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Stability of alfalfa and wheatgrass pasture under dry farming in a pastoral agronomy area

农牧交错区旱作条件下苜蓿和冰草人工草地稳定性研究



全 文 :书犇犗犐:10.11686/犮狔狓犫2015287 犺狋狋狆://犮狔狓犫.犾狕狌.犲犱狌.犮狀
王博杰,唐海萍,何丽,林国辉,赵世杰,赵明旭.农牧交错区旱作条件下苜蓿和冰草人工草地稳定性研究.草业学报,2016,25(4):222229.
WANGBoJie,TANGHaiPing,HELi,LINGuoHui,ZHAOShiJie,ZHAOMingXu.Stabilityofalfalfaandwheatgrasspastureunderdryfarm
inginapastoralagronomyarea.ActaPrataculturaeSinica,2016,25(4):222229.
农牧交错区旱作条件下苜蓿和冰草
人工草地稳定性研究
王博杰1,唐海萍1,何丽1,林国辉2,赵世杰2,赵明旭2
(1.北京师范大学资源学院,北京100875;2.内蒙古多伦县草原工作站,内蒙古 多伦027300)
摘要:以紫花苜蓿和冰草为材料,在内蒙古多伦县农牧交错区旱作条件下建植单播和混播人工草地,通过建植3年
连续的野外调查数据,分析了人工草地的产量、种间竞争、杂草组分比、牧草品质及土壤养分,研究人工草地的结构
稳定性和功能稳定性。结果表明,1)建植当年除外,单播及混播人工草地的产量均显著高于天然草地;年际间,单
播和混播草地的产量均表现为建植第2年最高,建植当年最低。2)紫花苜蓿和冰草间存在种间竞争,且冰草的竞
争力强于紫花苜蓿,影响草地的稳定性。3)建植第1年和第3年杂草受到抑制,仅在建植第2年杂草占据优势,杂
草防治应选择在建植第2年进行更加有效。4)混播人工草地显著提升了牧草品质,而单播草地对牧草品质的提升
作用并不显著;冰草单播和混播方式均增加了土壤的碳、氮含量,为人工草地的稳定建植提供了营养基础。
关键词:旱作;豆禾混播;结构稳定性;功能稳定性  
犛狋犪犫犻犾犻狋狔狅犳犪犾犳犪犾犳犪犪狀犱狑犺犲犪狋犵狉犪狊狊狆犪狊狋狌狉犲狌狀犱犲狉犱狉狔犳犪狉犿犻狀犵犻狀犪狆犪狊狋狅狉犪犾犪犵狉狅狀狅犿狔
犪狉犲犪
WANGBoJie1,TANGHaiPing1,HELi1,LINGuoHui2,ZHAOShiJie2,ZHAOMingXu2
1.犆狅犾犾犲犵犲狅犳犚犲狊狅狌狉犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔,犅犲犻犼犻狀犵犖狅狉犿犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犅犲犻犼犻狀犵100875,犆犺犻狀犪;2.犜犺犲犌狉犪狊狊犾犪狀犱犚犲狊犲犪狉犮犺犛狋犪狋犻狅狀
狅犳犇狌狅犾狌狀,犇狌狅犾狌狀027300,犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋:Weconducteda3yearfieldexperimenttoanalyzethestabilityofalfalfa(犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪)and
wheatgrass(犃犵狉狅狆狔狉狅狀犮狉犻狊狋犪狋狌犿)pasturesunderdryfarminginDuolunCounty,InnerMongolia.Thestruc
turalandfunctionalstabilityofpastureswerestudiedbyanalyzingyield,competition,proportionofweeds,
quality,andsoilnutrientcontents.Theresultsshowedthattheyieldsofmonoculturesandamixedculture
weresignificantlyhigherthanthoseofnaturalgrassland,exceptintheyearofestablishment.Thehighest
yieldswereinyear2,andthelowestyieldswereinyear1.Interspecificcompetitionbetweenalfalfaandwheat
grassinthemixedcultureweakenedthestabilityofthepasturebecausewheatgrasswasmorecompetitivethan
alfalfa.Weedswerecontroledinthefirstandthirdyear;therefore,itwouldbeeffectivetoconductweedingin
year2.Thequalityofforagewassignificantlybetterinmixedculturesthaninmonocultures.Thecontentsof
soilorganiccarbonandnitrogenincreasedinthewheatgrassmonoculture,providingadequatenutritiontosup
portpasturestability.
犓犲狔狑狅狉犱狊:dryfarming;grasslegumemixtures;structuralstability;functionalstability
222-229
2016年4月
   草 业 学 报   
   ACTAPRATACULTURAESINICA   
第25卷 第4期
Vol.25,No.4
收稿日期:20150605;改回日期:20150706
基金项目:“十二五”国家科技支撑项目课题(2011BAC07B01)和国家重点基础研究发展计划(973计划)(2014CB954303)资助。
作者简介:王博杰(1991),女,内蒙古满洲里人,在读博士。Email:wbj@mail.bnu.edu.cn
通信作者Correspondingauthor.Email:tanghp@bnu.edu.cn
我国沿袭数千年之久的天然草原放牧业,以粗放、落后、低生产力的传统方式为主要的生产方式,草原超载过
牧,80%以上的草场退化[1]。天然草地休养生息,同时大力发展畜牧业的唯一途径就是建立稳定、高产的人工草
地。在半干旱的农牧交错区建植人工草地、发展集约经营的草场建设是实现草畜均衡生长,促进畜牧业持续发展
和改善草地生态环境的重要技术途径[12]。
人工草地建植和长期利用的关键之一是维系草地群落的稳定性,群落稳定性是衡量人工草地质量的一个重
要标准,是草地长期保持生产力的基础[3]。有学者认为人工草地只有生态稳定,生产才能稳定[4]。也有学者将人
工草地的群落稳定性定义为产量稳定性、组分稳定性和抗干扰稳定性的结合[5]。那么,如何理解人工草地稳定性
的组成和内涵,是本文主要探讨的科学问题。
另外,我国人工草地从总体上看发展还很缓慢[6],对农牧交错区的研究较少,而且主要集中于小区实验[710],
缺乏大田种植的数据,而最终人工草地建植是要应用于大面积的生产。本文在农牧交错区多伦县旱作条件下,通
过紫花苜蓿(犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪)和冰草(犃犵狉狅狆狔狉狅狀犮狉犻狊狋犪狋狌犿)混播的大田实验,研究其结构和功能稳定性,探索
低成本、高产、稳定的草地建植机制,尤其是杂草控制对稳定性的影响,以期为农牧交错区旱作条件下人工草地稳
定建植提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
多伦县位于内蒙古锡林郭勒盟南部,浑善达克沙地南缘,属于中温带半干旱大陆性气候,海拔1150~1800
m,年降水量385mm,主要集中在6-8月,年均温1.6℃。该区地处欧亚草原中的典型草原地带。土壤主要为
栗钙土,约占土地总面积的70.26%。
1.2 试验材料
紫花苜蓿:豆科,栽培历史悠久,是一种优质、高产的多年生豆科牧草[11];冰草:禾本科,抗旱耐寒,是具有较
高饲用价值的当地乡土种。
1.3 试验设计
选择地势平坦的地段,在无灌溉条件下进行建植,播种方式为条播,行距18.5cm,深度2~3cm。2012年7
月播种,紫花苜蓿和冰草分别进行单播和混播。单播紫花苜蓿(A)和冰草(W)的播种量均为22.5kg/hm2,种植
面积均为13.3hm2;混播(A+W)播种量为13.5kg/hm2(紫花苜蓿50%,冰草50%),种植面积为66.6hm2。播
种前施用复合肥(磷酸铵)80kg/hm2。选取与混播草地邻近、地势相似且原生植被相同的天然草地作为对照样
地(NG)。
1.4 测定方法
1.4.1 产量  于播种当年(2012年),第2年(2013年)及第3年(2014年)的8月24日,分别在单播冰草、单
播紫花苜蓿、冰草+紫花苜蓿混播草地和对照天然草地取样,在各样地对角线中心位置向外选取3个生长均匀的
小样地,每个小样地中进行随机取样,样方面积为1m×1m,采用收割法进行测产。
1.4.2 种间竞争和群落稳定性  本文采用相对产量(犚犢)、相对产量总和(犚犢犜)来表述种间相容性,因为
犚犢犜指标的利用较为普遍[5,7]。用竞争率(犆犚)来表征种间竞争力的大小。计算公式如下:
犚犢犻=犢犻犼/犢犻
犚犢犜=(犚犢犻+犚犢犼)/2
犆犚犻=犚犢犻×犣犻犼/犚犢犼×犣犼犻
式中,犚犢犻和犚犢犼分别代表物种犻(紫花苜蓿)和物种犼(冰草)混播时的相对产量;犢犻犼为种犻同种犼混播时种犻的产
量;犢犻为种犻在单播时的单位面积产量;犆犚犻为物种犻的竞争率;犣犻犼为混播中犻的播种比例;犣犼犻为混播时犼的比
例。犣犻犼+犣犼犻=1。犚犢=1,表明种内和种间竞争相当;犚犢>1,表示种内竞争大于种间竞争;犚犢<1,表明种间竞争
大于种内竞争。犚犢犜=1,表示两物种利用相同资源,并且一种可以通过竞争将另一种排除出去;犚犢犜>1,表示
两物种之间没有竞争作用;犚犢犜<1,表明两物种间存在竞争。犆犚犻=1时,表示种犻和种犼的竞争力相同;犆犚犻>1
时,表示种犻的竞争力大于种犼;犆犚犻<1时,表示种犻的竞争力小于种犼。
322第25卷第4期 草业学报2016年
1.4.3 牧草营养品质  植物营养品质包括粗蛋白(crudeprotein,CP)、粗纤维(crudefiber,CF)和灰分(ash)
等。CP含量用凯氏法测定,CF按GB/T64342006/ISO6865:2000标准测定,灰分含量的测定采用干灰化法
(ashfreecaloricvalue,AFCV)[10]。
1.4.4 土壤  土壤有机质含量测定采用重铬酸钾(K2Cr2O7)氧化外加热法,全氮测定采用半微量凯氏法[12]。
1.5 数据分析
用Excel2010进行数据处理和制表,SPSS20进行单因素方差分析(ANOVA),Origin8进行作图。
2 结果与分析
2.1 产量稳定性
图1 不同处理下地上生物量变化
犉犻犵.1 犆犺犪狀犵犲狊狅犳犪犫狅狏犲犵狉狅狌狀犱犫犻狅犿犪狊狊狌狀犱犲狉
犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
   A:单播紫花苜蓿Alfalfa;W:单播冰草 Wheatgrass;A+W:混播Al
falfa+wheatgrass;NG:天然草地Naturalgrassland.不同小写字母表
示不同处理间差异显著(犘<0.05),不同大写字母表示同一处理的年
际间差异显著(犘<0.05)。Differentlowercasesdenotesignificant
differences(犘<0.05)intreatments,differentcapitallettersshowin
terannualsignificantdifferences(犘<0.05).
人工草地建植当年,无论是单播草地还是混播草地,草地产量均低于天然草地;紫花苜蓿对环境的适应和生
长较快,其地上生物量显著高于单播冰草和混播草地。除建植当年,单播及混播人工草地的产量均显著高于天然
草地。建植第2年,单播和混播人工草地产草量都可达天然草地的2~3倍(犘<0.05),但混播草地的地上生物
量最高,达到796.05g/m2;其次是单播冰草,地上生物量为712.35g/m2;单播紫花苜蓿的产量显著小于前两者,
为510.41g/m2(表1)。建植第3年,4种处理间差异均显著,其排序为单播冰草>混播>单播紫花苜蓿>天然
草地。
从3年的产草量动态看,单播和混播草地的产量均表现为建植第2年最高,建植当年最低,且差异均具有显
著性。建植第3年产量减少,可能是由于本年生长季各月份的降水均较少(表2)。单播紫花苜蓿产量在建植当
年优于其他两种播种方式,但持续产量不佳,这可能是由于苜蓿对水肥的消耗较大,而后续没有实施补给,使得第
2年和第3年产量显著低于单播冰草和混播草地。
表1 不同处理下的产草量及与天然草地的产量比
犜犪犫犾犲1 犉狅狉犪犵犲狔犻犲犾犱犪狀犱狔犻犲犾犱狉犪狋犻狅狑犻狋犺狀犪狋狌狉犪犾犵狉犪狊狊犾犪狀犱狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
处理
Treatments
2012
产草量Forageyield(g/m2) 犚
2013
产草量Forageyield(g/m2) 犚
2014
产草量Forageyield(g/m2) 犚
NG 211.48±19.72adA - 229.75±20.00aAB - 280.08±33.18dB -
W 23.72±4.76bA 0.11 712.35±35.65bB 3.10 508.53±14.45bC 1.82
A 154.97±4.79aA 0.73 510.41±52.67aB 2.22 376.76±28.66aC 1.35
A+W 40.29±9.46bcA 0.19 796.05±47.60bcB 3.46 444.16±33.18cC 1.59
 A:单播紫花苜蓿Alfalfa;W:单播冰草 Wheatgrass;A+W:混播 Alfalfa+ wheatgrass;NG:天然草地 Naturalgrassland.犚:人工草地/天然草地
Artificialpasture/naturalgrassland.表中数据为平均值±标准差。Thedatameantheaveragevalue±standarddivision.A:单播紫花苜蓿 Alfalfa;
W:单播冰草 Wheatgrass;A+W:混播Alfalfa+wheatgrass;NG:天然草地Naturalgrassland.不同小写字母表示不同处理间差异显著(犘<0.05),不
同大写字母表示同一处理的年际间差异显著(犘<0.05)。Differentlowercasesdenotesignificantdifferences(犘<0.05)intreatments,differentcap
itallettersshowinterannualsignificantdifferences(犘<0.05).下同Thesamebelow.
表2 多伦县2012-2014年的冬季月均温及生长季降水量
犜犪犫犾犲2 犕狅狀狋犺犾狔狑犻狀狋犲狉狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲犪狀犱狆狉犲犮犻狆犻狋犪狋犻狅狀犻狀犵狉狅狑犻狀犵狊犲犪狊狅狀狅犳2012,2013犪狀犱2014犻狀犇狌狅犾狌狀犮狅狌狀狋狔

Year
冬季月均温 Monthlywintertemperature(℃)
12月Dec. 1月Jan. 2月Feb. 平均 Mean
降水量Precipitation(mm)
6月Jun. 7月Jul. 8月Aug. 9月Sep. 平均 Mean
2012 -17.9 -19.5 -15.2 -17.5 84.9 122.9 17.4 62.3 71.9
2013 -13.1 -16.6 -13.6 -14.4 135.6 142.3 80.9 51.3 102.5
2014 -13.6 -11.0 -11.4 -12.0 56.7 61.0 82.5 36.0 59.1
50年平均 -14.2 -17.1 -13.3 -14.9 63.8 102.5 85.0 43.0 73.6
 注:表中数据来自内蒙古多伦县台站1964-2014年的逐月气象数据。
 Note:ThedataarefrommonthlydataofmeteorologicalstationinDuoluncountyfrom1964to2014.
422 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.4
2.2 种间相容性
混播草地建植3年中,相对产量总和均小于1,表
明混播组分间存在一定程度的拮抗作用。紫花苜蓿和
冰草的相对产量也均小于1,表明混播处理中紫花苜
蓿和冰草所受的种间竞争强于种内竞争。建植3年
中,紫花苜蓿的竞争率均小于1,说明混播处理中紫花
苜蓿的竞争力极小,而冰草的竞争力极大,冰草更能适
应当地的环境及混播处理方式,并占据有利的生态位,
抑制了紫花苜蓿的生长,这有可能会影响到混播草地
群落的稳定性(表3)。
2.3 杂草组分比
表3 混播草地建植3年的犚犢、犚犢犜和犆犚值
犜犪犫犾犲3 犚犢,犚犢犜犪狀犱犆犚狅犳犿犻狓狋狌狉犲犻狀3狔犲犪狉狊
年份Year 犚犢犻 犚犢犼 犚犢犜 犆犚犻
2012 0.14 0.81 0.47 0.17
2013 0.31 0.48 0.39 0.66
2014 0.30 0.77 0.54 0.39
 注:犚犢犻和犚犢犼分别代表物种犻(紫花苜蓿)和物种犼(冰草)混播时的
相对产量;犚犢犜代表相对产量总和;犆犚犻代表种犻的竞争率。
 Note:犚犢犻and犚犢犼denoterelativeyieldofspecies犻(犕.狊犪狋犻狏犪)and
犼(犃.犮狉犻狊狋犪狋狌犿)inmixture;犚犢犜showtherelativeyieldtotal;犆犚犻
showthecompetitivenessofspecies犻.
  以冰草+紫花苜蓿混播草地的物种产量百分比来反映群落的组分比,可知在建植3年里,紫花苜蓿和冰草的
组分比均呈现为先下降后上升趋势。建植当年及第2年紫花苜蓿和冰草组分比相当,建植第3年冰草的组分比
达到65.7%,约为紫花苜蓿的2倍,这与前面所述的冰草在建植第3年竞争力增强的结果相符合。杂草在建植
当年的出苗被抑制,生物量基本上可以忽略不计;而建植第2年,杂草比例增加到41.5%,主要杂草为刺穗藜
(犆犺犲狀狅狆狅犱犻狌犿犪狉犻狊狋犪狋狌犿)、二裂委陵菜(犘狅狋犲狀狋犻犾犾犪犫犻犳狌狉犮犪)和狗尾草(犛犲狋犪狉犻犪狏犻狉犻犱犻狊);第3年,杂草被排除出
去,人工种群在竞争中获胜(表4)。
表4 混播人工草地的各组分产量及百分比
犉犻犵.4 犢犻犲犾犱犪狀犱狆犲狉犮犲狀狋犪犵犲狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犮狅犿狆狅狀犲狀狋狊犻狀犿犻狓狋狌狉犲
处理
Treatments
2012
产量Yield(g/m2) 组分比Ratio(%)
2013
产量Yield(g/m2) 组分比Ratio(%)
2014
产量Yield(g/m2) 组分比Ratio(%)
紫花苜蓿Alfalfa 21.13 52.4 223.33 28.1 152.56 34.3
冰草 Wheatgrass 19.16 47.6 242.51 30.5 291.60 65.7
杂草 Weeds <1 <1 330.21 41.5 <1 <1
2.4 牧草品质
粗蛋白和粗纤维含量则是牧草品质评价的2项重
要指标,提高牧草粗蛋白含量,降低纤维素含量是提高
牧草营养价值、改善牧草品质的重要内容[13]。由表5
可知,不同的播种方式对牧草品质产生了较大的影响。
混播草地紫花苜蓿和冰草的粗蛋白含量均显著高于单
播草地及对照天然草地,单播紫花苜蓿的粗蛋白含量
高于单播冰草,但差异不显著;混播草地的紫花苜蓿和
冰草的粗纤维含量均小于单播冰草、紫花苜蓿和天然
草地,且差异显著;混播草地的紫花苜蓿和冰草灰分含
量最高,并与单播草地和天然草地差异显著,天然草地
的灰分含量显著高于单播冰草及紫花苜蓿。
混播草地中紫花苜蓿和冰草与天然草地相比,粗
蛋白含量分别高12.61%和13.16%,灰分含量分别
升高了3.28%和2.95%,粗纤维含量分别下降了
13.51%和10.85%。混播人工草地提升了牧草的品
表5 不同处理下的草地牧草品质比较
犜犪犫犾犲5 犆狅犿狆犪狉犻狊狅狀狋狅犳狅狉犪犵犲狇狌犪犾犻狋狔狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋
狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊犻狀犵狉犪狊狊犾犪狀犱
处理
Treatment
粗蛋白含量
Crudeprotein
content(%)
粗纤维含量
Crudefiber
content(%)
灰分含量
Ashcontent
(%)
NG 8.72±1.18b 34.86±1.86c 7.32±0.31c
W 7.79±0.25b 34.17±0.81c 5.34±0.31b
A 8.90±1.07b 34.54±1.30c 6.15±1.12b
A+W (A) 21.33±0.98a 21.35±0.12a 10.60±0.57a
A+W (W) 21.88±0.47a 24.01±0.54b 10.27±0.13a
 注:表中数据为平均值±标准差;同列数据后不同字母表示差异显著
(犘<0.05),下同。
 Note:Thedataareshowedbyaveragevalue±standarddivision.
Meanswithinacolumnfolowedbythedifferentlowercasearesignifi
cantlydifferent(犘<0.05).Thesamebelow.
522第25卷第4期 草业学报2016年
质,而单播草地对牧草品质的提升作用不显著。
2.5 土壤碳、氮含量
土壤有机质是植物的养分来源,影响到植物地上生物量和草地生产力[14],土壤养分含量是维持草地稳定高
产的基础保障。由表6可知,土壤有机质含量在不同样地间存在差异。在0~10cm土层,混播草地的有机质含
量最高,并与紫花苜蓿单播草地差异显著(犘<0.05);在10~20cm 和20~30cm土层中,冰草单播草地的有机
质含量最高,其次为混播草地,但差异均不显著。混播草地增加了土壤有机质含量,冰草单播和混播对土壤有机
质的提升作用大体相同。
由表7可知,土壤全氮含量受不同播种方式的影响,在各土层间存在差异。在0~10cm土层,混播草地的
全氮含量最高,但与其他三者并不存在显著差异;在10~20cm和20~30cm土层,混播和冰草单播草地的全氮
含量均显著高于苜蓿单播和对照天然草地(犘<0.05),混播和冰草单播草地之间差异不显著。混播和冰草单播
草地增加了土壤的全氮含量,并且作用效果大体相同。
表6 不同处理下的草地土壤有机质含量比较
犜犪犫犾犲6 犆狅犿狆犪狉犻狊狅狀狋狅狊狅犻犾狅狉犵犪狀犻犮犿犪狋狋犲狉犮狅狀狋犲狀狋狊狅犳
犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊犻狀犵狉犪狊狊犾犪狀犱 g/kg
处理
Treatment
土层Soillayer(cm)
0~10 10~20 20~30 平均 Mean
NG 23.92±0.11ab 22.69±1.96a 21.39±0.60a 22.67
W 25.69±0.45ab 27.39±1.63a 27.96±1.57a 27.02
A 23.77±2.70a 21.49±5.21a 20.52±3.32a 21.92
A+W 27.27±0.97b 26.10±3.30a 26.26±5.88a 26.55
表7 不同处理下的草地土壤全氮含量比较
犜犪犫犾犲7 犆狅犿狆犪狉犻狊狅狀狋狅狊狅犻犾狋狅狋犪犾狀犻狋狉狅犵犲狀犮狅狀狋犲狀狋狊狅犳
犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊犻狀犵狉犪狊狊犾犪狀犱 g/kg
处理
Treatment
土层Soillayer(cm)
0~10 10~20 20~30 平均 Mean
NG 1.37±0.10a 1.23±0.11a 1.08±0.07a 1.23
W 1.46±0.24a 1.51±0.06b 1.43±0.09b 1.47
A 1.19±0.07a 1.17±0.07ac 1.10±0.11ac 1.15
A+W 1.48±0.10a 1.59±0.07b 1.34±0.14b 1.47
3 讨论
3.1 人工草地稳定性的组成及内涵
维系群落稳定性,使其能持久利用,是人工草地建植的关键。前人对此开展了一系列的研究,人工草地稳定
性的组成因素可以归纳为:产草量[1516]、牧草品质与组分[17]、土壤特征[12,18]、生物多样性[9,1920]、种间竞争[4,7]和
对杂草的抗性[21]等。学者们认为人工草地只有生态稳定,生产才能稳定[4];要将人工草地的“生产”和“生态”功
能有机结合,实现其可持续的发展[22]。人工草地群落稳定性可以归纳为产量稳定性、组分稳定性和抗干扰稳定
性[5,23];根据稳定性可以分为抵抗力稳定性和恢复力稳定性,从而认为抵抗力是维持生态系统过程(产量)的能
力,恢复力是面对干扰的恢复能力;高产与数量、质量的稳定性同等重要[24]。还有学者则从组分稳定性、功能稳
定性和可侵入性3个方面测度了豆禾混播组合的群落稳定性[25]。
综上所述,笔者认为人工草地的群落稳定性内涵包括结构稳定性和功能稳定性,其中结构稳定性可以包括群
落特征、种间竞争和对杂草的抗性等;功能稳定性包括产草量、牧草品质和土壤特征等。因此,本文选取种间竞争
和对杂草的抗性来反映草地群落的结构稳定性;利用产草量、牧草品质及土壤碳、氮含量来分析群落的功能稳定
性。研究结果也表明所选上述指标可以在一定程度上反映人工草地的稳定性:混播草地存在种间竞争,且冰草的
竞争力强于紫花苜蓿,这可能是影响结构稳定性的主要因素,而对杂草的抑制作用将维系混播草地的稳定性。功
能稳定性中,建植第3年产草量出现下降,主要是由于气候条件所导致,牧草产量的稳定性还需要长期的观测;混
播草地提升了牧草品质和土壤养分含量,对草地稳定性的维持奠定了基础条件。因此,较单播而言,紫花苜蓿、冰
草混播更有利于草地的稳定性。
3.2 旱作条件下人工草地的产量稳定性
与同气候区灌溉条件相比,锡林浩特市种植的冰草、紫花苜蓿单播及混播草地在不同灌溉量下的产量在
622 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.4
200~650g/m2 之间[26]。而本实验在旱作条件下混播草地生物量在建植第2年和第3年分别达到796.05和
444.16g/m2。与其他地区无灌溉条件相比,在年均降水量为880mm的美国中西部,多年生黑麦草(犔狅犾犻狌犿狆犲
狉犲狀狀犲)和!草(犘犺犪犾犪狉犻狊犪狉狌狀犱犻狀犪犮犲犪)混播草地的生物量小于400g/(m2·a)[9];在土耳其年均降水量为506mm
的雨养条件下,两种混播组合的产量为836和725g/m2[27]。综上,说明本实验建植的人工草地可以较好地适应
当地的气候条件,在有效地利用了天然降水、节约了水资源和建植成本的基础上,维持了人工草地的产量稳定性。
3.3 人工草地建植中的杂草控制
抑制杂草入侵、提高栽培牧草的抗(杂草)干扰能力是维系多年生禾草人工草地高产、稳产的基础[28]。前人
对杂草动态开展的一系列研究主要集中在高寒地区,有研究表明,杂草在1龄草地占优势地位,之后杂草优势度
逐年下降,到4龄又有所回升[29];也有研究发现人工草地建植第3年杂草丰富度最高,第2年最低[21];还有研究
认为建植当年3次除杂对草地产量和稳定性维持效果最佳[30]。而本研究发现,建植第1年和第3年杂草所占比
例最低,仅在建植第2年杂草占据优势,杂草的防除应选择在建植第2年进行更加有效。
4 小结
1)人工草地的群落稳定性可以通过结构稳定性和功能稳定性来衡量。结构稳定性可以通过种间竞争及杂草
抗性来分析,功能稳定性可以选取产量、牧草品质和土壤养分含量来表征。
2)农牧交错区旱作条件下的人工草地建植,若建植和管理得当可以达到同气候区灌溉条件下的产量水平。
3)在农牧交错区旱作条件下,建植第2年杂草控制对豆禾混播人工草地稳定性维持最为关键。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊:
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