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紫花苜蓿和羊草栽培草地返青规律

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作者:原作原创  来源:网络转载  发布时间:2016-05-05 11:08:00

   摘 要:以紫花苜蓿(Medicago sativa)和羊草(Leymus chinensis)栽培草地为研究对象,通过固定样方法,对其建植第2年的返青状况进行调查。结果表明:(1)紫花苜蓿与羊草均是3月20日开始返青、4月12日返青结束,返青期共计24 d,返青期间紫花苜蓿和羊草生长趋势基本一致,符合Logistics生长曲线,返青结束后紫花苜蓿和羊草总盖度分别为75%和55%,总密度分别为164株·m-2和121株m-2;(2)紫花苜蓿和羊草的返青与≥0 ℃和≥5 ℃的积温存在极显著的正相关性,返青日期与日平均温度稳定通过5 ℃的日期更接近,要求≥ 0℃和≥5 ℃的积温分别为126.4 ℃·d和95.92 ℃·d,此外,降水量能提高其返青速率。 
  关键词:紫花苜蓿;羊草;人工草地;返青规律 
  中图分类号:S283 文献标识码:A DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2016.05.016 
  Regeneration Patterns of Alfalfa and Leymus chinensis Artificial Grassland 
  MA Qiang1, WANG Lixue2, 3, WANG Wenjie2, 3, MA Yong2, 3 
  (1.College of Life Sciences, Tianjin Normal University, Tianjin 300387, China; 2. Tianjin Animal Science and Veterinary Research Institute, Tianjin 300381, China; 3. Tianjin Engineering Research Center for Livestock and Poultry Health Breeding, Tianjin 300381, China) 
  Abstract:The study was conducted by investigating the regeneration of Medicago sativa and Leymus chinensis artificial grassland through the method of fixed sample. The results showed that the regeneration of M. sativa and L.chinensis were both lasted 24 d from 20th March to 12th April, and the regeneration were basically coincident with Logistic models. When the regeneration ended,the total coverage of the M. sativa and L.chinensis were 75% and 55% respectively, and the total density (regeneration plants per m2) were 164 and 121 respectively. The regeneration of M. sativa and L.chinensis were significant correlated with accumulated temperature of ≥0 ℃ and ≥5 ℃. The turning green date of M. sativa and L.chinensis were more close to the date in which the average daily temperature steadily passed 5 ℃, and the accumulated temperature of ≥0 ℃ and≥5 ℃were 126.4 and 95.92 ℃·d respectively. In addition, precipitation can increase the regeneration rate of M. sativa and L.chinensis partly. 
  Key words: Alfalfa;L.chinensis; artificial grassland; regeneration patterns 
  返青期是多年生或越年生牧草萌动生长对外界环境变化最为敏感的时期[1-2],是牧草生长发育的启动阶段,在物质循环和能量交换过程中起着重要的作用。返青早期牧草由冬季休眠的低物质循环进入高效的生长循环,是其生育期最薄弱的环节,极易受到外界环境因子干扰,如干旱[3-4]、积雪[5-6]等。近年来,与返青相关的研究主要集中在草原生态系统领域[7-8]、草坪建植返青管理[9]以及越年生作物-小麦的管理[10-11]等方面,而对人工牧草地的返青研究则相对较少。 
  紫花苜蓿(Medicago sativa)和羊草(Leymus chinensis)分别是目前畜牧养殖用的主要豆科和禾本科牧草。随着国家“高产优质苜蓿示范建设项目”的推动,至2013年全国苜蓿种植面积已超167万hm2[12],其中紫花苜蓿能否安全越冬返青是影响苜蓿人工建植成败及其可持续利用的关键问题[13]。王权夫等[14]报道了春季低温冷害对紫花苜蓿种植翌年返青的影响;王秉龙等[15]在宁夏地区开展了苜蓿越冬返青性能的调查研究;李佳祥等[16]报道了北方草原地区紫花苜蓿的越冬与返青情况;孙洪仁等[17]系统分析了影响中国草都紫花苜蓿越冬返青的自然因素和人为因素。羊草主要产自内蒙古和东北草原地区,其返青的相关研究大都是伴随草原返青研究开展的[18-19],而有关羊草栽培草地的建植研究则鲜有报道。

  本研究以紫花苜蓿和羊草栽培草地为研究对象,对其建植第二年的返青状况进行调查研究,旨在为紫花苜蓿和羊草栽培草地的返青管理提供指导和借鉴。 
  1 材料和方法 
  1.1 研究区概况 
  试验于天津市畜牧兽医研究所的现代畜牧业科技创新基地开展。该基地位于天津市武清区下伍旗镇忠义村内,属温带半湿润大陆性季风气候,四季分明,光照充足,雨热同季,全年平均气温12.2 ℃,≥0 ℃有效积温为4 187.6 ℃,年日照2 646.2 h,无霜期206 d,年平均降水量489.9 mm,主要集中在7、8月,全年平均风速2.6 m·s-1。土壤属于沙壤土,有机质含量17.21 g·kg-1,全氮1.44 g·kg-1,有效磷72.5 mg·kg-1,速效钾156.13 mg·kg-1。 
  1.2 研究方法 
  1.2.1 栽培草地概况 试验区苜蓿品种为三得利苜蓿,播种时间为2014年4月15日,播种方式为条播,每公顷播量22.5 kg;羊草种子来自于河北坝上草原,播种时间为2014年4月10日,播种方式为撒播,每公顷播量60 kg。 
  1.2.2 返青期调查 初春时期(2015年3月10日),在苜蓿和羊草栽培草地各设置3个1 m×1 m的样方,每隔1 d观测1次,记录样方内苜蓿、羊草的返青密度和盖度,直到二者返青期结束。 
  1.2.3 气象数据 由天津市武清气象局提供。 
  1.3 数据分析与处理 
  用Microsoft Excel2003和SPSS17.0对数据进行处理和分析,文中数据以“均值±标准差”表示。 
  在草原返青的不同时期利用样方内植物群落的返青株(丛)数占总株(丛)的百分率,或样方内植物返青盖度占植物总盖度的百分率来划分[20],即 返青比率=(进入返青期的植物盖度(或密度)/植物总盖度(或总密度))×100%。 
  当样方内植物返青比率达40%~60%时为返青中期,80%为返青后期。 
  2 结果与分析 
  2.1 紫花苜蓿和羊草返青盖度、密度随时间的变化 
  返青调查结果表明,天津地区2015年紫花苜蓿和羊草的返青初始和结束时间分别为3月20日和4月12日,返青期共计24 d。返青结束后紫花苜蓿和羊草总盖度分别为75%和55%,总密度分别为164 株·m-2和121株·m-2。 
  2.1.1 返青盖度变化 由图1可以看出,整个返青期紫花苜蓿的返青盖度均显著高于羊草,但二者返青曲线趋势以及返青速率(两点之间连线的斜率)基本保持一致。根据返青盖度计算返青比率可知:紫花苜蓿分别于3月22日进入返青中期(返青比率为(41.77±5.88)%)、4月4日进入返青后期(返青比率为(80.44±1.53)%);而羊草分别于3月28日进入返青中期(返青比率为(44.23±5.12)%)、4月6日进入返青后期(返青比率为(89.69±8.01)%)。紫花苜蓿与羊草在返青盖度上的差异主要由二者自身生物特性决定,紫花苜蓿属豆科,叶片宽且生长迅速,故其盖度较叶片细且窄的禾本科牧草-羊草高。 
  2.1.2 返青密度变化 由图2可以看出:整个返青期紫花苜蓿和羊草的返青密度在3月26日之前无显著差异,但之后均表现为紫花苜蓿显著高于羊草;二者返青曲线趋势基本一致,但返青速率(两点连线斜率)在3月26日至4月2日之间紫花苜蓿显著高于羊草,其他时间段基本保持一致。根据返青密度计算返青比率可知,紫花苜蓿和羊草同时于3月30日进入返青中期,其返青比率分别为(43.49±6.02)%和(43.53±0.00)%,亦同时于4月6日进入返青后期,其返青比率分别为(85.57±2.14)%和(91.46±11.98)%。紫花苜蓿与羊草是属于两种不同类型的牧草,其建植过程不同,导致其返青结束后的密度存在量的差异,同时也有羊草种子休眠期长不宜萌发等原因。 
  2.1.3 返青密度和盖度随时间变化的回归分析 由图1和图2可以看出,紫花苜蓿、羊草盖度和密度的变化趋势基本一致,通过SPSS17.0进行非线性Logistic曲线回归分析(表1),经F检验,拟合结果均达到极显著水平,说明苜蓿、羊草盖度和密度随着时间的变化符合Logistic生长模型。 
  2.2 紫花苜蓿和羊草返青与气候因子的关系 
  根据气象局提供的温度、地温、降水量、风向等数据,计算日均温、≥0 ℃和≥5 ℃的积温、地温、降水量等指标,紫花苜蓿和羊草返青(3月22日)时≥0 ℃和≥ 5 ℃的积温分别为126.4 ℃和95.92 ℃,将上述指标与紫花苜蓿和羊草返青盖度、密度进行相关性分析,结果见表2(相关系数未达显著水平未被列出)。由表2可以看出,二者返青与≥0 ℃和≥5 ℃的积温存在极显著的正相关性,说明紫花苜蓿和羊草的返青受温度影响较大。另外,从图2中可以看出,4月2日至4月6日的返青速率(两点连线的斜率)有一个较为明显的提高,除与温度相关以外,应该与3月31日(2.7 mm)和4月2日(17.3 mm)的降雨有关,但由于整个返青期降雨量没有一定的规律,故在相关分析中降水的影响无法直接体现出来。 
  3 结论与讨论 
  紫花苜蓿与羊草均是3月20日开始返青、4月12返青结束,返青期内紫花苜蓿和羊草返青趋势基本一致,符合Logistics生长曲线。因为盖度受自身生物学特性影响较大,故以盖度为参数时,紫花苜蓿和羊草的返青期划分存在差异(图1),而以密度为参数则未出现上述差异(图2)。这与天然草原不同,天然草原是多个科属植物的集合体,故巴哈提古丽[18]、李翔[20]在返青期划分上应用盖度参数,而对于栽培草地而言,笔者则建议使用密度为参数,这更能缩小由于牧草生物学特性引起的差异。 
  气候因子中以≥0 ℃和5 ℃的积温与紫花苜蓿、羊草返青的相关性较强,达极显著水平,降水量在紫花苜蓿和羊草返青速率提高方面亦起到了一定的推动作用。温度是限制多年生牧草返青和萌动生长的重要因子[21-24],根据气象数据统计显示,紫花苜蓿和羊草返青与日平均温度稳定通过5 ℃的日期更为接近,这与王旭生[25]、刘玉华[26]等的报道相一致。本研究中紫花苜蓿和羊草返青要求≥0 ℃的积温达到126.4 ℃·d,≥5 ℃的积温达95.52 ℃·d,这符合乌兰[27]研究得出的羊草返青需求≥0 ℃的积温达到25~60 ℃·d的范围,与刘玉华[26]研究得出的紫花苜蓿返青要求≥0 ℃和≥5 ℃的积温分别达到134.36℃·d和89.64 ℃·d结果也基本一致。有研究表明,≥0 ℃积温和土壤湿度影响天然草地牧草返青[22],土壤湿度与降水量直接相关。本研究结果表明,降水量在一定程度上增加了返青速率(图2),但因返青期内降水较少且无明显规律性,故在相关分析中其与返青的关系未达显著水平。

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