果园套种牧草地上生物量的动态变化及其对土壤肥力的影响

曾丹娟,黄玉清,莫 凌,黎彦余，2，王 静，2，王三秋，2

(1.广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所,广西 桂林 541006; 2.广西师范大学,广西 桂林 541004)

牧草是草食牲畜赖以生存的主要饲料来源，广西人多地少，为避免与耕地相争，果园套种牧草实为发展牧业的一条有效途径。大量研究证实，果园套种牧草与传统的清耕相比，可提高单位面积的复种指数[1],充分利用园间的水肥条件抑制果园杂草生长[2]，促进果树生长，提高果品产量和品质[3]、提高土壤肥力[4]，有效改善果园小气候[5]，降低地温和气温[6]，减少环境污染,抑制大气扬尘[7],经济效益、生态效益显著[8-9]。牧草生物量的高低反映植物群落光合产物积累的大小，是生产力的度量，牧草生物量及其季节变化模式也是牧草选择和制定其管理措施的一个重要依据[10-12]，因此对牧草生物量及其生产性能进行深入研究，探寻其能充分满足家畜饲料需要的种植方式，对于充分合理利用土地，改善生态环境具有十分重要的意义。为此，以菊苣(Cichoriumintybus)、黑麦草(Loliummultiflorum)、鸡脚草(Dactylisglomerata)、高羊茅(Festucaarundinacea)、4个紫花苜蓿(Medicagosativa)品种(Hunter Rive、Overseason、WL525HQ、Eureka)和3个白三叶(Trifoliumrepens)品种(Haifa、Rivenda、Koala)为对象，将其套种于果园，研究其地上生物量的动态变化以及种植牧草后土壤养分的改变，以期为果园选择适宜的牧草种类以及牧草的合理种植提供科学依据。

1 试验地概况

试验地设置在广西植物研究所试验地内，该区地理位置110°12′ E，25°11′ N，海拔170 m，年均温度19.2 ℃，最热月(7月份)平均温度28.3 ℃，最冷月(1月份)平均温度8.4 ℃，极端最高温38 ℃，极端最低温度-6 ℃。年降水量1 655.6 mm,降水集中在4-6月，冬季雨量较少，干湿交替明显，年平均相对湿度78%。试验地种植梨树，树龄为10年，株行距为3 m×4 m。土壤为酸性粘土，全氮1.68 g/kg，全磷1.62 g/kg，全钾6.09 g/kg，有机质43.4 g/kg，有效磷160.6 mg/kg，有效钾84.2 mg/kg。

2 材料与方法

2.1试验材料 菊苣、高羊茅、鸡脚草和白三叶购自贵阳市捷克利草业研究所，紫花苜蓿和黑麦草分别购自北京中种草业有限公司和广西草业中心。

2.2试验方法 2007年10月-2008年6月在梨园内进行试验，随机区组设计，每品种3次重复,小区设在梨树盘以外的行间，小区面积2 m×3 m，小区间距为50 cm，四周设保护行1 m。播种前对土壤进行耕翻，除去地面杂草结合整地并开沟，用腐熟有机肥作基肥(30 000 kg/hm2)。根据种子发芽率计算播种量，试验所用的菊苣、高羊茅、鸡脚草、白三叶、紫花苜蓿和黑麦草播种量分别为7、18、13、10、18和18 kg/hm2，于2007年10月下旬撒播，播深2 cm。各处理的土壤、地形等生态条件及牧草、梨的田间常规管理措施一致。整个生育期完全自然状态生长，仅进行田间人工除杂草1～2次。

2.3测定项目和方法

2.3.1株高 3-6月每月刈割1次，每次刈割时测定牧草的高度作为刈割时株高，每个小区随机选取植株10株，3个小区共测得30株，其平均值作为该牧草的株高值。

2.3.2牧草鲜草和干草产量 在牧草生长季进行产量测量，每月测定1次，在小区内用1 m×1 m样方框随机框取，测定鲜草质量，将鲜草切成段，放入远红外鼓风干燥箱，105 ℃杀青30 min，然后在85 ℃下烘干至质量恒定，测定干草质量。

2.3.3土壤测定 试验结束后采集0～20 cm土层土壤，重复2次，清耕为对照。检验依据LY/T 1228-1999、LY/T 1232-1999、LY/T 1234-1999、LY/T 1255-1999、LY/T 1229-1999、LY/T 1236-1999、LY/T 1237-1999、LY/T 1239-1999等土壤分析技术规范分析土壤全氮、全磷、全钾、全硫、水解氮、有效磷、有效钾、有机质、pH值等指标。

2.4数据处理 用SPSS 13.0软件对数据进行相关分析，One-Way ANOVA方差分析，并用LSD法进行多重比较，用Excel 2003软件作图。

3 结果

3.1株高和平均日增长量比较

3.1.1菊苣、黑麦草、鸡脚草和高羊茅 菊苣、黑麦草、鸡脚草和高羊茅刈割时株高与日增长量均存在差异(表1)。其中，3月刈割时黑麦草株高和日增长量均显著大于菊苣、鸡脚草和高羊茅(P<0.05),表明黑麦草在早春生长较快，由于其不耐高温，6月底全部死亡，仅刈割3次。在观测期内，不同时期各种牧草生长速度也表现出相应的差异，如菊苣5月的日增长量显著高于3、4和6月(P<0.05)，鸡脚草和高羊茅4月刈割株高和日增长量均显著高于3、5和6月(P<0.05)，表明菊苣是在5月长势最好，而鸡脚草和高羊茅在4月长势最好。

3.1.2紫花苜蓿 株高4个品种间大都差异不显著(P>0.05)；同一品种不同刈割时间差异显著(P<0.05)。4和5月刈割时，Hunter River和Overseason的日增量均显著高于3和6月(P<0.05)，而WL525HQ和Eureka 5月刈割时的日增量均显著高于3、4和6月(P<0.05)，表明Hunter River和Overseason在4和5月长势最好，而WL525HQ和Eureka 5月长势最好(表2)。

3.1.3白三叶 Koala和Haifa比Rivenda长势好(表3)。3种牧草均以5月刈割时日增长量最高，4月次之，3月最小。

表1 菊苣、黑麦草、鸡脚草和高羊茅刈割时株高和平均日增长量

表2 不同品种紫花苜蓿刈割时株高和平均日增长量

表3 不同品种白三叶刈割时株高和平均日增长量

3.2鲜草和干草产量比较

3.2.1菊苣、黑麦草、鸡脚草和高羊茅 菊苣3-6月鲜、干草产量均分别在13 000和1 000 kg/hm2以上，其中3、4和6月鲜草产量差异不大，5月鲜草产量最低，为13 560 kg/hm2，而干草是3、4和5月差异不大，6月干草产量最高，为1 654 kg/hm2。黑麦草在3月刈割时鲜草和干草产量高达35 560和3 928.7 kg/hm2，显著高于菊苣、鸡脚草和高羊茅，4月和5月鲜草和干草产量与菊苣、鸡脚草和高羊茅差异不大。鸡脚草3月刈割时鲜草和干草产量最低，4、5和6月干草产量差异不大。高羊茅3、4和5月鲜、干草产量均维持在10 000和1 000 kg/hm2以上，6月产量降低。菊苣(刈割4次)、黑麦草(刈割3次)、鸡脚草(刈割4次)和高羊茅(刈割4次)总鲜草产量依次为73 422、59 546、25 634和41 250 kg/hm2；干草产量依次为6 218.7、6 472.3、3 678和5 618.7 kg/hm2。

3.2.2紫花苜蓿 Hunter River3-6月鲜、干草产量均大于其他3种牧草，其鲜、干草总产量分别为31 355和4 135.8 kg/hm2。WL525HQ、Eureka和Overseason的鲜草、干草产量差异不大(图2)。

3.2.3白三叶 Koala和Haifa 3-6月鲜、干草产量均大于Rivenda，Koala、Haifa和Rivenda的鲜草总产量分别为29 534、31 924和19 150 kg/hm2；干草总产量分别为3 887、4 032和1 904 kg/hm2(图3)。

3.3土壤变化 种植过牧草的土壤养分与清耕相比，土壤中的水解氮和有机质明显增多，pH值升高，而有效钾、磷的含量降低，其余养分元素变化不大。如菊苣区和Haifa区土壤中水解性氮含分别比对照区提高了30.0%和130.0%，有机质含量提高了55.3%和68.0%，有效钾比对照区降低47.9%和41.8%，有效磷降低了9.7%和13.2%(表4)。说明果园套种牧草能提高土壤肥力，促进果树生长，并有降低土壤酸度的效果。

图1 4种牧草鲜草和干草产量的动态变化

图2 4个紫花苜蓿品种鲜草和干草的动态变化

图3 3个白三叶品种鲜草和干草的动态变化

4 讨论与结论

要实现果园生草的最佳生理生态效应，必须加强草种与果园的最佳组合的选择，做到果树与不同草种的配套[13]。果树和草种都有其不同的生态适应性，因此本研究对果园套种不同牧草开展地上生物量的研究，并比较了种植牧草后土壤养分的变化。在菊苣、黑麦草、鸡脚草和高羊茅4种牧草中，鲜草产量从高到低依次为菊苣>黑麦草>高羊茅>鸡脚草，干草产量从高到低依次为黑麦草>菊苣>高羊茅>鸡脚草，菊苣和黑麦草的草产量较高。菊苣3-6月鲜、干草产量均在13 000和1 000 kg/hm2以上，且各月差异不大，表明菊苣是一种具有较高生产力和持续利用时间较长的牧草[14]。黑麦草为冷季型牧草，在3月生长迅速，刈割时草产量显著高于其他牧草品种，进入6月，气温有时超过30 ℃，过高温度导致黑麦草死亡，仅能刈割3次，但其干草产量仍是4种牧草中最高的。杜华平等[15]研究表明，一年生黑麦草的产草量主要集中在初穗期第1次刈割。本研究中黑麦草的产草量主要集中在第1次刈割，能满足早春家畜对牧草的需求。紫花苜蓿4个品种中，以Hunter River的鲜草和干草产量最高，白三叶3个品种中，以Haifa最高，其鲜草和干草产量均在30 000和4 000 kg/hm2以上。

果园生草后能够改善表层土壤的物理性状，降低表层土壤容重，增加田间持水能力，提高土壤有机质、水解氮、 速效磷、 速效钾的含量，改善土壤实际供肥能力[16-17]。本研究中果园种植的几种牧草能明显提高土壤中水解氮和有机质的含量，降低土壤酸度，从而提高土壤肥力和促进果树生长，但有效磷和有效钾含量下降，需补充磷肥和钾肥。

表4 土壤养分变化

综合考虑牧草的产量和改善土壤肥力的效果，选择菊苣、黑麦草、Hunter River和Haifa 4种牧草作为果园的套种牧草，既能获得较高的草产量，又能满足家畜对牧草营养多样化的要求，并能提高土壤肥力，促进果树生长。

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