农牧交错区旱作条件下苜蓿和冰草人工草地稳定性研究

王博杰，唐海萍*，何丽，林国辉，赵世杰，赵明旭

(1.北京师范大学资源学院，北京 100875；2.内蒙古多伦县草原工作站，内蒙古 多伦 027300)



农牧交错区旱作条件下苜蓿和冰草人工草地稳定性研究

王博杰1，唐海萍1*，何丽1，林国辉2，赵世杰2，赵明旭2

(1.北京师范大学资源学院，北京 100875；2.内蒙古多伦县草原工作站，内蒙古 多伦 027300)

摘要：以紫花苜蓿和冰草为材料，在内蒙古多伦县农牧交错区旱作条件下建植单播和混播人工草地，通过建植3年连续的野外调查数据，分析了人工草地的产量、种间竞争、杂草组分比、牧草品质及土壤养分，研究人工草地的结构稳定性和功能稳定性。结果表明，1)建植当年除外，单播及混播人工草地的产量均显著高于天然草地；年际间，单播和混播草地的产量均表现为建植第2年最高，建植当年最低。2)紫花苜蓿和冰草间存在种间竞争，且冰草的竞争力强于紫花苜蓿，影响草地的稳定性。3)建植第1年和第3年杂草受到抑制，仅在建植第2年杂草占据优势，杂草防治应选择在建植第2年进行更加有效。4)混播人工草地显著提升了牧草品质，而单播草地对牧草品质的提升作用并不显著；冰草单播和混播方式均增加了土壤的碳、氮含量，为人工草地的稳定建植提供了营养基础。

关键词：旱作；豆禾混播；结构稳定性；功能稳定性

我国沿袭数千年之久的天然草原放牧业，以粗放、落后、低生产力的传统方式为主要的生产方式，草原超载过牧，80%以上的草场退化[1]。天然草地休养生息，同时大力发展畜牧业的唯一途径就是建立稳定、高产的人工草地。在半干旱的农牧交错区建植人工草地、发展集约经营的草场建设是实现草畜均衡生长，促进畜牧业持续发展和改善草地生态环境的重要技术途径[1-2]。

人工草地建植和长期利用的关键之一是维系草地群落的稳定性，群落稳定性是衡量人工草地质量的一个重要标准，是草地长期保持生产力的基础[3]。有学者认为人工草地只有生态稳定，生产才能稳定[4]。也有学者将人工草地的群落稳定性定义为产量稳定性、组分稳定性和抗干扰稳定性的结合[5]。那么，如何理解人工草地稳定性的组成和内涵，是本文主要探讨的科学问题。

另外，我国人工草地从总体上看发展还很缓慢[6]，对农牧交错区的研究较少，而且主要集中于小区实验[7-10]，缺乏大田种植的数据，而最终人工草地建植是要应用于大面积的生产。本文在农牧交错区多伦县旱作条件下，通过紫花苜蓿(Medicagosativa)和冰草(Agropyroncristatum)混播的大田实验，研究其结构和功能稳定性，探索低成本、高产、稳定的草地建植机制，尤其是杂草控制对稳定性的影响，以期为农牧交错区旱作条件下人工草地稳定建植提供科学依据。

1材料与方法

1.1研究区概况

多伦县位于内蒙古锡林郭勒盟南部，浑善达克沙地南缘，属于中温带半干旱大陆性气候，海拔1150～1800 m，年降水量385 mm，主要集中在6-8月，年均温1.6℃。该区地处欧亚草原中的典型草原地带。土壤主要为栗钙土，约占土地总面积的70.26%。

1.2试验材料

紫花苜蓿：豆科，栽培历史悠久，是一种优质、高产的多年生豆科牧草[11]；冰草：禾本科，抗旱耐寒，是具有较高饲用价值的当地乡土种。

1.3试验设计

选择地势平坦的地段，在无灌溉条件下进行建植，播种方式为条播，行距18.5 cm,深度2～3 cm。2012年7月播种，紫花苜蓿和冰草分别进行单播和混播。单播紫花苜蓿(A)和冰草(W)的播种量均为22.5 kg/hm2，种植面积均为13.3 hm2；混播(A+W)播种量为13.5 kg/hm2(紫花苜蓿50%，冰草50%)，种植面积为66.6 hm2。播种前施用复合肥(磷酸铵)80 kg/hm2。选取与混播草地邻近、地势相似且原生植被相同的天然草地作为对照样地(NG)。

1.4测定方法

1.4.1产量于播种当年(2012年)，第2年(2013年)及第3年(2014年)的8月24日，分别在单播冰草、单播紫花苜蓿、冰草+紫花苜蓿混播草地和对照天然草地取样，在各样地对角线中心位置向外选取3个生长均匀的小样地，每个小样地中进行随机取样，样方面积为1 m×1 m，采用收割法进行测产。

1.4.2种间竞争和群落稳定性本文采用相对产量(RY)、相对产量总和(RYT)来表述种间相容性，因为RYT指标的利用较为普遍[5,7]。用竞争率(CR)来表征种间竞争力的大小。计算公式如下：

RYi=Yij/Yii

RYT=(RYi+RYj)/2

CRi=RYi×Zij/RYj×Zji

式中，RYi和RYj分别代表物种i(紫花苜蓿)和物种j(冰草)混播时的相对产量；Yij为种i同种j混播时种i的产量；Yii为种i在单播时的单位面积产量;CRi为物种i的竞争率；Zij为混播中i的播种比例；Zji为混播时j的比例。Zij+Zji=1。RY=1，表明种内和种间竞争相当；RY>1，表示种内竞争大于种间竞争；RY<1，表明种间竞争大于种内竞争。RYT=1，表示两物种利用相同资源，并且一种可以通过竞争将另一种排除出去；RYT>1，表示两物种之间没有竞争作用；RYT<1，表明两物种间存在竞争。CRi=1时，表示种i和种j的竞争力相同；CRi>1时，表示种i的竞争力大于种j；CRi<1时，表示种i的竞争力小于种j。

1.4.3牧草营养品质植物营养品质包括粗蛋白(crude protein，CP) 、粗纤维(crude fiber，CF) 和灰分(ash)等。CP 含量用凯氏法测定，CF按GB/T 6434-2006/ISO 6865:2000标准测定，灰分含量的测定采用干灰化法(ash-free caloric value,AFCV)[10]。

1.4.4土壤土壤有机质含量测定采用重铬酸钾(K2Cr2O7)氧化外加热法，全氮测定采用半微量凯氏法[12]。

1.5数据分析

用Excel 2010进行数据处理和制表，SPSS 20 进行单因素方差分析(ANOVA)，Origin 8进行作图。

2结果与分析

2.1产量稳定性

图1　不同处理下地上生物量变化Fig.1　Changes of aboveground biomass under different treatments 　　　A：单播紫花苜蓿Alfalfa；W：单播冰草Wheatgrass；A+W：混播Alfalfa+wheatgrass；NG：天然草地Natural grassland. 不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示同一处理的年际间差异显著(P<0.05)。Different lowercases denote significant differences (P<0.05) in treatments, different capital letters show interannual significant differences (P<0.05).

人工草地建植当年，无论是单播草地还是混播草地，草地产量均低于天然草地；紫花苜蓿对环境的适应和生长较快，其地上生物量显著高于单播冰草和混播草地。除建植当年，单播及混播人工草地的产量均显著高于天然草地。建植第2年，单播和混播人工草地产草量都可达天然草地的2～3倍(P<0.05)，但混播草地的地上生物量最高，达到796.05 g/m2；其次是单播冰草，地上生物量为712.35 g/m2；单播紫花苜蓿的产量显著小于前两者，为510.41 g/m2(表1)。建植第3年，4种处理间差异均显著，其排序为单播冰草>混播>单播紫花苜蓿>天然草地。

从3年的产草量动态看，单播和混播草地的产量均表现为建植第2年最高，建植当年最低，且差异均具有显著性。建植第3年产量减少，可能是由于本年生长季各月份的降水均较少(表2)。单播紫花苜蓿产量在建植当年优于其他两种播种方式，但持续产量不佳，这可能是由于苜蓿对水肥的消耗较大，而后续没有实施补给，使得第2年和第3年产量显著低于单播冰草和混播草地。

表1　不同处理下的产草量及与天然草地的产量比

A：单播紫花苜蓿Alfalfa；W：单播冰草Wheatgrass；A+W：混播Alfalfa+ wheatgrass；NG：天然草地Natural grassland.R: 人工草地/天然草地Artificial pasture/natural grassland. 表中数据为平均值±标准差。The data mean the average value±standard division. A：单播紫花苜蓿Alfalfa；W：单播冰草Wheatgrass；A+W：混播Alfalfa+wheatgrass；NG：天然草地Natural grassland. 不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示同一处理的年际间差异显著(P<0.05)。Different lowercases denote significant differences (P<0.05) in treatments, different capital letters show interannual significant differences (P<0.05). 下同The same below.

表2　多伦县2012-2014年的冬季月均温及生长季降水量

注：表中数据来自内蒙古多伦县台站1964-2014年的逐月气象数据。

Note: The data are from monthly data of meteorological station in Duolun county from 1964 to 2014.

2.2种间相容性

混播草地建植3年中，相对产量总和均小于1，表明混播组分间存在一定程度的拮抗作用。紫花苜蓿和冰草的相对产量也均小于1，表明混播处理中紫花苜蓿和冰草所受的种间竞争强于种内竞争。建植3年中，紫花苜蓿的竞争率均小于1，说明混播处理中紫花苜蓿的竞争力极小，而冰草的竞争力极大，冰草更能适应当地的环境及混播处理方式，并占据有利的生态位，抑制了紫花苜蓿的生长，这有可能会影响到混播草地群落的稳定性(表3)。

2.3杂草组分比

表3　混播草地建植3年的RY、RYT和CR值

注：RYi和RYj分别代表物种i(紫花苜蓿)和物种j(冰草)混播时的相对产量；RYT代表相对产量总和；CRi代表种i的竞争率。

Note:RYiandRYjdenote relative yield of speciesi(M.sativa) andj(A.cristatum)in mixture;RYTshow the relative yield total;CRishow the competitiveness of speciesi.以冰草+紫花苜蓿混播草地的物种产量百分比来反映群落的组分比，可知在建植3年里，紫花苜蓿和冰草的组分比均呈现为先下降后上升趋势。建植当年及第2年紫花苜蓿和冰草组分比相当，建植第3年冰草的组分比达到65.7%，约为紫花苜蓿的2倍，这与前面所述的冰草在建植第3年竞争力增强的结果相符合。杂草在建植当年的出苗被抑制，生物量基本上可以忽略不计；而建植第2年，杂草比例增加到41.5%，主要杂草为刺穗藜(Chenopodiumaristatum)、二裂委陵菜(Potentillabifurca)和狗尾草(Setariaviridis)；第3年，杂草被排除出去，人工种群在竞争中获胜(表4)。

表4　混播人工草地的各组分产量及百分比

2.4牧草品质

粗蛋白和粗纤维含量则是牧草品质评价的2项重要指标，提高牧草粗蛋白含量，降低纤维素含量是提高牧草营养价值、改善牧草品质的重要内容[13]。由表5可知，不同的播种方式对牧草品质产生了较大的影响。混播草地紫花苜蓿和冰草的粗蛋白含量均显著高于单播草地及对照天然草地，单播紫花苜蓿的粗蛋白含量高于单播冰草，但差异不显著；混播草地的紫花苜蓿和冰草的粗纤维含量均小于单播冰草、紫花苜蓿和天然草地，且差异显著；混播草地的紫花苜蓿和冰草灰分含量最高，并与单播草地和天然草地差异显著，天然草地的灰分含量显著高于单播冰草及紫花苜蓿。

混播草地中紫花苜蓿和冰草与天然草地相比，粗蛋白含量分别高12.61%和13.16%，灰分含量分别升高了3.28%和2.95%，粗纤维含量分别下降了13.51%和10.85%。混播人工草地提升了牧草的品质，而单播草地对牧草品质的提升作用不显著。

表5　不同处理下的草地牧草品质比较

注：表中数据为平均值±标准差；同列数据后不同字母表示差异显著(P<0.05)，下同。

Note: The data are showed by average value±standard division. Means within a column followed by the different lowercase are significantly different (P<0.05). The same below.

2.5土壤碳、氮含量

土壤有机质是植物的养分来源，影响到植物地上生物量和草地生产力[14]，土壤养分含量是维持草地稳定高产的基础保障。由表6可知，土壤有机质含量在不同样地间存在差异。在0～10 cm土层，混播草地的有机质含量最高，并与紫花苜蓿单播草地差异显著(P<0.05)；在10～20 cm 和20～30 cm土层中，冰草单播草地的有机质含量最高，其次为混播草地，但差异均不显著。混播草地增加了土壤有机质含量，冰草单播和混播对土壤有机质的提升作用大体相同。

由表7可知，土壤全氮含量受不同播种方式的影响，在各土层间存在差异。在0～10 cm土层， 混播草地的全氮含量最高，但与其他三者并不存在显著差异；在10～20 cm和20～30 cm土层，混播和冰草单播草地的全氮含量均显著高于苜蓿单播和对照天然草地(P<0.05)，混播和冰草单播草地之间差异不显著。混播和冰草单播草地增加了土壤的全氮含量，并且作用效果大体相同。

表6　不同处理下的草地土壤有机质含量比较

表7　不同处理下的草地土壤全氮含量比较

3讨论

3.1人工草地稳定性的组成及内涵

维系群落稳定性，使其能持久利用，是人工草地建植的关键。前人对此开展了一系列的研究，人工草地稳定性的组成因素可以归纳为：产草量[15-16]、牧草品质与组分[17]、土壤特征[12,18]、生物多样性[9,19-20]、种间竞争[4,7]和对杂草的抗性[21]等。学者们认为人工草地只有生态稳定，生产才能稳定[4]；要将人工草地的“生产”和“生态”功能有机结合，实现其可持续的发展[22]。人工草地群落稳定性可以归纳为产量稳定性、组分稳定性和抗干扰稳定性[5,23]；根据稳定性可以分为抵抗力稳定性和恢复力稳定性，从而认为抵抗力是维持生态系统过程(产量)的能力，恢复力是面对干扰的恢复能力；高产与数量、质量的稳定性同等重要[24]。还有学者则从组分稳定性、功能稳定性和可侵入性3个方面测度了豆禾混播组合的群落稳定性[25]。

综上所述，笔者认为人工草地的群落稳定性内涵包括结构稳定性和功能稳定性，其中结构稳定性可以包括群落特征、种间竞争和对杂草的抗性等；功能稳定性包括产草量、牧草品质和土壤特征等。因此，本文选取种间竞争和对杂草的抗性来反映草地群落的结构稳定性；利用产草量、牧草品质及土壤碳、氮含量来分析群落的功能稳定性。研究结果也表明所选上述指标可以在一定程度上反映人工草地的稳定性：混播草地存在种间竞争，且冰草的竞争力强于紫花苜蓿，这可能是影响结构稳定性的主要因素，而对杂草的抑制作用将维系混播草地的稳定性。功能稳定性中，建植第3年产草量出现下降，主要是由于气候条件所导致，牧草产量的稳定性还需要长期的观测；混播草地提升了牧草品质和土壤养分含量，对草地稳定性的维持奠定了基础条件。因此，较单播而言，紫花苜蓿、冰草混播更有利于草地的稳定性。

3.2旱作条件下人工草地的产量稳定性

与同气候区灌溉条件相比，锡林浩特市种植的冰草、紫花苜蓿单播及混播草地在不同灌溉量下的产量在200～650 g/m2之间[26]。而本实验在旱作条件下混播草地生物量在建植第2年和第3年分别达到796.05和444.16 g/m2。与其他地区无灌溉条件相比，在年均降水量为880 mm的美国中西部，多年生黑麦草(Loliumperenne)和虉草(Phalarisarundinacea)混播草地的生物量小于400 g/(m2·a)[9];在土耳其年均降水量为506 mm的雨养条件下，两种混播组合的产量为836和725 g/m2[27]。综上，说明本实验建植的人工草地可以较好地适应当地的气候条件，在有效地利用了天然降水、节约了水资源和建植成本的基础上，维持了人工草地的产量稳定性。

3.3人工草地建植中的杂草控制

抑制杂草入侵、提高栽培牧草的抗(杂草)干扰能力是维系多年生禾草人工草地高产、稳产的基础[28]。前人对杂草动态开展的一系列研究主要集中在高寒地区，有研究表明，杂草在1龄草地占优势地位，之后杂草优势度逐年下降，到4龄又有所回升[29]；也有研究发现人工草地建植第3年杂草丰富度最高，第2年最低[21]；还有研究认为建植当年3次除杂对草地产量和稳定性维持效果最佳[30]。而本研究发现，建植第1年和第3年杂草所占比例最低，仅在建植第2年杂草占据优势，杂草的防除应选择在建植第2年进行更加有效。

4小结

1)人工草地的群落稳定性可以通过结构稳定性和功能稳定性来衡量。结构稳定性可以通过种间竞争及杂草抗性来分析，功能稳定性可以选取产量、牧草品质和土壤养分含量来表征。

2)农牧交错区旱作条件下的人工草地建植，若建植和管理得当可以达到同气候区灌溉条件下的产量水平。

3)在农牧交错区旱作条件下，建植第2年杂草控制对豆禾混播人工草地稳定性维持最为关键。

References：

[1]Niu S L, Jiang G M. Function of artificial grassland in restoration of degraded natural grassland and its research advance. Chinese Journal of Applied Ecology, 2004, 15(9): 1662-1666.

[2]Tang H P, Zhang X S. Establishment of optimized eco-productive paradigm in the farming-pastoral zone of northern China. Acta Botanica Sinica, 2003, 45(10): 1166-1173.

[3]Wang Y S, Jiang W L, Hong F Z,etal. A review of studies on stability of artificial mixed-pasture. Grassland of China, 2005, 27(4): 56-63.

[4]Hao S B T, Wei S C. Intraspecific/interspecific competition in sowed pasture and the stability of forage production. Grassland and Turf, 2011, 31(6): 83-86.

[5]Dong S K, Hu Z Z. Research advancement on the stability of artificial grassland and the mechanisms of its maintenance. Grassland and Turf, 2000, (3): 3-8.

[6]Hu Z Z. The importance of artificial grassland in the development of prataculture and the control of environment in China of 21 century. Grassland and Turf, 2000, (1): 12-15.

[7]Zhang Y L, Wang J L, Hu Z Z. Interspecific competition and community stability of variegated alfalfa+awnless brome mixture. Acta Agrestia Sinica, 2007, 15(1): 43-49.

[8]Zhang Z Q, Baoyin T G T, Xiong Y. Study on the mix-sowing of five gramineous grasses andMedicagovariain pastoral-agronomy area. Grassland and Turf, 2009, (6): 15-19.

[9]Tracy B F, Sanderson M A. Productivity and stability relationships in mowed pasture communities of varying species composition. Crop Science, 2004, 44(6): 2180-2186.

[10]He L, Tang H P. Effects of different sowing patterns on yield and quality of pasture in Duolun county of Inner Mongolia. Journal of Beijing Normal University (Natural Science), 2014, 50(3): 307-311.

[11]Peterson P R, Sheaffer C C, Hall M H. Drought effects on perennial forage leume yield and quality. Agronomy Journal, 1992, 84: 774-779.

[12]Tai J C, Yang H S, Fan F,etal. Effects of manual sowing methods ofMedicagosativaandBromusinermison the distribution and content of soil organic carbon and nitrogen. Acta Prataculturae Sinica, 2010, 19(6): 41-45.

[13]Zheng K, Gu H R, Shen Y X,etal. Evaluation system of forage quality and research advances in forage quality breeding. Pratacultural Science, 2006, 23(5): 57-60.

[14]Zhao Y, Chen W, Li C M,etal. Content of soil organic matter and its relationships with main nutrients on degraded alpine meadow in Eastern Qilian Mountains. Pratacultural Science, 2009, 26(5): 20-25.

[15]Baoyin T G T. The experimental study of mix-sowing ofBromusinermisandMedicagovaria. Acta Agrestia Sinica, 2001, 9(1): 73-76.

[16]Guo Z G, Zhang Z H, Wang S M,etal. Study on adaptability of nine lucerne varieties in hills and valleys of loess plateau. Acta Prataculturae Sinica, 2003, 12(4): 45-50.

[17]Zhang X H, Zhu J Z, Mu X Y,etal. Study on the planting effect of the mixed grassland with five kinds of leguminous and gramineous forages under the different sowing patterns. Xinjiang Agricultural Sciences, 2012, 49(6): 1142-1147.

[18]Zhou H K, Zhao X Q, Zhao L,etal. The community characteristics and stability of theElymusnutansartificial grassland in alpine meadow. Chinese Journal of Grassland, 2007, 29(3): 13-25.

[19]Bonin C L, Tracy B F. Diversity influences forage yield and stability in perennial prairie plant mixtures. Agriculture, Ecosystems & Environment, 2012, 162: 1-7.

[20]Küchenmeister F, Küchenmeister K, Wrage N,etal. Yield and yield stability in mixtures of productive grassland species: Does species number or functional group composition matter. Grassland Science, 2012, 58(2): 94-100.

[21]Gu M G, Huo G F, Wang T,etal. Dynamics of weed community among three growing seasons in alpine cultivated grassland. Acta Agrestia Sinica, 2011, 19(2): 191-194.

[22]Wang S Z, Hao M D, Pu Q,etal. Ecological and productive succession process of a cultivated alfalfa grassland community on Loess Plateau. Acta Prataculturae Sinica, 2014, 23(6): 1-10.

[23]Dong S K. Stability of Artificial Grassland and the Mechanisms of Its Maintenance in Alpine Regions of Qinghai-Tibetan plateau[D]. Lanzhou: Gansu Agricultural University, 2001.

[24]Frankow-Lindberg B E, Halling M, Höglind M,etal. Yield and stability of yield of single- and multi-clover grass-clover swards in two contrasting temperate environments. Grass and Forage Science, 2009, 64(3): 236-245.

[25]Zheng W, Jianaerguli, Tang G R,etal. Determination and comparison of community stability in different legume-grass mixes. Acta Prataculturae Sinica, 2015, 24(3): 155-167.

[26]Wang H Q, Tian Y H, Huang W L,etal. Analyzing the impact of irrigation quantity on biomass and water use efficiency of main grasses in artificial grassland in Inner Mongolia. Acta Ecological Sinica, 2015, 35(10): 3225-3232.

[27]Albayrak S, Türk M, Yüksel O,etal. Forage yield and the quality of perennial legume-grass mixtures under rainfed conditions. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 2011, 39(1): 114-118.

[28]Wang G, Jiang W L. Study of Population Ecology in Artificial Grassland[M]. Lanzhou: Science and Technology Publishing, 1998.

[29]Kou J C, Hu Z Z. Study on the succession of weeds in mixed perennial artificial grassland in the alpine region. Grassland and Turf, 2003, (3): 33-38.

[30]Dong S K, Long R J, Hu Z Z,etal. Productivity and persistence of perennial grass mixtures under competition from annual weeds in the alpine region of the Qinghai-Tibetan Plateau. Weed Research, 2005, 45(2): 114-120.

参考文献：

[1]牛书丽, 蒋高明. 人工草地在退化草地恢复中的作用及其研究现状. 应用生态学报, 2004, 15(9): 1662-1666.

[3]王元素, 蒋文兰, 洪绂曾, 等. 人工混播草地群落稳定性研究进展. 中国草地, 2005, 27(4): 58-63.

[4]好斯巴特, 魏绍成. 人工草地种内种间竞争与生产稳定性. 草原与草坪, 2011, (6): 83-86.

[5]董世魁, 胡自治. 人工草地群落稳定性及其调控机制研究现状. 草原与草坪, 2000, (3): 3-8.

[6]胡自治. 人工草地在我国21世纪草业发展和环境治理中的重要意义. 草原与草坪, 2000, (1): 12-15.

[7]张永亮, 王建丽, 胡自治. 杂花苜蓿与无芒雀麦混播群落种间竞争及稳定性. 草地学报, 2007, 15(1): 43-49.

[8]张振琦, 宝音陶格涛, 熊樱, 等. 农牧交错区5种禾本科牧草与草原二号苜蓿混播试验研究. 草原与草坪, 2009, 137(6): 15-19.

[10]何丽, 唐海萍. 内蒙古多伦县不同播种方式对牧草产量与品质的影响. 北京师范大学学报(自然科学版), 2014, (3): 307-311.

[12]邰继承, 杨恒山, 范富, 等. 播种方式对紫花苜蓿+无芒雀麦人工草地浅剖面土壤C、N分布及储量的影响. 草业学报, 2010, (6): 41-45.

[13]郑凯, 顾洪如, 沈益新, 等. 牧草品质评价体系及品质育种的研究进展. 草业科学, 2006, (5): 57-60.

[14]赵云, 陈伟, 李春鸣, 等. 东祁连山不同退化程度高寒草甸土壤有机质含量及其与主要养分的关系. 草业科学, 2009, (5): 20-25.

[15]宝音陶格涛. 无芒雀麦与苜蓿混播试验.草地学报, 2001, 9(1): 73-76.

[16]郭正刚, 张自和, 王锁民, 等. 不同紫花苜蓿品种在黄土高原丘陵区适应性的研究. 草业学报, 2003, 12(4): 45-50.

[17]张鲜花, 朱进忠, 穆肖芸, 等. 豆科、禾本科5种牧草异行混播草地当年建植效果研究. 新疆农业科学, 2012, (6): 1142-1147.

[18]周华坤, 赵新全, 赵亮, 等. 高山草甸垂穗披碱草人工草地群落特征及稳定性研究. 中国草地学报, 2007, (2): 13-25.

[21]顾梦鹤, 霍国飞, 王涛, 等. 高寒地区人工草地年际间的杂草群落动态. 草地学报, 2011, (2): 191-194.

[22]王书转, 郝明德, 普琼, 等. 黄土区苜蓿人工草地群落生态与生产功能演替. 草业学报, 2014, 23(6): 1-10.

[23]董世魁. 高寒地区多年生禾草混播草地群落稳定性及其调控机制研究[D].兰州: 甘肃农业大学, 2001.

[25]郑伟, 加娜尔古丽, 唐高溶,等. 不同混播方式下豆禾混播草地群落稳定性的测度与比较. 草业学报, 2015, 24(3): 155-167.

[26]王海青, 田育红, 黄薇霖, 等. 不同灌溉量对内蒙古人工草地主要牧草产量和水分利用效率的影响分析. 生态学报, 2015, (10): 3225-3232.

[28]王刚, 蒋文兰. 人工草地种群生态学研究[M]. 兰州: 甘肃科技出版社, 1998.

[29]寇建村, 胡自治. 高寒地区禾草混播人工草地建植早期杂草群落动态变化研究. 草原与草坪, 2003, (3): 33-38.

Stability of alfalfa and wheatgrass pasture under dry farming in a pastoral agronomy area

WANG Bo-Jie1, TANG Hai-Ping1*, HE Li1, LIN Guo-Hui2, ZHAO Shi-Jie2, ZHAO Ming-Xu2

1.CollegeofResourceandTechnology,BeijingNormalUniversity,Beijing100875,China； 2.TheGrasslandResearchStationofDuolun,Duolun027300,China

Abstract:We conducted a 3-year field experiment to analyze the stability of alfalfa (Medicago sativa) and wheatgrass (Agropyron cristatum) pastures under dry farming in Duolun County, Inner Mongolia. The structural and functional stability of pastures were studied by analyzing yield, competition, proportion of weeds, quality, and soil nutrient contents. The results showed that the yields of monocultures and a mixed culture were significantly higher than those of natural grassland, except in the year of establishment. The highest yields were in year 2, and the lowest yields were in year 1. Interspecific competition between alfalfa and wheatgrass in the mixed culture weakened the stability of the pasture because wheatgrass was more competitive than alfalfa. Weeds were controlled in the first and third year; therefore, it would be effective to conduct weeding in year 2. The quality of forage was significantly better in mixed cultures than in monocultures. The contents of soil organic carbon and nitrogen increased in the wheatgrass monoculture, providing adequate nutrition to support pasture stability.

Key words:dry farming; grass-legume mixtures; structural stability; functional stability

*通信作者

Corresponding author. E-mail: tanghp@bnu.edu.cn

作者简介：王博杰(1991-)，女，内蒙古满洲里人，在读博士。E-mail： wbj@mail.bnu.edu.cn

基金项目：“十二五”国家科技支撑项目课题(2011BAC07B01)和国家重点基础研究发展计划(973计划)(2014CB954303)资助。

*收稿日期：2015-06-05；改回日期：2015-07-06

DOI：10.11686/cyxb2015287

http://cyxb.lzu.edu.cn

王博杰, 唐海萍, 何丽, 林国辉, 赵世杰, 赵明旭. 农牧交错区旱作条件下苜蓿和冰草人工草地稳定性研究. 草业学报, 2016, 25(4): 222-229.

WANG Bo-Jie, TANG Hai-Ping, HE Li, LIN Guo-Hui, ZHAO Shi-Jie, ZHAO Ming-Xu. Stability of alfalfa and wheatgrass pasture under dry farming in a pastoral agronomy area. Acta Prataculturae Sinica, 2016, 25(4): 222-229.