寧夏引黃灌區(qū)燕麥與箭筈豌豆的混播效果研究

馮琴，何小莉，王斌，王騰飛，倪旺，馬霞，明雪花，鄧建強(qiáng)，蘭劍，3*

（1. 寧夏大學(xué)林業(yè)與草業(yè)學(xué)院，寧夏 銀川 750021；2. 寧夏草牧業(yè)工程技術(shù)研究中心，寧夏 銀川 750021；3. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部飼草高效生產(chǎn)模式創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100125；4. 石嘴山市畜牧水產(chǎn)技術(shù)推廣服務(wù)中心，寧夏 石嘴山 753000）

近年來(lái)，持續(xù)增長(zhǎng)的畜產(chǎn)品需求為實(shí)踐農(nóng)牧系統(tǒng)一體化提供了動(dòng)力，同時(shí)也加劇了飼草料短缺[1］。引黃灌區(qū)地處寧夏境內(nèi)黃河上游，是傳統(tǒng)的農(nóng)牧業(yè)經(jīng)濟(jì)區(qū)，但受傳統(tǒng)灌溉方式、經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式粗放以及種植結(jié)構(gòu)不合理等問(wèn)題影響，致使該區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程資源利用率低下，飼草可獲得性和質(zhì)量有限，極大地限制了農(nóng)民的收入和區(qū)域畜牧業(yè)的發(fā)展[2-3］。因此，大力開(kāi)發(fā)利用飼料資源、多渠道增加優(yōu)質(zhì)飼草供應(yīng)對(duì)保障畜產(chǎn)品供應(yīng)具有重要意義[4］。建植人工草地是提高該區(qū)飼草產(chǎn)量的有效途徑[5］。

箭筈豌豆（Vicia sativa）作為一年生半攀援性豆科牧草，富含粗蛋白質(zhì)，且纖維含量低[6］；燕麥（Avena sativa）是一年生禾本科牧草，盡管其產(chǎn)量高，但粗蛋白含量相對(duì)較低，單種草提供的質(zhì)量水平對(duì)大多牲畜來(lái)說(shuō)是不夠的，而將燕麥與箭筈豌豆混播可以解決這些問(wèn)題[7］。兩者混播后，燕麥可為攀爬的箭筈豌豆提供機(jī)械支撐，改善水和養(yǎng)分的吸收以及光的攔截，從而獲得更多的干物質(zhì)積累[8］，同時(shí)提高牧草的質(zhì)量[9］。而豆禾混播作物的產(chǎn)量和品質(zhì)很大程度上取決于混播物種及其所占比例[8，10］。近年來(lái)，與豆禾混播相關(guān)的研究已有大量報(bào)道，如徐強(qiáng)等[11］將不同品種箭筈豌豆與黑麥（Secale cereale）混播，發(fā)現(xiàn)混播后草地生產(chǎn)性能明顯增強(qiáng)，箭筈豌豆和黑麥的株高、總枝條數(shù)均增大；劉彥培等[12］研究發(fā)現(xiàn)小黑麥（×Triticosecale）和飼用豌豆（Pisum sativum）適宜比例混播可有效改善飼草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，同時(shí)改善土壤理化性質(zhì)。扁蓿豆（Medicago ruthenica）和無(wú)芒雀麥（Bromus inermis）在20∶80 混播比例下的干草產(chǎn)量較扁蓿豆和無(wú)芒雀麥單播分別提高了93.14%和25.06%[13］。楊鵬年等[14］研究發(fā)現(xiàn)，燕麥與箭筈豌豆在比例為50∶50 混播模式下，粗蛋白含量較燕麥單播提高46.89%。馮廷旭等[15］研究表明，燕麥與箭筈豌豆7∶3 混播時(shí)，不但具有較高的飼草產(chǎn)量，而且還有效增加了土壤養(yǎng)分積累。研究發(fā)現(xiàn)，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[2］。以上研究結(jié)果表明，適宜的混播比例可豐富群落結(jié)構(gòu)，促進(jìn)空間合理搭配，提高資源利用效率，加強(qiáng)群落穩(wěn)定性，從而提高牧草產(chǎn)量[16］。目前，關(guān)于燕麥與箭筈豌豆混播的研究主要側(cè)重于混播組合、比例及方式等對(duì)飼草生產(chǎn)性能、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和種間關(guān)系的影響，其中二者相對(duì)獨(dú)立。不同混播比例是影響種間競(jìng)爭(zhēng)和群體生長(zhǎng)潛力的主要因素。因此，研究不同混播比例條件下燕麥與箭筈豌豆的混播效果，對(duì)維持較高生產(chǎn)力具有重要意義。鑒于此，本研究以燕麥與箭筈豌豆為試驗(yàn)材料，探討混播比例對(duì)草地生產(chǎn)性能、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、種間競(jìng)爭(zhēng)以及經(jīng)濟(jì)效益的影響，確定適宜寧夏引黃灌區(qū)的燕麥與箭筈豌豆混播比例，以期為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民增收和畜牧業(yè)健康持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2022 年5-10 月在寧夏回族自治區(qū)銀川市寧夏農(nóng)墾茂盛有限公司草業(yè)基地（38°55′ N，106°06′ E，海拔1135 m）開(kāi)展，屬典型溫帶大陸性氣候，四季分明，晝夜溫差大，年平均氣溫11.3 ℃，年日照時(shí)數(shù)2718.9 h，年降水量為146.3 mm 左右，主要集中在3、9 月（圖1），無(wú)霜期170 d 左右。土壤類型為灰鈣土，田間持水量19.17%，容重1.52 g·cm-3，土壤總孔隙度38.25%，土壤有機(jī)質(zhì)9.55 g·kg-1，土壤全氮1.18 g·kg-1，土壤全磷0.75 g·kg-1，土壤全鉀19.48 g·kg-1。

圖1 2022 年試驗(yàn)區(qū)不同月份降水量和平均氣溫情況Fig.1 Precipitation and average temperature in 2022

1.2 試驗(yàn)材料

‘喜越’燕麥，‘普通’箭筈豌豆，詳細(xì)信息如表1所示。

表1 供試材料信息Table 1 Information of test materials

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置6個(gè)處理，即4個(gè)不同混播比例（燕麥∶箭筈豌豆）分別是：5∶5（A5V5）、6∶4（A6V4）、7∶3（A7V3）和8∶2（A8V2），以 及2個(gè)單播處理：燕麥單播（A）和箭筈豌豆單播（V），燕麥與箭筈豌豆的具體播種量如表2 所示。混播方式為同行混播，以條播方式進(jìn)行人工翻耕、耙耱、整平、開(kāi)溝播種，行距30 cm，播深4～5 cm。小區(qū)面積18 m2（3 m×6 m），每個(gè)處理3 次重復(fù)，總計(jì)18個(gè)小區(qū)。小區(qū)間隔1 m，設(shè)2 m 保護(hù)行。試驗(yàn)地前茬作物為小黑麥，第1 茬 于2022 年5 月20 日 播 種，2022 年7 月24 日 收 獲（燕麥灌漿期、箭筈豌豆開(kāi)花期）；第2 茬于2022 年7 月26 日播種，2022 年10 月2 日收獲（燕麥灌漿期、箭筈豌豆開(kāi)花期）。

表2 各處理播種量詳細(xì)信息Table 2 Test processing information （kg·hm-2）

試驗(yàn)地灌水方式采用地面滴灌，滴灌帶間隔60 cm，滴頭間隔30 cm。生長(zhǎng)季灌水3 次（第1 茬灌水日期：2022 年5 月21 日、6 月18 日和7 月10 日；第2 茬灌水日期：7 月25 日、8 月20 日和9 月12 日），每次灌水量為825 m3·hm-2；拔節(jié)期施尿素120 kg·hm-2（總氮≥46%）、磷酸二銨120 kg·hm-2（P2O5≥46%），生育期內(nèi)人工除草1 次。

1.4 指標(biāo)測(cè)定及方法

1）株高：刈割前在每個(gè)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選取燕麥、箭筈豌豆各20 株，測(cè)定其自然高度。

2）干草產(chǎn)量：于燕麥灌漿期刈割，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取6個(gè)0.6 m×0.6 m 的樣方收獲，留茬高度5～6 cm，收獲后將箭筈豌豆與燕麥分開(kāi)，放置在烘箱中105 ℃殺青30 min，陰干至恒重，并測(cè)定干重，通過(guò)計(jì)算鮮干比，換算混播草地每hm2干草產(chǎn)量。

3）土地當(dāng)量比（land equivalent ratio， LER）：在混播系統(tǒng)的研究中，經(jīng)常用于評(píng)定混播優(yōu)勢(shì)，它可以表示混播系統(tǒng)內(nèi)物種對(duì)資源利用的競(jìng)爭(zhēng)性大小。

式中：LERa和LERv分別表示燕麥和箭筈豌豆的偏土地當(dāng)量比，LER為混播群落的土地當(dāng)量比；Yaa和Yvv分別表示燕麥和箭筈豌豆的單播產(chǎn)量，Yav表示燕麥同箭筈豌豆混播時(shí)燕麥的產(chǎn)量，Yva表示燕麥同箭筈豌豆混播時(shí)箭筈豌豆的產(chǎn)量。當(dāng)LER＞1，具有產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)，LER越大則增產(chǎn)效益越明顯；當(dāng)LER=1，表示燕麥和箭筈豌豆混播與兩個(gè)草種單播產(chǎn)量相當(dāng)，對(duì)相同有限資源有相等的利用能力；當(dāng)LER＜1，表明混播拮抗，在混播系統(tǒng)中，無(wú)混播優(yōu)勢(shì)[17］。

4）相對(duì)產(chǎn)量（relative yield， RY）及相對(duì)產(chǎn)量總和（total relative yield， RYT）

式中：RYa和RYv分別表示燕麥和箭筈豌豆的相對(duì)產(chǎn)量，RYT表示混播系統(tǒng)豆禾相對(duì)產(chǎn)量總和。Xav為燕麥所占混播比例，Xva為箭筈豌豆所占混播比例，其中Xav+Xva=1。若RY＞1，說(shuō)明該草種種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)大于其種間競(jìng)爭(zhēng)；RY=1，說(shuō)明該草種種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)與種間競(jìng)爭(zhēng)相似；RY＜1，說(shuō)明該草種種間競(jìng)爭(zhēng)大于其種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)（圖2）。若RYT＞1 說(shuō)明混播系統(tǒng)種間干擾小于種內(nèi)干擾，燕麥和箭筈豌豆間表現(xiàn)出一定的共生關(guān)系；RYT=1，說(shuō)明混播草地燕麥和箭筈豌豆間利用共同的資源；RYT＜1，說(shuō)明混播草地燕麥和箭筈豌豆對(duì)資源競(jìng)爭(zhēng)激烈，二者之間存在拮抗[18］。

圖2 兩物種的競(jìng)爭(zhēng)模式Fig.2 Competition patterns between the two species

5）侵略強(qiáng)度（aggressivity， A）：侵略強(qiáng)度可用于確定兩物種間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。

式中：Aa和Av分別代表燕麥和箭筈豌豆的侵略強(qiáng)度。若Aa＞0，表示燕麥為優(yōu)勢(shì)作物；若Aa=0，表示燕麥與箭筈豌豆具有相同的競(jìng)爭(zhēng)力；若Aa＜0，表示箭筈豌豆為優(yōu)勢(shì)作物[19］。

6）競(jìng)爭(zhēng)比率（competition ratio， CR）：競(jìng)爭(zhēng)比率是反映混播群體中植物競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)弱的一個(gè)指標(biāo)。

式中：CRa和CRv分別代表燕麥和箭筈豌豆的競(jìng)爭(zhēng)比率。CRa＞1 表明燕麥競(jìng)爭(zhēng)能力更強(qiáng)；反之，則是箭筈豌豆競(jìng)爭(zhēng)能力更強(qiáng)[20］。

7）系統(tǒng)生產(chǎn)力指數(shù)（system productivity index， SPI）：系統(tǒng)生產(chǎn)力指數(shù)可用于評(píng)估混作系統(tǒng)的生產(chǎn)力和穩(wěn)定性[21］。

8）營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定：將燕麥和箭筈豌豆干樣整株粉碎，使用極光手持近紅外儀（SN 117618，德國(guó)）測(cè)定樣品的營(yíng)養(yǎng)成分[包括粗蛋白（crude protein， CP）、中性洗滌纖維（neutral detergent fiber， NDF）和酸性洗滌纖維（acid detergent fiber， ADF）的含量］，每個(gè)樣品掃描4 次，然后計(jì)算平均值，每個(gè)樣品中進(jìn)行了3 次技術(shù)重復(fù)分析。根據(jù)粗蛋白含量可計(jì)算粗蛋白產(chǎn)量（crude protein yield， CPY）[22］；根據(jù)中性、酸性洗滌纖維含量，計(jì)算相對(duì)飼喂價(jià)值（relative feed value， RFV）[23］。

9）經(jīng)濟(jì)效益分析：經(jīng)濟(jì)效益用以評(píng)估燕麥與箭筈豌豆混播的經(jīng)濟(jì)可行性。包括混播和單播處理下燕麥與箭筈豌豆生產(chǎn)的總支出：燕麥與箭筈豌豆種子、機(jī)械（土地準(zhǔn)備）、肥料、灌溉、人工（田間管理，包括人工除草）和收割的成本。每種處理的總收入根據(jù)寧夏燕麥與箭筈豌豆干草的年度市場(chǎng)價(jià)格估算（表3）。

表3 各項(xiàng)目的價(jià)格信息Table 3 Price information of each item

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Excel 2019 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，使用SPSS Statistics 26.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用Shapiro-Wilk 檢驗(yàn)各數(shù)據(jù)分布的正態(tài)性，部分?jǐn)?shù)據(jù)不符合正態(tài)分布時(shí)，采用非參數(shù)檢驗(yàn)中的Kruskal-Wallis 檢驗(yàn)（P＜0.05）進(jìn)行進(jìn)一步分析，且通過(guò)Bonferroni 校正法調(diào)整顯著性值。研究的主要因子（茬次、不同混播比例）以及它們之間的相互作用，采用Scheirer-Ray-Hare 檢驗(yàn)進(jìn)行兩因素非參數(shù)方差分析[24］。采用Origin 2021 制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 混播比例對(duì)牧草農(nóng)藝性狀的影響

如圖3 所示，燕麥株高相較箭筈豌豆高，茬次、混播比例及其交互作用對(duì)燕麥株高均有極顯著影響，茬次與混播比例交互作用對(duì)箭筈豌豆株高有極顯著影響（P＜0.01）。 在A 處 理 下 燕 麥 平 均 株 高 最 高（103.40 cm），較A7V3、A5V5、A8V2和A6V4處理分別高5.40%、5.38%、4.92%和3.82%。第1 茬燕麥與箭筈豌豆株高均無(wú)顯著差異（P＞0.05），燕麥株高最高的是A6V4處理，為105.90 cm；箭筈豌豆株高最高的是A5V5處理，為84.25 cm。第2 茬燕麥株高最高的為A 處理（101.80 cm），與A5V5、A6V4、A7V3和A8V2處理分別相差9.94、8.50、10.10 和10.00 cm；箭筈豌豆最高 的 是V 處 理，較A5V5、A7V3和A8V2處 理 分 別 增 加15.99%、11.23%和21.26%。

2.2 混播比例對(duì)牧草產(chǎn)量的影響

由表4 和圖4 可知，茬次、混播比例及其交互作用對(duì)燕麥產(chǎn)量、箭筈豌豆產(chǎn)量、總干草產(chǎn)量和粗蛋白產(chǎn)量均有顯著影響（P＜0.05），其中第2 茬產(chǎn)量極顯著高于第1 茬（P＜0.01）。第1 茬A8V2處理的燕麥干草產(chǎn)量最高，較A處理提高36.00%。箭筈豌豆干草產(chǎn)量隨著混播所占比例的增加而增加，且混播處理箭筈豌豆干草產(chǎn)量較V 處理降低83.30%～92.53%，其中A5V5處理的箭筈豌豆干草產(chǎn)量最高。A8V2處理的總干草產(chǎn)量最高，分別較A 和V 處理上升了40.41%和137.93%。各混播處理粗蛋白產(chǎn)量均高于單播處理，其中A6V4處理的粗蛋白產(chǎn)量最高，為0.95 t·hm-2。第2 茬，A7V3處理的燕麥干草產(chǎn)量最高，且較A 處理提高7.67%。混播處理箭筈豌豆干草產(chǎn)量較V 處理降低84.91%～92.74%。A6V4、A7V3和A8V2處理的總干草產(chǎn)量均高于單播，其中A7V3和A8V2處理總干草產(chǎn)量顯著高于V 處理。各混播處理粗蛋白產(chǎn)量介于A 和V 處理之間，且各混播處理差異不顯著。各處理年總干草產(chǎn)量介于9.05～17.62 t·hm-2之間，其中A8V2處理顯著高于A5V5、A 和V 處理（P＜0.05）。V 處理的年總粗蛋白產(chǎn)量最高（2.06 t·hm-2），且與A7V3和A 處理分別相差0.37 和0.84 t·hm-2。

表4 牧草產(chǎn)量的顯著性檢驗(yàn)（F 值）Table 4 Significance test of forage yield （F value）

圖4 不同混播比例下牧草的干草產(chǎn)量Fig.4 Hay yield of forage grass under different mixed sowing ratios

2.3 混播比例對(duì)牧草土地生產(chǎn)力的影響

結(jié)合表5 和圖5 可知，第1 茬的LERa、LER均極顯著高于第2 茬（P＜0.01）；且不同混播比例對(duì)LERa、LERv有顯著影響（P＜0.05），LERa兩茬的均 值表現(xiàn) 為A8V2＞A6V4＞A7V3＞A5V5，分別為：1.27、1.17、1.09、1.00。LERv兩茬均值表現(xiàn)為：A5V5＞A6V4＞A7V3＞A8V2，分別為：0.16、0.12、0.09、0.08。LER 值均在LERa=LERv的左側(cè)，即為L(zhǎng)ERa＞LERv，這表明燕麥在混播制度中存在優(yōu)勢(shì)。LERv值隨著箭筈豌豆所占混播比例的減少而降低。兩茬的LER 值，除第2 茬的A5V5處理外，其他均大于1，表明混播牧草間產(chǎn)生的互補(bǔ)作用大于競(jìng)爭(zhēng)作用，且兩茬中A8V2處理的LER 均為最高值，分別為1.45、1.15，表明單播需要增加45.00%、15.00%的土地才能達(dá)到混播的草產(chǎn)量。

表5 牧草土地生產(chǎn)力及競(jìng)爭(zhēng)指標(biāo)的顯著性檢驗(yàn)（F 值）Table 5 Significance test of pasture land productivity and competition index （F value）

圖5 不同混播比例的偏土地當(dāng)量比Fig.5 Partial land equivalent ratio of different mixed sowing ratio

2.4 混播比例對(duì)牧草競(jìng)爭(zhēng)指標(biāo)的影響

由表5、圖6a 和b 可知，第1 茬的RYa、RYT=LER均顯著高于第2 茬（P＜0.05）；且不同混播比例對(duì)RYa、RYv均有顯著影響（P＜0.05）；兩茬的RY 值分布區(qū)域根據(jù)圖2 可知，燕麥抑制箭筈豌豆的生長(zhǎng)，且燕麥占據(jù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)地位。混播草地第1 茬的侵略強(qiáng)度（A）和系統(tǒng)生產(chǎn)力指數(shù)（SPI）均極顯著高于第2 茬（P＜0.01）。Aa＞0 ＞Av、CRa＞1 ＞CRv，表明燕麥的侵占力大于箭筈豌豆，燕麥占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。A8V2處理的SPI 值最大，為8.94，且顯著高于A5V5處理（P＜0.05，圖6）。

2.5 混播比例對(duì)牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響

如表6 所示，茬次、混播比例及其相互作用對(duì)牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)有顯著影響（P＜0.05）。從兩茬平均結(jié)果來(lái)看，V處理的粗蛋白含量最高，較A7V3、A8V2和A 處理分別高11.49%、11.57%、13.25%，其中，混播處理的粗蛋白含量隨著箭筈豌豆混播比例的增加而增加。V 處理的中性、酸性洗滌纖維含量最低，較A7V3處理分別降低了29.33%、16.30%。V 處理的相對(duì)飼喂價(jià)值最高（124.38），其次為A5V5。第1 茬，V 處理的粗蛋白含量最高，較A7V3、A8V2和A 處理分別提高66.76%、76.40%和80.82%；V 處理的中性洗滌纖維含量最低，與A6V4、A7V3和A8V2處理分別相差15.07%、17.09%和17.21%；V 處理的酸性洗滌纖維含量最低，較A8V2、A6V4和A7V3處理分別低9.40%、10.47%和13.75%；相對(duì)飼喂價(jià)值表現(xiàn)為：V＞A5V5＞A＞A6V4＞A8V2＞A7V3。第2 茬，V 處理粗蛋白含量最高，與A8V2、A7V3和A 處理相差15.33%、15.77%和18.46%；V 處理的中性洗滌纖維含量最低，較A8V2、A7V3和A 處理分別降低30.49%、31.63%和33.77%。V 處理的酸性洗滌纖維含量最低，較A、A7V3和A8V2處理分別相差7.13%、8.07%和8.72%；相對(duì)飼喂價(jià)值最高為V 處理，其次為A6V4處理。

2.6 經(jīng)濟(jì)效益分析

牧草產(chǎn)量可直接影響各處理的毛收入和凈收入（表7）。在兩茬牧草中，A8V2處理獲得最高的毛收入（18617元·hm-2）和凈收入（8209 元·hm-2），而V 處理則為最低毛收入（10858 元·hm-2）和凈收入（1758 元·hm-2）。綜合來(lái)看，A8V2處理的凈收入較A 處理和V 處理分別提高了69.31%和366.95%，表明在A8V2處理下平均經(jīng)濟(jì)效益較優(yōu)，有利于增加收入。

表7 不同處理草地支出、毛收入、凈收入的比較Table 7 Comparison of grassland expenditure， gross income and net income under different treatments （元Yuan·hm-2）

3 討論

3.1 不同混播比例對(duì)牧草產(chǎn)量和土地生產(chǎn)力的影響

混播作為高效種植制度，在牧草增產(chǎn)增效方面具有重要作用[22］。本研究中，燕麥與箭筈豌豆混播草地產(chǎn)量顯著高于箭筈豌豆單播，燕麥混播產(chǎn)量相當(dāng)于單播的94.50%～118.66%，箭筈豌豆混播產(chǎn)量相當(dāng)于單播的7.98%～15.74%，說(shuō)明混播時(shí)燕麥產(chǎn)量明顯提高，而箭筈豌豆產(chǎn)量降低（圖2）。這與前人研究結(jié)果一致[25］。本研究發(fā)現(xiàn)，燕麥與箭筈豌豆以A8V2混播時(shí)產(chǎn)量最高，這與孫杰等[26］所得到的混播比例一致，但播種量不同，主要是由于不同牧草品種以及不同地域表現(xiàn)出的種間相容性存在差異。

土地當(dāng)量比（LER）是衡量土地生產(chǎn)力的重要指標(biāo)，可用于評(píng)價(jià)復(fù)合種植方式下土地利用效率。研究發(fā)現(xiàn)，在不同生態(tài)類型區(qū)、不同混播組合和比例對(duì)土地生產(chǎn)力提高的幅度也不同。李興龍等[27］對(duì)不同飼草混播模式的種間關(guān)系影響研究發(fā)現(xiàn)，玉米（Zea mays）與拉巴豆（Dolichos lablab）混播，其LER 值為1.31，資源利用效率最高，且群落結(jié)構(gòu)最為穩(wěn)定。郭常英等[28］對(duì)燕麥與飼用豌豆混播方式研究表明，混播處理的LER 值為1.26～1.74，表現(xiàn)出明顯的混播優(yōu)勢(shì)。在本研究中，混播處理的平均LER 值均大于1，具有混播優(yōu)勢(shì)，其中A8V2和A6V4處理的LER值分別為1.30 和1.24，土地生產(chǎn)力提高30%和24%。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)LERa＞LERv，說(shuō)明燕麥在此混播系統(tǒng)中表現(xiàn)出產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)，而箭筈豌豆則表現(xiàn)出產(chǎn)量劣勢(shì)。這與李興龍等[27］、郭常英等[28］的研究結(jié)果相似，均在豆禾混播后表現(xiàn)出產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)。

3.2 不同混播比例對(duì)牧草種間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的影響

在混播系統(tǒng)中，對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)同一資源的物種，當(dāng)種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)于種間競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，能夠形成共存，并最終體現(xiàn)出生長(zhǎng)和物質(zhì)積累的優(yōu)勢(shì)[29］。不同混播比例導(dǎo)致混播作物競(jìng)爭(zhēng)作用存在差異，因此作物種間關(guān)系也不同[2］。在本研究中，混播草地相對(duì)產(chǎn)量總和（RYT）均大于1.0，即燕麥與箭筈豌豆混播草地種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)大于種間競(jìng)爭(zhēng)，表明燕麥與箭筈豌豆混播后種間相容性較好，因而有形成較高生產(chǎn)力的潛力（圖6）。通常，禾本科牧草被認(rèn)為是豆禾混播系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)作物[30］。在本研究中獲得了類似的結(jié)果，從Aa＞0、CRa＞1.0 可以看出，燕麥在混播系統(tǒng)中占據(jù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)地位[31］，其原因在于燕麥與箭筈豌豆混播，燕麥較高的株高導(dǎo)致葉片被遮擋（圖3），燕麥地上光截獲量增加以及地下養(yǎng)分、水分利用效率提高；箭筈豌豆的植物學(xué)特性與燕麥不同，在對(duì)土壤水分和養(yǎng)分吸收競(jìng)爭(zhēng)[8］及對(duì)光截獲爭(zhēng)奪中處于不利地位[10］，其生長(zhǎng)發(fā)育受到影響必然造成箭筈豌豆產(chǎn)量的降低。綜上所述，燕麥對(duì)環(huán)境資源的獲取能力強(qiáng)于箭筈豌豆。因此，本研究中箭筈豌豆的生產(chǎn)力較單播受到更強(qiáng)的限制，導(dǎo)致箭筈豌豆產(chǎn)量減少。

3.3 不同混播比例對(duì)牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

牧草的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)是評(píng)定草地生產(chǎn)力的重要方面，其中粗蛋白含量、纖維含量和相對(duì)飼喂價(jià)值是評(píng)價(jià)飼草品質(zhì)的重要指標(biāo)[25］。已有研究表明，與禾本科牧草單一栽培相比，在禾本科牧草中添加豆科牧草混播可提高整體的飼草質(zhì)量[32］。本試驗(yàn)中，箭筈豌豆單播的平均粗蛋白含量（21.99%）顯著高于燕麥單播（8.74%），燕麥單播的粗蛋白產(chǎn)量最低（0.61 kg·hm-2），混播處理中A6V4粗蛋白產(chǎn)量最高（0.95 t·hm-2），但與其他混播處理無(wú)顯著差異，表明混播草地相較于燕麥單播提高了牧草的粗蛋白產(chǎn)量，這與王騰飛等[4］和Rinke 等[10］的研究結(jié)果一致。在本試驗(yàn)中，不同混播比例對(duì)牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)有顯著影響（表6），在混播處理中，A5V5處理的粗蛋白含量、相對(duì)飼喂價(jià)值最高，且中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量最低。此外，A7V3和A8V2的相對(duì)飼喂價(jià)值均低于單播處理，主要因?yàn)檠帑湹睦w維含量高于箭筈豌豆，消化率較低，增加燕麥的比例會(huì)降低混合牧草的消化率。這些結(jié)果表明，采用適宜的比例混播是提高牧草品質(zhì)的關(guān)鍵。

3.4 經(jīng)濟(jì)效益分析

凈收入是評(píng)價(jià)采用任何新的種植方式或?qū)嵺`的主要因素。研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合種植較單作具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)[33］。本研究中，與燕麥和箭筈豌豆單播相比，所有混播處理均具有較高的毛收入和凈收入，而A8V2處理的經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值高于其他混播處理及單播，且其凈收入較單播分別提高69.31%和366.95%，表明在燕麥與箭筈豌豆混播種植體系中，8∶2 混播模式能夠有效協(xié)調(diào)作物群體和環(huán)境條件，有效利用環(huán)境資源，從而獲得較高單位面積的草產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)論

混播比例對(duì)燕麥與箭筈豌豆混播草地產(chǎn)量和品質(zhì)均有顯著影響。混播處理較箭筈豌豆單播處理顯著增產(chǎn)。不同的混播比例對(duì)土地當(dāng)量比及其他競(jìng)爭(zhēng)指標(biāo)均有影響，其中各混播處理的土地當(dāng)量比均大于1，表明這些混播群落種間促進(jìn)作用大于競(jìng)爭(zhēng)作用，具有混播優(yōu)勢(shì)；競(jìng)爭(zhēng)指標(biāo)表明，燕麥的侵占力大于箭筈豌豆，呈現(xiàn)出燕麥抑制箭筈豌豆生長(zhǎng)的現(xiàn)象。燕麥與箭筈豌豆以A5V5混播時(shí)，營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)較為優(yōu)良。綜合各項(xiàng)指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，燕麥與箭筈豌豆以A8V2混播時(shí)，年干草產(chǎn)量（17.62 t·hm-2）和年凈收入（16418 元·hm-2）為最高，粗蛋白產(chǎn)量為1.84 t·hm-2。綜上，在寧夏引黃灌區(qū)建議優(yōu)先施行燕麥與箭筈豌豆以8∶2 的比例混播。