低;而厚壁菌门、拟杆菌目、梭菌目、乳杆菌目和乳杆菌属的相对丰富度则不断下降。不同饲用玉米种植密度下的蓝藻门、念珠藻目、劳尔氏菌属和蓝藻属的相对丰富度差异显著(P<0.05)。(3)各土壤环境因子中土壤速效磷含量和土壤脲酶活性与细菌多样性显著相关(P<0.05);土壤脲酶活性对土壤细菌组成的影响最大且显著(P<0.05)。
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