半干旱地區(qū)禾-豆混播草地生產(chǎn)力及種間關(guān)系研究.pdf

1、豆科牧草對于改善草地生態(tài)系統(tǒng)氮素營養(yǎng)平衡和促進(jìn)草地動(dòng)物蛋白質(zhì)的形成具有非常重要的作用。本論文的研究目標(biāo)是為選擇適于東北半干旱地區(qū)的混播物種組合服務(wù)，研究當(dāng)?shù)貎?yōu)良禾草——羊草(Leymuschinensis)與不同豆科牧草混播地的草地生產(chǎn)力以及種間關(guān)系。 2004和2005年期間在吉林省長嶺縣實(shí)驗(yàn)基地(東經(jīng)123°51′02″，北緯44°12′11″)，采用置換系列建立研究羊草與沙打旺(Astragulusadsurgens)、興

2、安胡枝子(Lespedezadavurica)、花苜蓿(Medicagoruthenica)、紫花苜蓿(Medicagosativa)和山野豌豆(Viciaamoena)兩種比例的混播地及各自的單播地。在2004年9月初和2005年6月和8月中旬刈割收獲，測定草地干物質(zhì)產(chǎn)量和氮產(chǎn)量，以相對產(chǎn)量(RY)、相對密度(RD)和相對產(chǎn)量總值(RYT)研究種間競爭。2005年生長季前和生長季末測量單播地和混播地土壤0-40、40-80、80-10

3、0cm土層的硝態(tài)氮和銨態(tài)氮，并計(jì)算土壤有效氮含量。利用同位素15N稀釋法測量豆科牧草固氮和轉(zhuǎn)氮能力，分析生物固氮、肥料氮和土壤氮在單、混播條件下羊草和豆科牧草體內(nèi)的比例，并計(jì)算生物固氮量對草地氮產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率。以目標(biāo)-鄰株法設(shè)置四種競爭模式：全競爭(FC)、無競爭(NC)、地上競爭(SC)和地下競爭(RC)，研究種間地上競爭和地下競爭對豆科牧草生長的影響以及地上競爭和地下競爭相互作用問題。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，混播地干物質(zhì)產(chǎn)量在建植第二

4、年與羊草單播地相同，但羊草-沙打旺、羊草-花苜蓿和羊草-紫花苜蓿混播地氮產(chǎn)量顯著高于羊草單播地。 與沙打旺和紫花苜?；焐鷷r(shí)，羊草受到強(qiáng)烈抑制，這種種間競爭狀態(tài)隨生長年限存在動(dòng)態(tài)變化，刈割對種間競爭關(guān)系作用明顯，羊草強(qiáng)大的無性系繁殖特性對維持其種群數(shù)量具有積極意義?；ㄜ俎Ｔ谘虿荼壤叩幕觳サ厥艿揭欢ǔ潭鹊囊种?，花苜蓿生物量受羊草地下競爭影響較大，適當(dāng)比例的混播可使混生群落持續(xù)獲得額外資源并達(dá)到雙方受益的狀態(tài)。興安胡枝子和山野豌豆受

5、到羊草的抑制，在生長季后期受抑程度下降，混播促進(jìn)了羊草和山野豌豆混生種群數(shù)量的擴(kuò)大，但刈割使山野豌豆種群處于劣勢。隨紫花苜蓿外，其余羊草-豆科牧草混生群落均在不同時(shí)間和不同比例下獲得額外資源。 地上競爭和地下競爭對豆科牧草生長的影響受土壤水分狀況的影響，在水分受限條件下，地下競爭強(qiáng)度大于地上光競爭強(qiáng)度，當(dāng)水分狀況得到改善后，地上光競爭成為抑制豆科牧草生長的主要因子。地上競爭和地下競爭對豆科牧草生長的交互影響發(fā)生在降雨量較少的年份

6、，并且以正作用為主，增加了對豆科牧草生長的抑制程度。 混播草地中豆科牧草生物固氮量依次為紫花苜蓿(47.82kgN/ha/yr)＞沙打旺(20.42kgN/ha/yr)＞花苜蓿(12.16kgN/ha/yr)＞興安胡枝子(11.98kgN/ha/yr)?；觳ゲ莸刂卸箍颇敛菹蜓虿莸霓D(zhuǎn)氮量依次為沙打旺(11.79kgN/ha/yr)＞興安胡枝子(8.15kgN/ha/yr)＞花苜蓿(5.47kgN/ha/yr)＞紫花苜蓿(2.37k

7、gN/ha/yr)。 混播草地吸收的肥料氮量和土壤氮量與羊草單播地相似，但肥料氮和土壤氮占混播草地氮產(chǎn)量的比例下降。土壤有效氮含量垂直分布格局由上至下逐層減少，并且豆科植物根系分布越深，下降幅度越大?；觳ゲ莸貙ν寥烙行У南牧繛?20-300kgN/ha/yr，以硝態(tài)氮為主。羊草-沙打旺和羊草-紫花苜?；觳サ貙ν寥烙行У南牧亢屠寐示哂谘虿輪尾サ?，即消耗多，產(chǎn)出大。羊草-興安胡枝子和羊草-花苜蓿混播地對土壤有效氮的消耗量