高寒地区一年生禾本科-豆科人工草地混播模式及产量形成机制研究

发布时间：2020-04-24 14:16

【摘要】：近些年来,受气候变化和人类活动等多种因素的影响,青藏高原高寒牧区天然草地严重退化,牧草产草量急剧降低,这不仅阻碍了当地畜牧业的发展和牧民生活水平的提高,而且威胁到青藏高原高寒生态系统的生态功能。因此,在高寒牧区建立人工草地是缓解天然草地放牧压力、增加饲草供给、遏制草地退化、坚持绿色发展的必然选择。目前,高寒牧区最主要的人工草地是一年生豆科植物箭{H豌豆和禾本科植物燕麦的混播组合,但牧草产量依旧不高。同时,由于混播模式(混播种类、禾豆比例、混播方式、混播密度)的不同,造成牧草产量的许多研究结果差异很大,且生态机理研究较少。因此,进一步研究适合于青藏高原高寒牧区高产优质牧草的混播模式具有很大的理论及实践意义。本研究以高寒牧区常见的一年生豆科植物箭{H豌豆、蚕豆和禾本科植物燕麦为实验材料进行禾-豆大田混播,分析了不同混播模式对牧草产量和品质的影响,以及通过灰色关联度分析法对牧草的产量和品质进行了综合评价,并从物种间的相互作用角度(群体竞争及个体功能性状策略)解释了不同处理下牧草产量的形成机制。另外,还探讨了在不同混播种类中影响牧草总产量的主要因素。本研究发现:禾豆混播草地种间相容性较好,总体是促进作用大于竞争作用,混播种类对牧草总产量影响显著,燕麦+蚕豆组合下牧草的总产量较燕麦+箭{H豌豆组合提高约50%,两种混播组合下物种的竞争效果均为种内竞争大于种间竞争,燕麦+蚕豆组合显著;竞争结果为豆科牧草限制禾草种群数量的扩展,且燕麦+箭{H豌豆组合显著,这与箭{H豌豆茎秆纤细,要依靠燕麦向上生长的特性有关。另外,禾草的多度、株高和比叶面积显著受到混播种类的影响。禾豆比例对混播总产也有显著影响,最适比例因混播种类的不同而不同,燕麦+箭{H豌豆组合的混播效应在7:3时最佳,而燕麦+蚕豆组合则在80:2时最佳,且随禾豆比例的增加,豆科牧草的相对产量呈增加趋势,但大部分个体性状未表现出显著差异。混播方式对总产无显著影响,但条播更有优势,且种间竞争力小于撒播,蚕豆的地上生物量、地下生物量、根瘤干重在条播时也显著大于撒播。各处理对土壤理化无显著影响。混播密度对牧草的总产量和品质均无显著影响,禾豆比例对部分品质有显著影响。通过灰色关联度评价及播种实际的综合考虑,在总密度为1000粒/m~2时,燕麦和蚕豆以980:20(种粒数)的比例撒播种植,牧草产量和品质的综合表现较好,其亩产达578.98千克,比单播燕麦增产63.55%,且播种简易,适合在当地推广种植。混播总产量与植物功能性状的多元回归发现:箭{H豌豆的株高和蚕豆的比叶面积与总产量呈显著的正线性关系,豆科植物对高寒地区一年生禾-豆混播草地的生产力影响较大,光照是影响总产量的主要因子。
【图文】：

图 2-1 实验地点：青藏高原东缘兰州大学高寒草甸与湿地生态系统定位研究站（合作站Fig.2-1 Location of research: the hezuo branch of the ecosystem orientation research station ofalpine meadow and wetland ecosystems of lanzhou university on eastern Qinhai-Tibet Plateau.2.2 实验材料由于气候寒冷，高寒地区普遍缺乏抗冻的多年生豆科牧草品种，本实验供试材料均为一年生牧草。禾本科我们选择应用较广泛的耐旱抗寒物种燕麦（Aven

燕麦 箭{H豌豆 蚕豆（Avena sativa L.） （Vicia sativa L.） （Vicia faba L.）图 2-2 本研究使用的三个物种Fig. 2-2 Focus species of this research.C. 蚕豆（Vicia faba L.）蚕豆属豆科野豌豆属，一年生疏丛型草本植物。植株高度 30～100cm，茎壮，直立，，不易倒伏。偶数羽状复叶，叶轴顶端卷须短缩为短尖头。直根系，
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S54

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本文编号：2639052