高寒牧区牧草混播效应研究

魏窦兴　杨　萍

青藏高原高寒草地是世界上海拔最高、面积最大、类型最为独特的草地生态系统。在高原广袤的土地上,分布着1.4亿hm2 的天然草地,放牧着大约7000万头(只)家畜,自古以来就是我国重要的牧区之一。青藏高原是北半球气候的启动区和调节区,高寒草地生态系统是否稳定不仅对我国的东部和西南部的气候产生巨大的影响,而且也对北半球甚至全球的气候产生明显的影响。青藏高原是我国黄河、长江等主要水系的发源地,高寒草地在涵养水源、保持水土方面也发挥着重要的生态作用。该地区气候严酷,暖季短暂,冷季漫长,枯草期长达7个月之久。在冷季,天然草地的牧草枯萎,可食牧草大幅度减少,牧草营养价值降低,饲草供应难以满足家畜采食需求;超载过牧现象普遍,鼠虫害与毒杂草危害严重,使草地生产力下降,草畜矛盾更加突出;自然灾害频繁,饲草储备不足,抗灾保畜能力差,雪灾之年常常导致牲畜成批死亡,造成巨大的损失。这些问题严重制约着草地畜牧业的可持续发展。为了解决草畜供需季节不平衡矛盾,在高寒牧区建设一定面积的人工草地,为放牧家畜提供冷季补饲用饲草储备,是近年来该地区牧区建设的一项主要内容。但是,由于高原地区气候寒冷，严重缺水等原因，限制了好多优良牧草的种植。而适宜温凉气候条件的一年生牧草种植较多，且栽培面积逐年扩大。如燕麦在高寒牧区可获得较高的牧草产量,但用其调制的青干草的蛋白质含量较低。为了进一步改善冬贮牧草的营养组成,寻求更合理的牧草栽培群落结构,改变单一栽培现状,经连续多年栽培证明,混播方式既可提高牧草产量,亦可改善青干草品质,深受该地区牧民欢迎。目前,在高寒牧区牧草混播的研究主要集中在以下几个方面。

一、牧草混播优势

1.提高生物量。与单播相比,牧草混播优势主要表现在提高了单位面积土地上的牧草生物产量,其提高幅度因混播种群类型而变化。其增产原因主要在于不同类型地上部及地下部,在空间上具有较合理的配置比例,能够充分地利用阳光、二氧化碳、土壤养分、水分,可制造更多的有机物质。在青海省贵南县进行的燕麦与箭筈豌豆混播试验,燕麦与箭筈豌豆混播产草量为4.0 kg/m2,比单播燕麦增产29.5%,比单播箭筈豌豆增加20.2 %[1]。卓尼县燕麦与豌豆混播增产幅度比单播燕麦高27.9 % ,比单播豌豆增产25.4 %[2 ]。大通县燕麦与箭筈豌豆混播鲜草产69087 kg/hm2,比单播增产鲜草12084 kg/hm2 [3]。宁夏的混播试验表明,混播组合牧草产量均高于单播,其中沙打旺与老麦芒组合产量最高,分别比沙打旺与披碱草、沙打旺与无芒雀麦、沙打旺及禾本科牧草单播高12%、29.4%、44.1%和100%～200%[4]。海西州草原站多年的测产数字为：单播燕麦鲜草产量4500kg/亩，豌豆结荚期鲜草2500kg/亩，禾本科牧草当年鲜草产量180kg/亩，第三、四年高峰期鲜草产量1000kg/亩；豆科牧草（紫花苜蓿）当年鲜草产量1200kg/亩，第三、四年高产期鲜草3000kg/亩；禾本科和豆科牧草混播当年鲜草产量800kg/亩，第三、四年高产期鲜草4500kg/亩。

2.改善牧草品质。混播牧草比单播牧草含有较完全的营养成分,豆科牧草含有较高的蛋白质、钙和磷；而禾本科含有较多的碳水化合物。在混播中利用豆科牧草根瘤菌固定和利用大气中的游离氮素,提高土壤肥力,从而减少氮肥的施用量,使禾本科牧草蛋白质含量增加。单纯由豆科牧草构成的放牧草地会引起放牧牲畜发生膨胀病,禾本科牧草不会引发放牧牲畜膨胀病,但其蛋白质含量较低,且无共生固氮能力,单独由禾本科牧草构成的放牧草地也不理想。两者混播, 既能较好地满足放牧牲畜的蛋白质营养需求,又能避免放牧牲畜膨胀病的发生,还可减少草地管理的氮肥投入。混播处理茎叶比明显低于单播,其中燕麦抽穗期降低0.56% ,完熟期降低2.55%,说明随着牧草生长期的延长,混播草地叶量明显增加,主要是由于箭筈豌豆的介入而使茎叶比显著降低,牧草品质变优。燕麦与箭筈豌豆混播草地与燕麦单播相比,其粗蛋白质含量和产量分别增加了30.09% ～32.38%和26.54%～51.49% ,而NDF含量降低0.38%～7.85% ,ADF 降低了6.03%[5],而另一试验ADF含量升高了6.79 %[6]。混播群落在增加干物质产量和提高光能利用率的同时,也可有效增加豆科牧草的比例,改善牧草品质。紫云英与黑麦草以及黑麦草与金花菜混播的试验结果表明,混播群落单位土地面积上粗蛋白质产量比单播黑麦草提高201.2%和81.5% ,比紫云英提高161.7%,但比金花菜降低28.9% ,代谢能混播也高于各自的单播[7]。毛苕子与黑麦草混播的结果表明,毛苕子与黑麦草混播比单播黑麦草粗蛋白质产量提高103.1%。毛苕子与燕麦混播比单播燕麦提高46.3%,比单播毛苕子降低7.8%[8]。韩建国等[9]进行的一年生燕麦豌豆混播试验表明,混播组合中随着豌豆播量的增加,粗蛋白质含量也随之增加。燕麦与豌豆混播, 比燕麦单播ADF 增加3.5% ,NDF 降低8.9% ,粗蛋白质产量增加14.7%。

3.优化种群结构。混播群体增产的物质基础主要取决于茎、叶在空间上的分布是否能有效地接受光辐射,群体受光面积增大,叶面积指数增加。箭筈豌豆与燕麦混播使箭筈豌豆较其单播增高16cm ,提高85.2% ,比燕麦单播增高7.52%;黑麦与箭筈豌豆混播较黑麦单播增高3.9% ,较箭筈豌豆单播增16.2%;豌豆与燕麦混播使两者株高都有所提高,提高幅度分别为4.3%和3.1%[10] 。贵南县的混播试验中,燕麦株高达100cm ,箭筈豌豆株高58.4cm。混播群落在前、中、后期均能够保持较高的光合作用面积,同时燕麦的支撑作用有利于箭筈豌豆株高的向上延伸,使草丛部位集中的叶量大大增加而呈现密集分布状态,为提高单位面积干物质产量创造了有利条件。混播草层叶片重量所占比例比燕麦单播高,而且有随着箭筈豌豆播量增加而升高的趋势。混播可以有效改善混播草地的草层结构,提高光和作用面积。减少种间直接竞争,增加对环境资源的利用效率。潘正武等(2007年)通过3 年的筛选试验,表现优良的多年生混播组合有草原2号苜蓿+无芒雀麦+多叶老芒麦、草原2号苜蓿+多叶老芒麦+冷地早熟禾、无芒雀麦+多叶老芒麦+冰草、无芒雀麦+多叶老芒麦+冷地早熟禾、草原2号苜蓿+多叶老芒麦+冰草5种组合,混播草地茎叶比明显低于单播,说明叶量明显增加,特别是豆科牧草的介入,不仅提高了混播草地的牧草品质,而且提出了高寒地区豆科牧草种植的有效方式,改变了多年生豆科牧草与多年生禾本科牧草不能混播的传统认识[12] 。

二、牧草混播技术

1.混播比例。混播草地是通过混合牧草种子来进行的,因此豆科、禾本科牧草种子所占比例直接影响种群的生长、产量和品质。就生物量而言,在群落密度相同的条件下,混播比例的变化所引起的差异,因不同种群而不同。在高寒地区进行的燕麦与豌豆混播组合研究表明,燕麦与豌豆以1:1 或3.5:6.5混播是高寒牧区较为理想的混播组合[13 ]。化隆县的试验证明,燕麦与箭筈豌豆混播比例以5:3最优,同一条件下其产草量均高于其它混播比例,无倒伏现象[14]。孙爱华等(2003 年) 在高寒阴湿地区进行的燕麦和箭筈豌豆混播复种试验表明,燕麦和箭筈豌豆以1:1混播复种, 产草量比单播燕麦提高40%。在卓尼高寒地区的研究结果表明,以1:1的混播组合产草量最高[15]。

2.适宜刈割利用期。确定适宜刈割期是调制高产优质干草的重要因素之一,确定适宜刈割期时必须考虑牧草生育期内地上部分产量的增长和营养物质动态,以获取单位面积营养物质最大产量。选择适宜刈割期是获取优质高产饲草的关键措施。在高寒牧区进行的试验表明[16] ,燕麦单播和豆科牧草混播最佳刈割期为抽穗期、开花期、灌浆期。在燕麦与豌豆混播中,粗纤维含量一直增长至燕麦进入乳熟期,豌豆进入结荚期,此后粗纤维含量降低。一般认为,多年生牧草随生长发育饲草品质下降,一年生牧草进入乳熟期后,其子实部分的增加抵消了一部分营养物质的损失。燕麦乳熟期粗脂肪(2.76%)、无氮浸出物(55.22%)含量均较乳熟始期的含量(粗脂肪2.70%、无氮浸出物53.08 %) 高,而粗纤维含量(29.31%)较乳熟始期的含量(29.54%)低[17]。

三、小结

不同的牧草有不同的遗传基因,这种具有不同的生活型和生态型的牧草混播,由于其存在着复杂的相互关系,如种间关系和种内关系而表现出不同的相容性。牧草混播可以通过功能生态位互补、时间生态位互补和取样效应来改善和影响系统功能,取长补短,充分利用空间、光、热、水分、肥和微生物等资源,因而在同一植物群落中表现出不同的竞争力,具有明显的梯度变化。因此,比单播草地更能有效地利用环境资源,增加光能和地力的利用率,获得较高且稳定的草地生物产量,维持持久高额的生产力,具有更大的稳定性。

参考文献：

[1] 孙爱华,鲁鸿佩,马绍慧. 高寒地区箭筈豌豆+ 燕麦混播复种试验研究[J ] . 草业科学,2003 ,20，(8) :37238.

[2]何双琴. 贵南县禾豆混播及牧草产量测定[J ] . 青海草业,2004 ,13，(2) :18220.

[3] 包成兰,张世财. 大通县脑山地区燕麦与箭筈豌豆混播技术试验推广结果[J ] . 青海草业,2002 ,11，(1) :526.

[4] 姚支春,康博文,柳怀孝.多年生牧草混播试验研究[J ] .中国草地,1992，(4) :23227.

[5] 马春晖,韩建国,李鸿祥,等. 一年生混播人工草地生物量和品质以及种间竞争的动态研究[J ] . 草地学报,1999 ,7，(1) :62271.

[6] 马春晖,韩建国,李鸿祥,等. 播种比例、施氮量和刈割期对混播草地牧草产量和质量的影响[J ] . 中国草地,1999，(4) :9216.

[7] 杜灵敏,张显耻,聂青平. 高寒牧区豌豆与燕麦混播组合的研究[J ] . 青海畜牧兽医杂志,1991 ,21，(6) :18219.

[8] 马海天才,周寿荣. 豆科禾本科牧草混播比例的研究[J ].四川草原,1992，(3) :13215.

[9] 韩建国,马春晖,毛培胜. 播种比例和施氮量及刈割期对燕麦与豌豆混播草地产草量与质量的影响[J ] . 草地学报,1999 ,7，(2) :87295.

[10] 马春晖,韩建国. 高寒地区种植一年生牧草及饲料作物的研究[J ] . 中国草地,2001 ,23 (2) :49254.

[11] 潘正武,卓玉璞. 高寒牧区多年生人工草地混播组合试验[J ] .草业科学,2007 ,24， (11) :53255.

[12] 徐长林,张普金. 高寒牧区燕麦与豌豆混播组合的研究[J ] . 草业科学,1989 ,6 ，(5) :31233.

[13] 韩学明. 化隆县燕麦与箭筈豌豆适宜混播比筛选试验[J ] . 青海草业,2000 ,9， (1) :12.

[14] 王建有,柴勇. 燕麦+ 箭筈豌豆在卓尼的种植及青干草调制技术[J ].四川草原,2005， (2) :62.

[15] 常根柱,李世航.燕麦与箭筈豌豆在甘肃卓尼的混播试验[J ].草业科学,1991， (6) :37241.

[16] 杨发林,胡自治. 高寒牧区燕麦人工草地的营养物质产量及其光能转化率[J ] . 草地学报,1991 ,1，(1) :1062111.

(作者单位：海西州草原工作站)