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(duì)于改善草地生態(tài)系統(tǒng)氮素營(yíng)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(zhǎng)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(cè)定草地干物質(zhì)產(chǎn)量和氮產(chǎn)量，以相對(duì)產(chǎn)量(RY)、相對(duì)密度(RD)和相對(duì)產(chǎn)量總值(RYT)研究種間競(jìng)爭(zhēng)。2005年生長(zhǎng)季前和生長(zhǎng)季末測(cè)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(cè)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(duì)草地氮產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率。以目標(biāo)-鄰株法設(shè)置四種競(jìng)爭(zhēng)模式：全競(jìng)爭(zhēng)(FC)、無(wú)競(jìng)爭(zhēng)(NC)、地上競(jìng)爭(zhēng)(SC)和地下競(jìng)爭(zhēng)(RC)，研究種間地上競(jìng)爭(zhēng)和地下競(jìng)爭(zhēng)對(duì)豆科牧草生長(zhǎng)的影響以及地上競(jìng)爭(zhēng)和地下競(jìng)爭(zhēng)相互作用問(wèn)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(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)隨生長(zhǎng)年限存在動(dòng)態(tài)變化，刈割對(duì)種間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系作用明顯，羊草強(qiáng)大的無(wú)性系繁殖特性對(duì)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潭鹊囊种疲ㄜ俎Ｉ锪渴苎虿莸叵赂?jìng)爭(zhēng)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(zhǎng)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(shì)。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(jìng)爭(zhēng)和地下競(jìng)爭(zhēng)對(duì)豆科牧草生長(zhǎng)的影響受土壤水分狀況的影響，在水分受限條件下，地下競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度大于地上光競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度，當(dāng)水分狀況得到改善后，地上光競(jìng)爭(zhēng)成為抑制豆科牧草生長(zhǎng)的主要因子。地上競(jìng)爭(zhēng)和地下競(jìng)爭(zhēng)對(duì)豆科牧草生長(zhǎng)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(duì)豆科牧草生長(zhǎng)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。混播草地對(duì)土壤有效氮的消耗量為120-300kgN/ha/yr，以硝態(tài)氮為主。羊草-沙打旺和羊草-紫花苜?；觳サ貙?duì)土壤有效氮的消耗量和利用率均高于羊草單播地，即消耗多，產(chǎn)出大。羊草-興安胡枝子和羊草-花苜?；觳サ貙?duì)土壤有效氮的消耗量