半干旱黄土丘陵区牧草生产力与生态适应性研究

1、半干旱黄土丘陵区牧草生产力与生态适应性研究草地畜牧业是黄土高原半干旱地区的传统主导产业之一，也是发展该地区农村经济的基础。当前，在半干旱黄土丘陵区，作为发展畜牧业物质基础之一的人工草地建设相当薄弱，除干旱与社会经济因素外，一个很重要的原因就是对牧草在该地区不同立地条件下生态适应性的认识不足。通过比较不同牧草以及牧草与作物、灌木的生产力及生态适应性，阐明牧草在该地区生长发育的适宜程度与条件，对于明确牧草的地位与作用，以及该地区在西部开发中农业结构调整和生态环境建设中植物的合理布局具有重要指导意义。选用该地区人工草地建设中具有代表性的栽培牧草（苜蓿、沙打旺和红豆草，无芒雀麦）、本土牧草栽培种（白羊

2、草和达乌里胡枝子）和引种牧草柳枝稷，分别从种子萌发、苗期生长和田间生产力与水分利用等方面进行比较研究，并与不同立地条件下作物谷子及灌木沙棘和柠条的生产力与生态适应性进行比较，主要结果如下：1豆科牧草种子的发芽势高于禾本科；种子萌发阶段谷子的抗旱性>柠条草木樨>柳枝稷；水分胁迫的加剧使得柠条种子吸水速率降低而延长其发芽时间。2生长箱内在不同土壤水分下高水（80FC-14.72）与高降、低水（50FC-9.2）与低降及降后复水分别对单播的苜蓿和沙打旺；单播柳枝稷和白羊草；豆禾混播苜蓿白羊草及沙打旺柳枝稷苗期的水分利用与根冠生长进行比较：21土壤水分保持不变：苜蓿的生物量显著大于其它牧草

3、，特别在高水条件下；与高水相比，沙打旺对低水的适应性强于苜蓿，白羊草强于柳枝稷；低水下沙打旺和柳枝稷混播的WUE_B全部干重生物量）较单播提高；苜蓿/白羊草混播的WUE_B单播苜蓿接近，混播时苜蓿的WUE_L叶片水分利用效率）较单播下降，白羊草的WUE_L较单播提高。22土壤水分自然降低：豆科植物的土壤水分下降速率大于禾本科，说明在相同条件下豆科植物更易遭受严重干旱胁迫；高降过程中苜蓿维持高水势的土壤含水率最低，表明其耐

4、旱性最强；高降过程中气孔关闭是导致植物叶片光合速率（Pn）降低的主要因素，而低降过程中Pn下降主要受非气孔因素作用；土壤水分降低后豆科植物根冠比增加幅度大于禾本科。2 3混播植物中苜蓿白羊草当土壤水分保持不变特别是高水时，B_DW全部生物量干重）和WUE_B较沙打旺/柳枝稷高，当土壤水分变化时，其B_DWWUE_B低于后者。2.4低降后复水禾本科植物谷子、柳枝稷与白羊草在B_DW

5、;WUE_B面产生补偿效应，豆科植物沙打旺和苜蓿的均没有表现出补偿。3 5不同土壤水分下禾本科植物生物量根冠比变化较小，豆科植物随着土壤水分减少而增大，其中谷子的根冠比最小、WUE_B高，柳枝稷的根冠比最大、WUE_B低。3连续两年（2001-2002）在安塞对山地与川地不同植物生产力和水分利用研究表明：西北农林科技大学博士学位论文一半干旱黄土丘陵区牧草生产力与生态适应性研究（中文摘要）3.1混播生产力形成取决于混播牧草产量组成和生长速率，柳枝樱与红豆草混播生产力

6、形成呈双峰曲线，与沙打旺混播的生产力形成呈单一增长曲线。4 .2受植物生产力和生长状况的影响，不同立地条件下不同植物的耗水量及其效率差别与变化较大。在川地，l年生植物中首稽与柳枝樱的wuEy（生产力水分利用效率）较高，但均低于谷子;2年生植物中单播豆科植物耗水量均高于禾本科，豆禾混播耗水量均高于单播各植物，效率因植物类型而异，其中柳枝樱/沙打旺混播耗水效率较单播高，而柳枝翟/红豆草混播较单播低，首蓓的耗水量较高但WUE斌低。在山地，谷子的wUE州年均较高，首稽与无芒雀麦的最低，2年生柳枝樱/沙打旺混播耗水效率也较单播提高。3.3总体分析表明，所有植物在川地生产力显著高于山地;植物耗水量和水分利

7、用效率呈线性关系，在川地牧草的优势要强于谷子，山坡地则低于谷子。4.4 人工栽培可显著提高白羊草与达乌里胡枝子的生产力，高生产力也会导致土壤干燥化，其中胡枝子的生态适应性特征为加大生殖器官生物量分配（30一。%），而白羊草采用根茎与结实相结合生殖方式以及生活周期具有避旱性特征;柳枝樱的生产力在山地与谷子相当，在川地与沙打旺相当，影响其在l力地生产力提高的因素是土壤养分贫乏和种植密度较小;无芒雀麦与沙打旺混播可显著提高无芒雀麦生产力（是单播的5倍），对沙打旺生产力影响较小，不会导致上壤水分过快消耗和难以恢复。4.5 坡地沙棘生产力高于柠条，二者生产力均低于坡地人工草地;柠条的水分利用特征为高Pn、高Tr（蒸腾速率）和低wuELH水分条件改善对其影响较小，沙棘为高Prb低Tr和高WUE呼随水分条件改善而提高；沙棘对土壤水分的利用能力较柠条强;柠条的抗早适应性为形态御旱性（发达根系和早生结构）与高水势延迟脱水的耐早性，沙棘为形