李 沛， 張 浩， 郭童天， 徐恒康， 韋 斌， 張英俊， 劉 楠

(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院， 北京 100193)

我國是草地資源大國，擁有草地總面積2.6億公頃，是國土面積的27.5%[1]。近年來，由于氣候變化、過度放牧等因素的影響，大約有90%的天然草地發(fā)生了不同程度的退化。大量的研究和經(jīng)驗(yàn)表明，建設(shè)優(yōu)質(zhì)高效的人工草地能夠有效緩解天然草地的放牧壓力，從而有助于退化草地以及區(qū)域生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)[2-3]。在多年生人工草地的建植和管理中，無論從產(chǎn)量、質(zhì)量，還是從穩(wěn)定性角度講，豆禾混播是多年生人工草地較理想的組合[2]。

豆科牧草與禾本科牧草混播，能夠通過地上部及地下部在空間上的合理搭配，對(duì)光照、土壤養(yǎng)分和水分及二氧化碳等資源的互利互惠利用，相互補(bǔ)償協(xié)同，獲得穩(wěn)定高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)牧草；還可增加土壤中的有機(jī)質(zhì)含量和氮素含量，提升土壤肥力，改善土壤結(jié)構(gòu)，抑制病、蟲害和雜草[4-6]。然而，在春夏建植紫花苜蓿(Medicagosativa)人工混播草地的過程中，雜草的存在會(huì)大幅降低人工草地群落高度和地上生物量[7]，成為主要限制因素，嚴(yán)重時(shí)甚至可以導(dǎo)致人工草地建植失敗。據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐中的調(diào)查結(jié)果顯示[8]，在沒有任何措施的地塊，雜草發(fā)生造成苜蓿減產(chǎn)50%～80%，春夏季雜草的發(fā)生往往導(dǎo)致苜蓿春播失敗。因此，苜蓿春夏播種面臨的雜草入侵問題一直是制約該地區(qū)苜蓿規(guī)?；a(chǎn)的因素，也影響著苜?；觳ゲ莸氐目沙掷m(xù)利用。傳統(tǒng)上，一般使用化學(xué)除草劑進(jìn)行雜草防除，除草劑的使用雖有成效，但是也會(huì)改變雜草的群落，使次要雜草上升為主要雜草。此外，混播草地除草劑選擇性有限，使用過程中既要滅除雜草，又要避開對(duì)混播草種的藥害，還需準(zhǔn)確控制用量和時(shí)間，使用不當(dāng)會(huì)影響牧草生長，帶來巨大損失；同時(shí)，除草劑的使用不僅增加了生產(chǎn)成本，還帶來對(duì)環(huán)境的污染問題，已經(jīng)不符合低消耗、綠色的可持續(xù)發(fā)展要求。

保護(hù)播種是為應(yīng)對(duì)雜草入侵而采取的一種替代性的播種方式，即選擇一年生禾本科牧草(燕麥(Avenasativa)、一年生黑麥草(Loliummultiflorum)等)作保護(hù)作物，利用禾本科牧草生長較快的特點(diǎn)快速覆蓋地面，進(jìn)行早期雜草控制，并在成熟早期收獲以減少對(duì)苜蓿的競爭[9]。在保護(hù)草種的選擇上，燕麥因其生長速度快，與雜草競爭力強(qiáng)[9]，營養(yǎng)品質(zhì)好[11]，能夠在短期內(nèi)獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的飼草[12]，且與苜蓿競爭較小[13]，常被推薦為最適合的保護(hù)草種[14]。此外，不同的保護(hù)播種方式能夠影響保護(hù)作物與牧草間的距離和植株密度，改變其對(duì)水分、光照等生態(tài)因子的利用效率[15]，影響種內(nèi)和種間競爭模式，進(jìn)而對(duì)牧草的株高、分蘗/分枝數(shù)和密度產(chǎn)生影響，并最終反映在草產(chǎn)量上[16]。然而，目前針對(duì)保護(hù)草種與混播草種播種方式的研究還鮮有報(bào)道。

呼倫貝爾是我國重要的畜牧業(yè)生產(chǎn)基地，近年來人工草地建設(shè)發(fā)展迅速。有研究表明[17-19]，紫花苜蓿-無芒雀麥混播組合在牧草產(chǎn)量和品質(zhì)方面優(yōu)于紫花苜蓿-扁穗冰草和紫花苜蓿-羊草混播組合，混播草地產(chǎn)量較單播禾草的產(chǎn)量增加了7.27%～15.46%，混播草地牧草的經(jīng)濟(jì)效益提高了12.71%～23.13%，是較為理想的混播組合[20]。同時(shí)，適宜的混播比例也是保證混播草地生產(chǎn)力和穩(wěn)定性的關(guān)鍵[21-22]。來幸樑等[23]的研究表明，紫花苜蓿與無芒雀麥的混播比例為1∶1或2∶1時(shí)，更有利于土壤中速效養(yǎng)分的積累。目前，暫無呼倫貝爾地區(qū)保護(hù)播種對(duì)苜蓿與禾本科混播草地建植初期雜草抑制的相關(guān)研究。此外，該地區(qū)混播草地仍存在種植規(guī)模小、草地生產(chǎn)力低、穩(wěn)定性差、利用年限短等問題，有關(guān)該地區(qū)混播草地高產(chǎn)高效的關(guān)鍵技術(shù)和調(diào)控機(jī)理等方面的內(nèi)容有待進(jìn)一步研究。基于此，本試驗(yàn)通過在內(nèi)蒙古呼倫貝爾退耕還草地區(qū)建立豆禾混播草地，旨在系統(tǒng)分析和探討不同保護(hù)播種方式對(duì)混播草地建植初期雜草抑制和牧草生長的影響，以期篩選出豆禾混播草地高效生產(chǎn)的技術(shù)模式及最佳草地利用方式，為該地區(qū)豆禾混播草地的推廣和應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)依托呼倫貝爾草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站開展，試驗(yàn)地點(diǎn)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市陳巴爾虎旗呼倫貝爾農(nóng)墾集團(tuán)特尼河農(nóng)牧場第九生產(chǎn)隊(duì)(49°20′～49°26′ N，119°55′～120°90′ E，海拔628～649 m)。試驗(yàn)所在地區(qū)屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，冬季漫長寒冷，夏季短暫涼爽，年均溫—1～0℃，>10℃積溫1 780～1 820℃，無霜期90～115 d，年平均降水量240～400 mm，季節(jié)分布極不平衡，主要集中在6—9月份。

進(jìn)行試驗(yàn)期間，試驗(yàn)地生長季降雨量如圖1所示。

圖1 2021年6月—9月試驗(yàn)地降雨量Fig.1 Precipitation in the study site from June 2021 to September 2021

試驗(yàn)地退耕前主要種植小麥(Triticumaestivum)、油菜(Brassicanapus)等作物。試驗(yàn)地地勢平坦，土壤pH值為7.39，有機(jī)質(zhì)含量為41.17 g·kg-1，全碳含量為28.26 g·kg-1，全氮含量為2.52 g·kg-1，速效磷含量為26.54 mg·kg-1，速效鉀含量為191.85 mg·kg-1。試驗(yàn)期間，調(diào)查到混播草地田間雜草一共4科5種，其中主要以禾本科和藜科的一年生雜草為主，稗草(Echinochloacrus-galli)、狗尾草(Setariaviridis)、灰綠藜(Chenopodiumglaucum)均為呼倫貝爾地區(qū)常見雜草，一般春夏開花結(jié)籽，危害最盛。具體雜草名錄見表1。

表1 混播草地雜草名錄表Table 1 The list of weeds species in legume-grass mixture

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用單因素完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)3個(gè)水平，分別為不使用保護(hù)草種建植豆禾混播草地，使用燕麥作為保護(hù)草種與混播行間行播種，以及保護(hù)草種與混播行交叉播種。每個(gè)處理設(shè)4個(gè)重復(fù)，共12個(gè)小區(qū)，小區(qū)之間間隔3 m，小區(qū)面積為144 m2(12 m×12 m)。

供試的草種：保護(hù)草種燕麥選用加拿大引進(jìn)的早熟品種‘速銳’，純凈度/發(fā)芽率為99%/90%；紫花苜蓿品種選用‘WL168HQ’(美國)，純凈度/發(fā)芽率為98%/85%；無芒雀麥(Bromusinermis)品種選用‘原野’(加拿大)，純凈度/發(fā)芽率為98%/85%。以上材料均由北京正道農(nóng)業(yè)股份有限公司提供。

1.3 草地建植與管理

2021年5月11日—26日，播種前整地，去除地表植被和殘茬，對(duì)試驗(yàn)地進(jìn)行機(jī)械翻耕，深翻30 cm內(nèi)土層，平整地面。選擇晴朗的上午，噴灑41%草甘膦異丙胺鹽(6 L·hm-2)進(jìn)行滅殺性雜草防除；5月29日，劃定試驗(yàn)小區(qū)；5月31日，建植紫花苜蓿-無芒雀麥混播草地，播種比例為1∶1，紫花苜蓿與無芒雀麥播種量分別為7.5 kg·hm-2和15 kg·hm-2(適宜播種量的1/2)，播種方式為同行條播，行距為15 cm。保護(hù)草種燕麥與混播草種同期播種，播種量為80 kg·hm-2，間行播種處理為將燕麥播于混播行之間，交叉播種為垂直于混播行播種燕麥，燕麥行距15 cm；6月22日，對(duì)固定樣方內(nèi)植株進(jìn)行第一次密度記錄；7月1日，試驗(yàn)地發(fā)現(xiàn)草地螟蟲危害，噴灑5%高效氯氟氰菊酯(150 g·hm-2)進(jìn)行蟲害防除；7月11日，進(jìn)行第二次植株密度記錄；7月15日，保護(hù)草種燕麥生長至抽穗期，進(jìn)行第一次刈割，留茬高度控制在15 cm左右；8月31日，紫花苜蓿生長至初花期(20%紫花苜蓿開花)，進(jìn)行第二次刈割收獲，刈割前進(jìn)行雜草發(fā)生情況調(diào)查。

1.4 測定指標(biāo)與方法

植株密度監(jiān)測：6月1日，在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取5個(gè)50 cm×50 cm樣方，用鐵釘及電線固定作為固定樣方，并分別于6月22日，7月11日，8月28日記錄樣方內(nèi)各物種的密度。

地上生物量：兩次刈割前，在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取5個(gè)50 cm×50 cm樣方進(jìn)行刈割，并保證每個(gè)樣方內(nèi)均包括3行混播行，將各草種分開刈割后放入牛皮紙袋，帶回實(shí)驗(yàn)室，105℃烘箱殺青30 min，65℃烘干至恒重后稱重(g，保留一位小數(shù))。

雜草調(diào)查方法：在第二次刈割測產(chǎn)(8月31日)前，采用Thomas倒置“W”多點(diǎn)取樣法，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10個(gè)50 cm×50 cm的樣方進(jìn)行雜草調(diào)查，分別記錄樣方內(nèi)所有雜草的種類、科屬、密度、蓋度、株高。其中，密度根據(jù)樣方內(nèi)雜草出現(xiàn)的株數(shù)來確定；蓋度采用針刺法測量；株高用鋼卷尺測量樣方內(nèi)每種雜草的絕對(duì)高度(至少選取3個(gè)植株取平均值)。為了更好的探究混播草地雜草群落物種組成及其特點(diǎn)，本試驗(yàn)根據(jù)雜草不同特征，將灰綠藜、木藤蓼(Fallopiaaubertii)、歐洲油菜(Brassicanapus)劃分為闊葉類雜草功能群，將稗草、狗尾草劃分為禾本科雜草功能群。

雜草相對(duì)優(yōu)勢度：在雜草的發(fā)生情況調(diào)查中，相對(duì)優(yōu)勢度能夠量化雜草種群的優(yōu)勢度情況，表征混播草地不同雜草的存在狀況。當(dāng)雜草的相對(duì)優(yōu)勢度≤10時(shí)，可以認(rèn)為對(duì)混播草地危害很小。根據(jù)各小區(qū)的雜草發(fā)生情況調(diào)查數(shù)據(jù)，計(jì)算相對(duì)密度RD(Relative density)、相對(duì)高度RH(Relative height)、相對(duì)重量RW(Relative weight)、相對(duì)頻度RF(Relative frequency)，并根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算相對(duì)優(yōu)勢度RA(Relative abundance)。

相對(duì)密度RD：某種雜草的密度占樣方中全部雜草總密度的比例。

相對(duì)高度RH：某種雜草的總高度占樣方中全部雜草總高度的比例。

相對(duì)重量RW：某種雜草的鮮重占樣方中全部雜草總鮮重的比例。

相對(duì)頻度RF：某種雜草出現(xiàn)的樣方數(shù)占所有雜草出現(xiàn)的總樣方數(shù)的比例。

相對(duì)優(yōu)勢度RA=(RD+RH+RW+RF)/4。

混播草地綜合評(píng)價(jià)值：采用模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)判法(表2)，對(duì)各雜草的相對(duì)優(yōu)勢度、生物量、株高、品質(zhì)和雜草的毛、刺對(duì)適口性的影響這五個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)值進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的隸屬函數(shù)模糊化，得到各指標(biāo)模糊矩陣R，分別分配權(quán)重大小為A=0.3，0.2，0.2，0.2，0.1。計(jì)算草害程度綜合評(píng)價(jià)值B(B=R×A)。

表2 各評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The grade standards of individual evaluation indicator

X4和X5指標(biāo)的評(píng)級(jí)參照林建海等[24]的9分制分級(jí)評(píng)分法。

各指標(biāo)值隨著評(píng)級(jí)等級(jí)線性變化，構(gòu)造線性隸屬函數(shù)為：

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用重復(fù)測定方差分析(Repeated measurement ANOVA)分析比較不同播種方式對(duì)豆禾混播草地雜草防除效果、生產(chǎn)性能的影響，采用LSD多重比較的方法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)(P=0.05)。統(tǒng)計(jì)圖形采用Sigmaplot 14.0繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 保護(hù)播種對(duì)混播草地建植初期雜草抑制的影響

2.1.1混播草地雜草密度動(dòng)態(tài)變化規(guī)律 在對(duì)混播草地雜草密度監(jiān)測后發(fā)現(xiàn)，混播草地不同功能類群雜草密度隨時(shí)間變化顯著(P<0.05，圖2)。隨著混播草地建植時(shí)間延長，闊葉類雜草密度呈現(xiàn)下降趨勢，禾本科雜草呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，雜草總密度表現(xiàn)為持續(xù)下降，雜草的季節(jié)性變化明顯。保護(hù)播種對(duì)混播草地雜草密度影響顯著(P<0.05)。7月和8月，在保護(hù)播種處理下闊葉類雜草密度和雜草總密度顯著低于對(duì)照處理(P<0.05，圖2(a)(c))，而禾本科雜草密度在不同處理下差異不顯著(圖2(b))，表明保護(hù)播種主要通過抑制闊葉類雜草的密度來對(duì)雜草總密度進(jìn)行有效控制。

圖2 混播草地雜草密度動(dòng)態(tài)變化規(guī)律Fig.2 Dynamic changes of weed density in a legume-grass mixture注：不同大寫字母表示在同一處理下雜草密度在不同觀測時(shí)間上的差異(P<0.05)，不同小寫字母表示同一觀測時(shí)間雜草密度在不同處理上的差異(P<0.05)Note:Different capital letters indicate the difference of weed density at different observation times under the same treatment at the 0.05 level;Different lowercase letters indicate the difference of weed density under different treatments at the same observation time at the 0.05 level

不同保護(hù)播種方式對(duì)混播草地雜草密度影響不顯著。在雜草生長初期，使用保護(hù)草種與混播行交叉播種處理下，闊葉類雜草密度顯著低于與混播行間行播種(P<0.05，圖2(a))，而禾本科雜草和雜草總密度與間行播種差異不顯著(圖2(b)(c))。表明交叉播種有利于抑制早期闊葉類雜草生長，但兩種保護(hù)播種方式均對(duì)雜草后期生長具有較好的抑制效果。

2.1.2混播草地雜草相對(duì)優(yōu)勢度及數(shù)量特征 研究結(jié)果顯示，灰綠藜、稗草、狗尾草是該混播草地的主要優(yōu)勢雜草，優(yōu)勢度均達(dá)10%以上，其中，灰綠藜和稗草優(yōu)勢度達(dá)到30%以上，這也是呼倫貝爾地區(qū)農(nóng)田的優(yōu)勢雜草群落。

圖3 混播草地雜草相對(duì)優(yōu)勢度Fig.3 The relative abundance of weeds in a legume-grass mixture

保護(hù)播種對(duì)混播草地雜草植株數(shù)量特征影響顯著(P<0.05)。與對(duì)照相比，兩種播種方式處理下各雜草種類株高和密度顯著降低，各雜草蓋度差異不顯著。使用燕麥作為保護(hù)草種，與混播行間行和交叉播種方式下，灰綠藜的株高分別下降了36.6%和38.3%，密度分別下降了24.9%和30.9%；稗草的株高分別下降了53.3%和57.2%，密度分別下降了32.2%和40.0%；狗尾草的株高分別下降了38.0%和45.4%，密度分別下降了45.2%和38.1%。在對(duì)主要優(yōu)勢雜草的控制上，保護(hù)草種與混播行間行播種在控制株高和密度上表現(xiàn)更佳(P<0.05)(表3)。

表3 混播草地雜草植株數(shù)量特征Table 3 Quantitative characteristics of weeds in legume-grass mixture

2.1.3混播草地雜草生物量 雜草生物量是反應(yīng)雜草發(fā)生程度的重要參數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明：使用燕麥作為保護(hù)草種對(duì)混播草地雜草生物量具有顯著影響(P<0.05)。兩次刈割后，有保護(hù)播種的處理闊葉類雜草和禾本科雜草生物量均顯著低于無保護(hù)播種的對(duì)照處理(P<0.05)；兩種播種方式處理對(duì)比發(fā)現(xiàn)，燕麥保護(hù)行與混播行交叉播種時(shí)，對(duì)雜草的抑制效果更佳，但差異不顯著。

圖4 保護(hù)播種對(duì)混播草地雜草生物量的影響Fig.4 Effects of companion crop on weed biomass in a mixed grassland注：不同大寫字母表示闊葉類雜草生物量在不同處理下存在的差異(P<0.05)，不同小寫字母表示禾本科雜草生物量在不同處理下存在的差異(P<0.05)Note:Different capital letters indicate differences in biomass of broadleaf weeds under different treatments at the 0.05 level;Different lowercase letters indicate differences in biomass of grass weeds under different treatments at the 0.05 level

2.1.5混播草地綜合評(píng)價(jià) 根據(jù)雜草的相對(duì)優(yōu)勢度、生物量、株高、品質(zhì)，以及雜草的毛、刺對(duì)適口性的影響這五個(gè)指標(biāo)，采用模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)判法，建立起評(píng)價(jià)指標(biāo)的模糊矩陣如表4所示。將計(jì)算后的綜合評(píng)價(jià)值按照從大到小排列，能夠清晰地評(píng)價(jià)不同雜草種類對(duì)混播草地的相對(duì)危害性。試驗(yàn)結(jié)果表明，保護(hù)播種能夠降低混播草地草害程度，除油菜外，交叉播種處理下，各草種的草害程度均最低，進(jìn)一步表明交叉播種抑制的雜草的效果更好(圖5)。

表4 各評(píng)價(jià)指標(biāo)值的模糊矩陣Table 4 The fuzzy matrix of individual evaluation index

圖5 混播草地雜草綜合評(píng)價(jià)值Fig.5 The synthetic evaluation value of weeds in a legume-grass mixture

2.2 保護(hù)播種對(duì)混播草地生產(chǎn)性能的影響

2.2.1混播草地植株數(shù)量變化 通過對(duì)混播草種植株數(shù)量在生長不同時(shí)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測后發(fā)現(xiàn)，在同一處理下，紫花苜蓿與無芒雀麥均隨著生長季植株數(shù)量顯著增加；在第二次刈割前，兩種播種方式處理下混播草種植株數(shù)量均顯著高于初始出苗期(圖6)。其中，在與混播行交叉播種處理下，紫花苜蓿和無芒雀麥的植株數(shù)量增加最多，分別比初始出苗數(shù)量增加了363.83%和103.57%，與混播行間行播種處理下，紫花苜蓿和無芒雀麥的植株數(shù)量分別增加了293.63%和90.16%，但間行播種與交叉播種處理之間差異不顯著。

圖6 混播草地植株數(shù)量變化Fig.6 Changes of plant density in a legume-grass mixture注：不同大寫字母表示紫花苜蓿植株數(shù)量在同一觀測時(shí)間存在的差異(P<0.05)，不同小寫字母表示同一處理下植株數(shù)量在不同觀測時(shí)間存在的差異(P<0.05)Note:Different capital letters indicate differences in alfalfa plant density at the same observation time at the 0.05 level,and different lowercase letters indicate differences in plant density under the same treatment at different observation times at the 0.05 level

2.2.2混播草地全年牧草產(chǎn)量 保護(hù)播種對(duì)混播草地全年牧草干草總產(chǎn)量和全年鮮草總產(chǎn)量均具有顯著影響(P<0.05)。間行播種與交叉播種處理下，混播草地全年牧草干草總產(chǎn)量分別達(dá)到4 906.88 kg·hm-2和5 286.65 kg·hm-2，顯著高于對(duì)照(1 020.47 kg·hm-2)；交叉播種處理下，混播草地全年鮮草總產(chǎn)量25 506.22 kg·hm-2，顯著高于間行播種(22 742.22 kg·hm-2；P<0.05)，極顯著高于對(duì)照(3 598.21 kg·hm-2；P<0.01)(圖7)。

圖7 混播草地全年干草產(chǎn)量和鮮草產(chǎn)量Fig.7 The annual yield of hay and fresh forage in a legume-grass mixture注：不同大寫字母表示產(chǎn)量在不同處理下存在的差異(P<0.05)，不同小寫字母表示無芒雀麥的全年干草產(chǎn)量在不同處理下存在的差異(P<0.05)Note:Different capital letters indicate the difference in yield under different treatments at the 0.05 level;Different lowercase letters indicate the difference in annual hay yield of smooth brome under different treatments at the 0.05 level

3 討論

3.1 保護(hù)播種對(duì)混播草地建植初期雜草抑制的影響

長期以來，雜草入侵一直是混播草地建植和生產(chǎn)實(shí)踐中的主要制約因素。一方面，雜草出苗早，生長速度快，能夠快速占據(jù)地上部分的空間，從而影響多年生混播草種早期出苗；另一方面，雜草在競爭中擠占混播牧草的生存空間和可利用有效資源，導(dǎo)致混播草地生產(chǎn)性能降低，降幅達(dá)到30.8%～78.3%[25]。本研究中，混播草地田間主要入侵雜草為一年生禾本科雜草(稗草、狗尾草)和闊葉類雜草(灰綠藜、木藤蓼、歐洲油菜)，其中，稗草和灰綠藜分別是兩類功能群中的主要優(yōu)勢雜草(RA>30)，是混播草地建植初期最具威脅的雜草。在呼倫貝爾地區(qū)進(jìn)行的雜草調(diào)查研究顯示[26]，一年生禾本科雜草主要以稗草、狗尾草、馬唐為主，闊葉類雜草以藜、反枝莧、馬齒莧、本氏蓼、豬毛蒿等為主。這與本試驗(yàn)雜草相對(duì)優(yōu)勢度排序結(jié)果一致，可見，稗草和灰綠藜在呼倫貝爾地區(qū)發(fā)生較為普遍，它們的存在可能是對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和耕作制度長期適應(yīng)的結(jié)果。與本地區(qū)其他研究相比[26-27]，混播草地田間雜草種類有明顯減少。此外，試驗(yàn)地緊鄰長期用作油菜種植的農(nóng)田，因此，油菜的發(fā)生可能與附近油菜田種子的傳播有關(guān)。

在呼倫貝爾地區(qū)的雜草調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)[26]，稗草在地勢低洼的地區(qū)危害較為嚴(yán)重，這表明稗草的發(fā)生程度可能與其周圍的水分條件有關(guān)。李善林等[28]的研究證實(shí)，水分對(duì)稗草的出土速度存在顯著影響，當(dāng)土壤水分含量在80%～100%之間時(shí)，稗草的出土速度最快。在本試驗(yàn)中，第一次刈割前后，呼倫貝爾地區(qū)降雨量達(dá)到一年中的峰值(圖1)，良好的水分條件促進(jìn)了以稗草為主的禾本科雜草快速出土與生長，尤其是在未使用保護(hù)草種的處理中，禾本科雜草的植物密度在生長中期顯著升高；而灰綠藜分布范圍廣，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)水分條件的響應(yīng)不明顯，隨著生長時(shí)間延長，以灰綠藜為主的闊葉類雜草在種間競爭中處于劣勢，表現(xiàn)為植株密度降低。

在第一次刈割收獲燕麥后，不同處理下各種類雜草密度均有所降低，其中，禾本科雜草密度表現(xiàn)為顯著降低，這表明刈割能夠有效控制禾本科雜草，而對(duì)闊葉類雜草控制效果不明顯。耿文誠等[29]的研究也發(fā)現(xiàn)，刈割處理能夠顯著降低雜草蓋度，從而對(duì)雜草發(fā)生進(jìn)行有效控制，但現(xiàn)有研究尚未對(duì)刈割處理下不同功能群雜草的表現(xiàn)展開探究。在保護(hù)播種處理下，闊葉類雜草密度和雜草總密度均顯著低于對(duì)照處理，表明保護(hù)播種能夠顯著降低闊葉類雜草植株密度。在刈割處理與保護(hù)播種處理的共同作用下，混播草地田間雜草總密度達(dá)到最低值。

一般來說，不同的播種及耕作方式下，田間雜草種類基本相同，但雜草的出苗和發(fā)生量存在差異[30]。軒詩壯等[31]在探究不同播種方式下苜蓿田雜草發(fā)生情況時(shí)發(fā)現(xiàn)，與菱形播種、條播和撒播相比，垂直交叉播種處理下，雜草密度和生物量均最低。本試驗(yàn)研究中，與未使用保護(hù)草種的對(duì)照處理相比，使用燕麥作為保護(hù)草種與混播行交叉播種處理對(duì)闊葉類雜草生長早期植株密度控制效果最佳，但在生長后期，兩種不同播種方式均顯著降低了闊葉類雜草和禾本科雜草的植株密度，對(duì)混播草地雜草發(fā)生產(chǎn)生抑制作用。在雜草生物量表現(xiàn)上，與混播行交叉播種處理時(shí)，對(duì)雜草的抑制效果更佳，但兩種保護(hù)播種方式間差異不顯著。這與軒詩壯等[31]的研究結(jié)果具有相同的趨勢，該研究發(fā)現(xiàn)，不同的播種方式能夠改變苜蓿與雜草在田間的比例，從而使植物表現(xiàn)不同的養(yǎng)分競爭。在對(duì)不同播種方式雜草化學(xué)計(jì)量特征進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，在垂直交叉播種方式下，灰綠藜的生長主要受磷限制，而稗草的生長更易受氮限制[31]，這表明交叉播種處理的優(yōu)越性可能在當(dāng)草地受到氮磷含量限制時(shí)表現(xiàn)較為明顯。在本試驗(yàn)中，混播草地建植初期土壤肥力較高，可能使得交叉播種并沒有表現(xiàn)出顯著優(yōu)越性。而在土壤水分和肥力不受限制時(shí)，光照通常是伴生作物的主要競爭因素[32-33]，因此不同保護(hù)播種方式引起的光照等微環(huán)境變化也可能是保護(hù)播種抑制雜草的重要機(jī)制。孫惠文等[34]研究發(fā)現(xiàn)，兩種新型的交叉播種方式(垂直播種和菱形播種)可能會(huì)改變田內(nèi)光照、溫度和CO2等微環(huán)境，提高群體的光合效率，促進(jìn)苜蓿產(chǎn)量提高。本試驗(yàn)中，交叉播種處理下，兩種混播草種的植株密度均高于間行播種，混播草種表現(xiàn)出更強(qiáng)的競爭優(yōu)勢，使得對(duì)雜草的抑制效果呈現(xiàn)較好的趨勢。

3.2 保護(hù)播種對(duì)混播草地生產(chǎn)性能的影響

本試驗(yàn)在使用燕麥作為保護(hù)作物時(shí)，與對(duì)照相比，兩個(gè)混播草種的株高因受到燕麥遮蔭的影響而有所降低，但差異不顯著，對(duì)混播草種的總產(chǎn)量也沒有產(chǎn)生顯著影響。同時(shí)，由于燕麥早期刈割可收獲兩茬，混播草地全年牧草干草總產(chǎn)量和全年鮮草總產(chǎn)量均有極顯著提升。有研究表明，在豆科牧草-谷類作物混合的系統(tǒng)中，總季節(jié)性干物質(zhì)產(chǎn)量超過谷類和豆類單一作物，這是由于谷類作物在第一次刈割和隨后多次刈割中的貢獻(xiàn)[35-36]。劉云飛[37]在西藏開展保護(hù)播種試驗(yàn)時(shí)，選用燕麥作為細(xì)莖冰草和垂穗披堿草混播草地的保護(hù)作物，試驗(yàn)結(jié)果表明，使用保護(hù)作物能夠在不影響混播草種次年生長量的同時(shí)，增加種植當(dāng)年產(chǎn)量，抑制田間雜草。在本試驗(yàn)中，燕麥在早期生長迅速，能夠在混播草地建植初期形成覆蓋冠層，占據(jù)雜草生態(tài)位，同時(shí)，早期刈割后，燕麥的生長速度雖受到影響，但仍可以在第二次刈割收獲階段對(duì)總飼草產(chǎn)量做出貢獻(xiàn)。

本試驗(yàn)中，使用燕麥作為保護(hù)草種后，混播草地單位面積內(nèi)植株總密度均有顯著提高。鄧菊芬等[38]研究結(jié)果表明，使用大麥作為白三葉的保護(hù)作物，能夠在控制白三葉苗期雜草的同時(shí)，將不同播種量的白三葉植株密度提高27.1%～46.8%。此外，兩種不同的保護(hù)播種方式促進(jìn)了混播草種植株密度提高，其中，紫花苜蓿的植株密度分別提高了52.65%和54.4%；無芒雀麥的植株密度分別提高了17.55%和23.47%，可見，保護(hù)播種能夠有效提高單位面積土地利用效率。

4 結(jié)論

通過對(duì)混播草地雜草防除效果和生產(chǎn)性能進(jìn)行綜合分析，在考慮生產(chǎn)實(shí)踐播種方式可操作性的基礎(chǔ)上，建議在呼倫貝爾地區(qū)豆禾混播草地的建植中，使用燕麥作為保護(hù)草種，與混播行交叉播種，能夠較好的抑制雜草入侵，獲得最佳的生產(chǎn)性能。