不同紫花苜蓿-禾草混播方式對(duì)干草產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分的影響

摘要：為獲得持續(xù)高產(chǎn)及有效改善土壤養(yǎng)分的豆禾混播人工草地，本試驗(yàn)以‘甘農(nóng)3號(hào)’紫花苜蓿（Medicago sativa"‘Gannong No.3’，GN3）、‘甘農(nóng)9號(hào)’紫花苜蓿（M. sativa"‘Gannong No.9’，GN9）、‘巨能7號(hào)’紫花苜蓿（M. sativa"‘Juneng No.7’，JN7）、‘龍牧1號(hào)’羊草（Leymus chinensis"‘Longmu No.1’，LC）、‘蒙農(nóng)1號(hào)’蒙古冰草（Agropyron mongolicum"‘Mengnong No.1’，AC）、‘原野’無(wú)芒雀麥（Bromus inermis ‘Yuanye’，BI）為試驗(yàn)材料，探究不同豆禾混播組合播種當(dāng)年和生長(zhǎng)第二年的草產(chǎn)量及草地土壤養(yǎng)分的變化特征。結(jié)果表明，單播GN3，GN9，JN7處理的干草產(chǎn)量均顯著高于對(duì)應(yīng)混播組合（Plt;0.05）；隨豆禾混播種植年限增加，0～20 cm，20～40 cm土層的有機(jī)碳、全氮、速效磷、速效鉀含量均顯著增加（Plt;0.05），而pH值、全磷、全鉀、速效氮含量均顯著降低（Plt;0.05），且表層土的養(yǎng)分含量均顯著高于下層土（Plt;0.05）。不同年限各混播組合的有機(jī)碳、全氮、速效氮、速效磷、速效鉀含量均大于單播，pH值及全磷、全鉀含量均小于單播處理。綜合評(píng)價(jià)顯示，混播組合GN9+BI，GN9+LC較適宜在河西綠洲灌區(qū)推廣。

關(guān)鍵詞：豆禾混播；種植年限；干草產(chǎn)量；有機(jī)碳；土壤養(yǎng)分

中圖分類(lèi)號(hào)：S812 """""""文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A """""""文章編號(hào)：1007-0435（2025）03-0975-09

Effects of Different Alfalfa-Grass Mixed Sowing Methods on Hay Yield and Soil Nutrients

WU Shi-wen，"NAN Li-li^*，"CHEN Xiao-shan，"FU Jun-shi，"ZHANG Ze-long，"GUO Zhao

（College of Pratacultural Science，"Gansu Agricultural University/Key Laboratory of Grassland Ecosystem，"Ministry of Education，"Lanzhou，"Gansu Province 730070，"China）

Abstract：To achieve sustained high yield and effectively improve soil nutrients in mixed sowing of legumes and grasses，"this experiment used ‘Gannong No.3’"alfalfa （Medicago sativa，"GN3），"‘Gannong No.9’"alfalfa （GN9），"‘Juneng No.7’"alfalfa （JN7），"‘Longmu No.1’"Leymus chinensis"（LC），"‘Mengnong No.1’"Agropyron mongolicum"（AC），"and ‘Yuanye’"smooth bromegrass （Bromus inermis，"BI）"as experimental materials to explore the characteristics of grass yield and soil nutrient changes in different legume-gramineae mixtures during the planting year and the next year. The results showed that the dry hay yield from GN3，"GN9，"and JN7 monocultures was significantly higher than that of their corresponding mixed sowing combinations （Plt;0.05）. With the increase in the years of legume-gramineae mixed sowing，"the contents of organic carbon，"total nitrogen，"available phosphorus，"and available potassium in the 0-20 cm and 20-40 cm soil layers significantly increased （Plt;0.05），"while the pH value，"total phosphorus，"total potassium，"and available nitrogen contents significantly decreased （Plt;0.05）. Moreover，"the nutrient content in the surface soil was significantly higher than in the lower soil layers （Plt;0.05）. Across different years，"the organic carbon，"total nitrogen，"available nitrogen，"available phosphorus，"and available potassium contents in all mixed sowing combinations were higher than those in monocultures，"while pH，"total phosphorus，"and total potassium contents were lower than in monocultures. Comprehensive evaluation suggests that the GN9+BI and GN9+LC mixed sowing combinations are more suitable for promotion in the Hexi Oasis irrigation area.

Key words：Legume-gramineae mixtures；Planting years；Hay yield；Soil organic carbon；Soil nutrients

河西走廊作為石羊河、黑河和疏勒河發(fā)源地，土地、草地資源豐富，光、熱資源充足，因受大陸氣團(tuán)的影響，具有日照時(shí)間長(zhǎng)、降水少、蒸發(fā)量大等特點(diǎn)^［1］。近年來(lái)，該地區(qū)生態(tài)環(huán)境因自然和人為因素過(guò)度干擾被破壞的愈加嚴(yán)重，導(dǎo)致草地生態(tài)環(huán)境加劇退化，土壤養(yǎng)分流失，植物可利用成分減少^［2］。當(dāng)前，建立優(yōu)良豆禾混播高產(chǎn)人工草地是解決草地畜牧業(yè)飼料不平衡矛盾的重要途徑，不僅能為優(yōu)質(zhì)高效飼草生產(chǎn)和畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐^［3］，還可對(duì)退化草地進(jìn)行植被恢復(fù)和生態(tài)重建^［4］。

優(yōu)良豆禾混播草地具有草產(chǎn)量高^［5］、營(yíng)養(yǎng)搭配好^［6］、土壤氮素和有機(jī)質(zhì)含量高^［7］、牧草抗逆性強(qiáng)^［8］、牧草適應(yīng)性好^［9］等優(yōu)勢(shì)。在建植豆禾混播草地時(shí)，豆科和禾本科牧草對(duì)水分、養(yǎng)分、光照和空間等資源存在競(jìng)爭(zhēng)，其結(jié)果或穩(wěn)定共存、或競(jìng)爭(zhēng)排除其中一方^［10-11］。然而適宜的物種搭配可避免牧草間的激烈競(jìng)爭(zhēng)。齊文嘉等^［12］對(duì)一年生禾豆混播草地生產(chǎn)性能與營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的研究表明，禾豆比例為70∶30時(shí)混播草地干草產(chǎn)量顯著高于禾草與豆科牧草單播處理；陳逸凡等^［13］研究發(fā)現(xiàn)，豆禾比例為1∶2時(shí)，混播草地通過(guò)影響土壤微生物群落多樣性對(duì)鹽堿地土壤理化性質(zhì)進(jìn)行綜合改善；郭常英等^［14］在青海地區(qū)研究燕麥（Avena sativa）與飼用豌豆（Pisum sativum）混作時(shí)得出，禾本科牧草發(fā)達(dá)而密集的須根系可促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，改善土壤通透性，提高水分競(jìng)爭(zhēng)能力，進(jìn)而去影響缺水條件下豆科牧草根系的可塑性，達(dá)到豆禾共存機(jī)制；方玉鳳等^［15］研究得出，沙打旺（Astragalus adsurgens）與披堿草（Elymus dahuricus）混播比例為2∶2并施用氮磷鉀肥各150，0，180 kg·hm^-2時(shí)，牧草產(chǎn)量及品質(zhì)達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。因此，選擇優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)牧草建植人工混播草地，調(diào)控種間競(jìng)爭(zhēng)與互利作用的相對(duì)大小，使混播草地充分發(fā)揮混播優(yōu)勢(shì)，對(duì)維持草地群落的生產(chǎn)生態(tài)穩(wěn)定性具有重要意義。

綜上，針對(duì)豆禾混播對(duì)草地生產(chǎn)性能及土壤養(yǎng)分影響的研究均集中于不同混播比例、不同施肥處理及單一牧草混播組合，而涉及多種豆禾牧草混播組合對(duì)草產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分的研究少見(jiàn)報(bào)道。為此，本研究擬以河西綠洲主栽的3個(gè)紫花苜蓿品種和3個(gè)禾本科牧草為供試材料，研究不同混播組合對(duì)混播草地產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分的影響，篩選出豆禾混播草地適宜草種組合，為河西綠洲豆禾混播在實(shí)踐中的應(yīng)用及增產(chǎn)機(jī)理提供實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)武威牧草試驗(yàn)站（北緯37°55′，東經(jīng)102°40′，海拔1530.88 m）進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)為溫帶干旱荒漠氣候，年均溫7.20℃，降水量150 mm，蒸發(fā)量2019.90 mm，無(wú)霜期154 d，土壤類(lèi)型為沙壤土^［16］。0～20 cm土層的有機(jī)碳、全氮、全磷、全鉀含量分別為6.76 g·kg^-1，0.56 g·kg^-1，1.62 g·kg^-1，10.85 g·kg^-1，速效氮、磷、鉀分別為65.80 mg·kg^-1，11.24 mg·kg^-1，83.95 mg·kg^-1，pH值為8.70。

1.2 試驗(yàn)材料

以河西灌區(qū)主栽草類(lèi)植物‘甘農(nóng)3號(hào)’紫花苜蓿（Medicago sativa"‘Gannong No.3’，GN3）、‘甘農(nóng)9號(hào)’紫花苜蓿（M. sativa"‘Gannong No.9’，GN9）、‘巨能7號(hào)’紫花苜蓿（M. sativa"‘Juneng No.7’，JN7）、‘龍牧1號(hào)’羊草（Leymus chinensis"‘Longmu No.1’，LC）、‘蒙農(nóng)1號(hào)’蒙古冰草（Agropyron mongolicum"‘Mengnong No.1’，AC）、‘原野’無(wú)芒雀麥（Bromus inermis ‘Yuanye’，BI）為供試材料。紫花苜蓿種子均由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院提供；羊草種子由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院草業(yè)研究所提供；冰草種子由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)提供；無(wú)芒雀麥種子購(gòu)于北京正道種業(yè)公司。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共15個(gè)處理（表1），其中6個(gè)單播處理分別為GN3，GN9，JN7，LC，AC和BI；9個(gè)混播處理分別為GN3+LC，GN3+AC，GN3+BI，GN9+LC，GN9+AC，GN9+BI，JN7+LC，JN7+AC，JN7+BI。每個(gè)處理3次重復(fù)，計(jì)45個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積15 m²（5 m×3 m）。2022年5月1日人工開(kāi)溝按1∶1比例進(jìn)行間行條播，紫花苜蓿、羊草、冰草、無(wú)芒雀麥混播播量分別為10.0 kg·hm^-2，30.0 kg·hm^-2，15.0 kg·hm^-2，30.0 kg·hm^-2，單播播量是各自混播播量的2倍，苜蓿播深2.0 cm、禾本科播深均為3.0 cm。試驗(yàn)期間不施肥，播種當(dāng)年人工除草3次，播種期及每次刈割后充分灌溉，各小區(qū)其他田間管理措施一致。

1.4 測(cè)定指標(biāo)

于2022年8月、2023年6—9月苜蓿初花期（10%開(kāi)花）進(jìn)行刈割測(cè)產(chǎn)。測(cè)產(chǎn)時(shí)每小區(qū)四周取邊行1 m，小區(qū)測(cè)產(chǎn)面積6 m²，豆禾分開(kāi)稱(chēng)鮮重，每個(gè)組合豆禾各取鮮樣500 g，于105℃下殺青30 min，65℃下烘干至恒重，由測(cè)產(chǎn)面積和干鮮比換算混播草地干草產(chǎn)量。

土樣采集于2022年10月和2023年10月，采用5點(diǎn)法收集各處理0～20和20～40 cm土層的行間土，每個(gè)處理的所有重復(fù)混合后用四分法取樣。剔除土壤中的植物根系、石塊等雜物后，裝入無(wú)菌樣品采集袋帶回實(shí)驗(yàn)室，待自然風(fēng)干后過(guò)0.25 mm篩，用于土壤化學(xué)性質(zhì)測(cè)定。土樣參考鮑士旦^［17］的方法進(jìn)行測(cè)定，其中土壤有機(jī)碳含量采用重鉻酸鉀容量法（外加熱法）測(cè)定，速效氮含量采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，速效磷含量采用0.5 mol·L^-1"NaHCO₃浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定，速效鉀含量采用NH₄OAc浸提-火焰光度法測(cè)定，全氮含量采用凱氏定氮法測(cè)定，全磷含量采用HC1O₄-濃H₂SO₄外加熱消煮（分光光度法）測(cè)定，全鉀含量采用HClO₄-HF外加熱消煮-火焰光度法測(cè)定，pH值為土水比1∶2.5懸液用pHS-4智能酸度計(jì)測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2019軟件處理、做圖及繪制表格，用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析和聚類(lèi)分析，采用Duncan方法進(jìn)行多重比較。綜合評(píng)價(jià)采用灰色關(guān)聯(lián)度分析，選擇2022和2023年豆禾混播草地總干草產(chǎn)量、土壤有機(jī)碳、速效氮、速效磷、速效鉀、全氮、全磷、全鉀和pH值共9項(xiàng)指標(biāo)，將每個(gè)指標(biāo)的最優(yōu)值挑出，構(gòu)建一個(gè)參考數(shù)列X₀，分別求出每個(gè)指標(biāo)的絕對(duì)值、關(guān)聯(lián)系數(shù)、關(guān)聯(lián)度、權(quán)重系數(shù)及加權(quán)關(guān)聯(lián)度，其關(guān)聯(lián)度越大，表明綜合性狀評(píng)價(jià)表現(xiàn)越優(yōu)；關(guān)聯(lián)度越小，綜合性狀表現(xiàn)越差，計(jì)算公式如下^［18］：

關(guān)聯(lián)系數(shù)：

（1）

式中：，（k=1，2，3，…，n）為參考列，表示所測(cè)定各指標(biāo)的最優(yōu)值；，（i=1，2，3，…，m；k=1，2，3，…，n）為參評(píng)指標(biāo)觀測(cè)值集合，是以每一項(xiàng)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)的比較數(shù)列；為絕對(duì)差值，記作，=；為二級(jí)最小差；為二級(jí)最大差；ρ稱(chēng)為分辨系數(shù)取值區(qū)間為（0，1），本試驗(yàn)取值為0.5。

關(guān)聯(lián)度：（其中n為樣本數(shù)）"（2）

權(quán)重系數(shù)："（3）

加權(quán)關(guān)聯(lián)度："（4）

2 結(jié)果與分析

2.1 不同豆禾混播組合下干草產(chǎn)量差異分析

由圖1可知，單播GN3，GN9，JN7的干草產(chǎn)量均顯著高于混播組合（Plt;0.05），其中GN3+LC，GN3+AC，GN3+BI處理的干草產(chǎn)量較GN3分別降低了11.38%，13.70%，4.06%；GN9+LC，GN9+AC，GN9+BI處理的干草產(chǎn)量較GN9分別下降了12.58%，27.12%，6.60%；JN7+LC，JN7+AC，JN7+BI處理的干草產(chǎn)量較JN7分別減少了8.91%，14.01%，12.20%。

2.2 不同豆禾混播組合下土壤有機(jī)碳和全量養(yǎng)分對(duì)比分析

由表2可知，隨豆禾混播種植年限的增加，不同土層土壤有機(jī)碳和全氮含量均增加，而全磷、全鉀含量均顯著降低（Plt;0.05）；各混播處理的有機(jī)碳、全氮含量均顯著大于單播，全磷、全鉀含量均顯著小于單播（Plt;0.05）。其中有機(jī)碳含量0～20 cm土層2年均值GN9+LC，GN9+AC，GN9+BI處理較GN9的增幅分別為14.07%，6.62%，22.70%，較LC，AC，BI分別增高了17.41%，15.83%，31.04%；20～40 cm土層2年均值GN9+LC，GN9+AC，GN9+BI處理較GN9的增幅分別為13.72%，16.58%，20.82%，較LC，AC，BI分別增加了16.62%，25.67%，33.84%。

全氮含量0～20 cm土層2年均值GN9+LC，GN9+AC，GN9+BI處理較GN9的增幅分別為19.28%，20.48%，16.87%，較LC，AC，BI分別增加了73.68%，72.41%，86.54%；20～40 cm土層2年均值GN9+LC，GN9+AC，GN9+BI處理較GN9的增幅分別為6.98%，32.56%，30.23%，較LC，AC，BI分別增加了76.92%，90.00%，107.41%。

全磷含量0～20 cm土層2年均值GN9+LC，GN9+AC，GN9+BI處理較GN9分別下降了1.27%，8.86%，6.33%，較LC，AC，BI分別降低了3.70%，8.86%，9.76%；20～40 cm土層2年均值GN9+LC，GN9+AC，GN9+BI處理較GN9分別降低了15.71%，28.57%，7.14%，較LC，AC，BI分別減少了20.27%，13.79%，8.45%。

全鉀含量0～20 cm土層2年均值GN9+LC，GN9+AC，GN9+BI處理較GN9分別下降了6.76%，9.89%，5.76%，較LC，AC，BI分別降低了0.53%，5.01%，0.26%；20～40 cm土層2年均值GN9+LC，GN9+AC，GN9+BI處理較GN9分別降低了0.70%，4.76%，0.70%，較LC，AC，BI分別減少了3.53%，3.54%，1.66%。

在土壤剖面上，0～20 cm土層的有機(jī)碳、全氮、全磷、全鉀含量均大于20～40 cm土層，且不同土層間各指標(biāo)差異顯著（Plt;0.05）。

2.3 不同豆禾混播組合下土壤pH值和速效養(yǎng)分對(duì)比研究

由表3可知，隨豆禾混播種植年限的增加，不同土層土壤pH值和速效氮均顯著下降，而速效磷、速效鉀含量均顯著升高（Plt;0.05）；各混播處理的土壤pH值顯著小于單播，速效氮、速效磷、速效鉀含量均顯著大于單播（Plt;0.05），其土壤pH值在0～20 cm土層2年均值GN9+LC，GN9+AC，GN9+BI處理較GN9分別下降了0.97%，0.24%，0.61%，較LC，AC，BI分別降低了0.73%，0.24%，1.45%；20～40 cm土層2年均值GN9+LC，GN9+AC，GN9+BI處理較GN9分別降低了1.67%，1.19%，2.03%，較LC，AC，BI分別減少了0.84%，1.66%，1.56%。

速效氮含量0～20 cm土層2年均值GN9+LC，GN9+AC，GN9+BI處理較GN9的增幅分別為21.80%，2.35%，20.25%，較LC，AC，BI分別增高了39.35%，20.94%，39.24%；20～40 cm土層2年均值GN9+LC，GN9+AC，GN9+BI處理較GN9的分別增加了44.14%，15.72%，40.45%，較LC，AC，BI分別增加了64.08%，14.66%，56.61%。

速效磷含量0～20 cm土層2年均值GN9+LC，GN9+AC，GN9+BI處理較GN9的增幅分別為50.19%，26.08%，95.84%，較LC，AC，BI分別增高了54.76%，27.54%，84.35%；20～40 cm土層2年均值GN9+LC，GN9+AC，GN9+BI處理較GN9的增幅分別為114.17%，44.84%，108.72%，較LC，AC，BI分別增加了95.63%，65.84%，111.10%。

速效鉀含量0～20 cm土層2年均值GN9+LC，GN9+AC，GN9+BI處理較GN9的增幅分別為24.73%，16.49%，26.34%，較LC，AC，BI分別增高了12.71%，25.77%，38.91%；20～40 cm土層2年均值GN9+LC，GN9+AC，GN9+BI處理較GN9的增幅分別為31.90%，22.04%，51.50%，較LC，AC，BI分別增加了1.94%，11.15%，32.01%。

在土壤剖面上，各處理0～20 cm土層的pH值小于20～40 cm土層，速效氮、速效磷、速效鉀含量均大于20～40 cm土層，且土層間各指標(biāo)差異顯著（Plt;0.05）。。

2.4 不同豆禾混播組合土壤養(yǎng)分綜合分析

以播種當(dāng)年及生長(zhǎng)第2年混播草地的總干草產(chǎn)量、土壤有機(jī)碳、全氮、全磷、全鉀、pH值、速效氮、速效磷、速效鉀均值為研究對(duì)象，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析法計(jì)算不同混播組合與理想混播處理的灰色關(guān)聯(lián)度。由表4可知，不同處理綜合排名為：GN9+BIgt;GN9+LCgt;GN9gt;GN3+BIgt;JN7+BIgt;GN3gt;JN7+LCgt;GN9+ACgt;GN3+ACgt;JN7gt;GN3+LCgt;LCgt;JN7+ACgt;BIgt;AC。

2.5 聚類(lèi)分析

由圖2可知，供試混播組合灰色關(guān)聯(lián)值經(jīng)歐氏距離平均連鎖法進(jìn)行聚類(lèi)分析，當(dāng)歐氏距離為5時(shí)，可劃分為3類(lèi)。第1類(lèi)包括GN9+BI，GN9+LC處理，其草地養(yǎng)分含量高；第2類(lèi)包含GN3+AC，GN9+AC，JN7，JN7+LC，GN3+LC，GN3，JN7+BI，GN3+BI，GN9處理，其草地養(yǎng)分含量較高；第3類(lèi)有JN7+AC，BI，LC，AC處理，其草地養(yǎng)分含量較低。

3 討論

3.1 不同豆禾混播組合對(duì)混播草地干草產(chǎn)量的影響

混播是一種高效的種植制度，在牧草提質(zhì)增產(chǎn)方面具有顯著作用^［19］，而牧草產(chǎn)量可以反映混播草地是否具有優(yōu)勢(shì)，也可反映人工栽培草地的承載力，其主要與飼草的株高、葉面積以及莖粗等參數(shù)密切相關(guān)。本研究中，單播GN3，GN9，JN7的干草產(chǎn)量均顯著高于其對(duì)應(yīng)混播草地的干草產(chǎn)量，這與獨(dú)雙雙等^［20］研究結(jié)果一致。可能是因?yàn)槎箍颇敛莸闹旮咭h(yuǎn)高于禾本科牧草，而本試驗(yàn)的混播比例均為1∶1且各混播組合的播量為單播播量的一半，使得單位面積的單播豆科牧草產(chǎn)量要高于其對(duì)應(yīng)混播草地的草產(chǎn)量。此外，在豆禾混播飼草生長(zhǎng)過(guò)程中，由于牧草高度的不同，幾種牧草在垂直空間上形成了不同的生態(tài)位，與單播禾本科牧草相比，豆禾混播中豆科牧草葉片集中生長(zhǎng)于禾本科牧草上部，能有效增加光能利用率和單位面積草產(chǎn)量^［21］。樊子菡等^［22］研究指出，適宜的草種相互搭配會(huì)充分發(fā)揮混播優(yōu)勢(shì)，提高土地利用率和牧草產(chǎn)量。姚新春等^［23］研究發(fā)現(xiàn)河西地區(qū)的降水分布不平衡，草地處于干濕交替的環(huán)境中，其間歇性干旱影響了豆科牧草的結(jié)瘤和固氮，使得豆科牧草的總根瘤數(shù)及有效根瘤數(shù)降低，當(dāng)豆科牧草在生長(zhǎng)過(guò)程中根瘤固氮不能滿(mǎn)足自身需求時(shí)，會(huì)與禾本科牧草競(jìng)爭(zhēng)土壤中的氮素，使牧草生長(zhǎng)受到不同程度的抑制，導(dǎo)致混播處理的干草產(chǎn)量低于單播處理。不同單播處理及混播組合之間的干草產(chǎn)量差異顯著，這可能是由于不同品種的牧草之間存在差異。

3.2 不同豆禾混播組合對(duì)土壤有機(jī)碳和全量養(yǎng)分的影響

有機(jī)碳含量受氣候、植被覆蓋、土壤管理等因素影響^［24］。土壤氮素是限制荒漠植物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)元素之一^［25］。本研究表明，隨種植年限增加，不同土層有機(jī)碳和全氮含量均顯著增加，這可能是由于混播組合不同，地上植被物種組成和群落結(jié)構(gòu)不同，對(duì)地表凋落物的積累和分解產(chǎn)生影響，促進(jìn)了土壤養(yǎng)分循環(huán)及周轉(zhuǎn)，增加了土壤有機(jī)碳的含量，穩(wěn)定了有機(jī)碳庫(kù)^［26］。全磷、全鉀含量在生長(zhǎng)第二年均顯著降低，這是因?yàn)轭l繁刈割以及降雨和灌溉淋溶損失都會(huì)帶走土壤中大量的磷鉀元素^［27］；也有可能是混播組合下，植物對(duì)土壤元素的側(cè)重性不同產(chǎn)生的結(jié)果，豆科牧草對(duì)鈣、磷、鉀等元素有較強(qiáng)的吸收率，禾本科牧草則偏重氮元素，而豆科牧草具有生物固氮能力，滿(mǎn)足了禾本科牧草的需求^［28-29］。因此豆禾混播可以通過(guò)相互協(xié)調(diào)作用影響土壤養(yǎng)分含量。鄭偉等^［30］通過(guò)研究紫花苜蓿、紅三葉（Trifoliumpratense）、貓尾草（Phleumpratense）混播組合與混播比例對(duì)混播草地土壤養(yǎng)分的影響發(fā)現(xiàn)，物種組合對(duì)土壤養(yǎng)分的影響極為復(fù)雜，土壤養(yǎng)分的分布與積累隨著混播組合的不同而具有差異。本研究中，豆禾混播組合中土壤有機(jī)碳、全氮含量均大于單播處理，這與王明濤等^［31］的研究結(jié)果一致，表明在豆禾混播模式下，豆科牧草可提供充足氮源，促進(jìn)了禾本科牧草的光合能力及根系活力，使得土壤有機(jī)碳積累增多；此外，混播草地的地表枯枝落葉與地下根系量多于單播草地，故而增加了土層中有機(jī)碳的來(lái)源。而全磷、全鉀含量小于單播處理可能是由于混播模式下，豆禾牧草根系交織，促進(jìn)豆科牧草固氮的同時(shí)也增強(qiáng)了土壤中磷、鉀元素的利用^［20］。

3.3 不同豆禾混播組合對(duì)土壤pH值和速效養(yǎng)分的影響

pH值與土壤微生物活性有關(guān)，亦與有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)的分解、土壤養(yǎng)分化學(xué)元素的遷移和固定有相關(guān)關(guān)系^［13］。曹仲華等^［32］研究發(fā)現(xiàn)苜蓿與禾草混播后土壤pH值顯著降低，這與本研究結(jié)果一致，可能是因?yàn)榉N植年限的增加導(dǎo)致老根死亡和不斷分解，產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)分散于各土層而形成團(tuán)聚體，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生更多的腐殖質(zhì)供植物生長(zhǎng)，促進(jìn)根系分泌大量有機(jī)酸，導(dǎo)致土壤酸化^［33］。土壤速效養(yǎng)分可被植物直接吸收與利用，并且豆禾混播會(huì)對(duì)植物根系的構(gòu)型和空間分布產(chǎn)生差異^［34］，因此能夠有效降低豆禾混播草地對(duì)土壤養(yǎng)分的競(jìng)爭(zhēng)^［35］。來(lái)幸樑等^［28］研究發(fā)現(xiàn)，與苜蓿單播相比，紫花苜蓿與禾本科牧草混播可以有效提高土壤速效磷和速效鉀含量。本研究表明，隨豆禾混播種植年限的增加，不同土層土壤速效磷和速效鉀含量均顯著升高，這與上述學(xué)者的研究結(jié)果一致。而速效氮含量降低，且豆禾混播組合中土壤速效氮、速效磷、速效鉀含量均大于單播處理，可能是因?yàn)槎购袒觳ゲ莸貢?huì)提高土壤微生物群落的多樣性水平，使土壤礦化作用增強(qiáng)，土壤礦質(zhì)氮減少會(huì)加劇豆科固氮效應(yīng)，進(jìn)而有效提高速效養(yǎng)分含量^［36］。速效氮隨年限增加含量降低可能是因?yàn)樵诙购袒觳ゲ莸厣L(zhǎng)的第2年，苜蓿產(chǎn)生的須根和根瘤較多，分布不均，導(dǎo)致不同土層有機(jī)殘?bào)w的歸還量和腐殖化系數(shù)發(fā)生改變，影響了苜蓿為禾本科牧草提供氮源^［37］。

此外，本研究還發(fā)現(xiàn)在土壤剖面上，0～20 cm土層的有機(jī)碳、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷、速效鉀含量均顯著大于20～40 cm土層，而pH值則相反，此結(jié)果與大部分混播草地相似，養(yǎng)分呈現(xiàn)垂直分布規(guī)律^［38］，表明與深層土壤相比，淺層土壤受植物生長(zhǎng)影響較大，其土壤養(yǎng)分含量較高^［39］。不僅如此，表層土與大氣相通，土壤通透性較好，微生物生存環(huán)境相對(duì)較舒適，伴隨著土層加深土壤微生物的生存環(huán)境隨之變差，活躍度變低，導(dǎo)致表層土養(yǎng)分含量富集^［40］。

4 結(jié)論

單播‘甘農(nóng)3號(hào)’紫花苜蓿、‘甘農(nóng)9號(hào)’紫花苜蓿、‘巨能7號(hào)’紫花苜蓿處理的干草產(chǎn)量均顯著高于對(duì)應(yīng)混播組合。隨豆禾混播種植年限增加，不同土層土壤有機(jī)碳、全氮、速效磷、速效鉀含量均顯著增加，而土壤pH值、全磷、全鉀、速效氮含量均顯著降低。不同年限各混播處理的有機(jī)碳、全氮、速效氮、速效磷、速效鉀含量均顯著大于單播，土壤pH值、全磷、全鉀含量均顯著小于單播。在土壤剖面上，除pH值外，上土層的養(yǎng)分均顯著大于下土層。綜合評(píng)價(jià)及聚類(lèi)分析表明，‘甘農(nóng)9號(hào)’紫花苜蓿+無(wú)芒雀麥、‘甘農(nóng)9號(hào)’紫花苜蓿+羊草處理改土效果較好，為河西綠洲灌區(qū)較佳混播組合模式。

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（責(zé)任編輯""閔芝智）

引用格式：吳世文， 南麗麗， 陳孝善，"等.不同紫花苜蓿-禾草混播方式對(duì)干草產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分的影響[J].草地學(xué)報(bào)，2025，33（3）：975-983

Citation：WU Shi-wen， NAN Li-li， CHEN Xiao-shan， et al.Effects of Different Alfalfa-Grass Mixed Sowing Methods on Hay Yield and Soil Nutrients[J].Acta Agrestia Sinica，2025，33（3）：975-983

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（32160327）；財(cái)政部和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部：國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-34）共同資助

作者簡(jiǎn)介：吳世文（1998-），男，漢族，甘肅靖遠(yuǎn)人，碩士研究生，主要從事牧草栽培研究，E-mail："2238010904@qq.com；* 通信作者Author for correspondence，E-mail："nanll@gsau.edu.cn