全 文 ：收稿日期:2010-07-15
力格吉 ,女 , 1979年生 ,大专 ,助理农艺师。
黄河谷地无芒雀麦和籽粒笕
混播人工草地试验
力格吉
(青海省海南州草原工作站 ,青海共和 813000)
摘要　在黄河谷地无芒雀麦和籽粒笕混播技术研究中 , 采用三因素饱和 D-最优设计方法 , 以混播中籽粒笕
比例 、EM 微肥不同浓度拌种 、播种行距为三因素 , 各因素的梯度设 5 个水平 , 组成 11 个混播方案于无芒雀麦和
籽粒笕混播人工草地。结果表明 ,混播中籽粒笕比例是影响牧草产量的主要因子 , 牧草产量与混播中籽粒笕比
例成显著正相关(r=0.930 04 , v=3), 播种行距是影响牧草产量的次要因子 , 牧草产量与播种行距也成显著正
相关(r=0.910 27 , v=3)。多年生无芒雀麦和籽粒笕混播人工草地最佳混播中籽粒笕比例 、最佳 EM 微肥不同
浓度拌种 、最佳播种行距分别为 18%～ 22%、0.8%～ 1.0%、30～ 34 cm。
关键词　饱和 D-最优设计;人工草地;混播比例;播种行距;无芒雀麦;籽粒笕;最优组合;EM 肥
　　撂荒地 、弃耕地的盐渍化已成为当代一个世界
性的问题 ,直接影响着生态安全和畜牧业的持续发
展。建立高产 、高效 、优质的人工草地是解决河谷地
区草畜供求季节不平衡 、保护土地资源和促进畜牧
业持续发展的关键之一 。牧草混播优于单播 ,混播
的种类组成和比例随地理环境的不同而异。籽粒笕
是一种生态适应性广 、抗旱抗寒 、耐瘠薄 、粗蛋白含
量较高的牧草 ,对改良天然草场 、建立人工草地 、增
加草原生态系统具有重要的意义。黄河谷地贵德县
属于气候寒冷区 ,天然草地缺少粗蛋白高的牧草 ,草
群蛋白质含量低 。为了探索适宜于河湟谷地多年生
禾本科和高蛋白牧草混播种植 ,提高第一性生产力
是目前亟待解决的问题 ,多年生人工草地生产实践
证明 ,人工草地贮草是畜牧业健康发展的最有效措
施之一 ,以及适宜于河湟谷地“撂荒地 、弃耕地”生
境 ,草皮建植快 ,能长期利用的不同混播组合的人工
群落 ,为“撂荒地 、弃耕地”建植人工草地和植被的恢
复 ,防止水土流失提供科学依据。
1　试验地概况
试验地设在青海省贵德县三河地区 ,该区属曲
型的高原大陆性气候 ,海拔 3 300 m ,气候温凉干
燥 ,年平均气温 0.2 ℃左右 ,牧草生长期内≥0 ℃积
温1 523.8 ℃,年均降水量 440.4 mm ,全年日照时
数2 720 ～ 2 760 h , 年太阳总辐射量 107 251.9
kW/m2 ,无绝对无霜期 ,土壤为栗钙土。
2　试验设计
2.1　试验材料
无芒雀麦(Bromus inermis Leyss.)(引自青海
省同德牧草良种繁殖场);籽粒笕 Melilo toides ru-
thenica(引自内蒙古)。
2.2　试验设计
采用 3因素饱和 D—最优设计方案 ,安排混播
中籽粒笕比例(X 1)、EM 微肥不同浓度拌种(X 2)、
播种行距(X 3)三个因素为决策变量 ,试验因素的设
计水平编码见表 1最终以产量为目标函数进行综合
分析 ,将两因素分别安排在结构矩阵的 X1 、X 2 、X 3
列上 ,这列括号内的数字为编码值对应的自然变量 ,
进行试验时 ,仅以括号内的数字实施 ,其他列均不参
与实施 ,留作最后分析用 ,实施组合方案见表 2 ,共
设 11个处理 ,试验随机排列 ,设 3次重复 ,小区面积
为(4.0 m×2.5 m)10 m2 。
·59·养殖与饲料 2010年第 11期 试验研究DOI :10.13300/j.cnki.cn42-1648/s.2010.11.030
表 1　三因素试验设计编码水平
因素 零水平 变化区 水平编码-2.106 -0.751 0 0.751 2.106
X 1混播中籽粒笕比例/ % 20.00 4.75 10.00 16.43 20.00 23.57 30.00
X 2 EM 微肥不同浓度拌种/ % 0.80 0.38 0.40 0.52 0.80 1.10 1.20
X 3 播种行距/ cm 30.00 4.75 20.00 26.43 30.00 33.57 40.00
2.3　资料调查及分析方法
2004年 3月份对试验材料无芒雀麦和籽粒笕
进行发芽试验 ,计算播种量和籽粒笕在混播中比例 ,
5月 2号播种 ,当年不刈割不放牧 ,翌年 8月 25 号
进行取样测产 、称鲜草重量 ,取样面积为 1.0 m ×
0.5 m =0.5 m2 ,重复三次 ,对目标函数进行分析 ,
试验获得的数据按饱和 D-最优设计的数据处理方
法 ,建立二次多项式回归数学模型 ,进行全因子模拟
试验 ,共模拟出 11 个试验结果的预测值 Y ,因饱和
D-最优设计的总自由度与回归自由度相等 ,故不能
预计误差和进行方差分析 。对试验结果的精确度只
能用测定值和预测值间的相关系数来验证。
3　结果与分析
3.1　模型的建立和检验
本试验选用混播中籽粒笕比例(X1)、EM 微肥
不同浓度拌种(X2)、播种行距(X3)三个因素下地上
部分牧草产量 y 为考查指标建立了数学模型:
y=422.25+37.72 x1 +2.7 x2 +11.84x3 +13.55 x1 x 2+
7.86x1 x3 +0.963 x2 x3 -21.56 x 21-13.57 x22 -16.05x23
根据各水平的取值 ,得到牧草产量的理论值 Y ,
得相关系数 R=0.961 7 ,达到极显著水平 ,说明数
学模型能准确反映客观规律 ,模型具有一定的实用
价值 。
表 2　最优设计结构矩阵及试验结果
试验号 结构矩阵
X1 X 2 X3
试验结果(风干草)
Y/(g ·m-2) Y/(g·m-2)
1 0(20) 0(0.8) 2.106(40) 369.6 351.1
2 0(20) 0(0.8) -2.106(20) 282.2 326.1
3 -0.751(16.43) 2.106(1.2) 0.751(33.57) 288.7 302.8
4 2.106(30) 0.751(1.1) 0.751(33.57) 425.9 434.7
5 0.751(23.57) -2.106(0.4) 0.751(33.57) 341.8 353.9
6 -2.106(10) -0.751(0.52) 0.751(33.57) 228.4 245.8
7 0.751(23.57) 2.106(1.2) -0.751(26.43) 378.5 348.3
8 2.106(30) -0.751(0.52) -0.751(26.43) 340.2 345.1
9 -0.751(16.43) -2.106(0.4) -0.751(26.43) 326.4 325.3
10 -2.106(10) 0.751(1.1) -0.751(26.43) 217.1 214.1
11 0(20) 0(0.8) 0(30) 422.3 419.3
3.2　因子的主次分析
因偏回归导数已经标准化 ,所以模型中一次项
和二次项系数的绝对值大小决定各因素的重要程
度。从结果可以看出 ,混播中籽粒笕比例(X1)、EM
微肥不同浓度拌种(X2)、播种行距(X 3)三个决策变
量中 ,混播中籽粒笕比例对多年生禾豆混播人工草
地地上生物量的影响最大 ,播种行距对地上生物量
的影响次之;EM 微肥不同浓度拌种对地上生物量
的影响最小(X 1 >X 3 >X 2)。
3.3　各单因子效应分析
混播中籽粒笕比例 、EM 微肥不同浓度拌种 、播
种行距各单因子对地上部分生物量的影响 ,由数学
模型方程求得各因素对牧草产量影响的独立效应降
解式分别为:y1 =422.25+37.72 x1 -21.56 x 12 ,
y2 =422.25 +2.7 x2 -13.57 x 22 , y3 =422.25 +
11.84 x3 -16.05 x23 。
用降维法分别求得各单因子对地上部分生物量
的影响(表 2和图 1)。
图 1　各单因子对地上部分生物量的影响图
分别用不同水平的编码值代入各因素的降解式
得单因子效应分析结果(见表 3)。由表 3看出 ,地
上部分生物量与X 1 、X3两因素之间具有显著的正
·60· 试验研究 养殖与饲料 2010年第 11期
表 3　三因素取不同编码值的地上部分生物量
g/ m2
因素 编码值(Xi)-2.106 -0.751 0 0.751 2.106 相关系数
X1 494.4 763.6 844.6 820.2 653.2 r=0.930 04
X2 712.8 825.2 844.6 829.2 724.2 r=0.549 10
X3 622.2 802.6 844.6 820.4 702.2 r=0.910 27
　自由度=3 , r0.05 =3.182 , r0.01 =5.841。
相关 ,但虽与 X 2因素之间呈正相关 ,相关性不显著。
混播中籽粒笕比例对地上部分生物量的影响;
产草量随籽粒笕比例增加而增大 ,当混播中籽粒笕
比例达到 20%时产草量最高 ,以后产草量随混播中
籽粒笕比例的增加而减少 。就叶面积密度来说 ,据
王启基等分析 ,垂穗披碱草种群地上部分生物量的
形成与光合器官的生物量呈极显著的正相关(r =
0.978 5)。无芒雀麦是受光结构较为有利的作物 ,籽
粒笕则不利 ,二者合理的混播群落中 ,无芒雀麦的支
撑作用 ,减少了籽粒笕茎的匍匐 ,无芒雀麦与籽粒笕
的高度错落有致 ,使草丛中上层部位集中的叶量密
集分布。周青平研究结果表明 ,叶面积指数与相对
照度之间的相关系数 r =0.96 ,说明二者合理的混
播比例提高了光能利用率 ,有利于籽粒笕株高的增
长 ,草丛中保持高叶面积指数的时间越长能获得较
高的产量 。
EM 微肥不同浓度拌种对地上部分生物量的影
响;EM 微肥不同拌种浓度逐渐增大时 ,地上部分生
物量也随着增加 。当 EM 微肥不同浓度拌种达到
0.8%时产草量最高 ,以后产草量随 EM 微肥不同
浓度拌种的增加而减少。
播种行距对地上部分生物量的影响:当播种行
距逐渐加大时 ,地上部分生物量也逐渐增大 ,播种行
距至 30 cm 时牧草产量达到最大 ,以后牧草产量随
播种行距的增加而减少。因为单子叶植物密度大
时 ,叶片致密个体间互相遮阴 ,致使一部分植株光照
不足 ,节间不能得到充分发育 。即经济又适宜的混
播中籽粒笕比例 、EM 微肥不同浓度拌种 、播种行距
分别为 18%～ 22%、0.7%～ 1.0%、30 ～ 34 cm 。
3.4　混播中籽粒笕比例 、EM 微肥不同浓度拌种 、
播种行距优良组合方案的选择
　　采用频数区间估计对优良的农艺措施组合进行
统筹安排 ,多指标主分量择优的方法 ,筛选出不同条
件下的 10套优良组合方案 , 进行综合分析(见表
3)。优良组合方案的频数分析 ,筛选出 10组优良组
合方案 ,进行了综合分析(见表 4),获得多年生牧草
混播种草优良 X1 、X2 、X3三因素最优农艺措施 。X1
18%～ 22%、X 2 0.7%～ 1.0%、X3 30 ～ 34 cm 。
表 3　最佳组合频数分析　自由度 DF=10-1=9　t0.05 =2.262
编码值及
统计项
混播中籽粒笕比例/ %
次数 频率
EM 微肥不同浓度拌种/ %
次数 频率
播种行距/ cm
次数 频率
-2.106 0 0 0 0 0 0
-0.751 3 0.3 2 0.2 2 0.2
0 4 0.4 4 0.4 3 0.3
0.751 2 0.2 4 0.4 4 0.4
2.106 1 0.1 0 0 1 0.1
合计 10 1.0 10 1.0 10 1.0
平均值 0.135 5 0.150 2 0.360 8
标准差 0.614 022 0.414 932 0.614 233
标准误 0.194 171 0.131 213 0.194 237 5
95%置信度 -0.303 715～ 0.574 715 -0.146 6～ 0.447 -0.055 945～ 0.777 545
最优农艺措施 18～ 22 0.7～ 1.0 30～ 34
4　小结与讨论
(1)三因素饱和 D-最优设计是试验设计中精确
度较高的试验设计之一 ,其理论值与实测值之间具
有极高的相关性 ,本试验理论值与实测值之间具有
极高的相关性 ,本试验理论值与实测值之间相关系
数达到0.961 7 ,这说明建立数学模型具有较强的应
用性 ,可以用来指导生产实践 。
(2)通过对试验的分析 ,确定出在河湟谷地无芒
雀麦与籽粒笕混播种草中最佳籽粒笕播种比例
18%～ 22%,最佳 EM 微肥不同浓度拌种 0.7 ～
1%,播种行距 30 ～ 34 cm 。
(3)无芒雀麦与籽粒笕严格掌握合理的混播比
例 ,混播后二者相互共生 ,茎叶交错分布于无芒雀麦
植株丛中 ,从而改善了群体结构 ,提高了光 、热 、肥的
利用 ,提高了饲草产量和品质 。
(责任编辑:翁　丽)
·61·养殖与饲料 2010年第 11期 试验研究