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紫花苜蓿和无芒雀麦混播草地适宜刈割高度研究



全 文 :*通讯作者,E-mail:wangjg8580@163.com
收稿日期:2013-09-03;修回日期:2013-10-15
基金项目:科技部“十二五”国家科技支撑计划项目“牧区及农牧
交错区奶牛健康养殖技术集成及产业化示范”(2012BAD12B09)
作者简介:鲁富宽(1969- ),男,内蒙古呼和浩特人,讲师,硕士,
1994年毕业于内蒙古哲里木畜牧学院,主要从事牧草栽培和草坪建
植方面的研究和教学工作,E-mail:lufukuan406@163.com.
文章编号:1673-5021(2014)01-0049-04
紫花苜蓿和无芒雀麦混播草地适宜刈割高度研究
鲁富宽1,王建光2,*
(1.内蒙古农业大学职业技术学院,内蒙古 014109;
2.内蒙古农业大学生态环境学院,内蒙古 呼和浩特 010019)
摘要:混播方式和刈割高度直接影响混播草地的产量和草产品质量,为了确定适宜的混播方式和刈割高度,在
内蒙古农牧业科技园区采用紫花苜蓿单播、无芒雀麦单播、紫花苜蓿与无芒雀麦1∶1混播、紫花苜蓿与无芒雀麦
1∶2混播、紫花苜蓿与无芒雀麦2∶1混播五种播种方式建植草地,以2cm、5cm、8cm、11cm四种刈割高度进行采收。
经过4年的研究表明,在五种播种方式中,紫花苜蓿与无芒雀麦2∶1混播产量最高;在四种刈割高度处理中,以8cm
高度刈割为宜,除播种当年以外,产量最高而且能够保证混播草地可持续利用;紫花苜蓿与无芒雀麦2∶1混播并以
8cm的高度刈割是紫花苜蓿和无芒雀麦混播草地最佳利用模式。
关键词:紫花苜蓿;无芒雀麦;混播比例;刈割高度
中图分类号:S812.4   文献标识码:A
  人工草地是发展高效草食畜牧业的物质基础,
实行牧草产业化是调整产业结构、发展畜牧业的重
中之重,也是生态环境建设、发展生态农业以实现可
持续发展的一项绿色产业[1]。选择产量、营养价值
等综合指标较高的几种牧草混播建植人工草地,是
目前草业工作者研究的主要方向之一。豆科、禾本
科牧草混播具有诸多优点,其一,由于在地上和地下
空间的分布格局具有一定互补性,可充分利用有效
空间;其二,豆科牧草蛋白质和矿物质含量高,禾本
科牧草碳水化合物含量高,二者组合可提高饲草的
品质和适口性;其三,豆科植物根系有固氮能力,禾
本科植物根系生物量大且新陈代谢率高,豆禾混播
可改良土壤,延长草地使用期。刈割是草地利用和
管理的重要手段,刈割高度不仅直接关系到当年收
获数量和品质,也间接影响到以后草地质量的维持
和提高。刈割高度太高不仅减少产量,而且大量枯
死组织混入牧草,影响草产品质量和适口性;刈割高
度太低虽然能够提高本次或当年牧草产量,但是返
青率降低,密度下降,造成草地退化。本试验针对紫
花苜蓿和无芒雀麦混播草地,研究不同刈割高度和
混播组合对人工草地产量的影响,以期为人工草地
的合理利用和持续发展提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地点位于内蒙古自治区包头市土默特右旗萨
拉齐镇的内蒙古农牧业科技园区,地处北纬40°40′、东
经109°51′,海拔1067.2m。属于半干旱中温带大陆性
季风气候,降水少而集中,年均降水量310.6mm,主要
集中在7~8月,占年总降水量的55.3%。年日照时数
3115.5h,年平均相对湿度50%,年蒸发量2265.7mm。
土壤为沙壤土,适合牧草栽培,灌溉系统满足试验要求[2]。
1.2 试验材料
供试材料为紫花苜蓿(Medicago sativa L.)和
无芒雀麦(Bromus inermis Leyss.)。紫花苜蓿的品
种为“金皇后”,来自美国,该品种叶量丰富,草质柔
嫩,粗蛋白质、维生素和矿物质的含量很高,是品质
优良、产草量很高的紫花苜蓿品种。无芒雀麦的品
种为“新雀1号”,来自新疆,该品种具有产量高、品
质佳、生长快、抗旱、耐盐等特点。
1.3 试验设计
牧草的播种方式均采用条播,行距30cm。试验
设2个单播对照和3个混播处理,混播处理采用间
行混播方式,播种比例设置1∶1、2∶1和1∶2等三
种行数比例,播种量以单播播量为标准对应行数比
例(表1);每一播种处理采用2cm、5cm、8cm、11cm
共4个刈割高度采收(处理代号依次为B1、B2、B3、
B4),共计20个处理组合。每个处理组合重复3次,
共60个小区,每小区面积16m2。播种前对土壤进行
—94—
第36卷 第1期
Vol.36 No.1
         
中 国 草 地 学 报
Chinese Journal of Grassland
         
2014年1月
Jan.2014
表1 播种设计
Table 1 Sowing design
处理代号
Processing
code
草种组合
Species
combination
播种方式
Seeding
method
播种量(kg/hm2)
Seed quantity
(kg/hm2)
A1 紫花苜蓿(对照) 条形单播 22.5
A2 无芒雀麦(对照) 条形单播 45.0
A3 紫花苜蓿与无芒雀麦 间行混播1∶1  11.25∶22.5
A4 紫花苜蓿与无芒雀麦 间行混播1∶2  7.50∶30.0
A5 紫花苜蓿与无芒雀麦 间行混播2∶1  15.00∶15.0
深耕、耙地、平整,然后采用随机区组法排列小区,牧
草出苗后根据长势定期进行中耕、灌水和杂草防除。
1.4 鲜草产量测试
无芒雀麦的适宜采收期为孕穗至抽穗初期,紫
花苜蓿的适宜采收期为现蕾至始花期,这两个时期
不可能重合,为了测试数据的一致性和公正性,所有
对照和处理的采收期以混播处理中哪个草种的适宜
采收期先到就以该时期为标准。试验田于2009年
4月27日播种,当年采收1次,以后每年采收3次。
本试验于2009~2012年进行鲜草产量测试。
2 结果与分析
2.1 不同刈割高度对产量的影响
牧草产量是衡量草地生产性能的主要指标[3~4],
而刈割高度是直接影响该指标的因素之一。试验田
所有处理牧草产量经过连续4年测定和统计,结果见
表2。方差分析表明,从2010年开始产量由高到低的
刈割方式依次为8cm、11cm、5cm、2cm,而且四者之间
差异显著。刈割高度太高,每次刈割所获得的牧草青
绿组织相对较少,大量留茬部分在新陈代谢过程中死
亡,这不仅影响牧草的产量,而且由于这些死亡组织
在以后的收获中混入牧草,严重影响草产品的色泽、
营养含量和适口性[5]。从2009年开始,每年春季对
不同刈割高度下所有播种处理残留的死亡组织平均
量进行分析,结果如表3所示。以留茬11cm的高度
刈割,每年浪费的干草平均为1526kg/hm2,折合成青
草约6000kg/hm2,浪费量最大,这也是11cm刈割高
度下所有播种处理产量较低的原因所在;而2cm的高
度刈割正好相反,浪费最少,在2009年的统计中产量
最高。刈割高度太低,虽然当次刈割所获得的牧草青
绿组织相对较多,但太低的留茬影响牧草当年的再生
和来年的返青,这一现象可从不同刈割高度下所有播
种处理历年密度变化得到验证。如图1所示,2009
年所有处理出苗后的平均密度约为82万株/hm2,通
过不同的刈割高度定期进行采收后的平均密度变化
表2 无芒雀麦与紫花苜蓿不同播种方式下的鲜草产量
Table 2 The yield of awnless brome and alfalfa by different
patterns of mixed seeding
组合
Combination
鲜草产量(kg/hm2)The yield of fresh grass(kg/hm2)
2009   2010   2011   2012
A1B1  5875aA  15415efFG  13915fgEF  14090fghEF
A5B1  5800abAB 15570efFG  14580efgDEF  14615efghDEF
A1B2  5745bcB  16935eFG  16680deDE  16555deDE
A3B1  5700cBC  15205efFG  14485efgDEF  14460efghDEF
A1B3  5605dCD 25670aABC  25670bAB  25670bAB
A4B1  5590dCD 15095efFG  13145gF  13080hF
A5B2  5580dCD 16420eFG  15375defgDEF 15325defghDEF
A3B2  5535dDE 15940efFG  16085defDEF  16055defDEF
A1B4  5520dDE 25255abABCD 25255bAB  25255bAB
A5B3  5425eEF  27315aA  27800aA  27855aA
A4B2  5385efF  15705efFG  14975defgDEF 15435defgDEF
A2B1  5335efF  13990fG  13235gF  13285ghF
A3B3  5330fF  23545bcBCDE 24450bB  24505bB
A5B4  5300fFG  26290aAB  26185abAB  26250abAB
A2B2  5190gGH 15335efFG  15275defgDEF 15215defghDEF
A4B3  5175gH  22435cdDE  24290bB  24235bB
A3B4  5165gH  22945cCDE  23940bB  24015bB
A2B3  5005hI  20660dE  20660cC  20660cC
A4B4  4975hI  22110cdE  24130bB  24165bB
A2B4  4935hI  17205eF  17205dD  17205dD
  注:同列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),下同。
Notes:Different lowcase and uppercase in the same column in-
dicates significant different at P<0.05and P<0.01respectively.
The same as below.
表3 不同刈割高度下的死亡组织平均重量
Table 3 The weight changes of the grass dead tissue at
different cutting height
刈割高度(cm)
Cutting height(cm)
死亡组织平均重量(kg/hm2)
The average weight of dead tissue(kg/hm2)
11  1526.0aA
8  1340.3bB
5  1191.6cC
2  768.3dD
图1 不同刈割高度下的密度变化
Fig.1 The density changes of the grass at different
cutting height
—05—
中国草地学报 2014年 第36卷 第1期
很大。以2cm的刈割高度采收的所有处理,牧草的
平均密度逐年降低,第四年降为22万株/hm2;以
5cm的刈割高度采收的所有处理,2010年牧草的平
均密度降到62万株/hm2 左右,并一直维持到2012
年;以8cm和11cm的刈割高度采收的所有处理,
2010年牧草的密度有所提高,达到98万株/hm2 左
右,并一直维持到2012年,而较高的密度是牧草高
产的重要因素[6]。以8cm 的高度刈割在2010~
2012年度中同一播种处理中产量最高,与其他处理
有极显著差异。这是由于该刈割高度一方面有利于
牧草的再生和返青,不会导致牧草密度的大幅下降,
另一方面采收过程中浪费量相对较小,从而保证了
较高的产量,使采收措施与草地密度形成良性平衡
的格局。
2.2 不同播种方式对产量的影响
由无芒雀麦与紫花苜蓿不同播种方式下的鲜草
产量(表2)发现,同一刈割高度下不同混播方式其
牧草产量也存在很大的差异,而且规律明显,产量由
高到低的顺序为紫花苜蓿与无芒雀麦2∶1、紫花苜蓿
与无芒雀麦1∶1、紫花苜蓿与无芒雀麦1∶2。在4
个年度中,除2009年度紫花苜蓿单播对照较无芒雀
麦单播对照和其他混播处理产量高外,以后3个年
度无论以哪种刈割方式采收,紫花苜蓿与无芒雀麦
2∶1混播产量都比两个单播对照和其他两个混播
处理产量高,而且差异显著(P<0.05)。
2.2.1 以紫花苜蓿为优势的混播
当混播草地以紫花苜蓿为优势草种,即紫花苜蓿
与无芒雀麦2∶1进行混播,在相同的刈割高度下采
收,2010~2012年这3个年度其产量都优于两个对照
和其他两个混播处理。播种当年(2009年),豆科、禾
本科的优势互补性未得到发挥,因此所有混播处理的
产量不及紫花苜蓿单播(对照)。不同的刈割高度对
以紫花苜蓿为优势的混播草地影响很大,除播种当年
外,在2010~2012年这3个年度内以8cm刈割高度
采收产量最高,产量最高值为27855kg/hm2。
2.2.2 以无芒雀麦为优势的混播
当混播草地以无芒雀麦为优势草种,即紫花苜蓿
与无芒雀麦1∶2进行混播,在2009~2012年这4个年
度中,在相同的刈割高度下采收,其产量低于紫花苜蓿
单播处理和其他2个混播处理,只比无芒雀麦单播对
照高。同样,不同的刈割高度对以无芒雀麦为优势草
种的草地影响也很大,在4个测试年度内以8cm刈割
高度采收产量最高,产量最高值为24235kg/hm2。
2.2.3 紫花苜蓿和无芒雀麦相当的混播
当草地以紫花苜蓿与无芒雀麦1∶1进行混播,
在相同的刈割高度下,4个测试年度其产量都优于
无芒雀麦单播对照和紫花苜蓿与无芒雀麦1∶2混
播处理,但低于紫花苜蓿单播对照和紫花苜蓿与无
芒雀麦2∶1混播处理。不同的刈割高度对该草地
影响也很大,在4个测试年度内以8cm刈割高度采
收产量最高,产量最高值为24505kg/hm2。
紫花苜蓿与无芒雀麦的三种混播处理的产量排
序表明,紫花苜蓿所占比例大则产量高,反之则产量
低。究其原因,除了适宜采收期的问题以外,豆科、
禾本科牧草混播优势还与其比例有关,加大豆科牧
草比例有助于土壤氮素含量的提高,从而有利于牧
草产量的提高[8~9]。良好的播种方式随年度推移优
势更加明显,到2011年各种处理较2010年产量都
有所提高,2012年与2011年之间变化不明显,说明
在现有环境条件下,牧草群落和管理措施之间已形
成稳定关系。
2.3 不同年度草地产量变化趋势
播种当年即2009年,草地产量主要取决于刈割
高度。由于2cm的刈割高度可获得最多的牧草青
绿组织,采收充分,与其他刈割处理相比优势明显,
产量居于四种处理之首,其余依次为5cm、8cm 和
11cm,四种处理之间存在极显著差异(P<0.01)。
从2010年开始,产量不仅与采收的充分程度有关,
也与牧草的再生、返青和不同草种的亲和性等多种
因素有关。由于刈割高度太低,返青较差,2cm 和
5cm刈割处理在以后几年中表现欠佳。8cm 和
11cm刈割处理不影响牧草的再生、返青,牧草的密
度由生长环境和个体之间的竞争调节,自然达到单
位面积个体数量最佳状态。由于11cm刈割处理存
在一定浪费,影响了最终产量,因此8cm刈割处理
在4年间是四种处理中最理想的处理方式。
3 讨论与小结
3.1 确定混播草地的刈割高度应综合考虑
混播草地建植与管理的目的在于保持草地的高
产和稳产,为畜牧业提供充足的优质牧草产品,这就
要求最大限度地提高草地牧草的净生产量和草产品
品质[9~10]。混播草地是一个生态系统,这个系统中
牧草与环境之间、同种牧草个体之间、不同牧草种群
之间、牧草群落与管理措施之间不断地进行竞争、妥
协和适应。刈割作为一种管理措施,其高度的确定
—15—
鲁富宽 王建光  紫花苜蓿和无芒雀麦混播草地适宜刈割高度研究
不仅要考虑本次刈割的采收量及全年度和以后的持
续利用,还要考虑草产品的品质。本试验的统计和
分析表明,紫花苜蓿与无芒雀麦混播草地以8cm的
刈割高度采收为佳,既可以保证草地整个有效使用
期(从建植到老化无法利用时)的最高产量,同时也
可避免因刈割高度太高而造成大量枯死组织混入草
产品中影响草产品的质量。
3.2 合理配比草种,发挥豆禾混播优势
因为豆禾混播可以改善草地生态系统氮素营养
平衡,促进草地动物蛋白质的形成,提高草地产量和
土壤肥力,所以豆科混播成为许多地区人工草地建
植的首选类型。本试验经过4年的研究表明,紫花
苜蓿与无芒雀麦2∶1混播是所有处理中综合产量
最高的草种配比方案,这说明豆禾混播草地中豆科
所占比例较大产量则较高。
3.3 混播草种的选择要注意草种间的亲和性
本试验在采收过程中发现,当紫花苜蓿进入适
宜刈割期时,无芒雀麦还处于营养生长期,距孕穗至
抽穗初期大约还有15d的时间,还未达到产量最大,
这直接影响试验小区的整体产量。由此说明,紫花
苜蓿与无芒雀麦混播不一定是豆禾混播草地的最佳
组合,应在禾本科牧草中选择产量和品质与无芒雀
麦相当、但营养生长期较短的草种与紫花苜蓿混播,
效果可能会更好。
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(下转第57页)
—25—
中国草地学报 2014年 第36卷 第1期
Study on the Root Growth Characteristics of Medicago falcata L.
JIANG Hui-min,BAOYIN Taogetao
(College of Life Science,Inner Mongolia University,Hohhot 010021,China)
Abstract:The experiment was conducted in the grassland ecology research base of Inner Mongolia U-
niversity.Changes of root morphological characteristics of Medicago falcata L.in different growing sea-
sons were analyzed by CI-600root monitoring system.The results indicated that there was a linear correla-
tion between root surface area and root length.With the increase of root length,root projected area,root
volume and number of root tip were increasing.The roots mainly distributed in the soil layer from 14cm to
28cm,the morphological indexes were the maximal in 14~28cm soil layer.Values of these root morpho-
logical characteristics indexes increased from June to August with the progression of growing season.
Key words:Medicago falcata L;Root morphology;
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
CI-600
  (上接第52页)
Study on Cutting Height of Mixed Sowing of
Alfalfa with Smooth Brome
LU Fu-kuan1,WANG Jian-Guang2
(1.Vocational and Technical Colege,Inner Mongolia Agricultural University,Salaqi 014109,China;
2.Colege of Ecology and Environmental Science,Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot 010019,China)
Abstract:Mixture mode and cutting height affected the productivity and pasture quality.An experi-
ments with mixed sowing of alfalfa with smooth brome in 1∶1,1∶2and 2∶1,and mowing height were
2cm,5cm,8cm and 11cm were conducted in Inner Mongolia Agriculture Science and Technology Park to
determine the proper mixture mode and cutting height.Through four years consecutive observation the re-
sults showed that the productivity were the highest with the mixed sowing on alfalfa with smooth brome in
2∶1and 8cm cutting height in al treatments,and it could ensure the grassland sustainable utilization,so
the mixture mode of alfalfa with smooth brome in 2∶1scale and 8cm cutting height were the west mode.
Key words:Alfalfa;Smooth brome;Sowing ratio;Cutting height
—75—
姜慧敏 宝音陶格涛  黄花苜蓿根系生长特征研究