果園套種牧草地上生物量的動態變化及其對土壤肥力的影響

曾丹娟,黃玉清,莫 凌,黎彥余，2，王 靜，2，王三秋，2

(1.廣西壯族自治區中國科學院廣西植物研究所,廣西 桂林 541006; 2.廣西師范大學,廣西 桂林 541004)

牧草是草食牲畜賴以生存的主要飼料來源，廣西人多地少，為避免與耕地相爭，果園套種牧草實為發展牧業的一條有效途徑。大量研究證實，果園套種牧草與傳統的清耕相比，可提高單位面積的復種指數[1],充分利用園間的水肥條件抑制果園雜草生長[2]，促進果樹生長，提高果品產量和品質[3]、提高土壤肥力[4]，有效改善果園小氣候[5]，降低地溫和氣溫[6]，減少環境污染,抑制大氣揚塵[7],經濟效益、生態效益顯著[8-9]。牧草生物量的高低反映植物群落光合產物積累的大小，是生產力的度量，牧草生物量及其季節變化模式也是牧草選擇和制定其管理措施的一個重要依據[10-12]，因此對牧草生物量及其生產性能進行深入研究，探尋其能充分滿足家畜飼料需要的種植方式，對于充分合理利用土地，改善生態環境具有十分重要的意義。為此，以菊苣(Cichoriumintybus)、黑麥草(Loliummultiflorum)、雞腳草(Dactylisglomerata)、高羊茅(Festucaarundinacea)、4個紫花苜蓿(Medicagosativa)品種(Hunter Rive、Overseason、WL525HQ、Eureka)和3個白三葉(Trifoliumrepens)品種(Haifa、Rivenda、Koala)為對象，將其套種于果園，研究其地上生物量的動態變化以及種植牧草后土壤養分的改變，以期為果園選擇適宜的牧草種類以及牧草的合理種植提供科學依據。

1 試驗地概況

試驗地設置在廣西植物研究所試驗地內，該區地理位置110°12′ E，25°11′ N，海拔170 m，年均溫度19.2 ℃，最熱月(7月份)平均溫度28.3 ℃，最冷月(1月份)平均溫度8.4 ℃，極端最高溫38 ℃，極端最低溫度-6 ℃。年降水量1 655.6 mm,降水集中在4-6月，冬季雨量較少，干濕交替明顯，年平均相對濕度78%。試驗地種植梨樹，樹齡為10年，株行距為3 m×4 m。土壤為酸性粘土，全氮1.68 g/kg，全磷1.62 g/kg，全鉀6.09 g/kg，有機質43.4 g/kg，有效磷160.6 mg/kg，有效鉀84.2 mg/kg。

2 材料與方法

2.1試驗材料 菊苣、高羊茅、雞腳草和白三葉購自貴陽市捷克利草業研究所，紫花苜蓿和黑麥草分別購自北京中種草業有限公司和廣西草業中心。

2.2試驗方法 2007年10月-2008年6月在梨園內進行試驗，隨機區組設計，每品種3次重復,小區設在梨樹盤以外的行間，小區面積2 m×3 m，小區間距為50 cm，四周設保護行1 m。播種前對土壤進行耕翻，除去地面雜草結合整地并開溝，用腐熟有機肥作基肥(30 000 kg/hm2)。根據種子發芽率計算播種量，試驗所用的菊苣、高羊茅、雞腳草、白三葉、紫花苜蓿和黑麥草播種量分別為7、18、13、10、18和18 kg/hm2，于2007年10月下旬撒播，播深2 cm。各處理的土壤、地形等生態條件及牧草、梨的田間常規管理措施一致。整個生育期完全自然狀態生長，僅進行田間人工除雜草1～2次。

2.3測定項目和方法

2.3.1株高 3-6月每月刈割1次，每次刈割時測定牧草的高度作為刈割時株高，每個小區隨機選取植株10株，3個小區共測得30株，其平均值作為該牧草的株高值。

2.3.2牧草鮮草和干草產量 在牧草生長季進行產量測量，每月測定1次，在小區內用1 m×1 m樣方框隨機框取，測定鮮草質量，將鮮草切成段，放入遠紅外鼓風干燥箱，105 ℃殺青30 min，然后在85 ℃下烘干至質量恒定，測定干草質量。

2.3.3土壤測定 試驗結束后采集0～20 cm土層土壤，重復2次，清耕為對照。檢驗依據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等土壤分析技術規范分析土壤全氮、全磷、全鉀、全硫、水解氮、有效磷、有效鉀、有機質、pH值等指標。

2.4數據處理 用SPSS 13.0軟件對數據進行相關分析，One-Way ANOVA方差分析，并用LSD法進行多重比較，用Excel 2003軟件作圖。

3 結果

3.1株高和平均日增長量比較

3.1.1菊苣、黑麥草、雞腳草和高羊茅 菊苣、黑麥草、雞腳草和高羊茅刈割時株高與日增長量均存在差異(表1)。其中，3月刈割時黑麥草株高和日增長量均顯著大于菊苣、雞腳草和高羊茅(P<0.05),表明黑麥草在早春生長較快，由于其不耐高溫，6月底全部死亡，僅刈割3次。在觀測期內，不同時期各種牧草生長速度也表現出相應的差異，如菊苣5月的日增長量顯著高于3、4和6月(P<0.05)，雞腳草和高羊茅4月刈割株高和日增長量均顯著高于3、5和6月(P<0.05)，表明菊苣是在5月長勢最好，而雞腳草和高羊茅在4月長勢最好。

3.1.2紫花苜蓿 株高4個品種間大都差異不顯著(P>0.05)；同一品種不同刈割時間差異顯著(P<0.05)。4和5月刈割時，Hunter River和Overseason的日增量均顯著高于3和6月(P<0.05)，而WL525HQ和Eureka 5月刈割時的日增量均顯著高于3、4和6月(P<0.05)，表明Hunter River和Overseason在4和5月長勢最好，而WL525HQ和Eureka 5月長勢最好(表2)。

3.1.3白三葉 Koala和Haifa比Rivenda長勢好(表3)。3種牧草均以5月刈割時日增長量最高，4月次之，3月最小。

表1 菊苣、黑麥草、雞腳草和高羊茅刈割時株高和平均日增長量

表2 不同品種紫花苜蓿刈割時株高和平均日增長量

表3 不同品種白三葉刈割時株高和平均日增長量

3.2鮮草和干草產量比較

3.2.1菊苣、黑麥草、雞腳草和高羊茅 菊苣3-6月鮮、干草產量均分別在13 000和1 000 kg/hm2以上，其中3、4和6月鮮草產量差異不大，5月鮮草產量最低，為13 560 kg/hm2，而干草是3、4和5月差異不大，6月干草產量最高，為1 654 kg/hm2。黑麥草在3月刈割時鮮草和干草產量高達35 560和3 928.7 kg/hm2，顯著高于菊苣、雞腳草和高羊茅，4月和5月鮮草和干草產量與菊苣、雞腳草和高羊茅差異不大。雞腳草3月刈割時鮮草和干草產量最低，4、5和6月干草產量差異不大。高羊茅3、4和5月鮮、干草產量均維持在10 000和1 000 kg/hm2以上，6月產量降低。菊苣(刈割4次)、黑麥草(刈割3次)、雞腳草(刈割4次)和高羊茅(刈割4次)總鮮草產量依次為73 422、59 546、25 634和41 250 kg/hm2；干草產量依次為6 218.7、6 472.3、3 678和5 618.7 kg/hm2。

3.2.2紫花苜蓿 Hunter River3-6月鮮、干草產量均大于其他3種牧草，其鮮、干草總產量分別為31 355和4 135.8 kg/hm2。WL525HQ、Eureka和Overseason的鮮草、干草產量差異不大(圖2)。

3.2.3白三葉 Koala和Haifa 3-6月鮮、干草產量均大于Rivenda，Koala、Haifa和Rivenda的鮮草總產量分別為29 534、31 924和19 150 kg/hm2；干草總產量分別為3 887、4 032和1 904 kg/hm2(圖3)。

3.3土壤變化 種植過牧草的土壤養分與清耕相比，土壤中的水解氮和有機質明顯增多，pH值升高，而有效鉀、磷的含量降低，其余養分元素變化不大。如菊苣區和Haifa區土壤中水解性氮含分別比對照區提高了30.0%和130.0%，有機質含量提高了55.3%和68.0%，有效鉀比對照區降低47.9%和41.8%，有效磷降低了9.7%和13.2%(表4)。說明果園套種牧草能提高土壤肥力，促進果樹生長，并有降低土壤酸度的效果。

圖1 4種牧草鮮草和干草產量的動態變化

圖2 4個紫花苜蓿品種鮮草和干草的動態變化

圖3 3個白三葉品種鮮草和干草的動態變化

4 討論與結論

要實現果園生草的最佳生理生態效應，必須加強草種與果園的最佳組合的選擇，做到果樹與不同草種的配套[13]。果樹和草種都有其不同的生態適應性，因此本研究對果園套種不同牧草開展地上生物量的研究，并比較了種植牧草后土壤養分的變化。在菊苣、黑麥草、雞腳草和高羊茅4種牧草中，鮮草產量從高到低依次為菊苣>黑麥草>高羊茅>雞腳草，干草產量從高到低依次為黑麥草>菊苣>高羊茅>雞腳草，菊苣和黑麥草的草產量較高。菊苣3-6月鮮、干草產量均在13 000和1 000 kg/hm2以上，且各月差異不大，表明菊苣是一種具有較高生產力和持續利用時間較長的牧草[14]。黑麥草為冷季型牧草，在3月生長迅速，刈割時草產量顯著高于其他牧草品種，進入6月，氣溫有時超過30 ℃，過高溫度導致黑麥草死亡，僅能刈割3次，但其干草產量仍是4種牧草中最高的。杜華平等[15]研究表明，一年生黑麥草的產草量主要集中在初穗期第1次刈割。本研究中黑麥草的產草量主要集中在第1次刈割，能滿足早春家畜對牧草的需求。紫花苜蓿4個品種中，以Hunter River的鮮草和干草產量最高，白三葉3個品種中，以Haifa最高，其鮮草和干草產量均在30 000和4 000 kg/hm2以上。

果園生草后能夠改善表層土壤的物理性狀，降低表層土壤容重，增加田間持水能力，提高土壤有機質、水解氮、 速效磷、 速效鉀的含量，改善土壤實際供肥能力[16-17]。本研究中果園種植的幾種牧草能明顯提高土壤中水解氮和有機質的含量，降低土壤酸度，從而提高土壤肥力和促進果樹生長，但有效磷和有效鉀含量下降，需補充磷肥和鉀肥。

表4 土壤養分變化

綜合考慮牧草的產量和改善土壤肥力的效果，選擇菊苣、黑麥草、Hunter River和Haifa 4種牧草作為果園的套種牧草，既能獲得較高的草產量，又能滿足家畜對牧草營養多樣化的要求，并能提高土壤肥力，促進果樹生長。

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