全 文 ：施肥对无芒雀麦+杂花苜蓿混播草地组分种产量的影响
张永亮1 , 2 ,郑春芳1 ,胡自治2
(1.内蒙古民族大学 农学院 ,内蒙古 通辽　028042 ,
2.甘肃农业大学 草业学院 ,甘肃 兰州　730070)
　　摘要:探讨了科尔沁沙地 Carton无芒雀麦+草原 2号杂花苜蓿混播草地建植时 ,基肥中 N , P 和 K
配比对当年草地群落组分种产量及总产量的影响。结果表明 ,N , P 和 K合理配比均有利于杂花苜蓿和
无芒雀麦早期生长。在施肥效应中 ,杂花苜蓿与 P 肥效应最显著 ,无芒雀麦与 N 肥效应最显著 。高 K
组合(K2O 180 kg/hm2 、P2O5572 kg/hm2 、 、N 90 kg/hm2)可显著提高无芒雀麦产量及其在草群中的比例
(P <0.01),而高 K 组合与高 N 组合(N 135 kg/hm2 、K2O 120 kg/hm2 、P2O572 kg/hm2 、)显著降低了杂
花苜蓿头茬草的产量(P<0.05)。基肥中N 对2茬草产量影响已不显著 ,P 肥仍有利于2茬草中苜蓿生
长 ,但产量差异不显著 ,只有高 K 组合对无芒雀麦产量影响仍然显著(P <0.01)。在混播草地中 ,播种
时适宜的施肥量为纯 N 90 kg/hm2 , K2O 120 kg/hm2和 P2O572 kg/hm2、。
　　关键词:科尔沁地区;Carton无芒雀麦;草原 2号杂花苜蓿;混播草地 、施肥 ,种间竞争
　　中图分类号:S 147.22　　文献标识码:A　　文章编号:1009-5500(2004)04-0033-06
建立豆科+禾本科混播草地是提高长期草地生产
力的基本方法 ,也是当前科尔沁地区解决草畜矛盾 ,发
展可持续畜牧业的重要措施之一。而保持禾豆混播草
地持续高产和群落稳定是草地管理的技术关键 。许多
研究证明 ,合理施肥可提高草地产草量 。在禾豆混播
草地中 ,豆科牧草对 P 、K 肥较敏感 ,而对 N 肥不敏
感[ 1 ～ 4 〗。禾本科草对 N 肥较敏感[ 3 ～ 5] ,而施 K肥不
能明显提高禾草产量[ 5] 。有的试验表明播种时随底肥
施入 N肥有助于提高紫花苜蓿的产量[ 6] ,而有的试验
结果却相反[ 7] 。杨恒山等试验表明播种时随底肥施入
P 、K对紫花苜蓿当年产量影响显著[ 8] 。对于禾本科+
豆科混播草地来说 ,如何合理调控混播草地的 N 、P 、K
素营养比例 ,保持混播草地群落稳定性和产量可持续
性 ,仍然是草地管理研究的热点课题。在草地建植时 ,
基肥中 N 、P 、K肥配比对禾本科+豆科混播草地群落
构成 、种间竞争以及组分种生产力的影响研究报道甚
少[ 3] 。本试验旨在探讨基肥中不同N 、P 、K素营养水
　　收稿日期:2004-02-23
　　基金项目:农业部科研项目“营养体农业的研究”(031042)
　　作者简介:张永亮(1959-), 男 , 内蒙古包头市人 , 教授 , 在
读博士 ,从事草原生态方面的教学与科研工作。
平对建植当年禾豆混播草地种间竞争 、组分种生物量
以及草地总产量的影响 ,进而为当地建植和管理禾豆
混播草地提供依据 。
1　材料和方法
1.1　试验地概况
试验地设在内蒙古民族大学农学院试验农场 。该
区属典型的温带大陆性季风气候 ,年均气温6.4 ℃, ≥
10 ℃活动积温 3 184 ℃。无霜期 150 d;年均降水量
399.1 mm ,生长季内(4 ～ 9月)降水量占全年降水量的
89%。2003年降水 296.7 mm ,其中生长季降水量为
250.0 mm ,占全年降水量的84.44%,年平均温度 7.9
℃, ≥10 ℃活动积温3 458.5 ℃。试验地土壤为灰色草
甸土 ,土壤有机质含量15.50 g/kg ,碱解氮 58.45 mg/
kg ,速效磷20.00 mg/kg ,速效钾 123.67 mg/kg ,pH值
8.30 。前茬作物为小麦复种向日葵 。
1.2　试验材料及管理
豆科牧草来自内蒙古农业大学的草原 2号杂花苜
蓿(Medicago varia cv.Caoyuan NO.2 ,以下简称杂花苜
蓿),禾本科草来自加拿大的 Carton 无芒雀麦(Bromus
innermis cv.Carton ,以下简称无芒雀麦)。2003年 5月
33草原与草坪　　季刊　　2004年　　第 4期　　总第 107期
DOI :10.13817/j.cnki.cyycp.2004.04.008
28日播种 ,理论播种量中无芒雀麦占总播种量的 70%,
杂花苜蓿占 30%[ 9] ,其中杂花苜蓿理论播量为 4.5 kg/
hm2(实际播种量 6.7 kg/hm2),无芒雀麦理论播种量为
15 kg/hm2(实际播种量 22.2 kg/hm2),杂花苜蓿种子用
砂纸磨擦处理 。同行混播 ,按小区行数及播种量计算出
各种牧草每行的播种量并分别播种 ,行距30 cm ,每区11
行。试验用肥料为尿素(含 N 45%),粉状过磷酸钙(含
P2O512%),氯化钾(含 K2O 60%)。试验地播种前灌水
1次 ,生长季浇水 3次 ,全年基本不缺水。苗期人工除草
3次 ,生长季随时拔除杂草。
1.3　试验设计
1.3.1　施肥处理　试验设 N 肥(x1)、P 肥(x2)、K 肥
(x3)3个因子 ,采用 3414正交饱和设计[ 10] ,因子水平
编码见表 1。
　　14个施肥处理组合 , 2次重复 ,共计 28个小区 ,
小区面积 2.5 m×3.6 m ,随机区组排列。3种肥料混
合后按行均匀施入 ,深度 2 ～ 3 cm ,施肥后覆土踩实 。
施肥 20 d后播种(因与肥料同行播种的苜蓿出苗率很
低 ,20 d后又重新播种),播种时在相邻 2 个施肥行中
间开沟播种 ,使基肥成为二侧施肥 ,以减小施肥对种子
出苗的影响。
表 1　试验处理编码 g/ hm2
编码 尿素(x1) 过磷酸钙(x2) 氯化钾(x 2)
0 0 0 0
1 10 30 10
2 20 60 20
3 30 90 30
1.3.2　产草量测定　2003年 8月 4 日进行第 1 次刈
割 ,此时杂花苜蓿处于初花期 ,而无芒雀麦处于抽穗初
期。第 2次刈割于 2003 年 10月 2日进行 ,各处理留
茬高度均为 5 cm 。每次刈割时先在各小区中选有代
表性的1 m2 测 2种牧草鲜重 ,然后刈割全部小区 ,测
鲜草总产量 ,取 0.5 kg 鲜草在 65 ～ 70 ℃烘干 ,测干草
重 ,计算干鲜比和干草产量。根据 1 m2 内无芒雀麦与
杂花苜蓿的重量比 ,换算单位面积内无芒雀麦和杂花
苜蓿产量 ,个别小区的禾豆产量直接用 1 m2内所测产
量 ,见表 2。
表 2　不同施肥处理区组分种产量和禾豆总产量统计 g/ m2
处理号 头茬草产量 2 茬草产量无芒雀麦 杂花苜蓿 总产量 禾豆比例 无芒雀麦 杂花苜蓿 总产量 禾豆比例 全年总产量
1 36.14 343.90 380.50 9.50 69.49 377.56 447.05 15.75 827.09
2 52.51 326.75 379.26 13.85 103.32 342.50 446.22 23.15 825.47
3 119.18 404.25 523.45 22.77 67.57 328.36 395.93 17.79 919.36
4 162.68 237.82 400.50 36.11 49.84 373.60 423.44 12.84 824.14
5 165.60 409.90 575.50 31.51 37.96 343.53 381.49 10.02 955.19
6 149.59 480.10 629.69 23.78 35.99 346.14 382.12 9.43 1011.81
7 163.36 496.70 660.06 23.00 77.46 478.09 555.55 13.94 1215.61
8 124.20 491.70 615.90 20.17 29.14 337.03 369.45 8.30 982.06
9 117.68 360.75 478.42 18.73 34.59 268.22 302.81 11.42 780.87
10 207.15 281.47 488.62 42.40 75.82 396.82 472.64 16.04 961.26
11 157.09 366.70 523.79 29.99 58.07 438.57 496.64 10.87 1020.43
12 159.94 277.15 437.09 36.59 50.24 341.60 391.84 13.09 828.93
13 141.68 297.87 439.55 36.37 43.93 437.10 431.02 10.64 870.57
14 112.64 315.90 428.54 26.29 85.53 344.27 429.80 19.82 858.33
F 12.05＊＊ 4.34＊＊ 5.24＊＊ 11.96＊＊ 0.81 1.18 2.35 0.48 3.52＊
LSD0.05 36.30 110.76 113.84 7.33 68.49 134.86 115.65 17.25 172.81
LSD0.01 60.21 183.70 188.80 12.16 113.60 223.66 191.80 28.61 286.36
　　注:表中产量为干重 , 下表同
34 Grassland and Turf　　(Quarterly)　　2004　　No.4　　(Sum　No.107)
2　结果与分析
2.1　基肥对头茬草组分种产量及总产量的影响
从表 2头茬草产量测定结果可看出 ,播种时基肥
中N , P 和 K营养配比对头茬草产量影响较大 ,处理间
无芒雀麦产量 、杂花苜蓿产量以及总产量差异极显著
(P <0.01)。施 N 区无芒雀麦产量均极显著高于对照
区(N ,P 和 K 编码分别为 0 , 0和 0)和不施 N 区(P <
0.01),说明无芒雀麦对 N 肥较敏感。N , P 和 K配比
组合对组分种产量和 2种牧草总产量影响显著 ,其中
第 7组合(N ,P 和 K编码分别为 2 , 3和 2)杂花苜蓿产
量和两种牧草总产量最高 ,分别为 4967.0 kg/hm2和
6 600.6 kg/hm2 , 分别比对照区增产了 44.43%和
73.50%。其次是第 6组合(N ,P 和 K 编码分别为 2 , 2
和 2),杂花苜蓿产量和两种牧草总产量分别为 4 801.
0 kg/hm2和 6 296.9 kg/hm2 ,分别比对照增产39.61%
和 65.49%。在这 2个组合中 ,无芒雀麦产量也较高 ,
分别比对照增产 3.52 倍和 3.14 倍。试验表明 ,施肥
是牧草正常生长的保证 ,合理施用基肥对提高草地总
产量和保持群落稳定性具有重要作用。
2.1.1　N 肥对草地群落组分种产量及总产量的影响
　从表3和图1中可以看出 ,在相同P 、K水平下(P 60
g/m2 ,K 20 g/m2),N 肥对无芒雀麦产量影响极显著
(P <0.01),施N区无芒雀麦产量均显著高于不施N
表 3　不同 N 肥处理区组分种产量及总产量 g/m2
处理
水平
处理
区号
平均产量
无芒雀麦 杂花苜蓿
禾豆
总产量 禾草比例/ %
0 2 52.51aA 326.75aA 379.26aA 13.85aA
1 3 119.18bB 404.25abAB 523.43bB 22.77bAB
2 6 149.59cCB 480.10bB 629.69cCB 23.78cbAB
3 11 157.09cC 366.7acAB 523.79bdB 29.99cB
F 47.10＊＊ 5.08 20.28＊＊ 8.67＊
LSD0.05 20.27 80.41 63.39 6.24
LSD0.01 33.63 133.36 105.15 10.35
　　注:表 3 , 4 和 5 中 , 同列中相同字母均表示差异不显著
(P >0.05), 不同小写字母表示差异显著(P<0.05), 不同大写
字母表示差异极显著(P<0.01)
小区(P<0.05),其中高 N 区(N 编码为 3)无芒雀麦
产量是对照区(N 编码为 0)的 2.99倍 ,N 肥对无芒雀
麦产量增长效应曲线为 y =k/(1+be-at)。N 肥可提
高混播草群中无芒雀麦的比例 ,高 N 区无芒雀麦比例
与对照区差异极显著(P <0.01),比对照区高 1.17
倍。在一定的 N 水平下 ,杂花苜蓿产量随施 N 量增加
而增加 ,不施 N和高 N 均不利于杂花苜蓿生长。不施
N区与高 N 区的杂花苜蓿产量均显著低于中等 N 水
平区(P <0.05),产量分别降低 30.92%和 46.93%,
而不施 N区与高 N 区产量差异不显著(P >0.05)。N
肥可显著提高混播草地头茬牧草总产量(图 2),但高
N小区产量低于中等 N 小区(P <0.05),产量降低
20.22%。试验结果表明 ,播种时施适量的 N 肥对无
芒雀麦和杂花苜蓿生长均是有利的 ,尤其是可提高无
芒雀麦的竞争力 ,但高 N 对杂花苜蓿生长不利 。因为
施用高比率的 N 可减少根系的产量并抑制根瘤的形
成 ,从而改变根系的形态发育 ,使其侧根和毛细根增
多 ,施低水平的 N 则能促进根瘤的形成 ,增加其固 N
能力[ 11] ,并能促进光合作用[ 12] 。
2.1.2　 P 肥对草地群落组分种产量及总产量的影响
　从表 4及图 1中可以看出 ,在相同 P 、K 肥水平下(N
肥 20 , K肥 20),P 肥对无芒雀麦产量影响不显著(P>
0.05)。但施 P肥对杂花苜蓿产量有明显影响 ,施 P区
表 4　不同 P肥处理区组分种产量及总产量 g/ m2
处理
水平
处理
区号
平均产量
无芒雀麦 杂花苜蓿
草地
总产量 禾豆比/ %
0 4 162.68aA 237.82aA 400.50aA 36.11aA
1 5 165.60aA 409.90bB 575.50bB 31.51aAB
2 6 149.59aA 480.10bB 629.69bB 23.78bB
3 7 163.36aA 496.70bB 660.06bB 23.00bB
F 0.75 10.53＊ 13.15＊＊ 9.84＊
LSD 0.05 23.28 101.24 88.83 6.85
LSD 0.01 38.61 167.90 147.33 11.36
图 1　头茬草中组分产量与 N , P水平的关系
杂花苜蓿产量极显著地高于不施 P 区(处理 4),平均
比处理 4增产 94.36%,不同 P 肥水平之间杂花苜蓿
产量随着 P 肥的增加而增加 ,但差异不显著。P 肥与
杂花苜蓿产量增长效应曲线为 y =k/(1+be-at)。草
35草原与草坪　　季刊　　2004年　　第 4期　　总第 107期
地无芒雀麦比例随着 P肥的增加而下降 ,
图 2　头茬草中牧草总产量与 N , P 水平的关系
这是因杂花苜蓿产量增加明显 ,而无芒雀麦产量
增长不明显所致 ,不是 P 肥限制了无芒雀麦生长 。草
地总产量随磷水平增加而增加 ,施 P 小区产量显著高
于不施 P小区 ,平均比处理 4增产 55.24%,而不同 P
肥水平之间总产量差异不显著 ,其变化趋势与杂花苜
蓿相似。结果表明 ,杂花苜蓿对 P 肥较敏感 ,播种时施
适量的 P肥可促进杂花苜蓿生长发育 ,有利于提高它
的组分产量和草地总产量 。
2.1.3　K 肥对草地群落组分种产量及总产量影响　
从表 5可以看出 ,在相同N 、P 水平下(N 20 g/m2 ,P 60
g/m2),无芒雀麦产量和草群中的比例随 K 水平增加
而增加 ,高 K 区(K 30 g/m2)产量及无芒雀麦比例
均极显著高于其他处理区(P<0.01),无芒雀麦产量
表 5　不同 K肥处理区组分种产量及总产量 g/m2
处理
水平
处理
区号
平均产量
无芒雀麦 杂花苜蓿
地
总产量 禾豆比/ %
0 8 124.2aA 491.7aA 615.9aA 20.17abAB
1 9 117.68aA 360.75aA 478.42aA 18.73aAB
2 6 149.59aAB 480.10aA 629.69aA 23.78bB
3 10 207.15bB 281.47bA 488.62aA 42.40cC
F 8.86＊ 3.18 1.62 34.43＊＊
LSD0.05 37.99 156.52 175.97 4.42
LSD0.01 63.01 259.59 291.85 7.33
比0水平 K区(处理 8)增产 66.79%,中等水平 K 区
无芒雀麦产量比处理 8增产 20.44%,这说明 K 肥有
利于无芒雀麦生长 。高 K 区无芒雀麦干鲜比也大于
其他处理区 ,高 K 区无芒雀麦干鲜比为 0.202 ,其他区
无芒雀麦干鲜比为 0.170 ～ 0.180。在本试验中 ,高 K
区杂花苜蓿产量较低 ,与其他处理之间产量差异显著 ,
比中等 K区(K 20 g/m2)减产 41.37%。这说明高 K
不利于播种当年杂花苜蓿地上部分生长 ,与杨恒山
等[ 8]对单播苜蓿草地的施肥试验研究结果类似。其他
不同 K 水平之间杂花苜蓿产量差异不显著(P >
0.05),这可能与试验土壤含 K 较高有关 。K 肥对草
地总产量的影响与对杂花苜蓿的影响相似 ,高 K 降低
了草地总产量 , 比中等 K 区(K 20 g/m2)减产 22.
40%,但不同 K水平之间总产量差异不显著。这一结
果表明 ,播种时施适量的 K 肥对无芒雀麦和杂花苜蓿
均有利 ,可提高混播草群中无芒雀麦的竞争力 ,增加无
芒雀麦比例 ,有利于提高混播草地的稳定性 ,但高 K
会影响播种当年杂花苜蓿地上部分的生长和产草量。
2.2　基肥对第二茬草产量的影响
第二茬草测定结果见表 2 。在第二茬草中 ,施肥
处理对无芒雀麦产量 、杂花苜蓿产量 、草地总产量以及
无芒雀麦比例的群体影响不显著(P >0.05)。高 P 和
高 K小区的无芒雀麦产量仍然较高 ,但处理间差异不
显著 。高 P 小区杂花苜蓿产量最高 ,这说明 P 肥对杂
花苜蓿的后期生长仍然有利 ,而 N肥和 K 肥的作用已
不明显。
2.2.1　N , P和 K 不同水平对第二茬草产量的影响　
从图 3 ,图 4中可看出 ,在相同 P 、K 水平下 ,不同 N 肥
图 3　不同施肥水平对二茬草中无芒雀麦产量的影响
图 4 不同施肥水平对二茬草中杂花苜蓿产量的影响
水平处理之间无芒雀麦产量 、杂花苜蓿产量差异均不
显著(P>0.05)。而高 N区草地总产量显著高于其他
36 Grassland and Turf　　(Quarterly)　　2004　　No.4　　(Sum　No.107)
处理区(P<0.05)。在相同 N ,K 水平下 ,不同 P 肥水
平之间无芒雀麦产量差异不显著。而高 P 区杂花苜蓿
产量 、草地总产量明显高于其他处理小区(P <0.05),
分别比 0水平 P 区(处理 4)增产 27.97%和 31.20%。
在相同 N 、P 水平下 ,高 K 处理小区禾草产量较高 ,比
0水平 K区增产 2.60倍 ,与其他处理之间产量差异极
显著(P <0.01),而其余处理之间无芒雀麦产量差异
不显著 。不同 K 肥处理之间杂花苜蓿产量和草地总
产量差异不显著 。从表 2中还可看出 , 0 水平 N 和低
水平 N 区(处理 3 、14)第二茬无芒雀麦产量高于中等
N 区(处理 6)和高 N 区(处理 11),这可能是因为在第
一次刈割时 ,低 N 与不施 N 区无芒雀麦生长较弱 ,多
数植株仍处于分蘖期或拔节期 ,刈后再生能力强于处
于抽穗初期的中 N 与高 N 区无芒雀麦 ,因此 ,第二茬
草中无芒雀麦产量高于其他区 。总的来说 ,施肥对第
二茬草产量影响小于第一茬草 ,第二茬草中无芒雀麦
产量显著低于第一茬草。本试验在第二茬草中无芒雀
麦的区组间产量差异较大 ,导致误差平方和增大 ,使处
理间无芒雀麦产量差异不显著 。
2.3　施肥对混播草地全年产草量的影响
施肥处理间全年混播草地总产量差异显著(P <
0.05)。高 P 、N 区全年草地总产量显著高于低 P 、N
区 ,总产量较高的处理组合是第 6 ,7和 11组合 。通过
综合分析 ,较适宜的处理组合是第 6组合(尿素 200
kg/hm2 ,过磷酸钙 600 kg/hm2 ,氯化钾200 kg/hm2),
全年干草产量可达到 10 118.1 kg/hm2 ,比对照增产
1 847.2 kg/hm 2 ,其中无芒雀麦增产75.69 %,杂花苜
蓿增产 35.26 %。
3　结论
建立 Carton无芒雀麦+杂花苜蓿混播草地时 ,基
肥中 N ,P 和 K配比对草地组分种产量影响显著 ,说明
施肥影响混播草地群落种间竞争和稳定性。
N , P 和K 肥均对牧草生长有影响 ,适量的N ,P 和
K配比有利于无芒雀麦和杂花苜蓿生长 ,其中 ,N 肥和
K肥对无芒雀麦的生长更为有利 , P 肥更有利于杂花
苜蓿的生长。
基肥中 N 肥对牧草前期生长影响较大 ,对后期生
长影响不显著。P 肥和 K 肥的效应可持续整个生长
季 ,在第二茬草产量中高 P 、K区施肥效应仍然显著 。
在建立无芒雀麦+杂花苜蓿混播草地时 ,基肥中
N ,P 和 K 肥适宜施用量为纯 N 90 kg/hm2 , P2O5 72
kg/hm2 ,K2O 120 kg/hm2 。该施肥处理比对照增产
1 847.2 kg/hm2 ,其中无芒雀麦增产 75.69 %,杂花苜
蓿增产 35.26 %。
基肥中尿素和氯化钾施量超过 300 kg/hm2时 ,对
杂花苜蓿早期生长不利 。第一次刈割后 ,追施 N ,P 和
K肥对草地组分种产量及种间竞争力的影响以及施肥
与刈割时期的交互效应对组分种产量及种间竞争的影
响有等进一步研究 。
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37草原与草坪　　季刊　　2004年　　第 4期　　总第 107期
Effect of fertilization on the yield of individual species
of perennial grass/legume mixed grassland community
ZHANG Yong-liang1 , HU Zi-zhi2 , ZHEN Chun-fang1
(1.Agricul tural Col lege , Inner Mongolia University For Nationalit ies , Tongl iao 028042 , China
2.College of Grassland Science , Gansu Agricul tural Universi ty , Lanzhou 730070 , China)
　　Abstract:The effects of N , P and K fertilizers on the yield of individual species of one-year old perennial g rass/
legume mixed g rassland communi ty under dif ferent application rates w ere studied in Inner M ongolia.The results indi-
cated that the proper fertilization could improve the seedling g row th of Bromus inermis and Medicago varia Martin .
cv.Caoyuan NO.2.The impact of P fertilizer on Medicago was the most signif icant and meanwhile N fertilizer on
Bromus inermis.High-level K fertilizat ion(K2O 180 kg/hm2 , P2O5 572 kg/hm2 , N 90 kg/hm2)could significantly
increase the yield of grass.High-level K and N fertilization(N 135 kg/hm2 ,K2O 120 kg/hm 2 , P2O5 72 kg/hm2)sig-
nif icantly reduced the first clipping yield of Medicago (P <0.05).Effect of N in the base fertilizer w as not remark-
able to the second clipping yield.However , P fertilizer w as still beneficial to the regrow th of Medicago , although its
effect w as not significant.The proper application rate should be N 90 kg/hm2 , K2O 120 kg/hm2 , P2O5 72 kg/hm2.
　　Key words:Kerqin area;mixture g rassland;fertilizat ion;inter-species competit ion
(上接 32页)
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Probe into causes of grassland desertification
WANG Yan , YANG Jian-hong
(Southwest Agriculture Universi ty , Resources and Environment College , Sicuan Beibei 400716 , China)
　　Abstract:The factors af fecting g rassland desert if ication were discussed and the nature facto r chief ly consists of
drought , strong w ind , and uncovered g round surface.The human factors chief ly consists of overgrazing , blindly
reclamation of g rassland , collect the firewood and medicines f rom grassland and improper industry const ruction.
　　Key word:g rassland , desertification , causes , problem
38 Grassland and Turf　　(Quarterly)　　2004　　No.4　　(Sum　No.107)