全 文 ：高寒牧区无芒雀麦和扁蓿豆混播人工草地栽培措施初探
丁生祥1 , 郭连云2 , 公保才让3 , 金元锋1 , 张富翔1　
(1.青海省同德县气象局 ,青海同德 813200;2.青海省海南州气象局 , 青海共和 813000;3.青海省海南州草原工作站 ,青海共和 813000)
摘要　采用 3因素饱和D-最优设计方法 ,研究高寒牧区无芒雀麦和扁蓿豆的混播技术。结果表明 , 混播中扁蓿豆比例是影响牧草产量
的主要因子 ,牧草产量与混播中扁蓿豆比例呈显著正相关(r=0.93004);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
呈显著正相关(r=0.910 27)。无芒雀麦和扁蓿豆混播人工草地的最佳扁蓿豆混播比例 、EM微肥拌种浓度和播种行距分别为 18%～
22%、0.8%～ 1%和 30～ 34 cm。
关键词　饱和D-最优设计;混播比例;播种行距;无芒雀麦;扁蓿豆;EM肥
中图分类号　S 543+.8;S541+.9　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2007)04-01019-02
　　青藏高原牧区属于气候寒冷 、牧草生长季短 、枯草期长
的牧业区 ,天然草地缺少豆科牧草 ,草群蛋白质含量低。生
产实践证明 ,多年生人工草地适宜于高寒地区“黑土滩”生
境 ,草皮建植快 ,能长期利用不同禾豆混播组合的人工群落。
扁蓿豆[ 1-4]是一种生态适应性广 、抗旱抗寒 、耐瘠薄 、营养价
值较高的野生豆科牧草 ,对改良天然草场 、建立人工草地 、增
加草原生态系统中的氮素水平有重要意义。研究表明 ,牧草
混播优于单播 ,混播的种类组成和比例随地理环境不同而
异。笔者探索高寒地区无芒雀麦和扁蓿豆人工混播栽培技
术 ,以期为“黑土滩”建立高产 、高效 、优质的人工草地 ,解决
高寒地区草畜供求季节不平衡 ,保护草地资源和促进畜牧业
持续发展提供科学依据。
1　材料与方法
1.1　试验概况　试验地设在青海省同德县巴滩地区 ,该区
属典型的高原大陆性气候 ,海拔 3300m ,气候冷凉干燥 ,年平
均气温 0.2 ℃左右 ,牧草生长期内≥0 ℃积温 1523.8 ℃,年均
降水量 440.4mm ,全年日照时数 2720～ 2760h ,年太阳总辐射
量 1.07×105 kW/m2 ,无绝对无霜期 ,土壤为栗钙土。供试无
芒雀麦Bromus inermis引自青海省同德牧草良种繁殖场;扁蓿
豆 Melilotoides ruthenica 引自内蒙古。
1.2　试验设计　采用 3因素饱和 D-最优设计方案[ 1] ,选择
混播中扁蓿豆比例(X1)、EM微肥[ 5-6]不同浓度拌种(X 2)、播
种行距(X3)3个因素为决策变量 ,试验因素的设计水平及编
码见表 1。最终以产量为目标函数进行综合分析 ,将 3因素
分别安排在结构矩阵的 X1 、X2 、X 3 列上 ,该列括号内的数字
为编码值对应的自然变量 ,进行试验时 ,以括号内的数字实
施 ,具体组合方案见表 2 。试验共设 11个处理 ,随机排列 , 3
次重复 ,小区面积为 10.4m2。
1.3　项目调查及数据分析　2004年 3月份对无芒雀麦和扁
蓿豆进行发芽试验 ,计算播种量和扁蓿豆的混播比例。5月
2日播种 ,当年不刈割不放牧 ,翌年 8月 25日进行取样测产 、
称鲜草重量 ,取样面积为 1 m×2 m=2 m2 ,3次重复。试验所
得数据按饱和 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 ,对目标函数进行分析 。
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。
　　表1 3因素试验设计编码水平
水平编码
因素
X1混播中扁蓿豆
比例∥%
X2EM微肥不同
浓度拌种∥%
X3播种行距
cm　　-2.106 　　　　10 　　　　0.4 　　 20
-0.751 16.43 0.52 26.43
0 20 0.8 30
0.751 23.57 1.1 33.57
2.106 30 1.2 40
　　表 2 最优设计结构矩阵及试验结果
试验号 结构矩阵
X1 X2 X 3
试验结果
实测值 y∥g/m2 预测值Y ∥g/m2
1 0(20) 0(0.8) 2.106(40) 1848.17 　　　　　1 755.34
2 0(20) 0(0.8) -2.106(20) 1410.96 1 635.63
3 -0.751(16.43) 2.106(1.2) 0.751(33.57) 1443.71 1 513.85
4 2.106(30) 0.751(1.1) 0.751(33.57) 2129.49 2 173.29
5 0.751(23.57) -2.106(0.4) 0.751(33.57) 1708.77 1 769.24
6 -2.106(10) -0.751(0.52) 0.751(33.57) 1142.22 1 241.37
7 0.751(23.57) 2.106(1.2) -0.751(26.43) 1892.62 1 741.37
8 2.106(30) -0.751(0.52) -0.751(26.43) 1701.16 1 725.54
9 -0.751(16.43) -2.106(0.4) -0.751(26.43) 1631.73 1 626.56
10 -2.106(10) 0.751(1.1) -0.751(26.43) 1085.27 1 070.28
11 0(20) 0(0.8) 0(30) 2111.24 2 111.4
作者简介　丁生祥(1972-),男 ,青海湟中人 ,助理工程师 ,从事牧草种
植及利用方面的研究。
收稿日期　2006-10-31
2　结果与分析
2.1　模型的建立和检验　试验选用混播中扁蓿豆比例
(X 1)、EM微肥不同浓度拌种(X2)、播种行距(X3)3个因素下
安徽农业科学 , Journal of Anhui Agri.Sci.2007, 35(4):1019-1020　　　　　　　　　　　　　　　　　　　责任编辑　陈娟　责任校对　胡先祥
地上部分牧草产量 y 为考查指标建立了数学模型:
y =4 222.48 +377.18X1 +27.02X2 +118.43X 3 +
135.49X1X2 +78.54X1X3 +9.63X 2X 3-215.63X 12-135.72X 22
-160.49X32
根据各水平的取值 ,得到牧草产量的理论值 Y及相关系
数 R 。该试验中 ,牧草实测产量与理论值的相关系数 R 为
0.9617 ,达到极显著水平 ,说明数学模型能准确反映客观规
律 ,具有一定的实用价值。
2.2　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能够决定各因素的重
要程度。试验发现 ,在 3个决策变量中 ,混播中扁蓿豆比例对
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
影响次之;EM微肥不同浓度拌种的影响最小。
2.3　各单因子效应分析　由数学模型方程求得混播中扁蓿
豆比例 、EM微肥不同浓度拌种 、播种行距对牧草产量影响的
独立效应降解式分别为:
y1=4222.48+377.18X1-215.63X12
y2=4222.48+27.02X2-135.72X22
y3=4222.48+118.43X3-160.49X32
用降维法可求得各单因子对地上部分生物量的影响(表
2)。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(表 3)。由表 3可知 ,地上部分生物量与 X1 、
X3 2个因素之间呈显著正相关 ,与 X2 之间呈正相关 ,但相关
性不显著。
　　表 3 3因素取不同编码值的地上部分生物量
因
素
编码值(Xi)
-2.106 -0.751 0 0.751 2.106
相关系
数 R
X1 1 235.89 　1908.8 2111.24 2050.43 1 633.06 0.93004
X2 1 781.82 2062.82 2111.24 2072.97 1 810.27 0.54910
X3 1 630.63 2006.5 2111.24 2050.97 1 755.34 0.91027
　注:表中地上部分生物量单位为 g/m2;自由度为 3;R0.05为 0.878;R0.01
为 0.959。
2.3.1　混播中扁蓿豆比例对地上部分生物量的影响 。产草
量随扁蓿豆比例增加而增大 ,当混播中扁蓿豆比例达到 20%
时产草量最高 ,以后产草量随扁蓿豆混播比例增加而减少。
2.3.2　EM微肥不同浓度拌种对地上部分生物量的影响。试
验发现 ,EM微肥拌种浓度逐渐增大时 ,地上部分生的量也随
之增加 ,当EM微肥浓度拌种达到 0.8%时产量最高 ,以后产
草量随EM微肥拌种浓度的增加而减少。
2.3.3　播种行距对地上部分生物量的影响。试验发现 ,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 。这是由于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
发育所致。
2.4　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 ,根据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(表
4)。由表 4可知 ,多年生禾豆混播种草最优农艺措施为X1 18
～ 22%、X2 0.7 ～ 1%、X3 30～ 34 cm 。3
3　小结与讨论
(1)3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 。
　　表 4 最佳组合频数分析自由度
编码值及
统计项
混播中扁蓿豆
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 10 1 10 1
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 18～ 22% 0.7 ～ 1% 30～ 34 cm
艺措施
　注:自由度为 9, t0.05为 2.262。
该试验中理论值与实测值之间相关系数达到 0.9617 ,说明建
立的数学模型具有较强的实用性 ,可以用来指导生产实践 。
(2)无芒雀麦是受光结构较为有利的作物 ,扁蓿豆则不
利 ,两者合理的混播群落中 ,无芒雀麦的支撑作用 ,减少了扁
蓿豆茎的匍匐 ,无芒雀麦与扁蓿豆高度错落有致 ,使草丛中
上层部位叶量密集分布。周青平研究表明 ,叶面积指数与相
对照度之间的相关系数 r=0.96[ 7] ,说明两者合理的混播提高
了光能利用率 ,有利于扁蓿豆株高的增长 ,且草丛中保持高
叶面积指数的时间越长获得的产量越高。该试验表明 ,混播
时应严格控制无芒雀麦与扁蓿豆合理的混播比例 ,当扁蓿豆
比例过大时 ,扁蓿豆匍匐明显 ,其在无芒雀麦下部有葡匐 ,叶
枝变黄 ,有腐烂现象 ,影响收割和饲草品质。该试验结果表
明 ,扁蓿豆的最佳混播比例为 20%。
(3)试验发现 ,在高寒牧区无芒雀麦与扁蓿豆混播种草
中最佳农艺措施为扁蓿豆播种比例 18 ～ 22%、EM 微肥拌种
浓度 0.7%～ 1%、播种行距 30 ～ 34 cm。
参考文献
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杂志, 1996(6):4-6.
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1020 　　　　　　　　　　　　　安徽农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2007年