全 文 ：文章编号: 1007-0435( 2001) 02-0079-04
牧压和肥力对亚热带山地牧草净生产的影响*
李向林1, 白静仁1, 韩雪松1, 龚　真2, 黄　静2
( 1.中国农业科学院畜牧研究所,北京　100094; 2.湖北省利川市畜牧局, 445400)
摘要: 在亚热带山地湿润环境条件下, 研究牧压和土壤肥力对人工草地净生产的影响。三年试验结果表明,绵羊在
轮牧下, 产草量和磷肥对全年及各月牧草净生产具有显著影响。禁牧时, 夏季地上生物量积累到一定程度后 ,只有
很少量的净生产。放牧时, 产草量在 1000 kg DM / hm2左右时, 净生产最大, 当产草量低于 300 kg DM/ hm2 以下时,
净生产量则降低。每年施一次 P2O 5 36～60 kg / hm2 ,可以显著增加牧草净生产, 尤以春末夏初时施肥更为显著。最
低产草量出现在不施肥处理。
关键词: 亚热带; 山地; 牧压; 肥力; 净生产
中图分类号: S812. 8　　文献标识码: A
Effect of Grazing Pressure and Soil Fertility on Net Pasture
Production of Subtropical Mountain
LI Xiang-lin
1 , BAI Jing-r en
1, HAN Xue-song
1 , GONG Zhen
2 , HU ANG Jing
2
( 1. Inst itute o f Anim al Science, CAAS, Beijing 100094, China;
2. Lichuan Bureau of Animal Husbandry , Hubei 445400, China)
Abstract: The ef fect of g razing and fert ility on net pasture product ion ( net herbage accumulat ion) w as
studied experimentally in a subtropical mountain area located in Western Hubei Province. T he result of
thr ee year s f rom 1997 to 1999 show ed signif icant ef fect of post-gr azing residual and P level on seasonal and
annual net production o f the sow n pastur e under sheep r otat ional gr azing . The pasture w ithout any g razing
disturbance had l it t le net product ion af ter reaching a high level in summer. Net product ion w as max im ized
by grazing management w ith a residual around in net product ion. Pho spho rus applied annual ly at 36～60
kg/ hm
2
resulted in markedly increased pasture net product ion, part icularly dur ing late spring/ early summer
period w hen there is a high potent ial of pasture growth. T he lowest product ion occurr ed where no fert ilizer
w as appl ied.
Key words : Subtropics; M ountain; Grazing; Fert ility ; Net product ion
　　亚热带草原地区由于海拔的升高, 具有温带
湿润气候特点, 冷季型(或温带型)多年生牧草如
白三叶( Tr if ol ium rep ens)、红三叶( T . p ratense )、多
年生黑麦草 ( L ol ium p erenne ) 及鸭茅 ( Dactyl is
glomerata) ,是该地区人工草地的主要组分。人工草
地的产草量受多种因素的影响, 其中放牧管理和土
壤肥力对干物质产量具有显著影响 [ 1, 2] ,而且放牧压
力和土壤肥力是管理者可以控制的两个最重要因
素,通过适宜的牧压和施肥调控,可以使草地植物学
组成及干物质产量保持在较为理想的水平。
综观以往的研究,虽然有关南方亚热带人工草
地的放牧试验和施肥试验研究并不少见 [ 3, 4, 5] , 但是
　　收稿日期: 2000-11-01;修回日期: 2001-02-08
　　* “九五”国家科技攻关专题( 96-016-02-02)研究内容之一
　　作者简介:李向林, ( 1961-) ,男,甘肃人,研究员,分别于 1981年 1月和 1985年 1月在甘肃农业大学草原系获得草原专业学士和硕士学位,
1996年 6月在兰州大学生物系获得生态学专业博士学位。主要从事草地畜牧业研究与发展,发表论文 42篇
第 9卷　第 2期
　Vol. 9　　No. 2
草　地　学　报
ACTA AGREST IA SIN ICA
　2001 年　6月
June 　2001
国内多数研究均属单因素试验, 关于牧压和土壤肥
力(施肥)的不同梯度组合的共同作用对产草量的影
响则较少系统研究。为了探讨亚热带人工草地产草
量调控的途径,笔者在鄂西南的亚热带草山草地,对
牧压-肥力组合状态下人工草地的组分动态和干草
产量进行实验研究。有关植物组分动态的研究结果
另文报道,本文主要介绍产草量研究结果。
1　材料与方法
1. 1　自然概况
　　试验区位于湖北省利川市齐岳山牧业开发区,
海拔 1600 m , 年均气温 8. 3～10. 3℃, 年均降水量
1700 mm, 无霜期 208 d。试验前( 1997年 4 月) 10
cm 土层测试结果为:全氮 0. 508%, 全磷 0. 23% ,全
钾 1. 75% ,碱解氮 442. 96 mg / kg, 速效磷2. 48 mg/
kg, 速效钾 106. 3 g / kg, pH 值 4. 7。试验草地为
1986年建植的多年生黑麦草+ 鸭茅+ 白三叶+ 红
三叶混播草地,试验前为自由放牧地,地上生物量组
成为:白三叶 21. 0%、红三叶 13. 4%、黑麦草8. 8%、
鸭茅24. 2%、杂草32. 6%。杂草占 1/ 3左右,表明人
工草地群落已经退化。杂草种类主要有房县野青茅
( Deyeux ia henry i)、芒(M iscanthus spp. ) ,疏花剪股
颖( A grostis bealaxa)、野古草( Ar und inella hirta)、
狼尾草 ( Pennisetum alop ecuroides )、苔草 ( Carex
spp . )、雀 稗 ( Pasp alum thunbergii )、旋 叶香 青
( A nap halis conterta)、蒲公英 ( T araxacum mon-
golicum )、委陵菜 ( Potenti lla chinensi s)、东方草莓
( Fr agar ia oriental is)、车前( P lantago agiat ica)等。
1. 2　放牧压力以牧后产草量( Post-g razing pasture
mass)表示。牧后产草量代表采食的低茬性( Close-
ness o f grazing )。牧压共设 5个梯度,即: G 0- 不放
牧(对照区)、G 1- 1500、G2- 1000、G 3- 700和 G4-
300 kg DM / hm
2。在实际操作中,以草层平均高度间
接度量产草量 [ 6]。在预备试验中, 在样区随机测定
120个样方( 0. 25 m 2)的草层平均自然高度和生物
量成对数据, 建立如下回归公式:
Y= - 364. 957+ 106. 187X
( N= 120, R= 0. 901, P< 0. 01)
式中, Y 为地上生物量( kg DM / hm2 ) , X 为草层平
均高度( cm ) , N 为样方数, P 为显著水平。该经验公
式对产草量的估计精度达到极显著水平, 故通过草
层高度监测牧压水平。根据上述公式,牧压处理的相
应草层高度为: G 1- 17. 6 cm、G2 - 12. 9 cm、G3 -
10. 0 cm、G 4- 6. 3 cm。
1. 3　土壤肥力通过施肥加以调节　肥力分为 4级,
即: F 0- 不施肥(对照)、F 1- 12 kg P2O 5 / hm 2、F 2-
36kg P2O 5 / hm
2和 F 3- 60 kg P2O 5 / hm 2。肥料均以
过磷酸钙( 12% P2O 5 )的形式在每年 3月底或 4月初
施入草地。试验第一年( 1997年) , 考虑到禾草比例
较低,故在磷肥的基础上按比例加施如下氮肥: F0-
不施肥, F 1～F3 分别施 23. 0、67. 5 和 115 kg N/
hm 2。氮肥为尿素(含N 46% )。以后各年仅施磷肥而
不施氮肥。
1. 4　1997年 3月初建设围栏,样地面积 50m×20m
= 1000 m
2。共设 5个牧压处理区,面积各为10 m×
20 m= 200 m
2
,用围栏分开。其中各设4个施肥处理
小区,面积各为 2. 5m×20m= 50 m 2,纵向顺序排列。
1. 5　试验所用的放牧家畜为 1周岁左右的罗姆尼
羯羊,平均体重 50 kg 左右,个体间无显著差异。
1. 6　试验从 1997年至 1999年共进行 3年。每年 3
月底或 4月初施肥。从 4月至 10月,每月的最后一
天测试产草量, 测产后开始放牧,每月放牧一次。测
产样方面积 0. 5m×0. 5m= 0. 25m 2。每个肥力小区
重复测试 3个样方, 每个牧压处理区测 12个样方,
共计 60个样方。在样方内齐地剪割,称鲜重后,将草
样分为 6组,即:白三叶、红三叶、黑麦草、鸭茅、阔叶
杂草以及狭叶杂草(包括除黑麦草和鸭茅外的其它
禾草及莎草科植物) , 置于 105℃烘箱干燥一昼夜,
衡重后测干物质重量。按各种植物的比例、干物质含
量以及总鲜重, 计算干物质产量(本文仅报道总干物
质产量)。
1. 7　牧草净生产( Net pasture product ion)　单位
时段内的产草量( kg DM/ hm 2) ,即放牧消耗或刈割
的牧草[ 7]。每月牧草净生产等于本月末在牧前测定
的总产草量减去上月牧后产草量,而各月牧草净生
产相加即全年牧草净生产,或称为牧草净积累( N et
herbage accumulat ion)
[ 6]。
1. 8　所有样区在一天内测定,次日放牧。放牧时间
均为 1 d( 7∶30～18∶30) , 每个牧压处理区的羊只
数根据可利用牧草量确定。可利用牧草量等于牧前
测定的总产草量减去规定的牧后产草量。可利用牧
草量除以每只羊的平均日食量。每只羊的干草日食
量按其体重的 3%计算[ 7, 8]。本试验所用罗姆尼周岁
80 草　地　学　报 2001年
平均体重 50 kg, 干草日食量按 1. 5 kg/只·d计算。
由于不同月份可利用牧草量是变化的,所以每次放
牧的羊只数也随之改变。在实施放牧过程中随时测
定草层高度, 一旦采食到规定高度时, 即停止放牧。
如果放牧前某个分牧区平均草层高度还达不到规定
的牧后牧草量标准,则该区将不作放牧处理。
2　结果与分析
2. 1　牧草生产的季节格局
2. 1. 1　当地牧草于 3月下旬开始返青, 4月以后生
长加快, 6月达到最高峰, 从 7月开始,牧草净生产
逐渐下降, 10月末～11月初基本停止生长。但是,在
不同牧压和肥力梯度下,各月的净生产之间差异显
著。结果表明,季节(月份)、牧压、肥力以及季节和牧
压互作效应差异极显著( P< 0. 01) (表1)。年际之间
虽然存在一定差异,但是并不显著。
2. 1. 2　在禁牧条件下,牧草干物质积累主要在 7月
之前, 7月以后,如果继续禁牧,净生产则迅速下降。
因为在完全禁牧时, 牧草叶片不断枯死,而过多的枯
死物质严重降低植物下层的透光性, 抑制了新叶和
新枝(蘖)的形成和发育, 光合作用效率下降, 而呼吸
消耗增加,最后导致牧草净生产的严重下降 [ 7]。因
此,在亚热带湿润环境条件下,让人工草地生物量积
累过多而利用不足不是明智的作法。另外,在禁牧
时, 由于枯死物质比例较高,也降低了牧草品质, 进
而降低家畜生产性能(图 1a)。
2. 1. 3　在不同牧压下,季节间牧草净生产有所变化
(图 1a中的G 1～G 4)。在中牧( G 2)条件下,经过春季
和初夏旺盛生长后, 牧草仍具有较高的净生产。但
是, 当牧压极度增大, 草地受到严重低茬采食时
( G 4 ) , 由于叶面积和储藏物质的严重减少, 则降低
净生产。夏季( 7月末至 8月末)出现一个相对干旱
期, 该期降雨量虽仍然较高, 但多以暴雨为主, 地表
径流很大, 实际可利用的水分并不多, 加之气温较高,
蒸发蒸腾作用较强,牧草生长相对受阻。但试验结果表
明,如果牧压不太大, 即牧后产草量处于 700～1500
kg DM / hm
2时,仍可保持较高的夏季牧草净生产。
图 1　牧压和肥力梯度与牧草净生产季节动态
F ig . 1　Seasonal patt ern of pasture net pr oduction under differ ent g razing pr essur e( a) and fer tility ( b)
G 0～G4 代表牧压, F 0～F3 代表肥力
G 0～G 4 r epr esent gr azing pr essure , and F 0～F3 represent fer tility
2. 1. 4　施肥对牧草净生产的季节变化有显著影响
(图 1b)。施肥效果在生长 1个月即有表现, 而在牧
草生长旺盛的 5～7月最为明显。不施肥与施肥处理
间差异显著( P< 0. 05) , 但是不同肥力梯度间差异
则不显著。除每年施磷肥之外,第一年还按比例施用
了氮肥,所以在施肥效应中还包含氮的效应。但是,
由于条件的限制, 没有对氮肥设置独立变化的水平,
故无法将氮的效应区分出来,这是一个缺憾。不过,
尿素是速效肥料,其肥效的持续时间很少超过 3个
月[ 9] ,所以对草地净生产的效应主要归因于磷肥。缺
磷是该地区牧草生产的最重要限制因素之一, 本文
的试验结果进一步证实了这一情况。
2. 2　全年牧草净生产
2. 2. 1　全年牧草净生产最低者是既不放牧也不施
肥的处理 ( G 0～F 0 ) , 全年牧草净生产仅 4218 kg
DM / hm 2, 最高的是牧后产草量 1000 kg DM / hm2、
施肥量60 kg P2O 5/ hm2的处理组合(即 G2～F 3) , 全
81第 2期 李向林等:牧压和肥力对亚热带山地牧草净生产的影响
年牧草净生产为 8750 kg DM / hm 2。就磷肥效应而
言,年牧草净生产随着施肥量的增加而增加。除禁牧
区外, 施肥区的产草量均明显高于对照区(不施肥)
( F 0)。牧压梯度处理,以 G 2产草量最高, G 3、G 1和
G 4次之,禁牧区最低。统计分析结果表明,牧压和施肥
的大多数处理之间差异极显著( P< 0. 01) (表 1、2)。
表 1　牧压对净生产效应的影响
T able 1　The significance o f mean differences o f effects of
gr azing pr essure ( G ) on annual net pasture production
牧压水平
G level
G 0
( 5184. 86)
G 1
( 6786. 40)
G 2
( 7741. 01)
G 3
( 6775. 21)
G1( 6786. 40) 1601. 54* *
G2( 7741. 01) 2556. 15* * 954. 61* *
G3( 6775. 21) 1590. 35* * 11. 91 965. 80* *
G4( 5980. 40) 795. 54* * 806. 01* 1760. 61* * 794. 81*
　　* LSD测验在 0. 05水平显著; * * 在 0. 01水平显著
* LSD tes t s ignif icant at 0. 05; * * LSD test signif icant at 0. 01
表 2　肥力对净生产效应的影响
T able 2　The significance o f mean differences o f effects of
fertility ( F ) on annual net pasture production
F 的水平(平均值)
F level (m ean)
F0( 4871. 58) F1( 6584. 35) F2( 7098. 42)
F1( 6584. 35) - 1712. 77*
F2( 7098. 42) - 2226. 84* - 514. 07*
F3( 7419. 95) - 2548. 37* - 835. 60* * 321. 53
　　* LSD测验在 0. 05水平显著; * * 在 0. 01水平显著
* LSD tes t s ignif icant at 0. 05; * * LSD test signif icant at 0. 01
图 2　牧压-肥力组合与牧草年净生产( 3 年平均)
F ig . 2　Annual pasture net pr oduction under diff er ent
gr azing pr essure-fert ility reg imes( av eraged
for 3 year s) . See tex t fo r details of G and F .
2. 2. 2　在牧后产草量处于 700～1500 kg DM / hm2
之间, 每年施磷 12 kg P 2O 5 / hm 2时,可以获得较高
的产草量,年净生产在 6800 kg DM / hm2以上。如果
保持牧后产草量在 1000 kg DM / hm2左右,年施磷
量达到 36 kg P2O5 / hm2 (或 300 kg 过磷酸钙/ hm 2)
以上时,全年牧草净生产可以达到 7500～8700 kg
DM / hm
2左右。这是最有利于牧草净生产积累的草
地管理方式。
2. 2. 3　为了进一步分析牧压—肥力对牧草全年净
生产量影响,图 3中揭示了牧草全年净生产随着牧
压—肥力的变化而变化的趋势。该趋势可用统计学
经验公式表示:
NP= 3460+ 3. 66G+ 114. 28F- 0. 001G
2
- 0. 01GF- 1. 084F
2
式中, NP= 年牧草净生产( kg DM / hm 2 ) , G = 牧后
产草量 ( kg DM / hm2 ) , F = 磷肥施用量 ( kg P2O5 /
hm
2
)。
图 3　牧后产草量和磷肥对牧草净生产的影响
F ig . 3　Sur face plo t of annual net pr oduction( NP )
on r esidual( G , kg DM/ hm 2) and
fer tilizer ( F , kg P 2O5 / hm
2)
3　结论
试验结果表明,在亚热带草原地区的湿润环境
条件下,牧压(牧后产草量)和施肥对人工草地的净
生产具有显著影响。在禁牧条件下,草地经过春季和
初夏的迅速生长,生物量积累到一定程度后, 下半年
只有很少量的净生产。在适度利用的条件下, 尤其是
当草地牧后产草量 1 000 kg DM / hm2 (草层高
13 cm )左右时,可使牧草净生产达到最大。通过每
年施一次磷肥提高土壤肥力, 可以显著增加牧草净
生产,尤其使生长潜力最大的春末夏初时期的牧草
净生产得以提高。牧草净生产最大的牧压- 肥力组
(下转 86页)
82 草　地　学　报 2001年
谱带, 而在第17泳道,相应于 DNA 分子量为 650 bp
处则出现谱带缺失情况。所做5轮筛选,均出现相同结
果, 说明在该 DNA 区域范围内某基因缺失的可能性
较大,从而导致由该基因控制的相对性状的表现。
3　讨论
DNA 是决定生物性状的遗传物质。由于 DNA
在某一区域的变化,如插入、缺失或碱基对突变等,
导致物种性状的多样性[ 9]。RAPD 技术可以将DNA
的这些变化检测并表现出来。本试验所检测出的
DNA 多态性有可能是“中苜一号”耐盐苜蓿品种与
两个对照品种在耐盐性状方面存在遗传物质的差
异,对此尚有待进一步的试验验证。
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( 2) : 314～319
(上接 82页)
合出现在牧后牧草量 1000 kg DM / hm 2、施磷量 36
kg P 2O 5/ hm
2以上的情况下。在不施肥的情况下,牧
草净生产最低。当牧后产草量低到 300 kg DM / hm2
(或草层高 6. 3 cm )以下时, 全年的净生产则降低。
本文结果为人工草地的管理调控和合理利用提供了
基础。
参考文献
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86 草　地　学　报 第 9卷