河西地区豆禾混播草地生产性能对刈割高度与施肥的响应

2021-04-23 02:14王辛有曹文侠王小军刘玉祯高瑞王世林安海涛邓秀霞王文虎
草业学报 2021年4期
关键词:雀麦混播麦草

王辛有,曹文侠*,王小军,刘玉祯,高瑞,王世林,安海涛,邓秀霞,王文虎

(1.甘肃农业大学草业学院,草业生态系统教育部重点实验室,中-美草地畜牧业可持续发展研究中心,甘肃 兰州730070;2.青海大学畜牧兽医科学院,青海 西宁810000)

河西走廊是我国重要的农牧业生产基地。不合理的草地管理模式和放牧制度,导致当地天然草地发生不同程度的退化,牧草品质及草地生产力下降严重[1]。家畜冬季补饲困难、天然草场面积不足等问题成了制约河西走廊地区畜牧业可持续发展的主要瓶颈。人工草地以其卓越的生产性能,成为现代化草地农业系统的重要途径,也是草地牧业现代化的质量指标[2-3]。建植人工草地可以有效解决目前草原畜牧业发展面临的问题,是实施生态恢复与植被重建及草地畜牧业可持续发展的重要措施[4]。人工草地的建立是草地畜牧业集约化发展、生态系统的恢复与施行环境重建的重要举措,同样也是循环草地农牧业发展的必由之路[5]。选择性状表现优良的牧草混播,建植高产、优质的人工栽培草地,是解决当下畜牧业发展矛盾的重要途径[6]。

优质豆科与禾本科混播草地具有产量高、营养搭配合理、氮素来源广这三大优势,使其成为建植人工草地时的不二之选[4]。相关研究表明,豆禾混播不仅可以提高牧草产量[6-9]、营养价值[10]和饲用价值[11],增加土壤中氮素和有机质含量,提高土壤肥力[12],同时,还提高了牧草的抗逆性[13],改善牧草的适应性等[6]。科学的刈割利用与施肥管理是提高混播草地产量与混合草营养品质的重要保证,成为研究的重要内容。鲁富宽等[14]认为当留茬高度为8 cm时混播草地产量最高而且能够保证混播草地的可持续利用,霍成君等[15]则认为留茬高度为5 cm时混播草地的产量及品质最佳,Langille等[16]的研究表明:留茬高度为7.62 cm时苜蓿(Medicago sativa)的总产量最高,目前对豆禾混播草地利用的留茬高度仍存在一定的分歧。同样,豆禾牧草生长期如何施氮,豆禾混播草地氮磷科学配施对混播草地产草量与混合草营养品质至关重要。张永亮等[17]在科尔沁沙地的研究表明:施肥量为90 kg N·hm-2,72 kg P2O5·hm-2,120 kg K2O·hm-2时无芒雀麦(Bromus inerimis)和杂花苜蓿的混播草地产量较高,张永亮等[18]在西辽河平原的研究表明:施肥量为N 140 kg·hm-2,P2O5100 kg·hm-2,K2O 120 kg·hm-2时紫花苜蓿与无芒雀麦的混播草地产量较高,寇明科等[19]在甘南碌曲县的研究表明尿素施用量为150 kg·hm-2时混播草地产量较高,陈香来等[20]在黄土高原进行研究后认为适当施用氮、磷肥能够提高紫花苜蓿的产量与品质。通过在试验地周边调查取证之后发现,当地苜蓿种植户收获时所采用的留茬高度多为7~8 cm,而化肥的选用多为氮肥或磷肥单独施用,施肥量为100~150 kg N·hm-2,75~150 kg P2O5·hm-2不等,并没有统一的施肥标准对生产进行指导。因此,如何对河西走廊地区的豆禾混播草地进行合理的刈割利用及施肥管理还需要进一步的研究。

目前,豆禾混播草地的研究内容主要集中于草种选择、混播比例和群落稳定性等方面,但在河西地区利用刈割与施肥来提高豆禾混播草地生产性能的研究还相对较少[14,21],且不同地区,不同气候条件,不同牧草品种对合理的留茬高度也存在较大影响[14-16],针对河西地区氮磷配施的施肥量研究还比较匮乏。因此,本研究以豆禾混播草地为研究对象,探讨豆禾混播草地的生产性能对刈割和施肥及其交互作用的响应,筛选出河西走廊豆禾混播草地的最佳施肥模式与留茬高度,为当地混播草地的建植与发展提供技术保障。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于酒泉市肃州区铧尖乡漫水滩村(E 98°49′21.80″,N 39°40′12.05″)。海拔1387.2 m,属典型的大陆性干旱气候,年最高气温38℃,最低气温-31.6℃,年均温7.9℃。年均日照3033.4 h,平均每天可照射8.3 h。缺乏降水,年均降水量87.7 mm,季节雨量分配不均,夏季降水量为48.4 mm,占全年总降水量的56.7%,蒸发量大,年均蒸发量为2140 mm,为降水量的24.4倍。无霜期短,平均130 d,最长151 d,最短105 d[22]。试验前土壤基况如下:总盐含量为7.82 g·kg-1,pH为7.83,有机质含量为3.13 g·kg-1,碱解氮含量为24.87 mg·kg-1,速效磷含量为57.67 mg·kg-1,速效钾含量为118.12 mg·kg-1。

1.2 试验设计

试验对象为2017年4月建植的豆禾混播草地,豆科牧草为清水紫花苜蓿,禾本科牧草为无芒雀麦和长穗偃麦草(Elytrigia elongate),混播比例为1∶1∶1,播种方式为条播。以上草种由北京正道种业有限公司及甘肃农业大学草业学院提供。本试验所选用氮肥均为尿素(N≥46%),磷肥均为过磷酸钙(P2O5≥16%),本试验所施用化肥均由新疆心连心能源化工有限公司提供。

2019年,开展留茬高度与施肥模式试验。本试验采用裂区试验设计,主区为留茬高度(A1:5 cm;A2:8 cm;A3:11 cm),副区为施肥模式(B1:不施肥CK;B2:单施磷肥150 kg P2O5·hm-2;B3:低氮高磷75 kg N·hm-2+225 kg P2O5·hm-2;B4:氮磷平衡150 kg N·hm-2+150 kg P2O5·hm-2;B5:单施氮肥150 kg N·hm-2;B6高氮低磷225 kg N·hm-2+75 kg P2O5·hm-2)。每个处理4个重复,共72个小区,小区面积为5 m×5 m,小区间隔行为1 m。试验小区统一于豆科牧草初花期(群落中20%紫花苜蓿植株开花,下同)按照试验处理所设置的留茬高度进行刈割,刈割工具为小型农用镰刀,全年刈割3次,分别为2019年6月上旬,7月下旬及9月下旬。并于第1茬刈割后进行施肥处理,施肥方式为开沟深施,深度为10 cm。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 产草量测定 于混播草地刈割前在每个小区选取3个有代表性的1 m条播样段,按照试验处理所设置的留茬高度取样,并分种测定地上部分生物量,将所有植物样品带回实验室在105℃下杀青30 min后转到75℃烘至恒重并测定其干重。将烘干后的植物样品置于粉样机(永康市铂欧五金制品有限公司制造的800Y型粉碎机)中粉碎并过1 mm筛。产草量为一年中牧草所有刈割茬次总和。

1.3.2 群落数量特征测定 于混播草地刈割前在3个条播样段中随机选取每种混播牧草各30株,进行其自然高度的测量。于混播草地刈割前在每个小区选取3个有代表性的1 m条播样段,记录各混播牧草的分枝数(分蘖数)。

1.3.3 牧草品质测定 采用凯氏定氮法测定牧草粗蛋白含量,采用索氏抽提法测定牧草粗脂肪含量,采用范氏法测定牧草中性洗涤纤维(neutral detergent fiber,NDF)和酸性洗涤纤维(acid detergent fiber,ADF)含量[23]。

1.3.4 相对饲用价值计算

式中:RFV(relative feeding value)表示相对饲用价值;DMI(dry matter intake)表示干物质采食量,单位%BW,其含义为占体重的百分比;DDM(digestible dry matter)表示可消化干物质,单位%DM,其含义为占干物质的百分比[24]。

1.3.5 TOPSIS模型综合评价分析 利用TOPSIS(technique for order preference by similarity to an ideal solution,逼近于理想值的排序方法)模型综合评价分析刈割处理和施肥处理对豆禾混播草地牧草产量及品质产生的影响,最后选择最贴近理想解的刈割施肥组合作为最优决策[25-26]。

1.4 统计分析

使用Microsoft Excel 2010进行数据整理,SPSS 20.0进行单因素(One-way ANOVA)和双因素方差分析(Two-way ANOVA),显著性水平设定为P<0.05,采用TOPSIS进行综合评价。结果为“平均值±标准误”,并使用Origin 8.5和3.6.0(R Development Core Team,R核心发展团队2016)作图。株高、分枝数(分蘖数)和牧草营养物质含量均为1年中所有刈割茬次的平均值。

2 结果与分析

2.1 不同留茬高度与施肥处理对牧草产量的影响

通过2019年全年刈割与施肥对豆禾混播草地产量影响的研究发现,刈割与施肥对牧草产量的影响存在交互作用,其中刈割与交互作用对产量有显著的影响(图1,表1)。

图1 不同留茬高度和施肥处理下的牧草年产量Fig.1 Annual forage yield under different stubble height and fertilization treatments不同小写字母代表各处理间差异显著(P<0.05),竖杠代表年产量的标准误差。下同。Different lowercase letters represent significant differences among different treatments(P<0.05),and vertical bars represent the standard error of annual output.The same below.

在B1、B4处理下留茬高度对产量没有显著影响,但是在B2、B5处理下A1的产草量分别高出A2和A3处理22.22%~34.20%和28.33%~30.70%;B6处理下A1显著高出A3处理32.08%,在B3处理下,A3处理显著高出A1处理30.95%。当留茬高度为(A3)11 cm时,混播草地产量会随着磷肥施用量的增加而逐渐增高,于225 kg P2O5·hm-2时达到最大值(图1)。

2.2 不同留茬高度与施肥处理对混播草地牧草株高和分蘖数的影响

2.2.1 不同留茬高度与施肥处理对混播草地牧草株高的影响 通过对3种混播牧草株高的双因素方差分析发现,刈割对无芒雀麦的株高有极显著影响,对紫花苜蓿及长穗偃麦草则无显著影响。施肥仅对长穗偃麦草的株高具有显著影响。而其二者的交互作用则对紫花苜蓿、无芒雀麦的株高有极显著影响,对长穗偃麦草的株高有显著影响(表1)。

表1 主效应和交互作用对混播草地产量及牧草品质的显著性分析Table 1 Significant analysis of main effect and interaction on yield and quality of mixed pasture

留茬高度为(A1)5 cm时,紫花苜蓿的株高并没有随着施肥模式的变化而发生显著变化,而无芒雀麦和长穗偃麦草的株高发生了显著的变化。随着氮肥施用量的增加,无芒雀麦的株高呈上升的趋势,但差异并不显著。长穗偃麦草在B1、B2和B3处理下的株高无显著差异;B4和B5处理下的株高显著高于以上3个处理;B6处理下的株高显著高于B2处理,低于B5处理,与B1、B3、B4处理无显著差异(表2)。

留茬高度为(A2)8 cm时,紫花苜蓿的株高以B1、B5处理下较低,均显著低于B3、B4处理,B1处理还显著低于B2、B6处理;无芒雀麦的株高则为B2、B6处理显著高于B1处理,但与其余3个施肥处理之间并无显著差异;各施肥处理对长穗偃麦草的株高无显著影响(表2)。

留茬高度为(A3)11 cm时,紫花苜蓿的株高以B1处理下最高,B4处理下最低,二者之间差异显著,此外B3处理显著高于B4处理,B2、B5、B6处理显著低于B1处理。各施肥处理下无芒雀麦的株高没有显著变化。长穗偃麦草的株高也以B4处理最低,显著低于B1、B3和B5处理,B3、B5处理下的株高最高,且显著高于B2、B4、B6处理(表2)。

当草地处于同一施肥处理时,紫花苜蓿的株高仅在B1处理下A3显著高于A1和A2,B2处理下A1显著高于A3;无芒雀麦的株高在B1处理下为A3显著高于A1和A2,在B2处理下则为A2>A3>A1,其余处理无显著差异;长穗偃麦草的株高仅在B3时A3>A2>A1,其余处理间差异均不显著。

表2 不同留茬高度和施肥处理下的牧草株高Table 2 Forage height under different stubble height and fertilization treatments(cm)

2.2.2 不同留茬高度与施肥处理对混播草地牧草分枝数(分蘖数)的影响 通过对牧草分枝数(分蘖数)进行双因素方差分析发现,紫花苜蓿的分枝数受刈割与交互作用的影响较为显著,无芒雀麦的分蘖数仅受刈割的影响较为显著,长穗偃麦草的分蘖数只受其交互作用的影响较为显著,其余因素均对各混播组分的分枝数(分蘖数)没有显著影响(表1)。

随着留茬高度的增加,紫花苜蓿的分枝数呈下降的态势,其中B2和B5处理为A1显著高于A3,B6处理为A1显著高于A2、A3。与紫花苜蓿相反,无芒雀麦的分蘖数会随着留茬高度的增加而增加,其中以B2,B3,B6处理下分蘖数的变化最为显著,显著性关系分别为B2处理下A1显著低于A2、A3处理;B3处理下A1显著低于A3;B6处理下A1显著低于A2(图2)。

图2 不同留茬高度和施肥处理下紫花苜蓿和无芒雀麦分枝数(分蘖数)的变化Fig.2 Changes of tiller number/branching number of M.sativa and B.inermis under different stubble height and fertilization treatments

2.3 不同留茬高度与施肥处理对混播草地牧草营养品质的影响

2.3.1 不同留茬高度与施肥处理对混播草地牧草粗蛋白含量的影响 刈割以及交互作用对3种混播牧草的粗蛋白含量均具有显著影响,施肥仅对无芒雀麦的粗蛋白含量产生显著影响(表1)。

紫花苜蓿的粗蛋白含量在B1处理下随着留茬高度的增加而下降(图3),A1显著高于A3;在B3处理下随着留茬高度的增加,粗蛋白含量先增加后降低,A2显著高于A1、A3;在B4处理下粗蛋白含量也随着留茬高度的增加而下降,且A3显著低于A1、A2。

图3 不同留茬高度和施肥处理下各牧草粗蛋白含量的变化Fig.3 Changes of crude protein content of forage under different stubble height and fertilization treatments不同小写字母表示同一施肥处理不同留茬高度间差异显著,不同大写字母表示相同留茬高度不同施肥处理间差异显著(P<0.05)。下同。Different lowercase letters in the same forage and fertilization treatment indicate significant differences,while different uppercase letters in the same stubble heights indicate significant differences(P<0.05).The same below.

无芒雀麦的粗蛋白含量在施肥处理为B2时,A3显著高于A2;在B3处理下粗蛋白含量随着留茬高度的增加而增加,A3显著高于A1、A2;在B5处理下,粗蛋白的变化趋势与B3处理下相同,不同的是A1显著低于A2、A3;在B6处理下,无芒雀麦的粗蛋白含量变化为A1高于A3高于A2。

长穗偃麦草的粗蛋白含量仅在B2、B4处理下随着留茬高度的变化发生了显著变化,其中在B2处理下A1显著高于A3;在B4处理下A3显著低于A1、A2。

当留茬高度为(A1)5 cm时,B3、B4、B6处理下的无芒雀麦粗蛋白含量显著高于其余3个施肥处理;当留茬高度为(A2)8 cm时,B3、B4、B6显著高于B1、B2,B5显著高于B1;当留茬高度为(A3)11 cm时,B3显著高于B1、B2、B5、B6,此外B2、B4、B5、B6也显著高于B1。各刈割处理下无芒雀麦的粗蛋白含量随着磷肥施用量的增加而增加,于B3时达到最大值,在各刈割处理下相比不施肥处理分别提高13.06%、32.93%和34.71%(图3)。

2.3.2 不同留茬高度与施肥处理对混播草地牧草粗脂肪含量的影响 刈割和施肥分别对长穗偃麦草和紫花苜蓿的粗脂肪含量产生显著影响,二者对无芒雀麦则没有显著影响,此外,交互作用对3种混播牧草的粗脂肪含量均产生显著影响(表1)。

当留茬高度为(A1)5 cm时,B2处理下的紫花苜蓿粗脂肪含量显著高于其余5个施肥处理(图4),较不施肥处理提高47.81%;当留茬高度为(A2)8 cm时,B1和B5处理显著高于B6,其余处理间无显著差异;当留茬高度为(A3)11 cm时,B5处理下的紫花苜蓿粗脂肪含量显著高于B3、B6,较不施肥处理高出20.29%。

图4 不同留茬高度和施肥处理下紫花苜蓿粗脂肪含量的变化Fig.4 Changes of crude fat content of M.sativa under different stubble height and fertilization treatments

在B1和B2处理下,3种留茬高度下混播草地中的长穗偃麦草粗脂肪含量并没有发生显著变化(图5);当施肥处理为B3时A2的粗脂肪含量最高,且显著高于A1和A3;当施肥处理为B4时,随着留茬高度的增加,长穗偃麦草的粗脂肪含量随之下降并均具有显著差异;当施肥处理为B5、B6时,粗脂肪变化趋势相同,均为先降低后升高,且A1显著高于A2。

图5 不同留茬高度和施肥处理下长穗偃麦草粗脂肪含量的变化Fig.5 Changes of crude fat content of E.elongate under different stubble height and fertilization treatments

2.3.3 不同留茬高度与施肥处理对混播草地牧草相对饲用价值的影响 测定牧草中性洗涤纤维含量和酸性洗涤纤维含量后计算出牧草相对饲用价值,并进行双因素方差分析:刈割对紫花苜蓿和无芒雀麦的相对饲用价值具有显著影响,对长穗偃麦草则无显著影响;施肥则对3种混播牧草均有显著影响;二者的交互作用仅对无芒雀麦产生影响(表1)。

牧草的相对饲用价值均随着氮肥施用量的增加呈先增加后降低的趋势(图6)。当刈割处理为A1时,紫花苜蓿的相对饲用价值变化为B1、B4、B5显著高于B2、B3、B6;无芒雀麦为B1、B4、B5显著高于B2,其中B1、B4还显著高于B3;长穗偃麦草则仅在此留茬高度下B1显著高于B5,其余留茬高度下的相对饲用价值均没有发生显著变化。当刈割处理为A2时,紫花苜蓿的相对饲用价值为B1、B3、B5显著高于B4;无芒雀麦为B1、B3、B4显著高于B2、B5、B6。当刈割处理为A3时,紫花苜蓿的相对饲用价值仅有B1显著高于B6;无芒雀麦仅为B4显著高于B2和B6(图6)。

图6 不同留茬高度和施肥处理下3种牧草相对饲用价值的变化Fig.6 Changes of relative feeding value of three kinds of forage under different stubble height and fertilization treatments

紫花苜蓿仅在B3和B4处理下的相对饲用价值发生了显著改变,其中B3处理下A2显著高于A3;B4处理下A1显著高于A2和A3。无芒雀麦则仅在B1和B4发生变化,其中B1处理下相对饲用价值随着留茬高度的增加而逐渐降低,且相互间差异显著;B4处理下的变化趋势与B1相同,不同的是A2与A3之间并没有显著差异。

2.4 多准则决策模型-TOPSIS评价

通过熵权法建立TOPSIS模型对河西走廊豆禾混播草地不同刈割与施肥处理下的草地产草量以及各混播牧草品质的多个指标进行综合评价分析(图7)。不同处理间的贴近度由高到低的排序分别为A2B4>A2B1>A3B5>A1B3>A1B1>A1B4>A1B5>A1B2>A2B6>A3B3>A1B6>A3B6>A3B2>A2B3>A2B5>A3B1>A2B2>A3B4。A2B4组合(留茬8 cm,150 kg N·hm-2+150 kg P2O5·hm-2)优于其他组合,理想贴近度Si为0.57,A3B4组合(留茬11 cm,150 kg N·hm-2+150 kg P2O5·hm-2)理想贴合度Si最低为0.33。因此可以说明8 cm的留茬高度以及150 kg N·hm-2+150 kg P2O5·hm-2的施肥量的组合是适用于河西走廊地区豆禾混播草地的田间管理措施。

图7 不同留茬高度和施肥处理的贴合度Fig.7 Fitting degree of different stubble height and fertilization treatments

3 讨论

3.1 施肥和刈割对牧草产量的影响

生产力是反映人工草地价值高低的重要指标。在本研究中,施肥与刈割对牧草产量的影响存在交互作用,但施肥并没有单独对混播草地产草量产生显著影响。这是因为作为第3年的豆禾混播草地,紫花苜蓿已经形成根瘤菌,基本满足了草地各混播组分生长所需要的氮素,继续添加氮素已经不会对草地的产量起到积极作用,这与陈香来等[20]在黄土高原的研究结果一致。高留茬高磷肥时混播草地产草量最大,说明施入磷肥可有效地增加紫花苜蓿根重,进一步增加根瘤菌的数量,从而提高紫花苜蓿产草量[27-28],这与当地生产实际有所出入,主要原因在于河西走廊地区的牧草种植户在追求草地产量的同时还要兼顾牧草品质,使其达到最理想的平衡状态。

磷肥施用量低于225 kg P2O5·hm-2时,草产量的主要影响因素是留茬高度,此时混播草地的产量会随着留茬高度的增加而降低。当留茬高度为5 cm时,紫花苜蓿地上部分腋芽全部被收获,此时其再生枝条只能由根颈处重新发生[29],将留茬高度提高至8和11 cm,刈割后将会保留一部分地上腋芽,此时其再生枝条就可以由地上部分腋芽继续生长或由根颈处重新发生,相较于留茬5 cm时的单一再生方式,更高的留茬高度无疑会缓解再生期根系向地上部分供给养分的压力,起到保护根系的作用[15],但刈割后所保留的腋芽数量较少,这也是较高的留茬高度会导致紫花苜蓿分枝数减少的主要原因[20,30-31];对于无芒雀麦来说,高留茬会保留一部分植株叶片,在再生期进行光合作用,以降低根系的压力,有更多的养分进行分蘖,其次,高强度的刈割对禾本科牧草来说可能会导致其一部分枝条死亡[31],这就是无芒雀麦的分蘖数与留茬高度呈正相关的主要原因[31]。王亚玲等[32]和耿慧等[33]通过通径分析均得出株高对苜蓿产量的贡献率大于分枝数的结果,紫花苜蓿的株高通常要高于无芒雀麦和长穗偃麦草(表2),所以前者为混播草地产量的主要组成部分,在本研究中,紫花苜蓿的株高并没有发生极显著变化,所以分枝数主导了苜蓿产量的变化。草地总产量会随着留茬高度的增加而降低,与紫花苜蓿分枝数随留茬高度的变化趋势相一致[34]。在高留茬处理下增加磷肥的施用量可以增加苜蓿根重和固氮根瘤菌的数量,从而增加混播草地产草量[27-28]。由于高的留茬高度对根系产生的保护作用导致其地下部分吸收水分、养分以及供给养分的能力强于低留茬处理的草地,所以在高留茬处理下,提高磷肥的施用量对提高混播草地产草量有积极作用。

3.2 施肥和刈割对牧草品质的影响

牧草干草品质是评价草地生产力的重要指标[35]。紫花苜蓿的粗蛋白含量会随着留茬高度的增加呈现降低的趋势,这是因为提高留茬高度会增加紫花苜蓿的茎叶比,使收获的牧草中具有较高蛋白质含量的叶片所占比例降低[36-37],从而降低其粗蛋白含量。无芒雀麦的粗蛋白含量则与留茬高度呈正相关,由于无芒雀麦的茎秆主要集中于植株下部,所以提高留茬高度会使收获的无芒雀麦干草中叶片所占比例增加,从而提高其粗蛋白含量。对混播草地适量的施用氮肥可以增加土壤中氮素含量,从而增加牧草粗蛋白含量,但过量的施用氮肥不会产生积极作用[20];随着磷肥施用量的增加,苜蓿根系生物量增加,且固氮根瘤菌的数量也会增加,以此来提高紫花苜蓿粗蛋白含量[27-28]。

随着磷肥施用量的增加,牧草粗脂肪含量和相对饲用价值均呈先增高后降低的态势。这是由于施用磷肥可以促进植物生长,增加磷、钙含量,改善饲用价值,提高土壤肥力。但磷肥施用量过高则会使植物蒸腾速率和光合速率下降,导致紫花苜蓿干草产量和营养成分下降[38]。当提高氮肥的施用量后,牧草粗脂肪和相对饲用价值的变化规律与提高磷肥施用量时是相同的,这主要是因为对混播草地进行氮素添加可以有效缓解各混播组分之间对氮素的竞争,有利于生态位的分化和植物的生长发育。但当氮素添加过量后会抑制植物对其他营养元素的吸收,使植物的生长发育受到抑制,混播草地的产量与品质均出现了下降,这与陈香来等[20]和王丹[39]的研究结果相似。

4 结论

合理的留茬高度和施肥模式是提高豆禾混播草地生产性能的重要手段。同时,使草地产量与品质达到理想的平衡状态则更加关键,可以避免高产、劣质或低产、优质的问题。从本研究中获得以下结论:1)提高留茬高度会降低混播草地产量和品质,适量施入氮磷可显著提高牧草品质,中等留茬高度下适量添加氮磷可以维持河西走廊地区豆禾混播草地更高的生产性能;2)单从河西走廊地区混播草地的产量来考虑,建议采用高留茬、高磷肥(留茬11 cm,75 kg N·hm-2+225 kg P2O5·hm-2)的管理方式,这样不仅可以获得较高的产草量,还可以有效的保护植物根系,以达到更长的利用年限;3)若想在河西走廊地区追求高品质牧草则建议采用低留茬、中等氮磷施用量(留茬5 cm,150 kg N·hm-2+150 kg P2O5·hm-2)的管理方式,这样收获的牧草不仅品质最佳,且产量也相对较高,但会对混播草地的可持续生产能力造成较大的损害;4)根据TOPSIS模型进行综合评价,8 cm留茬高度与150 kg N·hm-2+150 kg P2O5·hm-2施肥模式的组合,可实现提高混播草地生产性能的同时,更好的保护植物根系,最大限度地延长草地利用年限,适合在河西走廊地区进行推广。

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