剛永和，張海博，陳永瓏，杜 江，安林昌，牛 勇，薩仁花，徐 強(qiáng)

（1. 海東市樂都區(qū)林業(yè)和草原站, 青海 海東 810700；2. 海東市樂都區(qū)畜牧獸醫(yī)站, 青海 海東 810700；3. 青海東牧灣農(nóng)牧科技開發(fā)有限公司, 青海 海東 810700；4. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院, 甘肅 蘭州 730070）

合理的禾-豆混播比例與混播組分可以有效改善混播草地的草層結(jié)構(gòu)，提高光合作用面積，改善土壤養(yǎng)分供給，減少地下根系對(duì)土壤養(yǎng)分的直接競(jìng)爭(zhēng)，增加對(duì)環(huán)境資源的利用效率，為禾-豆混播草地的持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)[6-7]。25%燕麥(Avena sativa)與100%多花黑麥草(Lolium multiflorum)混播時(shí)，多花黑麥草競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)穩(wěn)定，牧草飼喂價(jià)值及生產(chǎn)性能均較高，累計(jì)干物質(zhì)產(chǎn)量達(dá)19.4 t·hm?2，粗蛋白產(chǎn)量達(dá)2.8 t·hm?2，可消化干物質(zhì)產(chǎn)量達(dá)13.1 t·hm?2[8]。燕麥與箭筈豌豆(Vicia sativa)以50 ? 50 和75 ? 25 同行、以50 ? 50 異行混播時(shí)牧草產(chǎn)量和種子產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)明顯，既能提高土壤肥力，還能提高牧草產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[9]?；觳ソM合和比例不當(dāng)會(huì)加劇種間競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)而造成作物減產(chǎn)。有研究表明，苜蓿(Medicago sativa)與禾草混播產(chǎn)量高于單播禾草，但并不高于單播苜蓿[10]。紫花苜蓿與3 種禾草混播時(shí)，單播苜蓿全年產(chǎn)量顯著高于混播草地禾-豆總產(chǎn)量[11]。4 個(gè)雜花苜蓿(Medicago varia)品種與無芒雀麥(Bromus inermis)混播后，草產(chǎn)量并沒有顯著提高[12]。故而，確定混播牧草成員及其比例時(shí)需要考慮當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、混播種類的生物學(xué)特性、混播牧草的利用方式和牧草品種之間的競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)[13]。

小黑麥(×TriticosecaleWittmack)是小麥(Triticum aestivum)和黑麥(Secale cereale)經(jīng)屬間有性雜交和雜種染色體加倍而人工合成的新物種，結(jié)合了小麥和黑麥雙親的優(yōu)良特性，具有草產(chǎn)量高、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)高和抗逆性強(qiáng)的特點(diǎn)[14]。小黑麥在高寒牧區(qū)的草產(chǎn)量、莖葉比、株高等顯著高于青稞(Hordeum vulgare)、垂穗披堿草(Elymus nutans)和箭筈豌豆等常見牧草種類，且青貯品質(zhì)佳[15-17]。此外，小黑麥抗寒性極強(qiáng)，‘甘農(nóng)2 號(hào)’小黑麥在甘南高寒牧區(qū)可安全越冬[18]，對(duì)于冷季缺草的牧區(qū)來說，是牧草料貯備的可靠來源，可作為抗災(zāi)保畜牧草料優(yōu)良品種，加強(qiáng)牧區(qū)冷季牧草料儲(chǔ)備能力，緩解冬春季牧草不足的矛盾[19]。豆科牧草可提高耕地土壤肥力和耕地質(zhì)量，并且增加優(yōu)質(zhì)蛋白的供應(yīng)，有效減輕天然草地的放牧壓力，促進(jìn)草地生態(tài)環(huán)境改善和恢復(fù)[20]。飼用豌豆(Pisum sativum)抗寒性強(qiáng)，且產(chǎn)量明顯高于一般豆科牧草。毛苕子(Vicia villosa)是青海東部農(nóng)區(qū)大面積種植的豆科牧草之一，對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂蚓哂休^強(qiáng)的適應(yīng)性，但其單播時(shí)存在草產(chǎn)量低的缺陷。前人對(duì)青海地區(qū)燕麥與小黑麥最佳混播比例[21]和小黑麥播期[22]進(jìn)行了研究，而關(guān)于青海東部農(nóng)區(qū)小黑麥與飼用豌豆或毛苕子混播的研究鮮見報(bào)道。為此，本研究采用‘甘農(nóng)2 號(hào)’小黑麥與燕麥和毛苕子兩種豆科牧草分別以不同比例進(jìn)行混播，通過比較不同混播組合和不同比例混播的草產(chǎn)量篩選出最佳的混播組合和比例并探究其種間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，以期為該地區(qū)建植優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)混播草地提供理論依據(jù)和科學(xué)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地自然概況

試驗(yàn)地位于青藏高原邊緣的青海省海東市樂都區(qū)(36°29′41.21″ N，102°37′55.21″ E)，地處黃土高原向青藏高原過渡地帶的低位丘陵山地，海拔2 527 m，為內(nèi)陸性半干旱氣候，年均溫4.5 ℃，≥5 ℃年積溫為2 232～2640 ℃·d，年日照時(shí)數(shù)為2 600 h，作物生長(zhǎng)期180～195 d，年均降水量410 mm，無霜期144 d，雨熱同期，春季旱情嚴(yán)重，降水量集中在6 月 - 10月，占全年降水量的79.2%，試驗(yàn)地?zé)o灌溉條件，土壤類型為耕地栗鈣土，前茬作物為馬鈴薯(Solanum tuberosum)。

1.2 供試材料

‘甘農(nóng)2 號(hào)’小黑麥由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)提供，‘青建1 號(hào)’飼用豌豆和毛苕子由青海省鑫瑞農(nóng)牧業(yè)科技開發(fā)有限公司提供，種子質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)。主區(qū)為混播組合，設(shè)2 個(gè)水平，分別為A1：‘甘農(nóng)2 號(hào)’小黑麥與青建1 號(hào)飼用豌豆混播(簡(jiǎn)稱小黑麥 × 飼用豌豆，下同)，A2：小黑麥和毛苕子混播。副區(qū)為不同混播組合的混播比例，設(shè)9 個(gè)水平，分別為B1(100 ? 0)、B2(80 ? 20)、B3(70 ? 30)、 B4(60 ? 40)、 B5(50 ? 50)、 B6(40 ? 60)、 B7(30 ? 70)、B8(20 ? 80)、B9(0 ? 100)。禾-豆等比例混播時(shí)播種量按其單播量的80%計(jì)算[23]，小黑麥、飼用豌豆和毛苕子的單播量在參考文獻(xiàn)[24-26]的基礎(chǔ)上，分別設(shè)置為300、120 和60 kg·hm?2。不同混播組合及比例下小黑麥、飼用豌豆與毛苕子的播種量如表1 所列。小區(qū)面積15 m2(3 m × 5 m)，每個(gè)小區(qū)種10 行，行距0.3 m，3 次重復(fù)，共54 個(gè)小區(qū)。播種時(shí)，將每個(gè)處理的豆科牧草和小黑麥種子混勻后條播。2019 年7 月2 日播種，播種前施磷酸二銨(N 和P2O5含量≥ 64.0%) 300 kg·hm?2，拔節(jié)期和抽穗期追施尿素(N 含量 ≥ 46.0%) 150 kg·hm?2。2019 年10 月19 日(小黑麥開花期)刈割測(cè)產(chǎn)。

表1 不同混播比例下小黑麥與豆科牧草的播種量Table 1 Seeding rate of triticale and leguminous forages under different mixed ratios

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

株高：于開花期刈割前，從每個(gè)小區(qū)中隨機(jī)選出10 株植株，測(cè)量從地面至最高點(diǎn)的自然高度，將10 株的平均株高作為該小區(qū)的平均株高[27]。

作者的父親在上世紀(jì)90年代中期開始，就飽受阿爾茨海默氏病的折磨，病情逐漸加重后，子女們不能不請(qǐng)看護(hù)日夜照料他，并請(qǐng)假回老家陪伴他；連與父親離婚多年的母親，基于同情與責(zé)任，也回到老宅，替父親整理堆積了幾十年收藏與回憶的家，為他理發(fā)、剪指甲。

總枝條數(shù)：于開花期刈割前，在每個(gè)小區(qū)中隨機(jī)選取一個(gè)1 m 長(zhǎng)樣段(邊行和距地邊0.5 m 部分除外)，數(shù)取樣段內(nèi)株高高于0.2 m 的小黑麥枝條數(shù)和豆科牧草枝條數(shù)，計(jì)算總枝條數(shù)[27]。

有效分蘗數(shù)/分枝數(shù)：于開花期刈割前進(jìn)行測(cè)定每株分蘗數(shù)中能夠抽穗的枝條或豆科牧草分枝，每個(gè)處理隨機(jī)選取5 株統(tǒng)計(jì)。‘青建1 號(hào)’飼用豌豆和毛苕子只統(tǒng)計(jì)根部分枝數(shù)[27]。

鮮草產(chǎn)量：于開花期進(jìn)行測(cè)定。將每個(gè)小區(qū)內(nèi)所有植株的地上部分齊地面刈割(邊行和地頭兩邊0.5 m 部分除外)，稱重，得到總鮮草產(chǎn)量。分撿各處理的小黑麥和豆科牧草，并分別稱重[27]。

相對(duì)產(chǎn)量總和(relative yield total, RYT)用于表達(dá)混作植物之間的種間關(guān)系。

式中：Yab為物種a與物種b混作時(shí)物種a的產(chǎn)量；Ya為物種a單作時(shí)的產(chǎn)量；Yba為物種a與物種b混作時(shí)物種b的產(chǎn)量；Yb為物種b單作時(shí)的產(chǎn)量。RYT> 1 表示兩物種間沒有競(jìng)爭(zhēng)；RYT< 1 表示兩物種間有拮抗作用；RYT= 1 表示兩物種需要相同的資源，且一種可通過競(jìng)爭(zhēng)將另一種排除出去。

相對(duì)產(chǎn)量(relative yield, RY)用來評(píng)價(jià)物種對(duì)已占有資源量的利用程度。

式中：RYa表示混作中物種a的相對(duì)產(chǎn)量；p表示混作中物種a的混播比例；Yab和Ya同式(1)；RYb表示混作中物種b的相對(duì)產(chǎn)量；q表示混作中物種b的混播比例；Yba和Yb同式(1)。RY> 1 表示種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)大于種間競(jìng)爭(zhēng)；RY< 1 表示種間競(jìng)爭(zhēng)大于種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)；RY= 1 表示種內(nèi)和種間競(jìng)爭(zhēng)水平相當(dāng)。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

用Excel 2019 整理數(shù)據(jù)和作圖。用SPSS 25.0 軟件對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分布和方差齊性檢驗(yàn)后，對(duì)混播組合間的差異進(jìn)行配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，對(duì)混播比例間的差異進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA)，混播組合 × 混播比例交互作用間的差異采用雙因素方差分析(Two-way ANOVA)，如果差異顯著，用Duncan 法進(jìn)行多重比較(P< 0.05)。結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(standard error of mean, SEM)表示。并對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行Person 相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

方差分析(表2)表明，混播組合對(duì)小黑麥株高存在顯著影響P< 0.05)，對(duì)豆科牧草株高和鮮草產(chǎn)量均存在極顯著影響(P< 0.01)；混播比例對(duì)除小黑麥有效分蘗數(shù)和豆科牧草分枝數(shù)外的其余各指標(biāo)均有極顯著影響(P< 0.01)，對(duì)小黑麥有效分蘗數(shù)有顯著影響(P< 0.05)；混播組合 × 混播比例交互作用對(duì)除小黑麥有效分蘗數(shù)和豆科牧草分枝數(shù)外其余各指標(biāo)均有極顯著影響(P< 0.01)。

表2 混播組合間、混播比例間和混播組合 × 混播比例交互作用間產(chǎn)量性狀的方差分析Table 2 Variance analysis of yield traits within the mixture combination, mixed ratio and the interaction of mixture combination and mixed ratio

2.1 混播組合間草地生產(chǎn)性能的差異

A1混播組合下的小黑麥平均株高和豆科牧草平均株高均顯著高于A2(P< 0.05) (表3)。平均鮮草產(chǎn)量A1也顯著高于A2(P< 0.05)。

表3 混播組合間株高和產(chǎn)量性狀的差異Table 3 Differences in plant height and yield traits between mixture combinations

2.2 混播比例間草地生產(chǎn)性能的差異

B5處理的小黑麥平均株高最高，顯著高于除B2和B4外的其余處理(P< 0.05)；B8處理的小黑麥平均株高最低，顯著低于B2、B4、B5處理(P< 0.05)；除最高的B5和最低的B8外，其余混播處理間小黑麥平均株高無顯著差異(P> 0.05)；所有混播處理間豆科牧草平均株高無顯著差異(P> 0.05)，但均顯著高于豆科牧草單播處理(P< 0.05) (圖1)。

平均總枝條數(shù)隨混播小黑麥混播比例的減少而降低(圖2)，B3、B4、B5、B6、B7混播比例間無顯著差異(P> 0.05)；小黑麥單播處理的平均總枝條數(shù)最高，顯著高于除B2外的其他處理(P< 0.05)；豆科牧草單播處理的平均總枝條數(shù)最低，顯著低于其余處理(P< 0.05)。平均鮮草產(chǎn)量隨著混播小黑麥比例的減少呈先升高后降低的趨勢(shì)。B5的平均鮮草產(chǎn)量最高，顯著高于除B4和B6外的其他處理(P< 0.05)；B1的平均鮮草產(chǎn)量最低，顯著低于B3、B4、B5和B6(P< 0.05)；B4、B5和B6的平均鮮草產(chǎn)量均顯著高于小黑麥單播和豆科牧草單播處理(P< 0.05)。

圖2 不同混播比例下總枝條數(shù)和鮮草產(chǎn)量的差異Figure 2 Differences in the total number of branches and fresh weight at different mixed ratios

與單播相比，適宜的混播比例可顯著提高小黑麥的平均有效分蘗數(shù)(P< 0.05) (圖3)，但不同混播比例間小黑麥的平均有效分蘗數(shù)無顯著差異(P>0.05)，除B2和B3外，其余混播比例下小黑麥的平均有效分蘗數(shù)均顯著高于小黑麥單播處理(P< 0.05)。

圖3 不同混播比例下小黑麥的分蘗數(shù)Figure 3 Number of tillers of triticale at different mixed ratios

2.3 混播組合 × 混播比例下牧草的生產(chǎn)性能

小黑麥株高以處理A1B5最高，顯著高于A1B1、A1B7、A1B8、A2B2、A2B3、A2B6、A2B7和A2B8處理(P<0.05)；A2B8的株高最低，顯著低于除A2B3和A2B6外的其余所有處理(P< 0.05) (表4)。

豆科牧草株高以A1B6最高，顯著高于除A1B2、A1B5和A1B8外的其余處理(P< 0.05)；A2B9的株高最低，顯著低于其他處理(P< 0.05) (表4)。

總枝條數(shù)以A1B1最高，顯著高于除A1B2和A2B1外的其他處理(P< 0.05)；A1B9的總枝條數(shù)最低，顯著低于除A2B9外的其余處理(P< 0.05) (表4)。

鮮草產(chǎn)量以A1B6最高，顯著高于除A1B4、A1B5、A2B4和A2B5外的其余處理(P< 0.05)；A2B8的鮮草產(chǎn)量最低，顯著低于除A1B1、A1B9、A2B1、A2B2、A2B7和A2B9外的其他處理(P< 0.05) (表4)。

表4 混播組合與混播比例交互作用下牧草產(chǎn)量性狀和鮮草產(chǎn)量的差異Table 4 Differences in yield traits and fresh weight based on the interaction of mixture combinations and mixed ratios

2.4 不同混播處理下植物種間關(guān)系特征

小黑麥不同混播處理下的相對(duì)產(chǎn)量總和(RYT)特征顯示(圖4)，除A2B7和A1B8外，各混播處理的RYT 值均大于1.0，說明不同混播處理下小黑麥與飼用豌豆和毛苕子占有不同的生態(tài)位，利用不同的資源，主要表現(xiàn)出共生關(guān)系。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，A1B5和A1B6的RYT 值均顯著大于1.0 (P< 0.05)；A2B5的RYT 值顯著大于1.0 (P< 0.05)。

圖4 不同混播比例下牧草的相對(duì)產(chǎn)量總和Figure 4 Relative yield total (RYT) of forages at different mixed ratios

小黑麥不同混播處理下的相對(duì)產(chǎn)量(RY)特征顯示(圖5)，A1B2、A1B3、A1B4和A1B5時(shí)飼用豌豆受到抑制，小黑麥具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；A1B4和A1B5時(shí)小黑麥RY 值均顯著大于1.0 (P< 0.05)；A1B6時(shí)小黑麥種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)大于種間競(jìng)爭(zhēng)，飼用豌豆種內(nèi)和種間競(jìng)爭(zhēng)水平相當(dāng)，兩者RY 值均與1.0 無顯著差異(P> 0.05)；A1B7和A1B8時(shí)小黑麥?zhǔn)艿揭种?，飼用豌豆具有?jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，但兩者RY 值均與1.0 無顯著差異(P> 0.05)。

圖5 不同混播處理下牧草的相對(duì)產(chǎn)量Figure 5 Relative yield (RY) of forages under different mixed treatments

小黑麥與毛苕子混播時(shí)，在各混播比例下均表現(xiàn)為小黑麥具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，毛苕子受到抑制，除A2B2和A2B3外，其余混播處理下小黑麥的RY 值均顯著大于1.0 (P< 0.05)。

2.5 產(chǎn)量性狀指標(biāo)間的相關(guān)性分析

對(duì)各產(chǎn)量性狀指標(biāo)與鮮草產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，混播群體的鮮草產(chǎn)量與小黑麥株高呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P< 0.05)，與豆科牧草株高呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P< 0.01)，說明株高是影響混播群體鮮草產(chǎn)量的主要因素。鮮草產(chǎn)量與小黑麥分蘗數(shù)、豆科牧草分枝數(shù)和總枝條數(shù)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，此外，豆科牧草株高與小黑麥株高呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P< 0.05)(表5)。

表5 牧草產(chǎn)量性狀指標(biāo)間的相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis of yield traits

3 討論

3.1 混播組合間草地生產(chǎn)性能的差異及原因

與單播相比，牧草混播的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在提高了單位面積土地上的牧草生物產(chǎn)量[28]，其提高幅度因混播組合的類型而變化。不同草種的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)和植物營(yíng)養(yǎng)代謝特性不盡相同，混播草地植物群落與單一草種草地有著不同的植被數(shù)量及結(jié)構(gòu)特征，從而表現(xiàn)出不同的生態(tài)功能及生產(chǎn)性能。適宜的牧草品種生態(tài)位重疊程度小，兩者混播能有效提高牧草的產(chǎn)量和品質(zhì)，并形成穩(wěn)定的群落結(jié)構(gòu)[29]。沙打旺(Astragalus adsurgens)與老芒麥(Elymus sibiricus)混播的牧草產(chǎn)量分別比沙打旺與披堿草(Elymus dahuricus)和沙打旺與無芒雀麥混播高12%和29.4%[30]，用不同種類的豆科牧草與燕麥搭配混播組合，其牧草產(chǎn)量也有明顯的差異。燕麥與箭筈豌豆或紅豆草(Onobrychis viciifolia)混播，其草產(chǎn)量高于燕麥與毛苕子混播[31]。在本研究中，A1的鮮草產(chǎn)量比A2提高了5.93%，主要是由于A1混播組合的豆科牧草平均株高和小黑麥平均株高均顯著高于A2，說明與毛苕子相比，飼用豌豆更適宜與小黑麥混播，主要是由于飼用豌豆比毛苕子的競(jìng)爭(zhēng)力相對(duì)更強(qiáng)，與小黑麥混播時(shí)更易于形成穩(wěn)定的群落結(jié)構(gòu)。

3.2 混播比例間草地生產(chǎn)性能的差異及原因

牧草混播比例由不同牧草的相對(duì)競(jìng)爭(zhēng)力、自身功能特性、種群更新機(jī)制及營(yíng)養(yǎng)配比需求來決定，因而不同牧草品種乃至不同地域間牧草的混播比例均有所不同[32]。不同作物種間和種內(nèi)存在競(jìng)爭(zhēng)作用，混播比例的變化會(huì)影響混播物種的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，進(jìn)而影響作物產(chǎn)量[33]。趙青等[34]研究表明，黑麥與箭筈豌豆混播時(shí)，牧草產(chǎn)量隨箭筈豌豆混播比例的提高而上升，草產(chǎn)量提高的幅度很大程度上取決于箭筈豌豆在混播群體中所占的比例。這與本研究結(jié)果不同，本研究中鮮草產(chǎn)量隨著豆科牧草比例的增加先升高后下降，說明利用小黑麥建植混播草地時(shí)，豆科牧草比例過高或過低均不利于提高其草產(chǎn)量。有許多研究認(rèn)為，豆-禾以1 ? 1 比例種植效果最好[35]。舒思敏等[36]用扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa)和紫花苜蓿進(jìn)行混播試驗(yàn)，結(jié)果亦表明當(dāng)扁穗牛鞭草和紫花苜蓿的混播比例為1 ? 1 時(shí)在植株高度和產(chǎn)草量方面表現(xiàn)較好，這與本研究結(jié)果相似。本研究中B5(50 ? 50)處理的平均鮮草產(chǎn)量最高，但其枝條數(shù)并未達(dá)到最高水平，說明混播群體的平均單株生物量較高，主要得益于禾草、豆科牧草株高有所提高，地上部分在空間上具有較合理的配置比例，能夠充分地利用陽光和CO2，可制造更多的有機(jī)物質(zhì)。張瑜等[37]在貴州高寒山區(qū)的研究表明，飼用小黑麥與箭筈豌豆以50 ? 50 的比例混播時(shí)平均株高為176.9 cm，平均鮮草產(chǎn)量高達(dá)57.35 t·hm?2，遠(yuǎn)高于本研究中小黑麥與豆科牧草在該比例下的平均株高(144.83 cm)和平均鮮草產(chǎn)量(44.45 t·hm?2)，這主要是由于自然氣候條件差異較大所致。

3.3 混播組合 × 混播比例交互作用下草地生產(chǎn)性能的差異及原因

適宜的混播組合和混播比例可豐富群落層次，促進(jìn)空間合理搭配，顯著提高混播草地的產(chǎn)量，但不同牧草其最佳混播組合和混播比例不同。王富強(qiáng)等[38]在拉薩河谷地區(qū)的研究表明，燕麥與箭筈豌豆的適宜混播比為7 ? 3，相比單播燕麥增產(chǎn)11%，比單播箭筈豌豆增產(chǎn)148%；紫花苜蓿與垂穗披堿草的最適播種比例為3 ? 2，混播牧草的產(chǎn)量相對(duì)于紫花苜蓿單播增長(zhǎng)35.2%，相對(duì)于垂穗披堿草單播增長(zhǎng)54.8%；紫花苜蓿和葦狀羊茅(Festuca arundinacea)的適宜混播比例為7 ? 3，該比例可使混作總產(chǎn)量相對(duì)于紫花苜蓿單播增長(zhǎng)13.6%，相對(duì)于葦狀羊茅單播增產(chǎn)19.4%。株高是反映牧草生長(zhǎng)狀況和產(chǎn)量的主要指標(biāo)之一，當(dāng)環(huán)境資源有限，競(jìng)爭(zhēng)促進(jìn)個(gè)體為了生存向上生長(zhǎng)[25]。箭筈豌豆與燕麥混播使箭筈豌豆株高比單播提高85.2%，使燕麥株高比燕麥單播增高7.52%；黑麥與箭筈豌豆混播時(shí)黑麥株高較黑麥單播增高3.9%，箭筈豌豆株高較箭筈豌豆單播增高16.2%；豌豆與燕麥混播使兩者株高均有所提高，提高幅度分別為4.3%和3.1%[39-40]。飼用豌豆與燕麥、‘冬牧70’黑麥混播，豆科牧草盛花后期平均株高為60 cm，比單播增加20 cm[41]。本研究表明，隨著豆科牧草比例的增加，小黑麥株高逐漸下降，而豆科牧草株高表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，說明植物株高除了受自身遺傳特性的影響外，種間和種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)的相對(duì)強(qiáng)弱亦會(huì)塑造其形態(tài)結(jié)構(gòu)特征，這與Kirst 等[42]的研究結(jié)果一致，A1B6處理的鮮草產(chǎn)量最高，主要得益于該比例下小黑麥和飼用豌豆株高較高，這與相關(guān)性分析結(jié)果相符。而隨著豆科牧草混播比例的進(jìn)一步增大，鮮草產(chǎn)量逐漸降低，主要是由于飼用豌豆比例較大時(shí)，在種間競(jìng)爭(zhēng)中處于優(yōu)勢(shì)地位，抑制小黑麥的生長(zhǎng)。燕麥與飼用豌豆混播的相關(guān)研究表明，燕麥與飼用豌豆混播時(shí)其株高顯著高于單播[43]。主要是由于種內(nèi)和種間同時(shí)存在競(jìng)爭(zhēng)和促進(jìn)作用，促使燕麥快速增高，飼用豌豆攀援燕麥向上生長(zhǎng)，飼用豌豆株高增加加劇了植株對(duì)光照資源的競(jìng)爭(zhēng)，也促進(jìn)了燕麥進(jìn)一步長(zhǎng)高，最終使燕麥與飼用豌豆混播株高均較各自單播有不同程度的提高，本研究結(jié)果表明小黑麥與豆科牧草混播時(shí)對(duì)株高也存在相似的促進(jìn)效應(yīng)。

3.4 不同混播處理下植物種間關(guān)系特征分析

不同的品種組合，群落達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，豆科牧草在群落中所占的比例也不相同，豆科牧草與禾本科牧草之間形成互利或偏利的關(guān)系，競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系強(qiáng)度較小。合理的品種組合是實(shí)現(xiàn)草地高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)的前提基礎(chǔ)[44]。在同一植物群落中，由于不同植物利用資源能力的差異或同種植物因個(gè)體差異均可引起植物對(duì)資源競(jìng)爭(zhēng)的不對(duì)稱性。本研究表明，兩種作物的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系因混播組合而異，隨混播比例而變化。小黑麥與飼用豌豆/毛苕子混播時(shí)，大部分混播比例的RYT 值與1.0 無顯著差異，主要原因在于開花期牧草進(jìn)入生長(zhǎng)旺盛階段，對(duì)資源的需求增大；A1B2、A1B3、A1B4、A2B2、A2B3和A2B4時(shí)RYT 值與1.0 無顯著差異，主要是由于總枝條數(shù)較高，加劇了地上部分對(duì)光照資源的競(jìng)爭(zhēng)。提高豆科牧草的比例，有利于氮素轉(zhuǎn)移到禾草中[45]。A1B5、A1B6和A2B5的RYT 值與1.0 有顯著差異，這可能與適宜的混播比例下豆科牧草可以向禾本科牧草轉(zhuǎn)移較多氮素而降低對(duì)養(yǎng)分的競(jìng)爭(zhēng)作用有關(guān)，此時(shí)主要表現(xiàn)出對(duì)小黑麥的偏利效應(yīng)；A1B7、A1B8、A2B7和A2B8時(shí)，豆科牧草的比例升高，而RYT 值依然與1.0 無顯著差異，這可能與豆科牧草比例過高，葉片密集加劇了豆科牧草與禾本科牧草對(duì)光照資源的競(jìng)爭(zhēng)有關(guān)。

對(duì)不同混播處理下RY 值的研究結(jié)果表明，種間關(guān)系在不同混播組合與混播比例下有明顯差異，小黑麥與飼用豌豆混播時(shí)，種間與種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)水平主要與混播組分所占比例有關(guān)；小黑麥與毛苕子混播時(shí)，小黑麥種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)大于種間競(jìng)爭(zhēng)，毛苕子種間競(jìng)爭(zhēng)大于種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)。種間關(guān)系與不同比例下混播組分利用資源的類型和能力有關(guān)。本研究分析了開花期小黑麥和豆科牧草的種間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，關(guān)于不同生育時(shí)期的種間動(dòng)態(tài)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系還需要進(jìn)一步探究。

4 結(jié)論

小黑麥與飼用豌豆的最佳混播比例為40 ? 60，小黑麥與毛苕子的最佳混播比例為50 ? 50，其中‘甘農(nóng)2 號(hào)’小黑麥與‘青建1 號(hào)’飼用豌豆以40 ? 60 的比例混播時(shí)，種間競(jìng)爭(zhēng)可以達(dá)到相對(duì)平衡，可獲得最高的鮮草產(chǎn)量。而對(duì)不同水肥管理?xiàng)l件下混播牧草的產(chǎn)量、品質(zhì)及生態(tài)效益的研究尚未涉及，仍需從不同角度進(jìn)行試驗(yàn)，以便更好地為實(shí)際生產(chǎn)和推廣應(yīng)用提供依據(jù)。