全 文 ：第 18 卷 第 6 期
Vol. 18 No. 6
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2010 年 11 月
Nov. 2010
多年生暖季型草地补播多花黑麦草生产系统研究
侯典超1, 2, 李向林1, 2* , 万里强1 , 何 峰1
( 1.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所, 北京 100094; 2. 兰州大学草地农业科技学院, 甘肃 兰州 730020. )
摘要: 于 2009年 5月在亚热带中山地区引入宽叶雀稗 ( Pasp alum wettsteinii )、威提特东非狼尾草 ( Pennisetum
cl andes tinum cv. Whit tet)、纳罗克非洲狗尾草 ( S etar ia s phacel ata cv. Na rok) 和贝斯莉斯克伏生臂形草 ( Bra-
chiar ia decumbens cv. Basilisk) 4 种多年生暖季型牧草,并于当年 10 月在 4 种暖季型禾草草地上分别补播多花黑
麦草( L olium multif o lorum ) , 组成不同的互补饲草生产系统( Com plementar y fo rage sy stem) ;通过对各补播系统牧
草全年产量、生长速率和密度变化的研究分析, 以期建立全季型优质高产的互补饲草组合模式, 为解决该地区饲草
供应季节不平衡提供可行方案。结果表明:补播能显著增加产草量(P< 0. 05) ,干草产量最高的系统是臂形草+ 多
花黑麦草( 26337. 1 kg hm- 2) ;粗蛋白年产量最高的为东非狼尾草+ 多花黑麦草系统( 2903. 6 kg hm- 2 ) ;各系统
可形成良好的饲草季节配置,多花黑麦草在冬春季节成为优势种,产量占全年饲草总产量的 40%。
关键词:补播; 暖季型牧草;多花黑麦草; 互补饲草系统;产量
中图分类号: S543 文献标识码: A 文章编号: 1007-0435( 2010) 06-0780-06
A Study on Complementary Forage System of Supplementing
Annual Ryegrass to Warm-Season Grass Pasture
HOU Dian-chao
1, 2
, L I Xiang- lin
1, 2*
, WAN L-i qiang
1
, HE Feng
1
( 1. In st itute of Animal Science of CAAS, Beijing 100094, Ch ina;
2. College of Pas toral Agricul tu re Science and T ech nology, Lanzh ou U nivers ity, Lanzhou, Gansu Province 730020, China)
Abstract: Four kinds of w arm-season forag es, Pasp alum w ett st eini i , P ennisetum clandestinum cv. Whit-
tet , S etar ia sp hacelata cv. Narok and Brachiaria decumbens cv . Basilisk w ere sown on M ay 5th, 2009.
Then L olium mul ti f olor um was sow n into the four resident w arm-season pastures in October. Yield、
grow th rate and density of the forages w ere measured to assess the feasibility of establishing complementa-
r y forage sy stem and solv e the forag e supply problem of seasonal imbalance in subtropical mid-mountain ar-
eas. Results show that ov er seeding increase forage pr oduct ion significant ly ( P< 0. 05) ; the yield of B ra-
chiar ia+ L ol ium mul t if olorum was the highest ( 26337. 1 kg hm - 2 ) ; Pennisetum clandestinum+ L olium
mul t if olorum had the highest crude protein product ion( 2903. 6 kg hm- 2 ) . L ol ium mult if olor um was
dom inant species in w inter and spring, and it accounts for 40% of the forage product ion.
Key words: Overseeding; Warm-season grass; Annual ryegrass; Complementary forage system ; Product ion
我国南方大部分地区属亚热带气候, 高海拔地
区可建成持久高产的多年生冷季型混播草地 [ 1, 2] ,
而在广大的亚热带中低海拔地区, 夏热冬冷, 不利于
暖季型多年生牧草越冬和冷季型多年生牧草越
夏[ 3]。南方亚热带大多数地区气候环境条件与美国
东南部相似 [ 4] ,为解决饲草季节供应矛盾,美国提出
牧草生产互补系统( Complementary for ag e sy stem)
的观念[ 5, 6] ,即在休眠的多年生暖季型草地上补播
一年生冷季型禾草或豆草, 这是较为常见的一种情
形[ 4 ~ 6]。补播能延长供草时间,如美国 Alabama 州
在海岸狗牙根( Cynodon d acty lon)草地补播一年生
黑麦草( L ol ium mult if olor um ) ,可以使放牧时间从
178 d延长至 240 d[ 5] ; Oklahoma 州在基础牧草处
于休眠或淡季时通过补播获得大量优质牧草,可显
著提高肉牛养殖的经济效益[ 7, 8]。近年来我国学者
也进行了类似研究, 如秋冬季在暖季型扁穗牛鞭草
( H emarthr ia comp r essa)草地上补播多花黑麦草对
于全年饲草产量的影响等[ 9, 10] 。
收稿日期: 2010-07-28;修回日期: 2010- 09-28
基金项目:国家科技支撑计划( 2006BAD16B07) ; 948项目( 2006-G38) ;基本科研业务费专项基金创新团队( 2009td- 2) ;基本科研业务费
( 2009qn-9) ; 公益性行业科研专项( 200903060)资助
作者简介:侯典超( 1985- ) ,男,山东梁山人, 硕士研究生,研究方向为草地农业生态, E- mail : houdch07@ lzu. cn ; * 通讯作者 Author for
cor resp on dence, E- mail: l ixl@ iascaas. net . cn
第 6期 侯典超等:多年生暖季型草地补播多花黑麦草生产系统研究
本试验选择了 4种暖季型牧草用于建植暖季型
牧草草地,并于 10月初补播多花黑麦草( Lolium mul-
tif olorum ,简称H) ,组成不同的互补饲草生产系统,
旨在研究各系统全年饲草产量变化及季节分布, 筛选
出适宜于亚热带中低山地区的互补饲草生产系统,提
高饲草全年总产量,缓解饲草季节供应不平衡。
1 材料与方法
1. 1 试验地概况
试验地设在贵州牧草种子繁殖场内, E10713、
N2531,海拔 950 m, 试验地块坡度为 5。年均温
15. 9 ,年 10 以上积温为 4672 , 年 0 以上积
温为 5375. 7 , 无霜期 280 d, 空气相对湿度为
86% ,年降雨量为 1300 mm , 降雨量多集中在 5- 8
月,年平均雨日为 185 d, 年日照时数为 1200 h。试
验地前作为放牧草地, 黄棕壤, 0~ 30 cm 土层 pH
值为 6. 5,有机质含量 2. 31%, 全氮含量 0. 38%, 碱
解氮含量 165. 68 mg kg- 1 ,有效磷含量 19. 16 mg
kg- 1 , 速效钾含量 159. 9 mg kg - 1。
1. 2 试验材料
试验所用材料包括 4种暖季型禾草:宽叶雀稗
( Paspalum w ett steinii , 简称 K,发芽率 70% )、威提
特东非狼尾草( Pennisetum clandest inum cv. Whit-
tet ,简称 L, 发芽率 54%)、纳罗克非洲狗尾草( Se-
tar ia sphacelata cv. Narok, 简称 G, 发芽率 60% )
和贝斯莉斯克伏生臂形草( Br achiar ia decumbens
cv. Basilisk,简称 B, 发芽率 50% ) , 以及多花黑麦
草(发芽率 85%) ;宽叶雀稗种子由广西畜牧研究所
提供,其余暖季型禾草草种由云南省肉牛和牧草研
究中心提供,多花黑麦草种子来自贵州牧草种子繁
殖场。
1. 3 试验方法
本试验共 4个补播系统,即宽叶雀稗+ 多花黑
麦草系统 ( KH )、东非狼尾草+ 多花黑麦草系统
( LH )、非洲狗尾草+ 多花黑麦草系统 ( GH )、臂形
草+ 多花黑麦草系统( BH ) ,并以各草种单播处理为
对照,共计 9个处理, 每处理重复 3次, 随机区组排
列,共 27个小区,小区面积 4 m 5 m= 20 m 2。暖
季型禾草于 2009年 5 月 5 日播种, 条播, 行距 25
cm, 播种量为:宽叶雀稗 15 kg hm- 2 , 东非狼尾草
5. 5 kg hm- 2 , 非洲狗尾草 12. 5 kg hm- 2 , 臂形
草 13. 75 kg hm- 2 ;多花黑麦草于 2009年 10月 1
日播种, 播种量 30 kg hm - 2 , 行距 25 cm, 补播于
暖季型禾草草地行间进行。各处理组合在头茬草株
高为 35 cm 左右时刈割,之后再生草株高于 25~ 30
cm时再行刈割, 4个补播系统的全年收获次数为 10
次,分别为 2009年的 7 月 15 日、8 月 3 日、8 月 21
日、9月 27日、11月 26日、12 月 29日以及 2010年
的 2月 6日、3月 20日、5月 10日和 6月 20日。
1. 4 测定指标及方法
产量测定:每次刈割时, 采用样方法测产, 样方
面积 1 m 1 m ,留茬高度为 5 cm, 刈割后分开冷季
型和暖季型禾草、杂草, 分别称取鲜重后, 各取样
500 g , 65 烘至恒重,测定干物质含量。
生长速率:以绝对生长速率表示,即单位时间、
单位面积地上干物质累积量。各处理组合全年刈割
次数为 10次,将刈割测产结果除以该次刈割与上次
刈割间的天数,即得出该期间的生物量累计速率。
营养成分分析:每次刈割后,将样方框中的冷、暖
季牧草分别进行烘干粉碎,过 40目筛, 取样送至北京
畜牧兽医研究所测粗蛋白( CP)和粗纤维( CF)含量,
测定方法为: CP-凯氏定氮法, CF-酸碱滴定法。
蛋白质产量:每次刈割测产所得生物量乘以相
应的粗蛋白含量即为每次刈割时的粗蛋白产量; 将
各次粗蛋白产量求和可得全年粗蛋白产量。
密度测定:每小区设置一个 0. 5 m 0. 5 m 的
固定样方,每次刈割时分种测定样方内禾本科牧草
分蘖数。
1. 5 数据分析
采用 SPSS 13. 0处理, Duncan方法进行多重比
较, Excel 2003软件作图。
2 结果与分析
2. 1 饲草产量动态
2. 1. 1 全年饲草产量动态 2009 年 5月 5 日播种
至 11月 26日,共刈割 5次,均为暖季型牧草。7月
15日和 8月 3日的刈割测产中臂形草和狗尾草表
现出产量优势, 显著高于狼尾草和宽叶雀稗 ( P<
0. 05) ; 暖季型牧草产量集中于雨热同期的 8月和 9
月,在 9月 27日第 4次刈割时达到最高, 此时宽叶
雀稗干草产量达到 6016. 1 kg hm- 2 ,显著高于狗
尾草和狼尾草( P< 0. 05) ; 第 1~ 5 次刈割牧草平均
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草 地 学 报 第 18卷
产量由高到低依次为臂形草﹥宽叶雀稗﹥狗尾草﹥
狼尾草。2009年 10月 1 日补播多花黑麦草后, 暖
季型牧草逐渐停止生长, 进入休眠期,第 6, 7次刈割
收获的均为多花黑麦草。臂形草无法越冬, 在 2010
年枯死,除臂形草外, 其余暖季型牧草 3 月份返青,
第 8~ 10次刈割时补播系统形成冷、暖季牧草的混
合群落。
补播可显著增加牧草产量,补播均比不补播的
牧草产量高(表 1)。4个补播系统中, BH 的产量最
高( 26337. 1 kg hm- 2 ) , 显著高于 KH , GH 和 LH
( P< 0. 05) ; GH 和 LH 之间牧草产量差异不显著,
但均显著低于 KH( P< 0. 05)。与暖季型牧草的单
播处理 K, G, L, B相比, KH , GH , LH 和 BH 4个补
播系统分别相应增产 6025. 5 kg hm- 2 , 6416. 9 kg
hm- 2 , 2775. 3 kg hm- 2和 9801. 5 kg hm- 2。4
个补播系统中, 多花黑麦草做为产草量重要组成部
分,所占比例平均为 40%, 有效缓解了冬季饲草供
应不足。与单播对照相比较, KH , GH , LH 系统的
暖季型牧草产量均低于相应的暖季型草单播产量,
其中 KH 与 K, LH 与 L 间的差异达到显著水平( P
< 0. 05) , 说明补播对于暖季型牧草的返青和再生有
显著影响; 4 个补播系统的多花黑麦草产量比多花
黑麦草单播分别下降 2869. 41 kg hm- 2 , 3468. 90
kg hm- 2 , 2995. 12 kg hm- 2和 3272. 07 kg
hm - 2 ,说明冷、暖季型牧草间的竞争对多花黑麦草
产量有重要影响。
2. 1. 2 补播系统生物量累积速率 各补播系统生
物量累计速率见图 1, 暖季型牧草的生长速率全年
变化很大, 2009年 4种暖季型牧草的生长速率变化
趋势较为类似, 均呈现倒 V型折线图。播种后, 随
着暖季型牧草进入分蘖期、拔节期,生长速率迅速升
高,且 7- 9月热量、水分最为集中,是暖季型牧草全
年生长的最佳时期。臂形草最适生长温度较低, 生
长速率在 7月底便形成峰值, 达到 22. 77 g m- 2
d
- 1
;狗尾草和宽叶雀稗生长速率在 8月形成峰值,
分别为 14. 62 g m- 2 d- 1和 16. 26 g m- 2
d- 1。狼尾草苗期生长缓慢,且易受杂草抑制, 生长
速率显著低于其他牧草。9月以后,受水热条件影
响,暖季型草生长速率开始迅速下降, 2009年 11月
底至 2010年 2月初暖季型草为休眠状态,无生物量
累积。除臂形草不能越冬外,其余暖季型草在 2010
年 2月逐渐恢复生长, 2- 6月暖季型牧草同期生长
速率由高到低依次为狼尾草﹥宽叶雀稗﹥狗尾草,
原因是狼尾草具有匍匐茎,再生能力较强,但各补播
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第 6期 侯典超等:多年生暖季型草地补播多花黑麦草生产系统研究
系统再生暖季型禾草在 2010 年的生长速率总体较
低,保持在 2. 5 g m- 2 d- 1以下。
由图 1中的阴影面积可知,补播多花黑麦草可
显著增加系统冬、春季节生物量的积累。各补播系
统全年没有明显的饲草真空期, 随着暖季型牧草进
入休眠期,补播的黑麦草逐渐显示出冬春季节的产
量优势, 3- 5月的生长速率达到 6 g m- 2 d- 1左
右,由此可见,补播多花黑麦草可有效缓解牧草供应
的季节不平衡。各补播系统饲草供应的薄弱环节依
然出现在冬季,暖季型禾草进入休眠期,而多花黑麦
草未显示出产量优势, 但系统的生物量累计速率可
保持在 2 g m- 2 d- 1以上。
图 1 生物量累积速率
Fig. 1 The accumulat ing r ates o f biomass of four complementar y fo rag e systems during the w hole year
2. 2 种群密度变化
暖季型牧草种群密度变化见图 2a, 各种群 2009
年 5- 12月的变化较为一致, 与其生长速率变化类
似。刈割处理下,第 1~ 4茬各暖季型牧草蘖密度逐
渐上升,第 5 茬密度显著下降( P< 0. 05)。除臂形
草外,其余暖季型草均可安全越冬, 3- 6月是暖季
型牧草的返青期,也是多花黑麦草生长的旺季,两者
间的竞争抑制了暖季型草的分蘖。2010年 6 月 25
日的数据表明: KH , GH 和 LH 中暖季型牧草密度
分别低于暖季型草单播处理, 分别是 64. 2%,
72. 3%和 54. 2%。多花黑麦草苗期受到暖季型牧
草抑制(图 2b) ,补播处理的蘖密度显著低于单播处
理( P< 0. 05) ; 2010年 2- 6月各处理的多花黑麦草
密度差异逐渐减小,至6月枯黄时,密度差异不显著。
图 2 各种群密度变化
F ig. 2 Changes of different spices density in different periods
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2. 3 各草种不同生育期粗蛋白、粗纤维含量变化及
各处理全年粗蛋白产量
供试牧草各个生育期的粗蛋白、粗纤维含量见
表 2。随着牧草生育期由营养期进入开花期、结实
期,各牧草 CP 含量呈现逐渐下降的趋势, 而 CF 含
量则逐渐上升。多花黑麦草的粗蛋白含量明显高于
暖季型牧草,以拔节期为例,多花黑麦草的粗蛋白含
量比宽叶雀稗、非洲狗尾草、东非狼尾草、臂形草的
粗蛋白含量分别高 34. 7%, 20. 5% , 48. 0%,
32. 7%。群落的全年粗蛋白产量是衡量一个生产系
统优劣的重要指标, 各补播系统的粗蛋白年产量由
高到低依次为 LH ( 2903. 6 kg hm - 2 )﹥ BH( 2886
kg hm- 2 ) ﹥ KH ( 2592. 2 kg hm- 2 ) ﹥ GH
( 2432. 4 kg hm- 2 ) , 除狗尾草外, LH , BH 和 KH
粗蛋白年产量均显著高于未补播处理( P< 0. 05)。
表 2 各草种不同生育期粗蛋白和粗纤维含量变化
Table 2 CP and CF contents of different species in different phonolo gica l stage
测定指标
Index
草种 Species 生育期 Phenological stage分蘖期 Ti llering 拔节期 Joint ing 开花期 Flow ering 结实期 Ripening
粗蛋白 CP, % 宽叶雀稗 Pasp alum w et tst eini i 12. 20 11. 71 7. 62 6. 88
非洲狗尾草 S e taria sp hacelata 13. 33 13. 09 7. 64 6. 54
东非狼尾草 Penni setum clande st inum 12. 28 10. 66 - -
臂形草 Brachiar ia d ecumbens 13. 10 11. 88 6. 38 5. 98
多花黑麦草 L ol ium mul ti f olor um 16. 85 15. 77 13. 38 11. 29
粗纤维 CF, % 宽叶雀稗 Pasp alum w et tst eini i 21. 85 24. 66 28. 30 29. 38
非洲狗尾草 S e taria sp hacelata 23. 23 26. 16 32. 38 32. 55
东非狼尾草 Penni setum clande st inum 24. 23 27. 60 - -
臂形草 Brachiar ia d ecumbens 21. 96 24. 32 31. 68 33. 68
多花黑麦草 L ol ium mul ti f olor um 19. 38 20. 65 26. 55 33. 20
注:东非狼尾草在试验期内未开花
Note: Penni setum clande stinum is not seen flow ering during the t rial p eriod
3 讨论
建立牧草生产互补系统, 其原理在于充分利用
冷、暖季型牧草时间和空间上的生态位差异, 形成夏
季以暖季型牧草为主、冬春季节以冷季型牧草为主
的全年高效生产系统。多年的生产经验表明, 多花
黑麦草在亚热带中山地区的冬春季节产草量比较
高,却难以越夏,而本试验选择的 4种多年生暖季型
牧草宽叶雀稗、非洲狗尾草、东非狼尾草和臂形草均
为 C4 牧草, 最适生长温度比多花黑麦草高 5 ~
10 ,其夏季的生产潜力是形成互补生产系统的重
要因素。暖季型牧草于 2009年 5月 5日播种之后,
气温逐渐上升, 7, 8 月达到最高的 23. 5 ; 6- 9 月
的气温均在 20 以上,月平均降雨量在 140 mm 左
右,是全年雨热最集中的月份, 7月 15 日第 1 次刈
割到 9月 27日第 4次刈割暖季型草的蘖密度呈逐
渐上升趋势(图 2a) , 生物量的累积主要在此期间完
成(图 1) ;在第 4次刈割时产量最高, 10- 11月份月
均温由 17. 1 下降至 10 , 低于 15 的环境使暖
季型禾草生长速率快速下降。10月 1日补播后, 冷
季型草逐渐取代暖季型草成为群落中的优势种, 在
补播后的第 17周时第 1 次刈割利用多花黑麦草。
这与杨春华等[ 10] 的研究结果类似。本试验所建立
的 4个补播系统年产草量从高到低是 BH > KH>
LH> GH ,显著高于单播处理, 其中补播的多花黑
麦草产量占总产草量的 40%。因此,在南方亚热带
地区建立高效的饲草生产系统, 充分利用夏季充足
的水热资源, 可开发出巨大的增产空间, 这与刘芳
等[ 1 1]所得结论一致。总体而言, 各补播系统饲草的
季节供应较为均衡,薄弱环节出现在冬季的过渡期,
此时暖季型草进入休眠期,多花黑麦草还未形成产
量优势。
建立多年生暖季型草地冬季补播互补系统能否
成功取决于 2个关键因素:一是冬季补播草种能够
与土壤有效结合并具有较高的发芽率和竞争
力[ 1 2, 13] ,二是多年生暖季型牧草次年能够有效恢复
生长 [ 14]。于 2009年 10月 1日补播后,多花黑麦草
苗期密度受到暖季型禾草的制约,茎秆较为细弱,密
度低于多花黑麦草的单播对照, 随着黑麦草的生长
和暖季型禾草进入休眠期,这种密度性制约逐渐减
弱(图 2) , 2010年 3- 6月多花黑麦草迅速生长, 成
为群落中的优势种,是牧草产量的主要组成成分,说
明多花黑麦草适宜作为补播草种在亚热带中山地区
种植。试验引入的 4种暖季型牧草中, 臂形草虽为
优良牧草[ 15] , 却无法耐受冬季低温, 最终从群落中
消失,宽叶雀稗、东非狼尾草和非洲狗尾草可顺利越
冬, 2010年 3- 6月暖季型牧草恢复生长期间,补播
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第 6期 侯典超等:多年生暖季型草地补播多花黑麦草生产系统研究
系统中冷、暖季牧草间的竞争同样抑制了暖季型牧
草的分蘖,使暖季型牧草的生物量和密度均低于没
有补播的处理。何峰等[ 16] 在四川进行的扁穗牛鞭
草的补播试验表明, 补播第 2年的 5- 8月暖季型草
可恢复正常密度,与其结果不同,本试验于 6月最后
一次刈割时,多花黑麦草枯黄,东非狼尾草密度恢复
至 2009年同期密度,而宽叶雀稗和非洲狗尾草恢复
性生长较差, 密度明显低于 2009 年 6月同期的密
度,原因可能有 2个:一是扁穗牛鞭草和东非狼尾草
都具有匍匐茎, 茎节接触土壤便易于生根,东非狼尾
草虽然苗期长势较弱,但匍匐茎增强了它的侵占力,
在与黑麦草的竞争中更容易获取土壤养分和生长空
间, 2010年狼尾草种群密度恢复速度明显快于宽叶
雀稗和非洲狗尾草(图 2) ; 二是试验地的气候与四
川的试验地相比,因海拔较高, 年均温较低, 6 月份
的气候条件不足以使宽叶雀稗和非洲狗尾草恢复至
正常密度,因此,接下来 7, 8月份的生长旺季是暖季
型牧草恢复生长的关键时期。
建立高效的互补饲草生产系统不仅可以延长草
地利用时间,增加产草量, 均衡饲草季节供应, 而且
可以节约青贮所需要的设备及人力、资金,从而提高
畜牧业经济效益,通过免耕补播发展草地畜牧业, 可
以降低南方草山草坡因农田耕作导致的水土流失,
对于南方草地的水土保持具有重要的生态意义 [ 16]。
本试验通过测定产量、密度、生长速率等指标探索了
在亚热带中山地区建立高效互补饲草生产系统的可
行性,但最佳的耕作措施需要进一步探索,如补播时
间的确定,补播太早则易造成暖季型草对黑麦草苗
期的抑制,太晚则会因低温影响黑麦草苗期的生长。
今后尚待研究的是播种量、补播时间和肥料的施用,
以确定最佳的栽培管理措施。
4 结论
于宽叶雀稗、东非狼尾草、非洲狗尾草和臂形草
草地上秋季补播一年生黑麦草,均显著提高了冬、春
季节的饲草产量,缓解了饲草供应的季节不平衡。
4个补播系统均可充分利用夏季丰富的水热资
源,系统年产草量从高到低是: BH ( 26337. 1 kg
hm - 2 )﹥ KH( 23206. 2 kg hm- 2 )﹥ LH ( 20909. 4
kg hm- 2 )﹥ GH( 18589. 0 kg hm- 2 ) , 显著高于
单播处理。
4个补播系统的粗蛋白年产量从高到低依次
为: LH ( 2903. 6 kg hm- 2 )﹥BH( 2886 kg hm - 2 )
﹥ KH ( 2592. 2 kg hm- 2 ) ﹥ GH ( 2432. 4 kg
hm- 2 )。除臂形草不能越冬外, 其余暖季型草地可
在当年冬季和次年春夏完成冷、暖季牧草间的过渡。
因此,暖季型草地秋季补播多花黑麦草的措施可在
当地推广利用。
参考文献
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(责任编辑 李美娟)
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