全 文 ：第 1 卷 第 1 期
V o l
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.
1
草 地 学 报
气C T A 人G R E S T 工A S IN 工CA
1 9 9 1 年
1 9 9 1
高 寒 牧 区 燕 麦 人 工 草 地
的 营 养 物 质 产 量 及 其 光 能 转 化 率
杨发林 辛 胡自治
(甘肃农业大学草原系 , 兰州 )
摘要 : 本文探讨了高寒牧区燕麦人工草地的营养物质产量动态 、 热值动态及其光能 转化率 。
试验结果表明 , 燕麦草地地上部分的净营养物质产量为粗蛋白质89 . 63 克 / m ’ , 粗脂肪 3 D . 3 3克 / m ‘ ,
无氮浸出物 6 0 3 . 4 3克/ m Z , 粗纤维 3 3 1 . 8 0克八n Z , 粗灰分 7 5 . 2 6克/l n Z , 钙 2 . 05 克 / m Z及磷 1 . 35 克 /
m
Z 。 以能量表示的燕麦草地全草层的净初级生产力为 2 7 2 2 9 K J / m 忆 ·年 , 为 太 阳 总辐 射 的 。. 6 54
%
, 其中地上部分为 0 . 5 ,l8 % , 地下部分 占。. 106 % ; 对可见光生理辐射的转化率全草层为 1 . 30 8 % ,
地上部分为 1 . 09 8 % , 地下部分为。. 21 3 % ; 对生长季生理有效辐射转化率全草层为 2 . 08 3 % , 地上
部分为 2 . 3 51 % , 地下部分为。. 4 56 % 。 同时 , 作者探讨了燕麦草地的适宜XlJ 割期 。
关键词 : 燕麦人工草地 , 营养物质 , 光能转化率
引 言
燕麦 (A ve n a sa “ va) 是一种优良的一年生饲料作物 , 无论是作为精料 、 青饲料还是
调制干草 , 燕麦都具有丰富的营养物质和良好的适 口性 , 为各类家畜所喜食 。 燕麦喜欢凉爽
湿润的生境 , 耐膺抗寒 , 气温在 3 ℃ ~ 4 ℃时 , 种子就能很好的发芽 , 幼苗能忍受 一 3 ℃ ~
一 4 ℃ 的低温 (内蒙农牧学院 , 1 98 1) 因此 , 在枯草季长达 7 个 月之久的高寒牧区人们常把燕
麦作为家畜冷季的补饲来源而进行种植 , 以解决这类地区畜牧业生产 中广泛存在的因冷季饲
料短缺而造成的春乏损失 , 从而保证 当地畜牧业的稳定发展 。 本文探讨了高寒牧区燕麦人工
草地的营养物质产量动态 、 热值动态及光能转化率 , 为高寒牧区燕麦人工草地的合理栽培和
利用 , 以及大面积推广提供基础性资料 。
材料与方法
一 、 试验地概况
本试验于 1 9 8 7年 1 月至 12 月在 甘肃农大天祝高山草原试验站内进行 。 该站位于祁连 山乌
鞘岭脚下 , 东径 18 0 “32 ‘ , 北纬 37 “40 ‘ , 海拔 2 9 3 0米 , 气候寒冷潮湿 , 年平均气温 一 0 . 1℃ ,
月平均气温仅 7 月份的大于10 ℃ , 全年大于 0 ℃ 的积温 1 3 0 0 ℃左右 , 年降 水 量 41 6 m m , 年
蒸发量 1 5 9 o m m , 年平均湿度 60 %左右 ; 年 日照时数 26 0 0小时 , 无绝对无 霜期 , 在最热的七
, 现在宁夏回族自治区畜牧局草原站工作 。
1 0 6
月 , 毯三了f降霜的 可能 : 野 , 1牧 带. ‘}几长明约 1 2 0 天 左右
试验年度的年平均气温为 一 。. 3 ℃ , 大 于 0 ℃ 的年积 温 为 1 2 2 4 . 2 c , 日照时数为 2 0 6 3 . 6
小时 , 年降水量为 3咒 . 2 m m , 均低于正常年份的数值 。
试验地设在金强河河谷 二级阶地上 , 地势平坦 , _ 卜壤为冲积 母质上发育的高山草甸土 。
1 9 8 7 年春季播种 前翻耕除杂草 , 并施入草木灰约 3 7 5 0 0 千克 /公顷 , 硝 酸 钱 75 千克 / 公顷 , 均
为当地大 田施肥水平 。 实际试验面积为 1 0 0平方米 。
二 、 品种及播种方式
试验所 用燕麦品种是 由青海畜牧兽医学院草原系提供的 “永久12 号 ” 燕麦 。 1 9 8 7年 4 月
25 日人工条播 , 种 户发芽率 80 % , 播种量为 1 8 7 . 5 千克 / 公顷 , 行 距 30 厘 米 , 播种深度 5 厘
米 。 在分粟期 , 人工除杂草一次 。
三 、 观测项 目及方法
用收获法随机取样测定地上植物量 , 取样面积 为 0 . 5 x o . 6 m ? , 三次重复 ; 在 测 完 地上
植物量的样方内 , 用嚎沟法测定地下植物量 , 样方 面 积 为 0 . 4 x o . 4 m Z , 取样深度 30 厘米 ,
三次重复 。取样 自齐苗后每 10 天进行一次 , 所取样品均在 1 05 ℃下烘干至恒重 , 得干物质产量 ,
用常规分析法测定所取样品的粗蛋自质 、 粗脂肪 、 粗纤维 、 无氮浸出物 、 粗灰分 、 钙及磷七
种营养成分 的含量 , 用P a r 自动绝热式 自动仪测定各样 品的热值 。
在距试验地约 1 0 米处 , 安置 L 一 7 5 型累积式辐射仪记录试验年度的太阳辐射值 。
结果与讨论
、 燕麦人工草地地上植物量的营养成分含量动态
在燕麦地上干物质的营养成分含量 中 (表 1 ) , 首先引人注 目的是粗蛋 白质和粗脂肪的含
量 。 在幼苗期 , 燕麦 的 粗 蛋 白 质 含 量 高达3 2 . 通4 % , 分 羹 期 时 为 3 0 . 1 1 % , 拔节期时为
2 5
.
3 6 %
, 高于著 名豆科牧草红豆 一草 (O n o b ; y c h l’s 丫 icl’ “ e f ol ia) 在首养生长期的粗蛋白质
表 1 燕麦草地地上部分营养成分含量动态 (以干物质为基础 , % )
物氮无浸日 期 生 育 期 粗 脂肪 粗蛋白质 粗 汗维 粗灰分 钙 磷
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分 羹 期
拔 节 期
孕 葱始期
孕 穗 期
抽 德 期
抽穗末期
乳 德妒期
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枯 死 期
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0 9
·
1 0 7
·
含量 2 } . 7万咪 (陈宝书 , 1 9 R 3 ) 。 在孕穗期前 , 燕麦的粗脂肪含 最保 持 在 苏 叮 以 犯, 最高时
为 6 . 3 2 % , 远大于红喊依在营养生 长刃]的粗脂仿含量 (2 . 5 8 % ) , 且在整个生 氏季内都高于
后者 。 这种高粗蛋 白质和粗脂肪含量的特点 , 既是燕麦 , 尤其是在幼 苗期适应高寒气候条件
的生理基础所在 , 同时也是高寒气候条件作用的结果 。 因为在高海拔地区 , 太阳光谱成分 中
短波光所占的比例较高 , 而短波光中的蓝 、 紫光有助 于 植 物 蛋 白 质 的 合成 (曲仲湘等 ,
1 9 8 4 )
。 在缺 乏栽培豆科牧草和蛋自质词料的高寒牧区 , 推广种植 “永久 12 号” 燕麦 , 对解
决这类地区蛋白质词草缺乏的问题 , 无疑可起到一定的作用 。
随 着生 长发育节律的推移 , 燕麦粗蛋 白质和粗脂肪含量持续下降 , 其中粗蛋白质的含 量
下降幅度较大 , 粗脂肪含量的下降幅度较小 , 至最后一 次 义lJ割 时 , 二者的含量分别 卜降为
6
.
9 %和 2 . 5 6 % 。 因此 , 欲要获得较高的粗蛋 白质和粗脂肪产量 , 需要把提适宜的刘割期 。
燕麦无氮浸出物的含 歇也十分丰富 , 以乳熟始期的含 量最高为 5 5 . 2 2 % , 高 于 红豆草的
最高无氮浸出物含量 (4 0 . 9 % ) 。 燕麦的粗纤维含 量较低 、 生长末期最高时也仅为 3 0 . 0 9 % ,
低 一r 红豆 草结荚时的粗纤维 含量 (3 9 . 18 % ) 。 在整个生 长季期间 , 无 氮 浸 {l. 物和粗纤维的
含量呈平缓上升趋势 , 钙和磷的含量呈下降趋势 (表 1 ) 。
二 、 燕麦草地地上营养物质产量动态
根据 I二物质产 量和上述各营养成分含量换算出的单位面积各营养物质的 产 量 动 态如表
2
。 队表 中可以看出 , 尽管各营养物质在干物质 中的含量及其变化趋势各不相同 , 但 由于营
养物质产量同时取决于总干物质量和肯 井成分含量两个方面 , 使得各营养物质的产 量动态都
随生 长发育阶段的推进而全寺续增加 , 只是各 白的增 口!!离度不同 , 其 中无氮浸出物和粗蛋 白质
的产 量增长幅度较大 , 粗脂肪和粗纤维的产量增长平缓 。 在乳熟始期时 , 各营养物质的产量
表 2 燕麦草地地上部分植物量营养物质产量动态 (g / m ‘) *
字员脂号左 粗蛋 自质 无氮浸 出物 粗乡示约 粗灰分 洲 磷
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9 8
* 各 日期相 对应 的生育期 同表 1 。
达到各 白的峰值 , 其 中粗蛋 自质产量为 8 9 . 6 3 克 / m 艺 , 无氮浸出物为 6 0 3 . 理3克 / m Z (到达时间
较其他营养物质晚 10 天左右 ) , 粗脂肪为3 0 . 3 克 / m z , 粗纤维为 3 3 1 . 80 克 / m Z 。 从收获较高的
·
1 0 8
粗蛋自质产 准号虑 , 同时兼顾 干物质产 墩 给明为恢麦 草地的适宜 : !{俐期 。、曰门”!公一”寸曰八
三 、 燕麦草地植物量的热值动态
如表 3 所示 , 燕麦绿色物质的热值动态没有明显的变化规律 , 其有机物质的热值在生 长
初期较生长中 、 后期高 , 这是由于生长初期热{直较高的粗脂肪和粗蛋 白质含量较高的缘故 。
表 3 燕麦草地植物量的热值动态 ( K J / g )
. . . . . 曰曰 . . . . . . . . . . . . . 曰 . . 曰‘ . . ‘‘ . . . . . . . . ~ . ‘- ~一 -一一一一一- ~ .项 日 绿 色 物 质 日 :件 物 ‘ 地 下 部 分
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* 为 各次所 采调 落物样 品的 昆合样热值 。
, . 各日期所对 亩的生育期同表 1 。
燕麦地下 部分的热位动态在整个生 氏季期间比较稳定 。 不论是 以干物质热位还是 以有机
物质热值表示 , 步也下植物 量的热值小于地上植物 适的热信 , 凋落物的热值小 于绿色物质的热
{直。
四 、 燕麦草地的能量净切级生产力及光能转化率
根据燕麦 草地的 干物质冷初级生产力和热 悠算得的以能量表示的地上部净初级生产力为
2 2 8 4 9
.
4 2 4 K J / m
Z ·年 , 地 卜部分为引 2 7 . 1 时K J / m “·年 , 全草层为 2了艺2 9 . 门 K J / m Z · 年 。
表 4 燕麦草地的光能转化率 ( 乡。 )
项 目 对总辐射的传化率
对可 见光生理
辐射 的转化率
对 生长 乒生理有效
辐射的转化率
地上部分
地下部分
全 草 层
0
。
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4 5 6
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试验年度实测的太阳 J尝辐射量为 4 1 6 2 7 8 9 . 3 K J / m Z ·年 , 可见光生理辐射量为 2 0 8 1 3 9 4 . 6
K J / m
“ ·年 。 由实测太阳辐射值和燕麦草地的北量净初级生产力算得的燕麦 草地的光能转化
率如表 4 。 地上部分对太阳总拓射 的 转 化 率为 0 . 刘 9 % , 地 下 部 分 为 0 . 10 6 % , 全草层为
·
1 0 9
·
0
.
6刘 % ; 对可见光 产卜理有效辐射的转 化率地 卜部分为」. 0 9 8 叮 , 地下部分为 0 . 2 1 3 % , 个草
层为 ’ . 3 0 8 % ; 对生 长季有效生理辐肘灼转化率 . 地 L部分为 2 . 3 5 1 % , 地 !‘部分为 0 . ‘4压6 % ,
全 草层为 2 . 8 03 写 。 地球植被净初级生产 力对太阳 曾. 辐时的转化 率 平均为 0 . 1飞%一 0 . 16 % ,
对可见尤生理辐射的转化率为 0 . 2 5一。. 2 7 % (L ie t h , 1 9了9 ) , 与 },. 述两 值相比 , 燕麦草地相
应的两个位均为 0 . 6 5 4 % 和 1 . 3 0 8 % , 比全球植被转化率平均数的高限分别大 4 . 1倍和 4 . 8 倍 。
胡 自治等 ( 1 9 8 3) 测定的本试验地区播种的无芒雀麦 + 垂穗披碱草 十 老芒麦 (B : ol n “ 5 l’n e -
; m is
一卜 E zy m “ s , :川 a , : s + E . : ib i ; 1 0 15 ) 多年 生淮地对太阳心、辐射的转化率 , 地上部分为
表 5 燕麦草地在不同生长阶段对太阳总辐射的转化 率
项
日 总 辐 射 地土部分
Il
(K J) 含万化志
期
( g住)
地下部分
全 草 哄
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, 地 下部分为 0 . 0 9 % , 全 草层 为。‘ 2 3 % (H u 等 1 9 8 5 ) , 燕麦草地相应 各 部分的转化
率分别比之高出 2 . 7 4 、 1 . 1 8 和 2 . 2创合, 表明 一年生燕麦人 _〔草地 为尘产效率远大于 当地多年
生禾 草人工 节地的生产效率 。
在 不同生育阶段 , 燕麦 一草地植物 量扩扮冷 识黑速 率及太阳软刘强 度均不同 , 囚而燕麦草地
在不同生育期 沟光能转化率也不同 认资5 ) 。 从幼 苗期下抽裕期 , 地上部分的光能转化率持
续增大 , 在孕 德期达 .最高泣 3 . 6 3 1 1 % ; 共次为 纳穗期 , 为 3 . 5 1 4 6 % , 与地上部干物质的最火
绝 对生长率 (A G 几 ) 和 谈大净同化 率 (N A H ) 的变化动态 致 , 进 一步表明孕穗—抽穗期不论从燕麦 草层本身的结构 看 (L A 工装大时期 ) , 还是从各生态环境因子的配合状况看 ,
都是一年生燕麦人工草地生产性能的峨佳时期 。 地下部分的光能转化率在生长初期高于地上
部分 , 但 自拔节期后 , 就一直远远 低于地上部分的光能转化率 , 这就从光能转化率的角度说
明了为什么地 卜植物 是远高 于地下植物 量 。 全 改层的光能转化率动态 与地 !:部分的光能转化
率 一致 , 以孕穗期 {i寸最高 , 为5 . 8 6 0 1 旦毛。
结 论
1
. 燕麦的地上部分营养物质丰富 , 尤以粗蛋白质和粗脂肪的含量引人 注 目。 在 生 长初
期 , 粗蛋 白质的含量高达3 2 . 侧 , 祖脂肪的含量达 6 . 32 % , 随着生育期的 推 移 , 二者的含
量均不断下降 。
2
. 燕麦草地地上部分的净营养物质产量为 : 粗蛋白质8 9 . 6 3克 / m Z 、粗脂肪 3 0 . 3 3克 / m 乞 、
·
1 1 0
·
儿 氮找出物 “。3 . 1 ;克 / l讨 、 , i、纤犯 一 : ,训 , 训 克 m 、 们毛灰 分丁. ; . 洲 傲厂m 、 钙 和磷分别为2 . 。, 和
1
.
3 5克 / m 乙。 欲 收获较 {丫为租蛋自质 J了二峨毛l 一}1物质产准 , 在乳熟始期刘割较适宜 。
3
. 燕麦 一草地对太阳 J臼、辐射的转化率 , 地 七部分为 0 . 5 4 3 % , 地 卜郊分为 0 . 1 0 6 % , 全 学层
为0 . 6 5 」写 , 远高 于当地多年生禾草人 l_ 草地的光能转化率 。
透. 燕麦 人 1二叮〔地 对尤能的最入利川时期在孕 穗 期 , 全 草 层在这 一时期的光能转化率达
3
.
8 6 0 1 ;石。
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版社 , 北京
H u z i z h i e t a l
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N U T R IE N T A N D T H E C O N V E R T IO N E F P IC IE N C Y
P O R S O L A R E N E R G Y A T A L P IN E D IS T R IC T
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