全 文 ：中国农学通报 第 ! 卷 第 # 期 !$年 %! 月 !#$%%&’()*+,’-./01’-2)34)*3+ 5 3 3 3 6
无芒雀麦单播和与沙打旺带状间作下的
生产力与土壤水分比较研究
徐炳成!山 仑
!中国科学院水利部水土保持研究所!西北农林科技大学 陕西杨凌 #$#%&’ 摘 要田间测定结果表明!无芒雀麦与沙打旺带状间作种植可以显著提高无芒雀麦的生产力!使其 绿期延长!并促进了沙打旺的生长#在水分利用方面!无芒雀麦与沙打旺带状间作能够较好地保蓄浅 层土壤水分和利用土壤深层水分!有利于土壤水分的利用和循环# 关键词无芒雀麦$沙打旺$带状间作$土壤水分$生产力 !#$%&%’()* +’,-. / ’0* 1&2,3’4)4’. %/2 +45 647’,&8 9 :&;8 <&%77 =!#$%& ’()$’&>
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!!!!!!在黄土高原半干旱地区! 建立稳定高产的人工草
地具有提高土地生产力和改善生态环境的双重作用#
采用豆禾牧草混播是提高人工草地生产力% 资源利用
效率% 草地的产量和质量以及延长草地使用年限的一
项行之有效的措施L%MNO# 目前!世界上在建立栽培型人
工草地时! 都十分重视多年生豆科牧草与多年生禾本
科牧草的混播!其中带状间作D/B>)F P*B.>,>;FF)*+8一般
由一种豆科植物和一种非豆科植物组成! 由于非豆科
植物能够利用豆科植物根系固定的部分氮#因此!不论
从维持草地生产力或土壤健康的角度考虑! 豆科牧草
与禾本科牧草间作或混播是雨养农业区农业生产中较
为广泛应用的一项栽培措施L$O# 沙打旺D@#$0CAC+&# C-#&0A/#8是一种优等的豆科饲
草植物!由于适应性强%产草量高!在黄土高原地区已
有多年的种植利用历史#在黄土丘陵半干旱地区!由于
生产力高!根系分布较深!耗水量大!沙打旺在单一种
植下通常容易导致深层土壤水分含量过低! 并造成在
有限的降雨条件下短时间内土壤水分难以恢复和补
偿! 对其本身和衰败后其它后续植物的良好生长产生
影响LQM7O# 无芒雀麦DE0(7&# %/07%#8为禾本科雀麦属多
年生草本植物!在我国西北%华北和东北地区均有野生
分布!是一种优良的栽培型饲草植物!在黄土丘陵半干
旱区山地条件D包括梯田与坡地8下的生产力较差LRO#
笔者通过比较山地梯田沙打旺与无芒雀麦带状间作混
播草地和单播无芒雀麦草地的生产力和土壤水分季节
变化特征! 探讨与沙打旺间作下无芒雀麦的生产性能
表现! 以期为该地区人工草地建设中牧草植物合理布
局以及无芒雀麦的合理利用提供依据与参考#
K 研究地区自然概况
试验地位于陕西延安安塞县中国科学院安塞水土
保持综合试验站试验场内 7 地理位置为 89:;8:<
=>?@!>ABC8D>9?E!海拔高度 89AFG8>9:H# 气候属
暖温带半干旱气候!年平均温度 F)FI!最冷月一月平
均温度 JA):K! 最热月七月平均温度 ==)AL! 全年!
基金项目黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室基金和中国科学院水利部水土保持研究所领域前沿项目#第一作者简介徐炳成!男!8:M> 年出
生!博士!安徽肥东人# @JN-,2$OP*Q0R8A>)*/N!(*Q0RNS),ST*)-*)*’# 收稿日期=99UJ9AJ9>!修回日期$=99UJ9AJ=U#
土壤肥料科学 ()*& &
!#$%&%’()*#+,-.,*/-’0+#%$+%’1,--%.#$’23-45678349’566:’;%+%<=%* ..>?@@A$.=4+#$/B3,*$/-4$%.4+$
7C 7 7 7 7 7
D6E积温 FDDFGHI!无霜期 DJHK!多年平均年降雨量
JFL4L<占全年降雨量的 PJQNHJQ!而 LNH月降雨量所占比例
约为 96QNP6Q!一般为该区的雨季 主要土壤类型为
黄绵土!约占总面积的 LL4DQ植被区划上属森林草原
区!灌木呈零星分布!天然植被已遭全部破坏!形成以
中旱生草本植物群落占绝对优势的植被! 多数荒坡为
退化草地
! 试验材料与研究方法
试验地位于山地梯田!海拔高度 D556为 RD6HSDPTJPU!8F9VJDW5L4JX!无地表来水和
灌溉无芒雀麦与沙打旺间作方式为 5行无芒雀麦 Y5
行沙打旺!行距 :6+穴播!丛距 :6+<#单播无芒雀麦为条播!行距 :6+<均
于 DHH9年雨季期间播种!东西走向
土壤含水量$采用土钻取样!烘干法测定!生长期 间测定深度为 566+生长期始末测定深度为 F66+<!<br其中 566+<以上每 D6+<取样一次! 以下每 56Z+< 取 样一次 地上生物量$采用刈割法实测!每次随机选择 F[:
个样草带!每个草带中刈割 D重植株现存茎叶及枯落物量!LJ\下分别烘干至恒重!
同时测定群落高度与盖度
结果与分析
!# $%&’($%%$年降雨量月分配特征 试验期间 566D 年和 5665 年降雨量分别为 JDJ45<< 和 J:D4D<两<br年均为平水年 其中 566D年 :ND6月和 LNH月降雨量 分 别 占 全 年 的 HF46Q和 9P4DJQ !5665 年 分 别 为 H:4DPQ和 :64PHQ!5665 年 LNH 月期间降雨较常年偏 少约 F6Q !)$ 无芒雀麦单播及与沙打旺间作生产力 不论是单
播或与沙打旺带状间作! 无芒雀麦的生产力季节累积
形成均具有两个峰值!分别在 P月和 D6月份]表 D^各
月份单播无芒雀麦单位面积生产力均显著低于与沙打
旺带状间作下的无芒雀麦!尤其是在生长后期!单播无
芒雀麦生产力平均为与沙打旺间作的 F6Q不到 在枯
落物的比例上! 单播无芒雀麦在第一个高峰形成后就
大量以枯落物形式存在!并随着生长的进行!由于缺乏
覆盖和阻挡而大量随风移失 而间作下的无芒雀麦在
前期枯落物较少!表明其绿期得以延长!同时枯落物保
留程度较高
图 # ! $$#%!$$ ! 年各月降雨量
表 # 两种播种方式下无芒雀麦的生产力月动态 !#$%&’(!’))’ 年( *现存生物量干重表示绿色部分与枯落物干重之和!** 间作生产力假设全部为无芒雀麦计算
  7 8 9 10    162.27 2324.80 979.20 1244  63.27 1086.16 306.00 354.4 () 59.53 1328.77 332.00 545.8 * 122.80 2414.92 638.00 900.20   **  647.63 7928.50 2988.33 9166.88  229.16 2893.47 1028.33 2906.88 () 151.78 174.00 1668.33 1503.75 * 380.94 3067.47 2696.67 4410.63 ZZZZZZZZ对于间作下沙打旺来说!虽然已是 P年生!但沙打 旺长势很好!单丛生物量仍较高]表 5^ 并能够较好分 配生殖部分生产力!在 5665年 D6月测定中!沙打旺籽 穗部分分别占全部现存生物量鲜重和干重的 F6Q和 F9Q按照全部间作生产力计算!无芒雀麦与沙打旺间 作 下 的 单 位 面 积 生 物 量 鲜 重 和 干 重 分 别 在
 7
8
9
10
 284.74 734.49 1036.20 1574.35  94.50 294.60 378.79 637.35 () 3.76 9.27 13.28 138.2 表 ! 间作沙打旺单丛生物量月动态 +,$丛(!’))’年(
土壤肥料科学’*%%
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788889:%+;7和 <888=9:%+;7以上!
!! 无芒雀麦单播及与沙打旺间作下土壤水分变化特
点 从无芒雀麦与沙打旺间作下的土壤水分垂直分布
与季节变化可以看出>图 7?其土壤水分含量一般在第
一个生长旺季的 <月份最低 由于无芒雀麦有两个生
产力形成高峰期@ABCC月的土壤水分也较低!从整个剖
面土壤水分的平均含量来看 其平均值均在 D)8E以
上! 同时可以看出 其水分利用的深度已经明显超过
7F 土层但能够在雨季和休闲期得到补偿尤其是向
深层土壤 如从 788C年的 C8月到 CC 月份和 7887年
的 CC月份到 788G年的 G月份!受试验条件的限制没
有种植相同年限单播沙打旺草地的土壤水分! 但根据
已测定的山地梯田 7 年生沙打旺土壤水分来看7F
土层多数月份的含水量在 H)8I左右雨季土壤水分补
偿基本在表层 J8=*F 以内J8=*F 以下土壤仍然逐渐
下降! 已有的对不同生长年限坡地与梯田单播沙打旺
土壤水分研究结果也表明 雨季水分恢复主要在
D8K<8*F土层之间但恢复量很小最多达到土壤田间
持水量的 JDI土壤深层的水分仍然处于继续降低状
态@HB!
单播无芒雀麦草地的各月土壤平均含水量比与沙
打旺间作高>图 7?其水分变化基本是全剖面的即在
旱季水分全剖面降低在雨季又全部补偿显示出如同
无覆盖条件下裸地的水分变化特征! 这导致其土壤水
分变化明显快于与沙打旺间作草地尤其是表层土壤!
如从 7887年 L月至 CC月 无芒雀麦与沙打旺间作下
CF 和 7F 土层土壤水分含量分别减少 7)8GI和
7)J在表层土壤水分保持方面 单播无芒雀麦也要差于间
作条件下如 788C 年 < 月 7H 日至 C8 月初安塞降雨
近 CD8=FF 间作草地 CF 土层平均含水量增加
H)AGI而单播无芒雀麦仅增加 G)LCI!
! 讨论
在黄土高原半干旱地区 单一种植高产豆科牧草
往往会导致土壤水分的过多消耗 产生生产力的提高
和生态环境良性发展的失衡@C8B!本研究结果初步表明
采用无芒雀麦与沙打旺带状间作种植 可以显著提高
无芒雀麦的生产力使其绿期延长草质改善也并不
会如单播沙打旺草地那样导致土壤水分的过多过快消
耗和短时间难以恢复 间作起到了降低沙打旺种植密
度的作用@DMC8B! 同时二者合理的搭配有利于草地内部
的通风 将不会产生单一高密度和高产种植无芒雀麦
下的草地通气性差导致土壤理化性质恶化等 @AB大量
枯落物的保留对于保蓄水分和改良土壤状况也具有良
好作用!因此沙打旺与无芒雀麦带状间作种植是黄土
丘陵半干旱区尤其是在山地下进行人工草地建设中值
得提倡的栽培种植方式!
图 无芒雀麦单播和沙打旺#无芒雀麦间作土壤水分垂直含量季节变化
#下转第 $%$页$土壤肥料科学 #$#% &
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试验还得出!杂交组合的产量水平普遍要高而且#
在高肥条件下氮肥农学利用率也较高$在不同的产 量目标下 # 可选择不同的品种 # 以达到目标$ 如
7)89%+:;产量目标下#可选择协优 <=><%协优 98#并
且按89?@%+A;施用氮肥 而在 8)9%+A;产量目标下#
可选择协优 B=><#并且按 ;;9?@%C+A;施用氮肥$而无 论在何产量目标下#以选择协优 <=>< 风险最小$因为
它的平均氮肥农学利用率较高# 而且在任何氮肥水
平下#它的产量均较高$多产稻和汕优 7D 是较耐低肥 的品种$ 因此#通过筛选和培育氮肥农学利用率高的
品种#来减少氮肥使用量是完全有可能的$从改善米 质来讲#ED 的施肥量较为有利$
参考文献
>CCCC李荣刚F云忠)江苏省武进市高产水稻田氮素渗漏损失研究)农村生态
环境G;===G>7HDI$>;CCCC符建荣)控释氮肥对水稻的增产效应及提高肥料利用率的研究)植物
营养与肥料学报G;==>G8H;I$>K9J>9;C DCCCC郑圣先G聂军)控释肥料提高氮素利用率的作用及对水稻效应的研究) CCCCCC植物营养与肥料学报);==>G8H>I$>>J>7
KCCCC L1/-M(4’C NO PG CQ4-C RC ? G C S-01464TC PCU) CV4-T014:43C WXC 3,1W@43C
CCCCCC 0,6,&-,W3C 4XX,*,43*YC ,3C 1,*4C @43WY#4T) C Z@1W3C [G C >
9CCCCQ4CQ--CRC?GCL1W-M(43CNCP)CE,1W@43\0T4C4XX,*,43*YCWXC;KC1,*4C@43WCCCCCCY54TCW3CE\M4X,*,43CTW,6)CN,46MC]1W5TC^4T4-1*+GO><<=G;D$B>J<; 7OOOO方萍G陶勤南G吴平)水稻吸氮能力与氮素利用率的 _‘ST 及其基因效 应分析)植物营养与肥料学报G;==>G8H;I$>979
8OOO张云桥G吴荣生G蒋宁)水稻的氮肥利用效率与品种类型的关系)植物生
理学通讯G>BOOOO a+/3@O aO bG O c/0’@O dO 6O ]G O ePPO [O ? ) O ^46-,/’T+,5O (4f443O g4’4,*O
OOOOOOQ,T-’*4O-:/’@Ob-14’TO-’MOe441/T,TON>TO0’M41OE\X41,6,&4MO*/’M,,/’T
OOOOOO,’O1,*4)O?/14-’O[)OL144M)GO;===GD;HDI$;9DJ;9<
报G;==DG>>=OO董明辉G张洪程G戴其根)不同粳稻品种氮素吸收利用特点的研究)扬
州大学学报G;==;GHKI$KDJK7 参考文献 >OOOO张俊秀)禾本科牧草与豆科牧草混播的四大优越性 )中国牧业通讯G OOOOOO;===GHDI$D>
;OOOO宝音G陶格涛)无芒雀麦与苜蓿混播试验)草地学报G;===GI$8DJ88 DOOOO韩永伟G韩建国 G张蕴薇 )农牧交错带退耕还草对土壤物理性状的影 响)草地学报G;==;G>=H;I$>==J>=9
KOOOOS4/T,’@G OgOOhGON1-’*,TO]OZ)OR1,5O ,’41*1/55,’@O4XX4*TO/’OY,46MO-’MO
OOOOOOY,46MO*/:5/’4’TO*/1’GO@1-,’OT/1@+0:O-’MOT/Y(4-’)OZ@1/’)O[)GO><<$OOOOOOB=8JB>D 9OOOO梁一民G李代琼G从心海)吴旗沙打旺草地土壤水分及生产力特征的研 究)水土保持通报G><<=G>=H7I$>>DJ>>B
7OOOO吴学栋G董俊G乔小林)陇东半干旱丘陵区沙打旺土壤水分动态特征及
净初级生产力研究)水土保持通报G><<=G>=H7I$>>;DG>=D
8OOOO曹云G杨%G李国强)皇甫川流域人工植被沙打旺水分状况研究)内蒙
古大学学报H自然科学版IG;==;GDDOHKI$KDBOOOO李代琼G黄瑾G刘国彬G等)安塞黄土丘陵区优良草种引种试验研究)土
壤侵蚀与水土保持学报G><<>7J>;K
<<8G>K
OOOOOOHDI$;>J;K >=OO李玉山)苜蓿生产力动态及其水分生态环境效应 )土壤学报G;==;GD< OOOOOOHDI$K=KJK>>
土壤肥料科学
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&上接第 !#$页’ 佳#驻马店以 >9=O?@%+:;为佳$
!# 试验前后土壤钾素含量变化 通过对试验前后
土壤速效钾与缓效钾的含量比较H表 7I表明#H>I土壤
速效钾$试后不同处理相比#两点都是 Eb 处理最低#
分别比其它 K 个处理低 D)K)8j郑
州点仅 bk; 处理比试前增加#其它处理均有所降低#
以 Eb 处理降低最多#达 9);CA@%?@驻马店点除 Eb
处理降低外#其它 K 个处理均比试前增加$H;I土壤缓 效钾$ 试后不同处理相比#规律与土壤速效钾基本一
致#仍以 Eb 处理最低与试前相比#两个点所有处理
均降低#特别是 Eb 处理降低最多#而 bk; 处理降低
最少#说明增施钾肥有利于维持土壤钾素的平衡$% 小结 D)>CC玉米采取氮%磷%钾配施的方法#是夺取玉米高产 的有效措施$ 氮%钾化肥对玉米产量的影响程度为!
Elk$D);CC在施氮磷基础上#随钾肥用量的增加#玉米产量 和产值逐渐增加#但钾的利用率下降郑州点随着钾 用量的增加#产投比和公斤钾的增产量下降#而驻马 店点的产投比和公斤钾的增产量以 Ebk; 处理最 高# 郑州钾的适宜用量为 >>;)9C?@%+:;G# 驻马店以 >9=C?@%+:;为佳$
D)DCC土壤钾素的盈余随钾肥用量增加而呈上升趋势#
特别是对保持土壤速效钾的平衡作用明显$参考文献 >CCCC刘枫G王允青G刘英)淮北砂姜黑土地区小麦施钾效应研究)土壤肥料G CCCCCC;==DGHKI$>BJ;D
;CCCC郭中义G孟祥峰G张明G等)施用氮磷钾肥对夏玉米产量和品质的影响)
CCCCCC土壤肥料G;==KGH>I$;9J;7$%$( (