氣象因子對牧草生長發育的影響

張智慧，李莎莎

(1.綏化市氣象局，黑龍江 綏化 152002；2.黑龍江省畜牧研究所，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

牧草是畜牧業生產和發展的物質基礎，是現代農業可持續發展的基礎資源，同時在維持和修護生態系統方面起著重要的作用。牧草生長發育除取決于遺傳因素，還受氣象條件的影響，其中影響較大的氣象因子主要是溫度、光照、降水和氣體。

1 溫度對牧草生長發育的影響

溫度是牧草生長發育最基本的生態因子，只有在一定的溫度條件下牧草才能生長發育，達到一定的產量和品質。牧草生長發育的過程包括三個溫度基本點，最低、最適和最高溫度，超過最高溫度或不足最低溫度，牧草的生命、生長或發育將無法進行。溫度對牧草的整個生育期均有影響，且整個生育期需要一定的積溫才能完成。

牧草的各生育期對溫度的需求不同，隨長勢對溫度的需求越來越高 ,抽穗至成熟期提高日溫能獲得更高的牧草產量。5種野生豆科牧草的發芽試驗表明，發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數等指標隨晝夜溫度的升高呈先上升后下降趨勢[1]。溫度過高，會破壞光合與呼吸作用之間的平衡，有機物質供應不足，同時過度蒸騰促使植物失水，從而影響生長甚至導致死亡。研究表明，高溫抑制苜蓿植株的生長，植株矮小，產量減少54%；葉面積縮小至常溫的1/4[2]。低溫凍害直接影響牧草的安全越冬，凍害嚴重的年份會造成大面積減產。

2 光照對牧草生長發育的影響

光合作用是牧草物質生產的基礎，光合能力的強弱決定了生物量的積累。光照是牧草光合作用、光形態建成和光周期現象最重要的影響因子。光照還是牧草正常生長發育的基礎，直接影響牧草的生產量、生長發育、干物質積累和種子成熟。

通過不同光照時間對黑麥草的影響研究，結果顯示，發芽勢和發芽率隨光照時間的延長而升高，發芽指數呈先升后降的趨勢；不同的光照時間，黑麥草的根長、芽長、根重和芽重差異顯著；不同光照時間處理黑麥草萌發、生長和葉片可溶性糖含量差異顯著[3]。苜蓿的株高在60.4%和35.4%的全光照處理下最高，低光照下高度最低；苜蓿幼苗的分枝數、葉片數隨光照度的降低而降低[4]。不同光照強度對百喜草、葦狀羊茅和鴨茅生長發育的影響試驗結果顯示，三種牧草的生物量、光合能力、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量隨光照強度的減弱而降低；三種牧草的需光強度不同，鴨茅的耐陰性最強。

3 降水對牧草生長發育的影響

水分是牧草生存的必要條件，細胞只有在一定的水分條件下才能完成生長發育，有機質的合成和分解、氣體的吸收和交換、物質的運輸均需水分作介質才能完成。我國草原80%左右屬于干旱區溫帶草原，水分是制約牧草產量和品質的關鍵。對三江源天然草場的研究發現，降水量的年度變化及季節分配是導致天然牧草產量年度波動最主要的原因之一[5]。

水分持續短缺的時候，天然草場的返青期推后，栽培牧草的出苗時間會隨之延遲，縮短了青草期，生長發育受到限制，以至降低了牧草的品質和產量。植物對野生豆科牧草持續水分脅迫發現，株高及地上和地下生物量均顯著降低；根冠比、可溶性糖、游離脯氨酸、超氧化物歧化酶活性(SOD)活性、過氧化物酶活性(POD)活性均有顯著變化[6]。研究發現，內蒙古草地牧草的返青期與4月的降水量呈顯著負相關，降水量減少，返青期推遲5～15天之間[7]。綜合11年的氣象和牧草觀測數據分析表明，牧草整個生育期的植株高度與降水量呈顯著正相關關系；春季多雨和干旱，牧草的返青相差38天，返青期降水的最佳氣候模型為一次線性回歸方程[8]。干旱嚴重時，不利于草場建植和改良，甚至會加劇草原退化和草原沙漠化的進程。水分短缺直接影響植物的活性氧含量、滲透調節物質含量、光合作用以及水分利用效率等，最終導致植物個體或群體生長發育受損，形態發生變化，生物量和產量受到影響[9]。

4 氣體對牧草生長發育的影響

對牧草影響較大的氣體主要是氧氣(O2)和二氧化碳(CO2)，氧氣是牧草地上部分及地下部分呼吸作用的重要成分之一，二氧化碳則是牧草光合作用的主要原料。研究顯示，二氧化碳濃度的升高會在一定程度上降低植物的氣孔導度和蒸騰速率，增大水分利用率，提高了植物的光能利用率及光合速率。

牧草生長較旺盛的時期，根系需要吸收較多的氧氣，氧氣不足會抑制牧草根系的呼吸作用，進而削弱根系吸收土壤養分的能力。種子在萌發的過程缺氧會阻斷胚乳貯藏轉化，產生大量的有害物質。同時氧氣不足會導致種子產生乙醇和乙酸，影響種子的萌發。研究顯示，在同一濕度下，羊草和貝加爾針茅在高濃度CO2處理后的生物量高于低濃度CO2處理。牧草的種子萌發率在400～1500 mg/L的CO2濃度內，隨濃度的增加而升高，而2000 mg/L濃度會顯著抑制種子萌發；低濃度的CO2對紫花苜蓿單播和混播葉片數及生物量無顯著影響，高濃度時(超過1500 mg/L)株高、葉片數和生物量明顯受到抑制；蒙古冰草對CO2濃度的耐受能力弱于紫花苜蓿，CO2濃度高于800 mg/L，蒙古冰草的生物量即會受到嚴重影響[10]。

5 結語

牧草對氣候條件的依賴性較高，適宜的氣候條件，促進牧草的生長發育，達到優質高產的效果，相反，不利的氣候條件會導致牧草的生長受損。在實際生產中，考慮氣候條件對牧草生長發育的影響，合理選擇適宜牧草品種和栽培技術，達到改良和合理利用牧草資源的目的，為畜牧生產奠定基礎。